(57)【要約】【解決手段】基板を処理するための基板処理システムが、基板のベベルエッジのプラズマ処理中に、基板の上方に配置される上側プラズマ排除区域リングを含む。プラズマ処理中、上側電極が基板の上方に配置される。プラズマ処理中、下側プラズマ排除区域リングが少なくとも部分的に基板の下方に配置される。プラズマ処理中、下側電極が少なくとも部分的に基板の下方に配置される。下側プラズマ排除区域リングは環状体を含み、環状体は、少なくとも部分的に基板の下方に配置される下側部分と、基板の半径方向外側縁部から間隔を空けた場所において環状体の下側部分から上向きに延びる上向きに突出したフランジとを有する。上向きに突出したフランジは、基板の垂直方向における中間部分、および基板の中間部分の上方、のうちの１つに延びる最上面を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための基板処理システムであって、前記基板処理システムは、
基板のベベルエッジのプラズマ処理中に、前記基板の上方に配置される上側プラズマ排除区域リングと、
プラズマ処理中に、前記基板の上方に配置される上側電極と、
前記プラズマ処理中に、少なくとも部分的に前記基板の下方に配置される下側プラズマ排除区域リングと、
前記プラズマ処理中に、少なくとも部分的に前記基板の下方に配置される下側電極と、を備え、
前記下側プラズマ排除区域リングは環状体を含み、前記環状体は、
少なくとも部分的に前記基板の下方に配置される下側部分と、
前記基板の半径方向外側縁部から間隔を空けた場所において、前記環状体の前記下側部分から上向きに延びる上向きに突出したフランジと、を有し、
前記上向きに突出したフランジは、前記基板の垂直方向における中間部分、および前記基板の前記中間部分の上方、のうちの１つに延びる最上面を含む、基板処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記下側電極は、少なくとも部分的に前記下側プラズマ排除区域リングの下方に位置する、基板処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記下側プラズマ排除区域リングは、前記基板に面するその表面上に配置された、複数の環状ステップを含む、基板処理システム。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記上向きに突出したフランジの前記最上面は平面である、基板処理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理システムであって、前記最上面の半径方向内側縁部から、前記基板の頂点に隣接する場所まで、弧状表面が下向きに延びている、基板処理システム。
【請求項６】
請求項４に記載の基板処理システムであって、前記最上面の半径方向内側縁部から前記環状体の前記下側部分まで、弧状表面が下向きに延びている、基板処理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記基板の頂点と前記上向きに突出したフランジの半径方向内側表面との間の水平面内に間隙が画定され、前記間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する、基板処理システム。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理システムであって、前記幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、基板処理システム。
【請求項９】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記最上面は、前記基板の上側表面を含む平面に平行な平面内に位置する、基板処理システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記基板の厚さが５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある、基板処理システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リングは、アルミナおよびイットリアからなる群から選択される材料でできている、基板処理システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記基板はキャリア基板に取り付けられている、基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記下側プラズマ排除区域リングの前記上向きに突出したフランジは、前記最上面から半径方向内側に位置する上側ポケットと、前記上側ポケットから半径方向内側に位置する下側ポケットとを画定する、基板処理システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板処理システムであって、前記上側ポケットと前記下側ポケットとの間に位置する環状隆起が、前記基板の半径方向外側縁部の頂点にまたは頂点の上方に配置される、基板処理システム。
【請求項１５】
ベベルエッチャ用の下側プラズマ排除区域リングであって、前記下側プラズマ排除区域リングは、
環状体であって、
基板の半径方向外側縁部の下方かつ半径方向内側に位置する第１の環状ステップと、
前記第１の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延びる第２の環状ステップであって、
前記第１の環状ステップと前記第２の環状ステップとの間の遷移部が、前記基板の前記半径方向外側縁部の半径方向内側に位置する、第２の環状ステップと、
を画定する環状体と、
前記基板の半径方向外側の場所において前記第２の環状ステップの上側表面から上向きに延びる上向きに突出したフランジであって、
