(57)【要約】  本開示の諸実施形態は、概して、基板上に構造を形成するための方法及び関連する処理機器に関し、その構造の形成とは、基板の上に形成された１つ以上の層内の高アスペクト比構造のエッチングなどである。本明細書に記載の方法及び関連機器により、基板上の構造の形成を改善し得る。そのために、基板の周辺近くのプラズマ−シース境界の曲率を制御する。具体的には、例えば、基板全体（つまり、中心からエッジまで）の上に実質的に平坦なプラズマ−シース境界を生成する。以下で説明する方法と関連機器により、平坦なプラズマ−シース境界の生成も含めて、プラズマ−シース境界の曲率を制御し得る。そのために、独立した別の高周波電源を使用して、基板を囲むエッジリングに高周波電力を印加する。
2020532884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を含む静電チャックアセンブリであって、電極は第１高周波電源に電気的に接続されている静電チャックアセンブリと、
静電チャックアセンブリの周囲に配置されたエッジリングと、
エッジリングの表面に取り付けられた分配器であって、第２高周波電源に直接接続された分配器とを備える基板支持アセンブリ。
【請求項２】
静電チャックアセンブリとエッジリングとの間に配置された複数の隔離絶縁器をさらに備え、
隔離絶縁器は互いに離間して、静電チャックアセンブリとエッジリングとの間に複数の隙間を形成している、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
【請求項３】
複数の隙間は、複数の隔離絶縁器よりも大きい容積を含んでいる、請求項２に記載の基板支持アセンブリ。
【請求項４】
分配器は、エッジリングを介して第２高周波電源からの高周波電力を容量結合するように構成された接合層によってエッジリングの表面に取り付けられ、
接合層は両面接着テープである、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
【請求項５】
分配器は１×１０−７オーム・ｍ未満の抵抗率を有し、
分配器は環状形状を有している、請求項１に記載の基板支持アセンブリ。
【請求項６】
高周波電源アセンブリであって、
第１高周波電源と、
第２高周波電源とを備える高周波電源アセンブリと、
基板支持アセンブリであって、
電極を含む静電チャックアセンブリであって、電極は、第１高周波電源に電気的に接続されている静電チャックアセンブリと、
静電チャックアセンブリの周囲に配置されたエッジリングであって、第２高周波電源に電気的に接続されたエッジリングとを備える基板支持アセンブリとを備えるプラズマ処理システム。
【請求項７】
エッジリングは０．５オーム・ｃｍ未満の抵抗率を有している、請求項６に記載のプラズマ処理システム。
【請求項８】
静電チャックアセンブリとエッジリングとの間に配置された複数の隔離絶縁器をさらに備え、
隔離絶縁器は互いに離間して、静電チャックアセンブリとエッジリングとの間に複数の隙間を形成し、
複数の隙間は、複数の隔離絶縁器よりも大きい容積を含んでいる、請求項７に記載のプラズマ処理システム。
【請求項９】
第３高周波電源と、
基板支持アセンブリの上に配置された１つ以上のコイルであって、第３高周波電源に電気的に接続された１つ以上のコイルと、
第１高周波電源、第２高周波電源、及び第３高周波電源に接続されたコントローラであって、第１高周波電源に通電せずに第２高周波電源に通電することにより、基板支持アセンブリの上でプラズマを開始するように構成されたコントローラとをさらに備える、請求項６に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１０】
第１高周波電源及び第２高周波電源に接続されたコントローラをさらに備え、コントローラは、
第１高周波電源及び第２高周波電源を第１パルス周波数で動作させ、
第１パルス周波数で電極とエッジリングとに供給される高周波エネルギーのパルスを同期するように構成されている、請求項６に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１１】
高周波電源アセンブリは、電力分割器アセンブリに接続された単一の高周波電源をさらに備え、
第１高周波電源及び第２高周波電源はそれぞれ、電力分割器アセンブリ内に配置された別の高周波電力供給構成要素である、請求項６に記載のプラズマ処理システム。
【請求項１２】
プラズマチャンバの処理容積に１つ以上のガスを供給する工程であって、
第１電極を配置して、高周波電力を第１電極に供給してるときに、電磁エネルギーを処理容積に供給し、
第１基板を、処理容積内に配置された静電チャックアセンブリ上に配置し、
静電チャックアセンブリは電極を含み、
エッジリングを静電チャックアセンブリの周囲に配置している工程と、
第１電極に電気的に接続された第１高周波電源に通電することにより、プラズマチャンバの処理容積内に１つ以上のガスのプラズマを生成する工程と、
プラズマを生成した後に、
エッジリングに電気的に接続された第２高周波電源に通電し、
静電チャックアセンブリの電極に電気的に接続された第３高周波電源に通電することによって、第１基板の一部をエッチングする工程とを含む、基板を処理する方法。
【請求項１３】
第１電極は、処理容積の外側に配置された１つ以上のコイルを備えている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
プラズマは、第１高周波電源と第２高周波電源を同時に通電することにより最初に生成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第１基板の一部をエッチングした後に、プラズマチャンバの処理容積から第１基板を取り出す工程と、
第１基板を取り出した後に、プラズマチャンバの処理容積内の静電チャックアセンブリ上に第２基板を配置する工程と、
１つ以上のガスをプラズマチャンバの処理容積に供給する工程と、
第１電極に電気的に接続された第１高周波電源に通電することにより、第２基板の上に１つ以上のガスのプラズマを生成する工程と、
第２基板の少なくとも一部をエッチングする工程であって、第２基板の少なくとも一部をエッチングする工程は、
エッジリングに電気的に接続された第２高周波電源に通電する工程と、
プラズマを生成した後に、静電チャックアセンブリの電極に電気的に接続された第３高周波電源に通電する工程を含み、
第２基板のエッチング中に、第２高周波電源から供給される高周波信号の１つ以上の高周波特性は、エッジリングの特性の変化に基づいて、第１基板のエッチング中に第２高周波電源から供給される高周波信号の高周波特性に対して調整され、
