JP2018190978A - 対称的な給電構造を有する補助電極を用いてプラズマ処理チャンバ内のウェハエッジシースを変調する方法および受動的な方法で動作するとき制御可能なインピーダンスを接地し、能動的に電力を供給するときプラズマへの対称ｒｆ電力入力を可能とするドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】基板エッジにおいて微細で局所的な処理調整を可能にする処理チャンバを提供する。【解決手段】処理チャンバは、静電チャック２５９に隣接して配置される補助電極２６３を備える。補助電極は、等しい長さおよび等しいインピーダンスの供給を使用して電源から再帰的に給電される。補助電極は、垂直方向に作動可能であり、プラズマ発生の要因となる接地または他の周波数に関して調整可能である。【選択図】図２Ａ

Description

背景

（分野）
本開示の態様は、概して、基板エッジ近傍のプラズマシースを制御するための方法及び装置に関する。

（関連技術の説明）
現在の半導体製造業界では、構成は縮小し続け、トランジスタ構造はますます複雑になっている。処理要求を満たすために、高度な処理制御技術は、コスト管理及び基板及びダイの歩留まりの最大化にとって有用である。通常、基板エッジのダイは、歩留まりの問題（例えば、ミスアライメントを介した接触、ハードマスクに対する選択性の悪さなど）を抱えている。これらの問題の原因の１つは基板エッジ近傍のプラズマシースの屈曲である。

したがって、基板エッジにおいて微細で局所的な処理調整を可能にする方法及び装置が必要とされている。

概要

一態様において、処理チャンバは、チャンバ本体と、チャンバ本体内に配置された基板サポートと、基板サポート内に配置された再帰的配電アセンブリと、基板サポート内に配置され、再帰的配電アセンブリに結合されたエッジリングアセンブリであって、導電性電極を含むエッジリングアセンブリと、電極の上方にある基板サポート上に配置された絶縁サポートと、絶縁サポート上に配置された第１のシリコンリングとを備える。

一態様において、処理チャンバは、チャンバ本体と、チャンバ本体内に配置された基板サポートと、基板サポート内に配置された再帰的配電アセンブリと、基板サポート内に配置され、再帰的配電アセンブリに結合されたエッジリングアセンブリであって、導電性円形電極を含むエッジリングアセンブリと、電極の上方にある基板サポート上に配置された絶縁サポートと、絶縁サポート上に配置された第１のシリコンリングとを備える。

別の態様では、再帰的配電アセンブリは、第１の半円形要素と、第１の半円形要素の中心部に結合された同軸構造と、第１の半円形要素の第１の端部に配置され第１の半円形要素の平面部分から直角に延在する第１の垂直継手と、第１の半円形要素の第２の端部に配置され第１の半円形要素の平面部分から直角に延在する第２の垂直継手と、第１の垂直継手に接続された第２の半円形要素であり第１の垂直継手が第２の半円形要素の中央部分に接続された第２の半円形要素と、第２の垂直継手に接続された第３の半円形要素であり第２の垂直継手が第３の半円形要素の中央部分に接続された第３の半円形要素とを備える。

上記で列挙された本開示の構成が詳細に理解され得るように、上で簡単に要約した本開示のより詳細な説明は態様を参照して行うことができ、そのいくつかの態様が添付の図面に示される。しかし、本開示は他の等しく有効な態様を認めることができるので、添付の図面は、例示的な態様のみを示しており、したがって、範囲の限定であると見なされるべきではないことに留意すべきである。
本開示の一態様による処理チャンバの断面図である。 〜 本開示の一態様によるサポートアセンブリの概略断面図である。 〜 本開示の態様による配電アセンブリの概略斜視図である。 〜 本開示の態様による回路構成の概略図である。

理解を容易にするために、可能な限り同一の参照番号を使用し、図面に共通の同一の要素を指定している。１つの態様の要素および特徴は、更なる説明なしに他の態様に有益に組み込むことができると考えられる。

発明の詳細な説明

本開示は、概して、基板エッジ近傍でプラズマシースを制御するための方法及び装置に関する。本装置は、静電チャックに隣接して配置され得る補助電極を備える。補助電極は、等しい長さ及び等しいインピーダンス電気接続を使用して、電源から再帰的に給電される。補助電極は、垂直方向に作動可能であり、プラズマ発生の要因である接地又は他の周波数に関して調整可能である。それを使用する方法もまた提供される。

