JP7763759B2 - マルチゾーン静電チャック - Google Patents

Description

関連する出願への相互参照
［０００１］この出願は、２０１９年１２月１７日に出願された米国特許出願第１６／７１７，２４５号の優先権の利益を主張し、これは、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に参照により援用される。

技術分野
［０００２］本技術は、半導体処理とチャンバ部品に関する。より詳細には、本技術は、チャンバ部品と処理方法に関する。

背景
［０００３］集積回路は、基板表面上に複雑にパターン化された材料層を生成するプロセスによって可能になる。基板上にパターン化された材料を製造するには、露出した材料の形成と除去の制御された方法が必要である。デバイスのサイズが縮小し続けるのに伴い、堆積した材料が基板に応力を与え、基板がたわむ（ｂｏｗｉｎｇ）結果を招く可能性がある。その後の堆積操作中に、ウエハのたわみ（ｂｏｗ）が基板支持体にわたる接触に影響を与える可能性があり、これが加熱に影響を与える可能性がある。基板にわたる不均一な加熱プロファイルは、その後の堆積操作に影響を及ぼし、基板の表面にわたる不均一な堆積を引き起こす可能性がある。

［０００４］したがって、高品質のデバイス及び構造を製造するために使用できる改善されたシステム及び方法が必要である。これら及び他のニーズは、本技術によって対処される。

［０００５］例示的な半導体処理チャンバは、プラテンの表面にわたって半導体基板を支持するように構成されたプラテンを含むペデスタルを含み得る。チャンバは、プラテン内に組み込まれ、第１のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第１の導電性メッシュを含み得る。第１の導電性メッシュは、プラテンにわたって半径方向に延在させることができる。チャンバは、プラテン内に組み込まれ、第２のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第２の導電性メッシュを含み得る。第２の導電性メッシュは、環状形状によって特徴付けることができる。第２の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュとプラテンの表面との間に配置することができる。

いくつかの実施形態では、チャンバは、プラテン内に組み込まれ、第３のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第３の導電性メッシュを含み得る。第３の導電性メッシュは、第２の導電性メッシュの内側環状半径内に含めることができる。第３の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュとプラテンの表面との間に配置することができる。第２の導電性メッシュ及び第３の導電性メッシュは、プラテン内で同一平面上にあってもよい。第２の導電性メッシュと第３の導電性メッシュは、環状の間隙によって分離することができる。チャンバは、第２の導電性メッシュに関連付けられた第１の熱電対、及び第３の導電性メッシュに関連付けられた第２の熱電対を含み得る。第１の導電性メッシュ及び第２の導電性メッシュは、電源から、独立して動作可能であり得る。チャンバは、第１の導電性メッシュと第２の導電性メッシュとの間に配置された雲母のシートを含み得る。雲母のシートは、第１の導電性メッシュ内に形成された開孔部内に延在させることができ、電極コネクタは、開孔部及び雲母のシートを通って延在して、第２の導電性メッシュと電気的に結合させることができる。チャンバは、第１の導電性メッシュ及び第２の導電性メッシュと軸方向に位置合わせされた少なくとも２つの追加の導電性メッシュを含むことができる。

［０００７］本技術のいくつかの実施形態は、基板支持ペデスタルを包含し得る。ペデスタルは、プラテンの表面にわたって半導体基板を支持するように構成されたプラテンを含み得る。ペデスタルは、プラテン内に組み込まれ、第１のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第１の導電性メッシュを含み得る。第１の導電性メッシュは、プラテンにわたって半径方向に延在させることができる。ペデスタルは、プラテン内に組み込まれ、第２のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第２の導電性メッシュを含み得る。第２の導電性メッシュは、環状形状によって特徴付けることができ、第２の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュとプラテンの表面との間に配置させることができる。チャンバは、プラテン内に組み込まれ、第３のチャッキングメッシュとして動作するように構成された第３の導電性メッシュを含み得る。第３の導電性メッシュは、第２の導電性メッシュの内側環状半径内に含めることができる。第３の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュとプラテンの表面との間に配置することができる。

