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技術 低損傷及び高スループットのプラズマ処理のための大面積VHF PECVDチャンバ

出願人 アプライドマテリアルズインコーポレイテッド
発明者 シェン,シュラン阿部忍桑原慶太チョー,スーホー
出願日 2017年7月31日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2019-505489
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-525996
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 適合部品 バッキング板 シート材料片 接地ストラップ バックピン 外部チャンバ ガスディフューザー 側面エッジ
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課題・解決手段

本書に開示の実施形態は概して、プラズマ処理チャンバ内堆積された薄膜均一パターン修正するためのプラズマ処理システムに関する。プラズマ処理システムは、プラズマ処理チャンバ内でディフューザーに接続された少なくとも1つのVHF電力発生器を含む。各VHF電力発生器からオフセットされた供給位置、及び位相変調及びスイーピングを介した各VHF電力発生器の制御により、定在波効果に起因する、チャンバによって製造された薄膜パターン非均一性補償することによって、プラズマ均一性を改善することが可能になる。バッキング板の異なる位置に接続された、及び/又は配置された複数のVHF電力発生器間の電力分布は、異なる接続点印加されたVHF電力間の動的位相変調によって生じうる。

概要

背景

概要

本書に開示の実施形態は概して、プラズマ処理チャンバ内堆積された薄膜均一パターン修正するためのプラズマ処理システムに関する。プラズマ処理システムは、プラズマ処理チャンバ内でディフューザーに接続された少なくとも1つのVHF電力発生器を含む。各VHF電力発生器からオフセットされた供給位置、及び位相変調及びスイーピングを介した各VHF電力発生器の制御により、定在波効果に起因する、チャンバによって製造された薄膜パターン非均一性補償することによって、プラズマ均一性を改善することが可能になる。バッキング板の異なる位置に接続された、及び/又は配置された複数のVHF電力発生器間の電力分布は、異なる接続点印加されたVHF電力間の動的位相変調によって生じうる。A

目的

より具体的には、本開示の実施形態は、プラズマの定在波効果を補償することによってプラズマの均一性を改善し、ピンホールスクーピング(scooping)を提供する

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請求項1

プラズマ処理チャンバであって、ディフューザーと、バッキング板であって、前記ディフューザーに接続され、第1の角位置と、第2の角位置と、第3の角位置と、第4の角位置とを有し、ガス供給のために前記バッキング板のほぼ中心に開口部を有するバッキング板と、前記第1の角位置、前記第2の角位置、前記第3の角位置、及び前記第4の角位置で前記バッキング板に接続されたVHF電力発生器とを備える、プラズマ処理チャンバ。

請求項2

前記バッキング板は、前記プラズマ処理チャンバのリッドに連結されている、請求項1に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項3

前記VHF電力発生器に動作可能に接続されたコントローラを更に備え、前記コントローラは、自動整合回路を介して第1の周波数で前記VHF電力発生器の動作を制御するようにプログラミングされ、前記第1の周波数は約30MHzと約70MHzとの間である、請求項1に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項4

前記コントローラが更に、位相変調及びスイーピングを実施するようにプログラミングされている、請求項3に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項5

プラズマ処理チャンバであって、バッキング板であって、前記ディフューザーに接続され、ガス供給のために前記バッキング板のほぼ中心に開口部を有するバッキング板と、前記バッキング板の中心から第1の半径において第1の方位角で前記バッキング板に接続された第1のVHF電力発生器と、前記バッキング板の中心から第2の半径において第2の方位角で前記バッキング板に接続された第2のVHF電力発生器と、前記バッキング板の中心から第3の半径において第3の方位角で前記バッキング板に接続された第3のVHF電力発生器と、前記バッキング板の中心から第4の半径において第4の方位角で前記バッキング板に接続された第4のVHF電力発生器と、前記プラズマ処理チャンバに動作可能に接続されたコントローラとを備え、前記コントローラが、前記第1のVHF電力発生器と、前記第2のVHF電力発生器と、前記第3のVHF電力発生器と、前記第4のVHF電力発生器の動作を制御するようにプログラミングされている、プラズマ処理チャンバ。

請求項6

前記バッキング板が、前記プラズマ処理チャンバのリッドに連結されている、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項7

前記コントローラが、自動整合回路を介して第1の周波数で、前記第1のVHF電力発生器と、前記第2のVHF電力発生器と、前記第3のVHF電力発生器と、前記第4のVHF電力発生器の動作を制御するようにプログラミングされ、前記第1の周波数は約30MHzと約70MHzとの間である、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項8

前記コントローラが更に、位相変調及びスイーピングを実施するようにプログラミングされている、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項9

前記第2のVHF電力発生器と前記第4のVHF電力発生器とが各々、約35MHzと約75MHzとの間の周波数で電力を発生させ、前記第2のVHF電力発生器が、前記第4のVHF電力発生器によって供給される電力とは位相がずれた電力を供給するように構成されている、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項10

前記第1のVHF電力発生器と前記第3のVHF電力発生器とは各々、前記第2のVHF電力発生器と前記第4のVHF電力発生器との周波数とは異なる周波数で電力を発生させる、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項11

前記第1のVHF電力発生器は、第3のVHF電力発生器によって供給される電力とは位相がずれた電力を供給するように構成されている、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項12

前記バッキング板に連結された少なくとも1つの磁気フェライトブロックを更に備え、前記磁気フェライトブロックは、前記バッキング板とカバー板との間の間隙に配置されている、請求項5に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項13

プラズマ処理チャンバであって、ディフューザーと、バッキング板であって、前記ディフューザーに接続され、ガス供給のために前記バッキング板のほぼ中心に開口部を有するバッキング板と、複数のVHF電力発生器であって、各々が前記バッキング板のエッジ付近に配置された位置で前記バッキング板に接続されている、複数のVHF電力発生器と前記バッキング板に連結された少なくとも1つの磁気フェライトブロックとを備える、プラズマ処理チャンバ。

請求項14

前記少なくとも1つの磁気フェライトブロックが、前記バッキング板とカバー板との間の間隙に配置されている、請求項13に記載のプラズマ処理チャンバ。

請求項15

前記プラズマ処理チャンバに動作可能に接続されたコントローラを更に備え、前記コントローラが、前記VHF電力発生器の各々の動作を制御するようにプログラミングされ、更に、位相変調及びスイーピングを実施するようにプログラミングされている、請求項13に記載のプラズマ処理チャンバ。

技術分野

0001

[0001]本開示の実施形態は概して、基板処理のためのシステム及び装置に関する。
より具体的には、本開示の実施形態は、プラズマ定在波効果補償することによってプラズマの均一性を改善し、ピンホールスクーピング(scooping)を提供することによって流れパターンの調整を改善するための、ディフューザーと、一または複数のVHF電力発生器及び/又は供給器とを有するプラズマ処理チャンバにおける処理に関する。

