(57)【要約】ウエハエッチングシステムを改造する方法およびシステムが提供される。方法およびシステムは、マルチピースの電極と共に使用するように設計されるウエハエッチングシステムを、エッチングシステムにおいてシングルピースの電極が使用可能であるように改造するために、アダプターリングを使用する。アダプターリングの一部は、ウエハエッチングシステムにおける熱連結プレートに形成されたレセプタクルに配置される。アダプターリングの別の部分は、上部電極に形成されたチャネルに配置される。
2013538014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハエッチングシステムを改造する方法であって、
ウエハエッチングシステムの構成要素に形成されたレセプタクルにアダプターリングを配置することであって、アダプターリングの第１の部分の少なくとも一部はレセプタクルに配置され、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部はレセプタクルから突出していること、および
上部電極をシステムに配置することであって、上部電極はチャネルが形成されており、上部電極は、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部がチャネル内に配置されるようにシステムに配置される、こと
を含む、方法。
【請求項２】
アダプターリングを、レセプタクルにおいて１以上の締め付け器具で固定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上部電極を、システムにおいて１以上の締め付け器具で固定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのレセプタクルが配置されるエッチングチャンバー、
エッチングチャンバー内に配置される上部電極であって、前面、背面および背面に形成されたチャネルを有する上部電極、ならびに
少なくとも第１の部分および第２の部分を有するアダプターリングであって、第１の部分の少なくとも一部は、ウエハエッチング装置における少なくとも１つのレセプタクル内に配置されるように構成され、第２の部分の少なくとも一部は、上部電極の背面に形成されたチャネル内に配置されるように構成される、アダプターリング
を含む、ウエハエッチングシステム。
【請求項５】
エッチングチャンバーに配置される熱連結プレートを更に含み、少なくとも１つのレセプタクルが熱連結プレートに形成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
アダプターリングが、第１の部分の少なくとも一部に隣接する前面と、第２の部分の少なくとも一部に隣接する背面とを有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
アダプターリングに形成された１以上の開口部を更に含み、１以上の開口部は、アダプターリングの前面および背面の少なくとも一方に対して略垂直である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
アダプターリングが矩形の断面形状を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
ウエハエッチング装置において用いられる構成要素のシステムであって、
アダプターリングであって、アダプターリングの少なくとも一部は、ウエハエッチング装置におけるレセプタクル内に配置されるように構成される、アダプターリング、ならびに
前面、背面および背面に形成されたチャネルを有する電極であって、チャネルは、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部を受けるように構成される、電極
を含む、システム。
【請求項１０】
アダプターリング、および電極の背面に形成されたチャネルは、全体の形状が円形である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
アダプターリングが幅を有し、電極の背面に形成されたチャネルが、アダプターリングの幅より少なくとも０．５ミリメートル大きい幅を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
アダプターリングが第１の部分および第２の部分を有し、第１の部分の少なくとも一部は、ウエハエッチング装置におけるレセプタクルに配置されるように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
アダプターリングが、第１の部分の少なくとも一部に隣接する前面と、第２の部分の少なくとも一部に隣接する背面とを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
アダプターリングに形成された１以上の開口部を更に含み、１以上の開口部は、アダプターリングの前面および背面に対して略垂直である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
アダプターリングが矩形の断面形状を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
アダプターリングが正方形の断面形状を有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
