JP5179627B2 - プラズマ処理チャンバ用の可動接地リング - Google Patents
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Description
Claims (20)
- ギャップ調節可能な容量結合プラズマ処理チャンバにおいて、可動基板支持アセンブリの固定接地リングの周囲に嵌合され、前記固定接地リングに対するRFリターンパスを提供する前記可動基板支持アセンブリの可動接地リングであって、前記基板支持アセンブリ内に支持された半導体基板がプラズマ処理され、前記可動接地リングは、
その下面に複数のセンタリング・スロットを有する環状底壁と、
前記底壁の内周から上向きに伸長する側壁であって、前記固定接地リングに対して前記可動接地リングが鉛直方向に移動できるように前記固定接地リングの外周を囲む内表面を有する側壁と
を備える可動接地リング。 - 請求項1に記載の可動接地リングであって、
前記複数のセンタリング・スロットは、前記可動接地リングの中心軸を通る径方向の直線に沿って各々伸長する断面形状がV字型の3つのスロットを備える
可動接地リング。 - 請求項1に記載の可動接地リングであって、
さらに、前記底壁上に複数のRFリターン・ストラップ状接続部を備え、
前記複数のRFリターン・ストラップ状接続部が、前記底壁の外周上に径方向外側に伸長する8つの突起を有する
可動接地リング。 - 前記側壁の上面が、RFガスケットを収容する環状凹部を備える請求項1に記載の可動接地リング。
- 請求項1に記載の可動接地リングであって、
前記側壁の上端部が、前記側壁の外表面内に伸長して、鉛直方向に伸長する薄肉部と前記薄肉部の上端部から径方向外側に伸長するたわみ可能な環状部とを備える屈曲部を形成する環状スロットを備える
可動接地リング。 - 請求項1に記載の可動接地リングであって、
前記内表面が、前記側壁の上面から伸長する鉛直面と、前記内表面及び前記鉛直面の間に伸長する水平面と、により形成される段部を備え、
前記水平面が、前記基板支持アセンブリの外側上端部において、誘電体リングから前記側壁の上端部を離すように配置される石英リングの下面に形成される位置合わせ孔に嵌合するピンを収容するように形成される複数の盲孔を備える
可動接地リング。 - 請求項1に記載の可動接地リングを備える基板支持アセンブリであって、
前記基板支持アセンブリは、
下部電極と、
前記半導体基板が静電的に固定される静電チャックと、
前記静電チャックを囲むプラズマ露出面を有するエッジリングと、
前記エッジリングを囲むプラズマ露出面を有する誘電体リングと、
前記エッジリングの下方に配置される少なくとも1つの絶縁体リングと、
前記誘電体リングの下方に配置され、前記絶縁体リングを囲む、導電性材料から形成される固定接地リングと、を備え、
前記可動接地リングの前記側壁の前記内表面が前記固定接地リングの側壁の外径よりも最大で0.04インチ(=約0.10cm)大きな直径を有し、
前記可動接地リングは前記固定接地リング上に支持された複数の押圧可能なプランジャー上に支持され、
前記可動接地リングは前記固定接地リングに対して鉛直方向に移動可能であり、前記プラズマ処理チャンバ内で前記半導体基板が処理される上側位置に前記基板支持アセンブリを移動させた場合に、前記可動接地リングがプラズマ閉じ込め領域の内壁を形成する閉じ込めリングと電気的に接触する
基板支持アセンブリ。 - 請求項7に記載の基板支持アセンブリであって、
前記複数の押圧可能なプランジャーは、各々、ハウジングと、前記ハウジングの下端部を覆うキャップと、前記ハウジング内に配置されるバネバイアス・ピンと、を備え、
前記ピンは、前記ハウジングの上端部に伸長する上部を備え、前記可動接地リングにおける前記センタリング・スロットの1つに係合し、
前記ピンは、前記ピンの上向きの移動を制限するとともに前記ピンを上向きにバイアスさせるバネと係合するフランジを備え、
前記可動接地リングの上端部が前記閉じ込めリングと電気的に接触する際に、前記ピンは押圧可能である
基板支持アセンブリ。 - 請求項8に記載の基板支持アセンブリであって、
前記ハウジングの前記上端部が、前記固定接地リングのねじ開口部に係合される小径ねじ切り部と前記固定接地リングの嵌合開口部に収容される大径部とを備える
基板支持アセンブリ。 - 前記ピンの上端部が、前記ハウジングの前記上端部に対して少なくとも0.5インチ(=約1.27cm)移動可能である請求項7に記載の基板支持アセンブリ。
- 請求項7に記載の基板支持アセンブリを備えるギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
前記基板支持アセンブリは、前記静電チャックの上面に半導体基板を移動可能な下側位置から、前記半導体基板のプラズマ処理が実行される上側位置に、移動可能であり、
前記プラズマ処理チャンバは、
上部電極と、
前記上部電極から外側に伸長する導電性閉じ込めリングと、を備え、
前記閉じ込めリングは、上側水平部と、前記上側水平部の外側端部から下向きに伸長する鉛直部と、前記鉛直部の下端部から内向きに伸長する下側水平部と、を備え、