0002

[0002]プラズマ強化化学気相堆積(PECVD)等のプラズマ処理は概して、例えば半導体基板平面パネル基板ソーラーパネル基板、及び液晶ディスプレイ基板等の基板上に薄膜堆積させるために用いられる。
PECVDは一般に、基板支持体上に配置された基板を有する真空チャンバの中へ前駆体ガスを導入することによって成し遂げられる。
前駆体ガスは通常、真空チャンバの頂部付近に置かれたガス分配板を通るように導かれる。
チャンバに連結された一又は複数の高周波(RF)電源からチャンバに高周波電力印加することによって、真空チャンバ内の前駆体ガスにエネルギーが加わり(例えば励起されて)プラズマになる。
励起されたガスが反応して、温度制御された基板支持体上に位置づけされた基板の表面上に材料の層が形成される。
分配板は一般に、RF電源、例えばVHF電力発生器に接続され、基板支持体は通常、RF電流リターン経路を提供するチャンバ本体に接続される。

0003

[0003]一般に、PECVDプロセスを使用して堆積された薄膜においては、上記薄膜の厚さ及び品質の両方の均一性が所望される。
より大きなLCD及びソーラーパネルに対する需要が更に伸び続ければ、LCD及びソーラーパネルを製造するのに使用される基板のサイズもより大きくなる。
基板のサイズが拡大し続けると、上記均一性を達成することが更に困難になってくる。
更に多くの場合、厚さの均一性及び他の膜特性要件がもっと厳しくなる。

0004

[0004]加えて、大面積VHFPECVD処理中は、定在波効果に起因して基板の上の電磁場が均一ではないため、基板のエッジ近くで基板に向かって曲がるプラズマシースを有するプラズマが形成されることになる。
上記のようなプラズマシースの曲がりにより、基板のエッジ近くで基板に衝突するイオン軌道と基板の中心近くで基板に衝突するイオン軌道との間に差が生じ、これは、非均一な基板処理の原因となるため、全体的な限界寸法の均一性に影響を及ぼす。

0005

[0005]更に、多くの化学気相堆積リアクタの構成に固有非対称性により、薄膜の均一性の達成が、より困難になりうる。
例えば、半径方向に均一な電場を生じさせるような導電性を有する一方で、PECVDチャンバ放電極中心点高周波電力供給器を接続することは、電極の中心点での接続を妨げる他の外部チャンバ部品の存在に起因して、アクセス不能でありうる。
したがって、いくつかのPECVDチャンバの高周波電力供給器を、放電極の幾何学的中心以外のある点に位置づけする場合があり、これは、チャンバ内での半径方向における対称な電場の発生に関しておおむね準最適である。
非対称な電場は概して、処理チャンバ処理領域内で生成されるプラズマが非均一となる原因となり、これにより、処理チャンバ内で実施される堆積又はエッチングプロセスが非均一となる。

0006

[0006]したがって、当技術分野において、プラズマ処理チャンバ内で実施される堆積プロセスの均一性を改善する助けとなる装置及びシステムが必要である。
具体的には、当技術分野において、定在波効果とプラズマの非対称分布を補償するため、また均一性を改善するための、改善されたVHF電力発生の構成、及び整合回路同調スキームが必要である。

0007

[0007]本書に開示の実施形態は概して、プラズマ処理チャンバ内でデュフューザーに接続された少なくとも1つの高周波(RF)電力発生器を含む、プラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターン修正するためのプラズマ処理システムに関する。
一実施形態では、プラズマ処理チャンバが開示される。
プラズマ処理チャンバは、ディフューザーと、バッキング板と、VHF電力発生器とを含む。
バッキング板は、ディフューザーに接続される。
バッキング板は、第1の角位置、第2の角位置、第3の角位置、及び第4の角位置を有する。
更に、バッキング板は、ガス供給のためにバッキング板のほぼ中心に開口部を有する。
VHF電力発生器は、第1の角位置、第2の角位置、第3の角位置、及び第4の角位置でバッキング板に接続される。

0008

[0008]別の実施形態では、プラズマ処理チャンバが開示される。プラズマ処理チャンバは、ディフューザーと、バッキング板と、第1のVHF電力発生器と、第2のVHF電力発生器と、第3のVHF電力発生器と、第4のVHF電力発生器と、コントローラとを含む。バッキング板は、ディフューザーに接続され、ガス供給のためにバッキング板のほぼ中心に開口部を有する。第1のVHF電力発生器は、バッキング板の中心から第1の半径において第1の方位角でバッキング板に接続される。第2のVHF電力発生器は、バッキング板の中心から第2の半径において第2の方位角でバッキング板に接続される。第3のVHF電力発生器は、バッキング板の中心から第3の半径において第3の方位角でバッキング板に接続される。第4のVHF電力発生器は、バッキング板の中心から第4の半径において第4の方位角でバッキング板に接続される。コントローラは、プラズマ処理チャンバに動作可能に接続される。更に、コントローラは、第1のVHF電力発生器と、第2のVHF電力発生器と、第3のVHF電力発生器と、第4のVHF電力発生器の動作を制御するようにプログラミングされる。

0009

[0009]別の実施形態では、プラズマ処理チャンバが開示される。プラズマ処理チャンバは、ディフューザーと、バッキング板と、複数のVHF電力発生器と、少なくとも1つの磁気フェライトブロックとを含む。バッキング板は、ディフューザーに接続される。更に、バッキング板は、ガス供給のためにバッキング板のほぼ中心に開口部を有する。各VHF電力発生器は、バッキング板のエッジ付近に配置された位置でバッキング板に接続される。少なくとも1つの磁気フェライトブロックが、バッキング板に連結される。

0010

[0010]上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、実施形態の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

図面の簡単な説明

0011

本書に開示の一実施形態に係る、ガス分配板アセンブリの一実施形態を有する例示のプラズマ処理システムの概略断面図である。
本書に開示の一実施形態に係る、プラズマ処理チャンバに配置された1つのVHF電力発生器を有するプラズマ処理チャンバの概略斜視図である。
本書に開示の一実施形態に係る、プラズマ処理チャンバに配置された1つを上回るVHF電力発生器を有するプラズマ処理チャンバの概略斜視図である。
本書に開示の一実施形態に係る、プラズマ処理チャンバに配置された複数のVHF電力発生器を有するプラズマ処理チャンバの概略斜視図である。
本書に開示の一実施形態に係るディフューザー板の概略断面図である。
本書に開示の一実施形態に係るディフューザー板の概略断面図である。
本書に開示の一実施形態に係る圧縮可能なバネ部材の等角図である。

実施例

0012

[0018]理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。1つの実施形態で開示する要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。

0013

[0019]本書に開示の実施形態は概して、プラズマ処理チャンバ内でディフューザーに接続された少なくとも1つのVHF電力発生器を含む、プラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンを修正するためのプラズマ処理システムに関する。各VHF電力発生器からオフセットされた供給位置、及び位相変調及びスイーピングを介した各VHF電力発生器の制御により、定在波効果に起因する、チャンバによって製造された薄膜パターン非均一性を補償することによって、プラズマの均一性を改善することが可能になる。バッキング板の異なる位置に接続された、及び/又は配置された複数のVHF電力発生器間の電力分布は、異なる接続点で印加されたVHF電力間の動的位相変調によって生じうる。本開示の実施形態は概して、液晶ディスプレイ又はフラットパネル用の基板、及びソーラーパネル用の基板等の長方形基板の処理に用いられる。他の好適な基板は、例えば半導体基板等の円形であってよい。基板の処理において使用されるチャンバは通常、基板の移送のためにチャンバの側壁内に形成された基板移送ポートを含む。移送ポートは一般に、基板の一または複数の主要な寸法をわずかに上回る長さを含む。移送ポートにより、RFリターンスキームに困難が生じうる。本開示は、任意のサイズ又は形状の基板の処理のために用いられうる。本開示を実行するのに使用されうる好適なチャンバは、カリフォルニアサンタクララに位置する、アプライドマテリアルズ社子会社であるAKTアメリカ社から入手可能である。

