(57)【要約】      （修正有）【課題】基板支持体を含む、高アスペクト比特徴部をエッチングするのに適している処理チャンバの提供。【解決手段】基板支持体１４８は、上壁、中間壁、下壁によって画成された外径を持つ本体を備えた静電チャック１６６を含んでいる。中間壁の高さは、下壁の高さよりも低く、上壁の高さよりも高い。チャックは、また、その中に埋め込まれたクランプ電極を含んでいる。半導体処理チャンバに用いるのに適している基板支持体１４８は、静電チャック１６６と、ベース１６２と、ベースに結合され且つ静電チャックの本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリとを含んでいる。【選択図】図１
0003130205.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が、
上壁、中間壁、下壁によって画成された外径を持つ本体であって、該中間壁の高さが該該下壁の高さより低く、該上壁の高さより高い、前記本体と、
その中に埋め込まれたクランプ電極と、
を備えている静電チャックを備えている、前記基板支持体。
【請求項２】
該本体が、セラミックを更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項３】
該上壁と該中間壁の間を画成した上方レッジと、
該中間壁と該下方壁の間を画成した下方レッジと、
を更に含む、請求項１記載の基板支持体。
【請求項４】
該上方レッジが該下方レッジより短い、請求項３記載の基板支持体。
【請求項５】
該本体内に配置された抵抗ヒータ、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項６】
該本体内に配置された少なくとも１つの温度センサ、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項７】
該本体内に配置された第一温度センサと、
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサと、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項８】
ベースと、
該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリと、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項９】
該ベースが、
その中に形成され且つそれを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネル、
を更に備えている、請求項８記載の基板支持体。
【請求項１０】
該ベースが、
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間に該ベースに埋め込まれたアイソレータ、
を更に備えている、請求項９記載の基板支持体。
【請求項１１】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイドと、
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナと、
を更に備えている、請求項８記載の基板支持体。
【請求項１２】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該ガイドと該リテーナの間に挟まれた弾性部材、
を更に備えている、請求項１１記載の基板支持体。
【請求項１３】
半導体処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が、
上方レッジと段付き外壁上に画成された下方レッジを持つセラミック本体であって、該上方レッジが該下方レッジより短い、前記セラミック本体と、
前記本体の中に埋め込まれたクランプ電極と、
を備えている静電チャックと、
ベースと、
該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリと、
を備えている前記基板支持体。
【請求項１４】
該段付き外壁が、
上壁と、
中間壁と、
下壁と、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項１５】
該中間壁の高さが、該下壁の高さより低く、該上壁の高さより高い、請求項１４記載の基板支持体。
【請求項１６】
該本体内に配置された抵抗ヒータと、
該本体内に配置された第一温度センサと、
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサと、
を更に備えている、請求項１５記載の基板支持体。
【請求項１７】
該ベースが、
その中に形成され且つそれを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネル、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項１８】
該ベースが、
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間のベースに埋め込まれた熱アイソレータ、
を更に備えている、請求項１７記載の基板支持体。
【請求項１９】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイドと、
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナと、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項２０】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該ガイドと該リテーナとの間に挟まれた弾性部材、
を更に備えている、請求項１９記載の基板支持体。
【請求項２１】
半導体処理チャンバ内に用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が、
上方レッジと段付き外壁上に画成された下方レッジを持つセラミック本体であって、該上方レッジが該下方レッジより短い、前記セラミック本体と、
その中に埋め込まれたクランプ電極と、
該本体内に配置された抵抗ヒータと、
該本体内に配置された第一温度センサと、
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサと、
を備えている静電チャックと、
その中に形成され且つそれを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネルと、
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間のベースに埋め込まれた熱アイソレータと、
を備えているベースと、
該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリであって、該リフトピンガイドアセンブリが、
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイドと、
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナと、
該ガイドと該リテーナとの間に挟まれた弾性部材と、
を含む前記リフトピンガイドアセンブリと、
を含む前記基板支持体。
【考案の詳細な説明】
【考案の背景】
【０００１】
考案の分野
[0001]本考案の実施形態は、一般的には、半導体基板等において、高アスペクト比特徴部をエッチングするための真空処理チャンバに関する。更に詳細には、高アスペクト比特徴部をエッチングするための真空処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]より速く、より強力な集積回路（ＩＣ）デバイスに対する要求により、半導体ウエハのような基板上の高アスペクト比のトレンチ又はバイアのような特徴部をエッチングする必要を含む、ＩＣ製造技術に対して新しい挑戦が導入された。例えば、幾つかのダイナミックランダムアクセスメモリアプリケーションに用いられる深いトレンチの記憶構造には、半導体基板の中にエッチングされた深い高アスペクト比のトレンチが必要である。深いシリコーントレンチのエッチングは、典型的には、酸化ケイ素マスクを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスで行われる。
【０００３】
