(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、電気的に接地される、トップエッジ電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極は、前記トップエッジ電極と向かい合い、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して互いに電気的に接続される、ボトムエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトム電極と前記ボトムエッジ電極との間に、抵抗器と可変コンデンサとを含み、前記抵抗器の一端は、前記ボトムエッジ電極と前記可変コンデンサとの間に配され、前記抵抗器の他端は、接地される、プラズマ処理チャンバ。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節し、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記可変コンデンサは、１００ｐＦから１０，０００ｐＦまでの間の比較的高い値に設定され、前記抵抗器の値は、１０オームから１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
【請求項５】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、プラズマ処理チャンバ。
【請求項６】
請求項３に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節し、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記可変コンデンサは、１０ｐＦから１００ｐＦまでの間の比較的低い値に設定され、前記抵抗器の値は、１０オームから１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、プラズマ処理チャンバ。
【請求項７】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記トップエッジ電極を取り囲むとともに前記トップエッジ電極に接続されるトップ絶縁リングであって、前記基板に面する前記トップ絶縁リングの表面は、前記基板に面する前記トップエッジ電極の表面と揃っている、トップ絶縁リングと、
前記ボトムエッジ電極を取り囲むとともに前記ボトムエッジ電極に接続されるボトム絶縁リングであって、前記トップ絶縁リングに面する前記ボトム絶縁リングの表面は、前記トップエッジ電極に面する前記ボトムエッジ電極の表面と揃っている、ボトム絶縁リングと、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記トップ絶縁リングおよび前記ボトム絶縁リングは、前記クリーニング用プラズマの閉じ込めを助ける、プラズマ処理チャンバ。
【請求項９】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ボトムエッジ電極または前記トップエッジ電極から最寄りの接地までの距離の、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極との間の距離に対する比は、４：１より大きい、プラズマ処理チャンバ。
【請求項１０】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにプロセスガスを供給するために前記絶縁体板に埋め込まれたガス供給路を備えるプラズマ処理チャンバ。
【請求項１１】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするために前記基板の前記エッジ付近にプロセスガスを供給するためにトップ電極アセンブリに埋め込まれた複数のガス流路を備え、前記トップ電極アセンブリは、前記絶縁体板および前記トップエッジ電極を含む、プロセス処理チャンバ。
【請求項１２】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ電力の周波数は、２ＭＨｚから６０ＭＨｚまでの間である、プラズマ処理チャンバ。
【請求項１３】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記絶縁体板に面する前記基板の表面と前記絶縁体板との間の距離は、１．０ｍｍ未満である、プラズマ処理チャンバ。
【請求項１４】
請求項１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁される、プラズマ処理チャンバ。
【請求項１５】
処理チャンバ内において基板のベベルエッジをクリーニングする方法であって、
前記処理チャンバ内において、高周波（ＲＦ）電源に接続されたボトム電極の上に基板を載置することと、
前記処理チャンバにクリーニング用ガスを流し込むことと、
ＲＦ電源によって前記ボトム電極に電力を供給し、トップエッジ電極を接地することによって、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするために、前記ベベルエッジ付近にクリーニング用プラズマを生成することと、を備え、
前記処理チャンバは、前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むとともに電気的に接地されるトップエッジ電極と、前記ボトム電極を取り囲むとともに前記トップエッジ電極と向かい合うボトムエッジ電極とを含み、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記クリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して、互いに電気的に接続される、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記ＲＦ回路は、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、さらに、
前記絶縁体板と前記基板の前面との間にプラズマが形成されないように、前記基板に面する前記絶縁体板の表面と前記基板との間の距離を１．０ｍｍ未満に維持することを備える方法。
【請求項１９】
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、複数のリフトピンによって前記基板を持ち上げるように構成され、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁され、前記ボトムエッジ電極は、ＲＦ回路を通して前記ボトム電極に電気的に接続され、前記ＲＦ回路は、前記ボトム電極と前記ボトムエッジ電極との間に、抵抗器と可変コンデンサとを含み、前記抵抗器の一端は、前記ボトムエッジ電極と前記可変コンデンサとの間に配され、前記抵抗器の他端は、接地される、ボトムエッジ電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、前記トップエッジ電極は、電気的に接地され、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極とは、互いと向かい合い、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成される、トップエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節し、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記可変コンデンサは、１００ｐＦから１０，０００ｐＦまでの間の比較的高い値に設定され、前記抵抗器の値は、１０オームから１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ＲＦ回路を通して前記ボトムエッジ電極に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