0014

[0020]図1は、プラズマ処理システム100の一実施形態の概略断面図である。プラズマ処理システム100は、液晶ディスプレイ(LCD)、フラットパネルディスプレイ有機発光ダイオード(OLED)、又は太陽電池アレイ用の光電池の製造で使用するための大面積基板101上への構造体及び素子の形成において、プラズマを使用して大面積基板101を処理するように構成される。基板101は、他の好適な材料の中でもとりわけ、薄い板状の金属、プラスチック有機材料ケイ素ガラス石英、又はポリマーであってよい。構造体は、複数の連続的な堆積及びマスキングステップを含みうる薄膜トランジスタであってよい。他の構造体は、光電池用ダイオードを形成するp+aSi/n−cSi p−nヘテロ接合を含みうる。プラズマ処理システム100は、非限定的に誘電体材料又はアモルファスシリコンを含む様々な材料を基板101上に堆積させるように構成されうる。

0015

[0021]図1に示すように、プラズマ処理システム100は概して、少なくとも部分的に処理領域111を画定する底部117aと側壁117bとを含むチャンバ本体102を備える。側壁117bは、リッドアセンブリ109を支持する。リッドアセンブリ109は、処理領域111に上部境界を提供する。基板支持体104は、処理領域111に配置される。基板支持体104は、処理中に、基板101を頂面で支持するように適合される。基板支持体104は、基板101の移送及び/又は基板101とディフューザー板103との間の距離Dの調節を助けるように、基板支持体を少なくとも垂直に移動させるように適合されたアクチュエータ138に連結される。一または複数のリフトピン110a、110b、110c及び110dは、基板支持体104を通って延びていてよい。リフトピン110a〜110dは、基板101の移送を助けるために、チャンバ本体102の底部117aに接触し、基板支持体104がアクチュエータ138によって下げられたときに基板101を支持するように適合される。処理位置において、図1に示すように、リフトピン110a〜110dは、基板支持体104の上面と同一平面になるように、あるいはそのわずか下になるように適合され、これにより、基板101を基板支持体104上に平坦に置くことが可能になる。

0016

[0022]ディフューザー板103は、処理ガス源122から処理領域111へ処理ガスを供給するように構成される。プラズマ処理システム100は、処理領域111に陰圧を印加するように構成された排気システム118も備える。ディフューザー板103は概して、基板支持体104の反対側に、ほぼ平行関係に配置される。

0017

[0023]一実施形態では、ディフューザー板103は、ガス分配板114とバッキング板116とを含む。バッキング板116は、ガス分配板114とバッキング板116との間のガス領域131の形成を可能にするブロッカ板として機能しうる。ガス源122は、導管134によってガス分配板114に接続される。一実施形態では、遠隔プラズマ源107は、ガス分配板114を通して活性化ガスのプラズマを処理領域111へ供給するための導管134に連結される。遠隔プラズマ源107からのプラズマは、処理領域111に配置されたチャンバ部品洗浄するための活性化ガスを含みうる。一実施形態では、活性化された洗浄ガスが処理領域111へ流される。

0018

[0024]ガス分配板114、バッキング板116、及び導管134は概して、導電性材料から形成され、互いに電気通信可能である。チャンバ本体102は、導電性材料からも形成される。チャンバ本体102はおおむね、ディフューザー板103から電気的に絶縁される。一実施形態では、ディフューザー板103は、絶縁体135によってチャンバ本体102上に装着される。

0019

[0025]一実施形態では、基板支持体104は導電性でもあり、基板支持体104とディフューザー板103は、処理中及び/又は前処理あるいは後処理プロセス中に基板支持体104とディフューザー板103との間に処理ガスのプラズマ108aを生成するための相対する電極となるように構成される。一実施形態では、複数のガス通路162がディフューザー板103を通るように形成され、これにより、ガス分配板114を通って処理領域111の中へ流れるガスが所定の分布を呈することが可能になる。

0020

[0026]VHF電力発生器105は概して、処理前、処理中及び処理後に、ディフューザー板103と基板支持体104との間にプラズマ108aを生成するのに使用され、エネルギーが付与された核種を維持する、又は遠隔プラズマ源107から供給される洗浄ガスを更に励起させるのにも使用されうる。一実施形態では、VHF電力発生器105は、インピーダンス整合回路121の第1のライン106aによってディフューザー板103に接続される。インピーダンス整合回路121の第2のライン106bは、チャンバ本体102に電気接続される。

0021

[0027]処理中に、一または複数の処理ガスが、ガス源122からディフューザー板103を通って処理領域111へ流れる。基板101を処理するための処理ガスからプラズマ108aを生成するために、ディフューザー板103と基板支持体104との間に高周波電力が印加される。一般に、処理中は、プラズマ分布の均一性が所望されるが、プラズマの均一性の調整も有用でありうる。しかしながら、プラズマ108aの分布は、例えば処理ガスの分布、処理領域111の形状寸法、ディフューザー板103と基板支持体104との間の距離D、同じ基板上又は異なる基板上の堆積プロセスの変動、及び堆積プロセスと洗浄プロセス等の様々な要因によって決定される。アース線のRFリターン路を変更するために、基板支持体104とシャワーヘッドアセンブリとの間の間隔、又は距離Dを、前処理中、後処理中、処理及び洗浄中に調節することが可能である。

0022

[0028]図1では、RF電流路は、基板101の処理中のRF電流の流れを示しうる。RF電流は一般に、VHF電力発生器105の第1の導線123aからインピーダンス整合回路121の第1のライン106aへ流れ、そこから導管134の外面に沿ってバッキング板116の裏面へ流れ、その後、ガス分配板114の前面へ流れる。RF電流は、ガス分配板114の前面からプラズマ108aを通過して、基板101の頂面、又は基板支持体104、そしてチャンバ本体102の内面125に到達する。RF電流は、内面125から、VHF電力発生器105の第2の導線123bへインピーダンス整合回路121から戻る。

