JP2023544354A - 延伸静電チャック電極を備える高温台座 - Google Patents

延伸静電チャック電極を備える高温台座 Download PDF

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Abstract

Figure 2023544354000001
【解決手段】直径Ｄを有する基板を支持するように構成された基板支持体は、第１の内側電極および第２の内側電極であって、各々がＤ字形であり、Ｄよりも小さい第１の外径を規定し、基板を基板支持体にクランプするために静電チャック電圧に接続されるように構成された第１の内側電極および第２の内側電極を備える。外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極囲むリング状外側部分と、第１の内側電極と第２の内側電極との間を通ってリング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分と、を備える。リング状外側部分の内径は、リング状外側部分の内径、および、中央部分とリング状外側部分との交点が基板の直径Ｄの径方向外側に位置するように、直径Ｄよりも大きい。
【選択図】図２Ｂ

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２０年１０月１日出願の米国仮出願第６３／０８６，５６１号の利益を主張する。上記出願の全開示は、参照により本明細書に援用される。
本開示は、基板処理システムにおける基板支持台座に関する。
本明細書に記載の背景技術は、本開示の内容を一般的に提示するためである。本欄に記載の情報は、以下に開示の主題の内容を当業者に提供するために提示され、認められた先行技術を見なされるべきでないことに注意されたい。具体的には、現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄、および出願時の先行技術に該当しない説明の態様において記載される範囲で、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板を処理するために用いられてよい。基板処理の例は、エッチング、堆積、フォトレジスト除去などを含む。処理の間、基板は静電チャックなどの基板支持体上に配置され、処理チャンバ内に１つ以上の処理ガスが導入されてよい。
１つ以上の処理ガスは、ガス供給システムによって処理チャンバに供給されてよい。いくつかのシステムでは、ガス供給システムは、１つ以上の導管によって処理チャンバ内に設置されたシャワーヘッドに接続されたマニホルドを備える。いくつかの例では、基板上に材料を堆積させるために、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）などの堆積プロセスが用いられる。
直径Ｄを有する基板を支持するように構成された基板支持体は、第１の内側電極および第２の内側電極を備え、その各々はＤ字形であり、Ｄよりも小さい第１の外径を規定し、処理の間に基板を基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成されている。外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、第１の内側電極と第２の内側電極との間を通ってリング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分とを含む。リング状外側部分の内径は、リング状外側部分の内径、および、中央部分とリング状外側部分との交点が基板の直径Ｄの径方向外側に位置するように、直径Ｄよりも大きい。
他の特徴において、基板支持体はさらに、第１の内側電極および第２の内側電極によって規定された第１の外径と、リング状外側部分の内径との間に規定されたギャップを含む。ギャップは基板の外縁の下方に位置し、基板の外縁と重なる。ギャップは、２．２～７．５ｍｍの幅を有する。リング状外側部分の内径は、基板の直径Ｄよりも１．０ｍｍ未満大きい。リング状外側部分の内径は、３００．４～３０５ｍｍである。第１の内側電極および第２の内側電極によって規定された第１の外径は、２９０～２９６ｍｍである。
他の特徴において、基板支持体はさらに、基板支持体の第１の表面にポケットを備える。ポケットは、基板を保持するように構成されている。基板支持体はさらに、ポケットに配置された基板を備える。ポケットの直径は、３０２～３１０ｍｍである。リング状外側部分の内径は、ポケットに重なる。
直径Ｄを有する基板上にハードマスク膜を堆積させる方法は、処理チャンバ内の基板支持体上に基板を配置する工程を含む。基板支持体は、第１の内側電極および第２の内側電極であって、各々はＤ字形で、Ｄよりも小さい第１の外径を規定する第１の内側電極および第２の内側電極と、第１の内側電極および第２の内側電極を囲むリング状外側部分を含む外側電極と、第１の内側電極と第２の内側電極との間を通ってリング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分とを備える。リング状外側部分の内径は、リング状外側部分の内径、および、中央部分とリング状外側部分との交点が基板の直径Ｄの径方向外側に位置するように、直径Ｄよりも大きい。この方法はさらに、基板を基板支持体にクランプするために第１の内側電極および第２の内側電極を静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続する工程と、基板上にハードマスク膜を堆積させる工程とを含む。ハードマスク膜を堆積させる工程は、処理チャンバ内にプラズマを発生させる工程を含む。
