(57)【要約】【解決手段】半導体処理チャンバのための閉じ込めアセンブリが提供される。閉じ込めアセンブリは、互いに重なるように配置された複数の閉じ込めリングを含む。複数の閉じ込めリングの各自は、間隔を開けられ、複数の穴を形成されている。対応する閉じ込めリングの、揃えられた穴を通って伸びるプランジャが提供される。プランジャは、閉じ込めリングにほぼ直交する平面内で移動可能である。プランジャには、釣り合い式調整サポートが取り付けられる。釣り合い式調整サポートは、プランジャが上記平面内で移動するのに伴って、複数の閉じ込めリングの各自を隔てる間隔が釣り合い式に調整されるように、閉じ込めリングを支持するように構成される。一実施形態では、釣り合い式調整サポートは、蛇腹スリーブである。【選択図】図４
2008533698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバのための閉じ込めアセンブリであって、
互いに重なるように配置された複数の閉じ込めリングであって、各自間隔を開けられ、各自複数の穴を形成された、複数の閉じ込めリングと、
対応する閉じ込めリングの、揃えられた穴を通って伸びるプランジャであって、前記閉じ込めリングにほぼ直交する平面内を移動可能である、プランジャと、
前記プランジャに取り付けられた釣り合い式調整サポートであって、前記プランジャが前記平面内を移動するのに伴って、前記複数の閉じ込めリングの各自を隔てる間隔が釣り合い式に調整されるように、前記閉じ込めリングを支持するように構成された釣り合い式調整サポートと、
を備える閉じ込めアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記釣り合い式調整サポートは、蛇腹スリーブである、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記蛇腹スリーブは、閉じ込めリングの数に等しい数の突起を含む、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項４】
請求項２に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記蛇腹スリーブは、耐久性のある非反応性ポリマのコーティングを含む、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、更に、
前記プランジャに取り付けられたカム従動子と、
前記カム従動子を転がり接触されたカムリングと、
を備える閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記釣り合い式調整サポートは、複数のサポート脚を含み、前記サポート脚の各自は、少なくとも１つの別のサポート脚に枢動可能に相互接続される、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記複数のサポート脚は、前記プランジャが前記閉じ込めリングに向かって前記平面内を移動するのに伴って、前記複数の閉じ込めリングの各自を隔てる間隔が釣り合い式に大きくなるように構成される、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項８】
請求項６に記載の閉じ込めリングアセンブリであって、
前記複数のサポート脚は、石英、炭化物、またはステンレス鋼の１つからなる、閉じ込めリングアセンブリ。
【請求項９】
半導体処理チャンバであって、
前記チャンバの一領域内にプラズマを閉じ込めるように構成された複数の閉じ込めリングと、
前記閉じ込めリングを支持する複数の蛇腹スリーブと、
対応する蛇腹スリーブに取り付けられた複数のプランジャであって、前記複数のプランジャの移動が結果として前記複数の閉じ込めリングの各自の間の間隔を釣り合い式に調整するように、前記閉じ込めリングの平面にほぼ直交する軸に沿って移動する、複数のプランジャと、
を備える半導体処理チャンバ。
【請求項１０】
請求項９に記載の処理チャンバであって、更に、
前記処理チャンバの上面に配されたカムリングを備える処理チャンバ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の処理チャンバであって、更に、
前記プランジャの各自に対応して取り付けられたカム従動子であって、各自前記カムリングに回転可能に接続されたカム従動子を備える処理チャンバ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の処理チャンバであって、更に、
前記複数のプランジャの各自に対応するバネであって、前記対応するカム従動子を前記カムリングの表面に押し付ける張力を提供するバネを備える処理チャンバ。
【請求項１３】
請求項９に記載の処理チャンバであって、
