JP2016530706A - Ｉｃｐプラズマ処理チャンバ内における高収率・基板最端部欠陥低減のための単一リング設計 - Google Patents

Ｉｃｐプラズマ処理チャンバ内における高収率・基板最端部欠陥低減のための単一リング設計 Download PDF

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Abstract

本発明の実施形態は、本体の中心線に近接して最も近い内面と、内面と反対側の外面を有する円形リング状本体を含む単一リングを提供する。本体は、内部に形成されたスロットを有する底面と、外面に隣接する外側端部、及び中心線に向かって内面の段差まで下って延びる斜面に隣接する内側端部を有する上面を有する。本体は、段差の下の垂直面から本体の中心線に向かって延出する内面上に配置され、上で基板を支持するように構成されたリップを有する。本体は、基板と段差の垂直面の間のリップ上に約２ｍｍ未満のギャップを形成するような大きさである。

Description

開示の背景
（分野）
本明細書内の実施形態は、概して、プラズマ処理チャンバ内で使用するための単一リングプロセスキットに関する。
（背景技術の説明）
様々な半導体製造プロセス（とりわけ、プラズマ援用エッチング、物理蒸着、及び化学蒸着など）は、半導体ワークピースが処理中に（カバーリングとしても知られる）誘電体カラーと内部で係合されるプラズマ処理チャンバ内で実行される。例えば、ワークピース（例えば、半導体基板）をエッチングするために構成されたプラズマ処理チャンバ内で、基板は、処理チャンバ内の基板支持台上に取り付けられる。基板支持台は、処理チャンバに供給される処理ガスの混合物から形成されたプラズマを維持するためにＲＦバイアスを印加することができる金属電極を含む。処理チャンバ内の圧力は、チャンバからのエッチング副生成物もまた除去するポンプによって維持される。ＲＦ電源は、基板支持台内部の電極に結合され、これによってプラズマに対して負のバイアス電圧を電極上に生成する。バイアス電圧は、ワークピースに衝突するイオンを引き付け、これによって所望の製造プロセスを促進する。電極が負にバイアスされているので、基板支持台は、多くの場合、カソードと呼ばれる。
カソードは、通常、カバー及びライナーによって囲まれ、これによってイオン衝撃によるダメージからカソードを保護する。例えば、ライナーは、カソードの側壁を取り囲むために利用することができ、一方、カバーリングは、カソードの上面を覆うために利用される。基板は、典型的には、基板上に支持されながら、カバーリングの内側に配置されているので、従来のロボット機構を使用して基板支持台上へ基板を配置し、基板支持台上から基板を除去することを可能にするために、基板とカバーリングの間には、十分な公差及びギャップが必要とされる。これらのギャップは、一般的に、３．０μｍを超えて維持され、これによって上述の基板の動きに適応し、これによってミスアライメントによる基板の損傷なしに、ロボット機構とのインターフェース接続を可能にする。
しかしながら、基板とカバーリングとの間のギャップは、プラズマからのフリーラジカルの移行が基板の端部の下を通過することもまた可能にする。特に、アルミニウムエッチング中に、カバーリングと基板との間のギャップは、かなりの量のフリーラジカルが、基板の裏面側に到達するのを可能にすることが見出された。フリーラジカルは、基板の端部及び裏面と相互作用し、ベベル剥離や粒子生成などの欠陥を作る。
次世代デバイス用に回路密度が増加するにつれて、クリティカルディメンジョン（例えば、相互接続、ビア、トレンチ、接点、デバイス、ゲート、及び他の構成、ならびにそれらの間に配置された誘電体材料の幅又はピッチ）は、それに応じて減少する。また、デバイスの更なるスケーリングは、製造プロセス内に導入された粒子（例えば、欠陥（例えば、ベベル剥離）由来のもの）からの影響を増大させる。より小さなデバイスでは、粒子の大きさ及び数は、デバイスの性能に対してより大きな影響を有しており、相互接続構成間のブリッジングを含むデバイスの電気的特性を不本意に変える可能性がある。したがって、粒子の量と大きさ及び関連する製造欠陥に対する公差は減少し、より大きなクリティカルディメンジョンに対してかつて許容されたカバーリングと基板との間のギャップは、より小さな次世代デバイスに対してはもはや十分良いものではなくなっている。