他の特徴において、この方法はさらに、第１の内側電極および第２の内側電極によって規定された第１の外径と、リング状外側部分の内径との間にギャップを規定する工程を含む。ギャップは、基板の外端の下方に位置し、基板の外端と重なる。ギャップは、２．２～７．５ｍｍの幅を有する。リング状外側部分の内径は、基板の直径Ｄよりも１．０ｍｍ未満大きい。リング状外側部分の内径は、３００．４～３０５ｍｍである。第１の内側電極および第２の内側電極によって規定された第１の外径は、２９０～２９６ｍｍである。
他の特徴において、この方法はさらに、基板を基板支持体の第１の表面のポケットに配置する工程を含む。ポケットの直径は、３０２～３１０ｍｍである。リング状外側部分の内径は、ポケットに重なる。
基板を支持するように構成された基板支持体は、第１の内側電極および第２の内側電極を備え、各々はＤ字形で、処理の間に基板を基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成されている。外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、リング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分とを備える。外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極と同一平面上にない。
他の特徴において、外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極の下方に位置する。中央部分は、リング状外側部分に接続するように導電棒から外向きに延びる複数の径方向導体を備える。複数の径方向導体は、２つ以上の径方向導体を含む。複数の径方向導体は、４つ以上の径方向導体を含む。
基板を支持するように構成された基板支持体は、第１の内側電極および第２の内側電極を備える。第１の内側電極および第２の内側電極は各々、Ｄ字形である。第１の内側電極および第２の内側電極は、処理の間に基板を基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成されている。外側電極は、第１の内側電極および第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、リング状外側部分の下方に位置する中央部分と、中央部分を囲み、中央部分と同一平面上にある、中央部分に電気接続されたリングと、リングをリング状外側部分に電気接続する少なくとも１つの垂直部分と、を備える。
他の特徴において、中央部分は、リングに接続するように導電棒から外向きに延びる複数の径方向導体を備える。複数の径方向導体は、２つ以上の径方向導体を含む。複数の径方向導体は、４つ以上の径方向導体を含む。
本開示のさらなる適用分野は、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、および図面から明らかになるだろう。発明を実施するための形態および特定の例は例示のみを目的とし、本開示の範囲を限定することを意図しない。
本開示は、発明を実施するための形態および添付の図面からより深く理解されるだろう。
本開示による例示的な基板処理システムの機能ブロック図。
本開示による例示的な静電チャック（ＥＳＣ）電極を備える基板支持体。
図２ＡのＥＳＣ電極の平面図。
本開示による例示的なリング状外側電極の等角図。
本開示による基板支持体を用いる堆積プロセスを実施するための例示的な方法の工程。
本開示による別の例示的なＥＳＣ電極を備える基板支持体。
図５ＡのＥＳＣの平面図。
本開示による別の例示的なＥＳＣ電極を備える基板支持体。
本開示による別のＥＳＣ電極の平面図。
図５ＤのＥＳＣ電極の別の例示的な配置を示す平面図。
図５Ｄおよび５Ｅの例示的なリング状外側電極の等角図。
本開示による別の例示的なＥＳＣ電極を備える基板支持体。
図６Ａの例示的なリング状外側電極の等角図。
図面では、類似および／または同一の要素を識別するために参照番号は繰り返し用いられてよい。
成膜プロセス（化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）など）では、堆積膜の様々な特性は空間分布（すなわち、水平面のｘ－ｙ座標）および方位角分布によって異なる。例えば、基板処理ツールは、膜厚の不均一性（ＮＵ）に対するそれぞれの仕様を有してよい。膜厚ＮＵは、半導体基板の表面の所定位置で取られた測定セットの全範囲、半分範囲、および／または標準偏差として測定されてよい。
高アスペクト比を有するいくつかの例示的プロセスは、膜厚ＮＵに対してより影響を受けやすい可能性がある。例えば、３Ｄ ＮＡＮＤメモリの製造では、ハードマスク膜（例えば、高温のアッシャブルハードマスク）は、交互膜の積層間のスリットに流路孔をパターニングするように堆積してよい。高アスペクト比の流路孔の正確なエッチングには、ハードマスク膜が超平坦になることが求められるだろう（すなわち、≦０．７％範囲の基板半分範囲の厚さＮＵ割合）。
いくつかの例では、ＮＵは、その直接の原因に対処することによっても低減できる。ＮＵは、既存のＮＵを補償および相殺するために対抗ＮＵを導入することによって低減されてもよい。他の例では、プロセスの他の（例えば、前後の）工程における既知の不均一性を補償するために、材料が意図的に堆積されてよい、および／または不均一に除去されてよい。
堆積速度は、基板および基板支持体の温度に部分的に依存してよい。従って、温度ＮＵ（すなわち、基板にわたる温度差）は異なる堆積速度をもたらし、それに応じて膜厚ＮＵをもたらすだろう。基板処理システムは、ＮＵを最小限にするために、様々な温度制御法を実施して基板の温度を制御してよい。例えば、基板支持体はヒータ層を備えてよい。ヒータ層は１つ以上のゾーンを備え、そのそれぞれが基板支持体の所望の温度を維持し、それに応じて基板の所望の温度を維持するように制御されてよい。
