(57)【要約】      （修正有）【課題】処理チャンバーの蓋の温度を制御するプラズマ処理チャンバー用の蓋ヒーターを提供する。【解決手段】プラズマ処理チャンバー１００は、チャンバー本体１１０、蓋１２０、ガスパネル１３８、コントローラー１４０及蓋ヒーターアセンブリ１９０を有する。蓋ヒーターアセンブリ１９０は、中央開口部１９４を有する加熱リング１８９と、加熱リング１８９の中央開口部全域に亘って配置された断熱センターコア１９３を含む。断熱センターコア１９３は、蓋１２０からの熱損失を制御するために配置されている。加熱リング１８９の中央開口部１９４は、加熱リング１８９がアンテナ１１２の見通し線の外側になるのに十分な大きさの直径Ｄを有する。その結果、アンテナ１１２からのＲＦ電力は、プラズマ１０６と結合するために加熱リング１８９と交差しない。【選択図】図２
2016184727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋ヒーターアセンブリであって、
内側開口部を画定する平面リングである熱伝導性ベースと、
熱伝導性ベース上に配置された発熱体と、
熱伝導性ベースの内側開口部全域に亘って配置された断熱センターコアと、
発熱体の上に配置された断熱材と、
発熱体と断熱材の間に配置されたギャップなしのリングであるＲＦシールドを備えた蓋ヒーターアセンブリ。
【請求項２】
断熱センターコアは、ＲＦ透過材料から形成される請求項１記載の蓋ヒーターアセンブリ。
【請求項３】
断熱センターコアは、貫通して形成された複数の冷却孔を有する請求項２記載の蓋ヒーターアセンブリ。
【請求項４】
複数の冷却孔は、
断熱センターコアの中央領域近傍に位置する複数の内孔と、
断熱センターコアの外側領域近傍に位置する複数の外孔を含み、複数の内孔は複数の外孔よりも小さい請求項３記載の蓋ヒーターアセンブリ。
【請求項５】
断熱センターコアは、伝導性コアの中心に対して、熱伝導性ベースの近くにより多くの開口面積を有する請求項３記載の蓋ヒーターアセンブリ。
【請求項６】
プラズマ処理システムであって、
チャンバー本体と、
チャンバー本体の処理容積を囲むチャンバー蓋と、
処理容積内に配置された基板支持体と、
チャンバー蓋を介して処理容積内でガスにＲＦ電力を結合させるように構成されたチャンバー蓋の上方に配置されたコイルアセンブリと、
チャンバー蓋に結合された蓋ヒーターアセンブリを含み、
蓋アセンブリは、
内側開口部を有する加熱リングであって、内側開口部の直径は少なくともコイルアセンブリと同じ大きさであり、加熱リングとコイルアセンブリは、コイルアセンブリの磁場が実質的に内側開口部の内側に向けられるように配置されており、加熱リングは熱伝導性ベースを備え、熱伝導性ベースは内側開口部を画定する平面リングである加熱リングと、
熱伝導性ベース上に配置された発熱体と、
発熱体の上に配置された断熱材と、
発熱体と断熱材の間に配置されたギャップなしのリングであるＲＦシールドと、
加熱リングの内側開口部全域に亘って配置された断熱センターコアと、
を備えたプラズマ処理システム。
【請求項７】
断熱センターコアは、貫通して形成された複数の冷却孔を有する請求項６記載のプラズマ処理システム。
【請求項８】
断熱センターコアは、伝導性コアの中心に対して、熱伝導性ベースの近くにより多くの開口面積を有する請求項７記載のプラズマ処理システム。
【請求項９】
断熱センターコアは、ＲＦ透過材料から形成される請求項６記載のプラズマ処理システム。
【請求項１０】
蓋ヒーターアセンブリであって、
内側開口部を画定する平面リングである熱伝導性ベースと、
熱伝導性ベース上に配置された発熱体と、
熱伝導性ベースの内側開口部全域に亘って配置された断熱センターコアと、
発熱体の上に配置された断熱材と、
図３に示されるように発熱体と断熱材の間に配置されたリングであるＲＦシールドを備えた蓋ヒーターアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本発明の実施形態は、概して、半導体基板処理システムに関する。より具体的には、本
発明は、プラズマ処理システム用の蓋ヒーターアセンブリに関する。
【０００２】
（背景）
集積回路の製造では、基板内で一貫した結果を達成するためだけではなく、基板から基