前記上向きに突出したフランジの最上面が、前記第２の環状ステップの上側表面から、
前記基板の中間部分、および
前記基板の前記中間部分の上方、
のうちの少なくとも１つに垂直方向に隣接する場所まで上向きに延びている、
上向きに突出したフランジと、
を備える、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項１６】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記上向きに突出したフランジの前記最上面は、前記基板の上側表面を含む平面に平行な平面内にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項１７】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記上向きに突出したフランジの半径方向内側縁部から前記基板の頂点に隣接する場所まで、弧状表面が下向きかつ内向きに延びている、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項１８】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記上向きに突出したフランジの半径方向内側縁部から前記第２の環状ステップの上側表面まで、弧状表面が下向きかつ内向きに延びている、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項１９】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記基板の頂点と前記上向きに突出したフランジの半径方向内側表面との間の水平面内に間隙が画定され、前記間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２０】
請求項１９に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２１】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記基板の厚さが５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２２】
請求項１５に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記環状体は、アルミナおよびイットリアからなる群から選択される材料でできている、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２３】
ベベルエッチャ用の下側プラズマ排除区域リングであって、前記下側プラズマ排除区域リングは環状体を備え、前記環状体は、
前記ベベルエッチャの下側電極を支持するように構成された第１の環状ステップと、
前記第１の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延び、基板を支持するように構成された第２の環状ステップと、
前記第２の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延びる第３の環状ステップと、を画定し、
前記第３の環状ステップの半径方向内側表面が、
第１のポケットと、
前記第１のポケットから半径方向内側かつ下方に位置する第２のポケットと、
前記第１のポケットと前記第２のポケットとの間に位置する環状隆起と、を画定する、
下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２４】
請求項２３に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記第２のポケットは、前記基板を支持するように構成され、前記環状隆起は、前記基板の半径方向外側縁部の頂点にまたはその上方に位置する、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２５】
請求項２３に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記第３の環状ステップの最上面が、前記基板の上側表面を含む平面に平行な平面内にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２６】
請求項２３に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記基板の頂点と前記環状隆起との間の水平面内に間隙が画定され、前記間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２７】
請求項２６に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２８】
請求項２３に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記基板の厚さが５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある、下側プラズマ排除区域リング。
【請求項２９】
請求項２３に記載の下側プラズマ排除区域リングであって、前記環状体は、アルミナおよびイットリアからなる群から選択される材料でできている、下側プラズマ排除区域リング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１０月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／７４７，２２６号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、基板処理システムに関し、より詳細には、ベベルエッチャ用の下側プラズマ排除区域リングに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供される背景技術の記載は、本開示の文脈を概略的に提示することを目的としている。本明細書の背景技術に記載されている範囲における、本明細書にて名前を挙げた発明者の業績、ならびに、出願時点で先行技術と見なされないかも知れない本明細書の態様は、明示的にも暗黙的にも本開示に対する先行技術として認められていない。
