(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面の全体にわたってエッチング速度の均一性を改善する、プラズマ処理の間に半導体ウェハなどの基板の全体に形成されるプラズマシースの形状を制御する方法及び装置を提供する。【解決手段】プラズマシース２４８の形状を制御する装置において、方法は、１つ以上のプラズマ処理変数の調整及び／又はプロセスキット２０２ハードウェアの構成の調整を含む。プロセスキット２０２は、処理の間に、基板に近接及び／又は基板を支持する。さらに、プロセスキット２０２内の消耗部品を少数だけ交換する。他方、プロセスキット２０２の残りの部品は、処理チャンバに通気することなく長期間再使用される。消耗部品の交換は、処理チャンバを通気せずに使用済み部品を自動交換する方法を用いる。【選択図】図２Ａ
2020115541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバで使用するためのプロセスキットであって、
環状体を備え、
環状体は、上面、底面、内側面、及び外側面を有し、
底面は、処理チャンバ内に配置された基板支持体の上に配置されるように構成され、
上面と底面との間に位置する内側面の少なくとも一部は、処理チャンバ内で処理される基板の直径よりも大きい直径を有し、
環状体は、凹部底面と凹部エッジによって画定される凹部を備え、凹部エッジは、環状体の上面と凹部底面との間に配置され、凹部底面は、環状体の内側面から延び、
凹部エッジは、基板が処理チャンバ内で処理されているときに、基板支持体上に配置された基板の外側エッジから距離を置いて配置されているプロセスキット。
【請求項２】
凹部底面は環状体の底面に実質的に平行であり、凹部エッジは環状体の中心軸に実質的に平行である、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項３】
凹部底面は環状体の底面に実質的に平行であり、凹部エッジは、環状体の中心軸に対して傾斜して配置されている、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項４】
環状体の底面の第１部分を支持するように構成された上面を有する支持リングと、
環状体の底面の第２部分を支持するように構成された上面を有する伝導性可動リングであって、支持リングは伝導性可動リングの内径の中に配置され得る伝導性可動リングとをさらに備える、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項５】
環状体の外側面から半径方向外向きに延びる延長段であって、延長段の表面は上面の一部を画定している延長段をさらに備える、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項６】
上面は、外側面から内側に延びる外側上面を備え、
環状体はさらに、
環状体の外側上面よりも上に延びる突出部であって、
平坦な上面と、
環状体の外側上面から突出部の平坦な上面の間に配置された傾斜面とを備える突出部を備えている、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項７】
環状体は、２５Ω・ｃｍ未満のバルク抵抗率を有するシリコン及び炭化ケイ素からなる群から選択される材料を含んでいる、請求項１に記載のプロセスキット。
【請求項８】
処理チャンバで使用するためのプロセスキットであって、
その底面に下部嵌合カップリングを有する上部環状体であって、
上部環状体が、処理チャンバ内の基板支持体の上に配置されるように構成された中間環状体の少なくとも一部の上に配置されると、下部嵌合カップリングは、下部環状体の上面の上部嵌合カップリングと係合し、
上部環状体が中間環状体から取り外されると、下部嵌合カップリングは、下部環状体の上面の上部嵌合カップリングとの係合から外れ、
上部環状体の内側面の少なくとも一部は、処理チャンバ内で処理される基板の直径よりも大きい直径を有している上部環状体を備えるプロセスキット。
【請求項９】
上部環状体の底面の下部嵌合カップリングは、上部環状体の底面から中間環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる突起であり、
中間環状体の上面の上部嵌合カップリングは、中間環状体の上面から中間環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる凹陥である、請求項８に記載のプロセスキット。
【請求項１０】
上部環状体の底面の下部嵌合カップリングは、上部環状体の底面から上部環状体の上面に向かって少なくとも部分的に延びる凹陥であり、
中間環状体の上面の上部嵌合カップリングは、中間環状体の上面から上部環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる突起である、請求項８に記載のプロセスキット。
【請求項１１】
上部環状体は、中間環状体の内側面と外側面の両側部の間に囲まれ、
両側部は、中間環状体の中心軸に沿って延びている、請求項８に記載のプロセスキット。
【請求項１２】
上部環状体が、２５Ω・ｃｍ未満のバルク抵抗率を有する炭化ケイ素で作られている、請求項８に記載のプロセスキット。
【請求項１３】
上部環状体の底面は、複数の第１窪みを備え、
中間環状体の上面は、複数の第２窪みを備え、
各第１窪みは、対抗する第２窪みと位置合わせされ、
位置合わせされた第１及び第２窪みの各々の間に形成された空間内にアライメント球が配置されている、請求項８に記載のプロセスキット。
【請求項１４】
アライメント球は石英で作られており、
第１及び第２窪みの形状は、円錐形、正方形、及び長方形から選択されている、請求項１３に記載のプロセスキット。
【請求項１５】
処理チャンバで使用するためのプロセスキットであって、
処理チャンバ内の基板支持体の上に配置されるように構成された第１環状体であって、第１環状体の上面に上部嵌合カップリングを有する第１環状体と、
第１環状体の少なくとも一部の上に配置されるように構成された第２環状体であって、第２環状体の底面に下部嵌合カップリングを有する第２環状体とを備え、
第２環状体の内側面の少なくとも一部は、処理チャンバ内で処理される基板の直径よりも大きい直径を有し、
第２環状体が第１環状体の少なくとも一部の上に配置されると、下部嵌合カップリングは上部嵌合カップリングと係合し、
第２環状体が第１環状体から取り外されると、下部嵌合カップリングは上部嵌合カップリングとの係合から外れるプロセスキット。
【請求項１６】
第１環状体の上面の上部嵌合カップリングは、第１環状体の上面から第１環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる凹陥であり、
第２環状体の底面の下部嵌合カップリングは、第２環状体の底面から第１環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる突起である、請求項１５に記載のプロセスキット。
【請求項１７】
第１環状体の上面の上部嵌合カップリングは、第１環状体の上面から第２環状体の底面に向かって少なくとも部分的に延びる突起であり、
第２環状体の底面の下部嵌合カップリングは、第２環状体の底面から第２環状体の上面に向かって少なくとも部分的に延びる凹陥である、請求項１５に記載のプロセスキット。
【請求項１８】
第１環状体は、第１環状体の内側面の第１側部と、第１環状体の外側面の第２側部とを備え、
第１及び第２側部は、第１環状体の中心軸に沿って延び、
第２環状体は、第１環状体の第１及び第２側部の間に囲まれている、請求項１５に記載のプロセスキット。
【請求項１９】
第１及び第２環状体は、２５Ω・ｃｍ未満のバルク抵抗率を有する炭化ケイ素で作られている、請求項１５に記載のプロセスキット。
【請求項２０】
第１環状体の上面は、複数の第１窪みを備え、
第２環状体の底面は、複数の第２窪みを備え、
各第１窪みは、対抗する第２窪みと位置合わせされ、
位置合わせされた第１及び第２窪みの各々の間に形成された空間内にアライメント球が配置されている、請求項１５に記載のプロセスキット。
【請求項２１】
アライメント球は石英で作られており、
第１及び第２窪みの形状は、円錐形、正方形、及び長方形から選択されている、請求項２０に記載のプロセスキット。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本開示の諸実施形態は、概して半導体ウェハエッジプラズマシースの可同調性に関し、より具体的には、ウェハエッジプラズマシース制御のためのエッチング処理ハードウェア設計に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
半導体回路のパターニングでは、支持体上に載っているウェハは、ウェハ上に堆積した材料の一部を乾式（プラズマ）エッチングする処理を受けることがある。プラズマエッチングを実行するために、化学反応性元素（フッ素や塩素など）を含むガスに高周波（ＲＦ）電磁エネルギーを加える。エッチング処理の間、エッチング処理を駆動するプラズマは、基板表面全体に均一に分布しない場合がある。この不均一性は、特に基板表面のエッジで顕著であり、一般にプラズマで生成されたイオンの流束の方向によって引き起こされ、この方向は、ウェハのエッジ付近では垂直になっていない。これは、ウェハのエッジ付近に形成されたプラズマシースの形状に起因している。ウェハエッジ付近のプラズマシースの形状を制御するために、バイアス可能なエッジリングがウェハエッジの近くに用意されることがある。しかしながら、従来のエッジリングは時間の経過とともに浸食される。エッジリングが浸食されると、ウェハ表面全体のプラズマ均一性が低下するため、ウェハ処理に悪影響を及ぼす。プラズマの均一性と処理されたウェハの品質には直接的な相関関係があるため、従来の処理チャンバでは頻繁なエッジリングの交換を定めて、プラズマの均一性を維持している。しかしながら、エッジリングを頻繁に交換すると、予防保全のために望ましくない休止時間が発生すると共に、エッジリングなどの消耗部品のためのコスト増加につながる。
【０００３】
したがって、高周波電磁エネルギーを保持してプラズマシースを維持しながらも、プラズマシースのさまざまな局面の制御性を改善することが、常に必要とされている。また、エッジリングのコスト削減と、プラズマの均一性を改善する方法及び装置も、当技術分野において必要とされている。
【概要】
【０００４】