【請求項２１】
処理チャンバのチャンバ内部をクリーニングする方法であって、
前記処理チャンバから基板を取り除くことと、
前記処理チャンバにクリーニング用ガスを流し込むことと、
ＲＦ電源によってボトム電極に電力を供給することによって、前記チャンバ内部をクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成することと、を備え、
ボトムエッジ電極は、前記ボトム電極を取り囲み、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁され、前記ボトムエッジ電極は、可変コンデンサを通して前記ボトム電極に電気的に接続され、前記ボトムエッジ電極は、抵抗器を通して接地され、トップエッジ電極は、前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲み、前記トップエッジ電極は、電気的に接地され、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極とは、互いに向かい合っており、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極、および前記ボトムエッジ電極は、前記クリーニング用プラズマを生成するように構成される、方法。
【請求項２２】
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、電気的に接地される、トップエッジ電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極は、前記トップエッジ電極と向かい合い、前記ボトムエッジ電極は、前記ボトム電極に近い側の端が反対側の端より薄いＬ字型の断面を有し、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して、互いに電気的に接続される、ボトムエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、基板製造技術に関するものであり、特に、基板のベベルエッジ（bevel edge）からエッチング副生成物を除去するための装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体基板（すなわちウエハ）またはフラットパネルディスプレイ製造に使用されるガラスパネル基板などの基板の処理では、プラズマがしばしば用いられる。基板処理時において、基板（すなわちウエハ）は、正方形または長方形の複数のダイに分割される。複数のダイは、それぞれ集積回路になる。基板は、次いで、材料を選択的に除去（またはエッチング）および堆積させる一連の工程で処理される。目標ゲート長からのナノメートル規模の各ズレは、これらのデバイスの動作速度および／または動作性に直接結び付くことがあるので、数ナノメートル規模でトランジスタゲートの微小寸法（ＣＤ）を制御することが、最優先事項である。
【０００３】
通常、基板は、エッチングに先立って硬化エマルションの薄膜（フォトレジストマスクなど）をコーティングされる。次いで、硬化エマルションの領域が選択除去され、下位層の部分が露出される。基板は、次いで、プラズマ処理チャンバ内において、基板支持部構造の上に載置される。次いで、適切な組み合わせのプラズマガスがチャンバに導入され、基板の露出領域をエッチングするためにプラズマが生成される。
【０００４】
エッチングプロセス時において、基板エッジ（すなわちベベルエッジ）付近の上面および底面には、例えば炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、フッ素（Ｆ）などで構成されるポリマなどのエッチング副生成物がしばしば形成される。エッチングプラズマの密度は、基板のエッジ付近で低いのが普通であり、これは、基板ベベルエッジの上面および底面にポリマ副生成物を蓄積させる結果となる。通常、例えば基板エッジから約５ｍｍから約１５ｍｍまでなどの基板のエッジ付近には、ダイが存在しない。しかしながら、幾つかの異なるエッチングプロセスの結果としてベベルエッジの上面および底面に次々に副生成物ポリマ層が堆積されるにつれて、普通は強くて接着性を有する有機結合が、後続の処理工程時には最終的に弱くなる。すると、基板エッジの上面および底面の付近に形成されるポリマ層は、基板搬送中において、しばしば別の基板の上に、剥離するまたは剥がれ落ちると考えられる。例えば、基板は、プラズマ処理システム間を、しばしばカセットと称される十分に清浄な容器を介してセットで移動されるのが普通である。より高い位置にある基板が容器内で再配置されると、ダイが存在する低い基板の上に副生成物の粒子（すなわち剥片）が落下して、デバイス歩留まりに影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
ＳｉＮおよびＳｉＯ2などの誘電体膜ならびにＡｌおよびＣｕなどの金属膜も、ベベルエッジ（上面および底面を含む）上に堆積され、エッチングプロセス時に除去されないことがある。これらの膜も、蓄積し、後続処理工程時に剥がれ落ちて、デバイス歩留まりに影響することがある。また、チャンバ壁など処理チャンバの内部も、エッチング副生成物ポリマを蓄積させることがあり、これは、副生成物の蓄積およびチャンバの粒子問題を回避するために、定期的に除去する必要がある。
【０００６】
上記に鑑みると、ポリマ副生成物および堆積膜の蓄積を回避してプロセス歩留まりを向上させるために基板ベベルエッジ付近およびチャンバ内部のエッチング副生成物、誘電体膜、および金属膜を除去する改良されたメカニズムを提供する装置と方法とが必要とされていることがわかる。
【発明の概要】
【０００７】
概して、開示される実施形態は、ポリマ副生成物および堆積膜の蓄積を回避してプロセス歩留まりを向上させるために基板ベベルエッジ付近およびチャンバ内部のエッチング副生成物、誘電体膜、および金属膜を除去する構造とメカニズムとを提供することによって、ニーズを満たすものである。本発明は、プロセス、装置、またはシステムを含む数々の形態で実現することができる。本発明の幾つかの発明的実施形態が、以下で説明される。
［形態１］
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、電気的に接地される、トップエッジ電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極は、前記トップエッジ電極と向かい合い、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して互いに電気的に接続される、ボトムエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
［形態２］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
［形態３］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトム電極と前記ボトムエッジ電極との間に、抵抗器と可変コンデンサとを含み、前記抵抗器の一端は、前記ボトムエッジ電極と前記可変コンデンサとの間に配され、前記抵抗器の他端は、接地される、プラズマ処理チャンバ。
［形態４］