【０００４】
基板処理システムを使用して、半導体ウェハーなどの基板のエッチング、堆積、クリーニングおよび／または他の処理を実施する場合がある。処理中、基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の、ペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体上に配置される。プロセスガス混合物が処理チャンバ内へと導入されて、基板が処理される。プロセスガス混合物は、堆積用の前駆体またはエッチング用のエッチングガスを含む場合がある。プラズマは、処理チャンバ内での化学反応を強めるために発生される場合がある。基板支持体にＲＦバイアスを供給して、イオンエネルギーを制御する場合がある。
【０００５】
基板の処理中に、複数のフィルム層が基板上に堆積される。堆積後に、以前に基板上に堆積されたフィルムの特定の部分をエッチングするために、プラズマが使用される場合がある。状況によっては、エッチングプラズマ密度が基板の縁部の近くにおいて低い場合がある。その結果、基板のベベルエッジの上部表面および底部表面に、フィルムまたは副生成物層の蓄積が生じる場合がある。
【０００６】
時間の経過と共に、１つ以上の副生成物層と基板との間の接合が弱まり、副生成物層が剥離する、または剥がれ落ちる場合がある。例えば、形成された粒子が基板の移送中に落下し、他の基板を汚染する場合があり、それにより欠陥を引き起こす場合がある。副生成物層を除去するために、ベベルエッジをエッチングまたはクリーニングするための基板処理システムが使用される。
【発明の概要】
【０００７】
基板を処理するための基板処理システムが、基板のベベルエッジのプラズマ処理中に、基板の上方に配置される上側プラズマ排除区域リングを含む。プラズマ処理中、上側電極が基板の上方に配置される。プラズマ処理中、下側プラズマ排除区域リングが少なくとも部分的に基板の下方に配置される。プラズマ処理中、下側電極が少なくとも部分的に基板の下方に配置される。下側プラズマ排除区域リングは環状体を含み、環状体は、少なくとも部分的に基板の下方に配置される下側部分と、基板の半径方向外側縁部から間隔を空けた場所において環状体の下側部分から上向きに延びる上向きに突出したフランジとを有する。上向きに突出したフランジは、基板の垂直方向における中間部分、および基板の中間部分の上方、のうちの１つに延びる最上面を含む。
【０００８】
他の特徴では、下側電極は、少なくとも部分的に下側プラズマ排除区域リングの下方に位置する。下側プラズマ排除区域リングは、基板に面するその表面上に配置された、複数の環状ステップを含む。上向きに突出したフランジの最上面は平面である。
【０００９】
他の特徴では、最上面の半径方向内側縁部から基板の頂点に隣接する場所まで、弧状表面が下向きに延びている。最上面の半径方向内側縁部から環状体の下側部分まで、弧状表面が下向きに延びている。
【００１０】
他の特徴では、基板の頂点と上向きに突出したフランジの半径方向内側表面との間の水平面内に間隙が画定される。間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する。幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。
【００１１】
他の特徴では、最上面は、基板の上側表面を含む平面に平行な平面内に位置する。基板の厚さは５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある。下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リングは、アルミナとイットリアからなる群から選択される材料でできている。
【００１２】
他の特徴では、基板はキャリア基板に取り付けられている。下側プラズマ排除区域リングの上向きに突出したフランジは、最上面から半径方向内側に位置する上側ポケットと、上側ポケットから半径方向内側に位置する下側ポケットとを画定する。
【００１３】
他の特徴では、上側ポケットと下側ポケットとの間に位置する環状隆起が、基板の半径方向外側縁部の頂点にまたは頂点の上方に位置する。
【００１４】
ベベルエッチャ用の下側プラズマ排除区域リングが環状体を含み、環状体は、基板の半径方向外側縁部の下方かつ半径方向内側に位置する第１の環状ステップと、第１の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延びる第２の環状ステップと、を画定する。第１の環状ステップと第２の環状ステップとの間の遷移部が、基板の半径方向外側縁部の半径方向内側に位置する。上向きに突出したフランジが、基板の半径方向外側の場所において第２の環状ステップの上側表面から上向きに延びている。上向きに突出したフランジの最上面が、第２の環状ステップの上側表面から、基板の中間部分、および基板の中間部分の上方、のうちの少なくとも１つに垂直方向に隣接する場所まで上向きに延びている。
【００１５】
他の特徴では、上向きに突出したフランジの最上面は、基板の上側表面を含む平面に平行な平面内にある。上向きに突出したフランジの半径方向内側縁部から、基板の頂点に隣接する場所まで、弧状表面が下向きかつ内向きに延びている。
【００１６】
