(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＣＰプラズマエッチング装置における汚染を減少させること。【解決手段】装置１０が、チャンバー１２と、チャンバー内部に位置する基材支持体であるプラテン２０と、基材（ウエハ）のエッチングに用いられるプラズマ発生装置を使用する際に、基材の周辺部分が望まない粒子状材料の汚染から保護されるように、基材支持体を取り囲んでいる背面スパッター２８の形態の保護構造を持ち、金属性材料が保護構造からチャンバーの内表面上へスパッターされて、内表面に粒子状材料を吸着させることができるように、保護構造が電気的にバイアスされるように配置され、かつ、金属性材料から形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材をエッチングするＩＣＰプラズマエッチング装置であって、プラズマエッチング装置が、
少なくとも１つのチャンバーと、
チャンバー内部に位置する基材支持体と、
基材のエッチングに用いられるプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
使用の際に、基材の周辺部分が、材料の望まない堆積から保護されるように、基材支持体を取り囲んでいる保護構造と、を含み、
金属性材料が保護構造からチャンバーの内表面上へスパッターされて、内表面に粒子状材料を吸着させることができるように、保護構造が、電気的にバイアスされるように配置され、かつ、金属性材料から形成されている、プラズマエッチング装置。
【請求項２】
金属性材料が、アルミニウム、アルミニウム合金、又は銅である、請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
金属性材料が、ゲッター材料でもある、請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
金属性材料が、チタンである、請求項３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
保護構造が、環構造である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
保護構造が、基材を受ける面を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項７】
保護構造がくぼみを含み、基材を受ける面がくぼみの一部を形成している、請求項６に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項８】
使用の際に基材の近位にある保護構造の領域が、誘電性材料から形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項９】
誘電性材料が、保護構造上のコーティングとして存在している、請求項８に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１０】
基材を受ける面が、誘電性材料から形成されている、請求項６を引用する請求項８又は９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１１】
くぼみが、基材を受ける面と壁部分とを含み、基材を受ける面と壁部分が、誘電性材料から形成されている、請求項７を引用する請求項８又は９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１２】
誘電性材料が、酸化アルミニウムである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１３】
保護構造が、基材支持体から離れて傾いている少なくとも１つのプラズマ接面を有する基材支持体から遠位の領域を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１４】
基材支持体から遠位の領域が、基材支持体から離れて傾いている単一のプラズマ接面を有する、請求項１３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１５】
基材支持体から遠位の領域が、面取りされた、傾斜の、弓形折上げの又は反曲線形状である、請求項１３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１６】