形態３に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節し、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記可変コンデンサは、約１００ｐＦから約１０，０００ｐＦまでの間の比較的高い値に設定され、前記抵抗器の値は、約１０オームから約１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
［形態５］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、プラズマ処理チャンバ。
［形態６］
形態３に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節し、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記可変コンデンサは、約１０ｐＦから約１００ｐＦまでの間の比較的低い値に設定され、前記抵抗器の値は、約１０オームから約１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、プラズマ処理チャンバ。
［形態７］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記トップエッジ電極を取り囲むとともに前記トップエッジ電極に接続されるトップ絶縁リングであって、前記基板に面する前記トップ絶縁リングの表面は、前記基板に面する前記トップエッジ電極の表面と揃っている、トップ絶縁リングと、
前記ボトムエッジ電極を取り囲むとともに前記ボトムエッジ電極に接続されるボトム絶縁リングであって、前記トップ絶縁リングに面する前記ボトム絶縁リングの表面は、前記トップエッジ電極に面する前記ボトムエッジ電極の表面と揃っている、ボトム絶縁リングと、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
［形態８］
形態７に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記トップ絶縁リングおよび前記ボトム絶縁リングは、前記クリーニング用プラズマの閉じ込めを助ける、プラズマ処理チャンバ。
［形態９］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ボトムエッジ電極または前記トップエッジ電極から最寄りの接地までの距離の、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極との間の距離に対する比は、約４：１より大きい、プラズマ処理チャンバ。
［形態１０］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにプロセスガスを供給するために前記絶縁体板に埋め込まれたガス供給路を備えるプラズマ処理チャンバ。
［形態１１］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、さらに、
前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするために前記基板の前記エッジ付近にプロセスガスを供給するためにトップ電極アセンブリに埋め込まれた複数のガス流路を備え、前記トップ電極アセンブリは、前記絶縁体板および前記トップエッジ電極を含む、プロセス処理チャンバ。
［形態１２］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ電力の周波数は、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの間である、プラズマ処理チャンバ。
［形態１３］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記絶縁体板に面する前記基板の表面と前記絶縁体板との間の距離は、約１．０ｍｍ未満である、プラズマ処理チャンバ。
［形態１４］
形態１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁される、プラズマ処理チャンバ。
［形態１５］
処理チャンバ内において基板のベベルエッジをクリーニングする方法であって、
前記処理チャンバ内において、高周波（ＲＦ）電源に接続されたボトム電極の上に基板を載置することと、
前記処理チャンバにクリーニング用ガスを流し込むことと、
ＲＦ電源によって前記ボトム電極に電力を供給し、トップエッジ電極を接地することによって、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするために、前記ベベルエッジ付近にクリーニング用プラズマを生成することと、を備え、
前記処理チャンバは、前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むとともに電気的に接地されるトップエッジ電極と、前記ボトム電極を取り囲むとともに前記トップエッジ電極と向かい合うボトムエッジ電極とを含み、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記クリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して、互いに電気的に接続される、方法。
［形態１６］
形態１５に記載の方法であって、
前記ＲＦ回路は、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板にそして前記ボトムエッジ電極に前記ＲＦ回路を通して供給されるＲＦ電力によって、電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、方法。
［形態１７］
形態１５に記載の方法であって、
前記ＲＦ回路は、前記ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、前記ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節され、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ボトム電極の上に配された前記基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極および前記ボトムエッジ電極の両方へ接地される、方法。
［形態１８］
形態１５に記載の方法であって、さらに、
前記絶縁体板と前記基板の前面との間にプラズマが形成されないように、前記基板に面する前記絶縁体板の表面と前記基板との間の距離を１．０ｍｍ未満に維持することを備える方法。
［形態１９］
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、複数のリフトピンによって前記基板を持ち上げるように構成され、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁され、前記ボトムエッジ電極は、ＲＦ回路を通して前記ボトム電極に電気的に接続され、前記ＲＦ回路は、前記ボトム電極と前記ボトムエッジ電極との間に、抵抗器と可変コンデンサとを含み、前記抵抗器の一端は、前記ボトムエッジ電極と前記可変コンデンサとの間に配され、前記抵抗器の他端は、接地される、ボトムエッジ電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、前記トップエッジ電極は、電気的に接地され、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極とは、互いと向かい合い、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成される、トップエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
［形態２０］