エッジリングの特性は、エッジリングの厚さの変化を含んでいる工程とをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本開示の諸実施形態は、概して、半導体デバイスを形成するための高アスペクト比構造など、基板上に構造を形成する方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用して、半導体デバイスを形成するための高アスペクト比構造などの構造を基板上に作成するために、層の一部を除去する。通常は、基板を、処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）上に置き、静電チャックアセンブリ内に配置された導電性要素に高周波電圧を印加して、基板の上にプラズマを生成する。プラズマを生成するために、処理チャンバの上部に配置された１つ以上の誘導コイルに高周波電力を印加してもよい。基板は多くの場合、エッジリングに囲まれており、このエッジリングを使用して、ＥＳＣに供給される高周波エネルギーを、エッジリングの上の処理チャンバ内領域に結合して、基板の周辺付近のプラズマ−シース境界の曲率を制御し得る。エッジリングを使用しているにもかかわらず、基板全体にわたって均一なＲＩＥ結果を得ることは難題のままである。例えば、エッジリングを使用しても、基板の中心と基板のエッジでは、場所によってエッチング速度が異なる場合がある。さらに、基板の中心で作成されるフィーチャーの形状（例えば、高アスペクト比構造）は、ＲＩＥ処理の結果として、基板のエッジで作成されるフィーチャーの形状とは異なる場合がある。ＲＩＥによって生じる、これらのエッチング速度とフィーチャー形状の変化により、均一な結果は得られず、基板の表面の種々の場所で形成されたダイのデバイス性能にばらつきが生じる可能性がある。
【０００３】
したがって、より均一なエッチング結果を、処理された基板全体で（例えば、基板の中心から基板のエッジまで）生み出すには、ＲＩＥ処理と関連機器の改善が必要である。
【概要】
【０００４】
本開示の諸実施形態は、概して、基板上に構造を形成するための方法及び関連する処理機器に関し、その構造の形成とは、基板の上に形成された１つ以上の層内の高アスペクト比構造のエッチングなどである。一実施形態では、基板支持アセンブリが提供される。基板支持アセンブリは、電極を含む静電チャックアセンブリであって、電極は第１高周波電源に電気的に接続されている静電チャックアセンブリと、静電チャックアセンブリの周囲に配置されたエッジリングと、エッジリングの表面に取り付けられた分配器であって、第２高周波電源に直接接続された分配器とを備える。
【０００５】
別の一実施形態では、プラズマ処理システムが提供される。プラズマ処理システムは、第１高周波電源と、第２高周波電源とを備える高周波電源アセンブリと、電極を含む静電チャックアセンブリであって、電極は、第１高周波電源に電気的に接続されている静電チャックアセンブリと、静電チャックアセンブリの周囲に配置されたエッジリングであって、第２高周波電源に電気的に接続されたエッジリングとを備える基板支持アセンブリとを備える。
【０００６】
別の一実施形態では、基板を処理する方法が提供される。この方法は、プラズマチャンバの処理容積に１つ以上のガスを供給する工程であって、第１電極を配置して、高周波電力を第１電極に供給しているときに、電磁エネルギーを処理容積に供給し、第１基板を、処理容積内に配置された静電チャックアセンブリ上に配置し、静電チャックアセンブリは電極を含み、エッジリングを静電チャックアセンブリの周囲に配置している工程と、第１電極に電気的に接続された第１高周波電源に通電することにより、プラズマチャンバの処理容積内に１つ以上のガスのプラズマを生成する工程と、プラズマを生成した後に、エッジリングに電気的に接続された第２高周波電源に通電し、静電チャックアセンブリの電極に電気的に接続された第３高周波電源に通電することによって、第１基板の一部をエッチングする工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の上記の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開示のより具体的な説明を、諸実施形態を参照して行う。そして、これら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、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得るので、添付図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、従ってこの範囲を制限していると解釈するべきではないことに留意すべきである。
【０００８】
【図１Ａ】静電チャック（ＥＳＣ）上に配置され、プラズマ処理中にプラズマによって処理されている第１デバイス基板の部分断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの第１デバイス基板の一領域の断面図を示している。
【図１Ｃ】静電チャック上に配置され、プラズマ処理中にプラズマによって処理されている第２デバイス基板の部分断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの第２デバイス基板の一領域の断面図を示す。
【図１Ｅ】正規化されたエッチング速度に対するシース電圧半径方向分布の調整の効果と、基板上の半径方向位置との関係を示すグラフである。
【図１Ｆ】正規化された限界寸法（ＣＤ）バイアスに対するシース電圧半径方向分布の調整の効果と、基板上の半径方向位置との関係を示すグラフである。
【図２Ａ】一実施形態による、プラズマ処理を実行するためのエッチング処理チャンバを含む例示的なエッチング処理システムの簡略断面図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、ＥＳＣ上に配置され、図２Ａのエッジリングアセンブリによって囲まれた図２Ａのデバイスの上面図である。
【図２Ｃ】一実施形態による、図２Ｂの切断線２Ｃに沿ったデバイス、ＥＳＣ、及びエッジリングアセンブリの部分断面図である。
【図２Ｄ】一実施形態による、処理中に使用され得る高周波電力供給タイミングシーケンスを示す。
【０００９】
理解を容易にするため、可能な場合には、同一の符号を使用して、これらの図面に共通の同一の要素を示す。一実施形態で開示された要素を、具体的な説明なしに他の諸実施形態で有益に利用できると考えられる。特に明記しない限り、ここで言及する図面は一定の縮尺で描かれていると理解するべきではない。また、明瞭な表示と説明のため、図面はしばしば簡略化され、詳細又は構成要素は省略されている。図面と解説は、以下で解説する原理の説明に役立ち、ここでは、同様の名称は同様の要素を示す。