他の特徴では、上向きに突出したフランジの半径方向内側縁部から第２の環状ステップの上側表面まで、弧状表面が下向きかつ内向きに延びている。
【００１７】
他の特徴では、基板の頂点と上向きに突出したフランジの半径方向内側表面との間の水平面内に間隙が画定される。間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する。幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。基板の厚さは５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある。環状体は、アルミナとイットリアからなる群から選択された材料でできている。
【００１８】
ベベルエッチャ用の下側プラズマ排除区域リングは環状体を含み、環状体は、ベベルエッチャの下側電極を支持するように構成された第１の環状ステップと、第１の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延び、基板を支持するように構成されている第２の環状ステップと、第２の環状ステップから上向きかつ半径方向外向きに延びる第３の環状ステップと、を画定する。第３の環状ステップの半径方向内側表面は、第１のポケットと、第１のポケットから半径方向内側かつ下方に位置する第２のポケットと、第１のポケットと第２のポケットとの間に位置する環状隆起と、を画定する。
【００１９】
他の特徴では、第２のポケットは基板を支持するように構成され、環状隆起は基板の半径方向外側縁部の頂点にまたはその上方に位置する。第３の環状ステップの最上面は、基板の上側表面を含む平面に平行な平面内にある。基板の頂点と環状隆起との間の水平面内に間隙が画定される。間隙は０．１〜１ｍｍの範囲の幅を有する。幅は０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。基板の厚さは５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある。環状体は、アルミナとイットリアからなる群から選択された材料でできている。
【００２０】
本開示の適用可能な更なる領域が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、および図面から明らかとなるであろう。発明を実施するための形態および具体例は、例示のみを目的としており、開示の範囲を限定することを意図していない。
【００２１】
本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、基板処理システムの一部の一例の側面断面図である。
【００２３】
【図２】図２は、上側および下側プラズマ排除区域リングを有するベベルエッチャの一例の拡大側面断面図である。
【００２４】
【図３】図３は、本開示による、基板、下側プレート、および下側プラズマ排除区域リングの一例の側面断面図である。
【００２５】
【図４】図４は、本開示による、基板、下側プレート、および下側プラズマ排除区域リングの他の例の側面断面図である。
【図５】図５は、本開示による、基板、下側プレート、および下側プラズマ排除区域リングの他の例の側面断面図である。
【００２６】
【図６】図６は、本開示による、基板、下側プレート、および下側プラズマ排除区域リングの追加の例の側面断面図である。
【図７】図７は、本開示による、基板、下側プレート、および下側プラズマ排除区域リングの追加の例の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面において、参照番号は、類似のおよび／または同一の要素を識別するために再利用される場合がある。
【００２８】
上述したように、基板のベベルエッジをエッチングするための基板処理システムは、典型的には、基板の半径方向外側縁部をエッチングするように（そして基板の半径方向内側部分をエッチングしないように）設計されている。換言すれば、基板処理システムは、基板の半径方向外側縁部の近くの基板の上側表面と、基板のベベルエッジと、基板の半径方向外側縁部の近くの基板の下側表面とをエッチングする。ベベルエッチャは典型的には、これらの表面から副生成物層または他のフィルムを除去する。基板の半径方向内側部分はエッチングされない。
【００２９】
いくつかの用途では、ベベルエッジの頂点の下方ではなく、ベベルエッジの頂点の上方で基板のエッチングを実施することが望ましい。他の用途では、基板は、下にあるキャリア基板に取り付けられた第１の基板を含む。第１の基板のエッチングは、キャリア基板のエッチングを制限しながら、第１の基板をトリミングするために実施される。
【００３０】
以下の説明では、基板のベベルエッジをエッチングまたはクリーニングするための従来のベベルエッチャが示される（図１）。図２では、ベベルエッチャ用の電極およびプラズマ排除区域リングの別の構成が示される。図３では、基板の底部表面のエッチングを低減させるために、下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リングが変更され、基板の底部表面に極めて接近して配置されている（その半径方向外側縁部の近くに）。
【００３１】
図４および図５では、下側ＰＥＺリングは、基板の半径方向外側縁部の近くにおいて上向きに、基板の頂点の場所に、または基板の頂点の上方の場所に（概ね、基板の垂直方向における中間部分において）、または本開示によると基板の上側表面に延びている。図６および図７は、下側ＰＥＺリングの追加の変形形態を示す。
【００３２】
ここで図１を参照すると、基板１１８のベベルエッジをクリーニングするための基板処理システム１００が示されている。基板処理システム１００は、ゲート１４２を有するチャンバ壁１０２を含み、ゲート１４２を通して基板１１８がロード／アンロードされる。上側電極アセンブリ１０４が、支持体１０８に接続されている。基板処理システム１００は、下側電極アセンブリ１０６を含む。アクチュエータ（図示せず）が支持体１０８に取り付けられ、上側電極アセンブリ１０４を上下に（両方向矢印の方向に）移動させて、上側電極アセンブリ１０４と基板１１８との間の間隙を調整する。
