(57)【要約】【解決手段】トップ電極と、半導体基板を支えるための静電チャックと静電チャックの表面内の複数のクランプ電極の少なくとも１つと静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサとを含むプラズマチャンバにおいて、アークＲＦ信号を分離するためのシステムであって、コンデンサは、約１９ナノファラッドを上回る静電容量を有し、静電チャックの内部空間内に配される。また、プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離する方法も開示される。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離させるためのシステムであって、
プラズマチャンバであって、
トップ電極と、
半導体ウエハを支えるための静電チャックと、
前記静電チャックの表面内の複数のクランプ電極の少なくとも１つと前記静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサであって、約１９ナノファラッドを上回る静電容量を有し、前記静電チャックの内部空間内に配される、コンデンサと、
を含むプラズマチャンバを備えるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、更に、
前記静電チャックの前記表面内の対応する複数のリフトピン穴内に支えられた複数のリフトピンを備えるシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンの各ピンは、前記静電チャックの前記表面内の複数のリフトピン穴のうちの対応する１つのピン内の対応する側面との間に、約０．０１１インチ（０．２５ｍｍ）未満の隙間を有する、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンの各ピンは、前記静電チャックの前記表面内の複数のリフトピン穴のうちの対応する１つのピン内の対応する側面との間に、約０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満の隙間を有する、システム。
【請求項５】
請求項２に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が丸いリフトピンである、システム。
【請求項６】
請求項２に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が平らなリフトピンである、システム。
【請求項７】
請求項２に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が広がっておりかつ平らなリフトピンである、システム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、
コンデンサは、約１９ナノファラッドから約４３ナノファラッドまでの間の静電容量を有する、システム。
【請求項９】
プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離する方法であって、
プラズマチャンバにおいてトップ電極と静電チャックの上面との間の領域内にプラズマを発生させることであって、前記トップ電極および前記静電チャックの一方または両方に１つ以上のＲＦ信号を印加することを含み、前記静電チャックの前記上面で半導体ウエハが支えられる、ことと、
前記１つ以上のＲＦ信号の一部を、前記静電チャックの前記上面内の複数のクランプ電極と前記静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサを通じて、結合することであって、前記コンデンサは、少なくとも１９ナノファラッドの静電容量を有し、前記コンデンサは、前記静電チャックの内部空間内に配される、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、
前記コンデンサは、約１９ナノファラッドから約４３ナノファラッドまでの間の静電容量を有する、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、更に、
前記静電チャックの前記表面内の対応する複数のリフトピン穴内に支えられた複数のリフトピン備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のリフトピンの各ピンは、前記静電チャックの前記表面内の複数のリフトピン穴のうちの対応する１つのピン内の対応する側面との間に、約０．０１１インチ（０．２５ｍｍ）未満の隙間を有する、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のリフトピンの各ピンは、前記静電チャックの前記表面内の複数のリフトピン穴のうちの対応する１つのピン内の対応する側面との間に、約０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満の隙間を有する、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が丸いリフトピンである、方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が平らなリフトピンである、方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のリフトピンのうちの少なくとも１つのピンは、先端が広がっておりかつ平らなリフトピンである、方法。