従来のカバーリングは、旧式の半導体製造プロセスを改善することが見出されているが、エッジ欠陥を防止する目的で、ラジカル移行を防止するための更なる改良は、次世代デバイスの製造に商業的に実行可能なデバイスの歩留まりを可能にするために必要とされる。
概要
本発明の実施形態は、本体の中心線に近接して最も近い内面と、内面と反対側の外面を有する円形リング状本体を含む単一リングを提供する。本体は、内部に形成されたスロットを有する底面と、外面に隣接する外側端部、及び中心線に向かって内面の段差まで下って延びる斜面に隣接する内側端部を有する上面を有する。本体は、段差の下の垂直面から本体の中心線に向かって延出する内面上に配置され、上で基板を支持するように構成されたリップを有する。本体は、基板と段差の垂直面の間のリップ上に約２ｍｍ未満のギャップを形成するような大きさである。
本明細書内の実施形態の上述した構成を達成し、詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、本明細書内の実施形態を参照して行う。実施形態は、添付図面に示されている。
カバーリングを有するＩＣＰプラズマ処理チャンバを示す。 図１に示されたカバーリングの上面図を示す。 図１に示されたカバーリングのための断面図を示す。 従来の幅広ギャップのカバーリングを利用したＩＣＰプラズマ処理チャンバ内でのエッチング後の基板の最端部及び裏面のエッジ欠陥を示す。 図１に示されたカバーリングを利用したＩＣＰプラズマ処理チャンバ内でのエッチング後の最端部及び裏面を示す。
実施形態の理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
詳細な説明
本発明の実施形態は、プラズマエッチングプロセス後にベベルポリマー剥離が生じる可能性のある従来の基板処理を超える極限エッジ及び裏面の粒子欠陥の低減を可能にするカバーリングを提供する。有利には、カバーリングは、３．５μｍ技術を超えるアルミニウム（Ａｌ）ボンドパッドの厚さのエッチングを可能にする。
新たなカバーリングのデザインは、基板の最端部とリングとの間に狭いギャップを提供する。Ａｌボンドパッドのエッチング中、狭いギャップは、ポリマー及びラジカル（すなわち、ラジカル移行）が基板の最端部及び裏面を攻撃するのを防ぐ。基板は、最初に金属膜コーティングの堆積を受ける。いくつかの金属膜コーティングの例は、（ＴｉＮ／Ｔｉ／ＡＬ／Ｔｉ／ＴｉＮ）とすることができる。金属膜コーティングは、リソグラフィ操作を使用して製造されたフォトレジストマスクを有する。その後、金属膜は、処理チャンバ内でエッチングされる。処理チャンバ内で使用されるカバーリングは、基板とカバーリングとの間に画定された狭いギャップ（例えば、約２ｍｍ未満から少なくとも約０．９ｍｍまで）を有し、これによって基板の最端部の周囲でプラズマのフリーラジカルの流れを実質的に低減させる。
図１は、カバーリング１３０を有する例示的な処理チャンバ１００を示す。例示的な処理チャンバ１００は、エッチング処理チャンバとして構成され、基板から１以上の材料層を除去するのに適している。本発明から利益を得るように使用することができる処理チャンバの一例は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能なＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ Ｍｅｓａ Ｅｔｃｈ処理チャンバである。他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバが、本発明の実施形態を実施するために使用可能であることが理解される。
処理チャンバ１００は、処理容積が内部に画定されたチャンバ本体１０５を含む。チャンバ本体１０５は、側壁１１２と、底部１１８と、それらに結合された接地シールドアセンブリ１２６を有する。側壁１１２はライナー１１５を有し、これによって側壁１１２を保護し、処理チャンバ１００のメンテナンスサイクル間の時間を延ばす。チャンバ本体１０５及び処理チャンバ１００に関連する構成要素の寸法は限定されず、一般的に、内部で処理される基板１２０のサイズよりも比例的に大きい。基板サイズの例としては、とりわけ、直径１５０ｍｍ、直径２００ｍｍ、直径３００ｍｍ、及び直径４５０ｍｍを有する基板１２０が挙げられる。