0023

[0029]図2Aは、一実施形態に係るプラズマ強化化学気相堆積システムのプラズマ処理チャンバ部品200Aの概略斜視図である。プラズマ処理チャンバ部品200Aは、サセプタ202Aと、チャンバリッドアセンブリ204Aとを含む。サセプタ202Aは、図1に示すように、基板支持体104の代わりに、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102内の、及び/又はチャンバ本体102に連結されている等の、プラズマ強化化学気相堆積システム100において用いられうる。しかしながら、開示のサセプタ202Aとチャンバリッドアセンブリ204Aは、いずれかの好適なプラズマ処理チャンバ内で、及び/又はそれと共に用いることができると考えられる。図示したように、サセプタ202Aは、アースストラップ242Aと、アース用接点244Aとを含み、チャンバリッドアセンブリ204Aの反対側に配置される。幾つかの実施形態では、チャンバリッドアセンブリ204Aは、バッキング板201Aと、ディフューザー板203Aと、カバー板205Aとを含む。他の実施形態では、ディフューザー板203Aとバッキング板201Aとの間に裾部(図示せず)が配設されうる。サセプタ202A及び/又はチャンバリッドアセンブリ204Aは、少なくとも1つの高周波(RF)電源を含む、プラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンの修正を助ける。幾つかの実施形態では、RF電源は、図2Aに示すVHF電力発生器206A等のVHF電力発生器であってよい。幾つかの実施形態では、VHF電力発生器206Aは、RF整合回路207Aに接続される。幾つかの実施形態では、RF整合回路207Aは自動整合回路である。幾つかの実施形態では、VHF電力発生器206A及びRF整合回路207Aは、例えば図1に示すリッドアセンブリ109、又は図2Aに示すカバー板205A等のプラズマ処理システム100のチャンバ本体102のリッドに装着される。バッキング板201Aは、ディフューザー板203Aの形状と同様の形状を有していてよく、バッキング板201Aとディフューザー板203Aとはいずれも、サセプタ202Aと同様の形状、及び/又は少なくとも4つの明確な辺を有する形状を有していてよい。しかしながら、カバー板205A、ディフューザー板203A、バッキング板201A及び/又はサセプタ202Aは、いずれかの好適な形状及び/又はいずれかの好適な数の辺を有しうると考えられる。サセプタ202A及び/又はチャンバリッドアセンブリ204Aは、プラズマ処理チャンバ内でバッキング板201Aとディフューザー板203Aとに電気接続された少なくとも1つのVHF電力発生器206Aを含むプラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンの修正を助ける。

0024

[0030]図2Aに示すように、カバー板205Aは、第1の角位置208Aと、第2の角位置210Aと、第3の角位置212Aと、第4の角位置214Aとを有し、各角位置は、バッキング板201Aとディフューザー板203Aの角位置に合わせてアライメントされる。カバー板205Aはまた、カバー板205Aのほぼ中心218Aに開口部216Aも有する。幾つかの実施形態では、ガス供給部234Aが開口部216Aを通して配置されうる。このため、開口部216Aは、ガス供給部234Aを保持する及び/又は支持するように構成される。

0025

[0031]VHF電力発生器206Aは、バッキング板201Aを介して少なくとも1つの位置においてディフューザー板203Aに電気接続される。幾つかの実施形態では、VHF電力発生器206Aは、バッキング板201Aを介して1つを上回る位置においてディフューザー板203Aに電気接続されうる。図示したように、VHF電力発生器206Aは、第1の角位置208A、第2の角位置210A、第3の角位置212A、及び第4の角位置214Aにおいて、カバー板205Aの角位置を介しバッキング板201Aを介してディフューザー板203Aの各角位置に接続される。幾つかの実施形態では、VHF電力発生器206A及び主RF整合回路207Aは、第1の角位置208A、第2の角位置210A、第3の角位置212A、及び第4の角位置214Aの各々に位置する固定整合回路215Aに接続される。幾つかの実施形態では、主RF整合回路207Aは自動整合回路である。幾つかの実施形態では、VHF電力発生器206Aと主RF整合回路207Aのカバー板205Aへの各接続位置は、カバー板205Aの中心218Aから等距離に配置されうる。VHF電力発生器206Aと主RF整合回路207Aは、固定RF整合回路215Aを介してバッキング板201Aに電気接続される。固定RF整合回路215Aは、各固定RF整合回路215Aの下のカバー板内の開口部(図示せず)を通る固定整合回路215Aとバッキング板201Aとの間の好適な電気コネクタを介してカバー板205Aの各角位置に取り付けられる。

0026

[0032]幾つかの実施形態では、プラズマ処理チャンバ200Aは、磁場フィードスルー(ZFFT)230Aに動作可能に接続されうる。ZFFT230Aにより、寄生プラズマが最小限に抑えられうる。寄生プラズマは、ガス供給ライン内部に高い電場が存在することに起因して、ガス供給ライン内に生成されうる。ZFFT230Aは、ガス供給ライン内部の寄生プラズマを取り除いて、ディフューザー板203Aの上流粒子の形成を削減するのを助ける。更に、ZFFT230Aは、遠隔プラズマ源(RPS)232Aに動作可能に接続されうる。RPS232Aは、ガス供給部234Aに動作可能に接続されうる。

0027

[0033]図1及び図2Aの両方を参照する。コントローラ220Aは、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102及び/又はVHF電力発生器206Aに動作可能に接続される。コントローラ220Aは、VHF電力発生器206Aの動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、コントローラ220Aは、第1の角位置208A、第2の角位置210A、第3の角位置212A、及び/又は第4の角位置214AでVHF電力発生器206Aの動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、コントローラ220Aは、第1の角位置208A、第2の角位置210A、第3の角位置212A、及び/又は第4の角位置214Aにおいて、主RF整合回路207Aを介して第1の周波数でVHF電力発生器206Aの動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、コントローラ220Aは、主RF整合回路207Aを介して、及び第1の角位置208A、第2の角位置210A、第3の角位置212A、及び第4の角位置214Aの各々に位置づけされた固定整合回路215Aを介して、第1の周波数でVHF電力発生器206Aの動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、第1の周波数は、約20MHzと約100MHzとの間、例えば約30MHzと約70MHzとの間(例えば約60MHz)であってよい。更に、コントローラ220Aは、各角位置208A、210A、212A及び214Aに位置する主RF整合回路207Aと固定整合回路215Aとの間の準静的位相制御を提供するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、移相器が主RF整合回路207Aと固定整合回路215Aとの間に配設され、コントローラ220Aが動的位相変調及びスイーピングを実施するようにプログラミングされる。

0028

[0034]プラズマ処理システム100の上述のチャンバ本体102は、コントローラ220Aなどのプロセッサベースシステムコントローラによって制御可能である。コントローラ220Aは、基板処理の制御を容易にするようにプラズマ処理システム100のチャンバ本体102の様々な構成要素に接続された、電源、クロックキャッシュ、入力/出力(I/O)回路等の、メモリ224A及び大容量記憶デバイス入力制御ユニット、並びにディスプレイユニット(図示せず)と共に動作可能なプログラム可能中央処理装置(CPU)222Aを含む。コントローラ220Aはまた、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102内のセンサ(図示せず)を通して基板処理を監視するためのハードウェアも含む。

0029

[0035]上述のプラズマ処理システム100のチャンバ本体102の制御を容易にするため、CPU222Aは、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するように、プログラム可能なロジックコントローラPLC)などの産業用設定で使用できる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサの1つであり得る。メモリ224AはCPU222Aに接続されている。メモリ224Aは、非一時的であり、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フロッピーディスクドライブハードディスク、又は任意の他の形態のローカル若しくは遠隔デジタルストレージなど、容易に利用可能なメモリのうちの一又は複数であってもよい。支援回路226Aは、従来の方式でプロセッサを支援するためにCPU222Aに接続される。荷電種の生成、加熱、及びその他の処理は、典型的にソフトウェアルーチンとしてメモリ224A内に記憶される。ソフトウェアルーチンは更に、CPU222Aによって制御されているハードウェアから遠隔に位置する第2のCPU(図示せず)によって記憶及び/又は実行されうる。

