JP2020516072A - 処理チャンバにおける工作物における材料堆積防止 - Google Patents

Abstract

プラズマ処理装置のためのフォーカスリングアセンブリが提供される。１つの例としての実施態様において、装置は、プラズマを発生するように構成されたプラズマ源を有する。装置は、工作物を収容するように構成されたチャンバを有する。装置は、チャンバに収容されかつ工作物を支持するように構成された工作物支持体を有する。装置は、フォーカスリングアセンブリを有する。フォーカスリングアセンブリは、上段および下段を有するフォーカスリングを有する。上段の内縁を、工作物支持体に配置された工作物の外縁から少なくとも約３ｍｍの横方向距離だけ分離させることができる。

Description

優先権の主張
本願は、全ての目的のために引用によって本明細書に組み込まれる２０１７年３月３１日に出願された「Material Deposition Prevention on a Substrate in a Process Chamber」という名称の米国仮出願第６２／４７９７７８号明細書の優先権の利益を主張する。

分野
本開示は、概して、半導体工作物などの工作物のプラズマ処理に関する。

背景
プラズマ処理は、半導体ウェハおよびその他の工作物の成膜、エッチング、レジスト除去および関連する処理のための半導体工業において広く使用されている。プラズマ源（例えば、マイクロ波、ＥＣＲ、誘電性など）は、しばしば、工作物を処理するための高密度プラズマおよび反応種を発生するためにプラズマ処理のために使用される。ＲＦプラズマ源は、ＲＦプラズマ源の能力によりプラズマエッチ用途において使用することができ、フィードガスからプロセス化学反応を発生し、高いまたは低いエッチ速度で等方性または極めて異方性のエッチを提供する。プラズマ処理ツールは、極めて異なるガスにおいておよび極めて異なる条件（ガス流、ガス圧力など）の下で安定したプラズマを維持することができ、プラズマ密度、プラズマプロフィルおよびイオンエネルギの独立した制御を提供することができる。

概要
本開示の実施の形態の態様および利点は、部分的に以下の説明において示され、または説明から学習されてもよい、または実施の形態の実施を通じて学習されてもよい。

本開示の１つの例としての態様は、工作物処理装置に関する。装置は、プラズマを発生するように構成されたプラズマ源を有する。工作物処理装置は、工作物を収容するように構成されたチャンバを有する。工作物処理装置は、チャンバに収容されかつ工作物を支持するように構成された工作物支持体を有する。工作物処理装置は、フォーカスリングアセンブリを有する。フォーカスリングアセンブリは、上段および下段を有するフォーカスリングを有する。上段の内縁を、工作物支持体に配置された工作物の外縁から少なくとも約３ｍｍの横方向距離だけ分離させることができる。

様々な実施の形態のこれらのおよびその他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の請求項を参照することによりさらによく理解されるであろう。本明細書の一部に組み込まれかつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の実施の形態を例示し、詳細な説明と共に、関連する原理を説明するために機能する。

当業者に向けられた実施の形態の詳細な説明は、添付の図面を参照する明細書に示されている。

本開示の例としての実施の形態によるプラズマ処理装置を示している。 本開示の例としての実施の形態によるプラズマ処理装置を示している。 本開示の例としての実施の形態による、工作物支持体およびフォーカスリングアセンブリの断面図を示している。 本開示の例としての実施の形態による、工作物支持体およびフォーカスリングアセンブリの拡大図を示している。

詳細な説明
ここで、実施の形態を詳細に参照し、その１つまたは複数の例が図示されている。各例は、本開示の限定ではなく、実施の形態の説明として提供されている。実際、本開示の範囲または思想から逸脱することなく実施の形態に対して様々な改良および変更をなすことができることが当業者に明らかになるであろう。例えば、１つの実施の形態の一部として例示または説明された特徴を、さらに別の実施の形態を提供するために別の実施の形態と共に使用することができる。すなわち、本開示の態様はこのような改良および変更をカバーすることが意図されている。

本開示の例としての態様は、フォーカスリングアセンブリ、およびフォーカスリングアセンブリを含むプラズマ処理装置に関する。本開示の態様は、フォーカスリングアセンブリにおける材料の蓄積を防止するまたは蓄積の速度を減じるために有益な効用を有することができる。幾つかの実施の形態は、フォーカスリング、工作物および／または静電チャックにおける材料の蓄積を防止するまたは蓄積の速度を減じるために有益な効用を有することができる。