【００３３】
金属ベローズ１４８が、支持体１０８がチャンバ壁１０２に対して垂直に移動することを可能にしながら、チャンバ壁１０２と支持体１０８との間に真空封止を形成する。支持体１０８は、中央ガスフィード（流路）１１２および縁部ガスフィード（流路）１２０を有する。ベベルエッジをクリーニングし、および／またはその上に薄膜を堆積させるために、ガスフィード１１２、１２０の一方または両方がプラズマガス混合物を送達することができる。
【００３４】
動作中、プラズマは基板１１８のベベルエッジの周りに形成され、概ねリング形状である。プラズマが基板１１８の中央部分に到達することを防止するために、上側電極アセンブリ１０４上の誘電体プレート１１６と基板１１８との間の空間は小さく、プロセスガスは中央フィード（例えば、段付き穴１１４から供給される。次いで、ガスは、上側電極アセンブリ１０４と基板１１８との間の間隙を基板の半径方向に通過する。
【００３５】
いくつかの例では、パージガスは、中央ガスフィード１１２を通して注入され、一方、プロセスガスは、縁部ガスフィード１２０を通して注入される。プラズマ／プロセスガスは、複数の穴（出口）１４１を介して、チャンバ空間１５１から底部空間１４０に引き込まれる。いくつかの例では、クリーニングまたは堆積作業中に真空ポンプ１４３を使用して底部空間１４０を排気することができる。
【００３６】
上側電極アセンブリ１０４は、上側誘電体プレート１１６と、適切な締結機構によって支持体１０８に固定され支持体１０８を介して接地された上側金属構成要素１１０と、を含む。上側金属構成要素１１０は、１つ以上のエッジガス通路または貫通穴１２２ａ、１２２ｂ、およびエッジガスプレナム１２４ａを有する。エッジガス通路または貫通穴１２２ａ、１２２ｂは、動作中の流体連通のために縁部ガスフィード１２０に結合されている。上側誘電体プレート１１６は、上側金属構成要素１１０に取り付けられている。
【００３７】
下側電極アセンブリ１０６は、上側部分１２６ａおよび下側部分１２６ｂを有する給電電極１２６を含む。ピン操作ユニット１３２およびリフトピン１３０が、基板１１８を上下に移動させる。底部誘電体リング１３８が、上側部分１３８ａおよび下側部分１３８ｂを含む。いくつかの例では、チャックは、静電チャックまたは真空チャックを含む。以下、給電電極という用語は、上側部分１２６ａおよび下側部分１２６ｂの一方または両方を指す。同様に、底部誘電体リング１３８という用語は、上側部分１３８ａおよび下側部分１３８ｂの一方または両方を指す。給電電極１２６は、１つの無線周波数（ＲＦ）電源１７０または２つの周波数（ＲＦ）電源１７０および１７１に結合されて、動作中にＲＦ電力を受け取る。
【００３８】
リフトピン１３０は、円筒形の穴または経路１３１内を垂直に移動し、給電電極１２６内に配置されたピン操作ユニット１３２によって上側位置と下側位置との間を移動する。ピン操作ユニット１３２は、各リフトピンの周りにハウジングを含んで、ピンの周りに真空封止された環境が維持される。ピン操作ユニット１３２は、ロボット１３３（例えば、各ハウジング内へと延び、各ピンに取り付けられたセグメントを有する水平アーム）、およびアーム作動装置（図示せず）などの任意の好適なリフトピン機構を含み、ピンガイドアセンブリ１３３ａを有する。
【００３９】
基板１１８は、下側電極上に、または下側の構成可能なプラズマ排除区域（ＰＥＺ）リング１６０上に取り付けられている。ＰＥＺという用語は、基板の中心から、ベベルエッジをクリーニングするための、プラズマが排除される領域の外側縁部までの半径方向距離を指す。一実施形態では、給電電極１２６の上部表面、基板１１８の底部表面、および下側の構成可能なＰＥＺリング１６０の内周は、真空ポンプ１３６などの真空源と流体連通している、取り囲まれた真空領域凹部（真空領域）１１９を形成し得る。リフトピン１３０のための円筒形の穴または経路は、ガス通路としても共有され、動作中に、それを通して、真空ポンプ１３６が真空領域１１９を排気する。給電電極１２６は、真空領域１１９における一時的な圧力変動を低減させるためにプレナム１３４を含む。複数のリフトピンが使用される場合、プレナム１３４は、円筒形の穴に均一な吸引速度をもたらす。
【００４０】
動作中、基板１１８の上部表面と底部表面との間の圧力差を使用することにより、基板の反りを低減させることができる。動作中に、真空領域１１９内の圧力は、プレナム１３４に結合された真空ポンプ１３６によって真空状態に維持される。上側誘電体プレート１１６と基板１１８の上部表面との間の間隙を調整することにより、プロセスガスの全体的な流量を変えることなく、間隙内のガス圧力を変化させることができる。したがって、間隙内のガス圧を制御することにより、基板１１８の上部表面と底部表面との間の圧力差を変化させることができ、それにより、基板１１８に加えられる曲げ力を制御することができる。
【００４１】
いくつかの例では、底部誘電体リングの下側部分１３８ｂは、その上側表面の内周に形成されたステップ１５２を有して、給電電極１２６の下側縁部の凹部と嵌合する。いくつかの例では、下側部分１３８ｂは、その外周に形成されたステップ１５０を有して、フォーカスリングと呼ばれる、底部誘電体リングの上側部分１３８ａ上の段付き表面と嵌合する。ステップ１５０、１５２は、底部誘電体リング１３８を給電電極１２６と整列させる。ステップ１５０はまた、その表面に沿って曲がりくねった間隙を形成して、給電電極１２６とチャンバ壁１０２との間の直視線を除去し、それにより、給電電極１２６とチャンバ壁１０２との間で２次プラズマが衝突する可能性が低減される。
【００４２】