板への再現性のある結果を得るために、様々なプロセスパラメータの正確な制御が必要と
される。半導体デバイスを形成するための構造の幾何学的制限は、技術の限界に押し付け
られているので、厳しい公差及び精密なプロセス制御が、製造の成功には不可欠である。
しかしながら、微細化とともに、正確なクリティカルディメンジョン及びエッチングプロ
セスの制御はますます困難になっている。
【０００３】
多くの半導体デバイスは、プラズマの存在下で処理される。プラズマが基板上に均一に
配置されていない場合、処理結果もまた、不均一となる可能性がある。様々な要因がプラ
ズマの均一性に影響を及ぼす可能性がある。例えば、処理中にプラズマチャンバーの蓋を
加熱する電気的手段を用いたヒーターは、プラズマの不均一性に寄与する可能性がある。
ヒーター内の任意の接地された金属部品は、ＲＦ電源からチャンバーへと伝達される電力
を弱める可能性がある。ヒーター内の電気加熱回路は、チャンバー内へ伝達される電力に
影響を与えるように局所的に作用する可能性がある。加熱時のいかなる不均一性も、処理
中において、堆積を増加させ、不要な粒子を生み出す可能性がある。
【０００４】
図１は、ヒーター１３を備えた従来のプラズマ処理チャンバー１０を概略的に記載して
いる。プラズマ処理チャンバー１０は、内部で基板１２を処理するための処理容積１５を
画定するチャンバー本体を含む。１以上のコイル１５、１６が、チャンバー本体１１のチ
ャンバー蓋１８の上に配置されている。コイル１５、１６は、処理中に処理容積１５内で
プラズマ１７を点火し、維持する。電気発熱体１４を含むヒーター１３は、チャンバー蓋
１８を加熱するように構成され、チャンバー蓋１８とコイル１５、１６の間に配置されて
いる。ヒーター１３のいずれの金属部品も、チャンバー本体１１と同様に、接地されてい
る。接地された部品は、コイル１５、１６からプラズマ１７へ伝送される電力を低減する
。電気発熱体１４は、コイル１５、１６の見通し線内に位置しているので、電気発熱体１
４は、コイル１５、１６と、プラズマ１７との間の電力伝達に干渉する。電気発熱体１４
に近いチャンバー蓋１８の領域は、電気発熱体１４から遠い領域よりも、最大で摂氏１０
度温度が高い場合がある。チャンバー蓋１８の温度不均一性は、プロセスの不均一性と粒
子汚染をもたらす可能性のあるプラズマ１７の均一性に直接影響を与える。
【０００５】
従来のプラズマ処理チャンバーは、より大きなクリティカルディメンジョンでロバスト
（堅牢）な実行装置であることが証明されているが、プラズマの均一性を制御するための
既存の技術は、プラズマの均一性の改善が、次世代のサブミクロン構造（例えば、約５５
ナノメートル又はそれを超えたクリティカルディメンジョンを有する構造）の製造の成功
に貢献すると思われる１つの領域である。
【０００６】
本発明者らは、処理チャンバーの蓋の温度を制御するために利用されるヒーターの設計
の改善が、プラズマの均一性と点火、及びＲＦ電力の効率的な結合に有益な効果を有して
いることを発見した。
【概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、概して、プラズマ処理チャンバー用の蓋ヒーターを提供する。他
の実施形態は、プラズマ処理チャンバーの蓋の温度を制御するための方法及び装置を提供
する。本方法及び装置は、プラズマ処理チャンバー内のプラズマ位置の位置制御を高め、
ＲＦ電源と処理チャンバー内のプラズマとの間の結合を向上させる。本発明の実施形態は
、プラズマ位置の制御が望まれるアプリケーションの中でも特に、エッチング、成膜、イ
ンプラント（注入）、及び熱処理システムで利用することができる。
【０００８】
一実施形態では、熱伝導性ベースを含む蓋ヒーターアセンブリが提供される。熱伝導性
ベースは、内側開口部を画定する平面リング形状を有している。また、蓋ヒーターアセン
ブリは、熱伝導性ベース上に配置された発熱体と、熱伝導性ベースの内側開口部全域に亘
って配置された断熱センターコアを更に含む。
【０００９】
別の一実施形態では、チャンバー本体と、チャンバー本体の処理容積を囲むチャンバー
蓋と、処理容積内に配置された基板支持体と、チャンバー蓋を介して処理容積内でガスに