プラズマエッチツールなどの幾つかのプラズマ処理システムにおいて、工作物は、概してプロセスチャンバに位置決めすることができかつ工作物支持体によって支持することができる。工作物支持体は、幾つかの実施の形態において、静電チャックを有することができる。その一部がシャドウリングと呼ばれてもよいフォーカスリングアセンブリは、工作物の全表面にわたってより均一なプラズマ分布を達成し、工作物表面にとどまるようにプラズマの分布を方向付けることを助けるために使用することができる。フォーカスリングアセンブリは、処理チャンバの下側部分から、プラズマが発生される処理チャンバの上側部分を分離させるために、工作物レベルにおいてシーリングを実現することもできる。これは、プラズマが処理チャンバの下側部分に入ることを防止することができ、エッチチャンバの下側コンパートメントに収容された構成部材へのプラズマ曝露を減じる。

幾つかの実施態様において、フォーカスリングは、外側リングまたはシャドウリングと、静電チャックまたはその他の工作物支持体との間に配置することができる。フォーカスリングと外側リングとの組み合わせは、工作物のエッチ速度の均一性を高めることができる。工作物は、工作物支持体または静電チャックの縁部を超えて延びていてもよく、間隙上に延びていることもできる。間隙は、フォーカスリングの内側と、工作物の下側と、工作物支持体の下側と、工作物支持体の外側との間に画定することができる。工作物支持体上における連続する工作物の繰り返される処理により、材料の堆積物が、工作物の下面、工作物支持体の下面、工作物支持体の外縁および／またはフォーカスリングの内側に蓄積する傾向がある。これは、間隙の閉鎖および／または狭まりにつながる可能性がある。

蓄積は、エッチプロセスを妨害し、工作物またはリングアセンブリを損傷する可能性がある。具体的な懸念は、チャンバ全体にわたる冷却ヘリウムの循環の妨害、工作物、工作物支持体またはフォーカスリングにおける材料の蓄積を含むことができ、これは、材料のはく離および工作物への材料の薄片化を生じる。間隙を狭めることによってまたは狭い垂直の流れスペースを提供することによって材料蓄積をデポジットする試みがなされてきたが、問題は依然として残っている。

本開示の例としての実施の形態は、プラズマ処理装置を含むことができる。プラズマ処理装置は、例えば、ガス入口または供給部と、直接的または間接的プラズマ源と、高圧および低圧システムのための圧力制御を備えるチャンバと、上部、側部またはチャンバから離れて下流に配置されてもよくかつ無線周波数などのソースまたはその他の発電機を有してもよい電極と、構成部材を冷却するために流体（例えば、水、ヘリウムなど）を循環させるための冷却システムとを有することができる。プラズマ処理装置は、幾つかの実施の形態において、処理領域、ガスおよび蒸気などの循環に影響するための入口および／または出口などを有してもよい。

工作物処理装置のためのプラズマ源は、例えば、高密度プラズマおよび反応種を発生するために誘導プラズマ源を含むことができる。例えば、誘導プラズマ源は、標準的な１３．５６ＭＨｚ以下の周波数の発電機を使用して高密度プラズマを発生することができる。ＲＦバイアスと組み合わされた誘導プラズマ源も、例えば、ウェハへのイオンエネルギおよびイオンフラックスの独立した制御を提供するために、プラズマエッチングツールにおいて使用されてきた。

幾つかの実施の形態において、工作物を、プラズマに直接曝すことができるが、幾つかの実施の形態において、プラズマは下流において発生され、工作物と接触する前にフィルタリングされる。これに関して、プラズマは、処理チャンバから遠隔で形成することができる。プラズマが形成された後、所望の粒子または反応種は、工作物へ送られる。例えば、幾つかの実施の形態において、反応種を形成する中性粒子に対して透過性でありかつプラズマに対して透過性でないフィルタ構造またはグリッドを使用することができる。このようなプロセスは、最大で約６０００ワットのような高いＲＦ電力と、幾つかの場合、比較的高いガス流量および圧力を必要とする可能性がある。例えば、ガス流量は、約２０，０００スタンダード立方センチメートル毎分であることができ、圧力は、最大で約５，０００ミリトルであることができる。

プラズマ処理装置は、工作物を支持するための工作物支持体を有することができる。幾つかの実施の形態において、工作物支持体は、静電チャックであってもよい。静電チャックという用語は、全てのタイプの静電クランプを含むことを意味する。工作物支持体は、工作物処理チャンバのベースプレートに結合されてもよいまたは代替的に取外し可能に取り付けられてもよい。幾つかの実施の形態において、工作物支持体は、フォーカスリングアセンブリまたは少なくともフォーカスリングアセンブリの一部と係合するように構成されてもよい。代替的に、工作物支持体は、フォーカスリングアセンブリと係合しなくてもよい。工作物ホルダおよび／またはベースプレートは、工作物の加熱または冷却を許容するように構成されてもよい。

