JP5946640B2 - 温度制御式ホットエッジリング組立体 - Google Patents
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Description
[適用例1]プラズマ反応チャンバ内において支持された半導体基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面の上に位置する高周波(RF)結合リングと、
前記環状支持面と前記RF結合リングとの間に位置し、熱伝導性および電気伝導性を有する下部ガスケットと、
前記RF結合リングの上に位置するホットエッジリングであり、前記基板支持部は、基板を、前記基板の外縁部が前記ホットエッジリングの上に張り出す状態で支持するように構成される、ホットエッジリングと、
前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する上部熱伝導媒体と
を備える組立体。
[適用例2]適用例1記載の組立体であって、前記熱伝導媒体は、
同心状に配置された内側Oリングおよび外側Oリングを備え、前記内側Oリング、前記外側Oリング、前記ホットエッジリング、および前記RF結合リングは、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された容積を定め、前記熱伝達ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、または窒素を含む組立体。
[適用例3]前記内側Oリングおよび外側Oリングは、前記RF結合リング内に形成された環状流路を囲み、前記内側Oリング、前記外側Oリング、および前記環状流路は、同心状に配置される適用例2記載の組立体。
[適用例4]適用例2記載の組立体であって、更に、
コントローラと、
プラズマ処理中に前記ホットエッジリングの温度を測定して前記コントローラに入力信号を供給するように構成された温度センサと、
前記容積に接続され、前記コントローラに応答して前記容積内のガス静圧を増加させる動作が可能な熱伝達ガス源および前記コントローラに応答して前記容積の排出を行う動作が可能な真空ポンプと
を備える組立体。
[適用例5]前記熱伝導媒体は、熱伝導性および電気伝導性を有する上部ガスケットである適用例1記載の組立体。
[適用例6]適用例5記載の組立体であって、
前記上部ガスケットおよび下部ガスケットは、
シリコンに基づくシート、
金属およびポリマ材料の積層材、
(a)アルミニウムまたはアルミニウム合金および(b)充填シリコーンゴムの積層材、
(a)ポリイミド材料および(b)充填シリコーンゴムの積層材、または
フルオロエラストマ
から成る組立体。
[適用例7]前記基板支持部は、冷却液により能動的に冷却される適用例1記載の組立体。
[適用例8]前記RF結合リングは、前記環状支持面に機械的にクランプされ、前記ホットエッジリングは、前記RF結合リングに機械的にクランプされる適用例1記載の組立体。
[適用例9]適用例1記載の組立体であって、
前記RF結合リングは、前記環状支持面にボルト留めされ、更に、半径方向に延びるフランジを有するクランプリングを備え、前記ホットエッジリングは、前記フランジに接合して前記ホットエッジリングを前記RF結合リングに固定するように構成された周辺陥凹部を有し、前記クランプリングは前記RF結合リングにボルト留めされる組立体。
[適用例10]更に、前記クランプリングと前記ホットエッジリングとの間にポリイミドリングを備える適用例9記載の組立体。
[適用例11]前記RF結合リングは、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、または窒化アルミニウムにより構成され、前記ホットエッジリングは、シリコン、炭化ケイ素、または石英により構成され、前記クランプリングは、セラミック材料により構成される適用例1記載の組立体。
[適用例12]プラズマ処理チャンバ内の基板のプラズマ処理中に適用例4記載のホットエッジリング組立体の温度を制御する方法であって、
前記基板支持部上において前記基板を支持するステップと、
前記プラズマ処理チャンバ内に処理ガスを導入するステップと、
前記処理ガスを励起してプラズマ状態とするステップと、
前記ホットエッジリングの温度を測定するステップと、
前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を下回る場合、前記容積に対する熱伝達ガスの圧力を減少させるステップ、或いは、前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を上回る場合、前記容積に対する前記熱伝達ガスの前記圧力を増加させるステップと、
前記プラズマにより前記基板を処理するステップと
を備える方法。
[適用例13]前記基板を前記プラズマにより処理するステップは、(a)半導体材料、金属、または誘電材料の層のプラズマエッチング、または(b)導電または誘電材料の堆積を含む適用例12記載の方法。