さらに、基材支持体を取り囲んでおり、かつ、保護構造を受けるための保護構造を受ける部分を有する暗空間シールドを含み、基材支持体が、水準を規定する基材を受けるためのプラテンを含み、保護構造を受ける部分が水準より下に配置されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１７】
基材支持体が、電気的にバイアスされており、保護構造が、保護構造に電気的バイアスを与えるように、基材支持体と電気的接触状態にある、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１８】
チャンバーが、ＲＦエネルギーの伝送のための誘電性材料から形成された領域を含み、プラズマ発生装置が、前記領域を通してＲＦエネルギーをチャンバー内へ結合させている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１９】
装置が、スパッターエッチング装置である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２０】
基材をエッチングするために用いられる種類のプラズマエッチング装置における粒子状材料による汚染を減少させる方法であって、方法が、
請求項１に記載の装置を得る工程と、
粒子状材料をチャンバーの内表面へ吸着させるように、チャンバーの内表面上へ保護構造から金属性材料をスパッターするプラズマをチャンバー内で発生させる工程と、を含み、
保護構造が、チャンバー内でプラズマを発生させる工程中に、電気的にバイアスされている、方法。
【請求項２１】
保護構造からの金属性材料のスパッタリングが、基材のエッチングと同時に実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
保護構造が、使用の際に、基材の周辺部分が材料の望まない堆積から保護されるように、装置の基材支持体を取り囲むように構成されており、保護構造が、粒子状材料を内表面へ吸着させるように、装置のチャンバーの内表面上へスパッターされることができる金属性材料から形成されている、請求項１に記載のプラズマエッチング装置のための保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材をエッチングするためのＩＣＰプラズマエッチング装置、汚染を減少させる方法、及びこの種のプラズマエッチング装置のための保護構造に関する。
【発明の概要】
【０００２】
プラズマエッチングは、半導体ウエハ等の種々の基材の処理に幅広く用いられる。プラズマエッチングプロセスは、プロセスシーケンスの一部を形成するプロセスの工程であってよい。例えば、半導体産業において、後の金属堆積工程に先立つスパッターエッチングプロセスにより、ウエハ表面から材料を除去することはよく知られている。スパッターエッチングプロセスは、典型的にはアルゴンプラズマを用いて実施される。その目的は、低い接触抵抗をもたらす高品質の金属／金属界面を保証することである。スパッターエッチング工程は、典型的には前洗浄モジュール（ｐｒｅ−ｃｌｅａｎ  ｍｏｄｕｌｅ)にて実施される。
【０００３】
運転中、長時間のエッチングが、チャンバーの蓋及び壁等のスパッターエッチングチャンバーの内表面周りへの再堆積された粒子状材料の集積をもたらす可能性があることが観察される。これは、炭素材料の集積又は再堆積を引き起こす可能性があるポリイミド（ＰＩ）及びポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）等の有機材料のエッチングに関する固有の問題である。この再堆積された粒子状材料は、粒子がさらさらになる場所に蓄積することができ、それらがウエハ上に落下し、ウエハを汚染する可能性がある。
【０００４】
さらなる問題は、多量にガスが抜ける物質を含むウエハに関連する。係る物質の例は、有機不動態層、接着剤、フォトレジスト及びスピンオン材料である。また、ＰＩ及びＰＢＯは特に問題がある。これらの材料がガスを放出する際、不純物がチャンバー内に放出され、圧力が上昇する。このことは、連続的なウエハの処理の間に、チャンバー中で許容減圧レベルに復帰させることに関し、重大な問題を引き起こす可能性がある。
【０００５】
これらの問題に対する従来の解決法は、頻繁にメンテナンス手順を実施することである。これは、究極的には、機械的な洗浄を実施することができるように、チャンバーの大気への開放をもたらす。この介在工程は、大きなコストとツールの稼働停止時間を有する。これは、生産環境において望ましくない。むしろ、メンテナンスの介在工程の頻度を減らすことが望ましいであろう。このことは、一方でツールの稼働時間を改善させつつコストを減少させるであろう。