幾つかの実施の形態において、工作物支持体は、処理中に工作物を回転させるように適応させられることができる。工作物を回転させることは、工作物の表面上のより高い温度均一性を促進しかつ工作物と、チャンバに導入された反応種との高められた接触を促進する。しかしながら、幾つかの実施の形態において、工作物は、処理中に静止したままであってもよい。

工作物支持体は、様々な工作物を支持するように構成されてもよい。工作物支持体は、少なくとも１００ｍｍ、例えば少なくとも２００ｍｍ、例えば少なくとも３００ｍｍの工作物、例えば少なくとも４５０ｍｍ以上の工作物、例えば１０００ｍｍ未満、例えば９００ｍｍ未満、例えば８００ｍｍ未満、例えば７００ｍｍ未満、例えば６００ｍｍ未満またはそれらにおける２５ｍｍ増加から選択されたあらゆる範囲の直径を有する工作物を支持してもよい。

工作物は、工作物支持体の直径より大きな直径を有してもよいまたは代替的に、工作物支持体の直径より小さな直径を有してもよい。工作物が、工作物支持体の直径より大きな直径を有するならば、工作物は、工作物支持体を超えて延び、処理チャンバまたはフォーカスリングアセンブリにおいて突き出ることができる。このような実施の形態において、工作物支持体とフォーカスリングアセンブリとは、間隙を形成してもよく、間隙は、工作物とフォーカスリングアセンブリとの間に延びてもよく、工作物支持体の内側に沿って垂直の角度で延びていることができる。工作物の反復処理により、材料が、間隙に堆積または蓄積することがある。この材料堆積物は、処理中に材料を薄片状にはく離させることがあるまたは間隙を閉塞させることがある。間隙の閉塞は、冷却プロセスを妨害するまたは工作物の下方における循環を妨害することがある。

本開示の例としての実施の形態は、フォーカスリングの上段と、工作物との間の距離を増大する。材料堆積物を減じるためのこれまでの試みは、狭い垂直の流れスペースを形成することを含む、フォーカスリングと工作物との間の距離を減じることを含んでいた。本開示は、１つの実施の形態に限定されることなく、多くの利点を有するが、本開示は、フォーカスリングと工作物との間のスペースを増大することが材料堆積物を減じるまたは代替的に処理中の監視およびクリーニングを許容することを発見した。

幾つかの実施の形態において、傾斜した側壁を、フォーカスリングの上段と下段との間に設けることができる。側壁は、概して垂直（例えば、垂直の１５度以内）であることができる。斜面の長さおよび角度は、フォーカスリングの厚さに基づいて選択されてもよいまたはあらゆる厚さまたはサイズのフォーカスリングに適用される一定の角度または斜面長さであってもよい。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは実質的に平坦であってもよく、その他の実施の形態において、フォーカスリングは、標準的な厚さを有してもよいまたは実質的な厚さを有してもよい。

本開示の例としての態様によるフォーカスリングアセンブリは、１つのリングを含むことができるまたは代替的に複数のリングを含むことができる。複数のリングを備える実施の形態において、全てのリングは同じ材料を含んでもよいまたは幾つかの実施の形態において、各リングは別の材料から形成されてもよい。幾つかの実施の形態において、リングの一部は、同じまたは類似の材料から形成されてもよいが、１つまたは複数のリングは別の材料から形成されている。実施の形態において、各リングは、実質的に同じ形状および／またはサイズを有してもよいまたは代替的に各リングは異なる形状および／またはサイズを有してもよい。幾つかの実施の形態において、リングのうちの幾つかは同じまたは類似の形状および／またはサイズを有してもよいのに対し、１つまたは複数のリングは異なる形状および／またはサイズを有する。

幾つかの実施の形態において、フォーカスリングアセンブリは、工作物支持体またはベースプレートに関連させられるように構成することができる。フォーカスリングアセンブリのリングは、別のリング、工作物支持体またはベースプレートの一部と係合するために、段部、凹部または同様にサイズ決めされた底部を使用することによって、他のリングまたは工作物支持体またはベースプレートと関連することができる。その他のタイプの関連または係合は、リング、工作物支持体およびベースプレートの間の解放可能なまたはより永久的な関連のために使用されてもよい。

複数のリングを備えるフォーカスリングアセンブリにおいて、複数のリングは、工作物支持体またはベースプレートと関連するように構成されてもよいまたは１つのリングのみが工作物支持体またはベースプレートと関連するように構成されてもよい。別の実施の形態において、フォーカスリングアセンブリまたはその中のあらゆるリングは、処理チャンバと関連するように構成されてもよい。さらに別の実施の形態において、複数のリングを備えるフォーカスリングアセンブリは、フォーカスリングアセンブリにおける１つまたは複数のリングとの関連によって自己支持されるように構成されてもよい。