[0003]高アスペクト比特徴部をエッチングする際に、強固な性能を示した１つの従来のシステムは、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手できるＣＥＮＴＵＲＡＨＡＲＴ（登録商標）エッチングシステムである。ＨＡＲＴ（登録商標）エッチングシステムは、中央から端まで５パーセントのトレンチの深さの均一性に維持しつつアスペクト比が７０：１までのトレンチをエッチングできるＭＥＲＩＥリアクタを用いている。しかしながら、９０ｎｍ未満の限界寸法を持つ集積回路の製造を可能にするために、回路設計者は、高アスペクト比でさえ、トレンチの均一性の改善を要求してきた。従って、次世代デバイスの実現を可能にするためには、エッチング性能を改善することが望ましい。
【０００４】
[0004]それ故、高アスペクト比特徴部をエッチングするための改良された装置が求められている。
【０００５】
[考案の概要]
[0005]考案の実施形態は、高アスペクト比特徴部をエッチングするのに適している、処理チャンバのような装置を提供する。他の実施形態には、処理チャンバ内で用いられる基板支持体が含まれている。
【０００６】
[0006]一実施形態においては、基板支持体は、外径が上壁、中間壁、下壁によって画成された本体を備えた静電チャックを含んでいる。中間壁の高さは、下壁の高さより低く、上壁の高さよりも高い。そのチャックは、また、その中に埋め込まれたクランプ電極を含んでいる。
【０００７】
[0007]他の実施形態においては、半導体処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体は、静電チャックと、ベースと、ベースに結合され且つ静電チャックの本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリとを含んでいる。
【０００８】
[0008]一実施形態においては、処理チャンバは、シャワーヘッドアセンブリとその中に配置された基板支持アセンブリを持つチャンバ本体を含んでいる。シャワーヘッドアセンブリは、少なくとも２つの流体的に分離されたプレナムと、光学測定信号を透過する領域と、チャンバ本体の内部容積にプレナムを流体的に結合しているシャワーヘッドアセンブリを通って形成された複数のガス通路とを含んでいる。
【０００９】
[0009]他の実施形態においては、処理チャンバは、シャワーヘッドアセンブリとその中に配置された基板支持アセンブリ持つチャンバ本体を含んでいる。シャワーヘッドアセンブリは、内部ガスフローゾーンと、外部ガスフローゾーンと、光学測定信号を透過する領域とを含んでいる。内部ゾーンと外部ゾーンは、流体的にお互いから分離される。基板支持アセンブリは、少なくとも２つの独立した制御可能な且つ横方向に隔置された温度ゾーンを含んでいる。シャワーヘッドアセンブリの透過領域を通って、チャンバ本体の内部容積を見るように光学測定システムが配置されている。基板支持アセンブリはバイアス電源とそこに結合された少なくとも２つのプラズマ電源を持っている。
【００１０】
[0010]他の実施形態においては、処理チャンバは、ガス分配プレートとその中に配置された基板支持アセンブリを持つチャンバ本体を含んでいる。ガス分配プレートは、外部ガスフローホールセットと、内部ガスフローホールセットと、光学測定ホールセットを持っている。内部ガスフローゾーンは、第一ガスフローホールセットを通って、チャンバ本体の内部容積に流体的に結合されている。外部ガスフローゾーンは流体的に内部ゾーンから分離され、第二ガスフローホールセットを通って、内部容積に結合されている。複数のホールを持つセラミックプラグは、光学測定ホール及び窓と整列している。基板支持アセンブリはチャンバ本体に配置され、少なくとも２つの独立した制御可能な、横方向に隔置された温度ゾーンを持っている。窓と、プラグ内のホールと、光学測定ホールとによって隔置された光学通路を通って、チャンバ本体の内部容積を見るように光学測定システムが配置されている。基板支持アセンブリはバイアス電源とそこに結合された少なくとも２つのプラズマ電源を持っている。
【００１１】
[0011]他の実施形態においては、高アスペクト比特徴部をエッチングする方法であって、混合マニホールドに複数のガスを供給するステップと、混合マニホールドから処理チャンバの別の領域に流れる混合ガスの割合を制御するステップと、混合マニホールドにバイパスする処理チャンバの少なくとも１つの領域に、少なくとも１つの直接注入ガスを供給するステップとを含む、前記方法が提供される。
【００１２】
[0012]他の実施形態においては、上部分に結合されたガス分配プレートを含むシャワーヘッドアセンブリが提供される。ガス分配プレートは、外部ガスフローホールセットと、内部ガスフローホールセットと、光学測定ホールセットとを持っている。上部分は、外部ガスフローホールセットに流体的に結合された第一プレナムと、内部ガスフローホールセットに流体的に結合された第二プレナムを持っている。プレナムは上部分の中で流体的に分離されている。セラミックプラグは上部分を通して配置され、光学測定ホールと整列した光学的な透過領域を持っている。
【００１３】
[0013]本考案の上記特徴を詳細に理解され得るように、上記で簡単に纏めた本考案のより具体的な説明は、実施形態によって参照することができ、その一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本考案の典型的な実施形態を示しているだけであり、それ故、本考案の範囲を制限するものとみなされず、本考案は、他の等しく有効な実施形態を許容することができることに留意されたい。
【００１４】
[0025]理解しやすくするために、図に共通している同一の要素を指定するために、可能な限り、同一の符号が用いられている。一実施形態の要素が、他の実施形態で、更に挙げることなく有利に用いることができることが企図される。
【００１５】
[詳細な説明]
[0026]図１は、基板１４４において高アスペクト比特徴部をエッチングするのに適している処理チャンバ１００の一実施形態の断面図である。優れたエッチング性能を可能にする複数の特徴部を含む処理チャンバ１００が示されているが、他の処理チャンバが本明細書に開示された１つ以上の本考案の特徴部から利益を得るように適合されてもよいことが企図される。
【００１６】
[0027]処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と内部容積１０６を囲むリッド１０４とを含んでいる。チャンバ本体１０２は、典型的には、アルミニウム、ステンレス鋼又は他の適切な材料から製造される。チャンバ本体１０２は、一般的には、側壁１０８と底部１１０とを含んでいる。基板アクセスポート（図示せず）は、一般的には、側壁１０８で画成され、スリット・バルブによって選択的に密封されて、処理チャンバ１００からの基板１４４の出入りを容易にする。排気口１２６はチャンバ本体１０２で画成され、内部容積１０６をポンプシステム１２８に結合する。ポンプシステム１２８は、一般的には、処理チャンバ１００の内部容積１０６の圧力を減圧し調節するために用いられる、１つ以上のポンプとスロットルバルブを含んでいる。一実施形態においては、ポンプシステム１２８は、内部容積１０６の内側の圧力を典型的には約１０ミリトール〜約２０トールの作動圧に維持する。
【００１７】
[0028]リッド１０４は、チャンバ本体１０２の側壁１０８上に密封して支持されている。リッド１０４は、処理チャンバの内部容積１０６がアクセスするのを可能にするように開放されてもよい。リッド１０４は、光学プロセス監視を容易にする窓１４２を含んでいる。一実施形態においては、窓１４２は、光学監視システム１４０によって用いられた信号を透過する石英又は他の適切な材料から構成されている。
【００１８】
[0029]チャンバ本体１０２の内部容積１０６及び/又は基板支持アセンブリ１４８上に配置かれた基板１４４の少なくとも１つを窓１４２を通して見るように光学監視システム１４０が配置されている。一実施形態においては、光学監視システム１４０はリッド１０４に結合され、光学測定を用いる総合エッチングプロセスを容易にし、特に、生じるパターンの不一致（例えば、ＣＤ、厚さ等）を補償するプロセス調節を可能にする情報を与え、プロセス状態の監視（例えば、プラズマ監視、温度監視等）及び/又は、終点検出を与える。本考案から利益を得るように適合することができる一光学監視システムは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手できる、ＥｙｅＤ（登録商標）全スペクトル干渉測定モジュールである。
【００１９】
[0030]一実施形態においては、光学監視システム１４０は、ＣＤ、膜厚、プラズマ特性を測定することができる。光学監視システム１４０は、より非破壊的光学測定技術、例えば、分光学、干渉分光学、光波散乱計測、反射率測定法等の１つを用いることができる。光学監視システム１４０は、例えば、干渉法による監視技術（例えば、時間ドメインにおける干渉縞の計数、周波数ドメインにおける縞の位置の測定等）を行って、基板１４４上に形成されている構造のエッチングの深さの断面を、リアルタイムで測定するように構成されている。光学監視の例の用い方の詳細は、２００３年６月１８日に出願された“エッチングプロセスを監視する方法及びシステム”と称する共同譲渡された米国出願第６０/４７９,６０１号、２００２年７月２日に発行された“スペクトル干渉分光法を用いた膜厚制御”と称する米国特許第６,４１３,８３７号、２００３年４月１１日に出願された“マルチパスウエハ処理におけるインサイチュ及びエクサイチュ測定法及びデータ検索を用いたプロセス制御強化及び障害検出”と称する米国出願第６０/４６２,４９３号に開示されている。