0030

[0036]メモリ224Aは、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態をとっており、CPU222Aによって実行された際にプラズマ処理システム100のチャンバ本体102の操作を促進する。メモリ224A内の命令は、本開示の方法を実装するプログラムなどのプログラム製品の形態をとっている。プログラムコードは、数々の異なるプログラミング言語のうちの任意の1つに適合しうる。一実施例では、本開示は、コンピュータシステムにおいて使用するためのコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたプログラム製品として実装されうる。プログラム製品の一又は複数のプログラムは、実施形態の機能(本書に記載の方法を含む)を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、非限定的に、例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、限定するものではないが、(i)情報が永続的に記憶される書込み不能な記憶媒体(例えば、CD−ROMドライブフラッシュメモリROMチップ、又は任意の種類の固体不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なCD−ROMディスクなどのコンピュータ内部の読出し専用メモリデバイス)、及び(ii)変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体(例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内部のフロッピーディスク或いは任意の種類の固体ランダムアクセス半導体メモリ)を含む。本書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を伝える際には、このようなコンピュータ可読記憶媒体が本開示の実施形態となる。

0031

[0037]図2Bは、一実施形態に係る、プラズマ強化化学気相堆積システムのプラズマ処理チャンバ部品200Bの概略斜視図である。プラズマ処理チャンバ部品200Bは、サセプタ202Bと、チャンバリッドアセンブリ204Bとを含む。プラズマ処理チャンバ部品200Bは、プラズマ処理チャンバ200Aとほぼ同様のものであり、サセプタ202Bはサセプタ202Aとほぼ同様のものである。サセプタ202Bは、基板支持体104の代わりに、図1に示すように、例えばプラズマ処理システム100のチャンバ本体102内部の、及び/又はチャンバ本体102に連結されたプラズマ強化化学気相堆積システム100内で用いられうる。しかしながら、開示のサセプタ202B及びチャンバリッドアセンブリ204Bは、いずれかの好適なプラズマ処理チャンバにおいて用いられうる、及び/又はいずれかの好適なプラズマ処理チャンバとともに使用されうると考えられる。図示したように、サセプタ202Bは、アース用ストラップ242B及びアース用接点244Bを含み、チャンバリッドアセンブリ204Bの反対側に配置される。幾つかの実施形態では、チャンバリッドアセンブリ204Bは、バッキング板201Bと、ディフューザー板203Bと、カバー板205Bとを含む。他の実施形態では、ディフューザー板203Bとバッキング板201Bとの間に裾部(図示せず)が配置されうる。ある実施形態では、ディフューザー板203Bとバッキング板201Bは、例えば図1に示すリッドアセンブリ109又は図2Bに示すカバー板205B等の、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102のリッドに連結される。バッキング板201Bは、ディフューザー板203Bの形状と同様の形状を有していてよく、バッキング板201Bとディフューザー板203Bとはいずれも、サセプタ202Bと同様の形状、及び/又は少なくとも4つの明確な辺を有する形状を有していてよい。しかしながら、カバー板205B、ガスディフューザー板203A、バッキング板201B、及び/又はサセプタ202Bは、いずれかの好適な形状及び/又はいずれかの好適な数の辺を有しうると考えられる。

0032

[0038]サセプタ202B及び/又はチャンバリッドアセンブリ204Bは、プラズマ処理チャンバに配置された少なくとも1つの高周波(RF)電源を含むプラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンの修正を助ける。幾つかの実施形態では、RF電源(複数可)は、例えば以下に記載するVHF電力発生器206B1、206B2、206B3、206B4等のVHF電力発生器であってよい。

0033

[0039]プラズマ処理チャンバ200Bは更に、第1のRF整合回路に接続された第1のVHF電力発生器206B1と、第2のRF整合回路に接続された第2のVHF電力発生器206B2と、第3のRF整合回路に接続された第3のVHF電力発生器206B3と、第4のRF整合回路に接続された第4のVHF電力発生器206B4とを含む。第1のVHF電力発生器206B1と第1のRF整合回路は、カバー板205Bの中心218Bから第1の半径において第1の方位角でカバー板205B内の開口部(図示せず)を介してバッキング板201Bとディフューザー板203Bに電気接続される。第2のVHF電力発生器206B2と第2のRF整合回路は、カバー板205Bを介して103の中心218Bから第2の半径において第2の方位角でカバー板205B内の開口部(図示せず)を介してバッキング板201Bとディフューザー板203Bに電気接続される。第3のVHF電力発生器206B3と第3のRF整合回路は、カバー板205Bの中心218Bから第3の半径において第3の方位角でカバー板205B内の開口部(図示せず)を介してバッキング板201Bとディフューザー板203Bに電気接続される。第4のVHF電力発生器206B4と第4のRF整合回路は、カバー板205Bの中心218Bから第4の半径において第4の方位角でカバー板205B内の開口部(図示せず)を介してバッキング板201Bとディフューザー板203Bに電気接続される。幾つかの実施形態では、RF整合回路は自動RF整合回路である。幾つかの実施形態では、RF整合回路は固定整合回路である。

0034

[0040]第2のVHF電力発生器206B2と第4のVHF電力発生器206B4は各々、約20MHzと約100MHzとの間、例えば約60MHz等の約30MHzと約70MHzとの間の周波数において電力を発生させるように構成される。更に、第2のVHF電力発生器206B2は、例えば整合回路の出力において180度離れている等の、第4のVHF電力発生器206B4によって供給される電力とは位相がずれた電力を供給するように構成される。一例として、ある実施形態では、第1のVHF電力発生器206B1と第3のVHF電力発生器206B3は各々、60MHzの固定整合回路で、整合回路の出力において180度離れて供給されるVHFを有しうる。更に、第2のVHF電力発生器206B2と第4のVHF電力発生器206B4は各々、60.1MHzの固定整合回路で整合回路の出力において180度離れて供給されるVHFを有しうる。このように、60MHzの位相が60.1MHzに対して0.1MHzシフトし、これにより位相スイーピング変調が起こる。更に、第1のVHF電力発生器206B1と第3のVHF電力発生器206B3は各々、例えば約20MHzと約100MHzとの間等の、例えば約40MHz等の約30MHzと約70MHzとの間の同じ、又は同様のRF周波数において電力を発生させるように構成される。しかしながら、第1のVHF電力発生器206B1と第3のVHF電力発生器206B3は各々、第2のVHF電力発生器206B2及び/又は第4のVHF電力発生器206B4のいずれかによって発生する電力の周波数とは異なる周波数において電力を発生させるように構成される。同様に、特定の実施形態では、第2のVHF電力発生器206B2及び第4のVHF電力発生器206B4は各々、第1のVHF電力発生器206B1及び/又は第3のVHF電力発生器206B3のいずれかによって発生する電力の周波数とは異なる周波数において電力を発生させるように構成される。更に、第1のVHF電力発生器206B1は、例えば180度離れている等、第3のVHF電力発生器206B3によって供給される電力とは位相がずれた電力を供給するように構成される。例えば、第1のVHF電力発生器206B1と第3のVHF電力発生器206B3は各々、40.68MHzの周波数において電力を発生させるように構成され、第2のVHF電力発生器206B2と第4のVHF電力発生器206B4は各々、40.69MHzの異なる周波数で電力を発生させるように構成され、これにより位相変調/スイーピングが起こる。

0035

[0041]図2Bに示すように、カバー板205Bは、カバー板205Bのほぼ中心218Bに開口部216Bを有する。幾つかの実施形態では、ガス供給部234Bは開口部216Bを通るように配置されうる。このように、開口部216Bはガス供給部234Bを保持及び/又は支持するように構成される。