ＲＦ電力を結合させるように構成されたチャンバー蓋の上方に配置されたコイルアセンブ
リを含むプラズマ処理チャンバーが提供される。プラズマ処理チャンバーは、チャンバー
の蓋に結合された蓋ヒーターアセンブリを更に含む。蓋ヒーターアセンブリは、内側開口
部を有する加熱リングと、加熱リングの内側開口部全域に亘って配置された断熱センター
コアを含む。内側開口部の直径はコイルアセンブリよりも少なくとも大きく、加熱リング
とコイルアセンブリは、コイルアセンブリの磁場が実質的に内側開口部の内側に向けられ
るように配置されている
【００１０】
更に別の一実施形態では、内側開口部を画定する平面リング形状を有する熱伝導性ベー
スと、熱伝導性ベース上に配置された発熱体を含む蓋ヒーターアセンブリが提供される。
蓋ヒーターアセンブリは、発熱体の上に配置されたＲＦシールドを更に含む。ＲＦシール
ドは、ギャップを有する平面リングであり、ギャップは、抵抗発熱体が誘導ヒーターと抵
抗ヒーターの両方として機能するように、アンテナ近くに供給されるＲＦ電力から発熱体
がＲＦホットとなることを可能にする。
【００１１】
更に別の一実施形態では、チャンバーの蓋に結合された熱伝導性リングを加熱すること
により、チャンバーの蓋を加熱する工程と、熱伝導性リングの開口部の内側に位置する断
熱センターコアを使用して、チャンバー蓋からの熱損失を防止する工程を含むプラズマ処
理方法が提供される。本方法は、チャンバー蓋の下の処理容積に処理ガスを向ける工程と
、チャンバーの蓋の上方に位置するコイルアセンブリを用いてプラズマを点火する工程を
更に含む。コイルアセンブリの磁場は、実質的に熱伝導性リングの内側にある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本
発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に
示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎ
ず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等し
く有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】チャンバー蓋を加熱するためのヒーターを備える従来のプラズマ処理チャンバーの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理チャンバーの概略断面図である。
【図３】図２のプラズマ処理チャンバーの蓋ヒーターアセンブリの組立分解等角図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理チャンバーの部分断面図である。
【図５】図３の蓋ヒーターの上面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るヒーターアセンブリの上面斜視図である。
【００１３】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照
番号を使用している。また、一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態
に有益に組み込んでもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１４】
図２は、本発明の蓋ヒーターアセンブリ１９０の一実施形態を有する典型的なプラズマ
処理チャンバー１００の模式図を示す。プラズマ処理チャンバー１００の特定の実施形態
が、エッチングリアクタとして図２に示されているが、蓋ヒーターアセンブリ１９０は、
特に、化学蒸着チャンバー、物理蒸着チャンバー、注入チャンバー、窒化チャンバー、プ
ラズマアニールチャンバー、プラズマ処理チャンバー、及びアッシングチャンバーを含む
他の種類のプラズマ処理チャンバーで有益に利用することができることが理解される。し
たがって、図２のプラズマ処理チャンバーの実施形態は、例示的な目的のために提供され
ており、発明の範囲を限定するために使用されるべきではない。
【００１５】
プラズマ処理チャンバー１００は、概して、チャンバー本体１１０、ガスパネル１３８