【００２０】
[0031]ガスパネル１５８は処理チャンバ１００に結合され、プロセス及び/又は洗浄ガスを内部容積１０６に供給する。図１に示された実施形態においては、注入口１３２’、１３２”はリッド１０４内に設けられ、ガスがガスパネル１５８から処理チャンバ１００の内部容積１０６に分配されるのを可能にする。
【００２１】
[0032]シャワーヘッドアセンブリ１３０はリッド１０４の内面１１４に結合されている。シャワーヘッドアセンブリ１３０は、チャンバ１００内に処理されている基板１４４の表面全体にわたる所定の分配において、注入口１３２からシャワーヘッドアセンブリ１３０を通って処理チャンバ１００の内部容積１０６にガスが流れることを可能にする複数のアパーチャを含んでいる。
【００２２】
[0033]シャワーヘッドアセンブリ１３０は、更に、光学測定信号を透過する領域を含んでいる。光学的に透過する領域又は通路１３８は、光学監視システム１４０が内部容積１０６及び/又は基板支持アセンブリ１４８上に配置された基板１４４を見ることを可能にするのに適している。通路１３８は、光学測定システム１４０によって生成し、且つそれに反射した、エネルギーの波長をほとんど透過するシャワーヘッドアセンブリ１３０内に形成又は配置された材料、１つ又は複数のアパーチャであってもよい。一実施形態においては、通路１３８は通路１３８のガス漏れを防ぐための窓１４２を含んでいる。窓１４２は、サファイアプレート、石英プレート又は他の適切な材料であってもよい。或いは、窓１４２はリッド１０４内に配置できる。
【００２３】
[0034]一実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ１３０は、処理チャンバ１００の内部容積１０６へのガスフローを別個に制御することができる複数のゾーンで構成されている。実施形態の図１において、シャワーヘッドアセンブリ１３０は、別個の注入口１３２を通ってガスパネル１５８に個別に結合されている内部ゾーン１３４と外部ゾーン１３６を有する。
【００２４】
[0035]図２は、シャワーヘッドアセンブリ１３０の一実施形態の断面図である。シャワーヘッドアセンブリ１３０は、一般的には、ベース２０２と、上部及び下部のプレナムプレート２０４、２０６と、プラグ２０８とガス分配プレート２１０とを含んでいる。上部及び下部のプレナムプレート２０４、２０６は、隔置された関係でお互いに結合され、ベース２０２の中に形成された凹部２７０の中に配置されて、シャワーヘッドアセンブリ１３０の上部構造を画成する。プレート２０４、２０６の間に画成されたプレナム領域は、バリヤ壁２３６によって、少なくとも２つのゾーンに流体的に分けられる。図２に示された実施形態においては、壁２３６は外部プレナム２２０と内部プレナム２１８を分けている。プレナム２１８、２２０は、ベース２０２と上部プレナムプレート２０４を通って画成されるガス供給部２２２、２２４によってベース２０２の中に形成された、注入口１３２’、１３２”によってそれぞれ送られる。下で詳述されるガス通路２４２は、下部プレナムプレート２０４を通って画成され、ガス分配プレート２１０はプレナム２１８、２２０の中のガスがチャンバ１００の内部容積１０６に入るのを可能にする。チャンバ１００へガスの所定の分配を与えるために、通路２４２の数及び配置が選ばれる。
【００２５】
[0036]ベース２０２の中に形成された凹部２７０は、プレート２０４、２０６を設置するために、１つ以上の段差を含むことができる。図２に示された実施形態においては、凹部２７０は、内部段差２４０と外部段差２８４とを含んでいる。内部段差２４０は、下部プレナムプレート２０６が配置されている表面を備えている。内部段差２４０と下部プレナムプレート２０６の間は、ガス漏れを防ぐために密封され、番号がつけられていない。外部段差２８４はベース２０２の中に凹部を設け、ガス分配プレート２１０が下部プレナムプレート２０６とベース２０２の間に画成された隙間を覆うことができる。
【００２６】
[0037]ベース２０２は、一般的には、内外径２８６から外側に伸びているリップ２１６を含んでいる。レッジ２８８は、リップ２１６と内外径２８６の間に画成されており、リッド１０４及び/又は外部ライナ１１６上にシャワーヘッドアセンブリ１３０を支持している。レッジ２８８は、リップ２１６と内外径２８６に大体垂直であり、リップ２１６と内外径２８６は、チャンバ本体の中心線に大体平行で同心である。
【００２７】
[0038]内外径２８６はベース２０２の底面２９０で終わる。底面２９０は、一般的には、処理領域に面し、それ自体が、Ｙ２Ｏ３のような保護材料で被覆することができる。
【００２８】
[0039]ベース２０２は、また、その中に形成された複数のチャネルを含み、それは、流体源２１４に結合されている。流体源２１４は空気又は水のような熱伝達流体を供給し、それはチャネル２１２を通って循環されて、ベース２０２とシャワーヘッドアセンブリ１３０の温度を調節する。
【００２９】
[0040]通路１３８はシャワーヘッドアセンブリ１３０を通って形成されて、光学監視システム１４０によってチャンバプロセス及び/又は基板特性の監視を容易にする。通路１３８は、同軸的に整列したアパーチャ２２６、２６４、２５４、２６２を含んでいる。第一アパーチャ２２６はベース２０２の中に形成されている。第二アパーチャ２６４は上部プレナムプレート２０４の中に形成されている。第三アパーチャ２５４は下部プレナムプレート２０６の中に形成され、アパーチャ２６２はガス分配プレート２１０の中に形成されている。窓１４２は、シャワーヘッドアセンブリ１３０を通って、光学監視システム１４０にガスが漏れるのを防ぐために、通路１３８の中に密封して配置されている。図２に示された実施形態においては、窓１４２を収容するために、上部プレナムプレート２０４の中に凹部２５８が設けられている。Ｏ-リングは、図２に符号で標識されていない参照数字を示すラベルをつけていないが、窓１４２を密封するために、上部プレナムプレート２０４とベース２０２に設けられている。
【００３０】
[0041]プラグ２０８は、少なくとも、上部プレナムプレート２０４の中に形成された第二アパーチャ２６４の中に配置されている。プラグ２０８は、光学監視システム１４０によって用いられた信号を透過するように構成されている。一実施形態においては、プラグ２０８は複数の高アスペクト比通路２６０を含み、その通路は、光学監視システム１４０が通路内でのプラズマ生成を防止しつつ、チャンバ１００の内部容積と相互作用することを可能にする。一実施形態においては、通路２６０のアスペクト比（直径に対する高さ）は少なくとも約１０：１、例えば、１４：１である。他の実施形態においては、通路２６０は、デバイ長及び/又は電子の平均自由行路未満、又はそれに相当する直径、例えば、約１.５ｍｍ未満、例えば、約０.９ｍｍを有する。他の実施形態においては、通路２６０は、約６０パーセント開放領域までの開放領域を画成する。更に他の実施形態においては、約３７個の通路２６０がプラグ２０８を通って形成される。
【００３１】
[0042]プラグ２０８の中に形成された通路２６０は、ガス分配プレート２１０の中に形成された測定アパーチャ２６２と整列している。測定アパーチャ２６２は、ガス分配プレート２１０の中央に集められ、ガス分配プレート２１０を通って、測定信号が効果的に透過するのを助けるのに適した密度、直径（又は幅）、断面、開放領域を持っている。一実施形態においては、アパーチャ２６２の数と部分的な断面は通路２６０と似ている。窓１４２は光学透過を可能にするが、通路２６０、２６２のガスフローの方向を分かりにくくする。従って、通路２６０、２６２及び窓１４２は、オプチカルビューパスを画成している構造に対しての真空損失又はプラズマ損傷なしで、チャンバ１００内の光学監視システム１４０による光学監視を容易にする。
【００３２】
[0043]テーパが付けられたシート２５６は、第二アパーチャ２６４を凹部２５８に結合している上部プレナムプレート２０４の中に形成されている。テーパが付けられたシート２５６は、図３で示されているように、プラグ２０８のフレア部分３０４と番になるように構成される。フレア部分３０４は、プラグ２０８のヘッド３０２と細長いステム３０６の間に配置されている。
【００３３】
[0044]プラグ２０８は、一般的には、プロセス化学と適合する材料から製造される。一実施形態においては、プラグ２０８はセラミックのような誘電物質から製造される。他の実施形態においては、プラグ２０８はアルミニウムである。