形態１７に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記ＲＦ回路を前記ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節し、前記ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部が前記ボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、前記可変コンデンサは、約１００ｐＦから約１０，０００ｐＦまでの間の比較的高い値に設定され、前記抵抗器の値は、約１０オームから約１００，０００オームまでの間であり、前記生成されるクリーニング用プラズマは、前記ＲＦ回路を通して前記ボトムエッジ電極に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、前記トップエッジ電極を地帰路として有する、プラズマ処理チャンバ。
［形態２１］
処理チャンバのチャンバ内部をクリーニングする方法であって、
前記処理チャンバから基板を取り除くことと、
前記処理チャンバにクリーニング用ガスを流し込むことと、
ＲＦ電源によってボトム電極に電力を供給することによって、前記チャンバ内部をクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成することと、を備え、
ボトムエッジ電極は、前記ボトム電極を取り囲み、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁され、前記ボトムエッジ電極は、可変コンデンサを通して前記ボトム電極に電気的に接続され、前記ボトムエッジ電極は、抵抗器を通して接地され、トップエッジ電極は、前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲み、前記トップエッジ電極は、電気的に接地され、前記トップエッジ電極と前記ボトムエッジ電極とは、互いに向かい合っており、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極、および前記ボトムエッジ電極は、前記クリーニング用プラズマを生成するように構成される、方法。
［形態２２］
基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバであって、
前記基板を受けるように構成されたボトム電極であって、高周波（ＲＦ）電源に接続される、ボトム電極と、
前記ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極であって、電気的に接地される、トップエッジ電極と、
前記ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極であって、前記ボトムエッジ電極は、前記トップエッジ電極と向かい合い、前記ボトムエッジ電極は、前記ボトム電極に近い側の端が反対側の端より薄いＬ字型の断面を有し、前記トップエッジ電極、前記ボトム電極の上に配された前記基板、および前記ボトムエッジ電極は、前記基板の前記ベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成され、前記ボトムエッジ電極と前記ボトム電極とは、前記ボトム電極の上に配された前記基板と、前記ボトムエッジ電極と、前記トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して、互いに電気的に接続される、ボトムエッジ電極と、
を備えるプラズマ処理チャンバ。
【０００８】
一実施形態では、基板のベベルエッジをクリーニング（洗浄）するように構成されたプラズマ処理チャンバが提供される。プラズマ処理チャンバは、基板を受けるように構成されたボトム電極を含み、該ボトム電極は、高周波（ＲＦ）電源に接続される。プラズマ処理チャンバは、また、ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極を含む。トップエッジ電極は、電気的に接地される。プラズマ処理チャンバは、さらに、ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極を含む。ボトムエッジ電極は、トップエッジ電極と向かい合う。トップエッジ電極、ボトム電極の上に配された基板、およびボトムエッジ電極は、基板のベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成される。ボトムエッジ電極とボトム電極とは、ボトム電極の上に配された基板と、ボトムエッジ電極と、トップエッジ電極との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して互いに電気的に接続される。
【０００９】
別の実施形態では、処理チャンバ内において基板のベベルエッジをクリーニングする方法が提供される。その方法は、処理チャンバ内において、高周波（ＲＦ）電源に接続されたボトム電極の上に基板を載置することを含む。その方法は、また、処理チャンバにクリーニング用ガスを流し込むことを含む。その方法は、さらに、ＲＦ電源によってボトム電極に電力を供給し、トップエッジ電極を接地することによって、基板のベベルエッジをクリーニングするために該ベベルエッジ付近にクリーニング用プラズマを生成することを含む。処理チャンバは、ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極を含む。トップエッジ電極は、電気的に接地される。ボトムエッジ電極は、ボトム電極を取り囲み、トップエッジ電極と向かい合う。トップエッジ電極、ボトム電極の上に配された基板、およびボトムエッジ電極は、クリーニング用プラズマを生成するように構成される。ボトムエッジ電極とボトム電極とは、基板の間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して互いに電気的に接続される。
【００１０】
別の実施形態では、基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバが提供される。プラズマ処理チャンバは、基板を受けるように構成されたボトム電極を含む。ボトム電極は、複数のリフトピンによって基板を持ち上げるように構成され、高周波（ＲＦ）電源に接続される。プラズマ処理チャンバは、また、ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極を含む。ボトムエッジ電極とボトム電極とは、ボトム誘電体リングによって互いに電気的に絶縁され、ボトムエッジ電極は、ＲＦ回路を通してボトム電極に電気的に接続される。ＲＦ回路は、抵抗器と、ボトム電極とボトムエッジ電極との間の可変コンデンサとを含み、抵抗器の一端は、ボトムエッジ電極と可変コンデンサとの間に配され、抵抗器の他端は、接地される。プラズマ処理チャンバは、さらに、ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極を含む。トップエッジ電極は、電気的に接地される。トップエッジ電極とボトムエッジ電極とは、互いに向かい合う。トップエッジ電極、ボトム電極、およびボトムエッジ電極は、基板のベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成される。
【００１１】
