(57)【要約】  本明細書で開示される実施形態は、概して、プラズマ処理装置用のポンピングシステムに関する。ポンピングシステムは、第１のポンプ経路、第２のポンプ経路、第１のバルブ、および第２のバルブを含む。第１のポンプ経路は、処理チャンバの基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気口に連結する。第２のポンプ経路は、基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気領域に連結する。第１のバルブは、第１のポンプ経路内に配置されている。第１のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。第２のバルブは、第２のポンプ経路内に配置されている。第２のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。【選択図】図１
2019532496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置のためのポンピングシステムであって、
処理チャンバの基板支持アセンブリの空洞部を前記処理チャンバの排気口に連結する第１のポンプ経路と、
前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記処理チャンバの排気領域に連結する第２のポンプ経路と、
前記第１のポンプ経路内に配置され、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である第１のバルブと、
前記第２のポンプ経路内に配置され、前記第１の状態と前記第２の状態との間で設定可能である第２のバルブと、
を備えるポンピングシステム。
【請求項２】
前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記第１のバルブおよび前記第２のバルブに連結する第１のポンプラインを、さらに備える、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項３】
前記第１のバルブを前記プラズマ処理装置内の前記排気口に連結して第１のポンプ経路を形成する第２のポンプラインを、さらに備える、請求項２に記載のポンピングシステム。
【請求項４】
前記第２のバルブを前記処理チャンバの前記排気領域に連結して第２のポンプ経路を形成する第２のポンプラインを、さらに備える、請求項２に記載のポンピングシステム。
【請求項５】
前記第１のバルブが前記第１の状態にあり、前記第２のバルブが前記第２の状態にある、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項６】
前記第１の状態が、前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記排気口に流体的に連結する開状態であり、前記第２の状態が、前記基板支持アセンブリと前記排気領域との間を流体的に連通させない閉状態である、請求項５に記載のポンピングシステム。
【請求項７】
プラズマ処理装置であって、
処理領域を囲むリッドアセンブリおよびチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に配置された基板支持アセンブリであって、その中に形成された空洞部を有する基板支持アセンブリと、
前記チャンバ本体内に排気領域を画定する排気アセンブリであって、前記チャンバ本体が、前記基板支持アセンブリの中心軸の周りに対称的に配置され前記処理領域を前記排気領域と流体的に接続する複数の通路を含む、排気アセンブリと、
前記チャンバ本体を貫通して形成された排気口と、
プラズマ処理装置のためのポンピングシステムであって、
前記基板支持アセンブリの前記空洞部を処理チャンバの前記排気口に連結する第１のポンプ経路と、
前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記処理チャンバの前記排気領域に連結する第２のポンプ経路と、
前記第１のポンプ経路内に配置され、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である第１のバルブと、
前記第２のポンプ経路内に配置され、前記第１の状態と前記第２の状態との間で設定可能である第２のバルブと、
を備えるポンピングシステムと、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記基板支持アセンブリが、
支持ペデスタルと、
前記空洞部が形成されている下部電極と、