【詳細な説明】
【００１０】
本開示の諸実施形態は、概して、基板上に構造を形成するための方法及び関連する処理機器に関し、その構造の形成とは、基板の上に形成された１つ以上の層内の高アスペクト比構造のエッチングなどである。以下で説明する方法と関連機器により、基板上の構造の形成を改善し得る。そのために、基板の周辺近くのプラズマ−シース境界の曲率を制御する。具体的には、例えば、基板全体（つまり、中心からエッジまで）の上に実質的に平坦なプラズマ−シース境界を生成する。以下で説明する方法と関連機器により、平坦なプラズマ−シース境界の生成も含めて、プラズマ−シース境界の曲率を制御し得る。そのために、基板を囲むエッジリングに印加される高周波電力を独立して制御する。以下の開示は、誘導結合プラズマ処理チャンバ内に配置されたエッジリングに高周波電力を印加する方法を説明しているが、本開示は、誘導結合又は容量結合された処理チャンバプラズマ源を備える任意の処理チャンバ構成に等しく適用可能である。
【００１１】
典型的な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プラズマ処理チャンバは、高周波電圧を「電源電極」に供給する高周波（ＲＦ）バイアス発生器を備えており、この電源電極を、より一般的には「カソード」と呼ばれる、「静電チャック」（ＥＳＣ）アセンブリ内に埋め込まれた金属ベースプレートとしてもよい。電源電極は、セラミック層を介して処理システムのプラズマに容量結合され、このセラミック層は、ＥＳＣアセンブリの一部になっている。プラズマシースの非線形で、ダイオードのような性質により、印加された高周波場が整流され、直流（ＤＣ）電圧降下、又は「自己バイアス」がカソードとプラズマの間に現れるようになる。シースでのこの電圧降下（又は「シース電圧」）は、カソードに向かって加速されるプラズマイオンの平均エネルギーと共に、平均シース厚さを決定する（チャイルド−ラングミュアの法則のゼロ次近似による）。シース内の電界は、概してプラズマ−シース境界に対して垂直であり、このプラズマ−シース境界は、プラズマ電位に対応する等電位面になっている。構造上の理由や処理上の理由から、基板と周囲の表面の相対的な高さが固定されているため、シース電圧降下が半径方向に変化することがあり、その結果としてシースの厚さが変化することで、プラズマ−シース境界は曲がる。さらに、基板と周囲の表面の相対的な高さの違いにより、シースの厚さが均一であっても、プラズマ−シース境界が曲がることがある。すると今度は、イオン軌道はプラズマ−シース境界に実質的に垂直なので、シース境界の曲率がイオン軌道を決定する。その結果、基板のエッジにイオンが集中又はイオンが疎らになる。正味の効果は、シースの電圧及び厚さ、並びにプラズマに面する表面の高さが、基板のエッジを超えて半径と共に減少するか又は増加するかにかかっている。この状況が図１Ａ及び１Ｃに示されている。なお、本願発明のどこにおいても、「エッジで」とは、基板の半径からそれぞれ数ミリメートル（例えば、３ｍｍ）がプラス／マイナスされた外径／内径を有する環状領域を意味する。
【００１２】
図１Ａは、ＲＩＥプラズマ処理中に静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリ４５上に配置されたデバイス基板１０（例えば、半導体基板の一部）の概略部分断面図である。概略的に示すように、静電チャックアセンブリ４５は一般に支持構造を備え、この支持構造は、エッジリング４０を支持する誘電体含有支持領域４５Ａと、基板２０を支持する誘電体含有支持領域４５Ｂとを含んでおり、このどちらもすべて、高周波電源に接続された金属ベースプレートを一般に含む構造要素４５Ｃによって支持されている。エッジリング４０は、デバイス基板１０の外エッジ１５の周りに配置されている。生成されたプラズマ７１は、プラズマ−シース境界７５を含む。処理中に、プラズマ７１で形成されたイオンはシースを通過する。イオンの起点によって、イオンは種々の軌道８１を有し、この軌道８１は、プラズマ−シース境界７５からデバイス基板１０の表面及びエッジリング４０の表面まで延びる。上記で説明したように、イオン軌道はプラズマ−シース境界にほぼ垂直であるため、プラズマ−シース境界の曲率によって決まる。デバイス基板１０は、デバイス基板１０の外エッジ１５付近の領域１１（図１Ｂ）と、デバイス基板１０の中心により近い領域１２とを含む。
【００１３】
図１Ｂは、図１Ａのデバイス基板１０の領域１１の拡大断面図を示している。図１Ｂに示すように、デバイス基板１０の領域１１のフィーチャーには、デバイス基板１０の上に形成された停止層５１と、停止層５１の上に形成された１つ以上のデバイス層５２と、１つ以上のデバイス層５２の上に形成されたマスク５３とが含まれる。プラズマ７１（図１Ａ）が生成されるＲＩＥプラズマ処理を使用して、デバイス基板１０から１つ以上のデバイス層５２の一部を除去し、複数の高アスペクト比構造９１を作成する。以下でさらに説明するように、処理中のイオン軌道８１が傾斜しているため、領域１１内の複数の高アスペクト比構造９１が傾斜する。対照的に、領域１２内の複数の高アスペクト比構造は実質的に垂直になる。
【００１４】
図１Ｃは、ＲＩＥプラズマ処理中に静電チャックアセンブリ４５上に配置されたデバイス基板２０の概略部分断面図である。図１Ｃに概略的に示された静電チャックアセンブリ４５は一般に支持構造を含み、この支持構造は、エッジリング４０’を支持する誘電体支持領域４５Ａと、基板２０を支持する誘電体支持領域４５Ｂとを含んでおり、このどちらもすべて、構造要素４５Ｃによって支持されている。デバイス基板２０は、デバイス基板２０の外エッジ２５付近の領域２１（図１Ｄ）と、デバイス基板２０の外エッジ２５から遠い領域２２（デバイス基板２０の外エッジ２５から近い領域２１と比較して）とを含む。図１Ｃは図１Ａと類似しているが、ＥＳＣアセンブリ及び／又はエッジリングの構成のみが図１Ａと異なっており、これにより、プラズマ−シース境界７６の分布又は形状は入れ替わっている。デバイス基板２０は、デバイス基板１０と実質的に同様であり得る（つまり、同じ材料、フィーチャー、寸法を含む）。エッジリング４０’の構成（例えば、エッジリング４０’のインピーダンスに影響を及ぼす厚さ及び／又は材料組成）及び／又はエッジリングの支持構造（例えば、エッジリングの下に配置された誘電体支持領域４５Ａの特性）が、プラズマ−シース境界７６の分布を、図１Ａに示される分布から変えている。
【００１５】