前記複数の蛇腹スリーブの各自は、複数の突起を含み、前記突起は、前記複数の閉じ込めリングの各自に穿たれた穴の直径より大きい直径を有し、前記穴には、前記プランジャの１つおよび前記蛇腹スリーブの１つが通される、処理チャンバ。
【請求項１４】
請求項１０に記載の処理チャンバであって、
前記カムリングは、上り傾斜面および下り傾斜面を含む、処理チャンバ。
【請求項１５】
複数の閉じ込めリングを有するエッチングチャンバ内にプラズマを閉じ込めるための方法であって、
前記エッチングチャンバ内でエッチングプロセスを実施する工程と、
前記エッチングチャンバの処理パラメータを監視する工程と、
前記複数の閉じ込めリングの各自に施される間隔調整がほぼ等しくなる方式で、前記複数の閉じ込めリングの各自の間の間隔を調整する工程と、
を備える方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記エッチングチャンバの処理パラメータを監視する前記方法工程は、
チャンバの圧力を監視することと、
前記チャンバの圧力を増大されるかまたは低減させるかを決定することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記複数の閉じ込めリングの各自の間の間隔を調整する前記方法工程は、
前記チャンバの圧力を低減させるために、蛇腹一式を拡張させることと、
前記チャンバの圧力を増大させるために、蛇腹一式を収縮させることと、
を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、
前記複数の閉じ込めリングの各自の間の間隔を調整する前記方法工程は、
前記複数の閉じ込めリングにほぼ直交する方向にプランジャを移動させることを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記複数の閉じ込めリングにほぼ直交する方向にプランジャを移動させることは、
前記プランジャに取り付けられたカム従動子の位置を変化させることを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、
前記間隔の調整は、前記処理パラメータの１つの変化によってトリガされる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、半導体の製造に関するものである。本発明は、より具体的に言うと、移動範囲に渡って閉じ込めリング間を釣り合い式に隔てる閉じ込めリング駆動を提供するための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体をベースにしたデバイスの製造では、材料層を基板に堆積させるのが一般的である。各材料層は、エッチングプロセスを経てよい。材料層のエッチングは、プラズマエッチングを含む種々様々な技術によって実現されてよい。
【０００３】
これらの工程を実施するプラズマエッチャは、エッチングチャンバの一領域内にプラズマを閉じ込めるための閉じ込めリングを含んでよい。閉じ込めリングは、プラズマを閉じ込めると共にチャンバの壁を保護する働きをする。もし全ての閉じ込めリング間に等しい間隔を確立できない場合は、閉じ込めリング間の間隔をどの程度の幅に駆動して圧力を制御するかに対して力学的制約が生じる。閉じ込めリング間を釣り合い式に隔てることができれば、非釣り合い式に隔てることによる制約を上回る場合に生じるプラズマ非閉じ込めなどの望ましくない効果を最小限に抑えつつ、圧力制御のダイナミックレンジを効率良く増大させることができる。
【０００４】
以上を鑑みると、閉じ込めリングをその移動範囲に渡って均一に移動可能にする方法および装置が必要とされていることがわかる。
【発明の開示】
【０００５】
大まかに言うと、本発明は、閉じ込めリング間の間隔を釣り合い式に維持するための方法および装置を提供することによって、これらのニーズを満たすものである。なお、本発明は、方法、システム、または装置を含む多くの形態で実現可能であることに注意すべきである。以下では、本発明のいくつかの実施形態が説明される。
【０００６】
一実施形態では、半導体処理チャンバのための閉じ込めアセンブリが提供される。閉じ込めアセンブリは、互いに重なるように設けられた複数の閉じ込めリングを含む。各閉じ込めリングは、間隔を開けられ、複数の穴を形成されている。対応する閉じ込めリングの、揃えられた穴を通って伸びる、プランジャが提供される。プランジャは、閉じ込めリングにほぼ直交する平面内で移動可能である。プランジャには、釣り合い式調整サポートが取り付けられる。釣り合い式調整サポートは、プランジャが上記平面内で移動するのに伴って、複数の閉じ込めリングの各自を隔てる間隔が釣り合い式に調整されるように、閉じ込めリングを支持するように構成される。一実施形態では、釣り合い式調整サポートは、蛇腹スリーブである。
【０００７】