ウエハエッチング装置におけるレセプタクルが環状の溝である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１８】
ウエハエッチング装置におけるレセプタクルが矩形の断面形状を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１９】
ウエハエッチング装置におけるレセプタクルが正方形の断面形状を有する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
電極に形成された複数のガス分配開口部を更に含み、開口部の各々は、電極の背面に隣接してより大きい直径を有し、電極の前面に隣接してより小さい直径を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項２１】
開口部の各々が、電極の背面に略隣接する第１の直径を有する上部と、電極の前面に略隣接する第２の直径を有する下部とを有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
ガス分配開口部の上部の第１の直径が、ガス分配開口部の下部の第２の直径より大きい、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は全体として、ウエハ加工（または処理）装置に関し、より具体的には、ウエハエッチング装置においてシリコン電極と共に用いられるアダプターリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体および太陽電池に用いられるウエハは、それらから最終的にチップまたは他の構造体を製造する前に、多数の加工（または処理）工程に付される。これらの工程の１つはエッチングとよばれ、ウエハの表面にパターンをエッチングするためにウエハエッチング装置の使用を伴う。エッチャー（またはエッチングする者）は、電極およびプロセスガスの流れを用いてプラズマを形成させ、そのプラズマがウエハをエッチングする。
【０００３】
旧来のエッチングシステムは、マルチピースの上部電極（例えば、リング電極に囲まれた、単結晶シリコンから作製される主電極）を用いたが、新しいシステムは、シングルピースの上部電極を用いてよい。これらの旧来のエッチングシステムを、システムがシングルピースの電極を使用し得るように変更することは、システム内の多数の構成要素（例えば、熱連結プレート（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｔｅ）または他の支持構造体）の取り出し及び交換を必要とする。従って、従来のエッチングシステムを、シングルピースの電極に対応するように修正または変更することは、時間を要し、かつ費用のかかるプロセスである。
【０００４】
このセクションは、以下に記載および／または請求される本開示の種々の態様に関連し得る技術の種々の態様を読者に紹介することを意図している。この議論は、本発明の種々の態様のよりよい理解を容易にするための予備知識を読者に提供するのに役立つと考えられる。従って、これらの説明はこの観点から解釈されるべきであり、従来技術の承認として解釈されるべきでないことが理解されるべきである。
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様は、ウエハエッチングシステムを改造する方法である。方法は、ウエハエッチングシステムの構成要素に形成されたレセプタクル（または受け部もしくは収容部）にアダプターリングを配置することを含む。アダプターリングの第１の部分の少なくとも一部はレセプタクルに配置され、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部はレセプタクルから突出している。その後、チャネルが形成された上部電極がシステムに配置される。上部電極は、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部がチャネル内に配置されるように、システムに配置される。
【０００６】
もう一つの態様は、エッチングチャンバー、上部電極およびアダプターリングを含むウエハエッチングシステムである。エッチングチャンバーは、少なくとも１つのレセプタクルが形成されている。上部電極は、エッチングチャンバー内に配置され、前面、背面および背面に形成されたチャネルを有する。アダプターリングは、少なくとも第１の部分および第２の部分を有する。第１の部分の少なくとも一部は、ウエハエッチング装置における少なくとも１つのレセプタクル内に配置されるように構成される。第２の部分の少なくとも一部は、上部電極の背面に形成されたチャネル内に配置されるように構成される。
【０００７】
更にもう一つの態様は、ウエハエッチング装置において用いられる構成要素のシステムである。システムは、アダプターリングおよび電極を含む。アダプターリングの少なくとも一部は、ウエハエッチング装置におけるレセプタクル内に配置されるように構成される。電極は、前面、背面および背面に形成されたチャネルを有する。チャネルは、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部を受けるように構成される。
【０００８】
上述の態様に関連して言及される特徴の種々の改良が存在する。更なる特徴も同様に、上述の態様に組み込まれてよい。これらの改良および追加の特徴は、独立して又は任意の組み合わせで存在してよい。例えば、説明される実施形態のいずれかに関連して以下に論じる種々の特徴は、単独でまたは任意の組み合わせで、上述の態様のいずれかに組み込まれてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ウエハをエッチングするシステムの概略断面である。