［０００８］いくつかの実施形態では、ペデスタルは、第２の導電性メッシュに関連付けられた第１の熱電対、及び第３の導電性メッシュに関連付けられた第２の熱電対を含み得る。第２の導電性メッシュ及び第３の導電性メッシュは、プラテン内で同一平面上にあってもよい。第２の導電性メッシュと第３の導電性メッシュは、環状の間隙によって分離することができる。第１の導電性メッシュ及び第２の導電性メッシュは、基板支持体内で電源から、独立して動作可能であり得る。ペデスタルは、第１の導電性メッシュと第２の導電性メッシュとの間に配置された雲母のシートを含み得る。雲母のシートは、第１の導電性メッシュ内に形成された開孔部まで延在させることができる。電極コネクタは、開孔部及び雲母のシートを通って延在させて、第２の導電性メッシュと電気的に結合させることができる。ペデスタルは、第１の導電性メッシュ及び第２の導電性メッシュと同軸的に位置合わせした少なくとも２つの追加の導電性メッシュを含み得る。

［０００９］本技術のいくつかの実施形態は、半導体処理方法を包含し得る。本方法は、基板支持体の第１の導電性メッシュを係合させることにより、基板支持体上に基板をクランプすることを含むことができる。第１の導電性メッシュは、基板支持体にわたって延在させることができる。本方法は、基板支持体の第２の導電性メッシュを係合させることを含むことができる。第２の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュの上にある環状メッシュを含んでよい。第１の導電性メッシュは、第１のクランプ電圧で基板と係合させることができる。第２の導電性メッシュは、第１のクランプ電圧よりも高い第２のクランプ電圧で基板と係合させることができる。本方法は、基板上で半導体処理操作を実行することを含み得る。いくつかの実施形態では、第２の導電性メッシュは、環状形状によって特徴付けることができる。基板支持体は、第３の導電性メッシュを含むことができ、第２の導電性メッシュ及び第３の導電性メッシュは、同一平面上であってよい。

［００１０］このような技術は、従来のシステム及び技術を超える多くの利点を提供する可能性がある。例えば、システムは、堆積プロファイルを改善して、基板にわたる均一性を改善することができる。さらに、本技術は、チャッキング電圧をｉｎ ｓｉｔｕで調整できる可能性があり、これにより、処理中の堆積、並びに他の半導体処理に影響を与える調整が可能になる可能性がある。これら及び他の実施形態は、それらの利点及び特徴の多くと共に、以下の説明及び添付の図と併せてより詳細に説明される。

［００１１］開示された技術の性質及び利点の更なる理解は、明細書及び図面の残りの部分を参照することによって実現することができる。

［００１２］本技術のいくつかの実施形態による例示的な処理チャンバの概略断面図を示している。 ［００１３］本技術のいくつかの実施形態による例示的な基板支持体の概略断面図を示す。 ［００１４］本技術のいくつかの実施形態による例示的な基板支持体の概略平面図を示す。 ［００１５］本技術のいくつかの実施形態による半導体処理の方法における例示的な操作を示す。

［００１６］図のいくつかは概略図として含まれている。図面は説明を目的としたものであり、特に縮尺であると述べられていない限り、縮尺であると見なされるべきではないことは理解されたい。さらに、概略図として、図は理解を助けるために提供されており、現実的な表現と比較してすべての側面又は情報を含むとは限らず、説明目的のために誇張された資料を含む場合がある。

［００１７］添付の図では、同様の構成要素及び／又は機能が同じ参照ラベルを有する場合がある。さらに、同種の様々な構成要素は、類似の構成要素を区別する文字で参照符号をたどることによって区別され得る。本明細書で第１の参照符号のみが使用される場合、説明は、文字に関係なく、同じ第１の参照符号を有する類似の構成要素の任意の１つに適用可能である。

［００１８］多くの材料堆積プロセスは、温度に敏感な場合がある。様々な処理システムにおいて、基板支持体は、堆積中に基板の熱源として機能し得る。製造プロセスが実行されると、いくつかの材料の層が基板上に形成される可能性があり、それは基板に多くの応力を与え得る。多くの場合、これらの応力はある量の基板のたわみを引き起こす可能性がある。静電チャッキングは、より平坦な基板を維持するために多くのたわみの影響を打ち消す可能性があり、これにより、基板支持体にわたるより均一な接触が維持され、これは次に、基板にわたるより均一な加熱が維持される可能性がある。