、及びコントローラ１４０を含む。チャンバー本体１１０は、処理容積１２７を取り囲む
底部１２８、側壁１３０、及び蓋１２０を含む。側壁１３０及び底部１２８は、ステンレ
ス鋼やアルミニウム等の伝導性材料から製造される。蓋１２０は、アルミニウム、ステン
レス鋼、セラミックス、又は他の適切な材料から製造することができる。
【００１６】
ガスパネル１３８からの処理ガスは、シャワーヘッド及び／又は１以上のノズルを介し
て、チャンバー本体１１０の処理容積１２７に供給される。図２に示される実施形態では
、プラズマ処理チャンバー１００は、チャンバー本体の側壁１３０に沿って配置された複
数のノズル１３６と、蓋１２０の下に取り付けられた中央ノズル１３７を含む。中央ノズ
ル１３７は、独立して制御可能な半径方向及び下向きのガス出口ポートを含んでもよい。
【００１７】
コントローラ１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４４、メモリ１４２、及びサポート
回路１４６を含む。コントローラ１４０は、プラズマ処理チャンバー１００のコンポーネ
ントやチャンバー本体１１０内で実行される処理に連結され、これらを制御し、集積回路
製造工場のデータベースとオプションのデータ交換を促進することができる。
【００１８】
図示の実施形態では、蓋１２０は、実質的に平坦なセラミックス部材である。チャンバ
ー本体１１０の他の実施形態は、他のタイプの天井（例えば、ドーム状の天井）を有する
ことができる。蓋１２０の上方には、１以上の誘導コイル要素を含むアンテナ１１２が配
置されている。図２に示される実施形態では、アンテナ１１は２つの同軸のコイル要素１
１３、１１４を含む。しかしながら、コイル要素の他の構成及び組み合わせが考えられて
もよい。アンテナ１１２は、第１整合ネットワーク１７０を介して、高周波（ＲＦ）プラ
ズマ電源１１８に結合されている。プラズマ処理時には、アンテナ１１２は、電源１１８
によって供給されるＲＦ電力で通電され、これによってチャンバー本体１１０の処理容積
１２７内で処理ガスから形成されたプラズマ１０６を維持する。
【００１９】
一実施形態では、基板台座アセンブリ１１６は、処理容積１２７内に配置されている。
基板台座アセンブリ１１６は、取り付けアセンブリ１６２、ベースアセンブリ１１５、及
び静電チャック１８８を含む。あるいはまた、一段高くなった正方形の表面を静電チャッ
ク１８８の代わりに用いてもよい。取り付けアセンブリ１６２は、ベースアセンブリ１１
５をチャンバー本体１１０の底部１２８に結合する。
【００２０】
静電チャック１８８は、一般的にセラミックス又は類似の誘電体材料から形成され、少
なくとも１つのクランプ電極を含む。一実施形態では、静電チャック１８８は、第２整合
ネットワーク１２４を介して基板バイアス電源１２２に結合される少なくとも１つのＲＦ
電極１８６を含むことができる。静電チャック１８８は、オプションで１以上の基板ヒー
ターを含むことができる。一実施形態では、加熱電源１３２に接続された同心ヒーター１
８４Ａ、１８４Ｂとして図示される２つの同心で独立制御可能な抵抗ヒーターを使用して
、基板１５０の端部から中心までの温度プロファイルを制御する。
【００２１】
静電チャック１８８は、チャックの基板支持面内に形成され、熱伝達（又は裏面）ガス
の供給源１４８に流体結合された複数のガス通路（溝等、図示せず）を更に含むことがで
きる。動作時には、裏面ガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ））がガス流路内に制御された圧
力で供給され、これによって静電チャック１８８と基板１５０との間の熱伝達を向上させ
る。従来、静電チャックの少なくとも基板支持面には、基板を処理する時に使用される化
学薬品及び温度に耐えるコーティングが施されている。
【００２２】
ベースアセンブリ１１５は、一般的にアルミニウム又は他の金属材料から形成される。
ベースアセンブリ１１５は、加熱又は冷却液の供給源１８２に結合された１以上の冷却通
路を含む。少なくとも１種の気体（特に、フロン、ヘリウム、又は窒素等）、あるいは液
体（特に、水又は油等）が可能である熱伝導流体が、ベースアセンブリ１１５の温度を制