【請求項１７】
プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離させるためのシステムであって、
プラズマチャンバであって、
トップ電極と、
半導体ウエハを支えるための静電チャックと、
前記静電チャックの表面内の複数のクランプ電極の少なくとも１つと前記静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサであって、約１９ナノファラッドから約４３ナノファラッドまでの間の静電容量を有し、前記静電チャックの内部空間内に配される、コンデンサと、
前記静電チャックの前記表面内の対応する複数のリフトピン穴内に支えられた複数のリフトピンと、
を含むプラズマチャンバを備えるシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、
前記複数のリフトピンの各ピンは、前記静電チャックの前記表面内の複数のリフトピン穴のうちの対応する１つのピン内の対応する側面との間に、約０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満の隙間を有する、システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、総じて、プラズマ処理チャンバに関し、特に、静電チャック内のリフトピン周囲におけるプラズマ発光を阻止するためのシステム、方法、および装置に関する。
【０００２】
プラズマ処理は、半導体を製造する際によく使われる。プラズマ処理は、プラズマ中に形成されたプラズマイオンが基板の露出層と反応するプラズマエッチングプロセスである。プラズマイオンが基板の露出層内に進入することができる深さは、プラズマイオンのエネルギによって決定される。プラズマイオンのエネルギは、少なくとも一部には、基板に印加されるバイアスに関係する。
【０００３】
半導体素子の小型化および高密度化に伴って、かつてない高さの深さ／幅アスペクト比が求められている。アスペクト比が高いほど、より高いエネルギレベルのプラズマイオンが必要になる。
【０００４】
プラズマイオンのエネルギを高めるためのアプローチの１つは、バイアス電圧を増加させることである。あいにく、バイアス電圧が増すにつれて、基板と処理チャンバとの間、および電極と処理チャンバ構造およびリフトピンとの間にアークが発生する。
【０００５】
リフトピンおよびその隣接構造は、バイアスレベルが増すにつれて、アークによって損傷される恐れがある。以上を鑑みると、プラズマ処理チャンバにおいてリフトピンにおけるアークをいっそう阻止するための、システム、方法、および装置が必要とされていることがわかる。
【発明の概要】
【０００６】
概して、本発明は、プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離するためのシステムおよび方法を提供することによって、これらの必要を満たすものである。なお、本発明は、プロセス、装置、システム、コンピュータ可読媒体、または機器を含む数々の形態で実現可能であることを認識されるべきである。本発明の発明実施形態の幾つかが、以下で説明される。
【０００７】
一実施形態は、トップ電極と、半導体ウエハを支えるための静電チャックと、静電チャックの表面内の複数のクランプ電極の少なくとも１つと静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサとを含むプラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離するためのシステムを提供する。ここで、コンデンサは、約１９ナノファラッドを上回る静電容量を有し、静電チャックの内部空間内に配される。
【０００８】
システムは、また、静電チャックの表面内の対応するリフトピン穴内に支えられた複数のリフトピンも含む。各リフトピンは、対応するリフトピン穴内の対応する側面との間に、約０．０１１インチ（０．２５ｍｍ）未満の隙間を有することができる。各リフトピンは、対応するリフトピン穴内の対応する側面との間に、約０．００５インチ（０．１２ｍｍ）未満の隙間を有することができる。リフトピンのうちの少なくとも１本は、先端が丸いリフトピン、先端が平らなリフトピン、および／または先端が広がっておりかつ平らなリフトピンであってよい。コンデンサは、約１９ナノファラッドから約４３ナノファラッドまでの間の静電容量を有することができる。