コントローラ１９０は、基板処理システム１００の動作を制御する。コントローラは、ガス送達システム１９２と通信して、プロセス中の適切な時間に、ガスを基板処理システム１００に送達する。コントローラ１９０は、真空ポンプ１３６および１４３と通信し、真空ポンプ１３６および１４３を制御して、基板処理システム内の圧力を制御する。コントローラ１９０は、ロボット１３３と通信しロボット１３３を制御する。コントローラ１９０は、ＲＦ電源１７０および１７１と通信し、ＲＦ電源１７０および１７１を制御する。
【００４３】
図２を参照すると、ベベルエッチャ２００の構成要素の別の配置が示されている。ベベルエッチャ２６０は、上側ＰＥＺリング２０２および下側ＰＥＺリング２０４を含む。上側ＰＥＺリング２０２および下側ＰＥＺリング２０４は環状体を有し、それぞれ、基板２０５の半径方向外側縁部の上方および下方において基板２０５に極めて接近して位置する。基板２０５の半径方向外側端部は、上側ＰＥＺリング２０２および下側ＰＥＺリング２０４の半径方向外側表面を越えてプラズマ処理区域２０７内へと突出している。その結果、半径方向外側縁部において、基板２０５の上側表面および下側表面は、ベベルエッチング中にプラズマに直接曝露される。
【００４４】
上側電極２０６および下側電極２０８はそれぞれ、上側ＰＥＺリング２０２および下側ＰＥＺリング２０４に隣接して半径方向外側に配置されている。プラズマガスが供給されてプラズマが生成されている間、上側電極２０２と下側電極２０４を横切ってＲＦ電力が印加される。下側隔離リング２１０が、下側ＰＥＺリング２０４および下側電極２０８の下方に位置する。誘電体プレート２１２が、上側ＰＥＺリング２０２から半径方向内側の場所において基板２０５の上方に配置されている。冷却プレート２２４が、上側ＰＥＺリング２０２、上側電極２０６、および誘電体プレート２１２の上方に配置されている。下側電極板２２０が、基板２０５の下方に配置されている。
【００４５】
図３では、下側ＰＥＺリング２６０が環状体を有する。下側ＰＥＺリング２６０は、基板２７０の下方に配置され、基板２７０の頂点２７４（または半径方向外側縁部）を越えて水平方向に延びている。下側ＰＥＺリング２６０は、基板２７０の下方で、下側電極プレート２６４と下側電極２６６との間に配置されている。下側ＰＥＺリング２６０は環状であり、全体的に２７２で示される１つ以上の階段ステップを含む。基板２７０の底部表面が、基板２７０の頂点２７４の近くにおいて、階段ステップ２７２のうちの最上部のものに載っている。換言すれば、基板２７０の頂点２７４の近くの底部表面は、図１および図２に示されるような片持ちではない。図から分かるように、プラズマ２２８によって生成されたイオンが、基板２７０の頂点２７４に入射する。基板２７０の底部表面のエッチングは少ないが、頂点２７４、および基板２７０の半径方向外側表面の近くの他の部分は依然としてエッチングされる。
【００４６】
ここで図４および図５を参照すると、下側プラズマ排除区域（ＰＥＺ）リング３１０が示されている。下側ＰＥＺリング３１０は、下側電極プレート２６４と別の電極２６６との間に配置されている。下側ＰＥＺリング３１０は環状であり、基板２７０を収容するためのポケット３１２を画定する。ポケット３１２は、基板２７０の厚さの半分以上である垂直ポケット深さと、基板２７０の直径よりも大きい直径とを有する。下側ＰＥＺリング３１０は、１つ以上の階段ステップ３２２を含む下側部分３１４を含む。基板２７０の底部表面が部分的に、基板２７０の半径方向外側縁部の近くにおいて、階段ステップ３２２のうちの最上部のものに載っている。
【００４７】
下側ＰＥＺリング３１０は、下側部分３１４から上向きに延びる、上向きに突出した環状フランジ３２０を更に含む。いくつかの例では、上向きに突出した環状フランジ３２０は、基板２７０の垂直方向における中間部分にまたは中間部分の上方に位置する平面に対して垂直に延びている。いくつかの例では、上向きに突出した環状フランジ３２０は、基板の垂直方向における上部表面にまたは上部表面の上方に位置する平面に対して延びている。
【００４８】
いくつかの例では、基板２７０の頂点２７４と、上向きに突出した環状フランジ３２０の隣接する表面３２１との間の間隙（水平方向で定義して）は、０．１〜１ｍｍの範囲にある。いくつかの例では、基板２７０の頂点２７４と、上向きに突出した環状フランジ３２０の隣接する表面３２１との間の間隙は、０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。
【００４９】
凹状の湾曲部分３１６は、頂点２７４の下方で、基板２７０の下側の半径方向外側縁部に隣接して位置してよい。上向きに突出した環状フランジ３２０の上側表面３１８は、基板２７０の下側表面によって画定される平面から上に距離ｄ１に位置してよく、ここで、ｄ１≧ｄ２／２であり、ｄ２は基板の厚さに等しい。他の例では、ｄ１≧ｄ２である。いくつかの例では、基板の厚さｄ２は、５０マイクロメートル〜２ｍｍの範囲にある。他の例では、基板の厚さｄ２は、５０マイクロメートル〜１．２５ｍｍの範囲にある。いくつかの例では、下側ＰＥＺリング３１０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）またはイットリア（Ｙ2Ｏ3）でできている。
【００５０】
基板２７０は、異なる構成を有することができる。いくつかの例では、基板２７０は、図２〜図４に示すような単一の基板を含む。代替として、基板は、図５に示すように、キャリア基板３５２に接合された、または他の方法で取り付けられた第１の基板３５０を含む。
【００５１】
図４から分かるように、プラズマ２２８によって生成されたイオンは、上向きに突出した環状フランジによって部分的にブロックされ、その結果、イオンは、頂点２７４の上方の領域において基板２７０のベベルエッジ２７４に入射する。その結果、頂点２７４から基板２７０の半径方向外側表面の近くの上部表面までの選択された領域がエッチングされ、下側領域はエッチングされない。