を備える、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記第１のバルブおよび前記第２のバルブに連結する第１のポンプラインを、さらに備える、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１のバルブを前記プラズマ処理装置内の前記排気口に連結して第１のポンプ経路を形成する第２のポンプラインを、さらに備える、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記第２のバルブを前記処理チャンバの前記排気領域に連結して第２のポンプ経路を形成する第２のポンプラインを、さらに備える、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブに連結されたコントローラであって、前記第１のバルブを前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替え、前記第２のバルブを前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替えるように構成されたコントローラを、さらに備える、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記第１のバルブが前記第１の状態にあり、前記第２のバルブが前記第２の状態にある、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記第１の状態が、前記基板支持アセンブリの前記空洞部を前記排気口に流体的に連結する開状態であり、前記第２の状態が、前記基板支持アセンブリと前記排気領域との間を流体的に連通させない閉状態である、請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
基板を処理する方法であって、
プラズマ処理装置の基板支持アセンブリの空洞部と前記プラズマ処理装置の排気口との間に画定された第１のポンプ経路を開くことと、
前記基板に処理ステップを実行することと、
前記第１のポンプ経路を閉じ、前記基板支持アセンブリの前記空洞部と前記プラズマ処理装置の排気領域との間に画定された第２のポンプ経路を開くことと、
前記プラズマ処理装置内で洗浄プロセスを実行することと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００２］本明細書に記載の実施形態は、概してプラズマ処理装置に関し、より具体的には、プラズマ処理装置用のポンピングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００４］フラットパネルディスプレイおよび集積回路などの電子デバイスは、層が基板上に堆積されて、堆積した材料が所望のパターンにエッチングされる一連のプロセスステップによって、一般に製造される。プロセスステップは、一般に、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、および他のプラズマ処理を含む。具体的には、プラズマプロセスは、プロセスガス混合物を真空チャンバに供給することと、プロセスガスをプラズマ状態に励起するために電力または電磁気力（ＲＦ電力）を印加することとを含む。プラズマは、ガス混合物を、所望の堆積またはエッチングプロセスを実行するイオン種に分解する。
【０００３】
［０００５］ある種のエッチング用途では、処理装置は、非常に高いバイアス電力で運転され、それは、基板を支持するように構成された下部電極内に大きなＲＦ電圧を発生させる。下部電極は、その中に形成された空洞部を含み、それは、下部電極を通るリフトピンの通過を可能にする。高いＲＦ電圧は、空洞部内の高圧と組み合わされると、下部電極内での望ましくないプラズマ放電（すなわち「点火」）またはアーク放電につながる可能性があり、それは壊滅的な故障を引き起こす可能性がある。従来のシステムは、処理中に空洞部内の圧力を下げるために空洞部とポンプとの間にポンプ経路を形成する。しかしながら、基板がもはや存在しないときなどにおける、そのような連続的なポンピングは、プラズマ副生成物のポンピングをもたらし、それはチャンバ構成要素の侵食をもたらす可能性がある。
【０００４】
［０００６］したがって、改良されたポンピングシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
［０００７］本明細書で開示される実施形態は、概して、プラズマ処理装置用のポンピングシステムに関する。ポンピングシステムは、第１のポンプ経路、第２のポンプ経路、第１のバルブ、および第２のバルブを含む。第１のポンプ経路は、処理チャンバの基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気口に連結する。第２のポンプ経路は、基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気領域に連結する。第１のバルブは、第１のポンプ経路内に配置されている。第１のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。第２のバルブは、第２のポンプ経路内に配置されている。第２のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。