［００１９］応力が増加し、より顕著なウエハのたわみが生じる可能性があるため、多くの従来の技術は、より高い応力を克服するためにチャッキング電圧を増加させるか、そうでなければチャンバ部品又はプロセスを変更することによって、ウエハのたわみを打ち消そうとする可能性がある。チャッキング電圧を増加すると、応力が増加するにつれて限られた利点しか得られない可能性があり、チャッキング電圧を増加するだけでは望ましくない影響が生じる可能性がある。例えば、多くのモノポール型チャックは、電極全体にわたる均一な電圧バイアスを受け取る。電束が基板の中心での損失が少ない可能性があるため、電界線は基板の中心に集中する傾向がある。この対抗する力は、いくつかのフィルム応力によって引き起こされるウエハのたわみを克服する可能性があるが、電圧が増加すると、力により、基板の半径方向のエッジが最終的に基板支持体から引き離される可能性がある。結果として、均一な温度送達が、加熱された基板支持体との接触が維持され得る基板の中心近くで起こり得るが、周辺エッジでは、基板と支持体との間の間隙が熱伝達を低下させる可能性があり、温度勾配が基板にわたって現れる可能性がある。

［００２０］基板にわたる温度勾配は、いくつもの影響を与える可能性がある。例えば、いくつかの堆積操作は、より高い温度での堆積を増加させるが、他のいくつかの堆積操作は、より高い温度での堆積を減少させる可能性がある。基板上でエッジのたわみが発生した可能性がある最初のケースでは、センター－ピーク堆積処理が生ずる可能性がある。後者のシナリオでは、エッジ－ピーク堆積処理が生ずる可能性がある。従来の技術は、処理の代替的な側面を調整することによってこれらの影響を克服しようと試みた可能性がある。例えば、いくつかの基板支持体は、エッジ領域により一層多くの熱を供給することができるマルチゾーンヒータで熱損失を補償しようとする場合がある。しかしながら、エネルギーを浪費するだけでなく、間隙によって均一な熱伝達を生成することがより困難になる場合がある。さらに、不均一な堆積を補償するために処理条件又はチャンバを通る流れを変更することは、それぞれの固有のチャンバの特徴に対抗するために、部品のより大きなカスタマイズを必要とする場合がある。その結果、多くの従来の技術は、より大きな温度と堆積の不均一性を引き起こし続けている。

［００２１］本技術は、マルチゾーン静電チャックを組み込むことにより、これらの問題を克服する。基板支持体にわたる複数の場所でチャッキング力を調整できるペデスタルシステムを提供することにより、基板表面にわたるより均一な接触を提供することにより、温度の不連続性を克服することができる。これにより、基板にわたるより均一な温度分布が可能になり、温度に敏感な堆積のために基板にわたる堆積厚さが改善される可能性がある。

残りの開示は、開示された技術を利用する特定の堆積処理を日常的に特定するが、システム及び方法は、他の堆積及びエッチングチャンバ、並びに記載されたチャンバで起こり得るプロセスに等しく適用可能であることは容易に理解されよう。したがって、本技術は、これらの特定の堆積処理又はチャンバのみで使用するために制限されていると見なされるべきではない。本開示は、本技術の実施形態によるこのシステムへの追加の変形及び調整が説明される前に、本技術の実施形態による構成要素を含み得る１つの可能なシステム及びチャンバについて論ずる。