【００５２】
図５から分かるように、プラズマ２２８によって生成されたイオンは、上向きに突出した環状フランジによって部分的にブロックされ、その結果、イオンは、キャリア基板３５２ではなく、第１の基板３５０に入射する。その結果、第１の基板３５０の半径方向外側端部の近くの選択された領域がエッチングまたはトリミングされ、キャリア基板３５２はそのようにはならない。理解され得るように、上向きに突出したフランジ３２０の高さは、様々なエッチング効果をもたらすように変化させることができる。
【００５３】
ここで図６を参照すると、下側ＰＥＺリングの別の構成が６１０に示される。下側ＰＥＺリング６１０は、高さが増加する順に、第１のステップ６１４、第２のステップ６１６、および第３のステップ６１８を含む。第１のステップ６１４、第２のステップ６１６、および第３のステップ６１８は、下側ＰＥＺリング６１０の、基板に面する側に配置されている。いくつかの例では、ステップ６１８の最上面６２０は概ね平面であり、基板６３０の上側表面の平面に平行な平面内にある。いくつかの例では、最上面６２０を含む平面は、基板６３０の上側表面を含む平面にまたはその上方に位置する。
【００５４】
最上面６２０の半径方向内側部分が、第２のステップ６１６に向かって下向きに傾斜する弧状表面６３４に遷移している。いくつかの例では、弧状表面６３４は、基板６３０を配置する間に中央に置くのに役立つ。
【００５５】
ここで図７を参照すると、下側ＰＥＺリングの別の構成が７１０に示される。下側ＰＥＺリング７１０は、高さが増加する順に、第１の環状ステップ７１４、第２の環状ステップ７１６、および第３の環状ステップ７１８を含む。第１の環状ステップ７１４、第２の環状ステップ７１６、および第３の環状ステップ７１８は、下側ＰＥＺリング７１０の、基板に面する側に配置されている。いくつかの例では、第３の環状ステップ７１８の最上面７２０は概ね平面であり、基板６３０の上側表面の平面に平行な平面内にある。いくつかの例では、配置している間、最上面６２０を含む平面は、基板６３０の上側表面を含む平面にまたはその上方に位置する。
【００５６】
第３の環状ステップ７１８の最上面７２０の半径方向内側部分は、弧状表面７３４に沿って第２の環状ステップ７１６に向かって下向きに遷移している。弧状表面７３４は凹状であり、ベベルエッジの頂点２７４の近くに位置する絶壁または隆起部７３６において遷移している。いくつかの例では、弧状表面７３４は、基板７３０を中央に置くのに役立つ。下側ＰＥＺリング７１０の表面７３８は、第１のステップ７１４に向かって、下向きに、下向きかつ外向きに、または下向きかつ内向きに遷移している。
【００５７】
下側ＰＥＺリング７１０は、上側ポケット７６０および下側ポケット７６２を画定する。下側ポケット７６２は、基板６３０の厚さの半分以上の深さを有する。下側ポケット７６２は、基板６３０の直径よりも大きい直径を有する。上側ポケット７６０は、下側ポケット７６２の直径よりも大きい内径と、内径よりも大きい外径とを有する。弧状表面７３４は、上側ポケット７６０の外径から上側ポケット７６０の内径まで延びている。
【００５８】
前述の説明は本質的に単なる例示に過ぎず、本開示、その適用または使用を限定することは決して意図されていない。本開示の広範な教示は、様々な形で実装することができる。したがって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正形態が明らかになるであろうから、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。方法における１つ以上のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてよいことを理解すべきである。更に、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載されているこれらの特徴のうちのいずれか１つ以上を、他の実施形態のいずれかに実装することができ、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができ、その組み合わせは、たとえ明示的に説明されていなくてよい。換言すれば、記載した実施形態は相互排他的ではなく、１つ以上の実施形態の順序を互いに並べ換えることは、本開示の範囲内にとどまる。
【００５９】
要素間の空間的および機能的関係（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣の」、「上の」、「上方の」、「下方の」、「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。「直接」であると明示的に記載されていない限り、上述した開示に、第１の要素と第２の要素との間の関係が記載されている場合、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、１つ以上の介在要素が（空間的または機能的のいずれかで）第１の要素と第２の要素との間に存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ、という語句は、非排他的論理和ＯＲを使用した論理（Ａ  ＯＲ  Ｂ  ＯＲ  Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、およびＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
【００６０】