【０００９】
別の一実施形態は、プラズマチャンバにおいてアークＲＦ信号を分離する方法を提供する。該方法は、プラズマチャンバにおいてトップ電極と静電チャックの上面との間の領域内にプラズマを発生させることを含み、該プラズマを発生させることは、トップ電極および静電チャックの一方または両方に１つ以上のＲＦ信号を印加することを含む。静電チャックの上面で、半導体ウエハが支えられる。１つ以上のＲＦ信号の一部が、静電チャックの上面内のクランプ電極と静電チャックのベース板との間に結合されたコンデンサを通じて結合される。コンデンサは、少なくとも１９ナノファラッドの静電容量を有する。コンデンサは、静電チャックの内部空間内に配される。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の図面に関連させた以下の詳細な説明によって、本発明が容易に理解される。
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバシステムのブロック図である。
【００１３】
【図１Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバ内の等価静電容量の概略図である。
【００１４】
【図２Ａ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャックの概略断面図である。
【００１５】
【図２Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、コンデンサの平行配列の概略図である。
【００１６】
【図２Ｃ】本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバ内の等価静電容量および追加コンデンサの概略図である。
【００１７】
【図３Ａ】本発明の実施形態にしたがった、封入コンデンサ配列の斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、封入コンデンサ配列の斜視図である。
【００１８】
【図３Ｃ】本発明の実施形態にしたがった、コンデンサ配列の斜視図である。
【００１９】
【図４Ａ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に搭載された複数の封入コンデンサ配列の斜視図である。
【００２０】
【図４Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内に搭載されたコンデンサ配列の斜視図である。
【００２１】
【図５Ａ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内に結合された第１の電気終端スタブの詳細斜視図である。
【００２２】
【図５Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内に結合された第２の電気終端スタブの詳細斜視図である。
【００２３】
【図５Ｃ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内に結合されたＲＦ信号源からのＲＦ入力接続の詳細斜視図である。
【００２４】
【図６Ａ】本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内のリフトピンの詳細断面図である。
【００２５】
【図６Ｂ】本発明の実施形態にしたがった、先端が丸いリフトピンの詳細断面図である。
【００２６】
【図６Ｃ】本発明の実施形態にしたがった、先端が広がっておりかつ平らなリフトピンの詳細断面図である。
【００２７】
【図６Ｄ】本発明の実施形態にしたがった、先端が平らなリフトピンの詳細断面図である。
【００２８】
【図７Ａ】本発明の一実施形態にしたがった、代表的なプラズマチャンバ１０１の動作域のグラフである。
【００２９】
【図７Ｂ】本発明の一実施形態にしたがった、追加コンデンサの使用によってアーク（発光）が生じない代表的なプラズマチャンバのグラフである。
【００３０】
【図７Ｃ】本発明の一実施形態にしたがった、追加コンデンサの使用による電流降下を示した代表的なプラズマチャンバのグラフである。
【００３１】
【図８】本発明の実施形態にしたがった、半導体ウエハと静電チャックとの間のアークを低減するために実施される方法動作を示したフローチャートである。
【００３２】
【図９】本発明にしたがって処理を行うための代表的なコンピュータシステムのブロック図である。
【００３３】
【図１０】本発明の実施形態にしたがった、１つ以上のプラズマチャンバシステムを含む統合システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
リフトピンにおけるアークをいっそう阻止するためのシステム、方法、および装置の幾つかの代表的実施形態が説明される。当業者にならば、本発明が、本明細書に明記された具体的詳細の一部または全部を伴わずに実施されてもよいことが明らかである。