他の例では、基板支持体の他の特徴が成膜ＮＵをもたらす、および／または増加させる可能性がある。例えば、１つ以上の静電チャック（ＥＳＣ）電極は、ＥＳＣとして構成された基板支持体に配置される。基板を基板支持体にクランプするために、電圧が電極に供給される。基板支持体は２つ以上の電極（例えば、外側ガード電極に囲まれた１つ以上の内側クランプ電極）を備えてよい。電極の形状は、基板の特定部分の上方でプラズマ密度の増加（例えば、プラズマ「ホットスポット」）を引き起こす可能性がある。例えば、外側電極は、リング状部分（ガードリングまたはガード電極）、および、リング部分を２等分する中央部分（例えば、中央ストリップまたは中央帯などの１つ以上の径方向導体）を備えてよい。プラズマホットスポットは、リング状部分と中央部分との交点の上方で生じる可能性がある。局所的プラズマホットスポットは不均一なプラズマ分布をもたらし、それに応じて高方位の成膜ＮＵをもたらす。
本開示によるＥＳＣ電極の配置は、電極の形状によって生じた基板上方のプラズマホットスポットを排除する。例えば、ＥＳＣ電極の配置は、２つのＤ字形の内側電極と、リング状部分を含む外側電極とを備える。内側電極および外側電極は、モリブデンを含んでよい。中央部分（例えば、中央ストリップ）は、Ｄ字形内側電極間のギャップを通ってリング状部分の内径の両側に接続する。例えば、中央部分は、外側電極に接続するように外向きに延びる２つの同一線上の径方向導体に相当する。リング状部分と中央部分との交点（すなわち、接点または接続点）は、基板の径方向外側に位置する。例えば、リング状部分の内径は、基板の外径よりも大きい。従って、リング状部分と中央部分との交点で生じたプラズマホットスポットは基板上方で形成されず、成膜速度に影響を及ぼさない。そのような方位堆積の均一性は改善される。
さらに、ＥＳＣ電圧はＤ字形内側電極に印加されてよいが、外側電極には印加されない。外側電極が基板の外端の下方にある場合は、チャッキング力は基板の端には印加されないだろう。従って、基板の直径に対してＤ字形電極によって規定された直径または外周を増加させることは、チャッキング力を基板の端まで広げ、台座は大きく湾曲した基板を収容できる。
別の例では、外側電極は、Ｄ字形内側電極とは異なる平面に配置される（すなわち、同一平面上にない）。例えば、外側電極は内側電極よりも下に配置される。中央部分の径方向導体は、Ｄ字形内側電極間のギャップの幅よりも小さい、それと同じ、またはそれよりも大きい幅を有してよい。径方向導体は、Ｄ字形内側電極間のギャップと平行（すなわち、同軸）であってよい、または平行でなくてよい。リング状部分および中央部分は、１つの工程（例えば、１つの焼結工程）で形成されてよい。このように、中央部分とリング状部分との交点は、基板の第１の表面から離れる方向で内側電極の下方に移動する。それに応じて、基板上方のプラズマホットスポットの発生は低減または排除される。さらに、外側電極のインピーダンスは、外側電極を基板支持体の第１の表面および内側電極に対して異なる高さに設置することにより調節されてよい。
さらに、中央部分は、中心点からリング状部分に向かって径方向外向きに（例えば、導電棒の位置に対応して）延びる２つ以上の径方向導体（例えば、３つ、４つ、またはそれ以上の径方向導体）を備えてよい。このように、リング状部分に対する電気接続は、より多くの（すなわち、多数の）径方向導体の間で分散される。これにより、個々の径方向導体によって生じるリング状部分のインピーダンスおよび局所加熱の両方が低減される。
別の例では、リング状部分は、Ｄ字形内側電極と同じ平面（すなわち、同一平面上）、または異なる平面（すなわち、同一平面上にない）に配置される。中央部分は、リング状部分およびＤ字形内側電極よりも下の平面に配置される（すなわち、同一平面上にない）。例えば、中央部分は、リング状部分および内側電極の下方に配置される。中央部分の径方向導体は、Ｄ字形内側電極間のギャップよりも小さい、それと同じ、またはそれよりも大きい幅を有してよい。径方向導体は、Ｄ字形内側電極間のギャップと平行（すなわち、同軸）であってよい、または平行でなくてよい。中央部分は、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の径方向導体を備えてよい。径方向導体は、それぞれの垂直部分を介してリング状部分に電気接続される。
ここで図１を参照すると、本開示による基板支持体（例えば、台座）１０４を備える基板処理システム１００の例が示されている。基板支持体１０４は、処理チャンバ１０８の内部に配置されている。基板１１２は、処理の間は基板支持体１０４上に配置される。
ガス供給システム１２０は、弁１２４－１、１２４－２、・・・、および１２４－Ｎ（総称して、弁１２４）、ならびにマスフローコントローラ１２６－１、１２６－２、・・・、および１２６－Ｎ（総称して、ＭＦＣ１２６）に接続されたガス源１２２－１、１２２－２、・・・、および１２２－Ｎ（総称して、ガス源１２２）を備える。ＭＦＣ１２６は、ガス源１２２からガスが混合されるマニホルド１２８までのガスの流れを制御する。マニホルド１２８の出力は、任意の調圧器１３２によってマルチインジェクタシャワーヘッド１４０などのガス分配装置に供給される。
本開示による基板支持体１０４は、ＥＳＣとして機能するように構成されている。例えば、基板支持体１０４は、１つ以上の内側（例えば、Ｄ字形）電極１４４および外側（例えば、リング状）電極１４８などの１つ以上のＥＳＣ電極を備える。内側電極１４４および外側電極１４８は、以下により詳しく説明されるように、それらの間のギャップ１５２が基板１１２の外端の下方に位置する（すなわち、その外端と重なる）ように構成される。例えば、外側電極１４８の内径は基板１１２の外径よりも大きい。さらに、外側電極１４８と中央部分との交点／接続点（図１には図示せず）は、基板１１２の外径の径方向外側に位置する。