図１は本開示の一態様による処理チャンバ１００の断面図である。図示の通り、処理チャンバ１００は基板（例えば、基板１０１など）をエッチングするのに適したエッチングチャンバである。本明細書に記載の態様から利益を受ける処理チャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手可能である。他の製造業者からのものを含めて他の処理チャンバは、本開示の態様から利益を受けるように適合できると考えられる。

一実施形態では、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０５と、ガス分配プレートアセンブリ１１０と、サポートアセンブリ１０６とを備える。処理チャンバ１００のチャンバ本体１０５は、処理に適した１つ以上の材料（例えば、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、ニッケルメッキされたアルミニウム、ニッケルメッキされたアルミニウム６０６１−Ｔ６、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせ及び合金）から形成することができる。サポートアセンブリ１０６は、ガス分配プレートアセンブリ１１０と共に電極として機能することができ、ガス分配プレートアセンブリ１１０とサポートアセンブリ１０６の上面との間に画定された処理容積１２０内にプラズマが形成される。サポートアセンブリ１０６は、伝導性材料（例えば、アルミニウム）、又はセラミック材料、あるいはその両方の組み合わせで作ることができる。チャンバ本体１０５は、ポンプ及びバルブを含む真空システム１３６に結合されてもよい。ライナ１３８は、処理容積１２０内のチャンバ本体１０５の表面上に配置されてもよい。

チャンバ本体１０５は、その側壁に形成されたポート１４０を含む。ポート１４０は、選択的に開閉され、基板ハンドリングロボット（図示せず）によってチャンバ本体１０５の内部にアクセスすることが可能になる。基板１０１は、処理チャンバ１００の内外に、ポート１４０を介して、隣接する搬送チャンバ及び／又はロードロックチャンバ、又はクラスタツール内の別のチャンバに搬送することができる。基板１０１は、処理のためにサポートアセンブリ１０６の上面１３０上に配置される。リフトピン（図示せず）を使用して基板１０１をサポートアセンブリ１０６の上面から離して配置し、基板搬送中に基板ハンドリングロボットで交換することができる。

ガス分配プレートアセンブリ１１０は、チャンバ本体１０５上に配置される。高周波（ＲＦ）電源１３２は、ガス分配プレートアセンブリ１１０に結合されて、サポートアセンブリ１０６に対してガス分配プレートアセンブリ１１０に電気的バイアスをかけて、処理チャンバ１００内のプラズマ生成を促進する。サポートアセンブリ１０６は静電チャック１５９を含み、当該チャックを電源１０９ａに接続して、基板１０１のチャッキングを容易にし、及び／又は処理容積１２０内に位置するプラズマに影響を与えることができる。電源１０９ａは、電源（例えば、ＤＣ又はＲＦ電源）を含み、静電チャック１５９の１つ以上の電極に接続される。バイアス電源１０９ｂは、サポートアセンブリ１０６と任意に結合されてもよく、プラズマの生成及び／又は制御を補助することができる。

バイアス電源１０９ｂは、例えば、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約１０００Ｗ（しかし、約１０００Ｗに限定されるものではない）までのＲＦエネルギー源であり得るが、特定の用途に所望されるように他の周波数及び電力を供給してもよい。バイアス電源１０９ｂは、連続電力又はパルス電力のいずれか又は両方を生成することができる。いくつかの態様では、バイアス電源は複数の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ及び２ＭＨｚ）を供給することができる。

処理チャンバ１００は、コントローラ１９１を含むこともできる。コントローラ１９１は、メモリ１９４および大容量記憶装置で動作可能なプログラマブル中央処理装置（ＣＰＵ）１９２、入力制御部、及び表示部（図示せず）を備え、例えば、電源、クロック、キャッシュ、入出力（Ｉ／Ｏ）回路、及びライナなど、処理システムの様々な構成要素に結合され、基板処理の制御を容易にする。

上述の処理チャンバ１００の制御を容易にするために、ＣＰＵ１９２は様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための工業用環境で使用できる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ（例えば、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）など）の１つであってもよい。メモリ１９４はＣＰＵ１９２に結合され、メモリ１９４は持続的であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードディスク、又はローカルあるいはリモートの他の形式のデジタル記憶装置であってもよい。サポート回路１９６はＣＰＵ１９２に結合され、プロセッサをサポートする。荷電種生成、加熱、及び他の処理のためのアプリケーション又はプログラムは、一般に、メモリ１９４に、通常はソフトウェアルーチンとして記憶される。ソフトウェアルーチンは第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶され及び／又は実行されてもよく、当該第２のＣＰＵはＣＰＵ１９２によって制御される処理チャンバ１００から遠隔に位置する。

