(57)【要約】【解決手段】処理チャンバ基板処理において圧力制御を実施するための構成が提供される。該構成は、基板処理中に基板をエッチングするためのプラズマを持続させるように構成された閉じ込めチャンバ体積を取り囲むように少なくとも構成されたペリフェラルリングを含む。該ペリフェラルリングは、基板処理中に閉じ込めチャンバ体積から処理副産ガスを排出するように少なくとも構成された複数のスロットを含む。構成は、また、ペリフェラルリングに隣接して位置決めされて複数のスロットを含むように構成された伝導性コントロールリングも含む。圧力制御は、ペリフェラルリングにおける第１のスロットと伝導性コントロールリングにおける第２のスロットとがゼロオフセットからフルオフセットまでの範囲で互いに対してオフセットされるように、伝導性コントロールリングをペリフェラルリングに相対的に移動させることによって達成される。【選択図】図１
2013503495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバの中で圧力制御を実施するための構成であって、
基板処理中に前記基板をエッチングするためのプラズマを持続させることができる閉じ込めチャンバ体積を取り囲むように少なくとも構成され、前記基板処理中に前記閉じ込めチャンバ体積から処理副産ガスを排出するように少なくとも構成された第１の複数のスロットを含むペリフェラルリングと、
前記ペリフェラルリングに隣接して位置決めされ、第２の複数のスロットを含むように構成された伝導性コントロールリングであって、前記圧力制御は、前記ペリフェラルリングの前記第１の複数のスロットの第１のスロットと前記伝導性コントロールリングの前記第２の複数のスロットの第２のスロットとがゼロオフセットからフルオフセットまでの範囲で互いに対してオフセットされるように、前記伝導性コントロールリングを前記ペリフェラルリングに相対的に移動させることによって達成される伝導性コントロールリングと
を備える構成。
【請求項２】
請求項１に記載の構成であって、更に、
前記圧力制御を実施するために前記伝導性コントロールリングを移動させるように構成されたモータを備える構成。
【請求項３】
請求項２に記載の構成であって、更に、
前記閉じ込めチャンバ体積の中の圧力量に関する処理データを収集するように構成されたセンサのセットを備える構成。
【請求項４】
請求項３に記載の構成であって、更に、
コントロールモジュールを備え、
前記コントロールモジュールは、少なくとも
前記センサのセットから前記処理データを受信するように、
前記処理データを解析するように、
前記伝導性コントロールリングの新しい位置を決定するように、及び
前記新しい位置を命令のセットの一部として前記モータに送信するようにされた
構成。
【請求項５】
請求項４に記載の構成であって、
前記モータは、
前記命令のセットを受信するように、及び
前記閉じ込めチャンバ体積の中の前記圧力量を調整するために前記伝導性コントロールリングを移動させるようにされた
構成。
【請求項６】
請求項５に記載の構成であって、
前記ペリフェラルリングは、前記伝導性コントロールリングが前記ペリフェラルリングを取り囲むように、前記伝導性コントロールリングの内側に嵌め込まれる構成。
【請求項７】
請求項６に記載の構成であって、
前記伝導性コントロールリングは、誘電性材料で作成される構成。
【請求項８】
請求項１に記載の構成であって、
前記プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理システムである構成。
【請求項９】
基板の処理中にプラズマ処理システムの処理チャンバの中で圧力制御を実施するための方法であって、前記処理チャンバは、基板処理中に前記基板をエッチングするためのプラズマを持続させることができる閉じ込めチャンバ体積を取り囲むように少なくとも構成されたペリフェラルリングを含み、前記ペリフェラルリングは、前記基板処理中に前記閉じ込めチャンバ体積から処理副産ガスを排出するように少なくとも構成された第１の複数のスロットを含み、前記方法は、
前記ペリフェラルリングに隣接して位置決めされ、第２の複数のスロットを含むように構成された伝導性コントロールリングを提供することと、
前記閉じ込めチャンバ体積の中の圧力量を監視することと、
前記圧力量に関する処理データをコントロールモジュールに送信することと、
前記処理データを解析することと、
前記閉じ込めチャンバ体積の中の前記圧力量を既定の閾値範囲と比較することと、
前記圧力量が前記既定の閾値範囲を越える場合に前記伝導性コントロールリングの新しい位置を計算することと、
前記ペリフェラルリングの前記第１の複数のスロットの第１のスロットと前記伝導性コントロールリングの前記第２の複数のスロットの第２のスロットとがゼロオフセットからフルオフセットまでの範囲で互いに対してオフセットされるように、前記伝導性コントロールリングを前記ペリフェラルリングに相対的に移動させることによって、前記閉じ込めチャンバ体積の中の前記圧力量を調整することと、
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、更に、
前記新しい位置を命令のセットの一部としてモータに送信することを備え、
前記モータは、前記閉じ込めチャンバ体積の中の前記圧力量を調整するために前記伝導性コントロールリングを移動させるように少なくとも構成される