本開示の諸実施形態は、概して、基板の表面の全体にわたってエッチング速度の均一性を改善するために、プラズマ処理の間に、半導体ウェハなどの基板の全体に形成されるプラズマシースの形状を制御する方法及び装置を含む。本開示の諸実施形態は、１つ以上のプラズマ処理変数の調整及び／又はプロセスキットハードウェアの構成の調整を含んでおり、このプロセスキットハードウェアは、処理の間に、基板に近接している、及び／又は基板を支持している。さらに、本開示の諸実施形態は、プロセスキットハードウェア内の消耗部品を少数だけ交換することを含む。他方、プロセスキットハードウェアの残りの部品は、処理チャンバに通気することなく長期間再使用される。消耗部品の交換は、処理チャンバを通気せずに使用済み部品を自動交換する方法を用いて達成され得る。こうして、処理チャンバでのプラズマ処理の全体的なコストが削減される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本開示の上記の構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、諸実施形態を参照して行う。そして、これら実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得るので、添付図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、従ってこの範囲を制限していると解釈するべきではないことに留意すべきである。
【図１】一実施形態による処理チャンバの概略断面図である。
【図２Ａ】〜
【図２Ｃ】一実施形態による基板支持アセンブリの概略部分断面図である。
【図３Ａ】〜
【図３Ｂ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図４Ａ】〜
【図４Ｃ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図５Ａ】〜
【図５Ｄ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図６Ａ】〜
【図６Ｃ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図７Ａ】〜
【図７Ｃ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図８Ａ】〜
【図８Ｂ】一実施形態によるエッジリングの側面図及び断面図である。
【図８Ｃ】〜
【図８Ｆ】一実施形態による窪みの形状である。
【図９Ａ】〜
【図９Ｂ】一実施形態によるプロセスキットの概略部分断面図である。
【図１０Ａ】〜
【図１０Ｂ】一実施形態による可動リングの断面図及び上面図である。
【図１０Ｃ】一実施形態による支持リングの上面図である。
【図１０Ｄ】一実施形態による支持リングの断面図である。
【図１１】一実施形態によるプロセスキット、リフト機構、及び作動機構を備える複合システムの概略断面図である。
【図１２】一実施形態による処理システムの概略上面図である。
【図１３Ａ】一実施形態による、運搬リングによって保持されたプロセスキットの断面図である。
【図１３Ｂ】一実施形態による、プロセスキットの概略上面図である。
【図１３Ｃ】一実施形態による、運搬リングによって保持されたプロセスキットの概略断面図である。
【図１４Ａ】〜
【図１４Ｂ】一実施形態によるロボットブレードの概略図である。
【図１５】一実施形態による方法のフローチャートである。
【図１６】一実施形態による方法のフローチャートである。
【図１７】一実施形態による方法のフローチャートである。
【０００６】
明瞭化のため、図面間で共通する同一の要素には、同一の参照番号を使用して示す。さらに、一実施形態の諸要素を、本明細書に記載の他の諸実施形態での使用に有益にも適合させ得る。
【詳細な説明】
【０００７】
本開示の諸実施形態は、概して、基板の表面の全体にわたってエッチング速度の均一性を改善するために、プラズマ処理の間に、半導体ウェハなどの基板の全体に形成されるプラズマシースの形状を制御する方法及び装置を含む。本開示の諸実施形態は、１つ以上のプラズマ処理変数の調整及び／又はプロセスキットハードウェアの構成の調整を含んでおり、このプロセスキットハードウェアは、処理の間に、基板に近接している、及び／又は基板を支持している。したがって、ウェハ表面全体のプラズマシースの均一性を制御でき、それによってウェハ処理の歩留まりが向上する。さらに、本開示の諸実施形態は、プロセスキットハードウェア内の消耗部品を少数だけ交換することを含む。他方、プロセスキットハードウェアの残りの部品は、処理チャンバに通気することなく長期間再使用される。プラズマ処理の間に浸食又は腐食される消耗部品は、通常は、はるかに短い期間、例えば、約１００枚から数千枚の基板を処理チャンバ内で処理した後に交換される。消耗部品の交換は、処理チャンバを通気せずに使用済み部品を自動交換する方法を用いて達成され得る。こうして、処理チャンバでのプラズマ処理の全体的なコストが削減される。
【０００８】
また、多くの場合、処理の不均一性が基板の表面の全体にわたって存在しており、通常のプラズマ処理工程の実行後に、基板の周辺部又はエッジで顕著になる場合がある。周辺部におけるこれらの不均一性は、電界終端効果に起因する場合があり、エッジ効果と呼ばれることもある。高周波結合を伴う可動エッジリングにより、ＰＭサイクル（予防保全）でのエッジリング摩耗への補償、ＣＤ形状（限界寸法）の段階的調整、及びエッジ歩留まりの高速調整が得られる。したがって、いくつかの実施形態では、処理チャンバ内でプラズマ処理が実行されている間（例えば、乾式エッチング処理）、少なくともエッジリングのセットを備えるプロセスキットを用意して、基板の周辺部又はエッジの均一性に好ましい影響を与えてもよい。
【０００９】
最初の問題として、以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を含む直交座標系を使用して、記載されているさまざまな構成要素の相対的な方向を説明するが、本明細書で提供される開示の範囲について、限定することを意図していない。
【００１０】
図１は、一実施形態による処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、その上に配置された蓋１０４とを備え、これらは共に内部容積１０６又は処理容積１０６を画定する。チャンバ本体１０２は、通常は、電気的に接地点１０８に接続されている。基板支持アセンブリ１１０は、内部容積１０６内に配置されて、処理の間、基板１１２を支持する。処理チャンバ１００はまた、処理チャンバ１００内にプラズマを生成するための誘導結合プラズマ装置１１４と、処理チャンバ１００を制御するように適合されたコントローラ１１６とを備える。
【００１１】
基板支持アセンブリ１１０は、整合ネットワーク１２２を介してバイアス電源１２０に接続された１つ以上の電極１１８を備えて、処理の間に基板１１２へのバイアスを容易にする。バイアス電源１２０は、例えば、約１３．５６ＭＨｚの周波数で、最大約５０００ワットまでの高周波エネルギーの電源であってもよい。ただし、特定の用途に応じて他の周波数及び電力を供給してもよい。バイアス電源１２０は、連続又はパルスの高周波電力のうちの一方又は両方を生成できてもよい。いくつかの実施形態では、バイアス電源１２０は、ＤＣ電源又はパルスＤＣ電源であってもよい。いくつかの実施形態では、バイアス電源１２０は、複数の高周波周波数を供給できてもよい。１つ以上の電極１１８をチャック電源１２４に接続して、処理の間に基板１１２のチャックを容易にしてもよい。基板支持アセンブリ１１０は、基板１１２の外側エッジ１２６を囲むプロセスキット（図１には示されていない）を備える。図２Ａ〜７Ｃ、９Ａ、９Ｂ、１１、及び１２Ａは、基板１１２の外側エッジ１２６に配置されたプロセスキットの様々な構成を示しており、この基板１１２は、図１に示す基板支持アセンブリ１１０上に配置されている。図２Ｂ〜７Ｃ、９Ａ、９Ｂ、及び１２Ａは、基板支持アセンブリ１１０上に配置されたプロセスキットの左側エッジの側面断面図を示している。本明細書で提供される開示の範囲について、限定することを意図するものではないが、基板１１２の形状が円形であるいくつかの実施形態では、プロセスキットは、中央の垂直軸に対して実質的に軸対称であり、この中央の垂直軸は、Ｚ方向と一致しており、基板１１２の中心にある。
【００１２】
誘導結合プラズマ装置１１４は、蓋１０４の上に配置され、高周波電力を処理チャンバ１００内に誘導結合するように構成されて、処理チャンバ１００内にプラズマ１２８を生成する。誘導結合プラズマ装置１１４は、蓋１０４の上方に、Ｚ方向に配置された第１及び第２コイル１３０、１３２を備える。相対位置、各コイル１３０、１３２の直径の比、及び／又は各コイル１３０、１３２の巻き数を、それぞれ必要に応じて調整して、形成されるプラズマの形状又は密度を制御し得る。第１及び第２コイル１３０、１３２の各々は、高周波給電構造１３８を介し、整合ネットワーク１３６を通って高周波電源１３４に接続されている。高周波電源１３４は、例えば、５０ｋＨｚから１４０ＭＨｚの範囲の調整可能な周波数で、最大約５０００Ｗを生成できてもよい。ただし、特定の用途での要求に応じて、他の周波数と電力を利用してもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、分割コンデンサなどの電力分割器１４０を、高周波給電構造１３８と高周波電源１３４との間に設けて、第１及び第２コイル１３０、１３２にそれぞれ供給される高周波電力の相対量を制御してもよい。いくつかの実施形態では、電力分割器１４０は、整合ネットワーク１３６に組み込まれてもよい。
【００１４】
加熱素子１４２を、蓋１０４に配置して、処理チャンバ１００の内部容積１０６の加熱を促進してもよい。加熱素子１４２を、蓋１０４と第１及び第２コイル１３０、１３２との間に配置してもよい。いくつかの実施形態では、加熱素子１４２は、抵抗加熱素子を備えてもよく、電源１４４（ＡＣ電源など）に接続されてもよい。この電源１４４は、加熱素子１４２の温度を所望の範囲内に制御するのに十分なエネルギーを供給するように構成されている。
【００１５】