いくつかの例では、基板支持体１０４の温度は、抵抗ヒータ１６０などのヒータ層を用いて制御されてよい。基板支持体１０４は、冷媒流路１６４を備えてよい。冷却流体は、流体貯留槽１６８およびポンプ１７０から冷媒流路１６４に供給される。圧力センサ１７２は、圧力を測定するためにマニホルド１２８に配置されてよい。弁１７８およびポンプ１８０は、処理チャンバ１０８から反応物を排出するため、および／または、処理チャンバ１０８内の圧力を制御するために用いられてよい。
コントローラ１８２は、マルチインジェクタシャワーヘッド１４０によって提供される投与量を制御するドーズコントローラ１８４を備える。コントローラ１８２は、ガス供給システム１２０からのガス供給も制御する。コントローラ１８２は、弁１７８およびポンプ１８０を用いて処理チャンバ内の圧力および／または反応物の排出を制御する。コントローラ１８２は、温度フィードバック（例えば、基板支持体のセンサ（図示せず）および／または冷媒温度を測定するセンサ（図示せず）からの温度フィードバック）に基づいて、基板支持体１０４および基板１１２の温度を制御する。コントローラ１８２は、基板１１２を基板支持体１０４にクランプするために、内側電極１４４への選択的な電力供給を制御する。外側電極１４８は、接地などの基準電位に接続されてよい。
いくつかの例では、基板処理システム１００は、同じ処理チャンバ１０８で基板１１２のエッチングを実施するように構成されてよい。従って、基板処理システム１００は、ＲＦ電力を生成し、第１の電極（例えば、図の基板支持体１０４のベースプレート）および第２の電極（例えば、シャワーヘッド１４０）に提供するように構成されたＲＦ生成システム１８８を（例えば、電圧源、電流源などとして）備えてよい。例示的目的のみで、ＲＦ生成システム１８８の出力は、本明細書ではＲＦ電圧として説明される。
第１の電極および第２の電極は、ＤＣ接地もしくはＡＣ接地されてよい、または浮遊状態であってよい。例えば、ＲＦ生成システム１８８は、処理チャンバ１０８内でプラズマを生成して基板１１２をエッチングするために、整合分配ネットワーク１９６によって供給されるＲＦ電圧を生成するように構成されたＲＦ発生器１９２を備えてよい。他の例では、プラズマは誘導的または遠隔的に生成されてよい。例示的目的で示されたように、ＲＦ生成システム１８８は容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムに相当するが、本開示の原理は他の適したシステム（例えのみで、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システム、ＣＣＰカソードシステム、遠隔マイクロ波プラズマ生成供給システムなど）に用いられてもよい。
次に図２Ａおよび２Ｂを参照すると、本開示による例示的な基板支持体２００は、２つのＤ字形（例えば、第１および第２の）内側電極２０４およびリング状外側電極２０８を備える。例えば、内側電極２０４はＥＳＣクランプ電極に相当する。外側電極２０８はＥＳＣガード電極に相当する。内側電極２０４はそれぞれ、基板支持体２００にわたるクランプ電圧を生成するために、反対の極性を有する（例えば、コントローラ１８２に対応する）ＥＳＣ電圧に接続される。反対に、外側電極２０８は、ガードリングとして機能するために基準電位（例えば、接地）に接続される。様々な例では、ＥＳＣ電圧は、パルス波電圧または連続波電圧でありうる、ＲＦ電圧またはＤＣ電圧でありうる、各電極２０４について同じまたは異なりうる、同じまたは異なる発生源によって提供されうる、同じまたは異なる周波数を有しうる。
基板支持体２００の第１の（例えば、上部）表面２１２は、基板支持体２００に配置された基板２２０を保持するように構成されたポケット２１６を備える。ギャップ２２４は、内側電極２０４（例えば、内側電極２０４の外側半円端によって規定された外径２２６）と、外側電極２０８の内端または内径２２８との間に規定される。
ギャップ２２４は、基板２２０の外端または直径２３２の下方に位置する。さらに、外側電極２０８の内径２２８は、基板２２０の外径２３２の径方向外側に位置する。つまり、外側電極２０８の内径２２８は、基板の外径２３２よりも大きい。例えば、基板２２０は、３００ｍｍなどの標準サイズ（すなわち、直径Ｄ）であってよい。ポケット２１６は、基板２２０を収容するために３００ｍｍよりも大きい直径（例えば、３０２～３１０ｍｍ）を有してよい。外側電極２０８の内径２２８は、３００．４～３０５ｍｍであってよい。内側電極２０４の外径２２６は、２９０～２９６ｍｍであってよい。図のように、外側電極２０８の内径２２８はポケット２１６に重なる。他の例では、外側電極２０８の内径２２８は、ポケット２１６の径方向外側に位置する（すなわち、重ならない）。ギャップ２２４は、２．２～７．５ｍｍの幅を有してよい。
外側電極２０８の内径２２８は、基板２２０の外径２３２よりもわずかだけ大きい（例えば、１．０ｍｍ未満または０．２～１．０ｍｍ）。例えば、外側電極２０８の内径２２８が大きすぎる（すなわち、基板２２０の外径２３２よりも大きすぎる）場合、ＤＣ電界は基板支持体２００から基板２２０上方に形成されたＲＦプラズマに漏洩し、ＲＦプラズマ挙動を変化させる可能性がある。つまり、内径２２８が大きすぎると、外側電極２０８はＤＣ電界漏洩を十分に抑制せず、ガード電極として適切に機能しないだろう。反対に、内側電極２０４の外径２２６が小さすぎる場合、内側電極２０４に印加されたＥＳＣ電圧が基板２２０の外径２３２まで広がらないため、基板２２０の端は基板支持体１０４にクランプされない。従って、外側電極２０８の内径２２８および内側電極２０４の外径２２６は、基板２２０の外径２３２上方のプラズマホットスポットを防ぐと同時に、ＤＣ電界漏洩の抑制を最適化するように選択される。さらに、内径２２８が増加するため、それに応じて内側電極２０４の外径２２６も増加して、基板支持体１０４に対する基板２２０の端へのクランプ力が最大化される。