本開示の１つの例としての実施の形態は、工作物処理装置に関する。装置は、プラズマを発生するように構成されたプラズマ源を有する。工作物処理装置は、工作物を収容するように構成されたチャンバを有する。工作物処理装置は、チャンバに収容されかつ工作物を支持するように構成された工作物支持体を有する。工作物処理装置は、フォーカスリングアセンブリを有する。フォーカスリングアセンブリは、上段および下段を有するフォーカスリングを有する。上段の内縁を、工作物支持体に配置された工作物の外縁から少なくとも約３ｍｍの横方向距離だけ分離させることができる。

幾つかの実施の形態において、横方向距離は、少なくとも約６ｍｍであることができる。幾つかの実施の形態において、横方向距離は、少なくとも約７ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲である。

幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、さらに、フォーカスリングの上段と下段との間に側壁を有する。側壁と、下段の上面との間の角度は、約１００度〜約１５０度の範囲であることができる。幾つかの実施の形態において、側壁と、下段の上面との間の角度は、約９０度である。

幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、ケイ素を含むことができる。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、イットリアを含むことができる。

幾つかの実施の形態において、工作物支持体は、ベースプレートに結合された静電チャックを含むことができる。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングアセンブリは、チャンバの側壁に隣接した外側リングを有する。フォーカスリングアセンブリは、工作物のベースプレートに隣接した内側リングを有する。フォーカスリングアセンブリは、横方向でリングアセンブリにおいて外側リングとベースプレートとの間に配置され、かつ鉛直方向でリングアセンブリにおいてベースプレートとフォーカスリングとの間に配置された上側リングを有することができる。

幾つかの実施の形態において、内側リングは、石英を含むことができる。幾つかの実施の形態において、上側リングは、石英を含むことができる。幾つかの実施の形態において、外側リングは、絶縁材料であることができる。

幾つかの実施の形態において、フォーカスリングの上段の上面は、工作物の上面と実質的に同一平面にある。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングの下段の上面と、工作物の下面との間に間隙を画定するように、工作物の縁部は、工作物支持体の縁部から突き出ている。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、間隙内への覗き角を規定している。

本開示の別の例としての実施の形態は、処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリングに関する。フォーカスリングは、上段および下段を有することができる。フォーカスリングの上段の内縁と、工作物との間に横方向距離を規定することができ、工作物は、処理チャンバにおいて工作物支持体によって支持されている。横方向距離は、工作物の厚さに対して４：１の比を有することができる。

本開示の別の例としての実施の形態は、処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリングに関する。フォーカスリングは、上段および下段を有することができる。フォーカスリングの上段の内縁と、工作物との間に横方向距離を規定することができ、工作物は、処理チャンバにおいて工作物支持体によって支持されている。横方向距離は、少なくとも約６ｍｍであることができる。

幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、フォーカスリングの上段と下段との間に側壁を有することができる。側壁と、下段の上面との間の角度は、約９０度〜約１５０度の範囲であることができる。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、ケイ素を含むことができる。幾つかの実施の形態において、フォーカスリングは、イットリアを含むことができる。

本開示の態様は、例示および説明のために「ウェハ」または半導体ウェハに関して説明される。当業者は、本明細書に提供された開示を使用して、本開示の例としての態様をあらゆる半導体工作物またはその他の適切な工作物に関連して使用することができることを理解するであろう。加えて、数値に関連した「約」という用語の使用は、言及された数値の１０パーセント（１０％）以内を意味することが意図されている。「ペデスタル」とは、工作物を支持するために使用することができるあらゆる構造を意味する。

図１は、本開示の例としての態様による一例としてのプラズマ処理装置１００を示している。本開示の態様は、例示および説明のためにプラズマ処理装置１００に関して説明される。当業者は、本明細書に提供された開示を使用して、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書において説明された実施の形態のうちのいずれかの様々な態様を他の装置および／またはシステムにおいて実施することができることを理解するであろう。

プラズマ処理装置１００は、処理チャンバ１０２を有する。処理チャンバは、半導体ウェハなどの工作物１０６を支持するために作動可能な工作物支持体１０４を有する。プラズマ処理装置１００は、フォーカスリングアセンブリ１２０を有する。