【図２】図２は、図１のエッチングシステムにおいて用いられるアダプターリングの上面図である。
【図３】図３は、図２の線分３−３に沿って得られるアダプターリングの断面図である。
【図４】図４は、図１のエッチングシステムにおいて用いられる上部電極の上面図である。
【図５】図５は、図４の線分５−５に沿って得られる上部電極の断面図である。
【図６】図６は、図１のエッチングシステムにおいて用いられる熱連結プレートの底面図である。
【図７】図７は、図６の線分７−７に沿って得られる熱連結プレートの断面図である。
【図８】図８は、ウエハをエッチングするシステムを改造する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
対応する参照記号は、図面全体にわたって対応する部品を示す。
【００１１】
本明細書に記載の実施形態は全体として、ウエハ加工（例えばエッチング）システムにおいてシリコン電極と共に用いられるアダプターリング、およびウエハ加工システムにアダプターリングを取り付ける方法を対象としている。例えば、本明細書に記載のアダプターリングの実施形態は、半導体ウエハをエッチングするシステムにおいて用いられてよい。アダプターリングの他の実施形態は、本明細書において明記されていないが、他の基板または材料を加工するためにプロセスにおいて電極を使用する他のシステムにおいて用いられてよい。更に、いくつかの実施形態は、材料において実施される他のプロセスにおいて電極を使用するシステムにおいて用いられてよい。
【００１２】
図１は、ウエハをエッチングするための例示的システム１００の部分概略断面図である。システム１００は、図１の実施形態において半導体ウエハをエッチングするのに用いられる。他の実施形態において、システム１００は、他の基板または構造体をエッチングするのに用いられてよい。システム１００の種々の構成要素は、明確にするために図１において省略されている。
【００１３】
システム１００は、システムの他の構成要素が配置されるハウジング１０２を含む。ハウジング１０２は、低圧雰囲気（即ち５００ミリトールより低い圧力）がハウジング１０２内で保持可能であるように、周囲の環境から十分に密封される。
【００１４】
熱連結プレート１１０、アダプターリング１２０、上部電極１３０および下部電極１４０が、システムのハウジング１０２内に配置される。ウエハＷは、下部電極１４０の上に配置され、静電チャック（図示せず）によって適切な位置に保持されてよい。システム１００のこれらの構成要素（ハウジング１０２を除く）は、本明細書に記載の実施形態において全体の形状が略円形であり、これは、システムにおいて加工（または処理）されるウエハが同様に成形される（または同様の形状である）からである。他の実施形態において、システム１００の構成要素は、異なる形状のウエハを加工するために、異なる形状であってよい。操作において、システム１００は一般に、上部電極１３０における開口部１５０（図５および６）を通るガスの流れを導入すること、およびプラズマを衝突させる又は開始させることによって機能する。そのプラズマが、ウエハＷの表面をエッチングする。
【００１５】
図２および３のアダプターリング１２０は、深さＲｄおよび幅Ｒｗを有する。アダプターリング１２０は、図２に示すように全体の形状が略円形であり、十分な剛性および機械的強度を有する任意の適切な金属または材料から形成される。例示的材料として、アルミニウム、スチールおよびその合金、チタン、セラミックスまたは複合材料が挙げられる。図３に示すように、アダプターリング１２０は断面形状が四角形（または正方形、ｓｑｕａｒｅ）であるが、他の実施形態において、断面形状は矩形または楕円形であってよい。更に、アダプターリング１２０は、図面において連続的であるように示されるが、他の実施形態において、アダプターリング１２０は、システム１００において使用する際にアダプターリング１２０が中断部（または切れ目、ｂｒｅａｋ）または他の不連続部を有してよいように又は有しなくてよいように、複数の独立した部品から形成されてよい。
【００１６】
アダプターリング１２０は、第１の部分１２２および第２の部分１２４も有する。第１の部分１２２は概してアダプターリング１２０の上半分であり、一方、第２の部分１２４は概してアダプターリング１２０の下半分である。アダプターリング１２０の前面１２６は第１の部分１２２に略隣接する。アダプターリング１２０の背面１２８はその第２の部分１２４に略隣接する。アダプターリング１２０は図３の実施形態において一様な断面形状を有するが、他の実施形態において、断面形状は一様でなくてよい。従って、アダプターリング１２０の第１の部分１２２の幅または形状は、第２の部分１２４の幅または形状と異なっていてよい。例えば、第１の部分１２２の断面形状は、前面１２６付近におけるその幅が、第２の部分１２４および背面１２８に最も近い部分の幅より大きいように、テーパー状であってよい。この例において、第２の部分１２４は、正方形の断面形状を有してよく、またはテーパー形状であってよく若しくは任意の他の適切な形状を有してよい。
【００１７】