【０００６】
チャンバーの洗浄の平均間隔を延長するために、周期的に金属ディスク又は金属化ウエハをエッチングすることも知られている。チャンバーは典型的にセラミック又は水晶の側壁を含み、これを介してＲＦエネルギーが誘導結合されて、チャンバー内でプラズマを形成する。チャンバーのこの部分が連続的な金属堆積の形成から保護されることが重要である。さもなければ、誘導結合電力の激しい減衰が起こる可能性がある。金属ディスク又は金属化ウエハのエッチングは、エッチング材料がチャンバーの内表面上へ任意のさらさらの粒子状材料を「貼り付ける」ことをもたらす。これは、粒子状材料が基材上へ落ちることを妨げる。しかし、通常の製造は、金属ディスク又は金属化ウエハのエッチングを実施するために中断される必要がある。したがって、これらの技術は通常の製造に悪影響を及ぼし、このことは、システムスループットの損失と所有者コスト（ＣＯＯ）の増加をもたらす。
【０００７】
本発明は、その実施態様の少なくともいくつかにおいて、上記の問題の１つ又はそれより多くに対処する。本発明は前洗浄モジュールで実施されるスパッターエッチングプロセス等のスパッターエッチングプロセスに特に適しているが、本発明はこの点において制限されない。むしろ、本発明はプラズマエッチングプロセスの広い範囲に適用されることができる。
【０００８】
本発明の第一の側面によれば、基材をエッチングするＩＣＰ（誘導結合プラズマ）プラズマエッチング装置であって、プラズマエッチング装置が、
少なくとの１つのチャンバーと、
チャンバー内部に位置する基材支持体と、
基材のエッチングに用いられるプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
使用の際に、基材の周辺部分が、材料の望まない堆積から保護されるように、基材支持体を取り囲んでいる保護構造と、を含み、
金属性材料が保護構造からチャンバーの内表面上へスパッターされて、内表面に粒子状材料を吸着させることができるように、保護構造が、電気的にバイアスされるように配置され、かつ、金属性材料から形成されている、プラズマエッチング装置が提供される。
【０００９】
このように、粒子状物質堆積の問題に対処する。これは、メンテナンス作業が必要となる頻度を減少させることができる。これは、次いでランニングコストを減少させ、装置の稼働時間を改善することができる。加えて、本発明者らは、保護構造をスパッターして、基材のエッチングと同時にチャンバーの内表面に粒子状材料を吸着させることが可能であることに気付いた。これは、極めて便利であり、システムスループットを増加させる。
【００１０】
金属性材料は、金属又は金属合金であってよい。
【００１１】
金属性材料は、アルミニウム、アルミニウム合金又は銅であってよい。
【００１２】
金属性材料が金属合金である場合、合金は１種若しくはそれより多くの他の金属と合金化された金属、及び／又は１種若しくはそれより多くの非金属性材料と合金化された金属を含んでよい。例えば、保護構造は、銅、シリコン、又は銅及びシリコンの両方を含んでよいアルミニウム合金から形成されてよい。典型的には、銅及び／又はシリコンは、５ａｔ．％未満にて存在する。
【００１３】
金属性材料は、ゲッター材料であってもよい。ゲッター材料は、１種又はそれより多くのチャンバーに存在するガス状種を除去する材料であってよい。ゲッター材料は、チャンバーに存在するガス状種と反応してよく、又は吸収してよい。ゲッター材料は、チタン又はタンタルであってよい。このように、ガス放出に起因して存在する望まないガス状種を除去することができる。
【００１４】
典型的に、保護構造は環構造である。環構造は、基材の周辺部分が材料の望まない堆積から保護されるように、基材及び基材支持体を取り囲んでよい。この保護された部分は、基材の下側を含んでよい。この種の環構造は、「背面スパッター環」又は「均一環」として一般に知られている。典型的には、環構造の一部は、基材の周辺部分を受けるように構成される。典型的には、環構造は単一の連続的な環構造である。しかし、本開示に記載の原理は、複数環構造等の保護構造の他の形式にも拡張する。
【００１５】
保護構造は基材を受ける面を有してよい。保護構造はくぼみを含んでよく、基材を受ける面はくぼみの一部を形成してよい。
【００１６】
使用の際に基材の近位にある保護構造の領域は、誘電性材料から形成されてよい。誘電性材料は、保護構造上にコーティングとして存在してよい。
【００１７】