中央ストリップまたは中央部分２３６（例えば、２つの径方向導体を含む）は、内側電極２０４の間を通ってリング状外側電極２０８の両側に接続する。例えば、中央部分２３６は外側電極２０８の中央開口部を２等分して、２つのＤ字形開口部を規定する。内側電極２０４は、それぞれのＤ字形開口部内に配置されている。プラズマホットスポット（すなわち、高プラズマ密度領域）は、中央部分２３６と外側電極２０８との交点（例えば、図の２４０）上方に発生する可能性がある。従って、交点２４０は、基板２２０の外径２３２の径方向外側に位置する。つまり、外側電極２０８の内径２２８は基板２２０の外径２３２の径方向外側に位置するため、中央部分２３６が外側電極２０８の内径２２８と交わる交点２４０も基板２２０の外径２３２の径方向外側に位置する。
このように、中央部分２３６と外側電極２０８との交点２４０によって生じたプラズマホットスポットは、基板２２０の外径２３２の径方向外側に発生する。従って、プラズマホットスポットは、基板２２０上に成膜ＮＵをもたらさない。
次に図３を参照すると、本開示による例示的なリング状外側電極３００が示されている。外側電極３００は、環状外側部分３０４および中央ストリップまたは中央部分３０８を備える。中央部分３０８（および、それに応じた外側部分３０４）は、導電配線または導電棒３１２を介して基準電圧または基準電位（例えば、接地）に接続された径方向導体である。このように中央部分３０８は、環状外側部分３０８を導電棒３１２に電気接続する。
中央部分３０８は、導電素子として機能する。さらに、中央部分３０８は、プラズマ処理の間に基板上方に形成されたプラズマに容量結合されてよい。従って、中央部分３０８と外側部分３０４との交点３１６では高圧領域が形成されてよい。内径３２０が基板の外径よりも大きくなるように外側部分３０４の内径（ならびに、それに応じて中央部分３０８の長さおよび交点３１６の径方向位置）を増加させることで、図２Ａおよび２Ｂで上記したように交点３１６が移動し、それに応じて基板の外径の径方向外側のプラズマホットスポットも移動する。
外側部分３０４の内径３２０は増加するが、外径３２４は増加しなくてよい。従って、外側部分３０４の断面幅は、基板と重なる他のリング状ガード電極に対して減少してよい。例えのみでは、外側部分３０４の断面幅は１５～２０ｍｍである。
次に図４を参照すると、本開示による基板支持体を用いて堆積プロセスを実施するための例示的な方法４００が４０４で開始する。４０８において、直径Ｄを有する基板が基板処理チャンバ内の基板支持体のポケットに配置される。例えば、基板支持体は図２Ａの基板支持体２００に相当し、ＥＳＣとして機能するように構成されている。基板支持体は、第１および第２のＤ字形内側電極、リング状外側電極、ならびに、第１の内側電極と第２の内側電極との間を通ってリング状外側電極の内径に接続する中央部分を備える。リング状外側電極の内径は、基板の直径Ｄよりも大きい（例えば、Ｄよりも０．４～１．０ｍｍ大きい）。４１２において、第１および第２の内側電極は、基板を基板支持体にクランプするために電圧を印加される（例えば、ＥＳＣ電圧に接続される）。
４１６において、基板上で堆積プロセスが実施される。例えば、基板の高アスペクト比フィーチャにハードマスク膜が堆積される。ハードマスク膜は、基板上の交互膜積層の間のスリットに流路孔をパターニングするように構成されている。ハードマスク膜の堆積は、処理チャンバ内にプラズマを発生させることを含む。方法４００は、４２０で終了する。
次に図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅを参照すると、本開示による別の例示的な基板支持体５００は、２つのＤ字形（例えば、第１および第２の）内側電極５０４ならびにリング状外側電極５０８を備える。この例では、外側電極５０８は、内側電極５０４とは異なる平面に配置されている（すなわち、同一平面上にない）。図のように、外側電極５０８は内側電極５０４の下方に配置されている。基板支持体５００の第１の（例えば、上部）表面５１２は、基板支持体５００に配置された基板５２０を保持するように構成されたポケット５１６を備える。ギャップ５２４は、内側電極５０４（例えば、内側電極５０４の外側半円端によって規定された外径５２６）と、外側電極５０８の内端または内径５２８との間に規定される。
図５Ａに示されるように、ギャップ５２４は、基板５２０の外端または外径５３２の下方に位置する。さらに、外側電極５０８の内径５２８は、基板５２０の外径５３２の径方向外側に位置する。つまり、外側電極５０８の内径５２８は、基板の外径５３２よりも大きい。外側電極５０８の内径５２８は、ポケット５１６に重なる。図５Ｃの別の例で示されるように、外側電極５０８の内径５２８は、基板５２０の外径５３２に重なる。
図５Ｂに示されるように、径方向導体５３８－１および５３８－２を含む中央ストリップまたは中央部分５３６は、内側電極５０４の間を通ってリング状外側電極５０８の両側に接続する。例えば、中央部分５３６は、外側電極５０８の中央開口部を２等分して２つのＤ字形開口部を規定する。内側電極５０４は、それぞれのＤ字形開口部内に配置されている。リング状外側電極５０８および中央部分５３６は、１つの工程（例えば、１つの焼結工程）で形成されてよい。図５Ａおよび５Ｂでは、中央部分５３６と外側電極５０８との交点５４０は、基板５２０の外径５３２の径方向外側に位置する。さらに、図５Ａおよび５Ｂでは、内側電極５０４間のギャップの幅は中央部分５３６の幅よりも大きい。反対に、図５Ｃに示されるように、内側電極５０４間のギャップの幅は中央部分５３６の幅よりも小さい。他の例では、内側電極５０４間のギャップの幅は中央部分５３６の幅と同じである。
図５Ｄおよび５Ｅに示されるように、中央部分５３６は、中心点（例えば、中央部分５３６に相当）から外側電極５０８に向かって径方向外向きに延びる２つ以上の径方向導体（例えば、３つ、４つ、またはそれ以上の径方向導体）を備えてよい。図５Ｆは、図５Ｄおよび５Ｅの外側電極５０８の等角図を示す。例えば、中央部分５３６は、４つの径方向導体５３８－１、５３８－２、５３８－３、および５３８－４（総称して、径方向導体５３８）を備えてよい。このように、導電棒５４４（図５Ｆに図示）とリング状外側電極５０８との間の電気接続は、外側電極５０８のインピーダンスを低減するために多数（すなわち、２つ以上）の径方向導体５３８の間で分散される。さらに、個々の径方向導体５３８によって生じた局所加熱が低減される。