【００３５】
静電チャックで測定される電圧が４００キロヘルツで１０００ボルト近いと、基板サポートの裏面におけるリフトピン上および静電チャック上に発光およびアークが生じることがある。この高電圧状態は、酸化物のエッチング速度が高い応用に有用である。
【００３６】
静電チャックの基部と極との間に１９ナノファラッドを超える追加の静電容量を加えると、電圧が劇的に減少し、裏面における発光およびアークを伴わない高バイアス電圧動作が可能になる。
【００３７】
代表的な方法は、発光を抑えるために、誘電体スリーブによってリフトピン穴を覆うことおよび静電チャック内のヘリウム穴をセラミックで塞ぐことに頼る。該代表的な方法は、アークを阻止しつつ約９００ボルトを超える動作を可能にすることに失敗している。
【００３８】
静電チャックの基部と極との間の静電容量を最大にすることは、この静電容量を静電チャックの内部空間内に提供することに対する物理寸法上のおよび環境上の懸念および制約ゆえに、困難である。２２ナノファラッドのコンデンサ配列が使用可能である。理想を言うと、更に大きい静電容量も望ましい。例えば、４３ナノファラッドのコンデンサ配列が使用されてよいだろう。
【００３９】
図１Ａは、本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバシステム１００のブロック図である。プラズマチャンバシステム１００は、プラズマチャンバ１０１と、静電チャック（ＥＳＣ）１０４と、ＥＳＣ１０４の上面内のエッジリング１１２と、トップ電極１０６とを含む。トップ電極１０６およびＥＳＣ１０４は、具体的プロセスにおける必要性に応じ、１つ以上の対応するＲＦ信号源１２０または大地電位に結合することができる。プラズマチャンバ１０１には、プロセスガス供給源１４０も結合される。静電チャック１０４は、以下で更に詳しく説明されるように、追加コンデンサ２５０を含む。
【００４０】
コントローラ１３０もまた、プラズマチャンバ１０１、１つ以上のＲＦ信号源１２０、およびプロセスガス源１４０に結合される。コントローラ１３０は、所望のレシピまたはプロセスに応じてシステム１００を監視制御するために、ソフトウェアシステム、ロジックシステム、メモリシステム、入力システム、および出力システムを含む。入力システムおよび出力システムは、ユーザとやり取りするためのユーザインターフェースシステムを含む。入力システムおよび出力システムは、また、その他のコンピュータシステム、ならびに周辺機器（例えば、ディスプレイ、プリンタ、リモート記憶装置、およびその他の入出力機器）とデータをやり取りするための、ネットワーキングプロトコルも含む。コントローラ１３０は、標準的な、すなわち汎用のコンピュータ、または特定の用途にあわせた専用のコンピュータであってよい。
【００４１】
静電チャック（ＥＳＣ）１０４は、表面１０４Ａ上で半導体ウエハ１０２を支えるおよび固定することができる。１つ以上のＲＦ信号源１２０は、１つ以上のＤＣバイアス源も含むことができる。
【００４２】
図１Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバ１０１内の等価静電容量１５０Ａ、Ｂ、Ｃの概略図である。等価コンデンサ１５０Ａは、図２Ａに更に詳細に示されたクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’と、半導体ウエハ１０２との間に形成される。等価コンデンサ１５０Ｂは、半導体ウエハ１０２とプラズマ１１０との間に形成される。等価コンデンサ１５０Ｃは、プラズマ１１０とトップ電極１０６との間に形成される。トップ電極１０６は、接地されるのが一般的である。
【００４３】
図２Ａは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４の概略断面図である。ベース板１０４から始まって、層を追って順に表面１０４Ａまで説明すると、静電チャック１０４は、導電性ベース板１０４Ｂと、ベース板上に搭載された絶縁加熱／冷却層１０４Ｃと、該加熱／冷却層上に搭載された導電性層１０４Ｄと、該導電性層上に搭載された絶縁層１０４Ｅと、セラミックトップ層１０４Ｆとを含む。セラミックトップ層１０４Ｆは、複数のクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’を含む。加熱／冷却層１０４Ｃは、加熱／冷却層を隣接層１０４Ｂ、１０４Ｄから絶縁するために、絶縁体１０４Ｃ’を含むことができる。
【００４４】
複数のクランプ電極１０４Ｇ’の第１の部分を、非導電性の表面層１０４Ｈ’で覆うことができる。或いは、複数のクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’の第２の部分１０４Ｇまたは全部を、静電チャック１０４の上面１０４Ａ上に露出させてよい。
【００４５】