保護構造は、誘電性材料から形成される基材を受ける面を有してよい。保護構造はくぼみを含んでよく、基材を受ける面はくぼみの一部を形成する。くぼみは、基材を受ける面と壁部分とを含んでよい。基材を受ける面と壁部分は、誘電性材料から形成されてよい。
【００１８】
誘電性材料は酸化アルミニウムであってよい。
【００１９】
保護構造は、基材支持体から離れて傾いている少なくとも１つのプラズマ接面を有する基材支持体から遠位の領域を含んでよい。このように、保護構造からのスパッターされた金属性材料の空間分布は、粒子状材料の堆積が最も広がるチャンバーの領域において、スパッターされた金属性材料の堆積を最大化するように制御することができる。さらなる利点は、基材上への保護構造からスパッターされた金属性材料の堆積を最小化できることである。
【００２０】
基材支持体から遠位の領域は、基材支持体から離れて傾いている単一のプラズマ接面を有してよい。
【００２１】
基材支持体から遠位の領域は、面取りされた、傾斜の、弓形折上げの又は反曲線形状であってよい。
【００２２】
装置は、さらに暗空間シールドを含んでよい。暗空間シールドは基材支持体を取り囲んでよく、保護構造を受けるための保護構造を受ける部分を有してよい。基材支持体は、水準を規定する基材を受けるためのプラテンを含んでよい。保護構造を受ける部分は、この水準より下に配置されてよい。伝統的に、暗空間シールドは、基材と基材支持体の下側の領域との間のギャップにおけるプラズマの形成を最小化するように、少なくともプラテンの水準に至るまで広がる。対して、本発明により与えられる暗空間シールドは、これらがチャンバー内に垂直にそれほど広がらないように構成されてよい。結果として、プラズマは保護構造周りにさらに広がることができる。このことは、保護構造からの金属性材料のスパッタリングを増進させることができる。
【００２３】
使用の際に、基材支持体は電気的にバイアスされる。保護構造は、保護構造に電気的バイアスを与えるように、基材支持体と電気的接触状態にあってよい。実際に、これはより便利な構成であるようである。しかし、原理的には、保護基材に独立に電気的にバイアスすることが可能であってよい。
【００２４】
典型的には、保護構造及び／又は基材支持体は、ＲＦ電圧により電気的にバイアスされる。
【００２５】
チャンバーは、ＲＦエネルギーを伝送するための誘電性材料から形成される領域を含んでよい。プラズマ発生装置は、前記領域を通してＲＦエネルギーをチャンバー内へ結合させてよい。前記領域が形成される誘電性材料は、セラミック又は水晶であってよい。領域は、チャンバーの窓又は壁を含んでよい。
【００２６】
プラズマエッチング装置は、スパッターエッチング装置であってよい。
【００２７】
プラズマエッチング装置は、アルゴンスパッターエッチング装置であってよい。
【００２８】
プラズマ発生装置は、電気的導電性エレメントを含んでよい。典型的には、電気的導電性エレメントは、チャンバーの外側に位置する。電気的導電性エレメントは、コイルであってよい。
【００２９】
装置は、さらにＲＦバイアス電力を基材支持体及び保護構造の１つ又は両方に供給するＲＦ電力供給源を含んでよい。
【００３０】
典型的には、プラズマエッチング装置は単一のチャンバーを含む。しかし、複数チャンバー装置もまた本発明の範囲内である。
【００３１】
プラズマエッチング装置は、（複数処理）クラスターツールでの使用に関する前洗浄モジュールであってよい。
【００３２】
プラズマ発生装置は、電気的導電性エレメントに電力を供給する発電機、好ましくはＲＦジェネレーターを含んでよい。プラズマは、電気的導電性エレメントに供給された電力の誘導結合により発生させてよい。
【００３３】
本発明の第二の側面によれば、基材をエッチングするために用いられる種類のプラズマエッチング装置における粒子状材料による汚染を減少させる方法であって、方法が、
本発明の第一の側面による装置を得る工程と、
粒子状材料をチャンバーの内表面へ吸着させるように、チャンバーの内表面上へ保護構造から金属性材料をスパッターするプラズマをチャンバー内で発生させる工程と、を含む、方法が提供される。
【００３４】
保護構造からの金属性材料のスパッタリングは、基材のエッチングと同時に実施されてよい。このことは、スループットの観点でかなりの利点を与える。加えて、標準の製造プロセスの中断を減少させる。
【００３５】
保護構造は、チャンバー内でプラズマを発生させる工程の間に、電気的にバイアスされてよい。
【００３６】