チャンバ蓋アセンブリ１１０は、チャンバ本体１０５の上部に取り付けられる。チャンバ本体１０５は、アルミニウム又は他の適切な材料から製造することができる。基板アクセスポート１１３は、チャンバ本体１０５の側壁１１２を貫通して形成され、処理チャンバ１００の内外への基板１２０の搬送を促進する。アクセスポート１１３は、搬送チャンバ及び／又は基板処理システムの他のチャンバ（いずれも図示せず）に結合させることができる。
ポンピングポート１４５は、チャンバ本体１０５の側壁１１２を貫通して形成され、排気マニホールド１２３を介してチャンバ容積に接続される。ポンピング装置（図示せず）が処理容積に結合され、これによって排気し、内部の圧力を制御する。ポンピング装置は、１以上のポンプ及びスロットルバルブを含むことができる。ポンピング装置及びチャンバ冷却設計は、熱予算のニーズに適した温度（例えば、約−２５℃〜約＋５００℃）での高ベースの真空（約１×Ｅ−８Ｔｏｒｒ以下）及び低い上昇率（約１０００ｍＴｏｒｒ／分）を可能にする。
ガス源１６０は、処理容積内に処理ガスを供給するためにチャンバ本体１０５に結合される。１以上の実施形態では、処理ガスは、必要に応じて、不活性ガス、非反応性ガス、及び反応性ガスを含むことができる。ガス源１６０によって供給可能な処理ガスの例としては、とりわけ、四フッ化炭素（ＣＦ４）、臭化水素（ＨＢｒ）、アルゴンガス（Ａｒ）、塩素（Ｃｌ２）、酸素ガス（Ｏ２）を含むが、これらに限定されない。また、ガスの組合せを、ガス源１６０からチャンバ本体１０５に供給することができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）含有基板をエッチングするために、ＨＢｒとＯ２の混合物処理容積内に供給することができる。
蓋アセンブリ１１０は、一般に、ノズル１１４を含む。ノズル１１４は、処理ガスをガス供給源１６０から処理容積内に導入するための１以上のポートを有する。処理ガスがチャンバ１００内に導入された後、ガスは、プラズマを形成するように励起される。アンテナ１４８（例えば、１以上の誘導コイル）を、処理チャンバ１００に隣接して提供することができる。アンテナ電源１４２は、整合回路１４１を介してアンテナ１４８に電力を供給することができ、これによってエネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を処理ガスに誘導結合し、チャンバ１００内の処理容積内で処理ガスから形成されたプラズマを維持する。代替的に、又はアンテナ電源１４２に加えて、基板１２０の下方のカソードと、基板１２０の上方のアノードを含むプロセス電極を使用して、ＲＦ電力を処理ガスに容量結合し、処理容積内でプラズマを維持することができる。電源１４２の動作は、チャンバ１００内の他の構成要素の動作もまた制御する制御装置によって制御することができる。
基板支持台１３５は、処理中に基板１２０を保持するための静電チャック１２２を含むことができる。静電チャック（ＥＳＣ）１２２は、エッチングプロセスのために基板支持台１３５に基板１２０を保持するための静電引力を用いる。ＥＳＣ１２２は、整合回路１２４と統合されたＲＦ電源１２５によって電力供給される。ＥＳＣ１２２は、誘電体の中に埋め込まれた電極を含む。ＲＦ電源１２５は、約２００ボルト〜約２０００ボルトのＲＦチャッキング電圧を電極に供給することができる。ＲＦ電源１２５は、基板１２０のチャッキング・デチャッキング用の伝国にＤＣ電流を向けることによって電極の動作を制御するためのシステムコントローラもまた含むことができる。ＥＳＣ１２２は、ＥＳＣ１２２の側壁を、プラズマをより引き付けないようにする目的のためにアイソレータ１２８を有する。また、基板支持台１３５はカソードライナー１３６を有し、これによってプラズマガスから基板支持台１３５の側壁を保護し、プラズマ処理チャンバ１００のメンテナンス間の時間を延ばす。カソードライナー１３６及びライナー１１５は、セラミックス材料から形成することができる。例えば、カソードライナー１３６及びライナー１１５の両方は、イットリアから形成することができる。
