JP6016870B2 - 多数の加工物を処理する進歩したチャンバ - Google Patents
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Description
以下の実施形態、及び実施態様は、典型的で且つ例示的であり、範囲を制限しないことを意味するシステム、ツール及び方法に関連して説明及び例示される。様々な実施形態において、前記問題のうちの1つ又は2つ以上が減少又は排除されるのに対し、別の実施形態は別の改良に向けられている。
Claims (34)
- 処理プロセスにおいて複数の加工物を加工するための装置において、該装置に、
チャンバ内部を形成する多数ウェハ用チャンバが設けられており、前記チャンバが、該チャンバ内部に少なくとも2つの加工ステーションを有していて、これらの加工ステーションが前記チャンバ内部を共有するようになっており、前記各加工ステーションが、プラズマ源と、加工物台座とを有しており、前記各加工ステーションが、複数の加工物のうちの1つを個々のプラズマ源を用いて前記処理プロセスに曝すように構成されており、前記チャンバが、前記チャンバ内部における処理圧力を前記チャンバの外側の周囲圧力から隔離しており、前記チャンバが、各加工ステーションにおいて前記加工物の周囲に非対称に配置された1つ又は2つ以上の導電性表面の配列を有しており、該1つ又は2つ以上の導電性表面の配列が、各加工物の主面に前記処理プロセスの所定のレベルの均一性を生ぜしめるようになっており、
前記各加工ステーションのための、前記チャンバ内部に配置されたシールド配列が設けられており、各シールド配列が、選択的に、(i)第1の、加工物引渡しモードにおいて、各加工物を前記各加工ステーションの前記加工物台座に引き渡す又は該加工物台座から引き取るように働き、(ii)第2の、処理モードにおいて、前記複数の加工ステーションのうちの1つの前記加工物台座上に配置された各加工物を包囲するように働き、これにより、前記処理モードが、前記シールド配列が存在しない場合に提供される前記所定のレベルの均一性よりも高い、前記複数のプラズマ源の各1つへの前記加工物の露出の向上した均一性を提供し、
各シールド配列は、第1のシールド部材と第2のシールド部材とを有し、該第1のシールド部材は、前記プラズマ源の関連する1つに向かって開放した第1の端部と、第2の端部とを有する本体を含み、前記第2の端部は、複数のウェブ部材を形成し、該複数のウェブ部材は、前記第1のシールド部材と前記加工物台座との間の電気的接続を提供するため、前記加工物台座へ内側に延びていることを特徴とする、処理プロセスにおいて加工物を加工するための装置。 - 1つ又は2つ以上のガス種が、前記各プラズマ源のための各シールド配列に導入され、前記処理モードにおいて、各シールド配列が、当該シールド配列を介した前記ガス種の交換を提供し、これにより、前記チャンバ内の各加工物が受ける処理圧力を平衡化することを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記加工物の周囲に非対称に配置された1つ又は2つ以上の導電性表面の前記配列が、前記各プラズマ源のための各シールド配列に導入されたあらゆるガス種の滞留時間の所定の均一性を提供し、前記シールド配列が、前記処理モードにおいて、前記滞留時間の所定の均一性よりも高い、各シールド配列に導入されたガス種の滞留時間の向上した均一性を提供することを特徴とする、請求項1または2記載の装置。
- 各加工物が円形の輪郭を有しており、前記処理モードにおいて、各加工ステーションのための各シールド配列が、少なくとも、当該加工ステーションにおける前記加工物と、当該加工ステーションの前記プラズマ源との間に、概して円筒状のプラズマ体積を導入しながら、前記非対称の壁配列にもかかわらず、1つの加工ステーションと次の加工ステーションとの間で、前記概して円筒状のプラズマ体積の圧力平衡を維持することを特徴とする、請求項1から3のうちのいずれか1項記載の装置。
- 前記加工物引渡しモードと前記処理モードとの間において、前記各加工ステーションにおいて前記シールド配列を作動させるためのアクチュエータ配列が設けられていることを特徴とする、請求項1から4のうちのいずれか1項記載の装置。
- 前記アクチュエータ配列が、前記各加工ステーションの前記シールド配列を同調して作動させるように構成されていることを特徴とする、請求項5記載の装置。
- 前記第1のシールド部材が、静止位置において前記加工物を包囲する第1の環状のシールド部材であり、前記第2のシールド部材は、第1の位置と第2の位置との間を移動するように支持され、前記第1の位置において、前記第2のシールド部材が、前記加工物引渡しモードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1のシールド部材と協働し、前記第2の位置において、前記第2のシールド部材が、前記処理モードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1のシールド部材と協働することを特徴とする、請求項1から6のうちのいずれか1項記載の装置。