御するように通路を通って供給源１８２によって供給され、これによってベースアセンブ
リ１１５を加熱又は冷却し、これによって処理中にベースアセンブリ１１５上に配置され
た基板１５０の温度を部分的に制御する。
【００２３】
台座アセンブリ１１６、したがって基板１５０の温度は、複数のセンサ（図２には図示
せず）を使用して監視されている。台座アセンブリ１１６を介したセンサのルーティング
を更に後述する。温度センサ（例えば、光ファイバ温度センサ）がコントローラ１４０に
結合され、これによって台座アセンブリ１１６の温度プロファイルを示す計量値を提供す
る。
【００２４】
蓋１２０の温度は、蓋ヒーターアセンブリ１９０によって制御される。蓋１２０がセラ
ミックス材料から製造される実施形態では、蓋ヒーターアセンブリ１９０は、蓋１２０の
外面に付着させる又はクランプすることができる。蓋ヒーターアセンブリ１９０は、蓋１
２０の上面１２０ａに直接接触することによって熱エネルギーを供給するように構成され
る。一実施形態では、蓋１２０の温度を監視するために、１以上のセンサ１２３を使用す
ることができ、蓋１２０の温度を制御する蓋ヒーターアセンブリ１９０を調整するために
、コントローラ１４０を使用することができる。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態に係る蓋ヒーターアセンブリ１９０の組立分解等角図であ
る。図４は、蓋ヒーターアセンブリ１９０の詳細を示すプラズマ処理チャンバー１００の
部分断面図である。
【００２６】
蓋ヒーターアセンブリ１９０は、中央開口部１９４を有する加熱リング１８９と、加熱
リング１８９の中央開口部全域に亘って配置された断熱センターコア１９３を含む。断熱
センターコア１９３は、慣例により蓋１２０からの熱損失を制御するために配置されてい
る。一実施形態では、断熱センターコア１９３の外側の側壁１９３ＯＷは、加熱リング１
８９の内側の側壁１９２ＩＷに直接接触する。断熱センターコア１９３は、蓋１２０に結
合され、加熱リング１８９の内側の領域における熱損失の割合を制御することによって、
蓋１２０の全域に亘って実質的に均一な温度を維持するように構成される。一実施形態で
は、断熱センターコア１９３は、略円盤形状を有しており、（図４に示される）下面１９
３Ｉは、蓋１２０の上面１２０ａに付けられている。
【００２７】
図２に示されるように、加熱リングの中央開口部１９４は、加熱リング１８９がアンテ
ナ１１２の見通し線の外側になるのに十分な大きさの直径Ｄを有する。その結果、アンテ
ナ１１２からのＲＦ電力は、プラズマ１０６と結合するために加熱リング１８９と交差す
る必要はない。
【００２８】
加熱リング１８９は、中央開口部１９４を有する伝導性ベース１９２と、伝導性ベース
１９２を加熱するように構成された電気発熱体１９８と、電気発熱体１９８上に配置され
た断熱材１９１を含む。伝導性ベース１９２と、電気発熱体１９８と、断熱材１９１は、
垂直に積み重ねられている。一実施形態では、加熱リング１８９は、断熱材１９１と発熱
体１９８との間に配置されたＲＦシールド１９９も含む。
【００２９】
伝導性ベース１９２は、平面リング状に形成されている。伝導性ベース１９２は、蓋１
２０と嵌合するように、構造的及び幾何学的形状と均一加熱面を提供する。伝導性ベース
１９２は、熱伝導性である。伝導性ベース１９２は、一般的に、電気発熱体１９８と蓋１
２０との間に均一な熱伝達を提供するのに十分な質量を有する。伝導性ベース１９２は、
電気伝導性であることもできる。一実施形態では、伝導性ベース１９２は、良好な熱伝達
特性を有する金属材料（例えば、アルミニウム等）から製造される。
【００３０】
電気発熱体１９８は、一般的に、電気絶縁体１９８ｂ内に埋め込まれた抵抗要素１９８
ａを含む。抵抗要素１９８ａは、電源１７８に結合されている。一実施形態では、電源１
７８はＡＣ電源である。電源１７８は、蓋ヒーターアセンブリ１９０に供給される電力を
調整するコントローラ１４０に接続することができる。
【００３１】
断熱材１９１は、電気発熱体１９８の上面に、又はＲＦシールド１９９が存在する場合
は、ＲＦシールド１９９の上面に付着している。断熱材１９１は、加熱リング１８９内で