ＥＳＣ１２２は、基板１２０上に作製されるデバイスの熱収支によって必要とされる温度範囲内で行うように構成される。例えば、ＥＳＣは、特定の実施形態では約−２５℃〜約１００℃の温度に、他の実施形態では約１００℃〜約２００℃の温度範囲の温度に、更に他の実施形態では約２００℃〜約５００℃に基板１２０を維持するように構成することができる。冷却ベース１２９は、基板支持台１３５を保護し、基板１２０の温度を制御するのを助長するために提供される。
カバーリング１３０は、ＥＳＣ１２２の上、かつ基板支持台１３５の周囲に沿って配置される。カバーリング１３０と内部の基板１２０との間には、ギャップ１５０が形成される。カバーリング１３０は、処理チャンバ１００内部のプラズマ環境から基板支持台１３５の上面を遮蔽しながら、基板１２０の露出した上面の所望の部分にエッチングガス、ラジカルを閉じ込めるように構成される。基板支持台１３５は、処理のために上方の位置まで上昇されると、基板支持台１３５上に配置された基板１２０の外端部は、カバーリング１３０によって、カバーリング１３０に近接してその周囲で囲まれる。リフトピン（図示せず）は、基板支持台１３５を貫通して選択的に移動され、これによって基板支持台１３５の上方の基板１２０を持ち上げ、搬送ロボット又は他の適切な搬送機構によって基板１２０へのアクセスを促進する。
コントローラは、処理チャンバ１００に結合することができる。コントローラは、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、及びサポート回路を含むことができる。コントローラは、ガス源１６０から処理チャンバ１００内へのガスの流れ、及び他のプロセスパラメータを調整する処理シーケンスを制御するために使用される。ＣＰＵは、工業環境で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態とすることができる。ソフトウェアルーチンは、メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、フロッピー（登録商標）又はハードディスクドライブ、又は他の形態のデジタルストレージ）内に格納することができる。サポート回路は、従来、ＣＰＵに結合され、キャッシュ、クロック回路、入力／出力サブシステム、電源等を含むことができる。ソフトウェアルーチンは、ＣＰＵによって実行されると、プロセスが本発明に従って実行されるように処理チャンバ１００を制御する特定の目的のコンピュータ（コントローラ）にＣＰＵを変換する。ソフトウェアルーチンはまた、処理チャンバ１００から離れて位置する第２のコントローラ（図示せず）によって格納される及び／又は実行されてもよい。
処理中、ガスが、プラズマを形成するために処理チャンバ１００内に導入され、基板１２０の表面をエッチングする。基板支持台１３５は、電源１２５によってバイアスされ、ＲＦアンテナ１４８は、電源１４２によってバイアスされ、これによってガス源１６０によって供給される処理ガスから形成されるプラズマを維持する。プラズマからのイオンは、基板支持台１３５内のカソードに向けて攻撃し、基板１２０をエッチングする。カバーリング１３０は、基板支持台１３５の上面へのプラズマ損傷を防止しながら、プラズマ内のフリーラジカルが基板１２０の最端部又は下側を攻撃するのを防止する。
プラズマ処理チャンバ１００内のカバーリング１３０の構成は、基板１２０の直径に固有のものである。例えば、直径２００ｍｍの基板で使用するように構成されたカバーリング１３０は、３００ｍｍ又は４５０ｍｍの直径の基板と共に使用するために構成されたカバーリング１３０とは異なるサイズになる。基板１２０とリング１３０との間に画定されるギャップ１５０は、フリーラジカルの流れを制御し、したがって、基板１２０上に形成される可能性のあるエッジ欠陥の量に影響を与える。基板１２０上のエッジ欠陥とカバーリング１３０との間の因果関係をより良く理解するために、カバーリング１３０は、図２及び図３を参照して、以下でより詳細に説明される。