- 前記第1の環状のシールド部材がスロットを有しており、該スロットを通って、前記加工物引渡しモードにおいて前記加工物を前記加工物台座まで及び前記加工物台座から移動させることを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記第1の環状のシールド部材が円筒状の輪郭を有しており、前記第2のシールド部材が、前記第1の環状のシールド部材の前記円筒状の輪郭に対面したシールド面を有しており、前記第2のシールド部材の前記シールド面におけるあらゆる所定の位置について、前記第2の位置における、前記第1の環状のシールド部材の前記円筒状の輪郭までの投影距離が少なくともほぼ一定であり、前記投影距離が、前記円筒状の輪郭に関して表面垂線方向に延びていることを特徴とする、請求項8記載の装置。
- 前記第2のシールド部材がシールド部材輪郭を有しており、前記第2のシールド部材が前記第2の位置にある場合、前記表面垂線方向における前記シールド部材輪郭の投影が、前記第1の環状のシールド部材の前記円筒状の輪郭に重なり、前記第2のシールド部材がシャッターとして働くように前記スロットを包囲することを特徴とする、請求項9記載の装置。
- 前記第1の環状のシールド部材が、対称軸線を有しており、前記スロットに対称的に向き合った付加的なスロットを有しており、前記装置が、さらに、前記スロットと前記第2のシールド部材との間の関係と少なくとも同じ働きをするように前記付加的なスロットと対面する関係にある付加的なシールド部材を有しており、これにより、前記付加的なスロットと前記付加的なシールド部材とが、少なくとも前記スロットと前記付加的なスロットとの間に延びる方向で、前記加工物を横切って前記処理プロセスの向上した均一性を提供するように協働することを特徴とする、請求項10記載の装置。
- 前記第2のシールド部材が環状の構成を有することを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記第1の環状のシールド部材が、対称軸線を有しており、前記スロットに対称的に向き合った付加的なスロットを有することにより、前記第2のシールド部材が、前記第2の位置において、前記スロットと前記付加的なスロットとに対面することを特徴とする、請求項12記載の装置。
- 前記第2のシールド部材が、対称軸線を有しており、前記第2のシールド部材が、前記対称軸線に沿った方向で、前記第1の位置と前記第2の位置との間を移動することを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記第2のシールド部材のあらゆる所定の位置に対して、粒子の発生を制限するために前記第1のシールド部材と前記第2のシールド部材との間に、非接触の関係が維持されることを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記加工物が加工物直径を有しており、前記第1のシールド部材が、第1の直径を有する第1の円筒状の輪郭を有しており、前記第2のシールド部材が、第2の直径を有する第2の円筒状の輪郭を有しており、前記加工物直径が、前記第1の直径及び前記第2の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記第1のシールド部材の前記第1の直径が、前記第2のシールド部材の前記第2の直径よりも大きいことにより、前記第2のシールド部材が前記第1のシールド部材の前記第1の直径内に配置されるようになっていることを特徴とする、請求項16記載の装置。
- 前記第1のシールド部材の前記第1の直径が、前記第2のシールド部材の前記第2の直径よりも小さいことにより、前記第1のシールド部材が前記第2のシールド部材の前記第2の直径内に配置されるようになっていることを特徴とする、請求項16記載の装置。
- 前記多数ウェハ用チャンバが、前記チャンバ内部を形成するために、チャンバ本体と、該チャンバ本体と選択的に係合可能なチャンバ蓋とを有しており、各第1の環状のシールド部材が、前記プラズマ源の関連する1つに向かって開放した第1の端部と、前記加工物の関連する1つに向かって開放した第2の端部とを有する円筒状本体を有しており、前記第1の端部が、外方へ突出した周辺フランジを有しており、該周辺フランジが、前記第1の環状のシールド部材が据え付けられた構成にある時に、前記チャンバ蓋と前記チャンバ本体との間に捕捉されていることを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記周辺フランジが、該周辺フランジを通るガスの流れを提供する導電性材料を用いて、前記チャンバ蓋と前記チャンバ本体との間に捕捉されており、複数の前記加工ステーションの間の圧力平衡が、前記周辺フランジの周囲の前記導電性材料を介して生じることができることを特徴とする、請求項19記載の装置。