均一な温度を維持するように構成される。断熱材１９１は、蓋ヒーターアセンブリ１９０
が高温の間に不用意にも触れたときに受ける可能性のある火傷からの保護を提供する。断
熱材１９１は、一般的には、高温エラストマー（例えば、シリコーン又は他の高温フォー
ム）等のＲＦ磁場及び電場にほとんど影響を与えない材料から製造される。
【００３２】
ＲＦシールド１９９は、アンテナ１１２によって生成される磁力線及び電気力線の向き
に抵抗要素１９８ａが影響を及ぼすことを実質的に防ぐ。あるいはまた、図６を用いて以
下で説明されるように、プラズマ点火を強化するために、ＲＦシールド１９９を使用する
ことができる。ＲＦシールド１９９は、一般的に、金属材料（アルミニウム等）から製造
される。ＲＦシールド１９９は、アルミニウム箔又はアルミニウム板であることが可能で
ある。
【００３３】
断熱センターコア１９３は、加熱リング１８９の中央開口部１９４の内側に配置された
円盤状本体である。断熱センターコア１９３の外径は、プラズマ生成中にアンテナ１１２
の見通し線を覆うのに十分大きい。断熱センターコア１９３はＲＦ透過性であり、これに
よって蓋ヒーターアセンブリ１９０は、アンテナ１１２とプラズマ１０６との間の結合を
妨害することなく蓋１２０の均一加熱を提供することができる。
【００３４】
図５は、断熱材１９１又はＲＦシールド１９９の無い蓋ヒーターアセンブリ１９０の上
面図である。図５に示されるように、断熱センターコア１９３は、外側領域１９５ａ内に
亘って形成された複数の外側貫通孔１９５と、中央領域１９６ａに亘って形成された複数
の貫通孔１９６を有する。外側貫通孔１９５及び内側貫通孔１９６は、蓋１２０の放射冷
却を制御するように構成されている。外側貫通孔１９５は、内側貫通孔１９６よりも直径
が大きく、これによって断熱センターコア１９３の中央領域１９６ａ近くよりも、断熱セ
ンターコア１９３の外側領域１９５ａ近くに、より多くの冷却を提供する。外側領域１９
５ａは、中央領域１９６ａよりも加熱リング１８９に近いため、外側貫通孔１９６を介し
てより多くの放射冷却が起こり、これによって加熱リング１８９の近くのより熱い蓋温度
を補償し、これによって蓋内でのより均一な温度プロファイルを可能にする。図５に示さ
れる一実施形態では、外側貫通孔１９５は外側領域１９５ａ内に円形パターンで形成され
、内側貫通孔１９６は中央領域１９６ａ内に円形パターンで形成されている。しかしなが
ら、蓋１２０内の均一な温度プロファイルを得るために、他のパターンの冷却孔及び他の
形状の冷却孔を使用してもよい。例えば、外側貫通孔１９６は、内側貫通孔１９６を含む
中央領域よりも大きな開口面積を有するように配置してもよい。
【００３５】
一実施形態では、断熱センターコア１９３を貫通して中心孔１９７を形成することがで
き、これによって（図２に図示されている）センターノズル１３７は、コア１９３を貫通
して延び、ガス供給源に接続できる。
【００３６】
断熱センターコア１９３は、一般的に、ＲＦ透過性、断熱性、クリーンルーム適応性、
耐薬品性、難燃性のある材料から形成されている。一実施形態では、断熱センターコア１
９３は、高温エラストマー（発泡シリコーン又は他の高温フォーム等）から形成すること
ができる。
【００３７】
動作時には、加熱リング１８９は、電源１７８からの電力によって加熱される。その後
、加熱リング１８９は、蓋１２０と接触する伝導性ベース１９２の部分を介して伝導する
ことによって蓋１２０を加熱する。断熱センターコア１９３は、蓋１２０からの熱損失を
制御する。断熱センターコア１９３の断熱と、貫通孔１９５、１９６の分布の組み合わせ
によって、実質的に均一な温度プロファイルを蓋１２０の全面に亘って得ることができる
。一実施形態では、蓋１２０内の温度を監視するためにセンサ１２３を使用することがで
き、所望の温度及び／又は均一性を達成するように蓋ヒーターアセンブリ１９０を調整す
るためにコントローラ１４０を使用することができる。プラズマ１０６を点火及び／又は
維持している間、アンテナ１１２の磁場１１２ａは、発熱体１９８ａ又は伝導性ベース１
９２によって妨げられることなく、断熱センターコア１９３及び蓋１２０を貫通する。
【００３８】
本発明の別の一実施形態では、リングヒーター及び断熱センターコアを備えた蓋ヒータ