0036

[0042]更に、バッキング板201Bには、少なくとも1つの磁気フェライトブロック260が連結される。特定の実施形態では、少なくとも1つの磁気フェライトブロック260は、バッキング板201Bとカバー板205Bとの間の間隙に配置されうる。一実施形態では、少なくとも2つの磁気フェライトブロック260は、ディフューザー板203Bとカバー板205Bとの間の間隙に位置づけされる。磁気フェライトブロック260は、対向するエッジにおいて、バッキング板201Bの側面エッジに向かって位置づけされる。ある実施形態では、磁気フェライトブロックは、最大の長さを有するバッキング板201Bのエッジに沿って位置づけされる。磁気フェライトブロックは更に、フェライトブロックが位置づけされた側面エッジに対してプラズマ波面が直交するように強制することを通してRF場とプラズマ分布を調整することによって、プラズマの均一性の改善を助ける。

0037

[0043]幾つかの実施形態では、プラズマ処理チャンバ200Bは、零磁場フィードスルー(ZFFT)230Bに動作可能に接続されうる。ZEFT230Bは、寄生プラズマを最小限に抑えうる。寄生プラズマは、ガス供給ライン内部に高い電場が存在することに起因して、ガス供給ライン内に生成されうる。ZFFT230Bは、ガス供給ライン内部の寄生プラズマをなくして、ディフューザー板203Bの上流における粒子の形成を削減するのを助ける。更に、ZFFT230Bは、遠隔プラズマ源(RPS)232Bに動作可能に接続されうる。RPS232Bは、ガス供給部234Bに動作可能に接続されうる。

0038

[0044]一実施形態では、上述した第1のRF整合回路に接続された第1のVHF電力発生器206B1、第2のRF整合回路に接続された第2のVHF電力発生器206B2、第3のRF整合回路に接続された第3のVHF電力発生器206B3及び/又は第4のRF整合回路に接続された第4のVHF電力発生器206B4の各々に加えて、第5のVHF電力発生器240Bと第5のRF整合回路が、カバー板205B上の取付具を通してバッキング板201Bとディフューザー板203Bに動作可能に、及び電気的に接続されうる。第5のVHF電力発生器240Bと第5のRF整合回路は、カバー板205Bの中心218Bに、あるいはその近くに取り付けられ、それを通して、バッキング板201Bとディフューザー板203Bに電気接続される。

0039

[0045]図1及び図2Bの両方を参照すると、コントローラ220Bが、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102及び/又はVHF電力発生器206B1、206B2、206B3、及び206B4に動作可能に接続されている。コントローラ220Bは、コントローラ220Aとほぼ同様のものである。更に、コントローラ220Bは、各々が、それぞれ上述したCPU222A、メモリ224A、及び支援回路226Aとほぼ同様の、CPU222B、メモリ224B、及び支援回路226Bを含む、コントローラ220Aの構成要素と同じ構成要素を包含する。一実施形態では、コントローラ220Bは、第1のVHF電力発生器206B1、第2のVHF電力発生器206B2、第3のVHF電力発生器206B3、及び/又は第4のVHF電力発生器206B4の各々の動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、コントローラ220Bは、関連付けられた各整合回路を介して第1の周波数で第1のVHF電力発生器206B1、第2のVHF電力発生器206B2、第3のVHF電力発生器206B3、及び/又は第4のVHF電力発生器206B4の各々の動作を制御するようにプログラミングされ、これにより、それぞれバッキング板201Bの各角位置に4つの角給送装置を有する4つのVHF電力発生器206B1、206B2、206B3及び206B4が、処理領域内でプラズマを急速に維持するために、一周期当たりおおよそ200μsにおいて正弦波又は任意位相変調及びスイーピングを行うように制御されうる。変調又はスイーピング周波数は、均一性改善の望ましい効果をもたらし反射電力の変動を滑らかに最小化するために、バッキング板201Bの各角位置又は2セットの角位置に対する無作為化された位相関係においてわずかに異なっている。ある実施形態では、第1の周波数は、約20MHzと約100MHzとの間、例えば、約60MHzなどの約30MHzと約70MHzとの間であってよい。ある実施形態では、コントローラ220Bは、任意の個別のVHF発生器間、又は2セットのVHF発生器間でわずかに異なる周波数で、及びパターニングされたあるいは無作為化された位相関係において各VHF発生器を制御して、プラズマの均一性に改善をもたらしうる。一実施形態では、コントローラ220Bは、第1のVHF電力発生器206B1、第2のVHF電力発生器206B2、第3のVHF電力発生器206B3、及び/又は第4のVHF電力発生器206B4に加えて、第5のVHF電力発生器240Bを制御するようにプログラミングされる。ある実施形態では、コントローラ220Bは、約20MHzと約100MHzとの間の第2の周波数、例えば約40MHz等の第1の周波数とは異なる周波数で第5のVHF電力発生器を制御する一方で、60.1MHzと60MHz等のわずかに異なる周波数において他のVHF電力発生器の各々の間で周波数を変えることにより、チャンバの角にプッシュプル効果をもたらすようにプログラミングされうる。

0040

[0046]図2Cは、一実施形態に係る、プラズマ強化化学気相堆積システムのプラズマ処理チャンバ部品200Cの概略斜視図である。プラズマ処理チャンバ部品200Cは、チャンバリッドアセンブリ204Cと基板支持サセプタ202Cとを含む。サセプタ202Cは、基板支持体104の代わりに、図1に示すように、例えばプラズマ処理システム100のチャンバ本体102内部の、及び/又はチャンバ本体102に連結されたプラズマ強化化学気相堆積システム100内で用いられうる。しかしながら、開示のサセプタ202C及びチャンバリッドアセンブリ204Cは、いずれかの好適なプラズマ処理チャンバにおいて用いられうる、及び/又はいずれかの好適なプラズマ処理チャンバとともに使用されうると考えられる。図示したように、サセプタ202Cは、アース用ストラップ242C及びアース用接点244Cを含み、チャンバリッドアセンブリ204Cの反対側に配置される。幾つかの実施形態では、チャンバリッドアセンブリ204Cは、カバー板205Cと、バッキング板201Cと、ディフューザー板203Cとを含む。ある実施形態では、ディフューザー板203Cはバッキング板201Cに電気接続される。他の実施形態では、ディフューザー板203Cとバッキング板201Cとの間に裾部(図示せず)が配置されうる。ある実施形態では、ディフューザー板203Cとバッキング板201Cは、例えば図1に示すリッドアセンブリ109又は図2Cに示すカバー板205C等の、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102のリッドに連結される。ディフューザー板203Cとバッキング板201Cは、カバー板205Cの形状と同様の形状及び/又は少なくとも4つの明確な辺を有する形状を有しうる。しかしながら、バッキング板201C、ディフューザー板203C、及び/又はカバー板205Cは、いずれかの好適な形状及び/又はいずれかの好適な数の辺を有しうると考えられる。

0041

[0047]バッキング板201C及び/又はディフューザー板203Cは、プラズマ処理チャンバに配置された少なくとも1つの高周波(RF)電源を含むプラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンの修正を助ける。ある実施形態では、RF電源(複数可)は、VHF電力発生器であってよい。