[適用例14]適用例1の組立体を備えるプラズマ処理装置であって、前記プラズマ反応チャンバは、半導体、金属、または誘電材料をエッチングするように構成されたプラズマエッチャ、或いは導電または誘電材料を堆積させるように構成された堆積チャンバである、プラズマ処理装置。
[適用例15]プラズマ反応チャンバ内に指示された半導体基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面上に位置し、前記環状支持面に機械的にクランプされる高周波(RF)結合リングと、
前記環状支持面とRF結合リングとの間に位置する熱絶縁媒体と、
前記RF結合リングの上に位置し、前記RF結合リングに機械的にクランプされるホットエッジリングと、
前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する熱伝導媒体と
を備える組立体。
[適用例16]適用例15記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、前記熱絶縁媒体は、
同心状に配置された第1の内側Oリングおよび第1の外側Oリングであり、前記RF結合リングおよび前記環状支持面と共に、減圧状態でガスを収容するように構成された第1の容積を画成する、前記第1の内側Oリングおよび第1の外側Oリング、または
下部ガスケット
を備える組立体。
[適用例17]適用例15記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、前記熱伝導媒体は、
同心状に配置された第2の内側Oリングおよび第2の外側Oリングであり、前記ホットエッジリングおよび前記RF結合リングと共に、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された第2の容積を画成する、前記第2の内側Oリングおよび第2の外側Oリング、または
熱伝導性および電気伝導性を有する上部ガスケット
を備える組立体。
[適用例18]適用例17記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、更に
コントローラと、
プラズマ処理中に前記ホットエッジリングの温度を測定して前記コントローラに入力信号を供給するように構成された温度センサと、
前記第1の容積および第2の容積に接続され、前記コントローラに応答して前記第1の容積および前記第2の容積内のガス静圧を増加させる動作が可能な熱伝達ガス源および前記コントローラに応答して前記第1の容積および前記第2の容積の排出を行う動作が可能な真空ポンプと、
前記RF結合リングに埋め込まれた加熱要素と、
前記コントローラに応答して、前記加熱要素に電力を供給するように構成された電源と
を備える組立体。
[適用例19]プラズマ処理チャンバ内の基板のプラズマ処理中に適用例15記載のホットエッジリング組立体の温度を制御する方法であって、
前記基板支持部上において前記基板を支持するステップと、
前記プラズマ処理チャンバ内に処理ガスを導入するステップと、
前記ホットエッジリングの温度を測定するステップと、
前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を下回る場合、前記ホットエッジリングの前記温度を上昇させるために前記加熱要素に電力を供給するステップ、或いは、前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を上回る場合、前記加熱要素への電力を停止すると共に前記容積内の熱伝達ガスの圧力を増加させるステップと、
前記処理ガスを励起してプラズマ状態とするステップと、
前記プラズマにより前記基板を処理するステップと
を備える方法。
[適用例20]プラズマ反応チャンバ内において支持された半導体基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面の上に位置する高周波(RF)結合リングと、
前記環状支持面と、前記環状支持面に機械的にクランプされた前記RF結合リングとの間に位置する下部熱伝導媒体と、
前記RF結合リングの上に位置するホットエッジリングであり、前記基板支持部は、基板を、前記基板の外縁部が前記ホットエッジリングの上に張り出す状態で支持するように構成される、ホットエッジリングと、
前記RF結合リングに機械的にクランプされた前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する上部熱伝導媒体と
を備える組立体。
Claims (18)
- プラズマ反応チャンバ内において支持された半導体の基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面の上に位置する高周波(RF)結合リングと、
前記基板の上方の領域にプラズマを閉じ込めるフォーカスリングと、