メモリ１９４はコンピュータ可読記憶媒体の形態であり、同媒体にはＣＰＵ１９２によって実行されると処理チャンバ１００の動作を容易にする命令が含まれる。メモリ１９４内の命令はプログラム製品（例えば、本開示の方法を実施するプログラム）を含む。プログラムコードは多数の異なるプログラミング言語のうちのいずれか１つに準拠することができる。一実施例では、本開示は、コンピュータシステムと共に使用するためのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実装されてもよい。プログラム製品のプログラムは、態様（本明細書に記載の方法を含む）の機能を定義する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、（ｉ）書き込み不能な記憶媒体（例えば、コンピュータ内のリードオンリーメモリ装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み出し可能なＣＤ−ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意のタイプのソリッドステート不揮発性半導体メモリなど））で情報が永続的に記憶される媒体と、（ｉｉ）書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内のフロッピーディスク又は任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）で変更可能な情報が記憶される媒体とが含まれるが、これに限定されない。本明細書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を担持する場合、このようなコンピュータ可読記憶媒体は本開示の態様である。

図２Ａ、２Ｂは、本開示の一態様によるサポートアセンブリ２０６の概略断面図である。図２Ｂは図２Ａの拡大図である。サポートアセンブリ２０６はサポートアセンブリ１０６と同様であり、サポートアセンブリ１０６の代わりに使用されてもよい。サポートアセンブリ２０６は、基部２５５と、カソード基部２５６と、ファシリティーズプレート２５７と、誘電体プレート２５８と、垂直スタック内に配置された静電チャック２５９とを備える。垂直開口部２９７は、カソード基部２５６、ファシリティーズプレート２５７、及び誘電体プレート２５８を貫通して配置され、電源及び／又はバイアス電源との結合部を収容する。基部２５５には横方向に延在する部分が含まれ、この部分は下部チャンバライナとして機能することができる。石英パイプリング（図示せず）は誘電体プレート２５８を囲み、静電チャック２５９のカソード基部２５６からの電気絶縁を容易にすることができる。メッシュフローイコライザ２６０は、伝導性リング２３０の下面、及びカソード基部２５６の半径方向外側の上面に隣接して配置され、処理チャンバ１００（図１に示す）内でのプラズマ閉じ込めを容易にするが、ここで伝導性リング２３０は金属（例えば、アルミニウムなど）から形成され接地することができる。バッフルリング２６１は伝導性リング２３０の上面に配置され、メッシュフローイコライザ２６０の上方に半径方向外向きに延在するが、ここでバッフルリング２６１は金属（例えば、アルミニウムなど）から形成され電気的に接地することができる。一実施例では、バッフルリング２６１はその中に埋め込まれるヒータ（例えば、抵抗加熱要素など）を任意に含むことができる。一実施例では、伝導性リング２３０及びバッフルリング２６１は一体構成部品であってもよい。

ファシリティーズプレート２５７は、導電性材料から形成され、カソード基部２５６と誘電体プレート２５８との間に配置される。一実施例では、誘電体プレート２５８は、石英から形成される。ファシリティーズプレート２５７は、１つ以上のチャネル２６２（２つが示されている）を任意に含み、これを通して流体を供給し、基板サポート１０６（図１に示す）の温度制御を容易にする。静電チャック２５９は、伝導性プレート２６７と、伝導性プレート２６７の最上部に配置されたセラミックプレート２６６とを備える。電極２６３は、伝導性材料の薄片から形成され、１つ以上の電極２６３が伝導性プレート２６７のセラミック又は誘電体材料に埋め込まれる。高電圧ＤＣ電源は、１つ以上の電極２６３に結合されて基板１０１のチャッキングを容易にし、バイアスＲＦ電源は整合ネットワークを介して伝導性プレート２６７に結合されカソードに電力を供給する。

ヒータ２６５は、静電チャック２５９の上面に配置され、基板１０１の温度制御を容易にする。ヒータ２６５は、例えば、１つ以上の抵抗発熱体を含む抵抗ヒータであってもよい。セラミックプレート（例えば、炭化ケイ素又はアルミナなど）２６６は、ヒータ２６５の上方に配置され、ヒータ２６５及び／又は静電チャック２５９と基板１０１との間の保護用インタフェースを提供する。