図５Ｂに示されるように、径方向導体５３８は、内側電極５０４間のギャップと平行（すなわち、同軸）であってよい。図５Ｄに示されるように、径方向導体５３８－１および５３８－２は内側電極５０４間のギャップと平行であり、径方向導体５３８－３および５３８－４は内側電極５０４間のギャップと平行でない（すなわち、垂直または直交している）。反対に、図５Ｅに示される径方向導体５３８は、いずれも内側電極５０４間のギャップと平行でない。
このように（図５Ａ～５Ｆで上記されたように）、中央部分５３６とリング状外側電極５０８との交点は、基板支持体５００の第１の表面５１２から離れる方向で内側電極５０４の下方に移動する。従って、基板５２０上方でのプラズマホットスポットの発生は低減される、または排除される。さらに、外側電極５０８のインピーダンスは、基板支持体５００の第１の表面５１２および内側電極５０４に対して異なる高さで外側電極５０８を設置することにより調節されてよい。
次に図６Ａおよび６Ｂを参照すると、本開示による別の例示的な基板支持体６００は、２つのＤ字形（例えば、第１および第２の）内側電極６０４ならびにリング状外側電極６０８を備える。この例では、外側電極６０８は、（図６Ａに示されるように）内側電極６０４と同じ平面（すなわち、同一平面上）に配置される、または、内側電極６０４とは異なる平面に配置される（すなわち、同一平面上にない）。反対に、中央部分６３６は、内側電極６０４および外側電極６０８とは異なる平面に配置される（すなわち、同一平面上にない）。図のように、中央部分６３６は、内側電極６０４および外側電極６０８の下方に配置される。
中央部分６３６は、径方向導体６３８－１、６３８－２、６３８－３、および６３８－４（総称して、径方向導体６３８）を備える。４つの径方向導体６３８が図示されているが、中央部分６３６はより少ない（例えば、２つ）またはより多い（例えば、５つ以上）の径方向導体６３８を備えてよい。径方向導体６３８は、Ｄ字形内側電極６０４間のギャップの幅よりも小さい、それと同じ、またはそれよりも大きい幅を有してよい。径方向導体６３８は、Ｄ字形内側電極６０４間のギャップと平行（すなわち、同軸）であってよい（例えば、図５Ｄに図示）、または平行でなくてよい（例えば、図５Ｅに図示）。
径方向導体６３８は、導電棒６４４と、径方向導体６３８を囲み、径方向導体６３８と同一平面上のリング（例えば、下方リング）６４８とに接続されている。リング６４８は、外側電極６０８の断面幅、内径、および／または外径よりも大きい、それと同じ、もしくはそれよりも小さい断面幅、内径、および／または外径を有してよい。リング６４８は、それぞれの垂直部分（例えば、導体ポスト、配線、導体充填ビアなど）６５２を介してリング状外側電極６０８に接続される。垂直部分６５２は、径方向導体６３８および／または外側電極６０８の材料と同じまたは異なる材料を含んでよい。垂直部分６５２の数（例えば、少なくとも１つ）は、径方向導体６３８の数と同じまたは異なってよい（例えば、より多いまたはより少なくてよい）。さらに、垂直部分６５２は、径方向導体６３８とリング６４８との交点に位置することが示されているが、リング６４８と外側電極６０８との間の他の位置（例えば、６５６の架空位置）に位置してよい。
このように、導電棒６４４は外側電極６０８に電気接続される。さらに、径方向導体６３８と外側電極６０８との間の電気接続は、外側電極６０８の下方に移動し、複数の垂直部分６５２の間で分散されるため、基板支持体６００の上方におけるプラズマホットスポットの発生は低減される、または排除される。
上記の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その適用、または使用を限定する意図はない。本開示の広義の教示は、様々な形で実施できる。よって、本開示が特定の例を説明しても、図面、仕様、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更が明らかになるため、本開示の真の範囲はそれに限定されない。方法の１つ以上の工程は、本開示の原理を変更することなく異なる順序で（または、同時に）実行されてよいことを理解されたい。さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上記されているが、本開示の実施形態に関して説明された１つ以上の特徴は、他の実施形態において、および／または他の実施形態の特徴と組み合わせて実施できる（その組み合わせが明記されない場合でも）。つまり、記載の実施形態は互いに排他的ではなく、１つ以上の実施形態の互いとの並べ替えは、本開示の範囲内に留まる。
要素間（例えば、モジュール間、回路素子間、半導体層間など）の空間的関係および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「近接する」、「上に」、「上方」、「下方」、および「配置された」を含む様々な用語を用いて説明される。上記開示において第１の要素と第２の要素との関係が説明されるときは、「直接的」であると明記されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的関係でありうるが、同時に、第１の要素と第２の要素との間に１つ以上の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的関係でもありうる。本明細書で用いられる、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを用いる論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきでない。