別の一実施形態では、半導体処理チャンバが提供される。半導体処理チャンバは、チャンバの一領域内にプラズマを閉じ込めるように構成された複数の閉じ込めリングを含む。また、閉じ込めリングを支持する複数の蛇腹スリーブも含まれる。対応する蛇腹スリーブに取り付けられた複数のプランジャも含まれる。複数のプランジャは、それらの移動が結果として複数の閉じ込めリングの各自を隔てる間隔を釣り合い式に調整するように、閉じ込めリングの平面にほぼ直交する軸に沿って移動する。
【０００８】
更に別の一実施形態では、複数の閉じ込めリングを有するエッチングチャンバ内にプラズマを閉じ込めるための方法が提供される。方法は、エッチングチャンバ内でエッチングプロセスを実施することから開始する。次いで、エッチングチャンバの処理パラメータが監視される。次に、複数の閉じ込めリングの各自に施される間隔調整をほぼ等しくする方式で、複数の閉じ込めリングの各自の間の間隔が調整される。
【０００９】
本発明の原理を例示する添付の図面に関連した以下の詳細な説明から、本発明の他の態様および利点が明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明によって、容易に理解されるであろう。図中、類似の参照符号は類似の構成要素を指すものとする。
【００１１】
本発明は、半導体処理チャンバ内で閉じ込めリングを釣り合い式に調整することによってエッチング工程を向上させるためのシステム、装置、および方法について説明される。しかしながら、当業者にとっては、本発明がこれらの具体的詳細の一部または全部を伴わずとも実施可能であることは明白である。また、本発明を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス工程の詳細な説明は省略される。
【００１２】
本発明の実施形態は、プランジャの全移動範囲に渡って閉じ込めリングの移動をほぼ線形に制御するためのシステム、装置、および方法を提供する。これは、結果として閉じ込めリングを均一に移動させるので、各閉じ込めリング間の間隔は、互いにほぼ同じに維持される。すなわち、本明細書で説明される実施形態は、閉じ込めリング間の間隔を釣り合い式に制御することを可能にする。一実施形態では、蛇腹スリーブを通じて複数の閉じ込めリング間の間隔を均一に制御することができる閉じ込めリング駆動が提供される。この閉じ込めリング駆動は、以下で詳述されるように、結果として閉じ込めリングを均一に移動させる方式でプランジャを駆動するカムベースの構成を実装している。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にしたがった代表的なプラズマエッチングチャンバを示した概略断面図である。プラズマエッチングチャンバ１０１内では、プラズマ１１１が生成される体積の上方に電極１０９が配される。プラズマ１１１が生成される体積の下方には、ウエハサポート構造１０５が配置される。一実施形態において、ウエハサポート構造１０５は、静電チャックである。ウエハサポート構造１０５は、プラズマ１１１に暴露中のウエハ１０７を支えるように定められる。
【００１４】
図１のプラズマエッチングチャンバ１０１は、プラズマ１１１を生成される体積の周囲を取り囲むように閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄを配される。閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄの移動を制御するために、閉じ込めリングコントローラ１２１が提供される。一実施形態では、閉じ込めリングコントローラ１２１は、コンピュータシステム上で実行されるソフトウェアとして表される。別の一実施形態では、閉じ込めリングコントローラ１２１は、ハードウェア（例えばチップ上に実装された回路構成）として表される。具体的な実施形態如何に寄らず、閉じ込めリングコントローラ１２１は、閉じ込めリングコントローラ１２１から受信される指示にしたがって閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄを移動させるように構成された構造と連動することができる。閉じ込めリングコントローラ１２１は、また、閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄを移動させる、保持する、またはその両方を行うためのプログラム可能な期間を設定することもできる。
【００１５】