図２Ｂを参照すると、誘電体リング（例えば、セラミック又はシリコンから形成され得る）２６８は、セラミックプレート２６６の半径方向外側の上面に配置され、静電的に所定の位置にチャックされるとき、基板を横方向から支持する。絶縁サポート２６９は、石英から形成することができ、誘電体リング２６８を囲む。絶縁サポート２６９は、その上面に埋め込まれた第２のシリコンリング２７０を含む。シリコンリング２７０は、プラズマ（図示せず）とエッジリングアセンブリ２７４との結合を容易にし、プラズマはサポートアセンブリ２０６の上方の処理容積１２０内に生成される。このような例では、第２のシリコンリング２７０は電極として機能し、エッジリングアセンブリ２７４に容量結合することができる。一実施例では、第２のシリコンリング２７０は単結晶シリコンである。しかし、他の形態のシリコン（例えば、ポリシリコンなど）を利用することも考えられる。

エッジリングアセンブリ２７４は、セラミック基部２７５と、セラミックキャップ２７６と、それらの間に埋め込まれた電極２７７とを備える。セラミック基部２７５、セラミックキャップ２７６、及び電極２７７のそれぞれは、円形の形状を有する。しかし、他の形状も考えられる。一実施例では、電極２７７は、その保護のために、セラミック基部２７５及びセラミックキャップ２７６の一方又は両方に埋め込まれるか、又は部分的に埋め込まれる。このような例では、セラミック基部２７５及びセラミックキャップ２７６の対向する表面、例えば、その半径方向内側及び半径方向外側のエッジで互いに接触してもよい。電極２７７は、導電性ワイヤ又は平坦化されたリング（例えば、箔など）であってもよい。一実施例では、電極２７７は、アルミニウムもしくは銅、又は他の導電性金属もしくは材料から形成することができる。一実施例では、電極２７７は、約０．２インチ〜約０．４インチ（例えば、約０．３インチ）の幅を有する平らなリングであってもよい。電極２７７はセラミック基部２７５及びセラミックキャップ２７６の幅に対して中央に位置するように図示されているが、電極とセラミック基部２７５及びセラミックキャップ２７６の半径方向内向きのエッジと位置合わせしてもよい。一実施例では、電極２７７は基板（例えば、図１に示す基板１０１など）の外径から約１センチメートルのところに配置される。

セラミックキャップ２７６の上面は、処理中、絶縁サポート２６９の下面に接触して配置される。しかし、絶縁サポート２６９は、リフト機構２７８によってセラミックキャップ２７６の上に持ち上げられ、セラミックキャップ２７６から分離されてもよい。リフト機構２７８は、アクチュエータ２１７によって駆動される１つ以上のサポートピン２７９（一方が図示されている）を備える。絶縁サポート２６９を垂直に作動させることにより、第２のシリコンリング２７０の対応する作動がもたらされ、それによって、第２のシリコンリング２７０と処理チャンバ１００の処理容積１２０（図１に示す）に形成されたプラズマとの間の間隔が調整される。さらに、絶縁サポート２６９を垂直に作動させることにより、第２のシリコンリング２７０と電極２７７との間の間隔が調整され、それによって、それらの間の容量結合に影響を与える。第２のシリコンリング２７０の位置は、第２のシリコンリング２７０に隣接する、従って、基板エッジに隣接するプラズマシースに影響を及ぼす。したがって、第２のシリコンリング２７０を垂直方向に作動させることによって、基板エッジに隣接するプラズマシースを調整することができる。

電力は、ＲＦコネクタ２８１及び配電アセンブリ２８２を介してエッジリングアセンブリ２７４に印加される。ＲＦコネクタ２８１は、調整可能なＲＦ電源（例えば、バイアス電源１０９ｂ、又は、例えば図４Ａ〜図４Ｃに示される）に結合され、エッジリングアセンブリ２７４への電力の伝達を容易にする。しかし、いくつかの態様では、エッジリングアセンブリ２７４はＲＦ電力によって能動的に給電されないことがあると考えられる。このような例では、ＲＦコネクタ２８１は、外部ＲＦインピーダンス同調部、又は調整可能な負荷に接続される。同調部は、電源ＲＦ周波数（例えば、ＲＦ電源１３２）でのインピーダンスを調整しプラズマ密度分布を変化させるように、若しくはバイアスＲＦ周波数でインピーダンスを調整し基板エッジＲＦプラズマシースを同調させるように設計されるか、又は接地電極２７７及びそれに対応して結合されたシリコンリング２７０を介してＲＦコネクタ２８１を接地してもよく、したがって基板エッジにより近い接地点を配置することができる。