方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記閉じ込めチャンバ体積の中の前記圧力量を監視することは、センサのセットによって実施される方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、更に、
前記基板処理を開始させる前に前記伝導性コントロールリングを初期セット位置にセットすることを備える方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記新しいセット位置は、先のセット位置に基づいて計算される方法。
【請求項１４】
基板の処理中におけるプラズマ処理システムの処理チャンバの中のプラズマ閉じ込め構成であって、
第１のスロットのセットを伴うペリフェラルリングのセットと、
第２のスロットのセットを伴う伝導性コントロールリングのセットと、
モータと、
を備え、
前記ペリフェラルリングのセットは、基板処理中にプラズマを持続させることができる閉じ込めチャンバ体積を取り囲み、前記第１のスロットのセットは、前記基板処理中に前記閉じ込めチャンバ体積から処理副産ガスを排出するように少なくとも構成され、
前記伝導性コントロールリングのセットは、前記ペリフェラルリングのセットに隣接して位置決めされ、
前記モータは、前記ペリフェラルリングのセットの前記第１のスロットのセットの第１のスロットと前記伝導性コントロールリングのセットの前記第２のスロットのセットの第２のスロットとがゼロオフセットからフルオフセットまでの範囲で互いに対してオフセットされるように、前記伝導性コントロールリングのセットを前記ペリフェラルリングのセットに相対的に移動させるように少なくともされた
プラズマ閉じ込め構成。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプラズマ閉じ込め構成であって、更に、
前記閉じ込めチャンバ体積の中の処理データを収集するように構成されたセンサのセットを備えるプラズマ閉じ込め構成。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプラズマ閉じ込め構成であって、更に、
コントロールモジュールを備え、
前記コントロールモジュールは、少なくとも、
前記センサのセットから前記処理データを受信するように、
前記処理データを解析するように、
前記伝導性コントロールリングの新しい位置を決定するように、及び
前記新しい位置を命令のセットの一部として前記モータに送信するようにされた
プラズマ閉じ込め構成。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め構成であって、
前記モータは、
前記命令のセットを受信するように、及び
前記閉じ込めチャンバ体積内の中のプラズマ閉じ込めを維持するために前記伝導性コントロールリングのセットを調整するようにされた
プラズマ閉じ込め構成。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプラズマ閉じ込め構成であって、
前記伝導性コントロールリングのセットは、前記伝導性コントロールリングのセットが前記ペリフェラルリングのセットを取り囲むように、前記閉じ込めチャンバ体積の外側に位置決めされる
プラズマ閉じ込め構成。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプラズマ閉じ込め構成であって、
前記伝導性コントロールリングのセットは、誘電性材料で作成されるプラズマ閉じ込め構成。
【請求項２０】
請求項１９記載のプラズマ閉じ込め構成であって、
前記プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理システムであるプラズマ閉じ込め構成。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
プラズマ処理における進歩は、半導体産業の成長をもたらしてきた。今日の競争市場では、メーカは、無駄を最小限に抑える及び高品質の半導体デバイスを作成することが可能である必要がある。したがって、基板処理中に満足のいく結果を達成するためには、総じてプロセスパラメータの厳密な管理が必要である。
【０００２】
処理チャンバの中では、ガスが、基板処理中に高周波（ＲＦ）電流と相互に作用してプラズマを形成する。プラズマ形成を制御するために及び処理チャンバ壁を保護するために、プラズマは、ペリフェラルリングの中の領域などの限られたチャンバ体積に、おそらく閉じ込められる。閉じ込め領域（ペリフェラルリングの中の体積）から中性ガス種を排出するために、ペリフェラルリングは、複数のスロットを含んでもよい。各スロットは、中性ガス種がスロットを通り抜けることによって閉じ込め領域から出てターボポンプに向かって流れることを可能にするのに十分な大きさに構成された幾何形状を有する。総じて、閉じ込めエリアの中にプラズマを閉じ込めるのに有効であるためには、各スロットは、プラズマシース厚さの二倍未満の断面を有する傾向がある。プラズマシースは、スロットの各側に存在する可能性がある。したがって、もし、シース厚さの合計がスロット幅よりも大きい場合は、シースとの間にいかなるバルクプラズマもなく、したがって、プラズマがスロットによって成功裏にくびり切られる。しかしながら、もし、スロット幅がシース厚さの二倍よりも大きい場合は、スロットの内側にプラズマが存在する恐れがある。
【０００３】