前記環状支持面と前記RF結合リングとの間に位置し、熱伝導性および電気伝導性を有する下部ガスケットと、
前記基板支持部に載置された基板の外周の温度制御を目的として、前記フォーカスリングより内側かつ前記RF結合リングの上に位置するよう設けられたホットエッジリングであり、前記基板支持部は、基板を、前記基板の外縁部が前記ホットエッジリングの上に張り出す状態で支持するように構成される、ホットエッジリングと、
前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する上部熱伝導媒体と
を備え、
前記上部熱伝導媒体は、
同心状に配置された内側Oリングおよび外側Oリングを備え、前記内側Oリング、前記外側Oリング、前記ホットエッジリング、および前記RF結合リングは、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された容積を画成し、前記加圧熱伝達ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、または窒素を含む
組立体。 - 前記内側Oリングおよび外側Oリングは、前記RF結合リング内に形成された環状流路を囲み、前記内側Oリング、前記外側Oリング、および前記環状流路は、同心状に配置される請求項1記載の組立体。
- 請求項1記載の組立体であって、更に、
コントローラと、
プラズマ処理中に前記ホットエッジリングの温度を測定して前記コントローラに入力信号を供給するように構成された温度センサと、
前記容積に接続され、前記コントローラの指示を受けて前記容積に前記加圧熱伝達ガスを供給して当該容積内のガス静圧を増加させる動作が可能な熱伝達ガス源および前記コントローラの指示を受けて前記容積内の前記加圧熱伝達ガスの排出を行う動作が可能な真空ポンプと
を備える組立体。 - 前記基板支持部は、冷却液により能動的に冷却される請求項1記載の組立体。
- 前記RF結合リングは、前記環状支持面に機械的にクランプされ、前記ホットエッジリングは、前記RF結合リングに機械的にクランプされる請求項1記載の組立体。
- 請求項1記載の組立体であって、
前記RF結合リングは、前記環状支持面にボルト留めされ、更に、半径方向に延びるフランジを有するクランプリングを備え、前記ホットエッジリングは、前記フランジに接合して前記ホットエッジリングを前記RF結合リングに固定するように構成された周辺陥凹部を有し、前記クランプリングは前記RF結合リングにボルト留めされる組立体。 - 更に、前記クランプリングと前記ホットエッジリングとの間にポリイミドリングを備える請求項6記載の組立体。
- 前記RF結合リングは、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、または窒化アルミニウムにより構成され、前記ホットエッジリングは、シリコン、炭化ケイ素、または石英により構成される請求項1記載の組立体。
- プラズマ反応チャンバ内の基板のプラズマ処理中に請求項3記載のホットエッジリング組立体の温度を制御する方法であって、
前記基板支持部上において前記基板を支持するステップと、
前記プラズマ反応チャンバ内に処理ガスを導入するステップと、
前記処理ガスを励起してプラズマ状態とするステップと、
前記ホットエッジリングの温度を測定するステップと、
前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を下回る場合、前記容積に対する加圧熱伝達ガスの圧力を減少させるステップ、或いは、前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を上回る場合、前記容積に対する前記加圧熱伝達ガスの前記圧力を増加させるステップと、
前記プラズマにより前記基板を処理するステップと
を備える方法。 - 前記基板を前記プラズマにより処理するステップは、(a)半導体材料、金属、または誘電材料の層のプラズマエッチング、または(b)導電または誘電材料の堆積を含む請求項9記載の方法。
- 請求項1の組立体を備えるプラズマ処理装置であって、前記プラズマ反応チャンバは、半導体、金属、または誘電材料をエッチングするように構成されたプラズマエッチャ、或いは導電または誘電材料を堆積させるように構成された堆積チャンバである、プラズマ処理装置。
- プラズマ反応チャンバ内に支持された半導体の基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面上に位置し、前記環状支持面に機械的にクランプされる高周波(RF)結合リングと、
前記基板の上方の領域にプラズマを閉じ込めるフォーカスリングと、
前記環状支持面とRF結合リングとの間に位置する下部熱伝導媒体と、
前記基板支持部に載置された基板の外周の温度制御を目的として、前記フォーカスリングより内側かつ前記RF結合リングの上に位置するよう設けられ、前記RF結合リングに機械的にクランプされるホットエッジリングと、