【００３４】
[0045]上部及び下部のプレナムプレート２０４、２０６はベース２０２に結合される。上部プレナムプレート２０４は、下部プレナムプレート２０６とも結合される。一実施形態においては、上部プレナムプレート２０４は複数のピン２２８で下部プレナムプレート２０６に結合される。ピン２２８の端部は、上部及び下部のプレナムプレート２０４、２０６の中にそれぞれ形成されたホール２３０、２３２に挿入される。ピン２２８は、ロッキング化合物又は接着剤で固定することができ、摩擦すり合わせのために押圧することができる。図４の断面図は、下部プレナムプレート２０６の中に形成されたホール２３２から伸びているピン２２８を示している。ホール２３０、２３２は、各プレート２０４、２０６を通り抜けて伸びてはいないので、ピン２２８の周りでのガス漏れは妨げられる。
【００３５】
[0046]更に、図５〜図６の断面図を参照すると、ガス分配プレート２１０は下部プレナムプレート２０６又はベース２０２の少なくとも１つに結合される。一実施形態においては、接着剤層５０２は、ガス分配プレート２１０を下部プレナムプレート２０６に、その間の複数の環状プレナム５０８を画成するという方法で結合する。プレナム５０８によって、共通の半径、又は、半径範囲に沿って配置された通路２４２が、所定の放射状位置で、シャワーヘッドアセンブリ１３０を通り抜けるガスフローの均一性を高めるために、流体的に結合される。
【００３６】
[0047]一実施形態において、接着剤層５０２は、複数の接着リング５０４及び複数の接着ビーズ５０６を含んでいる。複数の接着リング５０４は、プレナム５０８と隣接するように同心円状に配置されている。複数の接着ビーズ５０６は、また、リング５０４の間に同心円状に配置されている。ビーズ５０６はリング５０４から隔置されて、共通のプレナム５０８を共有している通路２４２の間のビーズ５０６の周りでガスが流れる。
【００３７】
[0048]図２に戻ると、下部プレナムプレート２０６の中に形成された通路２４２の一部は、一般的には、第一ボアホール２４４と、オリフィスホール２４６と、第二ボアホール２４８とを含んでいる。第一ボアホール２４４はプレナム２２０（又は２１８）に対して開放され、ガスが通路２４２に入ることを可能にしている。第二ボアホール２４８は、チャンバ１００の内部容積１０６にガスを分配するために、ガス分配プレート２１０を通って形成されているホール２５０と整列する。
【００３８】
[0049]一実施形態においては、ボアホール２４４、２４８は、通路２４２の効率的な製造を促進するために、オリフィスホール２４６と相対して直径と深さの双方がかなり大きい。図２に示された実施形態においては、プレナム２２０（又は２１８）に対して開放している第一ボアホール２４４は、チャンバ１００の内部容積１０６に対して開放している第二ボアホール２４８と相対して直径が大きく、アスペクト比が小さい。
【００３９】
[0050]ガス分配プレート２１０は平らな円盤であってもよい。ホール２５０は、ガス分配プレート２１０の中心領域の外側に或るパターンで空間的に分配される。１セットのホール２５０は、外部プレナム１３６に流体的に結合され、第二セットのホール２５０は、内部プレナム１３４に流体的に結合される。ホール２５０は通路２４２の一部であり、ガスが、ガス分配プレート２１０を通って、チャンバ１００の内部容積１０６へ通過するのを可能にする。
【００４０】
[0051]シャワーヘッドアセンブリ１３０の耐用年数を延ばすために、ガス分配プレート２１０は少なくとも、イットリウム又はその酸化物で製造又は被覆されたものの１つである。一実施形態においては、ガス分配プレート２１０は、フッ素化化学に対する耐性を与えるために、大量のイットリウム又はその酸化物から製造される。他の実施形態においては、ガス分配プレート２１０は、大量のＹ２Ｏ３から製造される。
【００４１】
[0052]図７は、シャワーヘッドアセンブリ７００の他の実施形態である。シャワーヘッドアセンブリ７００は、シャワーヘッドアセンブリ１３０とほとんど同様であり、光学測定を容易にするためにシャワーヘッドアセンブリ７００を通って形成された通路７２６のプラズマライトアップを防止るためのプラグ７０８を持っている。窓１４２はガスバリアとして、通路７２６内に設けられる。
【００４２】
[0053]シャワーヘッドアセンブリ７００は、プレナムプレート７０４に結合されたベースプレート７０２を含んでいる。プレナムプレート７０４はその中に形成された１対の環状グルーブ７１２、７１４をもち、それらは、内部及び外部のプレナム７１６、７１８を画成するためにベースプレート７０２によって結合されている。ガスは、ガスパネル１５８から各注入口１３２’、１３２”を通ってプレナム７１６、７１８に供給され、それによって、ガスは、シャワーヘッドアセンブリ７００からチャンバ１００の内部容積１０６に伸びている各ゾーン１３４、１３６で個々に制御されることが可能である。
【００４３】
[0054]プレナムプレート７０４は、プラグ７０８を受容するためのプラグホール７２０を含んでいる。プラグホール７２０は、通路７２６を画成するためにベース７０２の中に形成されたアパーチャ７０６とガス分配プレート７１０の中に形成された測定ホール７２８と整列している。プラグホール７２０は、一般的には、窓１４２とテーパが付けられたシート７２４を受容するための凹部７２２を含んでいる。テーパが付けられたシート７２４は、プレナムプレート７０４の中にプラグ７０８を設置するために、プラグ７０８のフレア領域と契合している。
【００４４】
[0055]図８は、ガスパネル１５８から処理チャンバ１００に分配されるガスの工程と制御を示す概略図の一実施形態である。ガスパネル１５８は、一般的には、混合マニホールド８１０とフローコントローラ８１４に結合された複数のガス源を含んでいる。
【００４５】
[0056]一般的には、ガス源のそれぞれからのフローは制御弁８０８によって制御される。制御弁８０８は、ガス源から供給される流体のフロー、速度、圧力等の少なくとも１つを制御する。制御弁８０８は、１を超える弁、調節装置及び/又は他のフローコントロールデバイスを含むことができる。
【００４６】
[0057]一実施形態においては、ガスパネル１５８は、少なくとも１つの直接ガス源８０２と、少なくとも１つの処理ガス源８０４と、少なくとも１つのキャリヤガス源８０６とを含んでいる。処理ガス源８０４とキャリヤガス源８０６は、個々のガスラインによって混合マニホールド８１０に流体的に結合されている。ガス源８０４、８０６からの種々のガスは、混合マニホールド８１０において分配前ガス混合物に合わせられる。そのようにして、混合マニホールド８１０における分配前ガス混合物の組成物は、各弁８０８を選択的に開放することによって選択することができるので、キャリヤガスとプロセスガス８０６、８０４の所定の組合わせが合わせられる。例えば、処理ガス源８０４からの少なくとも１つの処理ガスと、任意に、キャリヤガス源８０６からの少なくとも１つのキャリヤガスは、混合マニホールド８１０において、あらゆる組み合わせで合わせることができる。処理ガスの例には、特に、ＳｉＣｌ４、ＨＢｒ、ＮＦ３、Ｏ２、ＳｉＦ４が含まれている。キャリヤガスの例には、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ、プロセスガスに対して不活性な他のガス、非反応性ガスが含まれている。
【００４７】
[0058]フローコントローラ８１４は、主要なガス供給部８１２によって混合マニホールド８１０に結合されている。フローコントローラ８１４は、別々のガス供給ラインを通って、混合マニホールド８１０からチャンバ１００に分配された副次的な混合物に流れる分配前ガス混合物を分割するように構成されている。一般的には、ガス供給ラインの数は、シャワーヘッドアセンブリ１３０の中で画成されたゾーン（又は、分離したプレナム）の数に相応している。図８に示された実施形態においては、２本のガス供給ライン８１６、８１８はフローコントローラ８１４を各注入口１３２’、１３２”に結合している。
【００４８】
[0059]フローコントローラ８１４は、一般的には、各供給ライン８１６、８１８の中に流れる副次的な混合物の割合を制御するように構成されている。このように、各ゾーンと、最終的に基板１４４の各領域に流れるガスの副次的な混合物の割合を制御することができる。フローコントローラ８１４は、電子又は機械のデバイスを用いて、分配前ガス混合を分割することができる。一実施形態においては、フローコントローラ８１４は、コントローラ１５０からの信号に応答して、割合を動的に制御することができ、それによって、その割合を基板のバッチ間、基板間で変化させることを可能にし、及び/又は単一基板をインサイチュ処理することを可能にする。他の実施形態においては、フローコントローラ８１４が設定され、割合が線８１６、８１８の間で固定される。割合は、フローコントローラ８１４に配置された１つ以上のオリフィスによって設定することができ、主要なガス供給部８１２からのフローがガス供給ライン８１６、８１８の間で選択的に分割される。