図３Ａ〜３Ｅは、本開示の態様による配電アセンブリ２８２の概略斜視図である。配電アセンブリ２８２は再帰的配電アセンブリ２８４に接続された同軸構造２８３を含む。エッジリングアセンブリ２７４は再帰的配電アセンブリ２８４上に配置され、これに結合される。配電アセンブリ２８２は、エッジリングアセンブリ２７４の電極２７７（図２に示す）に電気的に接続される。

再帰的配電アセンブリ２８４は、２つ以上の等しい長さのセグメントに分岐することによって、電極２７７への均一な電力印加を促進する。各分岐セグメントは、別の等長セグメントに更に分割又は分岐されてもよい。したがって、電極２７７への電力の印加はより均一に分配され、それによって処理の均一性が改善される。例えば、再帰的配電アセンブリ２８４は第１の半円形要素２８５を含み、第１の半円形要素２８５の中心位置で同軸構造２８３に電気的に結合される。第１の半円形要素２８５の各半分は、互いに反対方向に延在する。第１の半円形要素２８５の終端部は、第１の半円形要素２８５の平面部分から直角に延在する垂直継手２８６を含む。垂直継手２８６は第１の半円形要素２８５を第２の半円形要素２８７に電気的に接続する。垂直継手２８６は第２の半円形要素２８７の中心位置で接続され、第２の半円形要素２８７の各端部は反対方向に延在する。追加の垂直継手２８８により、第２の半円形要素２８７はエッジリングアセンブリ２７４の電極２７７（図２Ｂに示す）に電気的に結合される。このようにして、単一の電源からの電力は、（例えば、ＲＦコネクタ２８１を通って）電極２７７の複数の接触点を介してより均一に分配される。さらに、ＲＦコネクタ２８１と、したがって電源と、電極２７７の各接続部との間の距離は実質的に同じである。一実施例では、第１の半円形要素２８５、第２の半円形要素２８７、及び垂直継手２８８は、金属（例えば銅又はアルミニウムなど）のような導電性材料から形成される。

本明細書で使用する再帰的配電アセンブリ２８４は、１回以上、同じ長さの複数のセグメントに分割する電気コネクタを指す。再帰的配電アセンブリ２８４は、本明細書では半円形の構成要素に関して記載されているが、必要に応じて、直線の構成要素を利用できると考えられる。さらに、電流の移動経路は、図示されているより多くの部分に分割されてもよい。例えば、移動経路は、１回以上、２回以上、３回以上、又は４回以上に分割されてもよい。一実施例では、第１の半円形要素２８５は約１８０度延在し、第２の半円形要素２８７のそれぞれは約９０度延在する。したがって、各セグメントは前のセグメントの約半分の長さを有する。しかし、他の長さも考えられる。第１の半円形要素２８５、垂直継手２８６、第２の半円形要素２８７及び垂直継手２８８に適した材料は電気材料（例えば、金属（例えば、アルミニウム及び銅））を含む。

図３Ｂは、再帰的配電アセンブリ２８４の導電性要素の上に配置された電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂを有する配電アセンブリ２８２（例えば、第１の半円形要素２８５（図３Ａに示す）及び第２の半円形要素２８７（図３Ａに示す））の概略図である。電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は他の電気絶縁材料であってもよい。図示の例では、電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂは、その中に埋め込まれた構成要素（例えば、第１の半円形要素２８５及び第２の半円形要素２８７）を有する絶縁材料の完全なリングである。しかし、材料の不完全なリングを利用することが考えられる。

図３Ｃは、（図３Ｂに示す）電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂの周りに配置されたハウジング２９０を備えた配電アセンブリ２８２の概略図である。ハウジング２９０は電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂを有する円筒形の部分であり、したがって第１の半円形要素２８５及び第２の半円形要素２８７が埋め込まれている。ハウジングは、電気的接地点に結合され、電気絶縁体２８９ａ、２８９ｂによって第１の半円形要素２８５及び第２の半円形要素２８７から電気的に絶縁される。１つの例では、ハウジング２９０は半径方向外側の下面にハウジング２９０を取り囲むリップ２９１を備える。一実施例では、リップ２９１は、「Ｈ」字形状を有するか、さもなければ、径方向内側の構成要素よりも高い垂直高さを有する半径方向外側構成要素に結合された半径方向内側構成要素を含む。リップ２９１により、再帰的配電アセンブリの構成要素の組み立て及び／又は整列が容易になる。ハウジング２９０は、金属から形成されてもよく、電気的に接地されてもよい。