当業者ならば、基板処理中に必要とされる所望のプラズマを生成するためには、各レシピ／レシピ工程によって、或る一定の圧力量／圧力レベルの維持が求められることを承知している。しかしながら、基板処理中は、或る一定の条件（例えばチャンバ条件）が、圧力量／圧力レベルを上下させることがある。圧力量／圧力レベルを制御するためには、閉じ込め領域の下流であってターボポンプの上流に位置決めされた真空バルブを用いることができる。一例を挙げれば、圧力量／圧力レベルを増加させるために、真空バルブは締められるだろう。
【０００４】
しかしながら、圧力の増加に伴って、プラズマシースは崩壊する傾向があり、プラズマシースのサイズが小さくなるであろう。状況によっては、各スロットの断面サイズが、縮小していくプラズマシースのサイズの二倍よりも大きくなるであろう。もし、プラズマシースが縮小したとすると、スロットは、これ以上、閉じ込め領域の中にプラズマを閉じ込められなくなるであろう。その結果、プラズマがスロットを通り抜けて、閉じ込め領域の外側に形成されるであろう。これは、もし、真空バルブを締めることが、閉じ込め領域の中の圧力量／圧力レベルのみならず、外側チャンバ体積（閉じ込め領域の外側の領域）の圧力量／圧力レベルも増加させる場合に、特に当てはまる。したがって、外側チャンバ体積の高加圧環境は、非閉じ込めプラズマの形成に資することがある。
【０００５】
したがって、ペリフェラルリングによって形成された領域の中にプラズマの形成を制限しつつ圧力制御を行うための構成が望まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面の中で、本発明は、限定的なものではなく例示的なものとして示されており、図中、類似の参照符号は、同様の要素を指すものとする。
【０００７】
【図１】発明の一実施形態における、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成を伴う処理チャンバの簡略部分図である。
【０００８】
【図２Ａ】発明の一実施形態における、限局された圧力制御を実施するために利用されえる様々な度合のオフセット例を示した図である。
【図２Ｂ】発明の一実施形態における、限局された圧力制御を実施するために利用されえる様々な度合のオフセット例を示した図である。
【図２Ｃ】発明の一実施形態における、限局された圧力制御を実施するために利用されえる様々な度合のオフセット例を示した図である。
【０００９】
【図３】発明の一実施形態における、限局された圧力制御及びプラズマ閉じ込めを自動的に実施するための方法を示した簡略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、添付の図面に示されるような幾つかの実施形態を参照にして、本発明が詳細に説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を与えるために、多くの詳細が明記されている。しかしながら、当業者ならば、本発明が、これらの一部又は全部の詳細を伴わずとも実施可能であることが明らかである。また、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス工程及び／又は構造の詳細な説明は省かれている。
【００１１】
方法及び技術を含む様々な実施形態が、以下で説明される。発明は、発明技術の実施形態を実行に移すためのコンピュータ可読命令を格納されたコンピュータ可読媒体を含む製造品も対象としえることを念頭に置かれるべきである。コンピュータ可読媒体としては、例えば、コンピュータ可読コードを格納するための、半導体、磁気、光磁気、光、又はその他の形態のコンピュータ可読媒体が挙げられる。更に、発明は、発明の実施形態を実施するための装置も対象としえる。このような装置は、発明の実施形態に関連したタスクを実行に移すための、専用の及び／又はプログラム可能な回路を含んでよい。このような装置の例としては、適切にプログラムされたときの汎用コンピュータ及び／又は専用計算装置があり、コンピュータ／計算装置と、発明の実施形態に関連した様々なタスクに適応された専用の／プログラム可能な回路との組み合わせが挙げられる。
【００１２】
上述されたように、先行技術では、真空バルブを調整することによって圧力制御が提供される。真空バルブは、閉じ込め領域から離して位置決めされる傾向があるので、真空バルブの調整は、閉じ込め領域の中の圧力量／圧力レベルを変化させるのみならず、ペリフェラルリングの外側の圧力量／圧力レベルも変化させる傾向がある。発明の一態様において、本願の発明者らは、閉じ込め領域の外側の圧力量／圧力レベルを変化させることなくペリフェラルリングの中の圧力量／圧力レベルを調整するためには局所的な制御が必要であることを見出した。
【００１３】
本発明の実施形態にしたがって、ペリフェラルリングによって形成される領域の中にプラズマを閉じ込めつつ圧力制御を行うための構成が提供される。発明の実施形態は、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成を含む。発明の実施形態は、また、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成を管理するための自動フィードバック構成、並びにその方法も含む。
【００１４】