【０００６】
［０００８］別の実施形態では、プラズマ処理装置が、本明細書に開示されている。プラズマ処理装置は、リッドアセンブリ、チャンバ本体、基板支持アセンブリ、排気アセンブリ、排気口、およびポンピングシステムを含む。リッドアセンブリおよびチャンバ本体は、処理領域を囲む。基板支持アセンブリは、チャンバ本体内に配置されている。基板支持アセンブリは、その中に形成された空洞部を有する。排気アセンブリは、チャンバ本体内に排気領域を画定する。チャンバ本体は、処理領域を排気領域と流体的に接続する、基板支持アセンブリの中心軸の周りに対称的に配置された複数の通路を含む。排気口が、チャンバ本体を貫通して形成されている。ポンピングシステムは、第１のポンプ経路、第２のポンプ経路、第１のバルブ、および第２のバルブを含む。第１のポンプ経路は、基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気口に連結する。第２のポンプ経路は、基板支持アセンブリの空洞部を処理チャンバの排気領域に連結する。第１のバルブは、第１のポンプ経路内に配置されている。第１のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。第２のバルブは、第２のポンプ経路内に配置されている。第２のバルブは、第１の状態と第２の状態との間で設定可能である。
【０００７】
［０００９］別の実施形態では、基板を処理する方法が、本明細書に開示されている。プラズマ処理装置の基板支持アセンブリの空洞部とプラズマ処理装置の排気口との間に画定された第１のポンプ経路が開かれる。処理ステップが、基板に実行される。第１のポンプ経路が閉じられ、基板支持アセンブリの空洞部とプラズマ処理装置の排気領域との間に画定された第２のポンプ経路が開かれる。洗浄プロセスが、プラズマ処理装置内で実行される。
【０００８】
［００１０］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、そのいくつかが添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを例示し、したがって本開示の範囲を限定すると見なされるべきではなく、本開示は他の同等に有効な実施形態を認め得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による、改良されたポンピングシステムを有する処理チャンバの断面図を示す。
【図２】一実施形態による、図１の処理チャンバの簡略図を示す。
【図３】一実施形態による、基板を処理する方法のフロー図である。
【図４】一実施形態による、コンピューティングプラットフォームを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［００１５］明確にするために、該当する場合、図間で共通の同一の要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。さらに、一つの実施形態の要素は、本明細書に記載の他の実施形態における利用のために、有利に適合させることができる。
【００１１】
［００１６］図１は、一実施形態による、リフトピン容積部に連結されたポンピングシステム１５０を有するプラズマ処理装置１００の概略断面図である。プラズマ処理装置１００は、プラズマエッチングチャンバ、プラズマ化学気相堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、プラズマトリートメントチャンバ、イオン注入チャンバ、またはカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＳｙｍ３処理チャンバなどの他の適切な真空処理チャンバであってよい。
【００１２】
［００１７］プラズマ処理装置１００は、一般に、ソースモジュール１１０と、チャンバ本体アセンブリ１４０と、排気アセンブリ１９０とを含み、それらは、共同で処理領域１０２と排気領域１０４とを囲む。実際には、処理ガスが、処理領域１０２に導入され、ＲＦ電力を用いて点火されてプラズマになる。基板１０５が、基板支持アセンブリ１６０上に配置され、処理領域１０２で生成されたプラズマに曝されて、エッチング、化学気相堆積、物理気相堆積、注入、プラズマアニーリング、プラズマトリートメント、除害、または他のプラズマプロセスなどのプラズマプロセスを基板１０５に実行する。プラズマプロセスからの使用済みの処理ガスおよび副生成物を排気領域１０４を通って除去する排気アセンブリ１９０によって、処理領域１０２内に真空が維持される。