処理チャンバ１０２は、誘電性側壁１１０を有してもよい。誘電性側壁１１０は、石英などのあらゆる誘電性材料から形成することができる。誘導コイル１１５は、誘電性側壁１１０に隣接して処理チャンバ１０２の周囲に配置されてもよい。誘導コイル１１５は、適切なマッチングネットワーク１１７を介してＲＦ発電機１１８などの発電機に接続されている。反応物およびキャリヤガスは、ガス供給部１０８からチャンバ内部へ提供されてもよい。幾つかの実施の形態において、工作物処理装置１００は、プラズマへの誘導コイルの容量結合を減じるために選択的なファラデーシールド１１４を有することができ、反応生成物または未反応種を除去するために真空１１２を有してもよい。

本開示の態様は、例示および説明のために、誘導結合されたプラズマ源に関して説明される。当業者は、本明細書に提供された開示を使用して、本開示の範囲から逸脱することなく、あらゆるプラズマ源（例えば、誘導結合されたプラズマ源、容量結合されたプラズマ源など）を使用することができることを理解するであろう。

加えて、本開示の態様は、図２に示されたプラズマ処理装置２００などの、下流の誘導プラズマ反応器などの、その他のタイプのプラズマ処理装置と共に使用することができる。例示したように、プラズマ処理装置２００は、処理チャンバ２１０と、処理チャンバ２１０から分離されたプラズマチャンバ２２０とを有する。処理チャンバ２１０は、半導体ウェハなどの処理される工作物２１４を保持するために作動可能な基板ホルダまたはペデスタル２１２を有する。この例示において、プラズマは、誘電結合されたプラズマ源２３５によってプラズマチャンバ２２０（すなわち、プラズマ発生領域）において発生され、所望の種は、プラズマチャンバ２２０から分離グリッドアセンブリ３００を通って基板２１４の表面へ送られる。

プラズマチャンバ２２０は、誘電性側壁２２２および天井２２４を有する。誘電性側壁２２２、天井２２４および分離グリッド３００は、プラズマチャンバ内部２２５を画定している。誘電性側壁２２２は、石英および／またはアルミナなどの誘電性材料から形成することができる。誘導結合されたプラズマ源２３５は、誘電性側壁２２２に隣接してプラズマチャンバ２２０の周囲に配置された誘導コイル２３０を含むことができる。誘導コイル２３０は、適切なマッチングネットワーク２３２を介してＲＦ発電機２３４に接続されている。プロセスガス（例えば、反応物およびキャリヤガス）をガス供給部２５０および環状ガス分配チャネル２５１またはその他の適切なガス導入機構からチャンバ内部へ提供することができる。誘導コイル２３０がＲＦ発電機２３４からのＲＦ電力によって通電されると、プラズマチャンバ２２０にプラズマを発生させることができる。特定の実施の形態において、プラズマ処理装置２００は、プラズマへの誘導コイル２３０の容量結合を減じるために、選択的な接地されたファラデーシールド２２８を有することができる。

図２に示したように、分離グリッド３００は、プラズマチャンバ２２０を処理チャンバ２１０から分離している。分離グリッド３００は、フィルタリングされた混合物を生成するために、プラズマチャンバ２２０におけるプラズマによって生成された混合物からイオンフィルタリングを行うために使用することができる。フィルタリングされた混合物は、処理チャンバにおける工作物２１４に向けられる。

幾つかの実施の形態において、分離グリッド３００は、マルチプレート分離グリッドであることができる。例えば、分離グリッド３００は、互いに平行に離間している、第１のグリッドプレート３１０および第２のグリッドプレート３２０を有することができる。第１のグリッドプレート３１０および第２のグリッドプレート３２０は、所定の距離だけ分離されている。

第１のグリッドプレート３１０は、複数の孔を有する第１のグリッドパターンを有することができる。第２のグリッドプレート３２０は、複数の孔を有する第２のグリッドパターンを有することができる。第１のグリッドパターンは、第２のグリッドパターンと同じまたは異なることができる。荷電粒子は、分離グリッドにおける各グリッドプレート３１０，３２０の孔を通って、その経路の壁部において再結合することができる。中性粒子（例えば、ラジカル）は、第１のグリッドプレート３１０および第２のグリッドプレート３２０における孔を通って比較的自由に流れることができる。孔のサイズおよび各グリッドプレート３１０，３２０の厚さは、荷電粒子および中性粒子の両方にとっての透過性に影響することができる。

幾つかの実施の形態において、第１のグリッドプレート３１０は、金属（例えば、アルミニウム）またはその他の導電性材料から形成することができるかつ／または第２のグリッドプレート３２０は、導電性材料または誘電性材料（例えば、石英、セラミックなど）から形成することができる。幾つかの実施の形態において、第１のグリッドプレート３１０および／または第２のグリッドプレート３２０は、ケイ素または炭化ケイ素などのその他の材料から形成することができる。グリッドプレートが金属またはその他の導電性材料から形成されている場合、グリッドプレートを接地することができる。