さらに別の実施形態では、基板のベベルエッジをクリーニングするように構成されたプラズマ処理チャンバが提供される。プラズマ処理チャンバは、基板を受けるように構成されたボトム電極を含む。ボトム電極は、高周波（ＲＦ）電源に接続される。プラズマ処理チャンバは、また、ボトム電極と向かい合う絶縁体板を取り囲むトップエッジ電極を含む。トップエッジ電極は、電気的に接地される。プラズマ処理チャンバは、さらに、ボトム電極を取り囲むボトムエッジ電極を含む。ボトムエッジ電極は、トップエッジ電極と向かい合う。ボトムエッジ電極は、ボトム電極に近い側の端が反対側の端より薄いＬ字型の断面を有する。トップエッジ電極、ボトム電極の上に配された基板、およびボトムエッジ電極は、基板のベベルエッジをクリーニングするためにクリーニング用プラズマを生成するように構成される。ボトムエッジ電極とボトム電極とは、基板の間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路を通して互いに電気的に接続される。
【００１２】
本発明の原理を例として示した添付の図面に関連させた以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【００１３】
本発明は、添付の図面に関連させた以下の詳細な説明によって容易に理解される。ここで、類似の参照符号は、類似の構成要素を示すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、対をなすトップエッジ電極とボトムエッジ電極とを伴う基板エッチングシステムの概略図を示している。
【図１Ａ−１】本発明の一実施形態にしたがって、抵抗器１５２に代わる別の実施形態を示している。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、図１Ａの領域Ｂを拡大して示している。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態にしたがって、図１Ａの領域Ａを拡大して示している。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態にしたがって、可変コンデンサが低い値に調節された場合にボトムエッジ電極が接地されることを示している。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態にしたがって、ＲＦ電力を供給された基板と、接地されたトップエッジ電極と、接地されたボトムエッジ電極とによって生成されるベベルエッジ・クリーニング用プラズマを示している。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態にしたがって、可変コンデンサが高い値に調節された場合にボトム電極に供給されるＲＦ電力の一部がボトムエッジ電極に供給されることを示している。
【図１Ｇ】本発明の一実施形態にしたがって、ＲＦ電力を供給された基板およびボトムエッジ電極と、接地されたトップエッジ電極とによって生成されるベベルエッジ・クリーニング用プラズマを示している。
【図２Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、ベベルエッジ・クリーニング用プラズマを生成するプロセスフローを示している。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、ベベルエッジ・クリーニング用プラズマを生成する別のプロセスフローを示している。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態にしたがって、チャンバ内部クリーニング用プラズマを生成するプロセスフローを示している。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態にしたがって、チャンバ内部クリーニング用プラズマを生成する別のプロセスフローを示している。
【図３Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、対をなすトップエッジ電極とボトムエッジ電極とを伴う基板エッチングシステムの概略図を示している。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態にしたがって、ＲＦ電力を供給されたボトム電極およびボトムエッジ電極と、接地されたトップエッジ電極とによって生成されるベベルエッジ・クリーニング用プラズマを示している。
【図４Ａ】本発明の一実施形態にしたがって、図１Ｅと同様にベベルエッジ・クリーニングを行うための処理チャンバの一部を示している。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態にしたがって、図１Ｅと同様にベベルエッジ・クリーニングを行うための処理チャンバの一部を示している。
【図４Ｃ】本発明のさらに別の実施形態にしたがって、図１Ｅと同様にベベルエッジ・クリーニングを行うための処理チャンバの一部を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ポリマ副生成物および膜の蓄積を回避してプロセス歩留まりを向上させるために基板ベベルエッジ付近およびチャンバ内部のエッチング副生成物、誘電体膜、および金属膜を除去するための改良された構造とメカニズムとについての、幾つかの代表的な実施形態である。当業者ならば、本明細書に記載される具体的詳細の一部または全部を伴わずとも本発明が実施され得ることが、明らかである。
【００１６】
図１Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、ベベルエッジをクリーニングするためのチャンバ１００を示している。チャンバ１００は、基板１５０を上に載せた基板支持部１４０を有する。基板支持部１４０は、電極であり、ＲＦ（高周波）電源１２３によって電力を供給される。基板支持部は、下部電極１４０と呼ぶこともできる。別の実施形態では、基板支持部１４０は、静電チャックである。下部電極１４０と向かい合うのは、絶縁体板１６３である。一実施形態では、プロセスガスを提供するために、絶縁体板１６３の中央にガス供給路１６１が接続される。基板支持部は、ＲＦ電力を供給されるかまたは接地されるかであってもよい。基板１５０は、図１Ａの領域Ｂおよび図１Ｂの拡大された領域Ｂに示されるように、基板のエッジの上面と底面とを含むベベルエッジ１１７を有する。図１Ｂでは、ベベルエッジ１１７は、太い実線と曲線とで強調表示されている。
【００１７】
下部電極１４０のエッジを取り囲むものとして、アルミニウム（Ａｌ）、陽極酸化アルミ、ケイ素（Ｓｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの導電性材料で作成されるボトムエッジ電極１２０がある。材料がアルミニウムまたは陽極酸化アルミである場合は、エッチング化学物質による腐食からアルミニウムを保護するために、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）の層をアルミニウムにコーティングすることができる。腐食されたアルミニウムは、剥がれ落ちて、粒子の問題を生じる可能性がある。下部電極１４０とボトムエッジ電極１２０との間には、下部電極１４０とボトムエッジ電極１２０とを電気的に隔てるボトム誘電体リング１２１がある。一実施形態では、基板１５０は、ボトムエッジ電極１２０と接触していない。ボトムエッジ電極１２０の外側には、基板１５０に面するボトムエッジ電極１２０の表面を延長する別のボトム絶縁リング１２５がある。ボトム誘電体リング１２１およびボトム絶縁リング１２５は、セラミックまたはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁材料で作成することができる。ボトムエッジ電極１２０は、下部フォーカスリング１２４に電気的にかつ物理的に接続される。
【００１８】