【００１３】
［００１８］一実施形態では、ソースモジュール１１０は、誘導結合プラズマソースとすることができる。ソースモジュール１１０は、一般に、チャンバ本体アセンブリ１４０から絶縁されチャンバ本体アセンブリ１４０によって支持された上部電極１１２（またはアノード）と、上部電極１１２を囲むチャンバリッド１１４とを含む。上部電極１１２は、外側コイルアセンブリ１２０と内側コイルアセンブリ１２２とを含むことができる。外側コイルアセンブリ１２０および内側コイルアセンブリ１２２は、高周波（ＲＦ）電源１２４に接続することができる。ガス入口管１２６を、チャンバ本体アセンブリ１４０の中心軸（ＣＡ）に沿って配置することができる。ガス入口管は、１種以上の処理ガスを処理領域１０２に供給するために、ガス源１３２と連結することができる。
【００１４】
［００１９］チャンバ本体アセンブリ１４０は、処理環境に耐性のある導電性材料から製造されたチャンバ本体１４２を含む。基板支持アセンブリ１６０は、チャンバ本体１４２内の中央に配置されている。基板支持アセンブリは、基板１０５を処理領域１０２内で中心軸の周りに対称的に支持するように配置されている。
【００１５】
［００２０］処理領域１０２は、チャンバ本体１４２に配置されたスリットバルブトンネル１４１を通ってアクセスされ、これによって基板１０５の出入りが可能になる。上部ライナアセンブリ１４４は、基板１０５の通過を可能にするようにスリットバルブトンネル１４１と整合している、貫通して配置されたスロット１５１を有する。チャンバ本体アセンブリ１４０は、スリットバルブドア１５３を垂直に伸ばしてスリットバルブトンネル１４１およびスロット１５１をシールし、スリットバルブドア１５３を垂直に引っ込めてスリットバルブトンネル１４１およびスロット１５１を通ってアクセスできるように、配置および構成されたアクチュエータ１５２を含むスリットバルブドアアセンブリ１９１を含む。バッキングライナが設けられて、上部ライナアセンブリ１４４のスロットに取り付けられ、上部ライナアセンブリ１４４のスロットを覆ってもよい。バッキングライナはまた、上部ライナアセンブリ１４４との電気的および熱的な接触を維持するために、上部ライナアセンブリ１４４と伝導接触している。
【００１６】
［００２１］基板支持アセンブリ１６０は、一般に、下部電極１６１（またはカソード）と中空のペデスタル１６２とを含む。基板支持アセンブリ１６０は、中央領域１５６に配置されてチャンバ本体１４２によって支持されている中央支持部材１５７によって支持されている。下部電極１６１は、ペデスタル１６２を通って引き回されたマッチングネットワーク（図示せず）およびケーブル（図示せず）を介してＲＦ電源１２４に連結されている。上部電極１１２と下部電極１６１にＲＦ電力が供給されると、それらの間に形成された電場が、処理領域１０２内に存在する処理ガスを点火してプラズマにする。
【００１７】
［００２２］中央支持部材１５７は、締め具およびＯリング（図示せず）などによってチャンバ本体１４２に対してシールされている。下部電極１６１は、ベローズなどによって中央支持部材１５７に対してシールされている。したがって、中央領域１５６は、処理領域１０２からシールされて、大気圧に維持されてもよく、一方、処理領域１０２は、真空状態に維持される。
【００１８】
［００２３］作動アセンブリ１６３が、中央領域１５６内に配置されて、チャンバ本体１４２および／または中央支持部材１５７に取り付けられる。作動アセンブリ１６３は、アクチュエータ１６４（例えば、モータ）、送りねじ１６５、およびペデスタル１６２に取り付けられたナット１６６を含む。実際には、アクチュエータ１６４が、送りねじ１６５を回転させ、それが次にナット１６６、したがってペデスタル１６２を上下させる。下部電極１６１はペデスタル１６２によって支持されているので、作動アセンブリ１６３は、チャンバ本体１４２、中央支持部材１５７、および上部電極１１２に対して下部電極１６１を垂直方向に移動させる。処理領域１０２内での下部電極１６１のこのような垂直方向の移動は、下部電極１６１と上部電極１１２との間の可変の間隙を提供し、それによって、それらの間に形成される電場をよりよく制御することができ、これにより、処理領域１０２に形成されるプラズマの密度をよりよく制御することができる。さらに、基板１０５は下部電極１６１によって支持されているので、基板１０５とシャワーヘッドプレート１１６との間の間隙もまた変化させることができ、その結果、基板１０５全体にわたるプロセスガスの分布をよりよく制御することができる。
【００１９】