発明の一実施形態において、プラズマ処理システムの処理チャンバの中に、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成が提供される。一実施形態では、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理システムの中に実装されてよい。局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、一実施形態では、固定のペリフェラルリングと、少なくとも１つの可動な伝導性コントロールリングとを含む。閉じ込め領域からガスを排出するための開口のサイズを制御するためには、２つ以上の可動な伝導性コントロールリングが用いられてよいが、コストの配慮及び物理的な空間制限ゆえに、ペリフェラルリングごとに２つ以上の可動な伝導性コントロールリングを実装することは、経済的に及び／又は物理的にあまり妥当でないとされる。
【００１５】
この文献では、一例として、１つのペリフェラルリングを使用した様々な実装形態が論じられる。この発明は、しかしながら、１つのペリフェラルリングに限定されず、１つ又は２つ以上のペリフェラルリングを伴うプラズマ処理システムにも適用されてよい。むしろ、本議論は、例示であることを意図されており、本発明は、提示された例に限定されない。
【００１６】
一実施形態において、伝導性コントロールリングは、閉じ込め領域（閉じ込め領域とは、ペリフェラルリングによって取り囲まれた周囲を言う）の中又は外のいずれかに位置決めされてよい。伝導性コントロールリングは、ペリフェラルリングに隣接して位置決めされる。本明細書で使用される「隣接する」という用語は、内側も外側も完全に嵌め合わされている、互いに嵌め込まれている、隣り合っている、小間隔で隔てられているなどを言うが、これらに限定はされない。好ましい一実施形態では、伝導性コントロールリングは、ペリフェラルリングを取り囲む。要するに、伝導性コントロールリングは、外側チャンバ体積のより近くに位置決めされることによって、プラズマが閉じ込められなくなる可能性に対抗するための障壁を提供する。
【００１７】
ペリフェラルリングは、複数のスロット（決まったサイズ又は可変サイズであってよい）を有することができる。一実施形態では、伝導性コントロールリングにおけるスロットの数及びスロットの位置決めは、可変としてよい。一実施形態では、伝導性コントロールリングにおけるスロットの数及びスロットの位置決めは、ペリフェラルリングにおけるスロットの数及びスロットの位置決めと一致させることができる。別の一実施形態では、伝導性コントロールリングにおけるスロットの数及び／又はスロットの位置決めは、ペリフェラルリングにおけるそれらと異ならせてもよい。閉じ込め領域の中の圧力を制御するためには、伝導性コントロールリングがペリフェラルリングに相対的に作動／移動／回転されて、ペリフェラルリングにおける各スロットの開口を操作することができるものとしても良い。
【００１８】
一実施形態では、伝導性コントロールリングを作動及び／又は回転させるために、（ステッピングモータなどの）モータを用いることができる。基板処理中は、モータは、ペリフェラルリングのスロットサイズを制御するために、伝導性コントロールリングを移動させるだろう。一例では、伝導性コントロールリングにおける各スロットの位置を、ペリフェラルリングにおける各スロットの位置と一致するように設定することによって、ペリフェラルリングにおけるスロットの所定のサイズを、（中性ガス種などの）処理副産ガスを排出するために利用可能にすることができる。ただし、ペリフェラルリングにおけるスロットのサイズを小さくするためには、ペリフェラルリングにおけるスロットが伝導性コントロールリングにおけるスロットによってオフセットされるように、伝導性コントロールリングを移動させることができる。
【００１９】
一実施形態では、オフセットは、ゼロオフセットからフルオフセットまでの幅があってよい。本明細書で使用されるゼロオフセットとは、ペリフェラルリングにおける少なくとも第１のスロットが伝導性コントロールリングにおける第１のスロットに一致して、ガスを排出するための遮断されない通路を提供する状況を言う。本明細書で使用されるフルオフセットとは、ガスを排出するための通路が遮断されるように、ペリフェラルリングにおける少なくとも１つのスロットが伝導性コントロールリングにおけるスロットによって覆われる状況を言う。以上からわかるように、ペリフェラルリングと伝導性コントロールリングとの間のオフセット関係は、ガスを排出するための通路の少なくとも一部が利用可能である部分的なオフセットも含んでよい。
【００２０】
当業者ならば、生産環境が通常は動的環境であることを承知している。基板処理中は、圧力量／圧力レベルが上下することがある。一実施形態において、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、閉じ込め領域に対して局所的な圧力制御を提供するように構成される。伝導性コントロールリングを調整することによって、局所的な圧力制御が実施されるであろう。一例では、閉じ込めリングの中の圧力量／圧力レベルを増加させるために、伝導性コントロールリングは、ペリフェラルリングにおける各スロットのサイズが縮小されるようにペリフェラルリングに相対的に作動／回転されてよく、そうして、外側チャンバ体積の中の圧力を増加させることなく閉じ込め領域の中の圧力が増加される。
【００２１】