前面１２６および／または背面１２８に対して略垂直である複数の穴あけ（ｂｏｒｅ）開口部１３４が、アダプターリング１２０に形成される。いくつかの実施形態において、穴あけ開口部１３４は、アダプターリング１２０において、前面１２６および背面１２８に対して傾斜して（例えば、垂直から約１０°より小さい角度で）形成されてよい。そのような実施形態において、熱連結プレート１１０に形成された開口部１１４（以下により詳細に説明する）は、同様に傾斜してよい。
【００１８】
アダプターリング１２０に形成された複数の穴あけ開口部１３４は、締め付け器具（図示せず）を挿入してアダプターリング１２０を熱連結プレート１１０に留める又は固定することが可能であるようなサイズである。他の実施形態において、アダプターリング１２０は、熱連結プレート１１０におけるレセプタクル１１２において接着により又は化学的に接合されてよく、穴あけ開口部１３４、開口部１１４および関連する締め具を使用してよく、または使用しなくてよい。
【００１９】
上部電極１３０は、図４および５において最もよくわかるように、熱連結プレート１１０の下に配置され、略円形の形状である。図１〜７の実施形態において、上部電極１３０はシリコンから形成されるが、他の実施形態において、上部電極１３０は他の材料から形成されてよい。上部電極１３０は、任意の適切な締め付け器具（図示せず）で、熱連結プレート１１０および／またはアダプターリング１２０に留められ又は固定される。上部電極は前面１３６および背面１３８を有する。チャネル１３２は、上部電極１３０の背面１３８において、上部電極の周縁全体の周りに形成される。チャネル１３２は深さＣｄおよび幅Ｃｗを有する。上部電極１３０は、図４および５において実質的に平坦な背面１３８（チャネル１３２を除く）を有するように示されるが、電極１３０がより薄くなるように、背面１３８に隣接する上部電極１３０のかなりの部分をそこから除去してよい。この実施形態において、上部電極１３０は、その中心部よりもその外縁に沿ってより大きい（または相対的に大きい）厚さを有するように、「くぼんだ（ｄｉｓｈｅｄ）」形状を有する。
【００２０】
複数のガス分配開口部１５０もまた、上部電極１３０に形成される。ガス分配開口部１５０により、上部電極１３０の背面１３８から前面１３６へと、上部電極１３０を通ってガスが流れることが可能になる。図４に示すガス分配開口部１５０の配置は、本質的に例示的なものである。他の実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる数および／または配置のガス分配開口部１５０を用いてよい。
【００２１】
例示的なガス分配開口部１５０が図５の断面図に示されており、そのサイズは明確にするために非常に誇張されている。ガス分配開口部１５０の各々は、上部１５２および下部１５４を有する。例示的実施形態において、上部１５２、下部１５４は同軸である。上部１５２は上部電極１３０の背面１３８から延びており、一方、下部１５４は前面１３６から延びている。例示的実施形態において、上部１５２は、テーパー部１５６において下部１５４へと移行する。他の実施形態において、テーパー部１５６は省略してよい。上部１５２、下部１５４の深さは、例示的実施形態においてほぼ等しいが、他の実施形態において、深さは異なっていてよい。例示的態様において、上部１５２の直径（即ち第１の直径）は、ほぼ（例えばプラスまたはマイナス０．２ｍｍ）０．８ｍｍ〜２．５ｍｍであり、下部１５４の直径（即ち第２の直径）はほぼ０．５ｍｍである。
【００２２】
例示的態様において、ガス分配開口部１５０は、上部電極１３０の背面１３８に穴をあけて又は穿孔して上部１５２を形成し、前面１３６に別の穴をあけて又は穿孔して下部１５４を形成することによって形成してよい。他の実施形態において、ガス分配開口部１５０は、任意の適切な製造方法に従って形成してよい。
【００２３】
ガス分配開口部１５０の二重（ｄｕａｌ）直径配置により、開口部１５０を通るガスのコンダクタンスの向上がもたらされる。また、二重直径配置により、上部電極１３０にガス分配開口部１５０を形成する（例えば穴をあける又は穿孔する）コストおよび複雑さがかなり低減される。例示的態様において、上部電極１３０は、開口部を穴あけする又は穿孔するのが困難であるような厚さを有し得る。従って、ガス分配開口部１５０の配置により、ガス分配開口部１５０の上部１５２、下部１５４の深さは上部電極１３０の厚さの約半分となる。従って、そのような比較的直径が小さい開口部（例えば下部１５４）を形成するコストおよび複雑さは、上部１５２、下部１５４の配置を用いることによりかなり低減される。
【００２４】
他の実施形態において、ガス分配開口部はテーパー状の直径を有してよい。この開口部は、背面１３８において最も大きい直径を有し、そして、上部電極１３０の前面１３６におけるより小さい（または相対的に小さい）直径へと次第に細くなる。
【００２５】
図６および７の熱連結プレート１１０は、略円形の形状であり、同様に略円形であり且つ矩形または正方形の断面形状を有するレセプタクル１１２が形成されている。図６および７の実施形態において、レセプタクル１１２は、幅Ｔｗおよび深さＴｄを有する連続的な環状の溝である。熱連結プレート１１０は、実施形態の範囲から逸脱することなく、追加のレセプタクルが形成されていてもよい。
【００２６】