- 前記複数のウェブ部材は、前記第1の環状のシールド部材によって支持されており、前記第2の端部の開口を横切って前記加工物台座にまで内方へ延びており、前記第1の環状のシールド部材と前記加工物台座との間の電気的接続を提供するように前記開口の周囲に間隔を置いて配置されている、ことを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記加工物台座が接地シールドを有しており、各ウェブ部材が前記接地シールドに接地されており、このことにより、前記第1の環状のシールド部材を接地するように作用することを特徴とする、請求項21記載の装置。
- 各ウェブ部材が自由端部を有しており、前記シールド配列が、各ウェブ部材の前記自由端部を前記加工物台座の関連する1つに対して捕捉する締付けリングを有することを特徴とする、請求項21記載の装置。
- 前記チャンバ本体が、前記チャンバ内部を真空ポンピングするための、前記複数の加工ステーションの間に設けられた排気開口を有しており、前記排気開口が、前記シールド配列が存在しない場合に、前記真空ポンピングに応答して前記各加工物台座の周囲に所定の流れパターンを生ぜしめ、前記ウェブ部材が、各加工物台座を包囲する開口の配列を有しており、これらの開口が、前記各加工物台座の周囲に変更された流れパターンを生ぜしめるように前記シールド配列と協働し、前記変更された流れパターンが前記所定の流れパターンよりも均一であることを特徴とする、請求項21記載の装置。
- 前記チャンバ本体が、前記チャンバ内部を真空ポンピングするための、前記加工ステーションの間に設けられた排気開口を有しており、前記排気開口が、前記シールド配列が存在しない場合に、前記真空ポンピングに応答して前記各加工物台座の周囲に所定の流れパターンを生ぜしめ、各第1の環状のシールド部材が、前記プラズマ源の関連する1つに向かって開放した第1の端部と、前記加工物の関連する1つに向かって開放した第2の端部とを有する円筒状本体を有しており、前記第2の端部が、各加工物台座を包囲する逸らせ板を有しており、該逸らせ板が、前記各加工物台座の周囲に、変更された流れパターンを生ぜしめ、前記変更された流れパターンが前記所定の流れパターンよりも均一であることを特徴とする、請求項7記載の装置。
- 前記チャンバが、前記各プラズマ源のためのプラズマ開口を有しており、前記第1のシールド部材は、前記プラズマ源の関連する1つに面した円形の第1の開口と、対向した第2の開口とを有する第1の環状のシールド部材であり、前記第1のシールド部材の前記本体は、第1の対称軸線を規定するように前記第1の開口と前記第2の開口との間に延びる環状の第1のシールド部材の本体であり、
前記第2のシールド部材は、第2の対称軸線と、該第2の対称軸線に沿った長さとを有する第2の環状のシールド部材であり、該第2の環状のシールド部材が、前記第1の環状のシールド部材の前記第2の開口に面した第1の端部開口を有しており、また前記第2の対称軸線に沿って前記第2の環状のシールド部材の長さだけ前記第1の端部開口から間隔を置いて配置された対向した第2の端部開口を有しており、前記第2の環状のシールド部材が、第1の位置と第2の位置との間を前記第2の対称軸線に沿って移動するように支持されており、これにより、前記第2の環状のシールド部材の前記第1の端部開口が、前記第1の環状のシールド部材の前記第2の開口に向かって及び該第2の開口から離れるように、対面した関係で移動し、これにより、前記第1の環状のシールド部材の前記第2の開口から所定の距離における前記第1の位置に前記第2の環状のシールド部材の前記第1の端部開口を有する前記加工物引渡しモードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1の環状のシールド部材と協働し、前記第2の位置において、前記第2の環状のシールド部材の前記第1の端部開口が、前記所定の距離よりも小さな、前記第1の環状のシールド部材の前記第2の開口からの異なる距離に位置しており、これにより、前記処理モードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1の環状のシールド部材と協働することを特徴とする、請求項1から6のうちのいずれか1項記載の装置。 - 前記第1の環状のシールド部材が、前記第2の開口における第1の厚さによって特徴付けられる第1の環状のシールド部材本体を含み、前記第2の環状のシールド部材が、前記第1の端部開口における第2の厚さによって特徴付けられる第2の環状のシールド部材本体を含み、前記第1の厚さ及び前記第2の厚さの一方が、環状の溝を有するのに対し、前記第1の厚さ及び前記第2の厚さの他方が、舌片を有しており、前記第2の環状のシールド部材が前記第2の位置にある時に、前記舌片が非接触形式で前記溝内に延びており、これにより、前記シールド配列の内側のあらゆる位置から前記シールド配列の外側のあらゆる位置にまで回り込み経路を形成していることを特徴とする、請求項26記載の装置。