図１および図２に示したように、プラズマ処理装置は、上述のような処理チャンバ１０２，２１０と共に使用されてもよいフォーカスリングアセンブリ１２０を有することができる。フォーカスリングアセンブリ１２０は、１つのリングを含んでもよいまたはアセンブリは複数のリングまたは部分を含んでもよい。フォーカスリングアセンブリ１２０は、工作物および／または工作物支持体を概して包囲し、処理チャンバをベースプレートおよびその他のチャンバ構成部材から分離するために機能してもよく、絶縁および偏向特性を提供してもよい。フォーカスリングアセンブリ１２０またはその１つまたは複数のあらゆる部分は、絶縁材料、セラミック材料またはあらゆるその他の適切な材料から成ってもよい。ある実施の形態において、フォーカスリングアセンブリ１２０またはその１つまたは複数のあらゆる部分は、ケイ素、イットリアまたは石英から形成されてもよい。

図３は、本開示の例としての実施の形態によるフォーカスリングアセンブリ１２０の断面図を示している。フォーカスリングアセンブリのこの実施の形態を形成するリングの構成は、例示目的のために提供されており、リングのその他の適切な構成および数が使用されてもよいことに留意すべきである。例えば、幾つかの実施の形態において、フォーカスリングアセンブリは、フォーカスリングおよびシャドウリングを有することができる。シャドウリングは、概して処理チャンバの外壁に隣接して配置されており、フォーカスリングは、概してシャドウリングと工作物ホルダとの間に配置されている。

図３を参照すると、フォーカスリングアセンブリ１２０の１つの実施の形態は、フォーカスリング１２２、内側リング１２４、外側リング１２６および上側リング１２８を有することができる。フォーカスリングアセンブリ１２０は、工作物支持体１０４における工作物１０６を包囲するように構成されてもよい。工作物支持体１０４はベースプレート１３０に結合されてもよいまたは工作物支持体１０４はベースプレート１３０に取外し可能に取り付けられてもよい。

フォーカスリング１２２は、上段１３２および下段１３４を有する。上段１３２は、上段内縁１３８において側壁１３６に接続されている。工作物１０６は、工作物支持体１０４から突き出ていてもよく、工作物１０６の下面１４０と、フォーカスリング１２２の下段１３４の上面１４４との間に間隙１４２を形成してもよい。幾つかの実施の形態において、工作物１０６の突き出しの距離は、約１．５ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲であることができる。本発明者らは、突き出しのこのより大きな距離が、工作物に形成することができるデバイスの数を減じることがあるものの、この範囲の工作物の突き出しの距離は、処理中における工作物の下面１４０における材料堆積物の減少をもたらすことを発見した。材料堆積物の減少は、工作物ごとのデバイス歩留まりの増大につながる。

フォーカスリング１２２、内側リング１２４、外側リング１２６および上側リング１２８が、この実施の形態において、現在の構成において示されているが、フォーカスリングアセンブリは、少なくとも１つのリング、例えば少なくとも２つのリング、例えば少なくとも３つのリング、例えば少なくとも４つのリング、例えば、少なくとも５つのリングまたは例えば１０未満のリング、例えば９未満のリング、例えば８未満のリング、例えば７未満のリング、例えば６未満のリングを有してもよいことは開示の範囲である。

図３は、フォーカスリング１２２の上段１３２と下段１３４との間に段状のまたは傾斜した側壁１３６を有するフォーカスリング１２２の１つの実施の形態を示している。幾つかの実施の形態において、フォーカスリング１２２は、大幅により大きな厚さを有してもよく、フォーカスリングアセンブリは、外側リングおよびフォーカスリングから成り、フォーカスリングは、鉛直方向にベースプレートまで延びており、外側リングと工作物支持体との間に配置されている。さらに別の実施の形態において、フォーカスリング１２２は、工作物の上面１５２と概して同一平面にある上段１３２を有してもよいまたは代替的に工作物の上面１５２より概して下方にあってもよい上段１３２を有してもよい、または工作物の上面１５２より概して上方にあってもよい上段１３２を有してもよい。