［００２４］プラズマスクリーン１５９が、さらに設けられ、下部電極１６１によって支持され、上部ライナアセンブリ１４４の内壁１４９と重なり合い、処理領域１０２内のプラズマから基板支持アセンブリ１６０およびベローズ１５８を保護する。プラズマスクリーン１５９はペデスタル１６２に連結され、ペデスタル１６２とともに垂直に移動するので、プラズマスクリーン１５９と上部ライナアセンブリ１４４の内壁１４９との間の重なりは、プラズマスクリーン１５９と上部ライナアセンブリ１４４との係合が解除されて、ペデスタル１６２より下の領域をプロセスガスに曝すことなく、ペデスタル１６２が全範囲の運動を行うことができるのに十分である。
【００２０】
［００２５］基板支持アセンブリ１６０は、基板１０５のローディングおよびアンローディングを容易にするためのリフトピンアセンブリ１６７をさらに含む。リフトピンアセンブリ１６７は、リフトピンプレート１６９に取り付けられたリフトピン１６８を含む。リフトピンプレート１６９は、下部電極１６１内の空洞部１７０内に配置され、リフトピン１６８は、空洞部１７０と処理領域１０２との間に配置されたリフトピン孔１７１を通って延びる。リフトピンプレート１６９は、下部電極１６１の開孔１７３を通って中空のペデスタル１６２内に延びる送りねじ１７２に連結されている。アクチュエータ１９５（例えば、モータ）をペデスタル１６２に配置することができる。アクチュエータ１９５は、ナットを回転させ、ナットは、送りねじ１７２を前進または後退させる。送りねじ１７２は、リフトピンプレート１６９に連結されている。したがって、アクチュエータ１９５が、送りねじ１７２にリフトピンプレート１６９を上昇または下降させると、リフトピン１６８が、伸びるまたは引っ込む。したがって、アクチュエータ１９５は、下部電極１６１の垂直方向の位置決めに関係なく、リフトピン１６８を伸ばすまたは引っ込めることを可能にする。リフトピン１６８をこのように独立して作動させることによって、基板１０５の垂直方向の位置決めを、下部電極１６１の垂直方向の位置決めとは独立に変更することができ、基板１０５のローディング中およびアンローディング中の両方において、ならびに、例えば、処理中に基板を持ち上げて、裏面ガスを基板の下から逃がすことによって、基板１０５の処理中においても、位置決めのよりよい制御が可能になる。
【００２１】
［００２６］基板支持アセンブリ１６０は、さらにポンピングシステム１５０を含む。ポンピングシステム１５０は、リフトピン孔１７１を経由して空洞部１７０内に漏れる可能性がある任意の処理ガスをポンピングするように構成される。ある種のエッチング用途では、処理装置は、非常に高いバイアス電力で運転され、それは、下部電極１６１内に大きなＲＦ電圧を発生させる。高いＲＦ電圧は、空洞部１７０内の高圧と組み合わされると、下部電極１６１内での望ましくないプラズマ放電（すなわち「点火」）またはアーク放電につながる可能性があり、それは壊滅的な故障を引き起こす可能性がある。従来のポンピングシステムは、空洞部１７０から排気領域１０４への、または空洞部１７０から排気口１９６への単一のポンプ経路を提供する。エッチング用途において必要とされる高いバイアス電力のために、空洞部１７０内の圧力は、その中での寄生プラズマの形成を最小にするように調整され得る。
【００２２】
［００２７］第１の従来のポンピングシステムでは、空洞部１７０内の高圧から排気口１９６の低圧への低圧ポンピング経路を作り出すために、ポンプラインが、空洞部１７０と排気口１９６との間に配置されていた。これは、低圧の空洞部１７０を十分に確保したが、空洞部１７０から排気口１９６への継続的なポンピングの結果、基板が下部電極上にもはや存在しなくなったときに（例えば洗浄プロセス中）、プラズマ副生成物が下部電極１６１を通ってポンピングされた。下部電極１６１を通るプラズマ副生成物のポンピングは、シール、下部電極自体、およびポンプ経路に沿ったシール面などのチャンバ構成要素の侵食をもたらした。
【００２３】
［００２８］第２の従来のポンピングシステムでは、ベントラインが、空洞部１７０と排気領域１０４との間に配置されていた。これは、単純化されたポンピング経路を作り出したが、このポンプラインは、基板処理中に空洞部１７０内の圧力を下げるという問題を解決しなかった。例えば、空洞部１７０と排気領域１０４との間にポンプラインを連結することは、基板が存在しないプロセス中にのみ有益であった。このような構成は、プラズマ処理装置１００内の圧力がもはや均等化されていないときにプラズマアーク放電および「点火」をもたらした。
【００２４】