【００４９】
[0060]一実施形態においては、フローコントローラ８１４は外部ゾーン１３６よりも内部ゾーン１３４により多くのガスを供給する。更に他の実施形態においては、フローコントローラ８１４は内部ゾーン１３４よりも外部ゾーン１３６により多くのガスを供給する。更に他の実施形態においては、フローコントローラ８１４は、基板処理の第一周期に対して、外部ゾーン１３６よりも内部ゾーン１３４により多くのガスを供給し、その後、基板処理の第二周期に対して、内部ゾーン１３４よりも外部ゾーン１３６により多くのガスを提供するために、基板をインサイチュ処理する割合を変える。フローコントローラ８１４は、プロセスチャンバ１００内の異なるゾーンに分配されるフロー間の割合を、他の順序又は割合で制御するように構成されてもよいことが企図される。
【００５０】
[0061]直接注入ガスは、ガスパネル１５８の直接注入ガス源８０２から、処理チャンバ１００の内部容積１０６にも供給される。直接注入ガス源８０２から流れる直接注入ガスの量は弁８０８によって制御される。
【００５１】
[0062]一実施形態においては、直接注入ガスは、ガス供給部８１６、８１８の少なくとも１つに供給される。他の実施形態においては、直接注入ガスは、２つの直接供給ライン８２０、８２２に送られ、それらの供給ラインは、それぞれガス供給ライン８１６、８１８に送られる。更に他の実施形態においては、直接注入ガスは、注入口１３２’、１３２”に結合されるガス供給部の少なくとも１つに供給される。更に他の実施形態においては、直接注入ガスは、シャワーヘッドアセンブリ１３０（７００）のプレナム２１８、２２０（７１６、７１８）の少なくとも１つに供給される。
【００５２】
[0063]図８に示された実施形態においては、同量の直接注入ガスが各ゾーン１３４、１３６に供給される。任意に、第二フローコントローラ８２４（想像線で示され、フローコントローラ８１４と同様）がゾーン１３４、１３６の各々に異なる割合の直接注入ガスを供給するために用いることができる。
【００５３】
[0064]図１に戻ると、基板支持アセンブリ１４８は、シャワーヘッドアセンブリ１３０の下方の処理チャンバ１００の内部容積１０６の中に配置されている。基板支持アセンブリ１４８は、処理中、基板１４４を支持する。基板支持アセンブリ１４８は、一般的には、従来のように、支持アセンブリ１４８から基板を持ち上げ、ロボット（図示せず）で基板１４４の交換を容易にするように構成されている、そこを通って配置された複数のリフトピン（図示せず）を含んでいる。
【００５４】
[0065]一実施形態においては、基板支持アセンブリ１４８は、取り付けプレート１６２、ベース１６４、静電チャック１６６を含んでいる。取り付けプレート１６２は、チャンバ本体１０２の底１１０に結合され、ベース１６４とチャック１６６への、流体、電力ライン、センサリードのような工程用途の通路を含む。
【００５５】
[0066]ベース１６４又はチャック１６６の少なくとも１つは、少なくとも１つの任意の埋め込みヒータ１７６と、少なくとも１つの埋め込みアイソレータ１７４と、支持アセンブリ１４８の水平の温度プロファイルを制御する複数のコンジットを含んでいる。図１に示された実施形態においては、１つの環状アイソレータ１７４と２つのコンジット１６８、１７０はベース１６４に配置され、抵抗ヒータ１７６はチャック１６６に配置される。コンジットは、それを通して温度調整流体を循環させる流体源１７２に流体的に結合されている。ヒータ１７６は電源１７８によって調整される。コンジット１６８、１７０とヒータ１７６はベース１６４の温度を制御するために用いられ、それによって、静電チャック１６６を加熱及び/又は冷却し、それによって、少なくとも部分的に、静電チャック１６６上に配置された基板１４４の温度を制御する。
【００５６】
[0067]ベース１６４の中に形成された２つの別々の冷却通路１６８、１７０は、少なくとも２つの、独立して制御可能な温度ゾーンを画成する。追加の冷却通路及び/又はその通路のレイアウトを追加の温度制御ゾーンを画成するように配置することができることが企図される。一実施形態においては、第一冷却通路１６８は、第二冷却通路１７０の内側に放射状に配置され、温度制御ゾーンは同心である。通路１６８、１７０は放射状の方向であってもよく、他の形の配置であってもよいことが企図される。冷却通路１６８、１７０は、温度制御された熱伝達流体の単一源１７２に結合されてもよく、別々の熱伝達流体源にそれぞれ結合されてもよい。
【００５７】
[0068]アイソレータ１７４は、ベース１６４の隣接領域の材料と異なる熱伝達係数を持つ材料から形成される。一実施形態においては、アイソレータ１７４はベース１６４よりも熱伝達係数が小さい。実施形態においては、更に、アイソレータ１７４は異方性（即ち、方向依存性）の熱伝達係数を持つ材料から形成されてもよい。アイソレータ１７４は、熱伝達路にアイソレータを持たないベース１６４の近接部分を通る熱伝達の割合に相対して、支持アセンブリ１４８の間にベース１６４を通ってコンジット１６８、１７０への熱伝達の割合を局所的に変化させるように機能する。アイソレータ１７４は第一と第二の冷却通路１６８、１７０の間に横に配置されて、基板支持アセンブリ１４８を通って画成された温度制御ゾーンの間の熱分離を増強させる。
【００５８】
[0069]図１に示された実施形態において、アイソレータ１７４はコンジット１６８、１７０の間に配置され、それによって、基板支持アセンブリ１４８全体にわたって、横方向の熱伝達を阻止し、横方向の温度制御ゾーンを促進させる。従って、挿入部の数、形、大きさ、位置、熱伝達係数を制御することによって、静電チャック１６６とその上に置かれた基板１４４の温度プロファイルを制御することができる。アイソレータ１７４は、図１に環状リングとしての形で示されているが、アイソレータ１７４の形は様々な形をとることができる。
【００５９】
[0070]任意の熱的導電性ペースト又は接着剤（図示せず）をベース１６４と静電チャック１６６の間に配置することができる。導電性ペーストは、静電チャック１６６とベース１６４の間の熱交換を促進する。一つの例示的実施形態においては、接着剤は、静電チャック１６６をベース１６４に機械的に結合する。或いは（図示せず）、基板支持アセンブリ１４８は、静電チャック１６６をベース１６４に留めるために適合したハードウェア（例えば、クランプ、ねじ等）を含むことができる。
【００６０】
[0071]静電チャック１６６とベース１６４の温度は、複数のセンサを用いて監視される。図１に示された実施形態においては、第一温度センサ１９０と第二温度センサ１９２は放射状に隔置された向きで示され、第一温度センサ１９０はコントローラ１５０に支持アセンブリ１４８の中心領域の温度を示す測定基準を与え、第二温度センサ１９２はコントローラ１５０に支持アセンブリ１４８の周辺領域の温度を示す測定基準を与える。
【００６１】
[0072]静電チャック１６６はベース１６４上に配置され、カバーリング１４６で囲まれている。静電チャック１６６はアルミニウム、セラミック又は処理中に基板１４４を支持するのに適している他の材料から製造することができる。一実施形態においては、静電チャック１６６はセラミックである。或いは、静電チャック１６６は、真空チャック、機械チャック、又は他の適している基板支持体によって置き換えてもよい。
【００６２】
[0073]静電チャック１６６は、一般的には、セラミック又は同様の誘電物質から形成され、チャック電源１８２を用いて制御される少なくとも１つのクランプ電極１８０を備えている。電極１８０（又はチャック１６６又はベース１６４の中に配置された他の電極）は、更に、処理チャンバ１００内でプロセスガス及び/又は他のガスから形成されたプラズマを維持するために、１つ以上のＲＦ電源に結合することができる。
【００６３】
[0074]図１に示された実施形態においては、電極１８０は、マッチング回路１８８を通って、第一ＲＦ電源１８４と第二ＲＦ電源１８６に結合される。電源１８４、１８６は、一般的には、約５０ｋＨｚから約３ＧＨｚまでの周波数と約１０,０００ワットまでの電力を持つＲＦ信号を作ることができる。整合回路網１８８は、電源１８４、１８６のインピーダンスをプラズマインピーダンスに整合させる。単一供給部は、電源１８４、１８６双方から電極１８０にエネルギーを結合する。或いは、各電源１８４、１８６が別々の供給部を経由して電極１８０に結合されうる。
【００６４】