- 前記チャンバが、前記各プラズマ源のためのプラズマ開口を有しており、
前記第1のシールド部材は、延長軸線を規定するように細長い構成の輪郭を形成した側壁を有し、前記輪郭が、個々の加工ステーションによって支持されている時に前記加工物の所定の1つを包囲しており、前記第1のシールド部材がさらに、前記プラズマ源の関連する1つに面した第1の開口と、対向した第2の開口とを有しており、前記側壁が、前記第2の開口に隣接した側壁ドアを有しており、該側壁ドアが、該側壁ドアを通って個々の加工ステーションの前記加工物台座へ又は該加工物台座から前記所定の加工物を引き渡すために前記第1の開口に向かって延びており、前記側壁ドアが、前記側壁におけるドア縁部輪郭を有しており、
前記第2のシールド部材は、前記ドア縁部輪郭に対して相補的な第2のシールド部材周辺輪郭を有する、少なくとも概して前記延長軸線に対して平行に第1の位置と第2の位置との間を移動するように支持され、前記第2のシールド部材が、対面した関係で、前記第1のシールド部材の前記側壁ドアに向かって又は該側壁ドアから離れるように移動し、これにより、前記ドア縁部輪郭から所定の距離における前記第1の位置に前記第2のシールド部材を有する前記加工物引渡しモードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1のシールド部材と協働し、前記第2の位置において、前記第2のシールド部材が、前記所定の距離よりも小さい、前記ドア縁部輪郭からの異なる距離に位置しており、これにより、前記処理モードにおける前記シールド配列の作動のために、前記第1のシールド部材と協働することを特徴とする、請求項1から6のうちのいずれか1項記載の装置。 - 前記第2のシールド部材と前記ドア縁部輪郭とが対面した関係で協働し、前記第2のシールド部材が前記第2の位置にある時に、各シールド配列の内側のあらゆる位置から前記シールド配列の外側のあらゆる位置まで回り込み経路を形成していることを特徴とする、請求項28記載の装置。
- 処理プロセスにおいて加工物を加工するための装置を製造する方法において、
チャンバ内部を形成する多数ウェハ用チャンバを提供するステップであって、前記チャンバが、前記チャンバ内部に少なくとも2つの加工ステーションを有していて、これらの加工ステーションが前記チャンバ内部を共有するようになっており、前記各加工ステーションがプラズマ源と加工物台座とを有しており、前記各加工ステーションが、前記加工物の1つを個々のプラズマ源を使用する前記処理プロセスに曝し且つ前記チャンバ内部の処理圧力を前記チャンバの外側の周囲圧力から隔離するように構成されており、前記チャンバが、各加工物の主面に前記処理プロセスの所定のレベルの均一性を生ぜしめるように各加工ステーションにおいて前記加工物の周囲に非対称に配置された1つ又は2つ以上の導電性の面の配列を有している、ステップと、
前記各加工ステーションのために、前記チャンバ内部にシールド配列を配置するステップであって、各シールド配列が、選択的に、(i)第1の、加工物引渡しモードにおいて、各加工物を前記複数の加工ステーションのうちの1つの前記加工物台座へ及び該加工物台座から引き渡すように働き、(ii)第2の、処理モードにおいて、前記複数の加工ステーションのうちの1つの前記加工物台座に配置された各加工物を包囲するように働き、これにより、前記処理モードが、前記シールド配列が存在しない場合に提供される前記所定のレベルの均一性よりも高い、各1つのプラズマ源に対する前記加工物の露出の向上した均一性を提供する、ステップと
を有し、
各シールド配列は、第1のシールド部材と第2のシールド部材とを有し、該第1のシールド部材は、前記プラズマ源の関連する1つに向かって開放した第1の端部と、第2の端部とを有する本体を含み、前記第2の端部は、複数のウェブ部材を形成し、該ウェブ部材は、前記第1のシールド部材と前記加工物台座との間の電気的接続を提供するため、前記加工物台座へ内側に延びていることを特徴とする、処理プロセスにおいて加工物を加工するための装置を製造する方法。 - 各シールド配列の前記第1のシールド部材を、静止位置において前記加工物を包囲する第1の環状のシールド部材となるように構成するステップと、前記第2のシールド部材を第1の位置と第2の位置との間で移動するように支持するステップとを含み、前記第1の位置において、前記第2のシールド部材が、前記加工物引渡しモードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1のシールド部材と協働し、前記第2の位置において、前記第2のシールド部材が、前記処理モードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1のシールド部材と協働することを特徴とする、請求項30記載の方法。