図１Ｄは、デバイス基板２０の領域２１の断面図を示している。図１Ｂに示すように、デバイス基板２０は、基板６０の上に形成された停止層６１と、停止層６１の上に形成された１つ以上のデバイス層６２と、１つ以上のデバイス層６２の上に形成されたマスク６３とを含む。停止層６１、１つ以上のデバイス層６２、及びマスク６３を、それぞれ停止層５１、１つ以上のデバイス層５２、及びマスク５３と同じ材料で形成し得る。この状況が図１Ｂに示されている。プラズマ７２（図１Ｃ）が生成されるＲＩＥプラズマ処理を使用して、デバイス基板２０から１つ以上のデバイス層６２の一部を除去し、複数の高アスペクト比構造９２を作成する。以下でさらに説明するように、処理中のイオン軌道８２が傾斜しているため、領域２１内の複数の高アスペクト比構造９２が、領域２２と比較して傾斜する。
【００１６】
上記のように、シースを通過するイオン軌道はプラズマ−シース境界に実質的に垂直なので、シース境界の曲率がイオン軌道を決定する。その結果、基板のエッジにイオンが集中又はイオンが疎らになる。したがって、基板のエッジでシースの電圧及び厚さの半径方向分布を制御することにより、基板のエッジでのシース境界の曲率を、それ故にイオン軌道を制御し得る。基板のエッジでイオン軌道を制御できる機能があることは、非常に望ましい。それは、エッジでのイオン軌道は、限界寸法（ＣＤ）バイアス（ブランケットエッチング速度の半径方向分布と相関している）及び図１Ｂ〜１Ｆに示すようなフィーチャーの傾斜角などの処理メトリックに影響するからである。さらに、基板のエッジを超えてシース電圧を独立して制御することにより、長期間にわたって蓄積された摩耗による周辺構成要素の表面の下方ドリフトを補償する追加機能が提供される。すなわち、基板を囲む構成要素の上のシースの電圧及び厚さが一定である処理の場合、この構成要素が摩耗により薄くなると、構成要素の上面は、プラズマ−シース境界と共に下方へ移動する。すると今度は、この下方への移動により、プラズマ−シース境界の曲率と基板のエッジでのイオン軌道が変化し、非常に望ましくない、長期にわたる処理ドリフトを引き起こす。しかしながら、表面の下降に応じて、周辺構成要素の上のシースの電圧及び厚さを増加させることにより、プラズマ−シース境界が下方にドリフトするのを防ぎ得る。この電圧と厚さの増加により、事前に定められた、基板のエッジでのシース境界曲率とイオン軌道を維持し、長期にわたる処理ドリフトを回避し得る。これらの機能は、（Ａ１）遠方エッジ処理の調整可能性と（Ａ２）構成要素の摩耗による周辺表面の下方ドリフトの補償を備えており、一般的には通常のプラズマエッチングツールには存在しておらず、それ程の制御を達成するためには、特別な発明技術を使用する。
【００１７】
図１Ｅ及び１Ｆは、いくつかの追加の処理結果の例を示しており、基板のエッジでシースの電圧及び厚さの半径方向分布を制御及び／又は調整する機能によって、これらの処理結果を制御し得る。図１Ｅは、正規化されたエッチング速度と、例えば３００ｍｍ基板などの基板の半径方向位置との関係に及ぼすシース電圧半径方向分布の調整の効果を示すグラフである。図１Ｅの例に示すように、基板のエッジ領域と、基板の中央領域でシース電圧半径方向分布を調整して比較することにより、曲線３６に示すように、基板のエッジで正規化されたエッチング速度を下げ得る。あるいは、基板のエッジ領域と、基板の中央領域でシース電圧半径方向分布を調整して比較することにより、曲線３５に示すように、基板のエッジで正規化されたエッチング速度を上げ得る。したがって、基板のエッジ領域でシース電圧半径方向分布の曲率を調整することにより、正規化されたエッチング速度を、それ故に基板からエッチングされる材料の分布を、基板のエッジで制御し得る。
【００１８】
図１Ｆは、正規化された限界寸法（ＣＤ）バイアスと、３００ｍｍ基板の半径方向位置との関係に及ぼすシース電圧半径方向分布の調整の効果を示すグラフである。ＣＤバイアスは一般に、初期マスクイメージの限界寸法（ＣＤ）（つまり、エッチング前）と最終エッチングパターンのＣＤ（すなわち、エッチング後）との差によって定義されることに注意されたい。図１Ｆの例に示すように、基板のエッジ領域と中央領域でシース電圧半径方向分布を調整して比較することにより、曲線３８に示すように、ＣＤバイアスを基板エッジで減少させ得る。あるいは、基板のエッジ領域と基板の中央領域でシース電圧半径方向分布を調整して比較することにより、曲線３７に示すように、ＣＤバイアスをエッジで増加させ得る。したがって、基板のエッジ領域でシース電圧半径方向分布の曲率を調整することにより、基板のエッジで生成されるＣＤバイアスを制御し得る。
【００１９】
ＥＳＣ金属ベースプレート（例えば、図１Ａ及び１Ｃの要素４５Ｃ）及びセラミック層の直径は、多くの場合、基板の直径よりも大きく作られる。この場合、基板を超えて延びるＥＳＣ表面部分は、「エッジリング」と呼ばれる消耗品の周辺構成要素で覆われている。（例えば、図１Ａ及び１Ｃのエッジリング４０又は４０’及び図２Ａ〜２Ｃの品目２７１）。このエッジリングは通常、ＥＳＣの上面に直接配置されることで、セラミック層を介して金属ベースプレートに容量結合され（例えば、領域４５Ａを参照）、このセラミック層の厚さは、通常、数ｍｍ（例えば、３ｍｍ）である。一実施例では、セラミック層を、アルミナなどの材料から製作してもよい。セラミック層の高い誘電率（例えば、１０）と比較的薄い厚さのため、結合容量は通常、非常に高く（例えは、１７５〜２００ｐＦ）、たいていはシース容量（例えば、２０〜１３０ｐＦ）よりも高くなる。通常は、エッジリングも炭化ケイ素などの中抵抗材料で製作されて、エッジリングの軸に沿ったリングの抵抗性インピーダンスを、シースの容量−抵抗性インピーダンスよりも確実に著しく小さくする。結果として、リングの厚さを隔てた電圧降下はほとんどなく、リングの下面に容量結合された高周波電圧はすべて、リングの上のシースで降下する。金属ベースプレートへの強力な容量結合と、エッジリングの軸に沿ったエッジリングの比較的小さい抵抗性インピーダンスため、リングの上のシースでの高周波電圧及びＤＣ電圧は、基板の上のシースでの高周波電圧及びＤＣ電圧に匹敵するので、リングは基板と同様に、効果的に高周波給電されている。
【００２０】
基板のエッジ領域でのシースの電圧及び厚さの半径方向分布を（それ故に、シース境界の曲率を）制御し、既に説明した機能Ａ１及びＡ２を実現するため、私たちは以下のことを提案する。（Ｂ１）エッジリングと金属ベースプレート間の結合容量を最小化する（つまり、リングをカソードから切り離す）。その目的は、エッジリングの上のシースのカソード駆動の高周波電圧及びＤＣ電圧を大幅に低減又は除去することである。（Ｂ２）電源（高周波発生器）からエッジリングに高周波電圧を印加して、エッジリングの上のシースの電圧と厚さを、基板の上のそれらから独立して制御する。一部の構成では、エッジリングに給電する高周波電源を、処理中に基板の下に配置された金属ベースプレートを駆動するように構成された高周波電源とは別の電源とし得る。いくつかの代替構成では、エッジリングと金属ベースプレートの両方を、高周波電力分割器に接続された単一の高周波電源を使用して、制御された比例方式で駆動し得る。ここでは、この高周波電力分割器が備える回路を用いて、エッジリングと金属ベースプレートに制御された比例量の電力を供給する。これらの高周波電力供給構成のいずれかにより、プラズマ−シース境界の曲率と基板のエッジでのイオン軌道を制御することができ、これにより、少なくとも、上記の非常に望ましい追加機能（Ａ１）及び（Ａ２）が得られる。