[0075]静電チャック１６６は、また、電源１７８によって制御された少なくとも１つの埋め込みヒータ１７６を含むことができる。静電チャック１６６は、更に、グルーブのような複数のガス通路（図示せず）を備え、その通路はチャックの基板支持体面に形成され、熱伝達（又は、裏面）ガス源に流体的に結合されている。作動中、裏面ガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ））は制御された圧力でガス通路に供給されて、静電チャック１６６と基板１４４の間の熱伝達を高める。通例は、少なくとも静電チャックの基板支持面１７６は、基板の処理中に用いられた化学と温度に対する被覆抵抗を備えている。
【００６５】
[0076]図１２は、リフトピンガイドアセンブリ１２００の一実施形態を示す、基板支持アセンブリ１４８の部分断面図である。典型的には、少なくとも３つのリフトピンガイドアセンブリ１２００が基板支持アセンブリ１４８に用いられる。
【００６６】
[0077]リフトピンガイドアセンブリ１２００は、主に、基板支持アセンブリ１４８のベース１６４の中に形成された段付きホール１２０４の中に配置される。段付きホール１２０４は、静電チャック１６６を通って形成されたホール１２０２と整列している。リフトピンガイドアセンブリ１２００の一部は、ホール１２０２の中に伸び、それによって、ベース１６４とチャック１６６の間にアラインメント特徴部を与える。
【００６７】
[0078]リフトピンガイドアセンブリ１２００は、一般的には、ガイド１２１０とリテーナ１２１８とを含んでいる。弾性部材１２２０はガイド１２１０とリテーナ１２１８の間に配置されて、基板支持アセンブリ１４８の中のリフトピンガイドアセンブリ１２００のアセンブリ上でクッションとなり、アセンブリ１４８、１２００の熱膨張と収縮に適応する。一実施形態においては、弾性部材１２２０は、プロセス化学とそのプロセス環境に適合するエラストマー材料から構成されるＯ-リングである。
【００６８】
[0079]ガイド１２１０は、上方ボス１２４０と下方ボス１２２８を持つ本体１２１６を含んでいる。ガイド１２１０は、また、リフトピンガイドアセンブリ１２００を通るリフトピン（図示せず）の通路を収容する、同心の第一ボアと第二ボア１２２４、１２２６とを含んでいる。上方ボス１２４０は、ベース１６４に面した静電チャック１６６の表面に形成された凹部１２３８に伸び契合している。下方ボス１２２８は、リテーナ１２１８から伸びているスリーブ１２３０に囲まれて契合している。アンダカット１２２２は、下方ボス１２２８と本体１２１６の間に配置されて、弾性部材１２２０を保持する。
【００６９】
[0080]リテーナ１２１８はスリーブ１２３０から伸びているネジ部１２３２を含んでいる。ネジ部１２３２は、リテーナ１２１８をベース１６４にネジで取り付けるのに役立つ駆動特徴部１２３４を含んでいる。駆動特徴部１２３４は、スロット、フィリップ駆動、ヘックス、スパナホール又はリテーナ１２１８を回転させるための他の特徴部であってもよい。リテーナ１２１８を通って形成された通路１２３６は、リフトピンを収容するために、ガイド１２１０のボア１２２４、１２２６と整列している。
【００７０】
[0081]ベース１６４の中に形成された段付きホール１２０４は、主要なボア１２０８と、段差１２０６とエントリホール１２１２を含んでいる。段差１２０８は、主要なボア１２０８に向かって伸び、エントリホール１２１２は、リテーナ１２１８と契合するために、ネジ部１２１４を含んでいる。ベース１６４のネジ部１２３２の中にリテーナ１２１８を締める際に、リテーナ１２１８は、ベース１６４の中に形成された段付きホール１２０４の段差１２０６に対して、本体１２１６にバイアスをかける弾性部材１２２０と接触し、それによって、基板支持アセンブリ１４８のベース１６４の中でリフトピンガイドアセンブリ１２００が固定される。
【００７１】
[0082]図９〜図１０は、外部ライナ１１６の一実施形態の分解斜視図と部分断面図を示している。外部ライナ１１６は、プラズマ又はフッ素耐性材料で製造及び/又は被覆することができる。一実施形態においては、外部ライナ１１６は、アルミニウムから製造される。他の実施形態においては、外部ライナ１１６は、イットリウム、イットリウム合金又はそれらの酸化物から製造又は被覆される。更に他の実施形態においては、外部ライナ１１６は大量のＹ２Ｏ３から製造される。内部ライナ１１８は、同じ材料から製造することができる。
【００７２】
[0083]図９〜図１０に示された実施形態においては、外部ライナ１１６は、上方ライナ９０２と下方ライナ９０４とを含んでいる。下方ライナ９０４の上方エッジ部９０８は、上方ライナ９０２の下方エッジ部９１０と組み合うように、例えば、ラビット結合で、構成されている。
【００７３】
[0084]下方ライナ９０４は、一般的には、側壁１０８の内面１１２にちょうどよく合うように構成された中空円柱である。下方ライナ９０４は、チャンバ本体１０２の排気口１２６と整列するノッチ又はポート９０６を含み、内部容積１０６をポンプダウンしたり、排気したりすることを容易にする。
【００７４】
[0085]上方ライナ９０２は、一般的には、その上部から伸びているフランジ９１２を持つ本体９１４を含んでいる。フランジ９１２は、一般的には、形が多角形であり、本明細書に示された実施形態においては、多角形フランジ９１２のインデックスは約４５度の角度で端が切り取られている。
【００７５】
[0086]本体９１４は、一般的には、形が円柱であり、内壁９１６及び外壁９３４を持っている。リップ９１８は、内壁９１６から内側に向かって伸び、一度チャンバ１００に取り付けたシャワーヘッドアセンブリ１３０に支持ランドを与える。Ｏ-リンググルーブ９２０はリップ９１８の中に形成されて、ガスシールをシャワーヘッドアセンブリ１３０に与える。
【００７６】
[0087]アパーチャ９２８は上方ライナ９０２の本体９１４の中に設けられて、チャンバ本体１０２の中に形成された窓（図示せず）を通して内部容積１０６の目視検査が可能になることができる。アパーチャ９２８を取り囲む上方ライナ９０２の外壁９３４の部分は、取り外し可能な窓挿入部９２４で覆われてもよい。窓挿入部９２４は上方ライナ９０２の凹部（図示せず）に複数のファスナで固定され、挿入部９２４と外壁９３４は同一平面上になる。このように、窓挿入部９２４の保護コーティングが窓/チャンバ本体の境界面との接触から摩耗するので、保護コーティングがはがれ、外部ライナ１１６のベース材料が露出する前に、窓挿入部９２４を取り替えることができる。
【００７７】
[0088]スロット９３８は、円柱９１４の中に形成されて、チャンバ１００の中と外に基板が通過するのを可能にする。凹部９３２は、スロット９３８を取り囲む上方ライナ９０２の外壁９３４の中に形成される。取り外し可能なドア挿入部９３０は、スロット９３８上に配置されて、スリットバルブポートと接触することによって引き起こされる摩耗からライナ９０２を防御する。挿入部９３０は、上方ライナ９０２の中に形成されたスロット９３８と整列するスロット９４０をもち、外部ライナ１１６を通る基板の通過を容易にする。挿入部９３０は、複数の留め具９３６によって凹部９３２で固定され、挿入部９３０と外壁９３４は同一平面上になる。このように、挿入部９３０の保護コーティングは、スリットバルブポート/チャンバ本体境界面との接触で摩耗するので、保護コーティングがはがれて、外部ライナ１１６のベース材料が露出する前に、挿入部９３０を取り替えることができる。挿入部９２４、９３０は、一般的には、ライナと同じ材料から製造及び/又は被覆される。
【００７８】
[0089]図１１は、基板支持アセンブリ１４８の外部上面を覆うカバーリング１４６と契合する内部ライナ１１８の実施形態で示されている。内部ライナ１１８は、一般的には、より大きな直径の上部分１１４０とより小さな直径の下部分１１４２を含んでいる。傾斜部分はライナ１８８の外径で画成され、より大きな直径の上部分１１４０とより小さな直径の下部分１１４２を結合している。
【００７９】
[0090]フランジ１１３２は、部分１１４０、１１４２の接合部から内側に伸びている。フランジ１１３２は、基板支持アセンブリ１４８を内部ライナ１１８に設置する底面１１３４を持っている。Ｏ-リンググルーブ１１３６は、内部ライナ１１８を密封するためにフランジ１１３２の上面に形成される。
【００８０】
[0091]カバーリング１４６は、基板支持アセンブリ１４８上に配置され、内部ライナ１１８の上端１１２８に隙間がある。カバーリング１４６は、一般的には、プラズマ及び/又は化学耐性材料で形成及び/又は被覆された環状本体１１０２を持っている。一実施形態においては、カバーリング１４６は、イットリウム及び/又はその酸化物で製造及び/又は被覆される。一実施形態においては、ガスカバーリング１４６は、大量のイットリウムから製造され、フッ素化化学に対する耐性を与える。他の実施形態においては、カバーリング１４６は石英から製造される。
【００８１】
[0092]本体１１０２は、一般的には、上面１１０４と底面１１２６を持っている。第一リッジ部１１１８、第二リッジ部１１２２、第三リッジ部１１２０は、本体１１０２の底面１１２６から下向きに伸びている。図１１に示された実施形態においては、リッジ部１１１８、１１２２、１１２０は同心円である。