本発明の第三の側面によれば、本発明の第一の側面のプラズマエッチング装置のための保護構造であって、保護構造が、使用の際に、基材の周辺部分が材料の望まない堆積から保護されるように、装置の基材支持体を取り囲むように構成されており、保護構造が、粒子状材料を内表面へ吸着させるように、装置のチャンバーの内表面上へスパッターされることができる金属性材料から形成されている、保護構造が提供される。
【００３７】
本発明の第四の側面によれば、複数の処理モジュールを含む、ワークピースを処理するクラスターツールであって、モジュールの１つが本発明の第一の側面のプラズマエッチング装置を含む前洗浄モジュールである、クラスターツールが提供される。
【００３８】
本発明を上記に記載した一方で、本発明は上記又は以下の詳細、図面又は特許請求の範囲に記載の特徴の任意の発明の組み合わせに拡張する。例えば、本発明の第一の側面に関連して記載された任意の特徴は、また本発明の第二の側面にも関連して開示されたと考えられ、その逆も同様である。
【００３９】
本発明による装置、保護構造及びエッチングの方法の実施態様はこれより以下図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、プラズマエッチング装置の切断図である。
【図２】図２は、プラテンの周辺部分及び背面スパッター環の周りの図１の装置の一部を通る断面図である。
【図３】図３は、背面スパッター環の第二の実施態様を示す。
【図４】図４は、エッチングされたＰＢＯコーティングされたウエハ上の不純物粒子の程度を示す。
【図５】図５は、サイズの点で（ａ）０．２ミクロン未満の粒子、及び（ｂ）１．０ミクロンより大きい粒子に関するエッチングされたウエハ上の粒子の程度を示す。
【図６】図６は、エッチングウエハに関する耐久試験中に測定された、（ａ）エッチングレ速度及び（ｂ）エッチングの均一性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、概して１０に示される本発明のプラズマエッチング装置の例を示す。装置１０は、その上部に配置された適したガス吸気口１４を有するチャンバー１２を含む。チャンバー１２は、さらにウエハローディングスロット１６、及びターボ分子ポンプにつながる減圧ライン等の適したポンプ構成に接続されてよいポンピングポート１８を含む。チャンバー１２の内部は、ウエハ等のワークピースを上に載せることができるプラテン２０を収容する。図１で実線により示されたプラテン２０は、ワークピースを受けるためにより低い位置にある。次いでプラテン２０は、エッチングプロセスの開始に先立って、図１で点線により示された位置にその後上昇する。ＲＦ電力供給源２２が与えられて、それはプラテン２０にＲＦバイアス電力を与える。原理的には他の周波数が用いられてよいが、便宜上、１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号周波数が用いられる。チャンバー１２は、誘導コイル２４により取り囲まれる。誘導コイル２４は、当分野でよく知られているインピーダンス整合回路（示されていない）を通じてＲＦ発電機（示されていない）に接続される。少なくとも誘導コイル周辺におけるチャンバー１２の壁は、チャンバー１２に結合されたＲＦ電力の減衰を最小化するために、水晶又はセラミック等の電気的絶縁性材料から作製される。適した１種又は複数種のガスは、ガス吸気口１４を通じてチャンバー１２に供給され、ＲＦ電力は、コイル２４に供給されて、チャンバー１２内でプラズマ２６を発生させる。１つの例において、ガス（典型的にはアルゴン）は、質量流量コントローラを通じて比較的低圧（典型的には１〜１０ｍＴｏｒｒ）にてチャンバー１２中に導入される。次いで、プラテン２０へのバイアス供給により、ワークピースに向けてプラズマからイオンを加速し、イオン衝撃がワークピースの表面をエッチングする。
【００４２】
装置１０は、さらに背面スパッター環２８の形態の保護構造を含む。背面スパッター環２８は、背面スパッター環２８の表面からスパッター侵食されてよい金属又は金属合金から作製される。背面スパッター環２８からスパッターされた材料は、次いでチャンバー１２の内表面及び部品をコーティングする。チャンバー１２の内表面及び部品上に堆積した粒子状材料は、背面スパッター環２８からスパッターされた材料により適当な位置に「貼り付けられる」。このように、粒子状材料は、背面スパッター環２８からのスパッターされた金属又は金属合金材料により、チャンバー内の適当な位置にしっかりと吸着される。このことは、少なくとも粒子状材料が壁の上に落下する危険を減少させる。
【００４３】