動作中、複数のクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’に対するバイアス電圧の印加は、半導体ウエハ１０２と静電チャック１０４の上面１０４Ａとの間に静電引力を形成し、それによって、半導体ウエハを静電チャックの上面上の適所に留め付ける。
【００４６】
静電チャック１０４内には、コンデンサ２５０が含まれる。コンデンサ２５０は、静電チャック１０４の複数のクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’の少なくとも一部分または全部に電気的に結合された第１の電気終端スタブ２５１Ａを有する。コンデンサの第２の電気終端スタブ２５１Ｂは、静電チャック１０４のベース板１０４Ｂおよび／または導電性層１０４Ｄの少なくとも１つに電気的に結合される。
【００４７】
コンデンサ２５０は、単一のコンデンサ、または複数コンデンサの配列であってよい。コンデンサ２５０は、上述された等価静電容量１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃに追加して、約１９ナノファラッドから約４３ナノファラッドまでの間、またはそれを上回る静電容量を有する。
【００４８】
図２Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、コンデンサ２５０Ａ〜ｎの平行配列の概略図である。コンデンサ２５０は、図に示されるように並列に結合された複数のコンデンサ２５０Ａ〜ｎで形成することができる。コンデンサの数は、それらのコンデンサが存在している物理的空間に制限される。
【００４９】
図２Ｃは、本発明の実施形態にしたがった、プラズマチャンバ１０１内の等価静電容量１５０Ａ、Ｂ、Ｃおよび追加コンデンサ２５０の概略図である。追加コンデンサ２５０は、以下で更に詳しく説明されるように、静電チャック１０４に並列に結合される。追加コンデンサ２５０は、等価静電容量１５０Ａ、Ｂ、Ｃに加えて、プラズマチャンバ１０１に電気的な静電容量を追加する。
【００５０】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、封入コンデンサ配列３０２の斜視図である。封入コンデンサ配列３０２は、ケース３０４と、複数のコンデンサ２５０Ａ〜２５０ｎを有するコンデンサ配列とを含む。複数のコンデンサ２５０Ａ〜２５０ｎの実際の数は、１つから、ケース３０４内に物理的に含まれうる数までの幅がある。封入コンデンサ配列３０２は、第１の電気終端スタブ２５１Ａと、第２の電気終端スタブ２５１Ｂとを含む。
【００５１】
図３Ｃは、本発明の実施形態にしたがった、コンデンサ配列３１０の斜視図である。コンデンサ配列３１０は、複数のコンデンサ２５０Ａ〜２５０ｎを有するコンデンサ配列を含む。複数のコンデンサ２５０Ａ〜２５０ｎの実際の数は、１つから、ケース３０４内に物理的に含まれうる数までの幅がある。コンデンサ配列３１０は、第１の電気終端スタブ２５１Ａと、第２の電気終端スタブ２５１Ｂとを含む。
【００５２】
図４Ａは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に搭載された複数の封入コンデンサ配列３０２、３０２’の斜視図である。図４Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に搭載されたコンデンサ配列３１０の斜視図である。
【００５３】
図５Ａは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に結合された第１の電気終端スタブ２５１Ａの詳細斜視図である。図５Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に結合された第２の電気終端スタブ２５１Ｂの詳細斜視図である。図５Ｃは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック１０４内に結合されたＲＦ信号源１２０からのＲＦ入力接続５１０の詳細斜視図である。
【００５４】
図６Ａは、本発明の実施形態にしたがった、静電チャック内のリフトピン６１０の詳細断面図６００である。リフトピン６１０は、半導体ウエハ１０２を上昇させるために方向６１０Ａに上方移動され、半導体ウエハを静電チャック１０４の表面１０４Ａまで下降させるために方向６０１Ｂに下方移動される。リフトピン穴６１２Ａおよび冷却剤穴６１２Ｂには、ヘリウムまたはその他の不活性冷却ガスが流される。ヘリウムは、プロセスガスがリフトピン穴６１２Ａおよび冷却剤穴６１２Ｂに進入するのを阻止する。ヘリウムは、また、半導体ウエハと、静電チャック１０４の上面１０４Ａとの間を流れるにつれて、半導体ウエハ１０２の冷却も行う。
【００５５】
リフトピン６１０とクランプ電極１０４Ｇ’との間で過剰な電圧電位が測定されると、半導体ウエハ１０２を損傷しうるアークが引き起こされる恐れがある。追加コンデンサ２５０は、静電チャック１０４のベース板１０４Ｂと、クランプ電極１０４Ｇ’との間に結合される。
【００５６】