動作の間に、半導体ウェハ又はプラズマ処理に適した他の基板などの基板１１２が、基板支持アセンブリ１１０上に配置されて、処理ガスが、ガスパネル１４６から入口ポート１４８を通ってチャンバ本体１０２の内部容積内へ供給される。高周波電源１３４から第１及び第２コイル１３０、１３２に電力を印加することにより、処理チャンバ１００内で処理ガスをプラズマ１２８へと点火する。いくつかの実施形態では、高周波電源又はＤＣ電源などのバイアス電源１２０からの電力も、整合ネットワーク１２２を介して基板支持アセンブリ１１０内の電極１１８に供給してもよい。処理チャンバ１００の内部容積１０６内の圧力を、弁１５０及び真空ポンプ１５２を使用して制御してもよい。チャンバ本体１０２の温度を、チャンバ本体１０２を通って流れる液体含有導管（図示せず）を使用して制御してもよい。
【００１６】
処理チャンバ１００は、コントローラ１１６を備えて、処理チャンバ１００の動作を制御する。コントローラ１１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）１５４と、メモリ１５６と、処理チャンバ１００の構成要素の制御を容易にするためのサポート回路１５８とを備える。コントローラ１１６は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために産業環境で使用し得る任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。メモリ１５６は、ＣＰＵ１５４に接続されている。メモリは、非一時的なコンピュータ可読媒体であり、１つ以上の容易に入手可能なメモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はその他の形式のデジタルストレージなどとし得る。メモリ１５６には、ソフトウェア（ソースコード又はオブジェクトコード）が格納されており、このソフトウェアを実行又は呼び出して、本明細書に記載された方法で処理チャンバ１００の動作を制御してもよい。メモリ１５６内に格納されるソフトウェアアプリケーションはプログラムコードを含み、このプログラムコードは、処理チャンバ１００と組み合わせて使用されるハードウェア及びソフトウェアの構成要素の制御に関連するさまざまな機能を実行するために、プロセッサ（すなわち、ＣＰＵ１５４）によって実行され得る。
【００１７】
図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃは、一実施形態による基板支持アセンブリ１１０の概略部分断面図である。基板支持アセンブリ１１０は、プロセスキット２０２と、基板支持体２０４と、静電チャック２０６と、カソードライナー２０８と、シールド２１０とを備える。静電チャック２０６は、基板支持体２０４の上面に配置され、プロセスキット２０２に囲まれている。基板支持体２０４は、接地プレート２１２と、接地プレート２１２上に配置された絶縁プレート２１４と、絶縁プレート２１４上に配置された設備プレート２１６と、設備プレート２１６上に配置された冷却プレート２１８と、設備プレート２１６、冷却プレート２１８、及び静電チャック２０６をＺ方向に囲む絶縁プレート２１４に配置されたスリーブ２２０とを備えてもよい。スリーブ２２０は、石英又は他の誘電材料から製造されてもよい。
【００１８】
静電チャック２０６を、接合材料で冷却プレート２１８に接合してもよい。１つ以上の電極１１８を、静電チャック２０６に埋め込んでもよい。静電チャック２０６は、基板１１２を支持するための第１表面２２４を有する第１部分２２２と、第１部分２２２から半径方向外向きに延びる第２部分２２６とを備えてもよい。第２部分２２６は、第２表面２２８を含んでもよい。
【００１９】
プロセスキット２０２は、エッジリング２３０と、支持リング２３２と、カバーリング２３４と、可動リング２３６とを備える。エッジリング２３０を、静電チャック２０６の第１部分２２２の周りに同心円状に、ＸＹ平面（すなわち、水平面）内に配置して、静電チャック２０６への堆積を防いでもよい。支持リング２３２は、静電チャック２０６の第２部分２２６の第２表面２２８上にＺ方向に配置されている。支持リング２３２は、静電チャック２０６の第１部分２２２を囲んでいる。支持リング２３２は、シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの伝導性材料、又は石英などの絶縁材料から製造されてもよい。支持リング２３２は、静電チャック２０６の第１部分２２２に対して同心円状に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、エッジリング２３０及び支持リング２３２のバルク抵抗率は、約０．１Ω・ｃｍから約２５Ω・ｃｍの間である。
【００２０】
エッジリング２３０は、部分的に支持リング２３２上に、及び部分的に可動リング２３６上に配置されてもよい。エッジリング２３０は伝導性材料（シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は他の適切な材料など）から製造されてもよく、いくつかの実施形態では、この伝導性材料は支持リング２３２よりも高い伝導性を有する。カバーリング２３４はスリーブ２２０上に配置されてもよく、カバーリング２３４はエッジリング２３０及び支持リング２３２を囲んでもよい。カバーリング２３４は、石英などの絶縁材料から製造されてもよい。カバーリング２３４は環状体２３８を備えており、この環状体２３８は、上面２４０と、底面２４２と、内側面２４４と、外側面２４６とを有する。内側面２４４は、エッジリング２３０及び可動リング２３６に隣接して配置されており、本明細書では内側エッジと呼ぶこともある。
【００２１】
処理チャンバ１００では、プラズマ処理の間に、破線で示される境界を有するプラズマシース２４８が、エッチングされる基板１１２及びエッジリング２３０の上に形成される。基板支持アセンブリ１１０の電極１１８に印加されるバイアス電圧ＶＤＣ又は基板支持アセンブリ１１０の接地されている部分を用いて、基板１１２の外側エッジ１２６付近のプラズマシース２４８の形状を制御して、限界寸法の均一性を補整してもよい。プラズマシース２４８は、空間電荷によって形成された、電界の強い、薄い領域であり、プラズマ１２８は、この領域で、基板１１２及びエッジリング２３０の表面との境界に結合している。数学的には、プラズマシース２４８のシース厚さｄは、チャイルド・ラングミュアの式によって表される。
【式１】
【００２２】
2020115541.tif 000003
ここで、ｉはイオン電流密度、εは真空の誘電率、ｅは電気素量、Ｖｐはプラズマ電位である。
【００２３】
したがって、図２Ａに示すように、プラズマシース２４８によって、プラズマ１２８は基板１１２及びエッジリング２３０の表面から隔てられている。プラズマ１２８で生成されたイオンは、プラズマシース２４８で加速され、プラズマシース２４８の境界に対して垂直に移動する。プラズマシース２４８の分布は、エッジリング２３０の形状と位置から影響を受ける。それは、エッジリング２３０が、接地に、又は基板支持アセンブリ１１０内に形成された高周波バイアス電極に電気的に接続されているからである。エッジリング２３０の上面が基板１１２の上面２５０と同一平面上にあるとき、プラズマシース２４８は、図２Ｂに示すように、基板１１２の上面２５０にわたって不均一に分布し、基板１１２の外側エッジ１２６で屈曲している。基板１１２の外側エッジ１２６での屈曲は、通常は、基板１１２の外側エッジ１２６に対する電極１１８の外側面の位置に関係しており、電極１１８の外側面は、静電チャック２０６の端部での構造的制約によって制限されている。基板１１２の外側エッジ１２６でのこのプラズマ不均一性により、基板１１２の表面全体に不均一な処理条件が生じることになり、こうして、基板１１２全体の処理歩留まりの低下につながる。
【００２４】
したがって、いくつかの実施形態では、エッジリング２３０は、可動リング２３６により上下するように構成されて、基板１１２の外側エッジ１２６付近で、図２Ｃに示すように、エッジリング２３０の上に形成されたプラズマシース２４８の形状を調整する。基板１１２の外側エッジ１２６に対するエッジリング２３０の高さを調整することにより、プラズマシース２４８の形状を調整して、基板１１２の外側エッジ１２６において望ましい形状を有するプラズマシース２４８を提供し得る。その望ましい形状とは、残りの基板１１２の上にあるプラズマシース２４８の部分と合わせて、実質的に平らになっている形状などである。いくつかの実施形態では、サーボモータによって制御される作動機構２５２（図１１に示す）によって、可動リング２３６を上下させ、こうして、プラズマ１２８とエッジリング２３０との間に形成されるプラズマシース２４８を上下させると共に、プラズマシースの厚さｄをほぼ一定に維持して、望ましいプラズマ均一性を達成し得る。
【００２５】
図３Ａは、一実施形態によるプロセスキット２０２の概略部分断面図である。エッジリング２３０は環状体３０２を有し、この環状体３０２は基板１１２を囲み、Ｚ方向に中心軸を有する。環状体３０２は、上面３０４と、底面３０６と、内側面３０８と、外側面３１０とを備える。いくつかの実施形態では、上面３０４及び底面３０６は、ＸＹ平面（すなわち、水平面）に実質的に平行である。上面３０４と底面３０６との間の内側面３０８の少なくとも一部は、基板１１２の直径よりも大きい直径を有する。底面３０６は、支持リング２３２により支持される第１部分３０６Ａと、可動リング２３６により支持される第２部分３０６Ｂとを有する。いくつかの実施形態では、内側面３０８及び外側面３１０は、Ｚ方向に実質的に平行である。内側面３０８は、基板１１２を囲み、窪み３１２によって半径方向に分離されている。エッジリング２３０は、凹部３１４を有してもよく、この凹部３１４は、内側面３０８から半径方向外向きに延び、環状体３０２の高さに沿って、上面３０４から底面３０６に向かって部分的に延びている。凹部３１４は、凹部底面３１６及び凹部エッジ３１８を有する。いくつかの実施形態では、凹部底面３１６及び底面３０６は、ＸＹ平面（すなわち、水平面）に実質的に平行であり、凹部エッジ３１８は、凹部底面３１６の長さの分だけ、内側面３０８から半径方向外側に位置する。いくつかの実施形態では、内側面３０８は、基板１１２の外側エッジ１２６からＸＹ平面（すなわち、円い基板の半径方向）内で約０．１ｍｍから約５ｍｍの間の距離に配置され、凹部エッジ３１８は、基板１１２の外側エッジ１２６からＸＹ平面（すなわち、円い基板の半径方向）内で約０．２ｍｍから約１０ｍｍの間の距離に配置される。図３Ａ〜３Ｂには示されていないが、いくつかの実施形態では、処理の間、エッジリング２３０の少なくとも一部が基板１１２の外側エッジ１２６の下に配置される。