ボトムエッジ電極とボトム電極とは、ボトム電極１４０の上に配された基板１５０と、ボトムエッジ電極１２０と、トップエッジ電極１１０との間を流れるＲＦ電流の量を調整するように調節可能であるＲＦ回路１５５を通して互いに電気的に接続される。一実施形態では、下部フォーカスリング１２４は、下部電極１４０用のＲＦ電源１２３に電気的に接続される。下部フォーカスリング１２４は、絶縁リング１２２によって、下部電極１４０から電気的にかつ物理的に隔てられる。絶縁リング１２２は、セラミックまたはアルミナなどの誘電体材料で作成される。下部フォーカスリング１２４は、接地される。接地とフォーカスリング１２４との間には、抵抗器１５２がある。あるいは、本発明の別の実施形態にしたがって、図１Ａ−１に示されるように、抵抗器１５２は、コンデンサ１５３に並列に接続された抵抗器１５４で置き換えられる。下部フォーカスリング１２４と、下部電極１４０の電源との間には、可変コンデンサ１５１がある。一実施形態では、可変コンデンサ１５１と、抵抗器１５２とが、ＲＦ回路を構成する。あるいは、可変コンデンサ１５１と、コンデンサ１５３を伴う抵抗器１５４とが、ＲＦ回路を構成する。
【００１９】
ボトム電極１４０は、ボトム電極アセンブリを上下に移動可能にする移動メカニズム１３０に接続される。ボトム電極アセンブリは、ボトム電極１４０と、ボトムエッジ電極１２０と、ボトム誘電体リング１２１と、ボトム絶縁リング１２５と、絶縁リング１２２とを含む。
【００２０】
絶縁体板１６３を取り囲むのは、トップエッジ電極１１０であり、下部エッジ電極１２０と向かい合う。トップエッジ電極１１０は、アルミニウム（Ａｌ）、陽極酸化アルミ、ケイ素（Ｓｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの導電性材料で作成することができる。一実施形態では、トップエッジ電極１１０と絶縁体板１６３との間は、トップ誘電体リング１１１である。トップエッジ電極１１０の外側には、基板１５０に面するトップエッジ電極１１０の表面を延長するトップ絶縁リング１１５がある。トップエッジ電極１１０は、トップ電極１６０に電気的にかつ物理的に接続され、トップ電極１６０は、接地される。トップ電極と絶縁体板１６３との間には、トップエッジ電極１１０とトップ誘電体リング１１１との間の開口１６５へ処理ガスが流れることを可能にする複数の流路１６４がある。複数の流路１６４は、トップ電極１６０を越えて延びて、トップ誘電体リング１１１とトップ電極１６０との間に、そしてトップエッジ電極１１０とトップ誘電体リング１１１との間に到る。開口１６５付近の流路１６４の部分は、円Ａで囲われ、図１Ｃに拡大されている。プロセスガスは、開口１６５を通ってベベルエッジ領域内に到るように、または上部中央のガス供給路１６１および絶縁体板１６３と基板１５０との間の隙間を通るように、供給することができる。また、チャンバ壁１７０は、接地される。トップ電極１６０、トップエッジ電極１１０、トップ誘電体リング１１１、トップ絶縁リング１１５、絶縁リング１１２、および絶縁体板１６３は、トップ電極アセンブリを形成する。
【００２１】
ベベルエッジ・クリーニング時において、トップエッジ電極１１０は、トップ電極１６０を通して接地される。ボトム電極１４０は、ＲＦ電源１２３によって電力を供給される。上述のように、ボトムエッジ電極１２０は、下部フォーカスリング１２４に電気的に接続され、該下部フォーカスリングは、抵抗器１５２および可変コンデンサ１５１に接続される。上述のように、抵抗器１５２は、図１Ａ−１に示されるように、コンデンサ１５３に並列に接続された抵抗器１５４で置き換えることができる。一実施形態では、抵抗器１５２の抵抗は、約１０オームから約１００，０００オームまでの間である。一実施形態では、抵抗器１５４の抵抗は、約１０オームから約１００，０００オームまでの間であり、コンデンサ１５３の容量は、約１０ｐＦから約１０００ｐＦまでの間である。もしコンデンサ１５１が、約１０ピコファラッド（ｐＦ）から約１００ｐＦまでの間などの低い値（低容量）に調節された場合は、ボトムエッジ電極は、図１Ｄに示されるように、接地される。ボトム電極１４０は、プラズマを生成するために、ウエハ１５０にＲＦ電力を提供する。基板１５０と絶縁体板１６３との間の間隔は、絶縁体板１６３下方の基板表面上にプラズマが生成されないように、１．０ｍｍ未満のように非常に小さく維持される。図１Ｅに示されるように、ボトムエッジ電極１２０およびトップエッジ電極１１０を接地して電気的帰路を提供することによって、ベベルエッジをクリーニングするために基板１５０のエッジ付近にプラズマを生成することができる。
【００２２】
一実施形態では、ＲＦ回路は、ＲＦ電源によって生成されるＲＦ電力の一部がボトムエッジ電極に到ることを可能にするために、ＲＦ電源の共振周波数に近い共振周波数に調節される。生成されるクリーニング用プラズマは、ボトム電極の上に配された基板にそしてＲＦ回路を通してボトムエッジ電極に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、トップエッジ電極を地帰路として有する。
【００２３】
別の実施形態では、ＲＦ回路は、ボトムエッジ電極を接地された状態に近づけるために、ＲＦ電源の共振周波数とは大きく異なる共振周波数に調節される。生成されるクリーニング用プラズマは、ボトム電極の上に配された基板に供給されるＲＦ電力によって電力を供給され、トップエッジ電極およびボトムエッジ電極の両方へ接地される。
【００２４】
もしコンデンサ１５１が、約１００ｐＦから約１０，０００ｐＦまでの間など高い値（高容量）に調節される場合は、ＲＦ電源１２３からのＲＦ電力の一部は、図１Ｆに示されるように、下部エッジ電極に供給される。ただし、主となるＲＦ電力から通常９０度未満ずれた異なる位相である。上述のように、抵抗器１５２は、図１Ａ−１に示されるように、コンデンサ１５３に並列に接続された抵抗器１５４で置き換えることができる。この場合は、ボトムエッジ電極１２０が、そしてボトム電極を通してウエハ１５０が、ともに、プラズマを生成するためにＲＦ電力を供給する。トップエッジ電極１１０は、図１Ｇに示されるように、プラズマのための帰路を提供する。ボトムエッジ電極１２０によって提供されるＲＦ電力の量は、可変コンデンサ１５１を調整することによって調節することができる。コンデンサ１５１および抵抗器１５２は、ベベルエッジ・クリーニングチャンバに対して新しいプロセス用のノブを可能にする。
【００２５】
基板ベベルエッジ・クリーニングプロセス時において、ＲＦ電源１２３は、クリーニング用プラズマを生成するために、約２ＭＨｚから約１３ＭＨｚまでの間の周波数のＲＦ電力を、そして約１００ワットから約２０００ワットまでの電力を供給する。クリーニング用プラズマは、トップ誘電体リング１１１、トップエッジ電極１１０、トップ絶縁リング１１５、ボトム誘電体リング１２１、ボトムエッジ電極１２０、およびボトム絶縁リング１２５によって閉じ込められるように構成される。（１種または２種以上の）クリーニング用ガスは、絶縁体板１６３の中央付近のガス供給路１６１を通して、またはガス流路１６４を通して開口１６５へ、供給することができる。クリーニング用ガスは、ガス供給路１６１およびガス流路１６４の両方を通して供給することもできる。例えば、ある種類のガスがガス供給路１６１を通して供給され、別の種類のガスがガス流路１６４を通して供給される。別の例では、プロセスガス混合の合計のうちの一定の割合がガス供給路１６１を通して供給され、残りのガス混合がガス流路１６４を通して供給される。あるいは、処理チャンバ１００のその他の部分に設けられた（１つまたは２つ以上の）ガス供給路を通して（１種または２種以上の）クリーニング用ガスを供給することもできる。
【００２６】