【００８２】
[0093]第一リッジ部と第二リッジ部１１１８、１１２２は、カバーリング１４６の内部に配置され、それらの間にスロットを画成し、そのスロットは、その中の内部ライナ１１８の上端１１２８を捕らえている。第一リッジ部１１１８は、第二リッジ部１１２２よりも本体１１０２から更に伸びている。第三リッジ部１１２０は、また、第二リッジ部１１２２よりも本体１１０２から更に伸びている。第三リッジ部１１２０は、基板支持アセンブリ１４８の中に形成されたスロット１１８０の中に伸びて、それによって、カバーリング１４６と支持アセンブリ１４８の間の位置を固定している。
【００８３】
[0094]タブ１１１６は、第三リッジ部１１２０に隣接して、本体１１０２から内側に放射状に伸びている。タブ１１１６は、静電チャック１６６の上面１１５２とほぼ同一平面上にある上面１１５０を含んでいる。基板の境界線（図１１で図示せず）は、基板が基板支持アセンブリ１４８上に配置されているとき、静電チャック１６６とタブ１１１６の上面１１５０の間の境界面を覆っている。
【００８４】
[0095]内壁１１１４は、タブ１１１６と本体１１０２の上面１１０４の間に配置される。内壁１１１４の直径は、タブ１１１６の内径よりも大きい。典型的には、内壁１１１４の直径は、基板と適切な隙間を持つように選択される。
【００８５】
[0096]本体１１０２の上面１１０４は、一般的には、内部領域１１１０と外部領域１１０８を含んでいる。内部領域１１１０は、外部領域１１０８に相対して隆起している。内部領域１１１０は、上面１１０４の外部領域１１０８と平行の位置にあってもよい。図１１に示された実施形態においては、傾斜領域１１１２は、上面１１０４の内部と外部の領域１１１０、１１０８の間の変わり目を画成している。
【００８６】
[0097]図１１は、また、静電チャック１６６の一実施形態の詳細を含んでいる。静電チャック１６６は、チャックの上面１１５２と下面１１９８の間に画成された段付き外径面を含んでいる。段付き外径は、一般的には、上壁１１８８、中間壁１１９２、下壁１１９６を含んでいる。壁１１８８、１１９２、１１９６は、ほぼ垂直で、上壁１１８８は中間壁１１９２よりも短い。中間壁１１９２は下壁１１９６よりも短い。上壁１１８８は、上面１１５２から始まり、上方レッジ１１９０に下向きに伸びている。上方レッジ１１９０は上壁１１８８を中間壁１１９２に結合している。下方レッジ１１９４は中間壁１１９２と下壁１１９６を結合している。下壁１１９６は底面１１９８に結合されている。レッジ１１９０、１１９４は、ほぼ水平で、下方レッジ１１９４は上方レッジ１１９０より大きい。壁１１８８、１１９２、１１９６とレッジ１１９０、１１９２によって生成した段付き外径は輪郭断面を生成し、基板支持アセンブリ１４８上の所定の位置で、カバーリング１４６と組み合うようになり、それを保持する。
【００８７】
[0098]作動中、基板において高アスペクト比特徴部をエッチングするために処理チャンバ１００が用いられる。一実施形態においては、基板上に配置されたシリコン層中に高アスペクト比トレンチをエッチングする方法が、チャンバ１００内で行うことができる。シリコン層は、通例行われているように、パターン形成マスクで覆われている。その方法は、約０〜約３００ミリトール（ｍＴ）にチャンバ圧力を調整することによって始まる。基板は、約５００〜約２８００ワット（Ｗ）のバイアス電力でバイアスがかけられる。一実施形態においては、バイアス電力は約２メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数で印加される。
【００８８】
[0099]プラズマは、シャワーヘッドアセンブリの複数のガスフローゾーンを通って供給されたガスから形成され、基板支持アセンブリに対して、約５００〜約２８００Ｗを印加することによって維持される。一実施形態においては、電力は６０ＭＨｚで印加される。Ｂ磁界はチャンバ全体に適用され、約０〜約１４０ガウス（Ｇ）を有する。シリコン層は、アスペクト比が少なくとも８０：１までのトレンチを形成するために、マスク内の開口を通ってプラズマエッチングされる。
【００８９】
[00100]プロセスガスと直接注入ガスと不活性ガスの混合物が、プラズマエッチングのためにチャンバに供給される。混合物は、ＨＢｒ、ＮＦ３、Ｏ２、ＳｉＦ４、ＳｉＣｌ４、Ａｒの少なくとも１つを含むことができる。一実施形態においては、混合マニホールドに供給されたプロセスガスはＨＢｒ及びＮＦ３を含み、Ｏ２、ＳｉＦ４、ＳｉＣｌ４は任意に供給することができる。一例示的実施形態においては、約５０〜約５００ｓｃｃｍのＨＢｒ、約１０〜約２００ｓｃｃｍのＮＦ３、約０と約２００ｓｃｃｍのＯ２、約０〜約２００ｓｃｃｍのＳｉＦ４、約０〜約２００ｓｃｃｍのＳｉＣｌ４、約０〜約２００ｓｃｃｍのＡｒが、３００ｍｍ基板をエッチングするのに適しているプロセスに対して、混合マニホールドに供給される。混合ガスは、特徴部の密度、大きさ、水平方向の位置と釣り合った、選ばれたフロー比でプレナムに供給される。ＳｉＣｌ４は、混合マニホールドをバイパスするシャワーヘッドアセンブリのプレナムに供給された直接注入ガスとして用いることができる。
【００９０】
[00101]上記の処理チャンバは、基板の表面全体にわたって、優れた均一性で高アスペクト比特徴部をエッチングすることが証明された。従来の処理チャンバ内と上記の処理チャンバ内で行われたエッチングシリコンプロセス間の比較データは、エッジ部と中心部とのアスペクト比の均一性の改善を示している。従来のシステムのエッジ部と中心部のアスペクト比は約１.３５であってもよいが、上記の処理チャンバのエッジ部と中心部とのアスペクト比は約１.０４であり、本考案のチャンバを次世代デバイスの製造に適したものにする。
【００９１】
[00102]上記は本考案の実施形態に関するが、本考案の更に多くの実施形態がその基本的範囲から逸脱しないで構成されることができ、本考案の範囲は以下の実用新案登録請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、本考案の処理チャンバの一実施形態の断面図である。
【図２】図２は、シャワーヘッドの一実施形態の断面図である。
【図３】図３は、図２のシャワーヘッドのプラグの一実施形態の斜視図である。
【図４】図４は、図２のシャワーヘッドの断面図である。
【図５】図５は、図２のシャワーヘッドの他の断面図である。
【図６】図６は、図５の部分線６-６に沿って切ったシャワーヘッドの部分断面図である。
【図７】図７は、シャワーヘッドの他の実施形態の断面図である。
【図８】図８は、図１の処理チャンバに対して、ガスの経路と制御を示しているガス制御概略図の一実施形態である。
【図９】図９は、ライナの一実施形態の斜視図である。
【図１０】図９は、ライナの一実施形態の部分断面図である。
【図１１】図１１は、カバーリングの一実施形態を支持している基板支持アセンブリの部分断面図である。
【図１２】図１２は、リフトピンガイドアセンブリの一実施形態を示している基板支持アセンブリの部分断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００…処理チャンバ、１０２…チャンバ本体、１０４…リッド、１０６…内部容積、１０８…側壁、１１０…底、１１２…内面、１１４…内面、１１６…壁ライナ、１１８…陰極ライナ、１２０…コンジット、１２２…通路、１２４…流体源、１２６…排気口、１２８…ポンピングステーション、１３０…シャワーヘッドアセンブリ、１３２…注入口、１３４…内部ゾーン、１３６…外部ゾーン、１３８…通路、１４０…測定ユニット、１４２…窓、１４４…基板、１４６…リング、１４８…基板支持アセンブリ、１５０…コントローラ、１５２…ＣＰＵ、１５４…メモリ、１５６…支持回路、１５８…ガスパネル、１６０…コイル、１６２…ベース、１６４…温度調整プレート、１６６…静電チャック、１６８…内部通路、１７０…外部通路、１７２…流体源、１７４…絶縁体、１７６…ヒータ、１７８…電源、１８０…電極、１８２…チャック電源、１８４…第一電源、１８６…第二電源、１８８…マッチング回路、１９０…内部センサ、１９２…外部センサ、２０２…ベース、２０４…上部プレナムプレート、２０６…下部プレナムプレート、２０８…プラグ、２１０…ガス分配プレート、２１２…チャネル、２１４…流体源、２１６…リップ、２１８…内部プレナム、２２０…外部プレナム、２２２…ガス供給部、２２４…ガス供給部、２２６…アパーチャ、２２８…ピン、２３０…ホール、２３２…ホール、２３４…壁、２３６…スロット、２３８…スロット、２４０…内部段差、２４２…ガス通路、２４４…第一ボア、２４６…オリフィスホール、２４８…第二ボア、２５０…ホール、２５２…露出面、２５４…アパーチャ、２５６…シート、２５８…凹部、２６０…通路、２６２…通路、２６４…アパーチャ、２６８…底面、２７０…凹部、２８４…外部段差、２８６…内外径、２８８…レッジ、２９０…底、３０２…ヘッド、３