すなわち、内側面３０８は、ＸＹ平面（すなわち、円い基板の半径方向）内で外側エッジ１２６の下、約マイナス２ミリメートル（−２ｍｍ）から約０ｍｍの間の距離に配置される。いくつかの実施形態では、凹部エッジ３１８は、Ｚ方向（すなわち、エッジリング２３０の中心軸）から角度αだけ傾斜している。いくつかの実施形態では、凹部エッジ３１８は、Ｚ方向に実質的に平行である（すなわち、角度αは０度である）。いくつかの実施形態では、凹部３１４は、ベベル形状であってもよく、このベベル形状には、Ｚ方向（すなわち、エッジリング２３０の中心軸）から角度αだけ傾斜した凹部エッジ３１８が有り、凹部底面３１６がないまま上面３０４と内側面２０８が直接接続している。凹部底面３１６と凹部エッジ３１８との間に形成され得る角度αは、約０度から約７５度の間の角度、又は約１度から約６０度の間の角度、さらには、約１５度から約４５度の間の角度とし得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、エッジリング２３０は、延長段３２０を有してもよく、この延長段３２０は外側面３１０から半径方向外向きに延び、底面３０６よりもカバーリング２３４内へ深く入り込み、上面３０４の一部を画定している。この延長段３２０は、プラズマ１２８が可動リング２３６とカバーリング２３４との間に形成された隙間に入ることを困難にし、プラズマライトアップ問題を回避することに役立つ。延長段３２０は、エッジリング２３０と冷却プレート２１８との間の容量結合をさらに変更して、この結果、エッジリング２３０の外側面でのプラズマシース２４８を変更及び／又は延長させ、こうして、基板１１２の外側エッジ１２６付近でのプラズマシース２４８を変更する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、図３Ｂに示すように、エッジリング２３０は、内側面３０８によって画定される、少なくとも凹部３１４と、凹部３１４の凹部底面３１６からエッジリング２３０に形成された突出部３２４の平坦な上面３２２（すなわち露出面）まで延びる凹部エッジ３１８とを備え、平坦な上面３２２は、外側面３１０から延びる外側上面３２６に、傾斜面３２８によって接続されている。いくつかの実施形態では、平坦な上面３２２は、約０．２ｍｍから約５ｍｍの間の幅を有し、外側上面３２６は、約２ｍｍから約１０ｍｍの間の幅を有する。平坦な上面３２２は、外側上面３２６よりも０．２ｍｍから約３ｍｍだけＺ方向に高くてもよい。プラズマシース２４８の形状は、エッジリング２３０の上面３０４及び基板１１２の上面２５０に従う。したがって、突出部３２４は、プラズマシース２４８の形状が基板１１２の外側エッジ１２６で下方へ屈曲するのを防ぎ得る。
【００２８】
凹部３１４の幅と深さ、すなわち、基板１１２の外側エッジ１２６と内側面３０８との間の窪み３１２の幅「Ａ」及び深さ「Ｂ」、並びにエッジリング２３０の形状の調整により、容量結合経路３３０及び３３２によって表される、支持リング２３２を介したエッジリング２３０と冷却プレート２１８との間の容量結合は変化する。容量結合経路３３０が変化することで、エッジリング２３０と冷却プレート２１８との間に結合される電力が変化し、この結果、エッジリング２３０に印加される電圧が変化する。エッジリング２３０に印加される電圧を制御することにより、基板の外側エッジ１２６でのプラズマシース２４８の形状を制御して、限界寸法の不均一性を補整することが可能になる。幅「Ａ」は、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの間とし得る。深さ「Ｂ」は、Ｘ方向に約０．１ｍｍから約５ｍｍの間とし得る。エッジリング２３０のＺ方向の厚さは、約３．５ｍｍから約２５ｍｍの間とし得る。
【００２９】
いくつかの実施形態では、図４Ａに示すように、エッジリング２３０は、底面３０６から上面３０４に向かって延びる凹部４０２を少なくとも備える。凹部４０２は、底面３０６に形成された環状のフィーチャーであってもよい。凹部４０２は、一般に、可動リング２３６と嵌合するように構成されており、したがって、可動リング２３６の位置に対する可動リング２３６の横方向位置（すなわち、Ｘ及び／又はＹ方向）を制御し得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、図４Ｂに示すように、エッジリング２３０は、底面３０６から可動リング２３６に向かって延びる突起４０４を少なくとも備える。突起４０４は、底面３０６に形成された環状のフィーチャーであってもよく、又は底面３０６に形成された一連の環状不連続領域（例えば、「メサ」）を備えてもよい。突起４０４は、可動リング２３６と一直線に並んで接触しており、したがって、処理の間に可動リング２３６をプラズマ１２８からさらに離れた位置に配置させて、処理の間にバイアスされる可能性がある可動リング２３６の衝撃及びエッチングを低減又は防止し得る。
【００３１】
いくつかの実施形態では、図４Ｃに示すように、エッジリング２３０は、底面３０６から可動リング２３６に向かって延びる部分突起４０６を備え、可動リング２３６は、可動リング２３６の上面５０２からエッジリング２３０に向かって延びる部分突起４０８を備えて、これにより、可動リング２３６の上面５０２がエッジリング２３０の底面３０６の輪郭に合うようになる。部分突起４０６及び部分突起４０８を備えるエッジリング２３０の構成を使用して、可動リング２３６に対するエッジリング２３０の横方向位置を制御し、プラズマ１２８から可動リング２３６の一部を隠して、処理の間に可動リング２３６の衝撃及びエッチングを低減又は防止し得る。
【００３２】
本明細書で提供される開示の範囲に関する限定を意図していないが、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃは、凹部３１４を備えるエッジリング構成を示している。しかしながら、エッジリング２３０のいくつかの構成では、エッジリング２３０は凹部３１４を備えなくてもよい。これらの構成では、図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃに示すように、角度αを９０度としてもよく、これにより、凹部底面３１６は上面３０４と同一平面になる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及び５Ｃに示すように、エッジリング２３０の底面３０６と支持リング２３２の上面３３６では型が形成され、これにより、支持リング２３２及び静電チャック２０６に対するエッジリング２３０の正確な位置合わせ及び横方向位置制御のために、底面３０６が上面３３６の輪郭に沿うようになる。図５Ａ及び５Ｂでは、エッジリング２３０の底面３０６は、１つ以上の凹陥５０４を備えており、この１つ以上の凹陥５０４は、支持リング２３２に形成された１つ以上の突起５０６と位置合わせを行う。凹陥５０４及び突起５０６の端部は、図５Ａに示されるように、Ｚ方向に実質的に平行であってもよく、図５Ｂ及び５Ｃに示されるように、Ｚ方向に対して角度を成してもよい。図５Ｃでは、凹陥５０４の１つは、エッジリング２３０の内側面３０８と一致する。図５Ｄでは、エッジリング２３０の底面３０６は、１つ以上の隆起５０８を備えており、この隆起５０８は、支持リング２３２の上面３３６に形成された１つ以上のフィーチャー５１０と嵌合する。
【００３４】
エッジリング２３０と支持リング２３２の正確な位置合わせに加えて、型が形成された、エッジリング２３０及び支持リング２３２の表面を使用して、エッジリング２３０と冷却プレート２１８との間の容量結合を調整し、こうして、エッジリング２３０の外側面でプラズマシース２４８を変更して、この結果、基板１１２の外側エッジ１２６付近のプラズマシース２４８を変更してもよい。高周波バイアス電極１１８に対する支持リング２３２の位置と、高周波バイアス電極１１８に対するエッジリング２３０の位置の関係に起因して、突起５０６を介したプラズマ１２８への容量結合経路３３２は、突起５０６間に形成された領域の容量結合よりも大きい容量結合を有すると考えられる。したがって、突起５０６の構造を使用して、プラズマシース２４８の形状を調整及び／又は制御し得る。いくつかの構成では、突起５０６の構造は、基板１１２のエッジに対する横方向位置（例えば、半径方向位置）及び／又は突起５０６の相対的な高さ（Ｚ方向）を含み得る。
【００３５】
図６Ａ、６Ｂ、及び６Ｃに示すような他の諸実施形態では、エッジリング２３０は、上部エッジリング６０２と中間エッジリング６０４のスタックを含んでもよい。上部エッジリング６０２は消耗品であってもよく、中間エッジリング６０４は非消耗品であってもよい。具体的には、上部エッジリング６０２が、複数のプラズマエッチング処理の間、又は事前に決められた期間、プラズマに曝された後に、上部エッジリング６０２を、中間エッジリング６０４から取り外して、進行中のプラズマエッチング処理のために新しい上部エッジリング６０２と交換してもよい。中間エッジリング６０４は、プラズマに直接曝されず、クリーニングして、進行中のプラズマエッチング処理に再使用され得る。上部エッジリング６０２は、シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は他の適切な材料などの耐プラズマ性材料から製造されてもよい。いくつかの実施形態では、中間エッジリング６０４は、アルミニウム及びアルミニウム合金などの伝導性材料から製造されるか、又はそれらを含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、中間エッジリング６０４を、シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は石英などの耐プラズマ性材料から製造して、中間エッジリング６０４の製造コストを削減してもよい。
【００３６】