図３Ｄは、図３Ｃに示される配電アセンブリ２８２の断面図である。図示の通り、電気絶縁体（ゴム又はＰＴＦＥなど）２９２で囲まれた同軸構造２８３は第１の半円形要素２８５に接続される。第１の半円形要素２８５は、電気絶縁体２８９ａによって囲まれ、ハウジング２９０内に配置される。第１の半円形要素２８５の上方軸方向に配置されるのは電気絶縁体２８９ｂである。第２の半円形要素２８７は完全な円内に延在していないので、追加の電気絶縁体２９２を電気絶縁体２８９ｂ内に配置し、第２の半円形要素２８７によって占められていない空間を占めることができる。追加の電気絶縁体はＰＴＦＥから形成されてもよい。図示されていないが、第１の半円形要素２８５によって占められていない電気絶縁体２８９ｂ内の空間も、ＰＴＦＥによって占めてもよい。したがって、一実施例では、追加の電気絶縁体２９２及び第２の半円形要素２８７が一緒になって完全なリングを形成する。第１の半円形要素２８５も同様に構成することができる。

図３Ｅは、図３Ｃに示される配電アセンブリ２８２の別の断面図である。図３Ｅに示す断面図は、第２の半円形要素２８７をエッジリングアセンブリ２７４の電極２７７に電気的に接続する垂直継手２８８を示す。垂直継手２８８は、１つ以上の電気絶縁層（例えば、ＰＴＦＥなど）２９４ａ、２９４ｂ（２つが示されている）によって囲まれた導電性接続部２９３を備える。垂直継手はセラミック基部２７５の下面を貫通して電極２７７に接触する。

図３Ｆは、図３Ｃに示される配電アセンブリ２８２の別の断面図である。図３Ｆに示す断面図は、第２の半円形要素２８７を第１の半円形要素２８５に電気的に接続する垂直継手２８６を示す。垂直継手２８６、第１の半円形要素２８５、及び第２の半円形要素２８７は、それぞれハウジング２９０、電気絶縁体２８９ａ、及び電気絶縁体２８９ｂによって囲まれる。電気絶縁体２８９ａ及び電気絶縁体２８９ｂにより、垂直継手２８６、第１の半円形要素２８５、及び第２の半円形要素２８７のハウジング２９０からの電気的絶縁が容易になり、処理中にハウジング２９０を接地することができる。

図４Ａ〜４Ｃは、本開示の態様による回路構成の概略図である。図４Ａは、回路４５５ａの受動的構成を示し、基板サポート２０６を内部に有する処理チャンバ４００ａ内のプラズマ４５６を調整する。処理チャンバ４００ａは、処理チャンバ１００と同様である。プラズマ４５６は、電源１３２によって生成される。バイアス電源１０９ｂが基板サポート２０６に結合され、処理チャンバ４００ａ内のプラズマ処理を容易にする。回路４５５ａは、同軸ケーブル２８３及び再帰的配電アセンブリ２８４を介して電極２７７に結合される。回路４５５ａの同調により、電極２７７の電気的特性が影響を受け、これにより基板に隣接するプラズマ４５６又はプラズマ４５６のシースが影響を受ける。本明細書に記載の態様を使用して、プラズマ４５６を調整し、結果として基板のより均一な処理が行われ、それによって基板エッジの不均一性を緩和することができる。

回路４５５ａは、接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び電源感知調整部４５９を備える。接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び電源感知調整部４５９のそれぞれは、 スイッチング素子４３７を介して同軸構造２８３に接続される。接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び電源感知調整部４５９のそれぞれは、調整可能なキャパシタ及びインダクタを含む。接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び電源感知調整部４５９の各コンデンサ及びインダクタを選択し、バイアス周波数又はバイアス周波数の範囲を調整して、プラズマ特性の調整を容易にすることができる。一実施例では、接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び電源感知調整部４５９はそれぞれ、互いに異なる範囲で周波数調整を容易にするように構成される。