いくつかの実装形態では、コントローラは、上述した実施例の一部であってよいシステムの一部である。このようなシステムは、処理ツール（単数または複数）、チャンバ（単数または複数）、処理用プラットフォーム（単数または複数）、および／または特定の処理構成要素（ウェハーペデスタル、ガスフローシステムなど）を含む、半導体処理装置を備えることができる。これらシステムは、半導体ウェハーまたは基板の処理前、処理中、および処理後の作業を制御するための電子機器に組み込まれてよい。電子機器は、システム（単数または複数）の様々な構成要素または副部品を制御してよい「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置および作業設定、特定のシステムと接続しているかまたはインターフェースしているツールおよび他の搬送ツールならびに／またはロードロックに対するウェハーの搬出入、を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれをも制御するようにプログラムされてよい。
【００６１】
大まかに言って、コントローラは、様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有し、命令を受信し、命令を発行し、作業を制御し、クリーニング作業を有効にし、エンドポイント測定を有効にするような電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つ以上のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラ、を含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウェハー上でもしくは半導体ウェハー用に、またはシステムに対して実施するための作業パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、作業パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウェハーダイの作製時に、１つ以上の処理ステップを実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【００６２】
いくつかの実装形態では、コントローラは、システムに組み込まれた、システムに結合された、もしくはシステムにネットワーク接続された、またはこれらの組み合わせである、コンピュータの一部であるか、またはそのコンピュータに結合されていてよい。例えば、コントローラは「クラウド」内にあるか、またはファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよく、それによりウェハー処理のリモートアクセスが可能になり得る。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造作業の現在の進行状況を監視し、過去の製造作業の履歴を調査し、複数の製造作業から傾向または性能の指標を調査して、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでよいネットワークを経由して、プロセスレシピをシステムに提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力もしくはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでよく、パラメータおよび／または設定は次いで、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の作業中に実施される各処理ステップのためのパラメータを指定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラがインターフェースするか、または制御するように構成されているツールのタイプに固有のものであってよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、１つ以上の個別のコントローラを備え、これらが一緒にネットワーク化され、本明細書に記載されるプロセスおよび制御などの共通の目的に向けて動作することなどによって分散されてよい。そのような目的のための分散コントローラの例は、遠隔に置かれた（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）１つ以上の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つ以上の集積回路であってよく、これらが組み合わされてチャンバでのプロセスを制御する。
【００６３】
限定するわけではないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、クリーニングチャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、および半導体ウェハーの作製および／または製造に関連するかもしくは使用されてよい任意の他の半導体処理システム、を含んでよい。
【００６４】
上述したように、ツールによって実施されるプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、隣り合うツール、工場全体に置かれたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／またはロードポートとの間でウェハー容器を搬出入する材料搬送に使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。
【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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【国際調査報告】
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