やはり図１に示されるように、チャンバ１０１内の監視条件を解析するために、プロセス監視機器１１９が使用される。プロセス監視機器１１９は、例えば圧力の読み出し値などシステムから獲得された入力を解析に備えて分離することができる１つまたは複数の構成要素を表す、またはそのような構成要素からなるシステムを表す。一実施形態において、チャンバ１０１内から測定された圧力は、線路１１７を通じて伝達され、所定の圧力制御設定値と比較される。そして、その比較にしたがって、閉じ込めリングのカムが移動される。すなわち、もしチャンバの圧力が低すぎるならば、リング間の間隔は、ウエハ面の圧力を増大させるように縮められ、逆もまた同様である。なお、この圧力は、図２に示されるように、閉じ込め領域の内部で監視されることに注意すべきである。プロセス監視機器１１９から取得された圧力値、またはそのような圧力値によってトリガされる信号は、閉じ込めリングコントローラ１２１に伝達される。すると、閉じ込めリング３２０ａ〜ｄに直交する方向に、プランジャ３１０が駆動される。一実施形態では、カムリング３０４の回転がプランジャ３１０の移動を引き起こす。なお、チャンバ内の圧力は、既知の任意の手段を通じて監視されてよいことを理解されるべきである。監視された圧力は、次いで、閉じ込めリング間の間隔を調整するか否かを決定するために、閉じ込めリングコントローラ１２１に伝達される。
【００１６】
図１のチャンバ１００の動作中において、閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄは、特定の体積（「プラズマ閉じ込め体積」）内にプラズマ１１１を閉じ込め且つプラズマ閉じ込め体積内の圧力を制御する働きをする。閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄは、隣り合う閉じ込めリング間の間隔すなわち隙間を釣り合い式に増大または低減させるように、均一に移動させることができる。一実施形態では、閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄは、カムリングの使用を通じて移動される。しかしながら、閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄの移動には、エッチングプロセスの要求条件に応じて他の多くの操作デバイスが使用可能であることが理解されるべきである。閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄの移動は、隣り合う閉じ込めリング間の隙間を均一に変化させるように定めることができる。以下で例示されるように、プランジャ３１０の移動は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｄを互いに釣り合うように移動させることによって、閉じ込めリング間の隙間を均一に広げるまたは狭める。
【００１７】
なお、プラズマ閉じ込め体積内における圧力は、プラズマエッチングチャンバ１０１内における熱的変化ゆえに、動作中に制御を必要とすることを理解されるべきである。チャンバ内の温度は、プロセス条件ゆえに、動作中に変化しうる。例えば、動作中は、チャンバの内表面上にエッチング副産物が堆積する可能性がある。エッチング副産物の堆積は、チャンバの伝熱特性に影響を及ぼし、それによって、チャンバ１０１内に温度変化を引き起こす。チャンバ１０１内における温度変化は、それに相応する影響をチャンバ内の圧力に及ぼす。したがって、以下でより詳しく議論されるように、ほぼ定圧を必要とするエッチングプロセスのあいだは、チャンバ内の圧力を制御するために、閉じ込めリング駆動が提供される。
【００１８】
チャンバ１０１では、隣り合う閉じ込めリング間の隙間をプロセスガスが通ってプラズマ閉じ込め体積から流れ出る。したがって、閉じ込めリング一式の移動は、プラズマ閉じ込め体積から出るプロセスガスの流量範囲を調整する働きをする。したがって、対象となる流量範囲の調整は、それに相応してプラズマ閉じ込め体積内の圧力を制御する。エッチングプロセスのあいだ、閉じ込めリング一式３２０ａ〜ｄは、以下で詳述されるように均一に移動され、処理のあいだプラズマ閉じ込め体積内を目標圧力に維持する。
【００１９】
本発明の一態様にしたがって、プラズマ処理チャンバ１０１内で閉じ込めリング３２０ａ〜ｄを均一に昇降させるためのカムベースの構成が提供される。カムベースの構成は、閉じ込めリングに結合されたプランジャ３１０を昇降させるために、カム従動子およびカムリング３０４を用いる。カムリング３０４の回転に伴って、プランジャ３１０は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｄを上昇させるまたは下降させるように組織的に上昇されるまたは下降される。
【００２０】