【００２１】
図２Ａは、一実施形態による、例示的なエッチング処理システム２００の簡略断面図であり、このエッチング処理システム２００は、デバイス基板１０２（例えば、半導体デバイス）にＲＩＥ処理などのプラズマ処理を実行するエッチング処理チャンバ２０１を備える。
【００２２】
エッチング処理チャンバ２０１は、その中に画定された処理容積２０２を有するチャンバ本体２０５を備える。チャンバ本体２０５は、電気接地２２６に接続された側壁２１２及び底部２１８を有する。側壁２１２は保護内側ライナー２１５を有して、エッチング処理チャンバ２０１の保全周期の間の時間を延長する。エッチング処理チャンバ２０１のチャンバ本体２０５及び関連する構成要素の寸法は限定されず、一般的には、その中で処理されるデバイス基板１０２のサイズよりも比例的に大きくなっている。
【００２３】
チャンバ本体２０５は、チャンバ蓋アセンブリ２１０を支持して、処理容積２０２を囲む。チャンバ本体２０５を、アルミニウム又は他の適切な材料から製造してもよい。アクセスポート２１３を、チャンバ本体２０５の側壁２１２を貫通して形成して、デバイス基板１０２のエッチング処理チャンバ２０１内外への移送を容易にする。
【００２４】
エッチング処理チャンバ２０１は基板支持アセンブリ２３４を備え、この基板支持アセンブリ２３４は、基板支持台２３５とエッジリングアセンブリ２７０とを備える。基板支持台２３５は、処理チャンバ２０１内に配置されて、処理中にデバイス基板１０２を支持する。基板支持台２３５は、リフトピン（図示せず）を備えることができ、このリフトピンは、基板支持台２３５を通って選択的に移動して、デバイス基板１０２を基板支持台２３５の上に持ち上げ、移送ロボット（図示せず）又は他の適切な移送機構によるデバイス基板１０２へのアクセスを容易にし得る。いくつかの実施形態では、基板支持台２３５は、石英管２７２によって囲まれ得る。
【００２５】
基板支持台２３５は、静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリ２２０（以下、ＥＳＣ２２０）を備えてもよい。ＥＳＣ２２０は、金属ベースプレート２２９と、金属ベースプレート２２９上に配置された誘電体２２２とを備える。いくつかの実施形態では、誘電体２２２は、セラミックで形成されてもよく、チャック電極２２１を備え得る。
【００２６】
金属ベースプレート２２９を、整合回路２２４と一体化された高周波電源２２５に接続し得る。高周波電源２２５は、金属ベースプレート２２９にバイアスを供給し、この金属ベースプレート２２９は、プラズマの生成を支援し、また、処理容積２０２内の処理ガスによって形成されたプラズマイオンを、ＥＳＣ２２０の基板支持面及びその上に配置されたデバイス基板１０２に引き付ける。高周波電源２２５は、周波数は約４００ｋＨｚから約２００ＭＨｚ、電力レベルは約５０ｋＷから約９０００Ｗで高周波エネルギーを供給し得る。高周波電源２２５は、エッチング処理システム２００に含まれるコントローラ２６５によって制御され得る。いくつかの実施形態では、高周波電源２２５は、高周波電力のパルスを金属ベースプレート２２９に供給する。
【００２７】
ＥＳＣ２２０は、静電引力を使用して、デバイス基板１０２を基板支持台２３５に保持する。一部の構成では、ＥＳＣ２２０の誘電体２２２の電極２２１は、ＤＣ電源２５０に接続されている。ＤＣ電源２５０は、デバイス基板１０２を固定及び開放するために、コントローラ２６５によって制御され得る。したがって、場合によっては、電極２２１を使用して、処理中にデバイス基板１０２を所定の位置に静電的に保持する。
【００２８】
ＥＳＣ２２０は、デバイス基板１０２を加熱するために、内部に配置され、ヒータ電源（図示せず）に接続されたヒータ要素（図示せず）を備えてもよい。いくつかの実施形態では、熱伝達ベース（図示せず）をＥＳＣ２２０に備えることができ、この熱伝達ベースは熱伝達流体を循環させるための導管を備えて、ＥＳＣ２２０及びその上に配置されたデバイス基板１０２の温度を維持し得る。ＥＳＣ２２０は、デバイス基板１０２上で製造されるデバイスの熱履歴から要求される温度範囲で作動するように構成される。例えば、特定の諸実施形態では、ＥＳＣ２２０は、デバイス基板１０２を約マイナス２０℃から約９０℃の温度に維持するように構成されてもよい。
【００２９】
エッジリングアセンブリ２７０は、ＥＳＣ２２０上であって、かつ、基板支持台２３５の周囲に配置されることで、エッジリングアセンブリ２７０は、処理中にデバイス基板１０２を囲んでいる。エッジリングアセンブリ２７０は、デバイス基板１０２のエッジでの均一な処理を促進する（ただし、これに限定されない）ように構成されることで、デバイス基板１０２のエッジ周りの処理は、デバイス基板１０２のそれ以外の部分（例えば、デバイス基板１０２の中心）の処理と整合が取れるようになる。伝統的に、エッジリングを使用して、金属ベースプレート２２９から供給される高周波エネルギーを、エッジリングの上の処理容積内の領域に容量結合させている。
【００３０】
本明細書に開示されるいくつかの実施形態では、エッジリングアセンブリ２７０を、別の高周波電源２８５に接続して、エッジリングアセンブリ２７０内の１つ以上の構成要素に印加される高周波バイアスの制御を可能にする。いくつかの実施形態では、高周波電源２８５は、整合回路２８４を介してエッジリングアセンブリ２７０内の導電性要素に接続されている。高周波電源２８５は、周波数は約４００ｋＨｚから約２００ＭＨｚ、電力レベルは約１０Ｗから約２０００Ｗで高周波エネルギーを供給し得る。高周波電源２８５は、処理容積２０２内のシースを制御するために、コントローラ２６５により制御され得る。高周波電源２８５によってエッジリングアセンブリ２７０に供給される高周波電力を、金属ベースプレート２２９に供給される高周波電力から独立して調整し得るのだが、そのために高周波電源２２５は、（１）デバイス基板１０２のエッジ領域の上のシース特性（シース境界曲率など）の調整、及び（２）エッジリングアセンブリ２７０の耐用期間の全体にわたる、エッジリングアセンブリ２７０の摩耗の補償を可能にする。いくつかの実施形態では、エッジリングアセンブリ２７０は、温度制御を備えるように構成し得る。その温度制御とは、抵抗ヒータ、又はエッジリングアセンブリの一部を流れる熱制御流体などである。エッジリングアセンブリ２７０に関する更なる詳細は、以下の図２Ｂ及び２Ｃを参照して以下で説明される。