［００２９］改良されたポンピングシステム１５０は、第１および第２の従来のポンピングシステムの両方の副作用なしに、第１および第２の従来のポンピングシステムの利点を達成する。図２は、プラズマ処理装置１００の簡略版に連結された改良されたポンピングシステム１５０の概略図を示す。改良されたポンピングシステム１５０は、ポンプライン１７４、第一のバルブ２０２、および第二のバルブ２０４を含む。ポンプライン１７４は、空洞部１７０と第１のバルブ２０２および第２のバルブ２０４との間にポンプ経路を作り出す。第２のポンプライン２０６が、第１のバルブ２０２と排気口１９６との間に延びて、第１の並列ポンプ経路２０８を形成する。第１のバルブ２０２は、開状態と閉状態との間で設定可能である。第３のポンプライン２１４が、第２のバルブ２０４と排気領域１０４との間に延びて、第２の並列ポンプ経路２１２を形成する。第２のバルブ２０４は、開状態と閉状態との間で設定可能である。改良されたポンピングシステム１５０は、第１のバルブ２０２および第２のバルブ２０４に連結されたコントローラ２９０をさらに含む。コントローラ２９０は、開状態と閉状態との間の第１のバルブ２０２および第２のバルブ２０４の切り替えを制御するように構成される。
【００２５】
［００３０］動作中、基板が下部電極１６１上に配置されている間、第１のバルブ２０２は開状態にあり、第２のバルブ２０４は閉状態にある。開状態において、第１のバルブ２０２は、空洞部１７０から排気口１９６への第１のポンプ経路２０８を形成する。第１のポンプ経路２０８は、高いＲＦ電圧が下部電極１６１内に発生している間、空洞部１７０内の圧力が低下するような、高圧の空洞部１７０から排気口１９６内の低圧への低圧経路を作り出す。このようにして、プラズマアーク放電および点火の可能性が減少する。
【００２６】
［００３１］基板が下部電極１６１上にもはや配置されていないとき、コントローラ２９０は、第１のバルブを開状態から閉状態に切り替え、第２のバルブ２０４を閉状態から開状態に切り替える。開状態において、第２のバルブ２０４は、空洞部１７０から排気領域１０４への第２のポンプ経路２１２を形成する。チャンバ構成要素の侵食を招く可能性があるプラズマ副生成物を下部電極１６１を通ってポンピングするのではなく、第２のポンプ経路２１２の形成は、空洞部１７０を排気口１９６に連結することによって、空洞部１７０内の圧力を均等にする。
【００２７】
［００３２］第１のポンプ経路２０８と第２のポンプ経路２１２との間の切り替えは、改良されたポンピングシステム１５０が、いずれのシステムも破綻させずに、第１の従来のポンプシステムおよび第２の従来のポンプシステムの全ての利点を有することを可能にする。改良されたポンピングシステム１５０は、高いＲＦ電圧および高圧を有するエッチングプロセス中に下部電極１６１の空洞部１７０内に寄生プラズマが形成されるのを最小限に抑え、かつ、基板がもはやチャンバ内に存在しないときにチャンバ構成要素の侵食を防止する。
【００２８】
［００３３］図１に戻って参照すると、基板支持アセンブリ１６０は、それを貫通して配置され、ガス供給ライン１７８を経由して不活性ガス供給源１７７に連結されたガスポート１７６を、さらに含み得る。ガス供給源１７７は、処理ガスが基板１０５の裏面を処理するのを防止するのを助けるために、ヘリウムなどの不活性ガスをガス供給ライン１７８およびガスポート１７６を通って基板１０５の裏面に供給する。ガス供給ライン１７８もまた、中空のペデスタル１６２を通って、チャンバ本体１４２の外へ、複数のアクセス管１８０のうちの１つを通って引き回される。
【００２９】
［００３４］基板支持アセンブリ１６０は、処理中に下部電極１６１に温度制御を提供するために、熱交換流体源１９８から下部電極１６１内の１つ以上の熱交換チャネル（図示せず）まで引き回されている１つ以上の流体入口ライン１７９および流体出口ライン１８１をさらに含み得る。流体入口ライン１７９および流体出口ライン１８１は、下部電極１６１から中空のペデスタル１６２を通ってチャンバ本体１４２の外へ、複数のアクセス管１８０のうちの１つを通って引き回されている。
【００３０】
［００３５］チャンバ本体アセンブリ１４０のスポーク（図示せず）内の１つ以上のアクセス管１８０。スポークおよびアクセス管１８０は、図示のようなスポークパターンでプラズマ処理装置１００の中心軸（ＣＡ）の周りに対称的に配置されている。図示の実施形態において、３つの同一のアクセス管１８０が、チャンバ本体１４２を貫通して中央領域１５６内へ配置され、チャンバ本体１４２の外側から下部電極１６１への複数の管およびケーブルの供給を容易にしている。下部電極１６１の垂直方向の移動を容易にするために、各アクセス管１８０を通る開口部１８３は、下部電極１６１の垂直方向の移動距離とほぼ等しい。
【００３１】
［００３６］下部電極１６１へのケーブルの引き回しをさらに容易にするために、ケーブルの引き回しは、複数のアクセス管１８０の間で分割される。したがって、下部電極１６１の移動を容易にするために適切な隙間を提供しながら、アクセス管１８０のサイズを最小にするために、チャンバ本体１４２の外側から下部電極１６１へのケーブルの数および体積が、アクセス管１８０の間で分割される。
【００３２】