図２は、プラテン２０の周辺部分及び背面スパッター環２８の周りのチャンバー１２の一部を通る断面図である。図１で用いられるものと同じ参照番号が図２で用いられ、同じ特徴を示す。装置１０が、従来と異なる設計の暗空間シールド３０をさらに含むことを見ることができる。図２に示される他の特徴は、本質的に従来の種類であり、その操作は当業者によりよく知られている。また、図２に示されるのは、プラテン２０のくぼみ３２である。くぼみ３２は、ウエハ（示されていない）を受ける。背面スパッター環２８は、水平な基材を受ける面２８ｂ及び実質的に垂直な壁部分２８ｃで構成されている、くぼみ２８ａを含む。ウエハは、くぼみ２８ａでも受けられる。このように、背面スパッター環２８は、望まない材料堆積等のプラズマの望ましくない効果からウエハの端部及び表面を保護する働きをする。背面スパッター環２８は、プラテン２０に形成されたスロットにより受けられる環状リム２８ｄをさらに含む。これは、背面スパッター環２８が、プラテン２０と電気的接触状態にあるように、密接な接触がスパッター環２８とプラテン２０との間に作製されることを可能にする。これは、プラテン２０と背面スパッター環２８の両方が、ＲＦ電力供給源２２により電気的にバイアスされることを保証する。背面スパッター環２８は、プラズマ接面２８ｅをさらに含む。図２に示される例において、プラズマ接面２８ｅは、プラテン２０及びウエハから離れて傾いている。プラズマからウエハ及び背面スパッター環２８へのイオン到達は、ほぼ垂直に下向きの方向に移動する。プラズマ接面２８ｅにより与えられたプロファイルは、粒子状材料による汚染の影響を受けやすいチャンバーの部分に向けて、背面スパッター環２８からスパッターされた材料の流れの空間分布を最大化する。特に、背面スパッター環２８からスパッターされた材料は、コイル２４の位置に近いチャンバー内壁の領域に向けて実質的に方向づけられる。関連する利点は、これが、ウエハに向けて背面スパッター環２８からスパッターされた材料の流れを最小化することである。図２に見ることができるように、プラズマ接面２８は、その放射状断面において直線状である。当業者は、多くの他のプロファイルが、同様の結果を得るために用いられてよいことを理解するであろう。例えば、プラズマ接面は、曲がった放射状断面であってよく、又は面取りされた、傾斜の、弓形折上げの又は反曲線プロファイルが用いられてよい。
【００４４】
暗空間シールド３０は、従来と異なる設計である。より具体的には、伝統的な、従来技術の暗空間シールドは、通常、プラテンの水準まで（少なくともプラテンの下側の表面まで）広がるように構成される。なぜならば、従来技術の暗空間シールドの意図は、プラテンとチャンバーの底との間のギャップ領域へのプラズマの広がりを減少させることだからである。この伝統的な種類の暗空間シールドと比較して、図２に示される暗空間シールド３０は、より短い直立部分を有するカットオフ設計である。暗空間シールド３０の最も高い部分は、プラテン２０の水準より何らかの状態で下に位置していることが、図２において見ることができる。暗空間シールド３０は、背面スパッター環２８の下方への周縁壁２８ｆを受ける、比較的浅い周縁スロット３０ａを含む。結果として、プラズマ２６は、プラテン２０及びウエハ及びチャンバーの底の間のギャップにおいて、背面スパッター環２８の周囲に広がる。このことは、背面スパッター環２８の増進されたスパッタリングをもたらす。
【００４５】
図３は、背面スパッター環１２８の第二の実施態様を示す。図３は、図１及び２に示される要素と本質的に同じである他の要素を示す。同じ参照番号が、これらの共通の要素を示すのに用いられる（すなわち、プラテン２０、ウエハのくぼみ３２、及び暗空間シールド３０）。背面スパッター環１２８は、壁部分及びウエハを受ける水平な面を含むくぼみ１２８ａを有する。第二の実施態様において、くぼみ１２８ａは、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の誘電性コーティングによりコーティングされる。酸化アルミニウムは、アルミニウムよりはるかに低いスパッタリング収率（６００ｅＶにおいて、酸化アルミニウムスパッタリング収率＝０．１８、アルミニウムスパッタリング収率＝１．２４）を有するため、アルミニウムと比較してはるかにゆっくりとエッチングする。結果として、スパッタリングの減少した量が、コーティングされたくぼみ１２８ａに生じ、これが、次いでウエハの端面及び背面上にスパッターされる材料の量を減少させる。当業者は、ウエハの周辺における誘電性表面を有する背面スパッターウエハを作り出すために、他の誘電性材料及び他の技術が、コーティング技術よりむしろ用いられてよいことを理解するであろう。
【００４６】