図２は、カバーリング１３０の上面図を示す。カバーリング１３０は、内側端部２２０と外側端部エッジ２４０を有する上部２１０表面を含む単一のリング状本体２００を有する。単一リング状本体２００の外側端部２４０は、プラズマ処理チャンバ内の基板台に適合するように構成される。単一リング状本体２００の内側端部２２０は、基板が上に載るリップ２２５を形成する。また、単一リング本体２００は、基板の周囲に形成された平坦部に対応する平坦部２５０を有する。平坦部２５０は、平坦部２５０から単一リング本体２００の中心まで垂直に測定した距離２３０である。距離２３０は、単一リング本体２００の大きさを決定し、処理チャンバ内で処理される基板の直径に従って寸法決めされる。１以上の実施形態では、単一リング本体２００は、イットリウム（Ｙ）含有材料（例えば、バルク酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３））から構成される。カバーリング本体２００の材質は、腐食に対して高い耐性を提供し、これによってチャンバコンポーネントの耐用寿命を向上させるので、メンテナンス費用を低減させる。
単一リング本体２００は、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、又は任意の考えられる大きさの基板に適合するように構成することができる。直径３００ｍｍの基板用に構成された単一リング本体２００は、５．８２５＋０．００５／−０．０００インチの半径方向距離２３０を有する。内側端部２２０は、１１．７３６＋０．００５／−０．０００インチ（２９５．９１ｍｍ〜２９６．１６ｍｍ）の直径を用いて説明される。外側端部２４０は、１５．１２インチ（３８４．０５ｍｍ）の直径を用いて説明される。直径３００ｍｍの基板は、内側端部２２０によって形成されたリップ２２５の上に載る。リップ２２５は、内側端部２２０の垂直面と反対側の第２垂直面を有する。第２垂直面は、内部に直径３００ｍｍの基板を受け入れるようなサイズの円筒形の壁を形成する。
リング本体２００のためのより詳細な外観を図３で見ることができる。図３は、ＩＣＰプラズマ処理チャンバ用に設計された単一リング本体２００のための断面図を示す。単一リング本体２００は、一般的に、セラミックス材料（例えば、イットリア）又は他の許容可能な材料から製造することができる本体２００を含む。
本体２００は、外側端部２４０と内側端部２２０を含む。以下の例では、単一リング本体２００は、直径３００ｍｍの基板用の大きさに作られている。外側端部２４０と内側端部２２０は、向きが同心である実質的に垂直な円筒形の壁である。一方、外側底部３０４と上部２１０は、実質的に水平である。
リング本体２００の内側端部２２０は、約１１．７３６インチ〜１１．７４１インチ（約２９５．９１ｍｍ〜２９６．１６ｍｍ）の範囲にある直径３２１を有する。リング本体２００は、基板を上で支持するために使用される内側端部２２０によって形成されたリップ２２５を含む。リップ２２５の内側端部２２０は、約２．９５ｍｍ〜約３．０５ｍｍの範囲にある高さ２４３を有する。リング本体２００の１以上の実施形態では、直径３２１は約２９５．９１ｍｍであり、高さ３４３は約３．０５ｍｍである。
リップ２２５は、第２垂直壁３０３を有する。第２垂直壁３０３は、円筒形であり、直径３２２と高さ３４２を有する。第２垂直壁３０３の高さ３４２は、約０．０５４インチ（１．３７ｍｍ）である。直径３２２は、約１１．８８４インチ〜約１１．８８９インチ（約３０１．８５ｍｍ〜約３０１．９８ｍｍ）の範囲である。直径３２１は、基板の直径よりも小さく、一方、直径３２２は、基板の直径よりも大きい。リップ２２５上に３００ｍｍ基板が配置された場合、ギャップが基板と第２垂直壁３０３との間に画定される。ギャップは、約２．０ｍｍ以下である。１以上の実施形態では、３００ｍｍ基板と第２垂直壁３０３との間のギャップは、約０．９ｍｍである。
リング本体２００は、第２リップ３０６を有する。第２リップは、第２垂直壁３０３と傾斜壁３０８の足部３０７との間に画定される。傾斜壁３０８の足部３０７は、リング本体２００の中心から距離３２３である。距離３２３と第２垂直壁３０３の直径３２２との間の差は、第２リップ３０６の長さを画定する。１以上の実施形態では、第２リップ３０６の長さは、約６ｍｍである。