本発明の別の一態様にしたがうと、カムリングのカム領域は、閉じ込めリングの移動を微調整することによって閉じ込めリング全域の圧力降下を微調整することができるような輪郭を有してよい。閉じ込めリングのみの移動によって閉じ込めリング全域の圧力降下を制御すれば（これは、基板表面における圧力に影響を及ぼす）、他のエッチングパラメータに大きな影響を及ぼすことなく基板表面における圧力を制御することができる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態にしたがって、閉じ込めリングを釣り合い式に移動させるためのカムベースの構成のプランジャ構成を示した概略断面図である。プランジャ構成３００は、輪３０２を含み、これは、カムリング３０４に転がり接触された状態で示されている。輪３０２は、調整可能な方式で（例えばボルトと穴とからなる構成を介して）受け板３０６上に取り付けられる。受け板３０６は、リアクタの頂部に取り付けられてよく、同リアクタの頂部に対して基本的に不動である。
【００２２】
プランジャ３１０上には、カム従動子３０８が取り付けられる。プランジャ３１０およびそれに取り付けられたカム従動子３０８は、バネ３１４によってカムリング３０４の下面３１２に向けて駆り立てられる。カム従動子３０８は、プランジャ３１０が下面３１２内の輪郭線に合わせて上昇するまたは下降することができるように、下面３１２に転がり接触された状態にとどまる。バネ３１４は、プランジャ３１０およびカム従動子３０８を常にカムリング３０４の下面に向けて駆り立てる。図に示されるように、プランジャ３１０は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃによって定められる平面にほぼ直交する軸３８０に並行に上下動する。
【００２３】
やはり図２に示されるように、プランジャ３１０には、蛇腹スリーブ５００が被され取り付けられる。蛇腹スリーブ５００は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃを支える働きをする複数の突起を含む。閉じ込めリング３２０ａ〜ｃは、プランジャ３１０の上昇または下降に伴って、それに相応して均一な方式で上昇されるまたは下降される。なお、蛇腹スリーブ５００の突起は、アコーディオンと同様に伸縮することによって、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃを均一に広がらせるまたは近づかせることを理解されるべきである。チャンバの頂部に形成された溝内に取り付けられた１対のシール３６０は、プランジャ３１０がカムリング３０４の下面３１２内の輪郭線にしたがって上下動する際にプラズマ処理チャンバ内の圧力を維持することを可能にする。なお、図には２つのシールが示されているが、シールは、必要に応じて任意の数が使用されてよいことを理解されるべきである。また、プラズマ処理チャンバ内では任意の数の閉じ込めリングが使用されてよい。
【００２４】
前述のように、プランジャ３１０の上下動は、カムリング３０４の下面３１２内の輪郭線によって制御される。図２に示されるように、下面３１２は、カム領域３６２を含み、これは、プランジャアセンブリごとに１つずつあることが好ましい。カム領域３６２は、カムリング３０４が矢印３６８の方向に回転されるのに伴ってプランジャ３１０を上方に移動させる上り傾斜面３６６と、カムリング３０４が矢印３９０の方向に回転されるのに伴ってプランジャ３１０を下方に移動させる下り傾斜面３７０とを含むことが好ましい。一実施形態では、下り傾斜面３７０は、プランジャ３１０の制御に用いられない。その代わり、カムリング３０４が往復の両方向に回転され、且つカム従動子３０８が上り傾斜面３６６の輪郭線にしたがうのに伴って、プランジャ３１０は、上り表面２６６のみを用いて上下動される。
【００２５】
図２の下り傾斜面３６６は、２つの異なる坂を有する２つの別々の領域を含んでよい。図に示されるように、上り傾斜面３６６の斜面３７４は、カムリング３０４の単位回転度あたりのプランジャ３１０の上下の移動距離を大きくとれるように、斜面３７２より急な勾配を有する。斜面３７４は、例えばウエハの搬送中など粗調整に使用されてよく、斜面３７２は、例えば圧力制御中など閉じ込めリングの位置の微調整に用いられてよい。なお、蛇腹スリーブ５００の使用は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃ間の隙間を釣り合い式に調整可能にすることを理解されるべきである。また、絶縁体１５０と最も上の閉じ込めリングとの間の隙間、および表面１０８と最も下の閉じ込めリングとの間の隙間も調整されてよい。絶縁体１５０は、更に、チャンバの閉じ込め領域内の圧力を獲得するための圧力監視口１５１を含む。更に、圧力監視口１５１内に配され且つ図１の圧力監視機器１１９に通じた圧力検出器は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃを釣り合い式に移動させることが必要であるか否かを決定するために使用される信号を提供する。当業者ならば、圧力監視口１５１が、例えば絶縁体１５０の内側の端など、プラズマ領域内の圧力を獲得するのに適した任意の位置に配置されてよく、必ずしも閉じ込めリング駆動アセンブリの近くである必要はないことを理解できる。カム駆動アセンブリに関する更なる情報については、米国特許第６，０１９，０６０号に見いだせる。