さらに、スイッチング素子４３７には、電源（例えば、ＤＣ電源など）４３３が追加的に接続される。スイッチング素子４３７は、コントローラ１９１（図１に示す）によって制御され、電極２７７を電源４３３、接地調整部４５７、バイアス感知調整部４５８、及び／又は電源感知調整部４５９のいずれかに選択的に結合することができる。したがって、スイッチング素子４３７の変調により、基板エッジに隣接する電極２７７でのプラズマ特性の制御が容易になる。

例えば、スイッチング素子４３７は、バイアス感知調整部４５８を電極２７７に結合させることができる。バイアス感知調整部４５８は、電極２７７をバイアス電源１０９ｂの基本周波数又は高調波周波数と直列又は並列にするように調整することができる。このような調整により、電極２７７（及び結果として図２Ｂに示す第２のシリコンリング２７０）に所望の電圧を課し、それによってプラズマ４５６の局部的なシースを変化させる。

同様に、電源感知調整部４５９はスイッチング素子４３７に対して選択されてもよい。このような例では、電極２７７は、バイアス感知調整部４５８及びバイアス電源１０９ｂに関して上述したやり方で、電源１３２に関して同調させることができる。電源感知調整部４５９を介したプラズマ４５６の同調により、プラズマ密度は増加（又は減少）する。プラズマ密度の増加はプラズマシースの圧縮をもたらす。

別の実施例では、スイッチング素子４３７は接地調整部４５７を電極２７７に結合させることができる。一実施例では、接地調整部はＲＦリレー及び／又はＰＩＮダイオードであってもよく、これらによって電極２７７の接地が容易になる。電極２７７の接地により、電極２７７でのプラズマ４５６のシースの終了が容易になる。プラズマ４５６にさらに影響を及ぼすために、電極２７７が接地されたときに第２のシリコンリング２７０（図２ｂに示す）を垂直に作動させることができ、それにより基板エッジに隣接するプラズマの同調性を高めることができる。一実施例では、ＰＩＮダイオードを利用する場合、ＰＩＮダイオードを順方向にバイアスして電極２７７でＤＣ短絡を形成してもよく、又は逆方向にバイアスして電気的遮断を容易にしてもよい。別の実施例では、電源４３３により、第２のシリコンリング２７０を電極２７７に向かって静電チャックすることが容易になり、したがって、第２のシリコンリング２７０と、絶縁サポート２６９（図２Ｂに示す）と、エッジリングアセンブリ２７４との間の熱接触が増加する。熱接触の増加により熱除去が増加し、それによって構成要素の寿命が改善され、隣接する基板エッジの熱的な不均一性が低減する。

図４Ｂは回路４５５ｂの能動的構成を示し、同回路は処理チャンバ４００ｂ内のプラズマ４５６を調整する。処理チャンバ４００ｂは、処理チャンバ１００及び処理チャンバ４００ａと同様である。能動的構成では、回路４５５ｂは整合回路４２９を介して同軸ケーブル２８３に結合された補助電源（ＲＦ電源など）４２７を含む。回路４５５ｂは、また、整合回路４２９に結合された電源４３３を含む。電源４３３も、処理チャンバ４００ａに関して上述したように、同様に動作する。さらに、処理チャンバ４００ｂは、バイアス電源１０９ｂが基板サポート２０６に結合される第２の整合回路４０５を含む。整合回路４２９及び電源４２７を含めることにより、プラズマ特性をさらに制御することができる。

図４Ｃは、回路４５５ｃの能動的構成を示し、基板サポート２０６を内部に有する処理チャンバ４００ｃ内のプラズマ４５６を調整する。回路４５５ｃは、回路４５５ｂと同様であるが、同軸ケーブル２８３、したがって再帰的配電アセンブリ２８４は、整合回路４０５に接続される。したがって、処理チャンバ４００ｂとは対照的に、整合回路４２９及び電源４２７は除外される。一実施例では、ＲＦ分配器（図示せず）を、整合回路４０５と電源４３３の間又は整合回路４０５の内部に、同軸ケーブル２８３のラインに配置することができ、所望のチャンバ構成要素へのＲＦ電力の印加を容易にする。

任意に、図４Ａ〜図４Ｃに示された構成のいずれかは、電極２７７に結合されたＤＣ電源を任意に利用できると考えられる。電極２７７へのＤＣ電力の印加により、基板エッジ近傍での熱伝達が高まる。このような例では、セラミックキャップ２７６は、窒化アルミニウムから形成することができる。