いくつかの実施形態では、コントローラは、上記の例の一部でありうるシステムの一部である。かかるシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または、特定の処理部品（例えば、ウエハ台座、ガス流システム）などの半導体処理装置を含みうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後の動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。これらの電子機器は、システムの様々な構成部品または副部品を制御できる「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツールおよび／または特定のシステムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬入出を含む、本明細書に開示されたあらゆるプロセスを制御するようにプログラムされてよい。
概してコントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（または、プログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上でもしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハ金型の製造時における１つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合もしくは結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部であってよい、またはそのコンピュータに結合されてよい。例えばコントローラは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にする「クラウド」内にあってよい、またはファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。コンピュータはシステムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の進捗状況を監視し、過去の製造動作の経歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能の基準を調査して、現行の処理のパラメータを変更してよい、または現行の処理に続く処理工程を設定してよい、または新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含みうるネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供できる。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび／もしくは設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよい。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実施される各処理工程のパラメータを特定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続または制御するように構成されたツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。よって、上記のようにコントローラは、例えば互いにネットワーク接続された１つ以上の別々のコントローラを含むことと、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向けて協働することとによって分散されてよい。かかる目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）設置され、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する１つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の１つ以上の集積回路だろう。
制限するものではないが、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバまたは堆積モジュール、スピンリンスチャンバまたはスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバまたは金属めっきモジュール、洗浄チャンバまたは洗浄モジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはベベルエッジエッチングモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはＰＶＤモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはＣＶＤモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはＡＬＤモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはＡＬＥモジュール、イオン注入チャンバまたはイオン注入モジュール、トラックチャンバまたはトラックモジュール、ならびに、半導体ウエハの製作および／もしくは製造において関連もしくは使用しうる他の半導体処理システムを含んでよい。
上記のように、コントローラは、ツールによって実施されるプロセス工程に応じて、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および／もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの１つ以上と連通してよい。