【００３１】
エッチング処理チャンバ２０１は、チャンバ本体２０５の１つ以上の側壁２１２を貫通して形成されたポンプ取合口２４５をさらに備え得る。ポンプ取合口は処理容積２０２に接続されている。ポンプ装置（図示せず）が、ポンプ取合口２４５を介して処理容積２０２に接続されて、その中の圧力を制御する。圧力を、処理中に約１ｍＴｏｒｒから約２００ｍＴｏｒｒの間で制御してもよい。
【００３２】
ガスパネル２６０は、ガスライン２６７によりチャンバ本体２０５に接続されて、処理容積２０２にガスを供給する。ガスパネル２６０は、１つ以上の処理ガス源２６１、２６２、２６３を備えてもよく、さらに希釈ガス源２６４を備えてもよい。ガスパネル２６０によって提供され得る処理ガスの例には、Ｏ２、Ｎ２、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、ＣＬ２、ＨＢｒ、及びＳｉＣＬ４が含まれるが、これらに限定されない。弁２６６は、ガスパネル２６０のガス源２６１、２６２、２６３、２６４からの処理ガスの流れを制御し、コントローラ２６５によって管理される。ガスパネル２６０から処理容積２０２に供給されるガスの流れは、ガスの組み合わせを含んでもよい。
【００３３】
チャンバ蓋アセンブリ２１０は、ノズル２１４を備え得る。ノズル２１４は、処理ガス及び不活性ガスをガスパネル２６０のガス源２６１、２６２、２６３、２６４から処理容積２０２に導入するための１つ以上の取合口を有する。処理ガスがエッチング処理チャンバ２０１に導入された後、ガスはイオン化されてプラズマを形成する。１つ以上のインダクタコイルなどのアンテナ２４８を、蓋アセンブリ２１０の上など、エッチング処理チャンバ２０１に隣接して提供してもよい。アンテナ高周波電源２４２は、整合回路２４１を介してアンテナ２４８に電力を印加して、高周波エネルギーなどのエネルギーを処理ガスに誘導結合し、処理ガスから形成されたプラズマをエッチング処理チャンバ２０１の処理容積２０２内に維持する。高周波電源２４２は、周波数は約４００ｋＨｚから約２００ＭＨｚ、電力レベルは約５０ｋＷから約６０００Ｗで高周波エネルギーを供給し得る。アンテナ高周波電源２４２の動作を、コントローラ２６５などのコントローラによって制御してもよく、このコントローラは、エッチング処理チャンバ２０１内の他の構成要素の動作を制御してもよい。
【００３４】
コントローラ２６５を利用して、処理シーケンスを制御し、ガスパネル２６０からエッチング処理チャンバ２０１へのガス流れ及び他の処理パラメータを調節してもよい。その他の処理パラメータとは、金属ベースプレート２２９、エッジリングアセンブリ２７０、アンテナ２４８に供給される周波数と電力などである。コントローラ２６５は、一般に、エッチング処理システム２００の制御及び自動化を促進するように設計されて、有線接続又は無線接続によってエッチング処理システム２００に関連する様々なセンサー、アクチュエータ、及び他の機器と通信してもよい。システムコントローラ２６５は通常、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、及びサポート回路（又はＩ／Ｏ）（図示せず）を備える。
【００３５】
ＣＰＵを、産業環境で、様々なシステム機能、基板の移動、チャンバ処理、及び制御支援ハードウェア（例えば、センサー、内部及び外部ロボット、モーター、ガス流量制御など）を制御し、システムで実行される処理（例えば、高周波電力測定、チャンバ処理時間、Ｉ／Ｏ信号など）を監視するために使用されるコンピュータプロセッサの任意の形式の１つとしてもよい。メモリはＣＰＵに接続されており、１つ以上の容易に利用可能なメモリとしてもよい。そのメモリとは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はその他の任意の形式のデジタルストレージ（ローカル又はリモート）などである。ソフトウェアの命令とデータは、ＣＰＵに指示するためにコード化され、メモリ内に保存される。
【００３６】
サポート回路もまた、従来の様式でプロセッサをサポートするためにＣＰＵに接続される。サポート回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを備えてもよい。コントローラ２６５によって読み取り可能なプログラム（又はコンピュータ命令）は、エッチング処理チャンバ２０１内の半導体デバイス上で実行可能なタスクを決定する。好ましくは、プログラムは、タスクを実行するコードを含む、コントローラ１９５によって読み取り可能なソフトウェアであり、そのタスクとは、基板の移動、支持、及び／又は位置決めの監視、実行及び制御に関連するタスクであると共に、さまざまな処理レシピタスク（プラズマ生成、ガス供給、検査操作、処理環境制御など）及びエッチング処理チャンバ２０１で実行される様々なチャンバ処理レシピ操作である。コントローラ２６５のＣＰＵがソフトウェアルーチンを実行すると、ＣＰＵは特定目的のコンピュータ（コントローラ）に転換されて、この特定目的のコンピュータがエッチング処理チャンバ２０１を制御することで、処理を実行する。ソフトウェアルーチンを、第２コントローラ（図示せず）によって保存及び／又は実行してもよい。
【００３７】
図２Ｂは、一実施形態による、ＥＳＣ２２０（図２Ａ）上に配置され、エッジリングアセンブリ２７０に囲まれたデバイス基板１０２の上面図である。エッジリングアセンブリ２７０は、処理中にデバイス基板１０２のエッジを囲むエッジリング２７１を備える。エッジリング２７１及びエッジリングアセンブリ２７０の他の構成要素に関するさらなる詳細は、図２Ｃを参照して以下で説明される。
【００３８】
図２Ｃは、本明細書で提供される開示の一実施形態を示し、上述のアイデア（Ｂ１）及び（Ｂ２）を実現する例を提供する。図２Ｃは、図２Ｂの切断線２Ｃ−２Ｃに沿ったデバイス基板１０２、ＥＳＣ２２０、及びエッジリングアセンブリ２７０の部分断面図である。エッジリングアセンブリ２７０は、エッジリング２７１と、エッジリング２７１と誘電体２２２との間に配置された複数の隔離絶縁器２７４とを備える。ＥＳＣ２２０の誘電体２２２は、周囲に延在して誘電体２２２の外周を形成する外側レッジ２２３を備える。外側レッジ２２３は、処理中にデバイス基板１０２が置かれる誘電体２２２の上面２２７に対して、高さが凹んでいてもよい。隔離絶縁器２７４を、外側レッジ２２３に配置し得る。エッジリング２７１を、隔離絶縁器２７４上に配置して、プラズマ処理中にＥＳＣ２２０の部分からエッジリング２７１を、アイデア（Ｂ１）及び（Ｂ２）に関連して上記で開示された方法により、電気的に切り離し得る。隔離絶縁器２７４は１つしか示されていないが、複数の隔離絶縁器２７４を、外側レッジ２２３の周りに方位角方向に分布させて、エッジリング２７１と誘電体２２２の外側レッジ２２３領域との間に複数の真空隙間を導入し得る。これらの真空隙間により、エッジリング２７１とＥＳＣ２２０の間に形成される結合容量は、隔離絶縁器２７４の間に形成された真空隙間に見られる真空の小さな誘電率（１に等しい）のために、大幅に低下する。さらに、これらの真空隙間は、複数の隔離絶縁器よりも大きな容積を含み得る。例えば、隔離絶縁器２７４を、円周又は他の周囲に均等に分散させることができ、隔離絶縁器２７４を、その円周又は他の周囲の５％以下にのみ配置してもよい。隔離絶縁器２７４の設置面積を減少させることで、エッジリング２７１とＥＳＣ２２０の部分との間に形成される結合容量の低下はさらに促進され得る。