図６Ａでは、上部エッジリング６０２は、上部エッジリング６０２の底面に下部嵌合カップリング（例えば、突起）６０６を備え、中間エッジリング６０４は、中間エッジリング６０４の内側面３０８と外側面３１０との間の上面に形成された上部嵌合カップリング（例えば、凹陥６０８）を有する。突起６０６及び凹陥６０８は、ある方向に沿って少なくとも部分的に延び、その方向（例えば、エッジリング２３０の中心軸に平行なＺ方向）は、エッジリング２３０の上面３０４に対してある角度（例えば、９０°）になっている。下部嵌合カップリング（突起）６０６は、上部エッジリング６０２と中間エッジリング６０４が積み重ねられたときに、上部嵌合カップリング（凹陥）４０８と係合する。上部エッジリング６０２が中間エッジリング６０４から取り外されると、下部嵌合カップリング（突起）６０６は、上部嵌合カップリング（凹陥）４０８との係合から外れる。いくつかの実施形態では、突起６０６及び凹陥６０８は、エッジリング２３０の内側面３０８及び外側面３１０に対して傾斜した内側面及び外側面を有する。いくつかの実施形態では、突起６０６及び凹陥６０８は、Ｚ方向に実質的に平行な内側面及び外側面を有する。上部エッジリング６０２は、プラズマエッチング処理の間に中間エッジリング６０４がプラズマに曝されるのを防ぐ。突起６０６と凹陥６０８は共に、上部エッジリング６０２と中間エッジリング６０４との間の横方向の動きを防ぐ。上部エッジリング６０２はまた、外側面３１０からカバーリング２３４内へ、半径方向外向きに延びる延長段４１２を有してもよい（すなわち、上部エッジリング６０２は、中間エッジリング６０４よりも半径方向外側に向かってカバーリング２３４内へさらに延びる）。延長段４１２を用いて、上部エッジリング６０２の外側面を、ひいてはプラズマシース２４８の外側面を、基板１１２の外側面からさらに遠方へ延ばしてもよい。以下でさらに説明するように、上部エッジリング６０２内の突起６０６の厚さと、中間エッジリング６０４の凹陥６０８の厚さ（両方ともＺ方向で測定）は、プラズマ１２８への各部品の容量結合に影響し、このために、これらの部品の上に形成されるプラズマシースの形状に影響を与える。
【００３７】
図６Ｂでは、上部エッジリング６０２は、上部エッジリング６０２の底面に下部嵌合カップリング（例えば、凹陥）４１４を備え、中間エッジリング６０４は、中間エッジリング６０４の内側面３０８と外側面３１０との間の上面に形成された上部嵌合カップリング（例えば、突起）６１４を有する。凹陥４１４及び突起６１４は、エッジリング２３０の上面３０４に対してある角度をなす方向に沿って部分的に延びる。下部嵌合カップリング（凹陥）４１４は、上部エッジリング６０２と中間エッジリング６０４が積み重ねられたときに、上部嵌合カップリング（突起）６１４と係合する。上部エッジリング６０２が中間エッジリング６０４から取り外されると、下部嵌合カップリング（凹陥）４１４は、上部嵌合カップリング（突起）６１４との係合から外れる。いくつかの実施形態では、凹陥４１４及び突起６１４は、エッジリング２３０の内側面３０８及び外側面３１０に対して傾斜した内側面及び外側面を有する。いくつかの実施形態では、凹陥４１４及び突起６１４は、Ｚ方向に実質的に平行な内側面及び外側面を有する。上部エッジリング６０２は、プラズマエッチング処理の間に中間エッジリング６０４がプラズマに曝されるのを防ぐ。いくつかの実施形態では、図６Ａに示されるような厚い断面に対して、図６Ｂに示されるような薄い断面を有する上部エッジリング６０２には、上部エッジリング６０２及び中間エッジリング６０４の組み合わせ（すなわち、エッジリング２３０）のプラズマ１２８に対する容量結合が向上することに起因する利点がある。この容量結合の向上は、上部エッジリング６０２で発生する電圧降下が、その厚さのために小さくなることによって実現され得ると考えられる。ただし、ここでは、図６Ａ及び図６Ｂに示される構成のそれぞれにおいて、中間エッジリング６０４が同じバイアス電圧を達成すると仮定している。いくつかの構成では、Ｚ方向に測定された、中間エッジリング６０４の厚さに対する上部エッジリング６０２の厚さの比は、約０．１から０．５の間である。
【００３８】
図６Ｃでは、中間エッジリング６０４は、内側面３０８に側部６１６を有する。側部６１６は、エッジリング２３０の上面３０４に対してある角度をなす方向に沿って部分的に延びる。側部６１６は、支持リング２３２を介してエッジリング２３０と冷却プレート２１８との間により大きい容量結合を提供する。中間エッジリング６０４は、エッジリング２３０の上面３０４に対してある角度をなす方向に沿って部分的に延びる別の側部６１８を、外側面３１０に有してもよい。上部エッジリング６０２は、側部６１６と６１８との間に囲まれている。容量結合の変化は、エッジリング２３０と冷却プレート２１８との間に結合される電力、したがってエッジリング２３０に印加される電圧を変化させる。エッジリング２３０に印加される電圧を制御することにより、基板の外側エッジ１２６でプラズマシース２４８の形状を制御して、不均一性を補整することが可能になる。
【００３９】
上記の特定のプロセスキット構成例は、本開示による上部エッジリング及び中間エッジリングのいくつかの可能な実施例にすぎず、本開示による上部エッジリング及び中間エッジリングの可能な構成、仕様などを限定するものではないことに、注意すべきである。例えば、上部エッジリング及び中間エッジリングの形状又はサイズは、上記の実施例に限定されない。
【００４０】
図７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃに示すような他の諸実施形態では、エッジリング２３０は、上部エッジリング７０２、中間エッジリング７０４、及び下部エッジリング７０６のスタックを備えてもよい。上部エッジリング７０２は消耗品であってもよく、中間エッジリング７０４及び下部エッジリング７０６は非消耗品であってもよい。具体的には、上部エッジリング７０２が、複数のプラズマエッチング処理の間、又は事前に決められた期間、プラズマに曝された後に、上部エッジリング７０２を、中間エッジリング７０４から取り外して、進行中のプラズマエッチング処理のために新しい上部エッジリング７０２と交換してもよい。中間エッジリング７０４及び下部エッジリング７０６は、プラズマに直接曝されず、クリーニングして、進行中のプラズマエッチング処理に再使用され得る。また、中間エッジリング７０４を、交換のために下部エッジリング７０６から取り外してもよい。上部エッジリング７０２は、シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は他の適切な材料などの耐プラズマ性材料から製造されてもよい。いくつかの実施形態では、中間エッジリング７０４及び下部エッジリング７０６は、アルミニウム及びアルミニウム合金などの伝導性材料から製造されるか、又はそれらを含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、中間エッジリング７０４及び下部エッジリング７０６を、シリコン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は石英などの耐プラズマ性材料から製造して、エッジリング２３０の製造コストを削減してもよい。上記の特定のプロセスキットの構成例は、本開示による上部エッジリング、中間エッジリング、及び下部エッジリングのスタックのいくつかの可能な実施例にすぎず、本開示による上部エッジリング、中間エッジリング、及び下部エッジリングの可能な構成、仕様などを限定するものではないことに、注意すべきである。例えば、上部エッジリング及び中間エッジリングの形状、サイズ、又は材料は、上記の実施例に限定されない。たとえば、図７Ａでは、上部エッジリング７０２、中間エッジリング７０４、及び下部エッジリング７０６は、単純な製造手順を必要とし得る環状体を有してもよい。
【００４１】
図７Ｂでは、上部エッジリング７０２は凹陥７０８を有してもよく、中間エッジリング７０４は内側面３０８と外側面３１０との間に突起７１０を有してもよい。凹陥７０８及び突起７１０は、上部エッジリング７０２及び中間エッジリング７０４が積み重ねられたときに嵌合する。図７Ｃでは、中間エッジリング７０４は、内側面３０８及び外側面３１０に側部７１２を有して、下部エッジリング７０６の上面及び側面を覆い、プラズマエッチング処理の間に中間エッジリング７０４がプラズマに曝されるのを防いでもよい。
【００４２】
図８Ａ及び８Ｂは、エッジリング２３０の側面図（Ｚ方向沿い）及び断面図（ＸＹ平面内）を示しており、このエッジリング２３０は、上部エッジリング７０２、中間エッジリング７０４、及び下部エッジリング７０６を備えている。いくつかの実施形態では、上部エッジリング７０２、中間エッジリング７０４、及び下部エッジリング７０６を、１つ以上のアライメント球８０２によって位置合わせを行い、固定する。いくつかの実施形態では、上部エッジリング７０２の底面、中間エッジリング７０４の上面と底面、及び下部エッジリング７０６の上面の各々は、互いに１２０度ずつ放射状に離れている１つ以上の窪み８０４を有する。アライメント球８０２を、それぞれ一対の接触する表面（すなわち、上部エッジリング７０２の底面及び中間エッジリング７０４の上面、並びに中間エッジリング７０４の底面及び下部エッジリング７０６の上面）の対向する窪み８０４の間に形成された空間内に配置し、窪み８０４に接合又は接着してもよい。アライメント球８０２を、石英から製造してもよい。上記の特定のエッジリング２３０の構成例は、本開示による上部エッジリング、中間エッジリング、及び下部エッジリングのスタックの位置合わせのいくつかの可能な実施例にすぎず、エッジリング２３０の可能な構成、仕様などを限定するものではないことに、注意すべきである。アライメント球８０２を、上部エッジリングと中間エッジリングのみ（たとえば、上部エッジリング６０２と中間エッジリング６０５）のスタック、及び上記の実施例とは異なる構成を持つ、上部エッジリング、中間リング、及び下部エッジリングのスタックの位置合わせに使用してもよい。
【００４３】
図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、及び図８Ｆは、アライメント球８０２と共に使用し得る窪み８０４の形状の例を示している。図８Ｃでは、窪み８０４は円錐形である。図８Ｄでは、窪み８０４は球形である。図８Ｅでは、窪み８０４は正方形又は長方形である。図８Ｆでは、窪み８０４は菱形である。上記の窪み８０４の特定の例示的な形状は、本開示によるいくつかの可能な実施例にすぎず、窪みの可能な構成、仕様などを限定するものではないことに、注意すべきである。
【００４４】
上記のように、プロセスキット２０２のいくつかの実施形態は支持リング２３２を含み、この支持リング２３２は、処理の間に基板１１２の外側エッジに、及び／又は外側エッジの下に配置され、各プロセスキット構成要素によって、その形状及び材料特性により実現される容量結合の変更を支援するように構成されている。例えば、図３Ｂを参照すると、支持リング２３２は、Ｚ方向に中心軸を有する環状体３３４を一般に備える。環状体３３４は、上面３３６、底面３３８、内側面３４０、及び外側面３４２を有する。上面３３６と底面３３８との間の内側面３４０の少なくとも一部は、基板１１２の直径よりも小さい直径を有する。本開示の一実施形態では、図９Ａに示すように、支持リング２３２は、上部支持リング９０２及び下部支持リング９０４などの２つの別個の部品を備える。