0042

[0048]プラズマ処理チャンバ200Cは、複数のVHF電力発生器206C1及び206C2を含む。各VHF電力発生器206C1及び206C2は、カバー板205Cのエッジ262付近に配置された位置において、カバー板205Cを介してバッキング板201Cとディフューザー板203Cに接続される。特定の実施形態では、図2Cに示すように、2つのVHF電力発生器206C1と206C2が、カバー板205C内の開口部(図示せず)を介してディフューザー板203Cに電気接続される場合がある。各VHF電力発生器206C1及び206C2は、エッジ262に沿って互いに対向するように配置され、対向するエッジに沿っておおよそ中心に置かれうる。また、各VHF電力発生器206C1及び206C2は、電力を発生させるように構成される。電力は、約20MHzと約100MHzとの間の周波数で発生しうる。特定の実施形態では、第1のVHF電力発生器206C1は第1の周波数で電力を発生させることができ、第2のVHF電力発生器206C2は第2の周波数で電力を発生させることができる。複数のVHF電力発生器206C1及び206C2は各々、互いとのいずれかの好適な位相差(例えば、位相のずれ)において、及び/又は他のいずれかのVHF電力発生器によって発生した電力の周波数とは異なる周波数において、例えば整合装置の出力において180度隔てて電力を発生させるように更に構成されうる。一例として、ある実施形態では、第1のVHF電力発生器206C1は、60MHzの固定整合において供給されたVHFを有しうる。更に、第2のVHF電力発生器206C2は、60.1MHzの固定整合において供給されたVHFを有しうる。このように、60Hzの位相は60.1MHzに対して0.1MHzシフトし、これにより位相スイーピングが起こる。

0043

[0049]図2Cに示すように、カバー板205Cは、カバー板205Cのほぼ中心218Cに開口部216Cを有する。幾つかの実施形態では、ガス供給部234Cは、開口部216Cを通るように配置されうる。こうして、開口部216Cは、ガス供給部234Cを保持及び/又は支持するように構成される。

0044

[0050]更に、少なくとも1つの磁気フェライトブロック260は、バッキング板201Cに連結される。特定の実施形態では、少なくとも1つの磁気フェライトブロック260は、バッキング板201Cとカバー板205Cとの間の間隙に配置されうる。一実施形態では、少なくとも2つの磁気フェライトブロック260が、バッキング板201Cとカバー板205Cとの間の間隙に位置づけされる。一実施形態では、磁気フェライトブロック260は、カバー板205Cの上面に取付けられた対向するVHF電力発生器206Cを有するエッジ262ではなく、カバー板205Cとディフューザー板203Cの対向するエッジ262に向かって位置づけされる。幾つかの実施形態では、磁気フェライトブロック260は、最大の長さを有するバッキング板201Cのエッジに沿って位置づけされる。磁気フェライトブロックは更に、フェライトブロックが位置づけされた側面エッジに対してプラズマ波面が直交するように強制することを通してRF場とプラズマ分布を調整することによって、プラズマの均一性の改善を助ける。

0045

[0051]幾つかの実施形態では、プラズマ処理チャンバ200Cは、零磁場フィードスルー(ZFFT)230Cに動作可能に接続されうる。ZEFT230Cは、寄生プラズマを最小限に抑えうる。寄生プラズマは、ガス供給ライン内部に高い電場が存在することに起因して、ガス供給ライン内に生成されうる。ZFFT230Cは、ガス供給ライン内部の寄生プラズマをなくして、ディフューザー板203Cの上流における粒子の形成を削減する助けとなる。更に、ZFFT230Cは、遠隔プラズマ源(RPS)232Cに動作可能に接続されうる。RPS232Cは、ガス供給部234Cに動作可能に接続されうる。

0046

[0052]図1及び図2Cの両方を参照すると、コントローラ220Cが、プラズマ処理システム100のチャンバ本体102及び/又はVHF電力発生器206C1及び206C2の各々に動作可能に接続されている。コントローラ220Cは、コントローラ220A及び/又はコントローラ220Bとほぼ同様のものである。更に、コントローラ220Cは、各々が、それぞれ上述したCPU222A、222B、メモリ224A、224B、及び支援回路226A、226Bとほぼ同様の、CPU222C、メモリ224C、及び支援回路226Cを含む、コントローラ220A及び/又はコントローラ220Bの構成要素と同じ構成要素を包含する。コントローラ220Cは、第1のVHF電力発生器206C1及び第2のVHF電力発生器206C2の各々の動作を制御するようにプログラミングされる。幾つかの実施形態では、コントローラ220Cは、自動整合回路又は固定整合回路を介して第1の周波数でVHF電力発生器206C1及びVHF電力発生器206C2の各々の動作を制御するようにプログラミングされ、これにより、それぞれバッキング板201Cの各位置に給送装置を有するVHF電力発生器206C1及び206C2が、処理領域内でプラズマを急速に維持するために、一周期当たりおおよそ200μsにおいて正弦波又は任意位相変調及びスイーピングを行うように制御されうる。変調又はスイーピング周波数は、均一性改善の望ましい効果をもたらし反射電力の変動を滑らかに最小化するために、各位置間の無作為化された位相関係をもってわずかに異なっている。ある実施形態では、第1の周波数は、約20MHzと約100MHzとの間、例えば、約60MHzなどの約30MHzと約70MHzとの間であってよい。一実施形態では、第1のVHF電力発生器206C1は、例えば整合回路の出力において180度離れている等の、第2のVHF電力発生器206C2によって供給される電力とは位相がずれた電力を供給するように構成される。一例として、ある実施形態では、第1のVHF電力発生器206C1は、60MHzで供給されるVHFを有していてよく、第2のVHF電力発生器206C2は、60.1MHzの固定整合回路で、整合回路の出力において180度離れて供給されるVHFを有していてよい。このように、60MHzの位相が60.1MHzに対して0.1MHzシフトし、これにより位相スイーピング変調が起こる。

0047

[0053]図2A、2B、2Cにそれぞれ示すプラズマ処理チャンバ部品200A、200B、200Cの各実施形態の恩恵により、位相変調、スイーピング、及び/又は角における回転プッシュプルの提供を介してプラズマの均一性を改善することが可能になる。

0048

[0054]図3Aは、一実施形態に係るディフューザー板300の概略断面図である。
ディフューザー板300は、図2A図2B、又は図2Cにそれぞれ示すディフューザー板203A、ディフューザー板203B,又はディフューザー板203Cの代わりに用いられうる。更に、ディフューザー板300は、上記のプラズマ処理システム100のチャンバ本体102内で用いられうる。ディフューザー板300は、双対錐設計を用いる。図3Aに示すように、上流面308と下流面310との間に延びている各ガス通路の頂部ボア302とチョーク304はほぼ同一である。空洞のカソードキャビティ306は、しかしながら、ディフューザー板300全体で異なっていてよい。スリットバルブに最も近い空洞のカソードキャビティ306は、ディフューザー板300のエッジに対応する空洞のカソードキャビティ306に比べて小さい表面積及び/又は容積を有しうる。スリットバルブに対応する空洞のカソードキャビティ306は、ディフューザー板300の中心に対応する空洞のカソードキャビティ306の表面積及び/又は容積よりも大きい表面積及び/又は容積を有しうる。空洞のカソードキャビティ306は、下流面310の波形状に起因して異なる場合がある。幾つかの実施形態では、チョーク304の長さ及び/又は幅は、流れパターンの調整を促進するように変動しうる。下流面310は、エッジ部316及びスリットバルブに近い別の部分312に対してなだらかに傾斜する下流面310の中心からずれた凹部314を有しうる。凹部314は、ガウス分布の形状を有しうる。幾つかの実施形態では、しかしながら、下流面310は、エッジ部316及びスリットバルブに近い別の部分312に対してなだらかに傾斜する下流面310の中心にある凹部314を有しうる。下流の凹面310は、頂部ボア302と空洞のカソードキャビティ306がディフューザー板300の中に穿孔された後に、ディフューザー板300の下流面を加工することによって形成されうる。