【００３９】
誘電体２２２は、処理中にデバイス基板１０２が置かれる上面２２７を含む。デバイス基板１０２は、ＥＳＣ２２０の誘電体２２２の上面２２７を超えて延びていることで、デバイス基板１０２のエッジ１０３は、誘電体２２２の上面２２７に接触していない。エッジリング２７１は、デバイス基板１０２の部分の下に延びる内側レッジ２７３を備え、この内側レッジ２７３は、ＥＳＣ２２０の誘電体２２２の上面２２７を超えて延びている。隔離絶縁器２７４の厚さを選択することで、エッジリング２７１の内側レッジ２７３の上面とデバイス基板１０２のエッジ１０３の底面との間に十分な垂直隙間２３０（例えば０．５ｍｍ）が依然として存在するようにする。この十分な隙間により、エッジリング２７１とデバイス基板１０２の間の容量結合が最小化され、それ故に、デバイス基板１０２の中心領域の上のシースに対する、エッジリング２７１に印加される高周波電力の影響が低減される。
【００４０】
エッジリングアセンブリ２７０は、電力分配器２７６及び接合層２７５をさらに備え得る。接合層２７５を使用して、電力分配器２７６をエッジリング２７１の底面２７８に取り付ける。電力分配器２７６は、電気的に絶縁されたワイヤなどの導体２７７に接続されている。導体２７７は、電力分配器２７６を高周波電源２８５に接続する（図２Ａを参照）。導体２７７を、電力分配器２７６に物理的に接続（例えば、金属製止めねじで所定の位置に固定）し得る。電力分配器２７６は、環状形状を有し得る。電力分配器を、バルク抵抗率が低い材料で形成し得る。その材料とは、抵抗率が１ｘ１０−７オームメートル（Ω・ｍ）未満の材料など、例えば、陽極酸化されたアルミニウムである。
【００４１】
中抵抗のエッジリング２７１の場合、エッジリング２７１の方位角方向の抵抗は非常に高く（例えば、数千オーム（ｋオーム）に）なることがあり、シースの抵抗−容量性インピーダンスよりも高いか、同等になり得る。したがって、中抵抗のエッジリング２７１の場合、電力分配器２７６を使用せずに、外部高周波電力を高周波電源２８５からエッジリング２７１に直接接続すると、エッジリング２７１の上のシースの電圧及び厚さに、大きな方位角方向の不均一が生じる可能性がある。なお、いくつかの実施形態では、電力分配器２７６の使用は、低抵抗率（例えば、０．５オーム・ｃｍ未満）の材料（高濃度ドープ炭化ケイ素など）からエッジリング２７１を製造することにより回避され得る。
【００４２】
図２Ｃに示すように、電力分配器２７６は、接合層２７５を介してエッジリング２７１に容量結合される。一実施形態では、接合層２７５を、両面に接着剤（例えば、シリコーン接着剤）が配置された、カプトン（登録商標）テープなどのポリイミドフィルムとし得る。接合層２７５を使用して、電力分配器２７６をエッジリング２７１の底面２７８から吊り下げ得る。接合層２７５は、シースの容量−抵抗性インピーダンスと比較して（この容量−抵抗性インピーダンスは、例えば、１〜２ｍｍ厚さのシースの場合は４６８−９０ｊΩ、５〜７ｍｍ厚さのシースの場合は３４２４−３０４５ｊΩである）、非常に小さな容量性インピーダンス（例えば３００オーム）をもたらす。この非常に小さな容量性インピーダンスにより、外部発生器から印加される全高周波電圧と比較して、高周波電圧降下は小〜中程度（例えば２０〜２５％未満）になる。エッジリング２７１の軸（すなわち、Ｚ方向）に沿ったエッジリング２７１の抵抗性インピーダンスは、シースの容量−抵抗性インピーダンスよりもはるかに小さい。電力分配器２７６をエッジリング２７１に接合する利点の１つは、これら２つの構成要素間に形成され得る、いかなる潜在的な真空隙間をも閉じることである。なお、真空隙間が２５ミクロンのように小さい場合、実効容量性インピーダンスは、（電力分配器２７６とエッジリング２７１との間の境界面の全周に対して）約３００オームになるため、不規則な真空隙間は、印加される高周波電圧のシースの部分での大きな方位角方向の不均一につながる可能性がある。また、接合層２７５は、境界面の周囲に均一に容量性インピーダンスを導入することに注意すべきである。そのため、たとえ接合層２７５が、印加される電圧の降下のかなりの部分を招いているとしても、必要なシースの電圧降下は、印加する高周波電圧の合計を単純に増加させることで得られる。
【００４３】
本明細書に記載されている設計のいくつかの構成では、すべての構成要素間の真空隙間はすべて、潜在的なアーク放電（いわゆる「プラズマライトアップ」）を回避できるだけ十分に小さい状態に維持されている。
【００４４】
ＥＳＣ２２０内の金属ベースプレート２２９とエッジリング２７１とにそれぞれ別個に接続された高周波電源２２５、２８５を有することで、エッジリング２７１を介してシースに結合された高周波電力を、ＥＳＣ２２０を介してシースに結合された高周波電力に対して独立して調整し得る。こうして、エッジリング２７１に供給される高周波電力を調整し得ることで、エッジリング２７１の上のシースの厚さは、ＥＳＣ２２０の大部分の上のシースの厚さとほぼ一致するようになる。さらに、エッジリング２７１の上のシースの厚さは、ＥＳＣ２２０の大部分の上のシースの厚さとほぼ一致するため、プラズマ−シース境界は、プラズマ−シース境界２９５によって示されるように、実質的に平坦になり得る。図１Ａ〜１Ｄを参照して前述したように、基板に向かうイオン軌道は、プラズマ−シース境界に対してほぼ垂直である。したがって、別の高周波電源２８５をエッジリング２７１に接続し、高周波電源２８５によって供給される高周波電力の特性（例えば、周波数、電力レベル）を調整することにより、基板１０２全体の上で均一な厚さを有するシースを生成し得る。さらに、図１Ａ及び１Ｃを参照して説明した、イオンの軌道が傾斜していたエッジ領域を回避することができ、その結果として、傾斜したフィーチャー（図１Ｂ及び１Ｄの傾斜した高アスペクト比構造９１及び９２など）の生成も、これらのタイプのフィーチャーの形成が望ましくない場合には、回避し得る。他の場合では、別の高周波電源２８５をエッジリング２７１に接続し、高周波電源２８５によって供給される高周波電力の特性（例えば、周波数、電力レベル）を調整することにより、傾斜構造の生成を促進し得る。エッジリング２７１の上面がＥＳＣ上のデバイス基板１０２の上面と一直線に並ばないいくつかの実施形態では、エッジリング２７１に印加される高周波電力を調整して、デバイス基板１０２及びエッジリング２７１の上で均一な厚さを有するシースとは対照的に、平坦なプラズマ−シース境界を得てもよく、そうすることで、デバイス基板１０２へ向かうイオン軌道が傾斜することを、これらのタイプのフィーチャーの形成が望ましくない場合には、回避し得る。