［００３７］排気通路が、中心軸（ＣＡ）の周りに対称的に上部ライナアセンブリ１４４内に配置されている。排気通路１８８は、処理領域１０２から排気領域１０４を通って、排気口１９６を通ってチャンバ本体１４２の外へガスを排気することを可能にする。ガスが排気通路１８８を通って一様に引き込まれるように、排気口１９６は、チャンバ本体アセンブリ１４０の中心軸（ＣＡ）の周りに配置されている。排気ライナ１８７は、排気中にチャンバ本体１４２を処理ガスから保護するために、チャンバ本体１４２に設けられた排気チャネル１８８内の各排気通路１８８の下の方にそれぞれ配置することができる。排気ライナ１８７は、上述のような上部ライナアセンブリ１４４の材料と同様の材料で作製されてもよい。
【００３３】
［００３８］排気アセンブリ１９０が、チャンバ本体１４２の底部に排気領域１０４に隣接して配置されている。排気アセンブリは、真空ポンプ１９４に連結されたスロットルバルブ１９２を含み得る。スロットルバルブ１９２は、排気ガスを処理領域１０２から排気通路１８８を通って、中央に配置された排気口１９６を通ってチャンバの外へ対称的に引き出すことによって、処理領域１０２内の真空状態を制御し、さらに、処理領域１０２内のプラズマ状態のより優れた制御を提供するために、真空ポンプ１９４と共に使用されるポペット式バルブであってもよい。図１に示すように、ポペット式バルブは、均一な３６０度の間隙を提供し、そこを通った排気ガスが、排気口１９６を通って引き出される。対照的に、従来のダンパ式スロットルバルブは、排気ガスの流れに対して不均一な間隙を提供する。例えば、ダンパ式バルブが開いているとき、バルブの片側が、バルブの反対側よりも多くのガスを引き込む。したがって、ポペット式スロットルバルブは、プラズマ処理チャンバで従来使用されていた伝統的なダンパ式スロットルバルブよりも、ガスコンダクタンスを非対称にすることに与える影響が少ない。
【００３４】
［００３９］プラズマ処理装置１００は、コントローラ１３６をさらに含む。コントローラ１３６は、プラズマ処理装置１００のプロセスパラメータを制御するのを支援するように構成される。例えば、コントローラ１３６は、処理されるべき基板に対してエンドユーザによってアップロードされたプロセスレシピを実行するように構成されてもよい。コントローラ１３６は、ポンピングシステム１５０と同様にプロセスパラメータの効率的な制御を達成することができるように、コントローラ２９０と通信することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１３６およびコントローラ２９０は、プロセスパラメータとポンピングシステム１５０の両方を管理するように構成された単一のコントローラに統合されてもよい。
【００３５】
［００４０］図３は、一実施形態による、プラズマ処理装置（例えば、プラズマ処理装置１００）内で基板を処理する方法３００を示すフロー図である。方法３００は、ブロック３０２で始まり、ここで基板は既にプラズマ処理装置１００内に配置されている。プロセスステップを開始する前に、コントローラ２９０は、第１のバルブ２０２を開位置に設定し、第２のバルブ２０４を閉位置に設定する。したがって、コントローラ２９０は、高圧の空洞部１７０から低圧の排気口１９６への第１のポンプ経路２０８を開き、空洞部１７０から排気領域１０４への第２のポンプ経路２１２を閉じる。このような設定は、プロセスステップ中に下部電極１６１内に高いＲＦ電圧が発生している間、空洞部１７０内の圧力を低下させるのに役立つ。
【００３６】
［００４１］ブロック３０４において、プラズマ処理装置１００内に配置されている基板が、プロセスステップを受ける。例えば、基板は、プラズマエッチングプロセス、プラズマ化学気相堆積プロセス、物理気相堆積プロセス、プラズマトリートメントプロセス、イオン注入プロセス、または任意の他の適切な半導体製造プロセスのうちの１つを受けてもよい。
【００３７】
［００４２］ブロック３０６において、プロセスステップが完了した後、基板は、デチャックプロセスを受け、これは基板を下部電極１６１から機械的に除去することを含む。デチャックプロセス中に、コントローラ２９０は、第１のポンプ経路２０８と第２のポンプ経路２１２との間で切り替えをする。したがって、コントローラ２９０は、第１のバルブ２０２を開位置から閉位置に設定し、第２のバルブ２０４を閉位置から開位置に設定する。このようにして、空洞部１７０内の圧力は、均等化される。
【００３８】
［００４３］ブロック３０８において、基板がプラズマ処理装置１００から除去された後、装置は、洗浄プロセスを受ける。コントローラ２９０は、第１のバルブ２０２を閉位置に維持し、第２のバルブ２０４を開位置に維持する。したがって、ポンピングシステム１５０は、プラズマ副生成物を下部電極１６１を通ってポンピングしない。これは、流路内のチャンバ構成要素への侵食の防止に役立つ。
【００３９】