リフトピン穴６１２Ａとリフトピン６１０との間の隙間が大きすぎても、やはり、アークが引き起こされる恐れがある。リフトピン穴６１２Ａとリフトピン６１０との間の隙間を最小限に抑えるための様々なアプローチとして、様々な形状のリフトピンを使用することが挙げられる。リフトピン６１０は、任意の適切な材料で形成することができる。リフトピンに適した代表的な材料として、サファイヤおよびニタノールが挙げられるが、これらは非限定的な例である。
【００５７】
図６Ｂは、本発明の実施形態にしたがった、先端が丸いリフトピン６１０Ａの詳細断面図６２０である。図６Ｃは、本発明の実施形態にしたがった、先端が広がっておりかつ平らなリフトピン６１０Ｂの詳細断面図６３０である。図６Ｄは、本発明の実施形態にしたがった、先端が平らなリフトピン６１０Ｃの詳細断面図６４０である。リフトピン穴６１２Ａは、リフトピン６１０の直径よりも僅かに大きい直径を有する。
【００５８】
例えば、図６Ｂを参照すると、先端が丸いリフトピン６１０Ａは、約０．０４３インチ（１．０ｍｍ）の直径を有し、リフトピン穴６１２Ａは、０．０８２インチ（１．９ｍｍ）の直径を有する。したがって、先端が丸いリフトピン６１０Ａの各側面と、対応するリフトピン穴６１２Ａの側面との間の隙間は、約０．０２１インチ（０．５ｍｍ）である。
【００５９】
図６Ｄの先端が平らなリフトピン６１０Ｃは、０．０６０インチ（１．５ｍｍ）の直径を有し、リフトピン穴６１２Ａは、０．０８２インチ（１．９ｍｍ）の直径を有する。したがって、先端が平らなリフトピン６１０Ｃの各側面と、対応するリフトピン穴６１２Ａの側面との間の隙間は、約０．０１１インチ（０．２５ｍｍ）である。
【００６０】
図６Ｄの先端が広がっておりかつ平らなリフトピン６１０Ｃは、平らな先端の直径よりも小さい軸径を有する。例えば、軸径は、０．０６０インチ（１．５ｍｍ）であってよく、平らな先端は、０．０７２インチ（１．７ｍｍ）の直径を有することができる。リフトピン穴６１２Ａは、０．０８２インチ（１．９ｍｍ）の直径を有する。したがって、先端が広がっておりかつ平らなリフトピン６１０Ｂの各側面と、対応するリフトピン穴６１２Ａの側面との間の隙間は、約０．００５インチ（０．１２ｍｍ）である。
【００６１】
図７Ａは、本発明の一実施形態にしたがった、代表的なプラズマチャンバ１０１の動作域７１０のグラフ７００である。動作域７０８は、追加コンデンサ２５０を伴わない場合の代表的な動作域である。追加動作域７１０および７１２は、ベース板１０４Ｂとクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’との間に追加コンデンサ２５０が結合されたときに提供される動作域７０８の拡張を示している。安全でない動作域は、網目模様の領域７１４によって表される。追加コンデンサ２５０は、ヘリウム圧力およびＲＦ電流の両方において動作域を拡張する。ヘリウムの圧力は、４０トールから約４８トールまで拡張することができる。ＲＦ電流は、約３．９Ｖｒｍｓから約４．８Ｖｒｍｓまで拡張される。
【００６２】
図７Ｂは、本発明の一実施形態にしたがった、追加コンデンサ２５０の使用によってアーク（発光）が生じない代表的なプラズマチャンバ１０１のグラフ７３０である。図７Ｃは、本発明の一実施形態にしたがった、追加コンデンサ２５０の使用による電流降下を示した代表的なプラズマチャンバ１０１のグラフ７５０である。
【００６３】
図８は、本発明の実施形態にしたがった、半導体ウエハと静電チャック１０４との間のアークを低減するために実施される方法動作８００を示したフローチャートである。ここで示される動作は、例示であり、動作によっては下位の動作を含んでよいものがあること、およびここで説明される動作には例示の動作に含まれなくてよいものがあることが、理解されるべきである。これを念頭に置いて、次に、方法および動作８００が説明される。
【００６４】
動作８１０では、トップ電極１０６と静電チャックの上面１０５との間の領域内にプラズマ１１０を発生させるために、トップ電極１０６および静電チャック１０４の一方または両方に（１つ以上の）ＲＦ源１２０からの１つ以上のＲＦ信号が印加される。
【００６５】
動作８２０では、静電チャック１０４のベース板１０４Ｂが、追加コンデンサ２５０を通じてクランプ電極１０４Ｇ、１０４Ｇ’に電気的に結合される。
【００６６】
動作８３０では、半導体ウエハ１０２と静電チャック１０４の上面１０４Ａとの間に不活性冷却ガスが流される。不活性冷却ガスは、ヘリウム、または類似の不活性冷却ガスであってよい。不活性冷却ガスは、１つ以上のリフトピン穴６１２Ａおよび／または１つ以上の冷却ガス穴６１２Ｂを通じて半導体ウエハ１０２と静電チャック１０４の上面１０４Ａとの間に注入することができる。１つ以上のリフトピン穴６１２Ａおよび／または１つ以上の冷却ガス穴６１２Ｂは、静電チャック内の冷却ガス分配システム（例えば導管やプレナムなど）に流体結合される。冷却ガス分配システムは、冷却ガス源に結合される。
【００６７】