一実施形態において、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、閉じ込め領域の中にプラズマを閉じ込めるように構成される。一例では、チャンバ条件ゆえに、ペリフェラルリングにおけるスロットは、プラズマシースのサイズの二倍よりも大きくなっている。先行技術では、プラズマシースの崩壊は、プラズマがスロットを通り抜けて外側チャンバ体積に入ることを可能にするであろう。しかしながら、可動な伝導性コントロールリングを操作することによって、ペリフェラルリングにおけるスロットは、プラズマのサイズの二倍よりも小さい状態にとどまるであろう。要するに、可動な伝導性コントロールリングを回転／作動させることによって、伝導性コントロールリングは、ペリフェラルリングにおける各スロットの開口をオフセットしてよく、そうして、スロットのサイズを効果的に縮小させ、外側チャンバ体積へのプラズマの漏出を実質的に阻止する。
【００２２】
発明の一実施形態において、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、自動フィードバック構成であり、該構成では、閉じ込め領域の中の圧力量／圧力レベルを監視するためにセンサが用いられてよい。センサによって収集されるデータは、コントロールモジュールに送信されてよく、該モジュールは、解析のために、プロセスモジュールコントローラなどを含んでよい。圧力データは、既定の閾値範囲と比較されてよい。もし、圧力量／圧力レベルが閾値範囲外である場合は、伝導性コントロールリングを作動／回転させて閉じ込め領域の中の圧力量／圧力レベルを局所的に変化させるために、モータに命令が送信されてよい。
【００２３】
圧力制御を実施するための構成を提供することによって、外側チャンバ体積（閉じ込め領域の外側のエリア）の中の圧力量／圧力レベルに影響を及ぼすことなくペリフェラルリングの閉じ込めチャンバ体積の中の圧力量／圧力レベルが調整されるであろう。局所的な圧力制御によって、基板処理中は、プラズマがペリフェラルリングのスロットを通り抜けて閉じ込め領域の外側で形成されないように制限しつつ、基板の上方に安定したプラズマが維持されるであろう。また、構成の自動フィードバック特徴は、人による介在なしに自動的に圧力制御及び／又はプラズマ閉じ込めが生じることを可能にする。
【００２４】
本発明の特徴及び利点は、図面及び以下の議論を参照にして、より良く理解されるであろう。
【００２５】
図１は、発明の一実施形態における、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成を伴う処理チャンバ１００の簡略部分図を示している。例えば、処理チャンバ１００の中で基板１０６が処理されている状況を考える。一実施形態では、処理チャンバ１００は、容量結合プラズマ処理チャンバであってよい。基板１０６は、底部電極１０４の上方に位置決めされてよい。基板処理中は、基板１０６をエッチングするために利用されえるプラズマ１０８が、基板１０６と上部電極１０２との間に形成されるであろう。
【００２６】
プラズマの形成を制御するために及び処理チャンバ壁を保護するために、ペリフェラルリング１１２が用いられてよい。ペリフェラルリング１１２は、シリコン、ポリシリコン、炭化シリコン、炭化ホウ素、セラミック、アルミニウムなどの伝導性材料で作成されてよい。通常、ペリフェラルリング１１２は、プラズマ１０８が中で形成される閉じ込めチャンバ体積１１０の周囲を取り囲むように構成されてよい。ペリフェラルリング１１２に加えて、閉じ込めチャンバ体積１１０の周囲は、上部電極１０２、底部電極１０４、エッジリング１１４、絶縁体リング１１６、１１８、及びチャンバサポート構造１２８によっても画定されてよい。
【００２７】
基板処理中は、ガスが、ガス分配システム（不図示）から閉じ込めチャンバ体積１１０の中に流入し、ＲＦ電流と相互に作用してプラズマ２０８を形成するであろう。ＲＦ電流は、ＲＦ源１２２からケーブル１２４を通ってＲＦ整合器１２０へ流れるであろう。当業者ならば、一部のチャンバ部品（上部電極、底部電極、絶縁体リング、エッジリング、チャンバサポートなど）が図示された以外の構成を有してもよいことを承知している。また、ＲＦ源及びＲＦ整合器の数も、プラズマ処理システムに応じて異なってよい。
【００２８】
閉じ込め領域（閉じ込めチャンバ体積１１０）から（中性ガス種などの）処理副産ガスを排出するために、ペリフェラルリング１１２は、複数のスロット（スロット１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１３０ａ、１３０ｂ、及び１３０ｃなど）を含んでよい。（中性ガス種などの）処理副産ガスは、ターボポンプ１３４を通じて処理チャンバ１００から押し出される前に、閉じ込めチャンバ体積１１０を突っ切って処理チャンバ１００の外部領域１３２（外側チャンバ体積）に入るであろう。
【００２９】
ペリフェラルリング１１２におけるスロットは、放射状の形状を有してよいが、その他の構成が用いられてもよい。各スロットの幾何形状は、（中性ガス種などの）処理副産ガスが閉じ込めチャンバ体積１１０から出ることを可能にするのに十分な大きさに構成される。スロットの数及びスロットのサイズは、処理チャンバにとって所望の伝導率に依存していてよい。しかしながら、各スロットは、通常はプラズマシース（不図示）の二倍未満の断面を有する。
【００３０】