［００４４］第１のポンプ経路２０８と第２のポンプ経路２１２との間の切り替えは、改良されたポンピングシステム１５０が、いずれのシステムも破綻させずに、第１の従来のポンプシステムおよび第２の従来のポンプシステムの全ての利点を有することを可能にする。改良されたポンピングシステム１５０は、高いＲＦ電圧および高圧を有するエッチングプロセス中に下部電極１６１の空洞部１７０内に寄生プラズマが形成されるのを最小限に抑え、かつ、基板がもはやチャンバ内に存在しないときにチャンバ構成要素の侵食を防止する。
【００４０】
［００４５］図４は、一実施形態による、コンピューティングプラットフォーム４００を示す。コンピューティングプラットフォーム４００は、コントローラ２９０およびコントローラ１３６を含む。示されるように、コントローラ２９０は、プロセッサ４０２、メモリ４０４、ストレージ４０６、およびネットワークインターフェース４０８を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ２９０は、それに連結された１つ以上のＩ／Ｏデバイス４１０をさらに含み得る。プロセッサ４０２は、単一のプロセッサ、複数のプロセッサ、複数の処理コアを有する単一のプロセッサなどを表すように含まれている。
【００４１】
［００４６］メモリ４０４は、プログラムコード４２２を含む。プログラムコード４２２は、ポンピングシステム１５０を管理する命令を実行するように構成される。例えば、プログラムコード４２２は、プラズマ処理装置１００の状態に基づいて、第１のポンプ経路２０８と第２のポンプ経路２１２との間の切り替えを実行するように構成される。例えば、コントローラ２９０は、そのような状態を決定するために、コントローラ１３６と通信することができる。
【００４２】
［００４７］ストレージ４０６は、ディスクドライブストレージであってもよい。単一のユニットとして示されているが、ストレージ４０６は、固定ディスクドライブ、リムーバブルメモリカード、光ストレージ、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、またはストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）などの固定および／またはリムーバブルストレージデバイスの組み合わせであってもよい。ネットワークインターフェース４０８は、コントローラがネットワーク４０５を介して例えばコントローラ１３６などの他のコンピュータと通信することを可能にする任意の種類のネットワーク通信であってもよい。
【００４３】
［００４８］コントローラ１３６は、プロセッサ４５２、メモリ４５４、ストレージ４５６、およびネットワークインターフェース４５８を含む。プロセッサ４５２は、メモリ４５４に格納されているプログラムコード４６２などのプログラミング命令を取り出して実行する。プロセッサ４５２は、単一のプロセッサ、複数のプロセッサ、複数の処理コアを有する単一のプロセッサなどを表すように含まれている。
【００４４】
［００４９］メモリ４５４は、プログラムコード４６２およびプロセスレシピ４６４を含む。プログラムコード４２２は、メモリ４５４に格納されているプロセスレシピ４６４を実行するように構成される。例えば、プログラムコード４６２は、プラズマエッチングプロセス、プラズマ化学気相堆積プロセス、物理気相堆積プロセス、プラズマトリートメントプロセス、イオン注入プロセス、または任意の他の適切な半導体製造プロセスのうちの１つに向けられたプロセスレシピ４６４を実行するように構成される。
【００４５】
［００５０］ストレージ４５６は、ディスクドライブストレージであってもよい。単一のユニットとして示されているが、ストレージ４５６は、固定ディスクドライブ、リムーバブルメモリカード、光ストレージ、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、またはストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）などの固定および／またはリムーバブルストレージデバイスの組み合わせであってもよい。ネットワークインターフェース４５８は、コントローラ１３６がネットワーク４０５を介して例えばコントローラ２９０などの他のコンピュータと通信することを可能にする任意の種類のネットワーク通信であってもよい。
【００４６】
［００５１］上記は、特定の実施形態に向けられているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2019532496.tif 000003
【図２】
2019532496.tif 000004
【図３】
2019532496.tif 000005
【図４】
2019532496.tif 000006
【国際調査報告】
2019532496.tif 000007
2019532496.tif 000008