傾斜壁３０８は、傾斜壁３０８と単一リング本体２００の上部２１０との間の交点で画定される頂部３０９を有する。傾斜壁３０８は、角度３６０で傾斜している。傾斜角３６０は、基板の表面上でのプロセスの均一性を増加するように選択することができる。すなわち、角度は、基板の中心へとプラズマイオンの濃度を変えるように調整することができる。１以上の実施形態では、角度３６０は、約８０度である。傾斜壁３０８の角度３６０が約ゼロである実施形態では、傾斜壁３０８は、第２リップ３０６と上部２０１の間の垂直距離として画定される垂直立ち上がり３４１を有することができる。１以上の実施形態では、垂直立ち上がり３４１は、約０．０８６インチ（約２．１８ｍｍ）である。これは、リップ２２５から上部２１０までの距離を約０．１４インチ（約３．５６ｍｍ）にする。
本体２００は、上部２１０を有する。上部２１０の内側部分は、傾斜壁３０８と交差する。上部２１０の外側部分は、外端部２４０と交点３１０で交わる。上部２１０の外端部２４０との交点３１０は、丸められる、面取りされる、ベベル加工される、角度付けされる、又はいくつかの他の種類の交わりを有することが可能である。角度３６０及び交点３１０に対する交わり方の種類は、変わる可能性のある上部２１０の長さを提供する。しかしながら、外端部２４０は、上部２１０の長さに対する範囲を決定する。図示のように、交点３１０は、上部２１０と外端部２４０の間に約０．１３インチ（約３．３ｍｍ）の半径を有する。また、外端部２４０は、直径３３４を有する円筒形の壁である。リング本体２００の外端部２４０の直径３３４は、約１５．１２インチ（約３８４．０５ｍｍ）である。
外端部２４０は、上部２１０に交わる頂部と、本体２００の外側底部３０４に交わる底部を有する。外側底部３０４は、直径３３３と直径３３４との間に位置する本体２００の平坦な部分である。また、上部２１０と外側底部３０４との間の距離は、外端部２４０の高さ３５０を画定する。１以上の実施形態では、外端部２４０は、約０．４７５インチ（約１２．０７ｍｍ）の高さ３５０を有する。
直径３３３は、アイソレータキー３０５の外側部分を画定する。３００ｍｍ基板と共に使用するように構成されたアイソレータキー３０５の直径３３３は、約１３．７８５〜約１３．７７５インチ（約３５０．１４ｍｍ〜約３４９．８８５ｍｍ）の間とすることができる。直径３３２は、アイソレータキー３０５に対して内側部分を画定する。３００ｍｍ基板と共に使用するように構成されたアイソレータキー３０５の直径３３２は、約１３．０４５〜約１３．０３５インチ（約３３１．３４ｍｍ〜約３３１．０８９ｍｍ）の間とすることができる。直径３３２と直径３３３との差は、アイソレータキー３０５の幅である。アイソレータキー３０５は、単一リング本体２００を正確に台の上に位置決めすることができるように、台の嵌合構造に係合するように構成される。１以上の実施形態では、プラズマ処理チャンバ内に配置された台の嵌合構造は、アイソレータキー３０５で単一リング本体２００内にはまる。アイソレータキー３０５は、外側底部３０４と内側底部３１４の間に収まる。アイソレータキー３０５は、外側底部３０４から深さ３５１を有し、内側底部３１４から深さ３５２を有する。アイソレータキー３０５の大きさ及び構造は、プラズマ処理チャンバ内のアイソレータの大きさ及び形状に基づいている。１以上の実施形態では、アイソレータキー３０５は、約０．１６０インチ（約４．０６ｍｍ）の深さ３５１と、約０．２３５インチ（約５．９７ｍｍ）の深さ３５２と、約０．７４インチ（約１８．８０ｍｍ）の幅を有する。
アイソレータキー３０５は、直径３３２で第２底部３１４に接触する。第２底部３１４は、直径３３２から内側へ直径３３１の垂直面３１５まで延びる。垂直面３１５と内側底部３１４が交わる交点３１８は、丸められる、面取りされる、ベベル加工される、角度付けされる、又はもしかしたらいくつかの他の種類の交わり方が可能である。図示されるように、交点３１８は丸められ、約０．０４インチ（１．０２ｍｍ）の半径を有する。直径３３１は、静電チャックにフィットするように構成され、約１２．２０５インチ〜約１２．１９５インチ（約３１０．０１ｍｍ〜約３０９．７５ｍｍ）の範囲とすることができる。１以上の実施形態では、直径３３１は、約１２．２００インチ（約３０９．８８ｍｍ）である。