ーアセンブリは、加熱に加えて、プラズマの維持及び／又は点火を助長するために使用す
ることができる。
【００３９】
図６は、本発明の一実施形態に係る蓋ヒーターアセンブリ６００の上部斜視図である。
蓋ヒーターアセンブリ６００は、加熱リング６０２と、オプションで断熱センターコア１
９３を含む。加熱リング６０２は、抵抗発熱体と、ＲＦシールド１９９ａと、オプション
で断熱材とを有する伝導性ベース１９２を含む。ＲＦシールド１９９と同様に、ＲＦシー
ルド１９９ａは、電気発熱体１９８を覆うためにリング形状を有している。しかしながら
、ＲＦシールド１９９ａは、ギャップ１９９ｂを有している。ギャップ１９９ｂは、伝導
体１９２がＲＦホットになることを可能にする。ＲＦ電力は、ＲＦシールド１９９ａ内に
渦電流を発生させ、これによってシールド１９９ａは誘導ヒーターとして機能し、一方、
伝導体１９２は抵抗ヒーターと、蓋ヒーターアセンブリ６００の下方でチャンバー内のガ
スにＲＦ電力を結合させるためのアンテナの両方として機能する。ＲＦシールド１９９ａ
からの誘導加熱は、電気発熱体１９８からの抵抗加熱の他に追加の加熱を提供し、これに
よってチャンバー蓋を抵抗加熱するのに必要な電力を低減する。
【００４０】
導電体１９２に供給されるＲＦ電力は、容量結合プラズマ発生用のＲＦ供給源として機
能することができる。導電体１９２と、処理チャンバー内のＲＦ接地導体は、容量結合プ
ラズマ源の２つの電極となる。プラズマ点火が困難となる可能性のある場合に、容量結合
プラズマの機能は、低電力レベル及び／又は低ガス濃度レベルでのプラズマ処理のために
は特に有益である。例えば、フォトリソグラフィ用マスクの製造中に、クロムエッチング
は通常低電力レベル（例えば５００Ｗ未満、例えば２５０Ｗ程度）で実行される。クロム
エッチングで使用する処理ガス（ＳＦ６等）は、プラズマを点火して維持することが困難
である。ＳＦ６が高濃度に希釈された場合、例えば、Ｈｅによって体積で約１：３０の比
率で希釈されたＳＦ６は、更により困難である。ＲＦシールド１９９ａからの追加的の容
量結合は、低電力レベル又は低ガス濃度レベルでプラズマを点火することをより容易にす
る。
【００４１】
蓋ヒーターアセンブリ６００は、加熱リング６０２の下方にノズルが位置するプラズマ
処理チャンバーでのプラズマ点火に適している。例えば、処理チャンバー内にガスを向け
るようにノズル１３６が位置している、図２に図示された処理チャンバー２００等である
。ＲＦシールド１９９ａは、追加のＲＦ結合及び／又は加熱を可能にする。
【００４２】
ＲＦシールド１９９ａは、一般的には、金属材料（アルミニウム等）から製造される。
ＲＦシールド１９９ａは、アルミ箔又はアルミ板であってもよい。一実施形態では、ＲＦ
シールド１９９ａは、約０．０６２インチの厚さを有するアルミニウムシートから形成可
能である。
【００４３】
本発明の実施形態は、従来の外部チャンバー蓋ヒーターに比べていくつかの利点を提供
する。抵抗発熱体と蓋ヒーターの伝導性部品が、ＲＦコイルの見通し線の外側に位置して
いるので、本発明の実施形態は、ＲＦ電力とプラズマ間の干渉を低減する。したがって、
プラズマの均一性が改善された。本発明の実施形態はまた、断熱センターコアでチャンバ
ー蓋を実質的に覆うことによって、対流からの熱損失を低減する。本発明の実施形態はま
た、抵抗ヒーター上に間隔をあけたＲＦシールドを使用することによって、更なる加熱と
結合を提供し、これはプラズマプロセスでＳＦ６等の維持するのが難しいガスの使用を可
能にする。
【００４４】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発
明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範
囲に基づいて定められる。
【図１】
2016184727.tif 000003
【図２】
2016184727.tif 000004
【図３】
2016184727.tif 000005
【図４】
2016184727.tif 000006
【図５】
2016184727.tif 000007
【図６】
2016184727.tif 000008