- 前記第1の環状のシールド部材にスロットを形成するステップを含み、前記第1の環状のシールド部材は、前記加工物引渡しモードにおいて、前記加工物を前記加工物台座へ及び該加工物台座から、前記スロットを通って移動させる、ことを特徴とする、請求項31記載の方法。
- 前記チャンバが、前記各プラズマ源のためのプラズマ開口を有しており、
前記方法は、
(i)前記第1のシールド部材を、前記プラズマ源の関連する1つに面した円形の第1の開口と、対向した円形の第2の開口とを有する第1の環状のシールド部材となるように構成するステップを有しており、ただし、前記第1の環状のシールド部材は、第1の対称軸線を規定するように、前記円形の第1の開口と前記円形の第2の開口との間に延びている第1の環状のシールド部材の本体を有しており、
(ii)前記第2のシールド部材を、第2の対称軸線と、該第2の対称軸線に沿った長さとを有する第2の環状のシールド部材となるように構成するステップを有しており、ただし、該第2の環状のシールド部材が、前記第1の環状のシールド部材の前記円形の第2の開口に面した円形の第1の端部開口を有しており、且つ、前記円形の第1の端部開口から、前記第2の対称軸線に沿って前記第2の環状のシールド部材の長さだけ間隔を置かれた、対向した円形の第2の端部開口を有しており、前記第2の環状のシールド部材が、前記第2の対称軸線に沿って第1の位置と第2の位置との間を移動するように支持されており、これにより、前記第2の環状のシールド部材の前記円形の第1の端部開口が、前記第1の環状のシールド部材の前記円形の第2の開口に向かって及び該第2の開口から離れるように、対面した関係で移動し、これにより、前記第1の環状のシールド部材の前記円形の第2の開口から所定の距離における前記第1の位置に前記第2の環状のシールド部材の前記円形の第2の端部開口を有する前記加工物引渡しモードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1の環状のシールド部材と協働し、前記第2の位置において、前記第2の環状のシールド部材の前記円形の第1の端部開口が、前記所定の距離よりも小さな、前記第1の環状のシールド部材の前記円形の第2の開口からの異なる距離に位置しており、これにより、前記処理モードにおける前記シールド配列の作動のために前記第1の環状のシールド部材と協働することを特徴とする、請求項30記載の方法。 - 加工物を処理プロセスに曝すことによって前記加工物を加工するための装置において、
チャンバ内部を形成する多数ウェハ用チャンバが設けられており、前記チャンバが、該チャンバ内部に少なくとも2つの加工ステーションを有していて、これらの加工ステーションが前記チャンバ内部を共有するように、前記チャンバ内部における処理圧力を前記チャンバの外側の周囲圧力から隔離しており、前記各加工ステーションがプラズマ源及び加工物台座を有しており、前記各加工ステーションが、前記加工物の1つを個々の前記プラズマ源を使用する前記処理プロセスに曝すように構成されており、前記プロセスチャンバが、前記処理プロセスへの各加工物の露出の所定のレベルの均一性を提供する、各加工ステーションに関して配置されたチャンバ壁部の非対称の配列を有しており、
各加工ステーションのための、前記チャンバ内部に配置されたシールド配列が設けられており、各シールド配列が、選択的に、第1の、加工物引渡しモードにおいて、各加工ステーションの前記加工物台座へ及び該加工物台座から各加工物を引き渡すために働き、且つ第2の、処理モードにおいて、各加工ステーションの所定の1つの前記加工物台座上に配置された前記加工物を包囲するように働き、これにより、前記処理モードが、1つ又は2つ以上の非対称に配置された導電性の表面の結果、シールド配列が存在しない場合に提供される均一性のレベルよりも高い、前記プラズマ源の関連する1つへの加工物の露出の向上した均一性を提供し、
前記加工物引渡しモードと前記処理モードとの間で各加工ステーションにおけるシールド配列を作動させるためのアクチュエータ配列が設けられており、
各シールド配列は、第1のシールド部材と第2のシールド部材とを有し、該第1のシールド部材は、前記プラズマ源の関連する1つに向かって開放した第1の端部と、第2の端部とを有する本体を含み、前記第2の端部は複数のウェブ部材を形成し、該複数のウェブ部材は、前記第1のシールド部材と前記加工物台座との間の電気的接続を提供するために、前記加工物台座へ内側に延びていることを特徴とする、加工物を処理プロセスに曝すことによって加工物を加工するための装置。
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