本発明は、この点に関して制限されないが、エッチングされた基材の表面に関して比較的大きい表面積を有する背面スパッター環を使用することが望ましいと考えられる。このように、背面スパッター環からスパッターされた材料と、基材から放出された材料との比は、比較的大きい。例えば、３００ｍｍのウエハがエッチングされる場合、３００ｍｍの内径及び３４０ｍｍの外径を有する背面スパッター環が、１００％ＰＢＯコーティングされたウエハのエッチング中に放出された粒子状材料の制御に有効であることが示された。この非制限的な実施態様において、背面スパッター環の表面積は、ウエハの表面積の約３０％である。
【００４７】
種々の実験が、図１に示される装置と組み合わせて、図２に示される背面スパッター環の第一の実施態様を用いて実施され、１００％ＰＢＯコーティングされたウエハをエッチングした。実験は、標準の従来技術のエッチングモジュールによっても実施された。エッチングされたウエハのＶＰＤ  ＩＣＰＭＳ分析は、ウエハの金属性汚染が、標準エッチングモジュールに関する典型的な値より低く維持されることが可能であることを示した。表１は、標準エッチングと本発明の新規のエッチング装置両方に関して、ウエハのＡｌ汚染を示す。金属性汚染の増加がないことが、本発明の装置で見られ、実際に、この結果は汚染のより低い程度を示すと考えられる。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
図４は、エッチングされたＰＢＯコーティングされたウエハ上の不純物粒子の程度を示す。１．０ミクロンより大きい粒子が検出された。実験は、本発明の装置を用いて、並びに粒子の程度が、ウエハのエッチングの停止、チャンバー中への金属ディスクの導入、及び金属ディスクがスパッターエッチングされる貼り付け工程の実施により回復される、従来技術を用いて、多くのウエハのエッチングが実施された。線４０は、本発明の装置を用いて得られた結果を示し、線４２は、従来技術の金属ディスク貼り付け技術を用いて得られた結果を示す。従来技術の金属ディスク貼り付け技術により、各貼り付けは、粒子の程度の突然の降下をもたらす。しかし、従来技術を用いて観察された粒子の程度は、本発明の装置を用いて観察された粒子の程度より十分に高い。各金属ディスク貼り付け工程は、ウエハ上で計測される粒子の数をかなり減少させるが、金属ディスク貼り付け後に達成される最小の汚染の程度でさえ、本発明の装置を用いて観察された汚染の程度より依然として高いことを見ることができる。加えて、ウエハエッチングプロセスは、金属ディスク貼り付け工程を実施するために停止されなければならず、減少したスループットをもたらすことが留意される。対して、背面スパッター環のスパッターエッチングにより達成される貼り付けは、ウエハのプロセスエッチング中に達成される。結果として、本発明の装置を用いた際、スループットの損失はない。
【００５０】
図５は、１００％ＰＢＯコーティングされたウエハをエッチングする本発明の装置の耐久試験の結果を示す。図５は、サイズの点で（ａ）０．２ミクロンより大きい粒子、及び（ｂ）１．０ミクロンより大きい粒子に関するウエハ上で観察された粒子の程度を示す。両方の例において、良好な粒子性能がほぼ２０００個のウエハに亘って維持されることを見ることができる。図６は、１００％ＰＢＯコーティングされたウエハをエッチングする本発明の装置の耐久試験中に測定された（ａ）エッチング速度（Ａ／分）及び（ｂ）エッチング均一性（１シグマ、３ｍｍ端部除外）を示す。良好なエッチング速度及び均一性の再現性が達成されることを見ることができる。
【００５１】
上記に与えられた例において、背面スパッター環は、アルミニウムから作製された。背面スパッター環は、図３に関して記載されたウエハの周辺における酸化アルミニウムコーティングにより与えられてもよい。他の材料の使用は、本発明の範囲の範囲内である。例えば、アルミニウム合金又は銅が企図されてよい。別の可能性は、より効果的な「ゲッター」材料であるチタン等の材料を使用することである。ゲッター材料の使用は、望ましくないガスの放出により引き起こされるガス状成分が、チャンバー内の雰囲気から除去されて、より良好な減圧性能をもたらすという利点を有する。
【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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【外国語明細書】
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