【００２６】
図３は、本発明の一実施形態にしたがった、カムベースの構成の概略上面図であり、カムリング３０４を回転させるために用いられるモータ４０２を含む。モータ４０２は、ベルト４０４を介してカムリング３０４に結合される。ベルト４０４は、点４０６，４０８の位置でカムリング３０４に取り付けられるが、必要に応じてカムリング４０５を巻き込むことも可能である。引っ張り構成４１０は、ベルト４０４のたるみをなくし、カムリング３０４をモータ４０２へと引っ張ることによって、カムリング４０４の内面をローラ４１２，４１４（カムリングの回転の中心を定めるために２つ必要であるが、３つ以上の任意の数が用いられてもよい）に転がり接触させる。
【００２７】
図３では、カムリングに３つのプランジャアセンブリ４１６が配されている。しかしながら、カムリングには、任意の数のプランジャアセンブリが用いられてよい。当業者ならば理解できるように、アセンブリのプランジャ４１６は、自身に取り付けられたカム従動子がカムリングの下面にあてがわれ、且つカムリングがモータ４０２によって時計回りおよび反時計回りに（ベルト４０４を介して）回転されるのに伴って、組織的に移動する。ベルト４０４には、線形電位計の形態で実装されうる随意の位置フィードバック構成４２０が結合される。しかしながら、カムリングの回転に関するデータの提供には、他の任意の位置センサ構成が用いられてよい。カムリング内のカム領域に関するフィードバックデータおよび既知のプロファイルからは、プラズマ処理チャンバ内におけるプランジャ３１０および閉じ込めリングの位置が得られてよい。
【００２８】
本発明の別の一態様にしたがうと、チャンバの体積に影響を及ぼすことなく閉じ込めリングを均一に上昇させるまたは下降させるカムベース構成の能力は、本明細書で説明される実施形態がエッチングの最中に圧力制御を実現することを可能する。エッチング圧力（すなわち、基板表面におけるエッチング中の圧力）は、様々なメカニズムによって（例えばエッチャントソースガスの入力速度を変化させるなどによって）変化させることができるが、もし局所的に（すなわち基板の近傍で）圧力制御が実現されるのであれば、圧力変化の応答が向上されると考えられる。
【００２９】
図４は、本発明の一実施形態にしたがった、閉じ込めリング間の間隔を均一に調整することができるプランジャおよび蛇腹スリーブの拡大図である。蛇腹スリーブ５００は、プランジャ３１０に被せて設けられる。一実施形態ではプラスチックボルトである締め具３１８は、蛇腹スリーブ５００をプランジャ３１０の底面に留めつける。なお、蛇腹スリーブ５００は、プランジャ３１０の上部に取り付けられてもよいことを理解されるべきである。プランジャ３１０の動きを通じて蛇腹スリーブ５００の突起間の間隔を狭めるまたは広げることによって、対応する閉じ込めリング間の間隔が変化する。すなわち、矢印Ａ，Ｂによって表される距離は、均一な方式で、すなわち互いに釣り合う状態で変化する。また、プランジャ３１０は、最も上および最も下の閉じ込めリングがそれぞれチャンバの上面および底面から特定の距離に定められるようにチャンバ内に配置されてよい。なお、各閉じ込めリングを均等に隔てることによって、閉じ込めリング間の最大の間隔がプラズマの閉じ込め程度を決定付けるような事態が回避されることを理解されるべきである。一実施形態では、蛇腹スリーブ５００は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）などのコーティングを施されている。なお、コーティングは、プラズマ環境に適合すると共に、エッチングされている基板を汚染する粒子を落とすことのない、任意の適切なコーティングであってよいことを理解されるべきである。また、蛇腹スリーブ５００の収縮および拡張に適応するため、コーティングは柔軟性である。
【００３０】
図５は、図４の蛇腹スリーブに代わる一実施形態としてのヒンジレバーアセンブリの概略図である。ヒンジレバーアセンブリ５０３は、枢着点５０２を通じて枢動可能に相互接続された複数のヒンジレバー５０４を含む。プランジャ３１０は、横木５０１に取り付けられる。したがって、プランジャ３１０の移動は、閉じ込めリング３２０ａ〜ｃを互いに釣り合うように移動させるので、閉じ込めリング間の間隔は、互いに一致した大きさに維持される。より具体的に言うと、プランジャ３１０が閉じ込めリング３２０ａ〜ｃへと下向きに移動するのに伴って、閉じ込めリング間の間隔は、一様に小さくなる。プランジャ３１０が閉じ込めリング３２０ａ〜ｃから離れる方向に上向きに移動するのに伴って、閉じ込めリング間の間隔は、一様に大きくなる。
【００３１】