Claims (20)

  1. 直径Ｄを有する基板を支持するように構成された基板支持体であって、
    第１の内側電極および第２の内側電極であって、各々がＤ字形であり、Ｄよりも小さい第１の外径を規定し、処理中に前記基板を前記基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成された、第１の内側電極および第２の内側電極と、
    外側電極であって、（ｉ）前記第１の内側電極および前記第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、（ｉｉ）前記第１の内側電極と前記第２の内側電極との間を通って、前記リング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分と、を含む外側電極と、を備え、
    前記リング状外側部分の前記内径は、前記リング状外側部分の前記内径、および、前記中央部分と前記リング状外側部分との間の交点が、前記基板の前記直径Ｄの径方向外側に位置するように、前記直径Ｄよりも大きい、基板支持体。
  2. 請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、
    （ｉ）前記第１の内側電極および前記第２の内側電極によって規定された前記第１の外径と、（ｉｉ）前記リング状外側部分の前記内径と、の間に規定されたギャップを備える、基板支持体。
  3. 請求項２に記載の基板支持体であって、
    前記ギャップは、前記基板の外端の下方に位置し、前記基板の外端と重なる、基板支持体。
  4. 請求項２に記載の基板支持体であって、
    前記ギャップは、２．２～７．５ｍｍの幅を有する、基板支持体。
  5. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記リング状外側部分の前記内径は、前記基板の前記直径Ｄよりも１．０ｍｍ未満大きい、基板支持体。
  6. 請求項１に記載の基板支持体であって、
    前記リング状外側部分の前記内径は、３００．４～３０５ｍｍである、基板支持体。
  7. 請求項６に記載の基板支持体であって、
    前記第１の内側電極および前記第２の内側電極によって規定された前記第１の外径は、２９０～２９６ｍｍである、基板支持体。
  8. 請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、
    前記基板支持体の第１の表面に、前記基板を保持するように構成されたポケットを備える、基板支持体。
  9. 請求項８に記載の基板支持体であって、さらに、
    前記ポケットに配置された前記基板を備える、基板支持体。
  10. 請求項８に記載の基板支持体であって、
    前記ポケットの直径は、３０２～３１０ｍｍである、基板支持体。
  11. 請求項８に記載の基板支持体であって、
    前記リング状外側部分の前記内径は、前記ポケットに重なる、基板支持体。
  12. 基板を支持するように構成された基板支持体であって、
    第１の内側電極および第２の内側電極であって、各々がＤ字形であり、処理中に前記基板を前記基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成された、第１の内側電極および第２の内側電極と、
    外側電極であって、（ｉ）前記第１の内側電極および前記第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、（ｉｉ）前記リング状外側部分の内径の両側に接続する中央部分と、を含む外側電極と、を備え、
    前記外側電極は、前記第１の内側電極および前記第２の内側電極と同一平面上にない、基板支持体。
  13. 請求項１２に記載の基板支持体であって、
    前記外側電極は、前記第１の内側電極および前記第２の内側電極の下方に位置する、基板支持体。
  14. 請求項１２に記載の基板支持体であって、
    前記中央部分は、前記リング状外側部分に接続するように導電棒から外向きに延びる複数の径方向導体を備える、基板支持体。
  15. 請求項１４に記載の基板支持体であって、
    前記複数の径方向導体は、２つ以上の前記径方向導体を含む、基板支持体。
  16. 請求項１４に記載の基板支持体であって、
    前記複数の径方向導体は、４つ以上の前記径方向導体を含む、基板支持体。
  17. 基板を支持するように構成された基板支持体であって、
    第１の内側電極および第２の内側電極であって、各々がＤ字形であり、処理中に前記基板を前記基板支持体にクランプするために静電チャック（ＥＳＣ）電圧に接続されるように構成された、第１の内側電極および第２の内側電極と、
    外側電極であって、（ｉ）前記第１の内側電極および前記第２の内側電極を囲むリング状外側部分と、（ｉｉ）前記リング状外側部分の下方に位置する中央部分と、（ｉｉｉ）前記中央部分を囲み、前記中央部分と同一平面上にある、前記中央部分に電気接続されたリングと、（ｉｖ）前記リングを前記リング状外側部分に電気接続する少なくとも１つの垂直部分と、を含む外側電極と、
    を備える、基板支持体。
  18. 請求項１７に記載の基板支持体であって、
    前記中央部分は、前記リングに接続するように導電棒から外向きに延びる複数の径方向導体を備える、基板支持体。
  19. 請求項１８に記載の基板支持体であって、
    前記複数の径方向導体は、２つ以上の前記径方向導体を含む、基板支持体。
  20. 請求項１８に記載の基板支持体であって、
    前記複数の径方向導体は、４つ以上の前記径方向導体を含む、基板支持体。
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