0049

[0055]双対錐設計の恩恵には、ディフューザー板設計においてスリットバルブを補償することによって改善される均一な基板上の膜堆積を含む。図3Aに示す双対錐設計によりプラズマ及び流れの調整が可能になるため、定在波効果を補償することによってプラズマの均一性が改善される。また、バックピンホールスクーピング(back pinhole scooping)により、流れパターンの調整が可能になる。

0050

[0056]図3Bは、一実施形態に係るディフューザー板350の概略断面図である。ディフューザー板350は、図2A図2B、又は図2Cにそれぞれ示すディフューザー板203A、ディフューザー板203B、又はディフューザー板203Cの代わりに用いられうる。更に、ディフューザー板350は、上述したプラズマ処理システム100のチャンバ本体102において用いられうる。ディフューザー板350は、単一錐設計を用いる。図3Bに示すように、上流面358と下流面310との間に延びる各ガス通路の頂部ボア352と中間ボア354はほぼ同一である。空洞のカソードキャビティ356は、しかしながら、ディフューザー板350全体で異なっていてよい。スリットバルブに最も近い空洞のカソードキャビティ356は、ディフューザー板350のエッジに対応する空洞のカソードキャビティ356と比べて小さい表面積及び/又は容積を有しうる。スリットバルブに対応する空洞のカソードキャビティ356は、ディフューザー板350の中心に対応する空洞のカソードキャビティ356の表面積及び/又は容積よりも大きい表面積及び/又は容積を有しうる。空洞のカソードキャビティ356は、下流面360と上流面358の両方の波形状に起因して、異なっている場合がある。下流面360は、エッジ部366及びスリットバルブに近い別の部分362に対してなだらかに傾斜する下流面360の中心からずれた凹部364を有しうる。幾つかの実施形態では、しかしながら、下流面360は、エッジ部366及びスリットバルブに近い別の部分362に対してなだらかに傾斜する下流面360の中心にある凹部364を有しうる。下流面360は、頂部ボア352、中間ボア354、及び空洞のカソードキャビティ356がディフューザー板350の中に穿孔された後に、ディフューザー板350の下流面360を加工することによって形成されうる。更に、上流面358は、エッジ部372及びスリットバルブに近い別の部分370に対してなだらかに傾斜する上流面358の中心からずれた凸部368を有しうる。幾つかの実施形態では、しかしながら、上流面358は、エッジ部372及びスリットバルブに近い別の部分370に対してなだらかに傾斜する上流面358の中心にある凸部368を有しうる。上流面358は、頂部ボア352、及び空洞のカソードキャビティ356がディフューザー板350の中に穿孔された後に、ディフューザー板350の上流面358を加工することによって形成されうる。

0051

[0057]図3Bに示す単一錐設計によりプラズマ及び流れの調整が可能になるため、定在波効果を補償することによってプラズマの均一性が改善される。更に、図3Aのディフューザー板300と図3Bのディフューザー板350の両方の恩恵には、定在波効果の反作用が含まれる。更に、ディフューザー103は、前方凹部スクープ及び/又は後方凸部スクープを有する双対錐設計及び/又は単一錐設計を含んでいてよく、これにより、プラズマ密度及び/又はガスの流れパターンの調整が可能になると考えられる。

0052

[0058]図4は、ブラケット452に連結された圧縮型コンタクト部材400の一実施形態の等角図である。この実施形態では、ブラケット452は、図1で参照したような基板支持体104等のサセプタに連結された棒として構成される。バネ形成部410A、410Bは、電流伝搬する又は伝導する特性を有する材料でできていてよい。一実施形態では、バネ形成部410A、410Bは、2つの端部405A、405Bを有する連続的な単一のシート材料又は単一の板バネであってよい。あるいは、バネ形成部410A、410Bは、2つの別々の非連続的なシート材料片、あるいはコンタクトパッド415のそれぞれの端部において連結された2つの板バネであってよい。この実施形態では、管状部材412内部に配置された第2のシャフト409に連結されたカラー(collar)413を示す。カラー413は、アルミニウム又は陽極酸化されたアルミニウムなどの導電性材料からできていてよい。カラー413は、ナットを含みうる、あるいは、第2のシャフト409に固定されるように適合された止めネジねじ山部分を含みうる。第2のシャフト409は、ねじ形成部410Cがその上に適合することができるように、直径等の寸法が小さいものであってよい。

0053

[0059]記載の圧縮型コンタクト部材400の実施形態により、基板支持体をチャンバ壁スリットバルブ開口部の上に接地させることが可能になりうる。本書に記載の圧縮型コンタクト部材の実施形態により、基板支持体及び/又はチャンバの側壁に取付けられる個々の接地ユニットができる。一実施形態では、基板支持体が上に移動すると、圧縮型コンタクト部材が、チャンバの表面のスリットバルブ開口部の上に固定された接地パッド係合する。圧縮型コンタクト部材ユニットは、基板支持体が処理間隔距離の範囲にわたって接地を維持することを可能にする適合部品を含む。基板支持体が下げられると、接地ユニットは接地されたコンタクトパッドから係合解除される。本書に記載の圧縮型コンタクト部材の実施形態により、サセプタをチャンバ本体のスリットバルブ開口部の上に接地させ、RFリターン路に影響を及ぼすスリットバルブ開口部をなくすことができる。また、接地ユニットは各々、個別に基板支持体に取り付けられているため、また適合部品を有するため、良好な電気コンタクトを達成するのに表面が平坦であることに依存しない。圧縮型コンタクト部材400のさらなる恩恵には、均一性の改善のために、膜堆積全ての非対称性を補うように調節されうる及び/又は調整されうるサセプタの接地が含まれる。幾つかの実施形態では、サセプタの接地は、最大の長さを有するサセプタの側面から接地ストラップを除去することによって、調節されうる又は調整されうる。幾つかの実施形態では、サセプタの接地は、異なる幅及び/又は長さを有する接地ストラップを使用することによって調節又は調整されうる。

0054

[0060]要約すると、本書に記載の実施形態は、プラズマ処理チャンバ内部でディフューザーに接続された少なくとも1つのVHF電力発生器を含む、プラズマ処理チャンバ内で堆積された薄膜の均一パターンを修正するためのプラズマ処理システムに関する。各VHF電力発生器からオフセットされた供給位置、及び位相変調及びスイーピングを介した各VHF電力発生器の制御により、定在波効果に起因する、チャンバによって製造された薄膜パターンの非均一性を補償することによって、プラズマの均一性を改善することが可能になる。バッキング板の異なる位置に接続された、及び/又は配置された複数のVHF電力発生器間の電力分布は、異なる接続点で印加されたVHF電力間の動的位相変調によって生じうる。

0055

[0061]以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

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