図３に示されたようなフォーカスリングアセンブリ１２０は、より狭い上側部分１４６と、より大きな下側部分１４８と、ベースプレート１３０に係合するまたは関連する段部１５０とを有するリングによって具体化されてもよい上側リング１２８を有することができる。別の実施の形態において、上側リング１２８は、図３に示された内側リング１２４の形状に類似の形状を有してもよく、内側リング１２４は、フォーカスリング１２２まで鉛直方向に延びていてもよい。代替的に、リングシステムは、上側リングを有さなくてもよい。幾つかの実施の形態において、上側リング１２８は、絶縁材料、耐腐食性材料または概して非反応性材料から形成されてもよい。幾つかの実施の形態において、上側リング１２８は、石英から形成されている。

フォーカスリングアセンブリ１２０は、工作物処理装置１００の側壁１１０に概して隣接した外側リング１２６を有することができる。代替的に、外側リング１２６は、工作物処理装置１００の側壁１１０からベースプレート１３０まで延びていてもよい。さらに別の実施の形態において、外側リング１２６は、フォーカスリング１２２より上方へ延びる高さを有してもよく、フォーカスリング１２２を概して外側リング１２６と工作物支持体１０４との間に配置している。幾つかの実施の形態において、外側リング１２６は、絶縁材料から形成されてもよく、より具体的には、外側リング１２６は、イットリアから形成されてもよい。

フォーカスリングアセンブリ１２０は、概してベースプレート１３０に隣接して配置された内側リング１２４を有する。１つの実施の形態において、内側リングは、上側リング１２８に隣接していてもよく、上縁または側縁を有してもよく、そのうちいずれかが上側リング１２８の一部と係合していてもよい。別の実施の形態において、内側リング１２４は、外側リング１２６から工作物支持体１０４まで延びる幅を有してもよい。代替的に、内側リング１２４は、フォーカスリング１２２に係合してもよい高さを有してもよい。幾つかの実施の形態において、内側リング１２４は、絶縁材料、耐腐食性材料または概して非反応性材料から形成されてもよい。１つの実施の形態において、内側リングは、石英から形成されている。

図３のフォーカスリングアセンブリ１２０は、フォーカスリング１２２の上段１３２と下段１３４とを接続する側壁１３６を示している。図３は、角度１５２を有する側壁１３５を示している。側壁１３６と下段１３４との間の角度１５２は、少なくとも約９０°、例えば少なくとも約１００°、例えば少なくとも約１１０°、例えば少なくとも約１２０°、例えば少なくとも約１４０°、例えば少なくとも約１５０°、例えば少なくとも約１６０°、例えば少なくとも約１７０°であってもよい。角度１５２は、約１８０°未満、例えば約１７０°未満、例えば約１６０°未満、例えば約１５０°未満、例えば約１４０°未満、例えば約１３０°未満、例えば約１２０°未満、例えば約１１０°未満であってもよい。幾つかの実施の形態において、角度１５２は、約１００°〜約１５０°の範囲であってもよい。幾つかの実施の形態において、角度１５２は、約９０°であってもよい。

図４は、図３のフォーカスリングアセンブリ１２０の拡大図を示している。工作物１０６は、工作物支持体１０４を超えて延びていてもよく、工作物の下面１４０と、下段の上面１４４との間に間隙１４２を形成している。工作物の繰り返しの処理により、材料堆積物１５４が、工作物支持体の内側１５６、工作物の下側１４０または下段の内側１５８および間隙１４２内のその他の位置に蓄積することがある。この材料は、処理中に薄片としてはく離することがあり、工作物を損傷しまたはプラズマ強度に影響し、材料堆積物１５４が間隙１４２を完全に閉塞するまで蓄積することがあり、潜在的に冷却材の流れを妨害するまたは循環を遮断する。

図４は、フォーカスリング１２２の上縁の内側１３８が、概して、少なくとも約３ｍｍ、例えば少なくとも約４ｍｍ、例えば少なくとも約５ｍｍ、例えば少なくとも約６ｍｍ、例えば少なくとも約７ｍｍ、例えば少なくとも約８ｍｍ、例えば少なくとも約９ｍｍ、例えば３０ｍｍ未満、例えば２０ｍｍ未満、例えば１０ｍｍ未満またはそれらにおけるあらゆる１ｍｍ増大から選択されてもよいあらゆる範囲の工作物１０６からの横方向距離１６０を有することを示している。幾つかの実施の形態において、横方向距離は、工作物の厚さに対して４：１の比を有することができる。例としての実施の形態によれば、増大した横方向距離は、材料の蓄積を減じることができることかつ／または材料堆積物が減じられるように工作物処理中に目視およびクリーニングを可能にすることが予期せずして発見された。