本開示の利益には、基板エッジに隣接するプラズマの制御性を向上させることが含まれる。プラズマ制御性の向上の結果、特に基板エッジ近傍での処理の均一性が向上する。さらに、本開示の態様によるプラズマ調整が基板エッジで局所的に発生するので、基板表面に亘るプラズマの均一性に悪影響を及ぼさない。

前述のものは本開示の態様に向けられているが、本開示の他の態様及び更なる態様はその基本的な範囲から逸脱することなく考案され、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 処理チャンバであって、
   チャンバ本体と、
   前記チャンバ本体内に配置された基板サポートと、
   前記基板サポート内に配置された再帰的配電アセンブリと、
   前記基板サポート内に配置され、前記再帰的配電アセンブリに結合されたエッジリングアセンブリであって、導電性電極を含むエッジリングアセンブリと、
   前記電極の上方にある前記基板サポート上に配置された絶縁サポートと、
   前記絶縁サポート上に配置された第１のシリコンリングとを備える処理チャンバ。
2. 前記基板サポートが１つ以上のチャッキング電極を有する静電チャックを備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
3. 前記エッジリングアセンブリはセラミックキャップとセラミック基部とを備え、前記エッジリングアセンブリの前記電極は前記セラミックキャップと前記セラミック基部との間に配置される、請求項１に記載の処理チャンバ。
4. 前記エッジリングアセンブリ、前記伝導性リング、および前記絶縁サポートの半径方向外側に延在するバッフルリングを更に備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
5. 前記再帰的配電アセンブリは複数の分岐型電気接続部を備え、前記分岐型電気接続部は等しい長さを有する、請求項１に記載の処理チャンバ。
6. 前記基板サポート内に配置されたリフト機構を更に備え、前記リフト機構は、前記シリコンリングおよび前記絶縁サポートを垂直方向に作動させるように構成される、請求項１に記載の処理チャンバ。
7. 前記再帰的配電コネクタは複数の半円形要素を備え、前記複数の半円形要素は軸方向に離間し垂直接続によって接続される、請求項１に記載の処理チャンバ。
8. 前記複数の半円形要素の周りに配置されたポリテトラフルオロエチレンを更に備える、請求項７に記載の処理チャンバ。
9. 前記電極に結合された回路を更に備え、前記回路は接地調整部、バイアス感知調整部、および電源感知調整部を備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
10. 前記回路は前記電極を前記接地調整部、前記バイアス感知調整部、および前記電源感知調整部に結合するスイッチング素子を含む、請求項１に記載の処理チャンバ。
11. 処理チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    前記チャンバ本体内に配置された基板サポートと、
    前記基板サポート内に配置された再帰的配電アセンブリと、
    前記基板サポート内に配置され、前記再帰的配電アセンブリに結合されたエッジリングアセンブリであって、導電性円形電極を含むエッジリングアセンブリと、
    前記電極の上方にある前記基板サポート上に配置された絶縁サポートと、
    前記絶縁サポート上に配置された第１のシリコンリングとを備える処理チャンバ。
12. 前記エッジリングアセンブリは、セラミックキャップとセラミック基部とを備え、前記セラミック基部と前記セラミックキャップは円形であり、前記電極は前記セラミック基部と前記セラミックキャップとの間に配置される、請求項１１に記載の処理チャンバ。
13. 前記再帰的配電アセンブリは複数の分岐型電気的接続部を含み、前記再帰的配電アセンブリは複数の半円形要素を含む、請求項１２に記載の処理チャンバ。
14. 再帰的配電コネクタであって、
    第１の半円形要素と、
    前記第１の半円形要素の中心部に結合された同軸構造と、
    前記第１の半円形要素の第１の端部に配置され、前記第１の半円形要素の平面部分から直角に延在する第１の垂直継手と、
    前記第１の半円形要素の第２の端部に配置され、前記第１の半円形要素の前記平面部分から直角に延在する第２の垂直継手と、
    前記第１の垂直継手に接続された第２の半円形要素であり、前記第１の垂直継手が前記第２の半円形要素の中央部分に接続された前記第２の半円形要素と、
    前記第２の垂直継手に接続された第３の半円形要素であり、前記第２の垂直継手が前記第３の半円形要素の中央部分に接続された前記第３の半円形要素とを含む再帰的配電コネクタ。
15. 前記再帰的配電アセンブリは導電性材料を含む、請求項１４に記載の再帰的配電アセンブリ。