【００４５】
図９Ａは、プロセスキット２０２の概略部分断面図である。図９Ａに示すように、支持リング２３２は、互いの上部に積み重ねられた上部支持リング９０２及び下部支持リング９０４を備える。支持リング２３２は、環状体９０６を備え、Ｚ方向に中心軸を有する。環状体９０６は、上面９０８、底面９１０、内側面９１２、及び外側面９１４を有する。支持リング２３２は、処理チャンバ１００内でエッジリング２３０を支持するように構成される。例えば、支持リング２３２は、エッジリング２３０の底面２４２からエッジリング２３０を支持する。上部支持リング９０２は消耗品であってもよく、下部支持リング９０４は非消耗品であってもよい。具体的には、上部支持リング９０２が、複数のプラズマエッチング処理の間、又は事前に決められた期間、プラズマに曝された後に、上部支持リング９０２を下部支持リング９０４から取り外し、新しい上部支持リング９０２と交換してもよい。下部支持リング９０４は、プラズマに直接曝されず、クリーニングして、進行中のプラズマエッチング処理に再使用され得る。上部支持リング９０２は、プラズマに直接曝されることに対する保護のために、シリコン及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの耐プラズマ性材料から製造されてもよい。下部支持リング９０４を、石英、アルミニウム、及びアルミニウム合金などの材料から製造して、支持リング２３２の製造コストを削減してもよい。いくつかの実施形態では、上部支持リング９０２の上面９０８が、複数のプラズマエッチング処理の間、又は事前に決められた期間、プラズマに曝された後に、上部支持リング９０２を裏返して、上部支持リング９０２の底面９１０を、進行中のプラズマエッチング処理においてプラズマからの保護に使用してもよい。
【００４６】
図９Ｂに示すような他の諸実施形態では、上部支持リング９０２は、底面９１０に向かって支持リング２３２の高さに沿って部分的に延びる突起９１６を有する。下部支持リング９０４は、凹陥９１８を有してもよい。突起９１６及び凹陥９１８は、内側面９１２と外側面９１４との間に位置し、上部支持リング９０２と下部支持リング９０４が積み重ねられたときに嵌合する。上部支持リング９０２は、嵌合により下部支持リング９０４上にしっかりと配置されてもよい。図９Ｂに示される上部支持リング９０２の形状のため、上部支持リング９０２の上面９０８が、複数のプラズマエッチング処理の間、又は事前に決められた期間、プラズマに曝された後に、進行中のプラズマエッチング処理においてプラズマからの保護のために、支持リング２３２を反転させて底面９１０を使用することはできない。
【００４７】
図２Ａ及び２Ｂを再度参照する。２つの容量結合経路３３０、３３２によって表される２つの経路に沿って、冷却プレート２１８からエッジリング２３０に電力を結合してもよい。プラズマ１２８に結合される電力量は、容量結合経路３３０、３３２を介した結合に依存する。容量結合経路３３２に沿って生成される容量結合の量は、部品の積み重ねによって決まり、この部品の積み重ねは、基板支持アセンブリ１１０の耐用期間の大部分を通して変わらずに存在する。容量結合経路３３０に沿って生成される容量結合の量は、処理の間にエッジリング２３０の浸食のために変化する場合があり、また、基板１１２に対するエッジリング２３０の再配置の手順によって個別に制御し得る。例えば、容量結合経路３３０は、エッジリング２３０の下で可動リング２３６を垂直に動かし、こうして、エッジリング２３０と支持リング２３２との間に形成された垂直ギャップ２５４（図２Ｃに示されている）を変更することにより調整され得る。垂直ギャップ２５４を制御することで、容量結合経路３３０に沿って生成される容量結合が制御される。垂直ギャップ２５４が減少すると、容量結合経路３３０に沿って生成される容量結合が増加し、したがって、エッジリング２３０に印加される電圧が増加する。垂直ギャップ２５４が増加すると、すなわち、可動リング２３６がエッジリング２３０からさらに遠くへ移動すると、容量結合経路３３０に沿って生成される容量結合は減少し、その結果、エッジリング２３０に印加される電圧は減少する。こうして、垂直ギャップ２５４のサイズ又は形状を制御することにより、エッジリング２３０と冷却プレート２１８との間の容量結合経路３３０をたどる容量結合の量が変わり、それ故に、エッジリング２３０に印加される電圧が変わる。エッジリング２３０に印加される電圧を制御することにより、基板１１２及びエッジリング２３０の上のプラズマシースの制御が可能になる。
【００４８】
上記の特定のプロセスキット構成例は、本開示による上部支持リングと下部支持リングの突起の嵌合のいくつかの可能な実施例にすぎず、本開示による上部支持リング及び下部支持リングの可能な構成、仕様などを限定するものではないことに、注意すべきである。例えば、突起及び凹陥の形状、サイズ、又は位置は、上記の実施例に限定されない。
【００４９】
図１０Ａ及び１０Ｂは、可動リング２３６の側面断面図及び上面図である。図１０Ｃは、支持リング２３２の上面図である。可動リング２３６は、上面５０２、底面１００２、内側面１００４、及び外側エッジ１００６を有する。可動リング２３６を、アルミニウム、イットリア（酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３）、又は任意の耐プラズマ性材料などの伝導性材料から製造してもよい。一実施形態では、可動リング２３６は、絶縁プレート２１４及び接地プレート２１２のそれぞれに形成された開口部内を移動し得る。外側エッジ１００６を、開口部の内壁に隣接して配置してもよい。可動リング２３６は、エッジリング２３０の下に配置されている。可動リング２３６を、作動機構２５２と動作可能に連結してもよい。この作動機構２５２は、可動リング２３６を上昇又は下降させ得る。たとえば、一実施形態では、可動リング２３６は、静電チャック２０６を下方へ通り過ぎて、冷却プレート２１８と並んで延在する。一実施形態では、可動リング２３６は、冷却プレート２１８の底部までずっと延在する高さを有する。こうして、可動リング２３６は、冷却プレート２１８からの電力をエッジリング２３０に結合し得る。
【００５０】
可動リング２３６は、内側面１００４に１つ以上のノッチ１００８を有してもよい。各ノッチ１００８は、内側面１００４のＵ字形スロット開口部であり、横方向には、内側面１００４から外側エッジ１００６に向かって半径方向外側へ延び、垂直方向には、上面５０２から底面１００２に向かっていくらか深くなっている。支持リング２３２は、横方向に、外側面９１４から半径方向外側へ突出する１つ以上の部分（「耳部」と呼ばれる）１０１０を備えてもよい。可動リング２３６の内側面１００４に形成されたノッチ１００８を、支持リング２３２の耳部１０１０を収容するように構成することで、支持リング２３２は、可動リング２３６に対してＺ方向に自由に動くことができるようになっている。１つ以上のリフトピン１０１２は、可動リング２３６と相互作用するか、それに隣接して配置され、支持リング２３２の耳部１０１０に形成されたブラインド凹部１０１４と係合する。図１０Ｂには、互いに１２０度ずつ放射状に離れている３つのリフトピン１０１２が示されており、支持リング２３２の耳部１０１０に形成されたブラインド凹部１０１４（図１０Ｃ〜１０Ｄ）と相互作用するように配置されている。
【００５１】
図１０Ｄは、本明細書で提供される開示の一実施形態による支持リング２３２の断面図である。いくつかの実施形態では、図１０Ｃ及び１０Ｄに示すように、１つ以上の上端支持リング１０１６を、支持リング２３２の上面かつ内側面１００４に配置して、図９Ａ〜９Ｂに示される支持リング２３２と同様に構成される支持リング２３２を形成してもよい。上部支持リング９０２に関して図９Ａで同様に説明したように、上端支持リング１０１６を使用して、支持リング２３２がプラズマに曝されるのを防ぎ得る。上端支持リング１０１６を、シリコン及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの材料から製造してもよい。いくつかの実施形態では、支持リング２３２及び１つ以上の上端支持リング１０１６は一体化されている。
【００５２】
図１１は、プロセスキット２０２、リフト機構１１０２、及び作動機構２５２を備える複合システム１１００の概略断面図である。作動機構２５２は、可動リング２３６を上下させ得る。
【００５３】
リフト機構１１０２は、サーボモータなどの１つ以上の作動装置１１０４（１つが示されている）と、１つ以上のピンホルダー１１０６（１つが示されている）と、１つ以上のベローズ１１０８（１つが示されている）と、１つ以上のリフトピン１０１２（１つが示されている）とを備える。リフトピン１０１２を、石英、サファイア、又は他の適切な材料から製造してもよい。各ピンホルダー１１０６は対応する作動装置１１０４に連結され、各ベローズ１１０８は対応するピンホルダー１１０６を囲み、各リフトピン１０１２は対応するピンホルダー１１０６によって支持される。各リフトピン１０１２は、接地プレート２１２及び絶縁プレート２１４のそれぞれに形成された開口部を通って可動リング２３６と並んで配置される。１つ以上のプッシュピンガイド（図示せず）を、接地プレート２１２及び絶縁プレート２１４の開口部の周りに配置してもよい。１つ以上の作動装置１１０４は、１つ以上のピンホルダー１１０６及び１つ以上のリフトピン１０１２を上昇させることができ、これらは次にエッジリング２３０を上昇又は傾斜させる。
【００５４】
作動機構２５２は、サーボモータなどの１つ以上の作動装置１１１０（１つが示されている）と、１つ以上のピンホルダー１１１２（１つが示されている）と、１つ以上のベローズ１１１４（１つが示されている）と、１つ以上のリフトピン１１１６（１つが示されている）とを備える。リフトピン１１１６を、石英、サファイア、又は他の適切な材料から製造してもよい。各ピンホルダー１１１２は、対応する作動装置１１１０に連結され、各ベローズ１１１４は対応するピンホルダー１１１２を囲み、各リフトピン１１１６は、対応するピンホルダー１１１２によって支持されている。各リフトピン１１１６は、可動リング２３６と接触している。１つ以上の作動装置１１１０は、１つ以上のピンホルダー１１１２及び１つ以上のリフトピン１１１６を上昇させることができ、これらは次に可動リング２３６を上昇又は下降させる。