図４のフォーカスリングアセンブリ１２０は、工作物１０６の処理中に間隙１４２内への目視を許容する覗き角１６２を有してもよい。幾つかの実施の形態において、使用者は、工作物１０６の処理中に材料堆積物１５４を見ることができる。可能な覗き角１６２は、工作物１０６の処理中に材料堆積物１５４を視認して、クリーニングするためのスペースを提供する。本開示の態様は、材料堆積物１５４を防止しまたは減少させるために、開示された工作物処理チャンバ１００を利用する方法を提供してもよい。

本主体はその特定の例としての実施の形態に関して詳細に説明されているが、当業者は、前記の理解を達成することにより、このような実施の形態の変化態様および均等物に対する変更を容易に生じてもよいことが認められるであろう。したがって、本開示の範囲は、限定ではなく例であり、主体開示は、当業者に容易に明らかなように本主体に対するこのような変更、変化態様および／または付加の包含を排除しない。

Claims (20)

1. 工作物を処理するための工作物処理装置であって、
   プラズマを発生するように構成されたプラズマ源と、
   工作物を収容するように構成されたチャンバと、
   該チャンバに収容されかつ前記工作物を支持するように構成された工作物支持体と、
   上段および下段を有するフォーカスリングを含むフォーカスリングアセンブリと、を備え、
   前記上段の内縁は、前記工作物支持体に配置された前記工作物の外縁から少なくとも約３ｍｍの横方向距離だけ離されている、工作物を処理するための工作物処理装置。
2. 前記横方向距離は、少なくとも約６ｍｍである、請求項１記載の工作物処理装置。
3. 前記横方向距離は、少なくとも約７ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲である、請求項１記載の工作物処理装置。
4. 前記フォーカスリングは、該フォーカスリングの前記上段と前記下段との間に側壁をさらに有し、該側壁と、前記下段の上面との間の角度は、約１００度〜約１５０度の範囲であることができる、請求項１記載の工作物処理装置。
5. 前記フォーカスリングは、該フォーカスリングの前記上段と前記下段との間に側壁をさらに有し、該側壁と、前記下段の上面との間の角度は、９０度である、請求項１記載の工作物処理装置。
6. 前記フォーカスリングは、ケイ素を含む、請求項１記載の工作物処理装置。
7. 前記フォーカスリングは、イットリアを含む、請求項１記載の工作物処理装置。
8. 前記工作物支持体は、ベースプレートに結合された静電チャックを含む、請求項１記載の工作物処理装置。
9. 前記フォーカスリングアセンブリは、
   前記チャンバの側壁に隣接した外側リングと、
   前記工作物支持体のベースプレートに隣接した内側リングと、
   横方向で前記リングアセンブリにおいて前記外側リングと前記ベースプレートとの間に配置された上側リングであって、かつ鉛直方向で前記リングアセンブリにおいて前記ベースプレートと前記フォーカスリングとの間に配置された上側リングと、をさらに有する、請求項１記載の工作物処理装置。
10. 前記内側リングは、石英を含む、請求項９記載の工作物処理装置。
11. 前記上側リングは、石英を含む、請求項９記載の工作物処理装置。
12. 前記外側リングは、絶縁材料を含む、請求項９記載の工作物処理装置。
13. 前記外側リングは、イットリアを含む、請求項９記載の工作物処理装置。
14. 前記フォーカスリングの前記上段の上面は、前記工作物の上面と実質的に同一平面にある、請求項１記載の工作物処理装置。
15. 前記フォーカスリングの前記下段の上面と、前記工作物の下面との間に間隙を画定するように、前記工作物の縁部は、前記工作物支持体の縁部から突き出ている、請求項１記載の工作物処理装置。
16. 前記フォーカスリングは、前記間隙内への覗き角度を規定している、請求項１５記載の工作物処理装置。
17. 処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリングであって、該フォーカスリングは、上段および下段を有し、工作物が前記処理チャンバにおいて前記工作物支持体によって支持されているとき、前記フォーカスリングの前記上段の内縁と、工作物との間に横方向距離が設定されており、該横方向距離は、前記工作物の厚さに対して４：１の比を有する、処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリング。
18. 処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリングであって、該フォーカスリングは、上段および下段を有し、工作物が前記処理チャンバにおいて前記工作物支持体によって支持されているとき、前記フォーカスリングの前記上段の内縁と、工作物との間に横方向距離が設定されており、該横方向距離は、少なくとも約６ｍｍである、処理チャンバにおいて工作物支持体を包囲するためのフォーカスリング。
19. 前記フォーカスリングは、該フォーカスリングの前記上段と前記下段との間に側壁をさらに有し、該側壁と、前記下段の上面との間の角度は、約９０度〜約１５０度である、請求項１８記載のフォーカスリング。
20. 前記フォーカスリングは、ケイ素またはイットリアを含む、請求項１８記載のフォーカスリング。

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