機械的締め付け器具を受けるようなサイズである複数の開口部１１４が、レセプタクル１１２に形成される。開口部１１４の位置および数は、アダプターリング１２０に形成された穴あけ開口部１３４の位置および数に対応する。従って、機械的締め付け器具は、穴あけ開口部１３４を通り抜けて熱連結プレート１１０における開口部１１４に入ることができる。いくつかの実施形態において、開口部１１４は、ねじ部品（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｆａｓｔｅｎｅｒ）を受けるようにねじ山を有してよい。図６および７の熱連結プレート１１０は４つのそのような開口部１１４を有するが、他の実施形態は任意の数の開口部を用いてよい。
【００２７】
図７に示す開口部１１４は熱連結プレート１１０を完全に貫通していないが、他の実施形態において、開口部は完全に貫通してよい。これらの実施形態において、締め付け器具は開口部１１４を完全に通り抜けることができ、熱連結プレート１１０に隣接して配置される他の構成要素（例えばナット）で固定される。
【００２８】
チャネル１３２の幅Ｃｗおよびレセプタクル１１２のＴｗは、アダプターリング１２０をその中に配置し得るような、適切なサイズである。図１〜７の実施形態において、幅ＣｗおよびＴｗは、アダプターリング１２０の幅Ｒｗより約０．５ミリメートル大きくてよい。他の実施形態において、幅ＣｗおよびＴｗは、アダプターリング１２０の幅Ｒｗより約０．５〜約１．０ミリメートル大きくてよい。
【００２９】
チャネル１３２の深さＣｄおよびレセプタクル１１２のＴｄもまた、それらの合計がアダプターリング１２０の深さＲｄと等しい又はほぼ等しいような、適切なサイズである。他の実施形態において、深さＲｄは、深さＣｄおよびＴｄの合計より小さくてよく、または大きくてよい。図１〜７の実施形態において、レセプタクル１１２の深さＴｄは、アダプターリング１２０の第１の部分１２２の深さと等しく又はほぼ等しい。チャネル１３２の深さＣｄもまた、第２の部分１２４の深さと等しく又はほぼ等しい。
【００３０】
図８は、ウエハをエッチングするシステムを改造する方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、マルチピース（例えばツーピース）の上部電極と共に使用するように設計されたウエハエッチングシステムを、システムがシングルピースの電極を使用し得るように改造するのに用いることができる。上述のアダプターリング１２０は、ウエハエッチングシステムを改造するために方法８００において用いることができる。
【００３１】
方法８００は、ブロック８１０において、ウエハエッチングシステムの構成要素（例えば熱連結プレート）に形成されたレセプタクルにアダプターリングを配置することと共に開始される。アダプターリングの第１の部分の少なくとも一部は、構成要素に形成されたレセプタクルに配置され、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部は、レセプタクルから突出している。アダプターリングは、その後、任意の適切な締め付け器具でウエハエッチングシステムの構成要素に固定されてよい。
【００３２】
ブロック８２０において、上部電極がウエハエッチングシステムに配置される。上部電極はチャネルが形成されており、アダプターリングの第２の部分の少なくとも一部がチャネル内に配置されるように、システムにおいて配置される。上部電極は、その後、任意の適切な締め付け器具でシステム内に固定してよく且つ／又は構成要素に固定されてよい。システムは、その後、ウエハ、基板または他の構造体をエッチングするのに用いられてよい。
【００３３】
従って、本明細書に記載のシステムおよび方法により、マルチピースの電極のウエハ加工システムを、これらのシステムがシングルピースの上部電極を使用し得るように改造することが可能になる。従来は、マルチピースの電極のウエハ加工システムの改造は、システムにおける複数の高価な構成要素の分解および交換を必要とした。しかし、本明細書に記載のシステムにおいては、ウエハ加工システムは、システム内に配置される、シングルピースの電極の一部とシステムの別の構成要素との間のアダプターリングを用いて改造することが可能である。従って、本明細書に記載のアダプターリングにより、シングルピースの電極を、ウエハ加工システムにおいて、これらのシステムにおける複数の構成要素の分解および交換を必要とすることなく使用することが可能になる。
【００３４】
本発明または本発明の（１または複数の）実施形態の構成要素を導入する際、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、その構成要素が１以上存在することを意味することが意図される。用語「含む」、「含有する」および「有する」は、包含的であることが意図され、列挙された構成要素の他に追加の構成要素が存在してよいことを意味することが意図される。
【００３５】
本発明の範囲から逸脱することなく、上述の構成に種々の変更を行うことが可能であるので、上述の説明に含まれる全ての事項および添付の（１または複数の）図面に示される全ての事項は例示を目的とするものと解され、限定を意味するものとは解されないことが意図される。
【図１】
2013538014.tif 000003
【図２】
2013538014.tif 000004
【図３】
2013538014.tif 000005
【図４】
2013538014.tif 000006
【図５】
2013538014.tif 000007
【図６】
2013538014.tif 000008
【図７】
2013538014.tif 000009
【図８】
2013538014.tif 000010
【国際調査報告】
2013538014.tif 000011
2013538014.tif 000012