【００４５】
さらに、高周波電源２８５によってエッジリング２７１に供給される高周波電力を、Ｚ方向におけるエッジリング２７１の厚さに基づいて、及び／又は上面２７９の高さに基づいて、調整することができ、そうすることで、エッジリング２７１の上のシースの厚さは、ＥＳＣ２２０の大部分の上のシースの厚さとほぼ一致するようになる。エッジリング２７１の厚さに基づく、及び／又はエッジリング２７１の上面２７９の高さに基づくこれらの調整は、経時的なエッジリング２７１の摩耗の補償を促進し、エッジリング２７１の耐用期間を通じて一貫した結果を得るのに役立つ。
【００４６】
いくつかの実施形態では、高周波電源２２５、２８５は、約１００Ｈｚから約１０ｋＨｚのパルス周波数で通電及び非通電し得る。これらのパルス周波数のデューティサイクルを、約５％から約８０％とし得る。さらに、高周波電源２８５からのパルスを、高周波電源２２５からのパルスと同期させ得る。図２にはこの状況が、両者ともに時間Ｔ１の通電状態を示すパルス２２５Ｅと２８５Ｅによって、及び時間Ｔ２の非通電状態を示すパルス２２５Ｄ、２８５Ｄによって示されている。一実施形態では、高周波電源２２５、２８５は、マスタースレーブ関係で動作するように構成し得る。例えば、エッジリング２７１に接続された高周波電源２８５（スレーブ）は、高周波電源２２５（マスター）が通電するときに通電するように構成され得る。このマスタースレーブ構成では、高周波電源２８５は、高周波電源２２５の通電状態のステータスを、コントローラ２６５（図２Ａ及び２Ｃを参照）を介して受け取ることができ、又は、例えば、専用の高速コントローラを介して受け取ることができる。ＥＳＣ２２０及びエッジリング２７１に接続された高周波電力の同期動作での通電と非通電により、シース境界の曲率を、それ故にデバイス基板１０２のエッジでのイオン軌道を効率的に制御し得る。
【００４７】
別の一実施形態では、高周波電源２２５及び高周波電源２８５は、同じ高周波周波数で、同相で動作し得る。そのような実施形態では、高周波電源２８５によって供給される高周波信号の位相を、高周波電源２２５によって供給される高周波信号の位相に位相ロックさせ得る。位相ロックの一実施形態では、高周波電源２８５によって供給される高周波電力の電力レベルは、高周波電源２２５によって供給される高周波電力の電力レベルに対して依然として独立して調整され得る。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９とエッジリング２７１とに供給される高周波信号が同じ高周波周波数で動作することが望ましい場合がある。別の一実施形態では、単一の高周波電源を使用して、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９とエッジリング２７１とに高周波電力を供給することが望ましい場合がある。単一の高周波電源を使用すると、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９とエッジリング２７１とに印加される高周波信号の位相と周波数が同じになることが保証される。そのような実施形態では単一の高周波電源を使用していても、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９に供給される高周波信号の高周波電力は、単一の高周波源から供給される高周波電力を比例的に供給することによって、エッジリング２７１に供給される高周波電力に対して依然として独立して調整され得る。
【００４９】
プラズマ−シース境界のシースの厚さと平坦度を制御することを、エッジリング２７１に印加される高周波電力を調整すると共に、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９に印加される高周波電力の特性を維持するという観点から主に説明しているが、ＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９に印加される高周波電力を調整すると共に、エッジリング２７１に印加される高周波電力の特性を維持することも可能である。エッジリング２７１に印加される高周波電力をＥＳＣ２２０の金属ベースプレート２２９に印加される高周波電力から独立させることにより、プラズマ−シース境界のシースの厚さ及び平坦度の制御が可能になる。
【００５０】
本明細書で提供される方法のいくつかの実施形態では、処理チャンバ２０１の処理容積２０２内に形成されたプラズマを生成するために、アンテナ２４８に高周波電力を印加し、同時に別の高周波電源（例えば、高周波電源２８５）からエッジリング２７１に高周波電力を印加してもよい。この場合、エッジリング２７１に供給される高周波信号により追加の高周波電力を供給することにより、生成されるプラズマの開始時にアンテナ２４８を支援することが可能になり得る。アンテナ２４８に高周波電力を印加すると共に、エッジリング２７１に高周波電力を供給することによってプラズマの生成を支援することで、いくつかの種類の処理チャンバ（例えば、誘導結合プラズマ処理チャンバ）の処理容積でのプラズマ形成の信頼性向上は促進され、また、処理チャンバ内でプラズマを開始するのにかかる時間の変動は、おそらく低減される。
【００５１】
上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他のさらなる実施形態を、その基本的な範囲から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１Ａ】
2020532884.tif 000003
【図１Ｂ】
2020532884.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
2020532884.tif 000009
【図２Ｂ】
2020532884.tif 000010
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2020532884.tif 000012
【国際調査報告】
2020532884.tif 000013
2020532884.tif 000014