当業者ならば、処理チャンバ１００が動的環境を有することを承知している。その結果、基板処理中は、圧力量／圧力レベルが上下することがある。上述のように、先行技術では、圧力制御を実施するために、真空バルブ１３８が用いられてよい。しかしながら、真空バルブ１３８がきつく締められているなどの一定の条件では、そのより高い圧力量／圧力レベルがプラズマシース（不図示）を崩壊させることがある。プラズマシースの崩壊に伴って、ペリフェラルリング１１２におけるスロットの断面は、縮小していくプラズマシースのサイズの二倍よりも大きくなるであろう。その結果、プラズマは、閉じ込められなくなり、スロットを通り抜けて処理チャンバ１００の外部領域１３２へ漏出するであろう。圧力量／圧力レベルの変化は、閉じ込めチャンバ体積１１０の中に限局されないので、処理チャンバ１００の外部領域１３２（外側チャンバ体積）は、プラズマ形成に資する高加圧環境を有するようになるであろう。
【００３１】
高品質の半導体デバイスを生産するためには、総じて圧力量／圧力レベルなどのプロセスパラメータの厳密な制御が求められるので、閉じ込めチャンバ体積１１０の中の圧力量／圧力レベルを制御するための構成及び／又は方法が必要である。一実施形態では、局所的な圧力制御を提供するために、伝導性コントロールリング１３６が用いられてよい。一実施形態では、伝導性コントロールリング１３６は、ペリフェラルリング１１２に隣接して位置決めされてよい。本明細書で使用される「隣接する」という用語は、内側も外側も完全に嵌め合わされている、互いに嵌め込まれている、隣り合っている、小間隔で隔てられているなどを言うが、これらに限定はされない。例えば、伝導性コントロールリング１３６は、誘電性材料で作成されてよく、ペリフェラルリング１１２に隣接して位置決めされてよい。別の例では、伝導性コントロールリング１３６は、閉じ込めチャンバ体積１１０から処理チャンバ１００の外部領域１３２へのプラズマの流入を遮断するために用いられるように、ペリフェラルリング１１２を取り巻いてよい。
【００３２】
一実施形態では、伝導性コントロールリング１３６におけるスロット（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４４ａ、１４４ｂ、及び１４４ｃ）の数が、ペリフェラルリング１１２におけるスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１３０ａ、１３０ｂ、及び１３０ｃ）の数と一致していてよい。別の実施形態では、スロットの数が、一致していなくてよい。例えば、伝導性コントロールリング１３６におけるスロットの数は、ペリフェラルリング１１２におけるスロットの数よりも大きくてよい。伝導性コントロールリング１３６を作動／回転させることによって、伝導性コントロールリング１３６のスロットとペリフェラルリング１１２のスロットとの間のオフセットの度合が操作されて、局所的な圧力制御が提供されるであろう。以上からわかるように、ペリフェラルリング１１２における各スロットについてのオフセットの度合は、伝導性コントロールリングにおけるスロットの数及び／又はスロットの位置決めに応じて可変であってよい。
【００３３】
議論を容易にするために、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、発明の実施形態における、限局された圧力制御を実施するために利用されえる様々な度合のオフセット例を示している。
【００３４】
図２Ａは、発明の一実施形態における、オフセットの度合がゼロである局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成の部分図（２００）を示している。一実施形態では、伝導性コントロールリング１３６は、ペリフェラルリング１１２を取り囲み、伝導性コントロールリング１３６のスロット（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ）は、ペリフェラルリング１１２のスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）の真下に位置決めされている。この構成では、ペリフェラルリング１１２のスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）は、最大のサイズである。要するに、ペリフェラルリング１１２のスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）は、伝導性コントロールリング１３６があってもなくても同じサイズである。この構成は、プラズマシースが縮小しておらず尚且つプラズマの非閉じ込めがありそうにないときに望ましいであろう。
【００３５】
しかしながら、基板処理中は、閉じ込めチャンバ体積の中の条件が変化することがある。一例では、基板処理中に、圧力量／圧力レベルが許容可能な閾値範囲から外れることがある。圧力制御を実施するためには、伝導性コントロールリング１３６は、（図２Ｂの構成２１０に示されるように、）伝導性コントロールリング１３６のスロット（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ）をペリフェラルリング１１２のスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）に重ならせるように調整することができる。要するに、伝導性コントロールリング１３６の作動／回転は、スロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）を、（スロット２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃによって示されるような）複数の可変サイズスロットに変換することができる。