【００５５】
図１２は、処理システム１２００の概略上面図である。この処理システム１２００を使用して、本開示の実施態様に従って、図１５及び図１６に示される処理シーケンスを実行し得る。この処理システム１２００の一例が、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズから入手可能なＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）又はＣＥＮＴＲＩＳ（商標）システムである。処理システム１２００は、真空気密処理プラットフォーム１２０２及び工場インターフェース１２０４を備える。処理プラットフォーム１２０２は、真空基板搬送チャンバ１２１２に連結された複数の処理チャンバ１２０６ａ〜ｂ、１２０８ａ〜ｂ、１２１０ａ〜ｂと、真空基板搬送チャンバ１２１２と工場インターフェース１２０４との間に配置され、これらに連結されたロードロックチャンバ１２１４とを備える。
【００５６】
工場インターフェース１２０４は、少なくとも１つの工場インターフェースロボット１２１６、１２１８を備えて、基板の搬送を容易にする。工場インターフェースロボット１２１６、１２１８の各々は、ロボット手首１３０４及びロボットブレード１３０６を備える。工場インターフェース１２０４は、１つ以上の前面開閉一体型ポッド（ＦＯＵＰ）１２２０を受け入れるように構成される。一実施例では、３つのＦＯＵＰが、工場インターフェース１２０４と係合するように構成されている。工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、基板（例えば、基板１１２）を工場インターフェース１２０４から処理プラットフォーム１２０２へ搬送し、この処理プラットフォーム１２０２で、少なくとも１つの搬送ロボット１２２２が、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８から基板を受け取り、次にその基板を処理チャンバ１２０６ａ〜ｂ、１２０８ａ〜ｂ、１２１０ａ〜ｂのいずれかへ搬送する。一実施態様では、処理チャンバ１２０６ａ〜ｂは、ブロック１５０４でプラズマ支援処理を実行するために使用し得る処理チャンバである。処理が完了すると、基板は、搬送ロボット１２２２によってロードロックチャンバ１２１４に搬送される。搬送ロボット１２２２は、ロボット手首１３０４とロボットブレード１３０６を備える。次に、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、ロードロックチャンバ１２１４から基板を取り上げ、それらをＦＯＵＰ１２２０へ戻す。エッジリング２３０及び支持リング２３２の１つ以上のセットを、保管庫１２２４に保管してもよい。
【００５７】
図１３Ａは、上昇位置にあるプロセスキット２０２の概略断面図である。図１３Ｂ及び１３Ｃは、運搬リング１３０２によって保持され、運搬リング１３０２の上面に少なくとも部分的に配置されたプロセスキット２０２の概略上面図及び断面図である。エッジリング２３０は、支持リング２３２上に配置される。搬送ロボット１２２２のロボット手首１３０４及びロボットブレード１３０６（図１３Ｂには図示せず）は、運搬リング１３０２の下に配置されて、運搬リング１３０２とプロセスキット２０２を支持する。ロボット手首１３０４は、ロボットブレード１３０６を横方向と回転方向の両方に動かして、処理システム１２００内のある場所から別の場所へ、エッジリング２３０及び支持リング２３２を備えるプロセスキット２０２を取り出し、搬送し、届ける。支持リング２３２及び／又はエッジリング２３０を処理チャンバ１００内に配置するか、処理チャンバ１００から交換する場合、ロボット手首１３０４は、ロボットブレード１３０６をチャンバ本体１０２の入口ポート１４８に移動させ、この入口ポート１４８を通って、支持リング２３２及び／又はエッジリング２３０は、処理チャンバ１００を通気することなく、処理チャンバ１００内に配置され、取り出される。使用済みの支持リング２３２及び／又はエッジリング２３０が搬送ロボット１２２２によって処理チャンバ１００から取り出されると、１つ以上のハードウェア装置を用いて、運搬リング１３０２から支持リング２３２及び／又はエッジリング２３０を降ろし、新しい支持リング２３２及び／又はエッジリング２３０と交換して、運搬リング１３０２上に載せ、ロボットブレード１３０６によって入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００へ戻す。
【００５８】
図１４Ａは、ロボットブレード１３０６の概略図である。いくつかの実施形態では、ロボットブレード１３０６は、基板１１２をロボットブレード１３０６の部分に触れることから保護するために使用され得る１つ以上のパッド１４０２を備えており、この部分は、ロボットブレード１３０６上に基板１１２を載せて搬送するときに運搬リング１３０２と接触している。パッド１４０２の垂直エッジを、運搬リング１３０２との位置合わせにも使用してよい。ロボットブレード１３０６は、図１４Ｂに示されるように、ロボット手首アダプター１４０４によって支持され得る。
【００５９】
図１５は、本明細書で説明される諸実施例による方法１５００のフローチャートである。図１、２、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、９Ａ、９Ｂ、及び１１と併せて図１５について述べて、処理チャンバ１００内で基板を処理するための手順についてさらに説明する。
【００６０】
方法１５００はブロック１５０２から開始し、図１に示す基板１１２などの半導体基板を、入口ポート１４８の１つを通って、図１に示すように、処理チャンバ１００の処理容積１０６内に配置された基板支持アセンブリ１１０上に載せる。基板支持アセンブリ１１０は、基板１１２の外側エッジ１２６を囲むプロセスキット２０２を備える。プロセスキット２０２は、エッジリング２３０及び支持リング２３２を備える。適切な処理チャンバは、誘導結合プラズマエッチングチャンバなどを含み得る。シリコンエッチングに適合させ得る例示的なエッチングチャンバには、ＣＥＮＴＲＩＳ（商標）ＳＹＭ３（商標）システム又はＰｒｏｄｕｃｅｒ（登録商標）エッチングシステムが含まれており、どちらもカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズから入手可能である。他の製造業者からのものを含む他の適切なプラズマ処理チャンバも利用できると考えられる。
【００６１】
ブロック１５０４では、基板支持アセンブリ１１０に配置された基板１１２が、処理チャンバ１００の処理容積１０６内で処理される。基板１１２の処理の間、基板支持体２０４の一部及びエッジリング２３０の上面３０４は、例えば、図１１に示すように、基板１１２の上面２５０と同一平面上にあり得る。可動リング２３６の位置、したがってエッジリング２３０の位置が、作動機構２５２によって基板１１２の表面に対して調整され、これにより、プラズマ処理の間に形成されるプラズマシース２４８が所望の形状を有するようになる。一実施例では、プラズマシース２４８の形状は、基板１１２の上面２５０のエッジ領域及び／又はすべての部分にわたって平行及び／又は平らな形状を有する。支持リング２３２は、図９Ａ及び９Ｂに示されるように、上部支持リング９０２及び下部支持リング９０４を備えてもよい。エッジリング２３０は、図６Ａ、６Ｂ、及び６Ｃに示されるように、上部エッジリング６０２及び中間エッジリング６０４を、又は図７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃに示されるように、上部エッジリング７０２、中間エッジリング７０４、及び下部エッジリング７０６を備えてもよい。
【００６２】
基板１１２を処理した後、ブロック１５０６で、基板１１２は、基板リフトピン（図示せず）によって持ち上げられ、ロボットブレード１３０６によって入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００の処理容積１０６から取り出される。ここで、基板リフトピンは基板リフトサーボモータ（図示せず）によって制御されている。
【００６３】
ブロック１５０８では、処理チャンバ１００の処理容積１０６内で第１数の基板（例えば、１０、１０００又は１００００枚の基板）が処理されたかどうかが判定される。ブロック１５０８で、「ＮＯ」その数に達していない（つまり、処理された基板は第１数未満である）と判定された場合、手順はブロック１５０２へ戻ることで、処理チャンバ１００内で別の基板１１２を処理し得る。ブロック１５０８で、「ＹＥＳ」その数に達した（つまり、第１数の基板が処理された）と判断された場合、ブロック１５１０で、エッジリング２３０及び支持リング２３２は、処理チャンバ１００を通気することなく、入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００の処理容積１０６から取り出され、保管庫１２２４（図１２）へ搬送される。ブロック１５１０で実行される手順は、少なくともブロック１６０２〜１６１６を含む。これらのブロックは図１６に示されている。
【００６４】
図１６は、本明細書で説明する実施例に従ってブロック１５１０で実行される様々な方法工程のフローチャートである。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、９Ａ、９Ｂ、１１、１２、１３Ａと併せて図１６について述べて、処理チャンバ１００の処理容積１０６からプロセスキットを取り出し、保管庫１２２４にプロセスキットを保管する手順をさらに説明する。この方法を、コントローラ１１６などのコントローラに格納して実行してもよい。
【００６５】
ブロック１６０２で、通常は大気圧環境内にある工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、空の運搬リング１３０２をロードロックチャンバ１２１４内に配置する。この工程では、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は空の運搬リング１３０２を取り出して（それまで空の運搬リング１３０２は、保管庫１２２４内に垂直方向に間隔を置いて配置された複数の棚（図示せず）のうちのある棚（図示せず）に配置されている）、次に、ロードロックチャンバ１２１４内に配置された支持体（図示せず）上に、空の運搬リング１３０２を置く。
【００６６】