前記下側水平部は、処理ガスと反応副生成物とを前記プラズマ閉じ込め領域の外に排出するための径方向に伸長する複数のスロットを備え、
前記基板支持アセンブリが前記上側位置にあって、前記上部電極と前記下部電極との間のギャップを調節する場合に、前記下側水平部の内側端部の下面が前記可動接地リングの上端部と電気的に接触する
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - 請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
前記閉じ込めリングの前記下側水平部の前記内側端部の下面が、前記可動接地リングとの電気的接触が増大するように導電性被覆されている
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - 複数の可撓性RFリターン・ストラップが、前記可動接地リングと前記固定接地リングとの間に伸長する請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。
- 請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
石英リングが、前記可動接地リングの前記側壁の上面から伸長する鉛直面と前記内表面と前記鉛直面との間に伸長する水平面とにより形成される段部内に配置され、
前記石英リングが、その下面に複数のセンタリング凹部を備え、
前記可動接地リングが、前記段部の前記水平面に形成された盲穴から伸長する複数の鉛直ピンを備え、
前記複数の鉛直ピンは、各々、前記センタリング凹部の1つに配置される
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - RFガスケットが、前記可動接地リングの前記側壁の上端部に形成された環状凹部に配置される請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。
- 請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
前記閉じ込めリングが、前記下側水平部の下方に配置される穴あきリングを備え、
前記穴あきリングが、前記下側水平部に対して回転可能及び鉛直方向に移動可能であり、前記下側水平部の径方向に伸長する位置合わせスロットと前記穴あきリングとを介してガス流の伝導度を調節する
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - 請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
前記固定接地リングが、底壁と、前記底壁の内周から上向きに伸長する側壁と、を備え、
前記固定接地リングの前記側壁が、前記誘電体リングの外径以下の外径を有し、
前記固定接地リングの前記底壁が、円周方向に間隔をあけて配置される8つのRFリターン・ストラップ接続部を備え、
前記可動接地リングが、円周方向に間隔をあけて配置される8つのRFリターン・ストラップ接続部と、前記可動接地リングの前記RFリターン・ストラップ接続部と前記固定接地リングの前記RFリターン・ストラップ接続部との間に電気的リターンパスを形成する8つの可撓性RFリターン・ストラップと、を備える
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - 請求項17に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバであって、
前記固定接地リングが、前記底壁の外側部に円周方向に間隔をあけて配置される3つのプランジャー支持穴を備え、
前記プランジャー支持穴の各々が、押圧可能なピンの上端部が前記底壁の上面の上方に伸長するように前記押圧可能なピンが収容されるプランジャー支持ハウジングに係合する
ギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバ。 - 請求項11に記載のギャップ調節可能なプラズマ処理チャンバにおいて半導体基板を処理する方法であって、
前記基板支持アセンブリを前記下側位置に移動させる工程と、
半導体基板を前記静電チャックに移送する工程と、
前記基板支持アセンブリを前記上側位置に移動させる工程と、
前記上部電極と前記静電チャックとの間のギャップに処理ガスを供給する工程と、
前記上部電極と前記下部電極の少なくとも1つにRFエネルギーを供給して、前記処理ガスをプラズマ状態に活性化する工程と、
前記半導体基板を前記プラズマで処理する工程と
を備える方法。 - 請求項19に記載の方法であって、
前記基板支持アセンブリを前記下側位置から前記上側位置に移動させる際に、前記可動接地リングの上端部が前記閉じ込めリングの前記下側水平部と電気的に接触するまで前記可動接地リングを鉛直方向に移動させて、その後、前記基板支持アセンブリが前記上側位置に到達するまで、前記可動接地リングが、前記固定接地リング上に支持された前記押圧可能なプランジャーを押圧する
方法。
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