【００３６】
（高加圧環境の中などの）特定の条件下では、プラズマシースの厚さが縮小し、ペリフェラルリング１１２におけるスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）のサイズを、崩壊しているプラズマシースのサイズの二倍よりも大きくすることがある。一実施形態では、伝導性コントロールリング１３６を作動／回転させることによって、ペリフェラルリング１１２におけるスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）の幾何形状（例えばサイズ）がオフセットされてよく、そうして、（より小さい開口２０４ａ〜ｃによって示されるように）外部領域１３６に至る開口が縮小される。
【００３７】
一実施形態において、もし、閉じ込めチャンバ体積の中で、とりわけ高い圧力量／圧力レベルが必要とされる場合は、閉じ込めチャンバ体積から（中性ガス種などの）処理副産ガスを排出する伝導率が、実質的にゼロにされてよい。高圧力環境を形成するためには、ペリフェラルリング１１２のスロット（１２６ａ、１２６ｂ、及び１２６ｃ）の開口を閉じるように、伝導性コントロールリング１３６を操作することができる。要するに、（図２Ｃにおける構成２２０に示されるように、）伝導性コントロールリング１３６における各スロット（１４０ａ、１４０ｂ、及び１４０ｃ）を対応するペリフェラルリング１１２におけるスロット（１２６ａ、１２６ｂ、及び１２６ｃ）に隣接して位置決めすることによって、度合１００％のオフセットが確立されるであろう。
【００３８】
再び図１を参照すると、逆Ｃ字型の局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成が示されているが、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、その他の構成を有してもよい。当業者ならば、伝導率が処理チャンバごとに可変であってよいことを承知している。通常の伝導率を有するチャンバでは、スロットは、区域１５０、１５２、又は１５４のいずれかのみに位置決めされてよい。一例において、もし、底部からの排出が必要とされる場合は、スロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）は、区域１５０に位置決めされてよい。スロットは、区域１５０のみに位置決めされるので、伝導性コントロールリング１３６のスロット（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ）のみが、局所的な圧力制御を実施するために必要とされるであろう。
【００３９】
別の実施形態では、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、限局された圧力制御を実施するために、２つの区域を含んでよい。一例として、ガスを排出するためにより高い伝導率が必要とされる処理チャンバの場合は、例えば区域１５０、１５２が、（中性ガス種などの）処理副産ガスを排出するために利用可能なスロット（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２８ａ、１２８ｂ、及び１２８ｃ）を有してよい。上述された例と同様に、伝導性コントロールリング１３６における対応するスロット（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４２ａ、１４２ｂ、及び１４２ｃ）が、圧力制御を実施するために用いられてよい。
【００４０】
発明の更に別の実施形態では、特に高い伝導率を必要とする処理チャンバにおいて、逆Ｃ字型の局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成が用いられてよい。以上からわかるように、Ｃ字型の構成を伴う処理チャンバの場合は、圧力制御を実施するために、これらの全ての区域（１５０、１５２、及び１５４）が用いられてよい。
【００４１】
発明の一実施形態では、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、自動フィードバック構成である。図３は、発明の一実施形態における、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めを自動的に実施するための方法を示した簡略フローチャートを示している。図３は、図１、２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃとの関連において論じられる。
【００４２】
第１の工程３０２では、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成が、初期セットポイント位置にセットされる。一例では、伝導性コントロールリング１３６が、（図２Ａに示されるように、）伝導性コントロールリング１３６のスロットがペリフェラルリング１１２のスロットの下に揃うように、初期セットポイント位置に移動される。発明の一実施形態では、伝導性コントロールリング１３６の初期セット位置を記録するために、エンコーダ（不図示）などの位置決めモジュールが用いられてよく、初期セット位置は、（プロセスモジュールコントローラなどの）コントロールモジュール１６２に送信されてよい。
【００４３】