エッチング副生成物ポリマをクリーニングするため、クリーニング用ガスは、Ｏ2などの酸素含有ガスを含むことができる。一実施形態では、ポリマをクリーニングするために、ＣＦ4、ＳＦ6、またはＣ2Ｆ6などのフッ素含有ガスを、１０％未満などの、幾らかの量で添加することもできる。また、Ｎ2などの窒素含有ガスをガス混合に含ませることもできる。窒素含有ガスは、酸素含有ガスの解離を助ける。ガスを希薄化するためおよび／またはプラズマを維持するために、ＡｒまたはＨｅなどの不活性ガスを添加することもできる。ベベルエッジ１１７において、ＳｉＮまたはＳｉＯ2などの（１枚または２枚以上の）誘電体膜をクリーニングするために、ＣＦ4、ＳＦ6、または両ガスの組み合わせなどのフッ素含有ガスを使用することができる。フッ素含有ガスを希薄化するためおよび／またはクリーニング用プラズマを維持するために、ＡｒまたはＨｅなどの不活性ガスを使用することもできる。ベベルエッジ１１７において、ＡｌまたはＣｕなどの（１枚または２枚以上の）金属膜をクリーニングするために、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、または両ガスの組み合わせなどの塩素含有ガスを使用することができる。塩素含有ガスを希薄化するためおよび／または（１枚または２枚以上の）金属膜をクリーニングするためのプラズマを維持するために、ＡｒまたはＨｅなどの不活性ガスを使用することもできる。
【００２７】
一実施形態では、トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０との間の間隔ＤEEは、ボトムエッジ電極１２０またはトップエッジ電極１１０から最寄りの接地までの距離（ＤW）と比べて比較的小さい。一実施形態では、間隔ＤEEは、約０．５ｃｍから約２．５ｃｍまでの間である。一実施形態では、比率ＤW／ＤEEは、約４：１より大きく、これは、プラズマの閉じ込めを確実にする。一実施形態では、ＤWは、ボトムエッジ電極１２０から最寄りの接地されたチャンバ壁１７０までの距離である。チャンバ圧力は、ベベルエッジ・クリーニングプロセス時において、約１００ミリトールから約２トールまでの間に維持される。一実施形態では、絶縁体板１６３と基板１５０との間の間隔ＤSは、ベベルエッジ・クリーニングプロセス時にトップ電極１６０と基板１５０との間にプラズマが形成されないことを確実にするために、約１．０ｍｍ未満である。別の実施形態では、ＤSは、０．４ｍｍ未満である。
【００２８】
図１Ｅおよび図１Ｇにおいて生成されるプラズマは、クリーニング用の容量結合プラズマである。あるいは、ボトムエッジ電極１２０は、誘電体材料に埋め込まれた誘導コイルで置き換えることができる。この実施形態では、コンデンサ１５１は高い値に設定され、ＲＦ電力が誘導コイルに供給される。ベベルエッジをクリーニングするために生成されるプラズマは、（ボトム電極１４０によって生成される）容量結合プラズマと（ボトムエッジ電極１２０によって生成される）誘導結合プラズマとの混合である。誘導結合プラズマは、一般に、容量結合プラズマより高い密度を有し、ベベルエッジを効率的にクリーニングすることができる。
【００２９】
基板エッジ付近において、トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０との間に生成されるプラズマは、基板の基板ベベルエッジをクリーニングする。クリーニングは、基板ベベルエッジにおけるポリマの蓄積を減少させるのに有用であり、これは、デバイス歩留まりに影響する粒子欠陥の可能性を低減または排除する。
【００３０】
図２Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、基板のベベルエッジをクリーニングするためのプロセスフロー２００を示している。プロセスは、処理チャンバ内においてボトム電極の上に基板を載置する工程２０１から開始する。プロセスは、ガス供給路を通して（１種または２種以上の）クリーニング用ガスを処理チャンバに流し込む工程２０２に続く。ガス供給路は、クリーニング用ガスを、処理チャンバの中央または処理チャンバの端に供給することができる。工程２０３では、次いで、ＲＦ電源を使用してボトム電極に電力を供給し、トップエッジ電極およびボトムエッジ電極を接地することによって、基板のベベルエッジ付近にクリーニング用プラズマが生成される。この実施形態の場合、ボトムエッジ電極とボトム電極との間の可変コンデンサは、低い値に設定される。
【００３１】
図２Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、基板のベベルエッジをクリーニングするための別のプロセスフロー２５０を示している。プロセスは、処理チャンバ内において基板をボトム電極の上に載置する工程２５１から開始する。プロセスは、ガス供給路を通して（１種または２種以上の）クリーニング用ガスを処理チャンバに流し込む工程２５２に続く。ガス供給路は、クリーニング用ガスを、ウエハの中央またはウエハのエッジに供給することができる。工程２５３では、次いで、ＲＦ電源を使用してボトム電極およびボトムエッジ電極に電力を供給し、トップエッジ電極を接地することによって、基板のベベルエッジ付近にクリーニング用プラズマが生成される。この実施形態の場合、ボトム電極とボトムエッジ電極との間の可変コンデンサは、高い値に設定される。
【００３２】
図１Ｅにおいて上述されたように、ＲＦ電源１２３は、接地されたトップエッジ電極１１０およびボトムエッジ電極１２０とともにクリーニング用プラズマを生成するために、ＲＦ電力を供給し、該電力は、基板１５０を通して送られる。クリーニング用プラズマは、ベベルエッジ周辺にあって、該ベベルエッジをクリーニングする。ＲＦが基板を直接通るので、ベベルエッジ付近の基板表面は、ＤＣ電位を有する。基板上のＤＣ電位は、ベベルエッジにおけるイオンエネルギおよびエッチング速度を高くする。同様に、図１Ｇに示される実施形態は、基板１５０およびボトムエッジ電極１２０にＲＦ電力を供給され尚かつトップエッジ電極１１０を接地されており、やはり、ベベルエッジ付近の基板表面上にＤＣ電位を有する。
【００３３】
図１Ａに示される構成は、チャンバ内部をクリーニングするためにプラズマを生成するためにも使用することができる。チャンバ内部クリーニング時において、基板１５０は、処理チャンバ１００から取り除かれる。したがって、プロセスは、ウエハレス自動クリーニング（ＷＡＣ：waferless autoclean）とも呼ぶことができる。一実施形態では、処理チャンバ内の圧力は、５００ミリトール未満に維持される。より低いチャンバ圧力は、チャンバ内部全体にクリーニング用プラズマを拡散可能にする。ウエハレス自動クリーニング（またはチャンバ内部クリーニングとも呼ばれる）では、絶縁体板１６３と基板１５０との間の距離ＤSが約１．０ｍｍ未満であることを要求する距離要件を満たす必要がなくなる。同様に、トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０との間の間隔ＤEEが約０．５ｃｍから約２．５ｃｍまでの間であることを要求する間隔要件も不要である。チャンバ内部クリーニング用プラズマは、トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０との間またはトップ絶縁リング１１５とボトム絶縁リング１２５との間に閉じ込められる必要はない。徹底したクリーニングのためには、クリーニング用プラズマは、チャンバ内部全体に拡散する必要がある。
【００３４】
ＷＡＣ（またはチャンバ内部クリーニング）時において、一実施形態では、ＲＦ電力はボトム電極１４０に供給され、可変コンデンサ１５１は低い値に調節される。トップエッジ電極１１０およびボトムエッジ電極１２０は、ともに接地される。別の実施形態では、ＲＦ電源１２３からのＲＦ電力の一部がボトムエッジ電極に到ることを可能にし、より高密度のクリーニング用プラズマを処理チャンバの端付近に生成して、チャンバ壁またはチャンバ壁付近の構成要素のより効率的なクリーニングを可能にするために、可変コンデンサを高い値に設定することができる。