中央単一リング本体２００の垂直面３１５は、直径３３１によって画定される。垂直面３１５は、内側底部３１４とリップ底部３１６の間に配置される。垂直面３１５の高さ３４４は、内側底部３１４とリップ底部３１６の間の垂直距離である。１以上の実施形態では、垂直面３１５の高さ３４４は、約０．２９２インチ（約７．４２ｍｍ）である。垂直面３１５は、基板支持台の一部に隣接して配置される。
リップ底部３１６は、プラズマ処理チャンバ内に基板台の上に載っている。リップ底部３１６は、リップ底部３１６が垂直面３１５と交差する直径３３１から、リップ底部３１６が内端部２２０と交差する直径３２１へと延びる幅を有する。リップ底部３１６の幅は、直径３２１と直径３３１との間の差である。幅は、約０．２３５インチ〜約０．２２７インチ（約５．９７ｍｍ〜約５．７７ｍｍ）の間の範囲とすることができる。１以上の実施形態では、リップ底部３１６の幅は、約０．２３２インチ（５．８９ｍｍ）である。
種々の表面のためのツーリングは、内角に対して小さな半径を残す場合がある。特に断りのない限り、０．０１インチ（０．２５ｍｍ）の最大値までのこのような半径は、一般的に許容される。鋭い端部は、０．０１インチ（０．２５ｍｍ）の半径によって破壊される場合もある。
基板と第２垂直壁３０３の間のギャップの最小化は、基板の最端部の周りのフリーラジカルの流れを制御する。フリーラジカルは、基板の端部に存在する欠陥の量に影響を与える。しかしながら、ギャップは、ロボットによってプラズマ処理チャンバ内のカバーリング１３０へ基板を挿入及びカバーリング１３０から基板を除去するために必要なクリアランスを提供する。１．０ｍｍ未満にギャップを小さくすることは、基板の最端部の品質の大幅な改善を示してきた。図４は、従来の単一リングデザインのＩＣＰプラズマ処理チャンバ内でエッチングした後のウェハ最端部及び裏面のエッジ欠陥を示す。図４は、従来のリングと基板との間に約３．００ｍｍのギャップを有する従来のリングを用いてエッチングした後の３００ｍｍ基板の最端部を示す。図５は、逆に、カバーリング１３０を備えたＩＣＰプラズマ処理チャンバ内でエッチングした後の基板１２０の最端部及び裏面を示す。図５に示される基板１２０は、３００ｍｍの直径を有し、カバーリング１３０と基板１２０との間のギャップは、約０．９０ｍｍであった。
図４は、従来の幅広ギャップのカバーリングを利用した従来のＡｌボンドパッドエッチング後のベベルポリマー剥離に起因する粒子欠陥を示す基板の最端部から裏面までの４つの画像を含む。上述のように、ボンドパッドエッチングに起因する粒子欠陥の低減は、基板を更なる処理のために許容可能にするのに必要な追加の製造工程を低減する。画像は、電子顕微鏡下で走査された直径３００ｍｍの基板の最端部を示す。基板の平坦面を下に向けて、第１画像４１０は、拡大した基板の左側の最端部を示す。ベベルポリマー剥離４６０は、基板の下側４５０に特に見られる。画像４２０は、同じ倍率下での（下に向けた）基板の平坦な端部を示す。画像４３０は、拡大した基板の端部の左側を示す。画像４４０は、高倍率下での基板の端部の上部（平坦面の反対側）を示す。ベベルポリマー剥離４６０は、基板のすべての端部に見られる。したがって、図４に示された基板は、追加の処理が許容される前に、剥離のベベルエッジをクリーニングするために追加の操作が必要となるだろう。
図５は、エッチングプロセスが上述の狭いギャップのカバーリング１３０を用いたことを除いて、図４に示された基板上で実行されたエッチングと同様のＡｌボンドパッドエッチング後の基板の４つの最端部から裏面までの画像を含む。図５の画像は、電子顕微鏡下で走査された３００ｍｍの直径を有する基板の最端部を示す。図５に示された基板は、基板とカバーリング１３０との間のギャップが約０．９ｍｍであるカバーリング１３０を用いてエッチングされた。比較を容易にするために、図４に示されたように基板の向きを同様に変えると、第１画像５１０は、拡大した基板の最端部の左側を示す。ベベルポリマー剥離５６０は、基板の下面５５０上にはほぼ存在しない。画像５２０は、高倍率下での（下に向けた）基板の平坦な端部を示す。画像５３０は、高倍率下での基板の端部の左側を示す。