次の工程３０４では、基板処理が開始する。当業者ならば、レシピが入力されてよいことを承知している。レシピは、圧力パラメータを含む様々なプロセスパラメータについての要件を定めることができる。生産中は、入力されたレシピが、基板を処理するために用いられる。
【００４４】
次の工程３０６では、基板処理中に圧力量／圧力レベルが監視される。一実施形態では、閉じ込めチャンバ体積１１０の中の圧力レベルを監視するために、センサ１６４が用いられてよい。圧力に関するプロセスデータは、解析のために、コントロールモジュール１６２に送信されてよい。
【００４５】
次の工程３０８では、伝導性コントロールリング１３６を調整することによって、基板処理中の圧力量／圧力レベルが維持される。コントロールモジュール１６２は、継続的に圧力データを収集するので、コントロールモジュール１６２は、閉じ込めチャンバ体積１１０の中の圧力量／圧力レベルがいつ許容可能な閾値範囲から外れるかを判定することができる。ひとたび問題が特定されたら、コントロールモジュール１６２は、圧力量／圧力レベルを許容可能な閾値内に持ってくるために、新しいセットポイント位置を計算しなおしてよい。新しいセット位置は、現行のセットポイント位置に基づいて計算されてよい。
【００４６】
一実施形態では、コントロールモジュール１６２は、伝導性コントロールリング１３６を作動／回転させるように構成されたモータ１６０に、命令のセットを送信してよい。一実施形態では、伝導性コントロールリングを移動させるための命令のセットは、方向信号及びステップ信号を含んでよい。一例として、モータによって受信された命令は、伝導性コントロールリング１３６が２ステップパルスぶんだけ左方向に向かって移動されるべきであることを示すであろう（ステッピングモータのためのステップ信号は、通常はステップパルスの数として表される）。
【００４７】
命令のセットを受信したモータ１６０は、伝導性コントロールリング１３６を所望の位置に作動／回転させることによって、ペリフェラルリング１１２における各スロットの開口のサイズを変化させてよい。したがって、各スロットの開口のサイズの調整は、伝導率を変化させることによって、外側チャンバ体積の中の圧力量／圧力レベルに影響を及ぼすことなく局所的な圧力制御を提供する。
【００４８】
伝導性コントロールリング１３６の操作は、たとえ圧力制御が伝導性コントロールリング１３６の代わりに真空バルブ１３８などの別のコンポーネントによって実施されている場合でも、やはり、プラズマを閉じ込めるのに効果的な構成である。一例では、真空バルブ１３８の調整によって、（閉じ込めチャンバ体積１１０及び外部領域１３２を含む）処理チャンバ１００の中の圧力量／圧力レベルが増加されている。この例では、プラズマシースの崩壊の開始に伴ってペリフェラルリング１１２におけるスロットの開口を縮小させるために、伝導性コントロールリング１３６が用いられてよい。
【００４９】
工程３０４から３０８は、反復工程であり、基板処理中に繰り返すことができる。
【００５０】
以上からわかるように、本発明の１つ又は２つ以上の実施形態は、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成を提供する。局所的な圧力制御の構成を提供供することによって、圧力量／圧力レベルの変化が、ペリフェラルリングの中のチャンバ体積に閉じ込められる。圧力制御が限局されるゆえに、基板をエッチングするために用いられるプラズマは、より高速で安定化される。加えて又は或いは、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、外側チャンバ体積の中にプラズマが確立される可能性を実質的に排除するように構成されるゆえに、より広いプロセス窓を提供する。したがって、局所的な圧力制御及びプラズマ閉じ込めの構成は、非閉じ込めプラズマの発達からチャンバコンポーネントを保護することによって、所有コストを最小限に抑える。
【００５１】
本発明は、幾つかの好ましい実施形態の観点から説明されているが、本発明の範囲内には、代替、置換、及び均等物がある。本明細書では、様々な例が提供されているが、これらの例は、発明に対して例示的であって限定的ではないことを意図している。また、本発明は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理システムとの関連において説明されているが、本発明は、誘導結合プラズマ処理システム又は混合型プラズマ処理システムとの関連において適用されてもよい。
【００５２】
また、名称及び概要は、便宜のために提供されたものであり、特許請求の範囲を解釈するために使用されるべきでない。更に、要約は、極めて省略された形で記載され、便宜のために提供されたものであり、したがって、特許請求の範囲において表された全体的発明を解釈するためにも制限するためにも用いられるべきでない。もし、本明細書で「セット」という用語が用いられる場合は、このような用語は、ゼロの、１つの、又は２つ以上の構成要素を対象とした通常理解の数学的意味を有することを意図している。また、本発明の方法及び装置を実現するものとして、多くの代替的手法があることも留意されるべきである。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、置換、及び均等物を含むものと解釈される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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