【００３５】
上述のように、ベベルエッジをクリーニングするには、使用されるＲＦ電力の周波数は、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの間、または複数の周波数の混合である。チャンバ内部をクリーニングするには、ＲＦ電力の周波数は、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの間、または複数の周波数の混合である。チャンバ内部をクリーニングするために使用されるプラズマは、ベベルエッジをクリーニングするために使用されるプラズマより高いプラズマ密度を有するのが普通である。したがって、チャンバ内部をクリーニングするために使用されるＲＦ電力は、ベベルエッジをクリーニングするために使用されるＲＦ電力より高い（１つまたは２つ以上の）周波数を有する。一実施形態では、ＲＦ電源１２３は、二重周波数発電器（dual frequency power generator）である。
【００３６】
ＷＡＣの実施には、チャンバ内部に蓄積される残留物質に応じて異なる化学物質を利用することができる。蓄積される残留物質は、フォトレジスト、または酸化物および窒化物などの誘電体材料、またはタンタル、窒化タンタル、アルミニウム、シリコン、もしくは銅などの導電性材料であってよい。上記の材料は、例に過ぎず、発明の概念は、利用可能なその他の誘電体材料または導電性材料にも適用することができる。
【００３７】
図２Ｃは、本発明の一実施形態にしたがって、基板のベベルエッジをクリーニングするためのプロセスフロー２７０を示している。プロセスは、処理チャンバ内に基板があると仮定して、処理チャンバから基板を取り除く随意の工程２７１から開始する。処理チャンバ内に基板（すなわちウエハ）がない場合には、そのままチャンバ内部クリーニング（またはＷＡＣ）を開始させることができる。この状況下では、工程２７１は不要である。プロセスは、ガス供給路を通して処理チャンバに（１種または２種以上の）クリーニング用ガスを流し込む工程２７２に続く。ガス供給路は、処理チャンバの中央または処理チャンバの端にクリーニング用ガスを供給することができる。工程２７３では、次いで、ＲＦ電源を使用してボトム電極に電力を供給し、トップエッジ電極およびボトムエッジ電極を接地することによって、処理チャンバの内側にクリーニング用プラズマが生成される。この実施形態の場合、ボトムエッジ電極とボトム電極との間の可変コンデンサは、低い値に設定される。
【００３８】
図２Ｄは、本発明の一実施形態にしたがって、基板のベベルエッジをクリーニングするための別のプロセスフロー２９０を示している。プロセスは、もし処理チャンバ内に基板がある場合は、処理チャンバから基板を取り除く、省略可能な工程２９１から開始する。処理チャンバ内に基板（すなわちウエハ）がない場合には、そのままチャンバ内部クリーニング（またはＷＡＣ）を開始させることができる。この状況下では、工程２９１は不要である。プロセスは、ガス供給路を通して処理チャンバに（１種または２種以上の）クリーニング用ガスを流し込む工程２９２に続く。ガス供給路は、ウエハの中央またはウエハのエッジにクリーニング用ガスを供給することができる。工程２９３では、次いで、ＲＦ電源を使用してボトム電極およびボトムエッジ電極に電力を供給し、トップエッジ電極を接地することによって、処理チャンバ内にクリーニング用プラズマが生成される。この実施形態の場合、ボトム電極とボトムエッジ電極との間の可変コンデンサは、高い値に設定される。
【００３９】
図１Ａおよび図１Ｄ〜１Ｇにおいて説明された実施形態は、ボトム電極１４０の上にウエハ１５０を載置されている。あるいは、図３Ａに示されるように、ボトム電極には、該ボトム電極１４０から基板１５０を持ち上げることができるリフトピン１４５を設けることができる。一実施形態では、基板１５０とボトム電極１４０との間の距離は、約０．０５ｍｍから約０．９５ｍｍまでの間である。基板１５０と絶縁体板１６３との間の距離は、基板１５０の表面と絶縁体板１６３との間にプラズマが形成されないように、例えば約１．０ｍｍ未満のように小さく維持される。好ましい一実施形態では、この距離は、０．４ｍｍ未満に維持される。基板１５０は、ボトム電極１４０に接触しないこととなるので、プラズマを生成するためにＲＦ電力が基板１５０を通ることはない。ＲＦ回路は、ベベルエッジ付近にプラズマを生成するためにＲＦ電力の一部がボトムエッジ電極１２０に到ることを可能にするように調節される。一実施形態では、可変コンデンサは、ベベルエッジ付近にプラズマを生成するためにＲＦ電力の一部がボトムエッジ電極１２０に行くことを可能にするように高い値に設定される。
【００４０】
図３Ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、クリーニング用プラズマの電子の流れを示している。ボトム電極１４０と、ウエハの底との間の隙間は小さい（＜約１．０ｍｍ）ので、基板の裏側にプラズマは形成されない。生成されるプラズマは、ボトムエッジ電極１２０とトップエッジ電極１１０との間の領域内である。
【００４１】
図４Ａは、ボトムエッジ電極１２０’の一部およびボトム絶縁体リング１２５がトップエッジ電極１１０およびトップ絶縁体リング１１５のもっと近くに設計されたボトムエッジ電極１２０’の別の実施形態を示している。図１Ｅに示されるエッジ電極と同様に、ボトムエッジ電極１２０およびトップエッジ電極１１０を接地して電気的帰路を提供することによって、基板１５０のエッジ付近に、ベベルエッジをクリーニングするためにプラズマを生成することができる。しかしながら、この設計では、より優れたプラズマ閉じ込めが可能である。トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０’の高い部分との間の距離ＤEEIIは、トップエッジ電極１１０とボトムエッジ電極１２０’の低い部分との間の距離ＤEEIより小さい。上述のように、より小さいＤEEIIは、プラズマの閉じ込めを助ける。一実施形態では、ＤEEI対ＤEEIIの比は、約２：１である。あるいは、図４Ｂに示されるように、ボトム電極１２０を平面にする一方で、トップエッジ電極１１０’を「Ｌ」字型にして、トップエッジ電極１１０’とボトムエッジ電極１２０との間の距離ＤEEII’を小さくすることによって、プラズマをより閉じ込めやすくする。さらに別の実施形態では、図４Ｃに示されるように、トップエッジ電極１１０’およびボトムエッジ電極１２０’の両方を「Ｌ」字型にして、トップエッジ電極１１０’とボトムエッジ電極１２０’との間の距離ＤEEII”を小さくすることによって、プラズマをより閉じ込めやすくする。
【００４２】
ベベルエッジおよびチャンバ内部をクリーニングするための改良された装置と方法とは、基板上またはチャンバ内部のエッチング副生成物および堆積膜の蓄積を低減させ、デバイス歩留まりを向上させる。
【００４３】
以上の発明は、理解の明瞭化のために、幾分詳細に説明されてきた。しかしながら、添付の特許請求の範囲内において特定の変更および修正がなされ得ることは明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって非限定的であると見なされ、本発明は、本明細書において定められた詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価形態の範囲内で変更され得る。
【図１Ａ】
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【図１Ａ−１】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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