動作８４０では、静電チャック１０４上の半導体ウエハ１０２にプラズマプロセスが施される。方法動作は、プラズマプロセスが完了したときに終了することができる。
【００６８】
図９は、本発明にしたがって処理を行うための代表的なコンピュータシステム９００のブロック図である。コンピュータシステム９００は、上述のように、コントローラ１０３に含められてよい代表的なコンピュータシステムである。コンピュータシステム９００は、中央演算処理ユニット９０４、ディスプレイ画面（またはモニタ）９１８、プリンタ９０６、フロッピィディスク媒体／光媒体／フラッシュ媒体、またはその他の取り外し可能媒体のドライブ９３４、大量記憶装置９１４（例えば１つ以上のハードディスクドライブもしくはソリッドステートドライブ）、ネットワークインターフェース９３０、キーボード９２２を含む。
【００６９】
コンピュータ９００は、メモリバス９１０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９２８、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）９１２、入出力インターフェース９２０も含む。コンピュータ９００は、パソコン（ＩＢＭ適合パソコン、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータ、もしくはＭａｃｉｎｔｏｓｈ適合パソコンなど）、ワークステーションコンピュータ（Ｓｕｎ  ＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓワークステーションもしくはＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄワークステーションなど）、またはその他の何らかのタイプのコンピュータであってよい。
【００７０】
ＣＰＵ９０４は、汎用のデジタルプロセッサであり、コンピュータシステム９００の動作を制御する。ＣＰＵ９０４は、単一チップのプロセッサであってよい、または複数の構成要素で構成することができる。メモリから読み出されたプログラム命令９０８を使用して、ＣＰＵ９０４は、入力データの受信および操作、ならびに出力機器へのデータの出力および表示を制御する。
【００７１】
バス９１０は、ＲＡＭ９２８およびＲＯＭ９１２にアクセスするために、ＣＰＵ９０４によって使用される。ＲＡＭ９２８は、一般的な記憶域として、およびスクラッチパッドメモリとしてＣＰＵ９０４によって使用され、入力されたデータおよび処理されたデータを記憶させるためにも使用することができる。ＲＯＭ９１２は、ＣＰＵ９０４がしたがう命令またはプログラムコードを、およびその他のデータを記憶させるために使用することができる。
【００７２】
入出力インターフェース９２０は、コンピュータ９００によって使用される入力機器、出力機器、および記憶装置にアクセスするために使用される。説明されている実施形態では、これらの機器および装置は、ディスプレイ画面９１８、フロッピィディスク媒体／光媒体／フラッシュ媒体／取り外し可能媒体のドライブ９２２、およびネットワークインターフェース９３０を含む。
【００７３】
ディスプレイ画面９１８は、入出力インターフェース９２０を通じてＣＰＵ９０４によって提供されるまたはコンピュータシステム９００内のその他の構成要素によって提供されるデータの画像を表示する出力機器である。プリンタ、プロッタ、タイプセッタ（植字機器）などの、その他の出力機器も使用することができる。
【００７４】
フロッピィディスク媒体／光媒体／フラッシュ媒体／またはその他の取り外し可能媒体のドライブ９３４、および大量記憶装置９１４は、様々なタイプのデータを記憶させるために使用することができる。フロッピィディスク媒体／光媒体／フラッシュ媒体、またはその他の取り外し可能媒体のドライブ９３４は、その他のコンピュータシステムへのこのようなデータの伝送を促し、大量記憶装置９１４は、記憶された大量のデータへの高速アクセスを可能にする。
【００７５】
ＣＰＵ９０４は、オペレーティングシステムと協働し、コンピュータプログラム命令またはコード９０８の実行、ならびにデータの生成および使用を行う。コンピュータプログラム命令またはコード９０８、およびデータは、ＲＡＭ９２８上、ＲＯＭ９１２上、または大量記憶装置９１４上にあってよい。
【００７６】
コンピュータプログラム命令またはコード９０８、およびデータは、取り外し可能なプログラム媒体上にあってもよく、必要に応じてコンピュータシステム９００に取り込むまたはインストールすることができるだろう。取り外し可能なプログラム媒体には、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＰＣ−ＣＡＲＤ、フロッピィディスク、フラッシュメモリ、光媒体、および磁気テープがある。
【００７７】