ブロック１６０４では、搬送ロボット１２２２が空の運搬リング１３０２を取り上げ、これにより、空の運搬リング１３０２は、搬送ロボット１２２２に連結されたロボットブレード１３０６（図１３）上に配置されるようになる。次に、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２をロードロックチャンバ１２１４から取り出す。ブロック１６０２又はブロック１６０４の間、あるいはブロック１６０２から１６０４の間でも、ロードロックチャンバ１２１４は、真空基板搬送チャンバ１２１２内の圧力と一致する真空圧力まで排気される。ここで、搬送ロボット１２２２は、この真空基板搬送チャンバ１２１２に配置されている。ロードロックチャンバ１２１４と真空基板搬送チャンバ１２１２との間の圧力の均等化により、搬送ロボット１２２２は、ガスの急な流れを引き起こすことなく、ロードロックチャンバ１２１４にアクセスできるようになる。このガスの急な流れにより、ロボットブレード１３０６から運搬リング１３０２が外れることがあり、分離用スリット弁（図示せず）が開かれているので、汚染物質がロードロックチャンバ１２１４から真空基板搬送チャンバ１２１２に流入する可能性もある。
【００６７】
ブロック１６０６では、エッジリング２３０及び支持リング２３２を備えるプロセスキット２０２が、リフトピン１０１２及びそれらに関連する作動装置１１０４によって、処理チャンバ１００の処理容積１０６内の上昇位置へ持ち上げられる。図１３Ａに示すように、上昇位置は、基板支持体２０４の静電チャック２０６の上面よりいくらか上にある。
【００６８】
ブロック１６０８では、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２が配置されたロボットブレード１３０６を、入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００の処理容積１０６内に挿入する。ブロック１６０８では、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２を有するロボットブレード１３０６をプロセスキット２０２の下に移動させる。
【００６９】
ブロック１６１０では、リフトピン１０１２及びそれに関係する作動装置１１０４は、エッジリング２３０及び支持リング２３２を下降させることで、これらを運搬リング１３０２上に配置する。したがって、運搬リング１３０２及びロボットブレード１３０６が、使用済みエッジリング２３０及び支持リング２３２を完全に支持している。
【００７０】
ブロック１６１２では、搬送ロボット１２２２は、ロボットブレード１３０６、運搬リング１３０２、及びプロセスキット２０２を、入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００の処理容積１０６から取り出す。
【００７１】
ブロック１６１４では、搬送ロボット１２２２は、運搬リング１３０２及びプロセスキット２０２をロードロックチャンバ１２１４内に配置された支持体（図示せず）上に配置する。ブロック１６１４の間に、１つ以上の装置を用いてロボットブレード１３０６から運搬リング１３０２とプロセスキット２０２を取り外し、ロボットブレード１３０６を、ロードロックチャンバ１２１４から回収する。ブロック１６１４の間、又はブロック１６１４の実行後、ロードロックチャンバ１２１４は、大気圧又は工場インターフェースロボット１２１６、１２１８が配置されている環境内の圧力に一致する圧力まで通気される。
【００７２】
ブロック１６１６では、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、プロセスキット２０２及び運搬リング１３０２を、保管庫１２２４内に配置された棚の１つへ搬送する。保管庫１２２４に保管されているエッジリング２３０と支持リング２３２の消耗部品（上部エッジリング６０２、上部エッジリング７０２、及び中間エッジリング７０４など）は、第１数の基板の処理の間に浸食されており、ユーザーが保管庫１２２４から撤去し得る。ある場合には、使用済みのエッジリング２３０及び／又は支持リング２３２は、運搬リング１３０２から取り外され、新しいエッジリング２３０及び／又は支持リング２３２と交換される。
【００７３】
ブロック１５１２では、エッジリング２３０及び／又は支持リング２３２の新しいセットが処理チャンバ１００の処理容積１０６内に装填され、手順はブロック１５０２に戻る。ブロック１５１２で実行される手順には、図１７に示すブロック１７０２〜１７１６が含まれる。
【００７４】
図１７は、本明細書で説明する実施例による、ブロック１５１２に記載されている手順を実行するために使用される方法のフローチャートである。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、９Ａ、９Ｂ、１１、１２、１３Ａと併せて図１７について述べて、エッジリング２３０及び支持リング２３２の新しいセットを処理チャンバ１００の処理容積１０６内に装填する手順をさらに説明する。この方法を、コントローラ１１６などのコントローラに格納して実行してもよい。
【００７５】
ブロック１７０２で、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、保管庫１２２４から新しいプロセスキット２０２を備える運搬リング１３０２を取り出し、ロードロックチャンバ１２１４に配置された支持体上にその運搬リングと新しいプロセスキット２０２を配置する。新しいプロセスキット２０２は、新しいエッジリング２３０と新しい支持リング２３２を備え得る。ただし、場合によっては、支持リング２３２を再使用することが望ましい場合がある。それは、処理チャンバ内で形成されるプラズマとの相対位置に起因して、まだいくらかの耐用期間が残っている場合である。
【００７６】
ブロック１７０４では、搬送ロボット１２２２が運搬リング１３０２及び新しいプロセスキット２０２を取り上げ、これにより、運搬リング１３０２及び新しいプロセスキット２０２は、搬送ロボット１２２２に連結されたロボットブレード１３０６（図１３）上に配置されるようになる。次に、搬送ロボット１２２２は、運搬リング１３０２をロードロックチャンバ１２１４から取り出す。ブロック１７０２又はブロック１７０４の間、又はブロック１７０２から１７０４の間でも、ロードロックチャンバ１２１４は、搬送ロボット１２２２が配置されている真空基板搬送チャンバ１２１２内の圧力と一致する真空圧力まで排気される。
【００７７】
ブロック１７０６では、次いで、搬送ロボット１２２２は、運搬リング１３０２及び新しいプロセスキット２０２を処理チャンバ１００の処理容積１０６内に挿入する。次に、リフトピン１０１２は、搬送ロボット１２２２のロボットブレード１３０６からプロセスキット２０２を取り外す。これにより、リフトピン１０１２及びプロセスキット２０２は、処理チャンバ１００の処理容積１０６内の上昇位置に留まる。
【００７８】
ブロック１７０８では、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２が配置されたロボットブレード１３０６を、入口ポート１４８を通って処理チャンバ１００の処理容積１０６から回収する。
【００７９】
ブロック１７１０では、リフトピン１０１２及びそれに関係する作動装置１１０４は、プロセスキット２０２のエッジリング２３０及び支持リング２３２を下降させることで、これらを基板支持体２０４上に配置する。プロセスキット２０２が所定の位置に配置されると、複数の半導体基板上で方法１５００を実行し得る。
【００８０】
ブロック１７１２で、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２をロードロックチャンバ１２１４内に配置する。ブロック１７１２を、この後で実行されるブロック１７１４〜１７１６とともに実行して、その後、又はその間に、方法１５００のブロック１７１０及びブロック１５０２〜１５０８の少なくとも一部を実行してもよい。ブロック１７１２の間、１つ以上の装置を使用して、運搬リング１３０２をロボットブレード１３０６から取り外し、ロボットブレード１３０６をロードロックチャンバ１２１４から回収する。ブロック１７１２の間、又はブロック１７１２が実行された後、ロードロックチャンバ１２１４は、大気圧又は工場インターフェースロボット１２１６及び１２１８が配置されている環境内の圧力に一致する圧力まで通気される。
【００８１】
ブロック１７１４では、工場インターフェースロボット１２１６、１２１８は、空の運搬リング１３０２をロードロックチャンバ１２１４から保管庫１２２４内に配置された棚の１つへ搬送する。
【００８２】
ブロック１７１６では、搬送ロボット１２２２は、空の運搬リング１３０２を保管庫１２２４内に配置する。空の運搬リング１３０２は、通常は、方法１５００のブロック１６０２が後で実行される準備が整うまで、保管庫１２２４に残されている。
【００８３】
本開示の実施例は、プロセスキットの製造コストを削減した状態で、処理チャンバ内で処理されている基板の表面全体でのプラズマ均一性の向上をもたらす。プラズマの均一性と処理歩留まりの間には直接的な相関関係があるため、プラズマの均一性が向上すると、処理の歩留まりが向上する。さらに、本開示を利用するエッジリング及び支持リングは、少なくとも部分的に再使用可能であり、したがって、プラズマ処理の全体的なコストが削減される。さらに、処理チャンバを通気せずに処理チャンバに新しいリングのセットを装填し、使用済みのリングのセットを取り出すことで、顧客に高水準のビジネス影響と経済的影響がもたらされるように、システムの歩留まりは改善され、手作業での予防保全とリング交換は低減される。
【００８４】
上記は特定の実施形態を対象としているが、その基本的範囲から逸脱することなく他の及びさらなる実施形態を創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて決定される。
【図１】
2020115541.tif 000004
【図２Ａ】
2020115541.tif 000005
【図２Ｂ】
2020115541.tif 000006
【図２Ｃ】
2020115541.tif 000007
【図３Ａ】
2020115541.tif 000008
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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