前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する上部熱伝導媒体と、
前記RF結合リングに埋め込まれた加熱要素と、
コントローラに応答して、前記加熱要素に電力を供給するように構成された電源と
を備える組立体。 - 請求項12記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、前記下部熱伝導媒体は、
同心状に配置された第1の内側Oリングおよび第1の外側Oリングであり、前記RF結合リングおよび前記環状支持面と共に、減圧状態でガスを収容するように構成された第1の容積を画成する、前記第1の内側Oリングおよび第1の外側Oリング、または
下部ガスケット
を備える組立体。 - 請求項13記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、前記上部熱伝導媒体は、
同心状に配置された第2の内側Oリングおよび第2の外側Oリングであり、前記ホットエッジリングおよび前記RF結合リングと共に、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された第2の容積を画成する、前記第2の内側Oリングおよび第2の外側Oリング、または
熱伝導性および電気伝導性を有する上部ガスケット
を備える組立体。 - 請求項14記載の温度制御式ホットエッジリング組立体であって、更に
コントローラと、
プラズマ処理中に前記ホットエッジリングの温度を測定して前記コントローラに入力信号を供給するように構成された温度センサと、
前記第1の容積および第2の容積に接続され、前記コントローラの指示を受けて前記第1および第2の容積に前記加圧熱伝達ガスを供給して前記第1の容積および前記第2の容積内のガス静圧を増加させる動作が可能な熱伝達ガス源および前記コントローラの指示を受けて前記第1の容積および前記第2の容積内の前記加圧熱伝達ガスの排出を行う動作が可能な真空ポンプと、
を備える組立体。 - プラズマ反応チャンバ内の基板のプラズマ処理中に請求項15記載のホットエッジリング組立体の温度を制御する方法であって、
前記基板支持部上において前記基板を支持するステップと、
前記プラズマ反応チャンバ内に処理ガスを導入するステップと、
前記ホットエッジリングの温度を測定するステップと、
前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を下回る場合、前記ホットエッジリングの前記温度を上昇させるために前記加熱要素に電力を供給するステップ、或いは、前記ホットエッジリングの前記温度が目標温度を上回る場合、前記加熱要素への電力を停止すると共に前記第2の容積内の加圧熱伝達ガスの圧力を増加させるステップと、
前記処理ガスを励起してプラズマ状態とするステップと、
前記プラズマにより前記基板を処理するステップと
を備える方法。 - プラズマ反応チャンバ内において支持された半導体の基板を囲むように構成された温度制御式ホットエッジリング組立体であって、
基板支持面を囲む環状支持面を有する基板支持部と、
前記環状支持面の上に位置する高周波(RF)結合リングと、
前記基板の上方の領域にプラズマを閉じ込めるフォーカスリングと、
前記環状支持面と、前記環状支持面に機械的にクランプされた前記RF結合リングとの間に位置する下部熱伝導媒体と、
前記基板支持部に載置された基板の外周の温度制御を目的として、前記フォーカスリングより内側かつ前記RF結合リングの上に位置するよう設けられたホットエッジリングであり、前記基板支持部は、基板を、前記基板の外縁部が前記ホットエッジリングの上に張り出す状態で支持するように構成される、ホットエッジリングと、
前記RF結合リングに機械的にクランプされた前記ホットエッジリングと前記RF結合リングとの間に位置する上部熱伝導媒体と
を備え、
前記下部熱伝導媒体は、
同心状に配置された第1の内側Oリングおよび第1の外側Oリングを備え、前記第1の内側Oリング、第1の外側Oリング、前記RF結合リングおよび前記環状支持面と共に、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された第1の容積を画成し、
前記上部熱伝導媒体は、
同心状に配置された第2の内側Oリングおよび第2の外側Oリングを備え、前記第2の内側Oリング、前記第2の外側Oリング、前記ホットエッジリング、および前記RF結合リングは、加圧熱伝達ガスを収容するように構成された第2の容積を画成する
組立体。 - 前記RF結合リングは、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、または窒化アルミニウムにより構成され、前記ホットエッジリングは、シリコン、炭化ケイ素、または石英により構成され、前記クランプリングは、セラミック材料により構成される請求項6記載の組立体。
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