ネットワークインターフェース９３０は、その他のコンピュータシステムに接続されたネットワークを通じてデータを送信および受信するために使用される。コンピュータシステム９００を既存のネットワークに接続するためにおよび標準プロトコルにしたがってデータを転送するために、インターフェースカードまたは類似の機器と、ＣＰＵ９０４によって実行される適切なソフトウェアとを使用することができる。
【００７８】
キーボード９１８は、コマンドおよびその他の命令をコンピュータシステム９００に入力するために、ユーザによって使用される。本発明との関連では、その他のタイプのユーザ入力機器も使用することができる。例えば、汎用コンピュータの画面上でポインタを操作するために、コンピュータマウス、トラックボール、タッチペン、またはタブレットなどの位置指示機器を使用することができる。
【００７９】
図１０は、本発明の実施形態にしたがった、１つ以上のプラズマチャンバシステム１００を含む統合システム１０００のブロック図である。統合システム１０００は、１つ以上のプラズマチャンバシステム１００と、１つの工場１００２のなかの（１つ以上の）プラズマチャンバに結合された統合システムコントローラ１０１０とを含む。統合システムコントローラ１０１０は、ユーザインターフェース１０１４を含む、または（例えば有線もしくは無線のネットワーク１０１２を通じて）ユーザインターフェース１０１４に結合される。ユーザインターフェース１０１４は、ユーザが読み取ることが可能な出力および指示を提供し、また、ユーザ入力を受信して、統合システムコントローラ１０１０へのユーザアクセスを提供することができる。
【００８０】
統合システムコントローラ１０１０は、特殊用途コンピュータ、または汎用コンピュータを含むことができる。統合システムコントローラ１０１０は、（１つ以上の）プラズマチャンバシステム１００についてのデータ１０１８（例えば、性能履歴、性能または欠陥の分析、オペレータのログ、および履歴など）を監視、制御、収集、および記憶するために、コンピュータプログラム１０１６を実行することができる。例えば、統合システムコントローラ１０１０は、収集されたデータが（１つ以上のプラズマチャンバシステムおよび／またはそのなかの構成要素の動作（例えば、圧力、流量、バイアス信号、基板１０２の取り込みおよび取り出しなど）の調整を指示している場合に、その動作を調整することができる。
【００８１】
上記の実施形態を念頭に置くと、本発明は、コンピュータシステムに記憶されているデータを伴う様々なコンピュータ実行動作を用いてよいことが、理解されるべきである。これらの動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。通常、これらの量は、格納する、転送する、結合する、比較する、およびそれ以外のやり方で操作することができる電気信号または磁気信号の形をとるが、必ずしもそうである必要はない。更に、実施される操作は、作成する、識別する、決定する、または比較するなどの用語でしばしば言及される。
【００８２】
本発明は、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとしても実現することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムによってあとで読み出し可能なデータを記憶することができる任意のデータ記憶装置である。コンピュータ可読媒体の例には、ハードドライブ、ネットワーク接続記憶装置（ＮＡＳ）、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、フラッシュ、磁気テープ、ならびにその他の光および非光データ記憶装置がある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で記憶および実行されるように、ネットワークで結合されたコンピュータシステムに分散させることもできる。
【００８３】
更には、上記の図で動作によって表されている命令が例示の順序で実施される必要はないこと、および動作によって表されている処理の必ずしも全てが本発明の実施に必要とは限らないことが、認識されるべきである。更に、上記のどの図で説明されているプロセスも、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはハードディスクドライブのうちの任意の１つまたはこれらの任意の組み合わせに記憶されたソフトウェアの形で実現することもできる。
【００８４】
以上の発明は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更および修正が可能であることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的で尚且つ非限定的であると見なされ、本発明は、本明細書で与えられた詳細に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内で変更されてよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【国際調査報告】
2015504609.tif 000026