０４…フレア部分、３０６…シャフト、５０２…接着剤、５０４…リング、５０６…ビーズ、５０８…プレナム、７００…シャワーヘッド、７０２…ベース、７０４…プレナムプレート、７０６…アパーチャ、７０８…プラグ、７１０…ガス分配プレート、７１２…内部凹部、７１４…外部凹部、７１６…内部プレナム、７１８…外部プレナム、７２０…プラグホール、７２２…凹部、７２４…シート、７２６…アパーチャ、８０２…直接ガス源、８０４…プロセスガス源、８０６…キャリヤガス源、８０８…弁、８１０…混合マニホールド、８１２…主要な供給ライン、８１４…フローコントローラ、８１６…内部ゾーン供給ライン、８１８…外部ゾーン供給ライン、８２０…Ｏ-リンググルーブ、８２２…窓、８２４…窓挿入部、８２６…ファスナ、８２８…アパーチャ、８３０…挿入部、８３２…凹部、８３４…外壁、８３６…ファスナ、８３８…スロット、８４０…スロット、９０２…上方ライナ、９０４…下方ライナ、９０６…ノッチ、９０８…上エッジ部、９１０…下エッジ部、９１２…フランジ、９１４…円柱、９１６…内壁、９１８…リップ、９２０…Ｏ-リンググルーブ、９２２…窓、９２４…窓挿入部、９２６…ファスナ、９２８…アパーチャ、９３０…挿入部、９３２…凹部、９３４…外壁、９３６…ファスナ、９３８…スロット、９４０…スロット、１１０２…本���、１１０４…上面、１１０６…スロット、１１０８…外部領域、１１１０…内部領域、１１１２…傾斜領域、１１１４…内壁、１１１６…タブ、１１１８…第一リッジ部、１１２０…第三リッジ部、１１２２…第二リッジ部、１１２６…底面、１１２８…上端、１１３２…フランジ、１１３４…底面、１１３６…Ｏ-リンググルーブ、１１４０…より大きな直径の上部分、１１４２…より小さな直径の下部分、１１８０…スロット、１２００…リフトピンガイドアセンブリ、１２０２…ホール、１２０４…段付きホール、１２０６…段差、１２０８…主要なボア、１２１０…ガイド、１２１２…エントリホール、１２１４…ネジ部分、１２１６…本体、１２１８…リテーナ、１２２０…弾性部材、１２２２…アンダカット、１２２４…第一ボア、１２２６…第二ボア、１２２８…下方ボス、１２３０…スリーブ、１２３２…ネジ部、１２３４…駆動特徴部、１２３６…通路、１２３８…凹部、１２４０…上方ボス。
【図１】
0003130205.tif 000003
【図２】
0003130205.tif 000004
【図３】
0003130205.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003130205.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が静電チャックを備え、前記静電チャックは：
上壁、中間壁、下壁によって画成された外径を持つ本体であって、該中間壁の高さが該該下壁の高さより低く、該上壁の高さより高い、前記本体と；
前記静電チャックの中に埋め込まれたクランプ電極と；
を備えている、前記基板支持体。
【請求項２】
該本体が、セラミックを更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項３】
該上壁と該中間壁の間を画成した上方レッジと、
該中間壁と該下方壁の間を画成した下方レッジと、
を更に含む、請求項１記載の基板支持体。
【請求項４】
該上方レッジが該下方レッジより短い、請求項３記載の基板支持体。
【請求項５】
該本体内に配置された抵抗ヒータ、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項６】
該本体内に配置された少なくとも１つの温度センサ、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項７】
該本体内に配置された第一温度センサと、
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサと、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項８】
ベースと、
該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸びているリフトピンガイドアセンブリと、
を更に備えている、請求項１記載の基板支持体。
【請求項９】
該ベースが、
該ベースの中に形成され且つ該ベースを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネル、
を更に備えている、請求項８記載の基板支持体。
【請求項１０】
該ベースが、
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間に該ベースに埋め込まれた熱アイソレータ、
を更に備えている、請求項９記載の基板支持体。
【請求項１１】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイドと、
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナと、
を更に備えている、請求項８記載の基板支持体。
【請求項１２】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該ガイドと該リテーナの間に挟まれた弾性部材、
を更に備えている、請求項１１記載の基板支持体。
【請求項１３】
半導体処理チャンバ内で用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が静電チャックと、ベースと、リフトピンガイドアセンブリとを備え、
前記静電チャックは：
上方レッジと段付き外壁上に画成された下方レッジを持つセラミック本体であって、該上方レッジが該下方レッジより短い前記セラミック本体；  
前記本体の中に埋め込まれたクランプ電極；
を備え、
前記リフトピンガイドアセンブリは、該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸びている、
前記基板支持体。
【請求項１４】
該段付き外壁が、
上壁と、
中間壁と、
下壁と、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項１５】
該中間壁の高さが、該下壁の高さより低く、該上壁の高さより高い、請求項１４記載の基板支持体。
【請求項１６】
該本体内に配置された抵抗ヒータと、
該本体内に配置された第一温度センサと、
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサと、
を更に備えている、請求項１５記載の基板支持体。
【請求項１７】
該ベースが、
該ベースの中に形成され且つ該ベースを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネル、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項１８】
該ベースが、
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間のベースに埋め込まれた熱アイソレータ、
を更に備えている、請求項１７記載の基板支持体。
【請求項１９】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイドと、
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナと、
を更に備えている、請求項１３記載の基板支持体。
【請求項２０】
該リフトピンガイドアセンブリが、
該ガイドと該リテーナとの間に挟まれた弾性部材、
を更に備えている、請求項１９記載の基板支持体。
【請求項２１】
半導体処理チャンバ内に用いるのに適している基板支持体であって、該基板支持体が、静電チャックと、ベースと、リフトピンガイドアセンブリと、を備え、
前記静電チャックは：
上方レッジと段付き外壁上に画成された下方レッジを持つセラミック本体であって、該上方レッジが該下方レッジより短い、前記セラミック本体；
前記静電チャックの中に埋め込まれたクランプ電極；
該本体内に配置された抵抗ヒータ；
該本体内に配置された第一温度センサ；
該第一温度センサの内側に放射状に該本体内に配置された第二温度センサ；
を備え、
前記ベースは：
該ベースの中に形成され且つ該ベースを通って熱伝達流体を流すように適合された少なくとも２つの分離した冷却チャネル；
該分離した冷却チャネルのそれぞれの間のベースに埋め込まれた熱アイソレータ；
を備え、
前記リフトピンガイドアセンブリは、該ベースに結合され且つ該本体に部分的に伸び：
該本体の下面の凹部と契合している上方ボスと下方ボスを持つガイド；
該ベースに結合され且つ該下方ボスの少なくとも一部の周りに伸びているスリーブを持つリテーナ；
該ガイドと該リテーナとの間に挟まれた弾性部材；
を備える、
前記基板支持体。