図６は、図５のヒンジレバーアセンブリのヒンジレバーの１つの概略図である。ヒンジレバー５０４は、複数の枢着点５０２を含む。枢着点５０２は、一実施形態では、レバー５０２に穿たれた穴である。別の一実施形態では、レバー５０４の角５０８，５１０が丸みを帯びている。また、閉じ込めリングを載せる表面５１２は、移動範囲に渡って閉じ込めリングにより良く適応すると共にあらゆる傾きを打ち消すように角度付けされてよい。図６では、ヒンジレバー５０４は、表面５１２を有するサポート部分に僅かな欠刻を有している。一実施形態では、ヒンジレバー５０４は、ステンレス鋼などの金属からなる。一実施形態では、金属は、蛇腹スリーブのコーティングに関連して上述されたように、適合性のコーティングを施されてよい。繰り返し述べるが、金属およびコーティングは、エッチングの用途および環境に適合する任意の材料で構成されてよい。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態にしたがった、複数の閉じ込めリングを有するエッチングチャンバ内にプラズマを閉じ込めるための方法の工程を示したフローチャートである。方法は、エッチングチャンバ内でエッチングプロセスが実施される工程５２０から開始する。ここでは、プラズマの閉じ込めおよび生成を必要とする任意の適切なエッチングプロセスが実施されてよい。方法は、エッチングチャンバの処理パラメータが監視される工程５２２に進む。例えば、既知の技術を通じてチャンバ内の圧力が監視されてよい。エッチング工程が進行するにつれて、温度変化および他の要因が圧力を変化させる可能性がある。圧力変化に対抗する技術の１つが、本明細書で説明された実施形態にしたがって閉じ込めリング間の間隔を調整する技術である。工程５２４では、各閉じ込めリング間の間隔調整がほぼ等しくなるように、閉じ込めリング間の間隔が調整される。図２〜６を参照して上述されたように、蛇腹スリーブまたはヒンジレバーアセンブリと、カム駆動との併用は、各閉じ込めリングを釣り合い式に移動させることを保証する。閉じ込めリング間の間隔を互いに釣り合う一致した状態に維持すれば、エッチング工程の高度な制御を実現すると共に、１つの大きな間隔がプラズマの閉じ込め具合を決定付けるような事態を回避することができる。
【００３３】
まとめると、上述された実施形態は、閉じ込めリング間の間隔を高度に制御するための方法および装置を提供する。上述された駆動システムを使用し、閉じ込めリング間の間隔を広範囲の設定値に渡って釣り合い式に変動させることによって、閉じ込めリング間の間隔をほぼ等しくすることができる。蛇腹スリーブまたはヒンジレバーアセンブリは、プランジャから伝わる運動を各閉じ込めリングの釣り合い式の移動に変換する釣り合い式調整サポートとして機能する。
【００３４】
以上では、理解を明瞭にする目的で、細部を特定したうえで発明を説明したが、添付の特許請求の範囲内であれば、特定の変更を加えてよいことは明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって限定的ではなく、本発明は、本明細書に挙げ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の等価形態の範囲内で変更可能である。特許請求の範囲における要素、工程、またはそれらの両方は、特許請求の範囲にそうと明記されない限り、いかなる特定の順序も意味しない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態にしたがった、代表的なプラズマエッチングチャンバの概略断面図である。
【図２】閉じ込めリングを釣り合い式に移動させるための、カムベースの構成のプランジャ構成を、本発明の一実施形態にしたがって示した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがった、カムベースの構成の概略上面図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがった、閉じ込めリング間の間隔を均一に調整することができるプランジャおよび蛇腹スリーブの拡大図である。
【図５】図４の蛇腹スリーブに代わる一実施形態である、閉じ込めリング間の間隔を均一に調整するためのヒンジレバーアセンブリの概略図である。
【図６】図５のヒンジレバーアセンブリのヒンジレバーの１つの概略図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがった、複数の閉じ込めリングを有するエッチングチャンバ内にプラズマを閉じ込めるための方法の工程のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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