画像５４０は、高倍率下での基板の上端部（平坦面と反対側）を示す。いずれの画像においても、ベベルポリマー剥離５６０は、ほぼ識別可能ではない。画像５４０は、最も見ることができるベベルポリマー剥離５７０を有する。しかしながら、図５の画像５４０を対応する図４の画像４４０と比較すると、画像５４０内に示されるベベルエッジ剥離５７０は、画像４４０内に示されるベベルエッジ剥離４７０に対して実質的に改善されている。基板のギャップを低減することによるベベルエッジの改善は、図５に示されるように、後続の操作の前にベベルエッジをクリーニングするための追加の操作を基板がもはや必要としないという点において実質的である。
新たな狭いギャップのカバーリングは、有利なことに、３．５μｍの厚さのデバイスへ、又はそれを超えてＡｌボンドパッドアプリケーションのプロセスの可能性を拡張する。更に、追加のツーリングなしに基板のベベルの問題を制御することによって製造コストを下げ、設置されるプラズマ処理チャンバを本発明のカバーリングと費用効率よくレトロフィット可能にし、Ａｌボンドパッドエッチング処理工程後のベベル洗浄の排除を可能にする新しい狭いギャップのカバーリングによって、単純なプロセスフローが実現される。こうして、新たな狭いギャップのカバーリングは、全体的な製造コストを削減しつつ、「オールインワン」エッチングを可能にする。
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (14)

  1. 単一リングであって、
    円形リング状本体であって、
    本体の中心線に近接して最も近い内面と、
    内面と反対側の外面と、
    内部に形成されたスロットを有する底面と、
    外側端部及び内側端部を有する上面であって、外側端部は外面に隣接し、内側端部は中心線に向かって内面の段差まで下って延びる斜面に隣接する上面と、
    段差の下の垂直面からリングの中心線に向かって延出する内面上に配置されたリップであって、リップは、上で基板を支持するように構成され、本体は、基板と段差の垂直面の間のリップ上に約２ｍｍ未満のギャップを画定するような大きさに作られたリップを含む円形リング状本体を含む単一リング。
  2. リップ及び内面は、直径３００ｍｍの基板を支持するように構成されている、請求項１記載の単一リング。
  3. ギャップは約０．９ｍｍである、請求項２記載の単一リング。
  4. 外面は約１５．１２インチの直径を有する、請求項２記載の単一リング。
  5. 垂直面は、約１１．８８４インチ〜約１１．８８９インチの直径を有する円筒を形成する、請求項２記載の単一リング。
  6. リップ及び内面は、直径２００ｍｍの基板又は直径４５０ｍｍの基板を支持するように構成されている、請求項１記載の単一リング。
  7. 傾斜は約８０°である、請求項１記載の単一リング。
  8. スロットは、底面を内側底面と外側底面に分割する円形溝であり、内側底面及び外側底面は、同一平面上にはない、請求項１記載の単一リング。
  9. 垂直壁の高さは約０．０５４インチである、請求項２記載の単一リング。
  10. リップは、約１１．７３６インチ〜約１１．７４１インチの内径を有する、請求項９記載の単一リング。
  11. 本体は、セラミックス材料から製造される、請求項１記載の単一リング。
  12. セラミックス材料はＹ２Ｏ３である、請求項１１記載の単一リング。
  13. リップから上面までの距離は約０．１４インチである、請求項１記載の単一リング。
  14. 本体はＹ２Ｏ３から製造され、ギャップは約０．９ｍｍであり、外面は約１５．１２インチの直径を有し、垂直面は、約１１．８８４インチ〜約１１．８８９インチの直径を有する円筒を形成し、傾斜は約８０度であり、スロットは、底面を内側底面と外側底面に分割する円形溝であり、内側底面及び外側底面は、同一平面上にはなく、垂直壁の高さは約０．０５４インチであり、リップは約１１．７３６インチ〜約１１．７４１インチの内径を有し、リップから上面までの距離は約０．１４インチである、請求項１記載の単一リング。
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