［００２３］図１は、本技術のいくつかの実施形態による例示的な処理チャンバ１００の断面図を示している。該図は、本技術の１つ又は複数の態様を組み込んだシステムの概要を示し、及び／又は本技術の実施形態に従って１つ又は複数の操作を実行することができるシステムの概要を示し得る。チャンバ１００又は実施される方法の追加の詳細は、以下でさらに説明することができる。チャンバ１００は、本技術のいくつかの実施形態に従ってフィルム層を形成するために利用され得るが、本方法は、フィルム形成が起こり得る任意のチャンバにおいて同様に実行され得ることは理解されるべきである。処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２、チャンバ本体１０２の内部に配置された基板支持体１０４、及びチャンバ本体１０２と結合され、処理領域１２０内に基板支持体１０４を封入するリッドアセンブリ１０６を含んでよい。基板１０３は、開口部１２６を介して処理領域１２０に設けることができ、開口部１２６は、スリットバルブ又はドアを使用して処理するために従来の方法で密封することができる。基板１０３は、処理中に基板支持体の表面１０５上に着座させることができる。基板支持体１０４は、矢印１４５によって示されるように、基板支持体１０４のシャフト１４４を配置することができる軸１４７に沿って回転可能であることができる。あるいはまた、基板支持体１０４を持ち上げて、堆積処理中に必要に応じて回転させることができる。

［００２４］プラズマプロファイル変調器１１１は、基板支持体１０４上に配置された基板１０３にわたるプラズマ分布を制御するために、処理チャンバ１００内に配置され得る。プラズマプロファイル変調器１１１は、チャンバ本体１０２に隣接して配置され得る第１の電極１０８を含むことができ、そしてチャンバ本体１０２をリッドアセンブリ１０６の他の構成要素から分離させることができる。第１の電極１０８は、リッドアセンブリ１０６の一部であり得るか、又は別個の側壁電極であり得る。第１の電極１０８は、環状又はリング状の部材であり得、リング電極であり得る。第１の電極１０８は、処理領域１２０を取り囲む処理チャンバ１００の円周の周りの連続ループであり得るか、又は必要に応じて選択された位置で不連続であり得る。第１の電極１０８はまた、有孔リング又はメッシュ電極などの有孔電極であり得るか、あるいは、例えば、二次ガス分配器などのプレート電極であり得る。

［００２５］セラミック又は金属酸化物、例えば酸化アルミニウム及び／又は窒化アルミニウムなどの誘電体材料であり得る１つ又は複数のアイソレータ１１０ａ、１１０ｂは、第１の電極１０８に接触し、第１の電極１０８をガス分配器１１２及びチャンバ本体１０２から電気的及び熱的に分離することができる。ガス分配器１１２は、プロセス前駆体を処理領域１２０中に分配するための開孔部１１８を画定することができる。ガス分配器１１２は、ＲＦ発生器、ＲＦ電源、ＤＣ電源、パルスＤＣ電源、パルスＲＦ電源、又は処理チャンバと結合可能な任意の他の電源などの第１の電源１４２と結合することができる。いくつかの実施形態では、第１の電源１４２は、ＲＦ電源であり得る。

［００２６］ガス分配器１１２は、導電性ガス分配器又は非導電性ガス分配器であり得る。ガス分配器１１２はまた、導電性及び非導電性構成要素から形成され得る。例えば、ガス分配器１１２の本体は導電性であり得るが、ガス分配器１１２のフェースプレートは非導電性であってよい。ガス分配器１１２は、例えば、図１に示されるような第１の電源１４２によって電力を供給され得るか、又はガス分配器１１２は、いくつかの実施形態において、地面と結合され得る。

［００２７］第１の電極１０８は、処理チャンバ１００の接地経路を制御することができる第１の調整回路１２８と結合することができる。第１の調整回路１２８は、第１の電子センサ１３０及び第１の電子コントローラ１３４を含み得る。第１の電子コントローラ１３４は、可変コンデンサ又は他の回路要素であり得るか、あるいはそれらを含み得る。第１の調整回路１２８は、１つ又は複数のインダクタ１３２であり得るか、又はそれらを含み得る。第１の調整回路１２８は、処理中に処理領域１２０に存在するプラズマ条件下で可変又は制御可能なインピーダンスを可能にする任意の回路であり得る。図示のようないくつかの実施形態では、第１の調整回路１２８は、接地と第１の電子センサ１３０との間に並列に結合された第１の回路脚及び第２の回路脚を含み得る。第１の回路脚は、第１のインダクタ１３２Ａを含み得る。第２の回路脚は、第１の電子制御装置１３４と直列に結合された第２のインダクタ１３２Ｂを含み得る。第２のインダクタ１３２Ｂは、第１の電子コントローラ１３４と、第１及び第２の回路脚の両方を第１の電子センサ１３０に接続するノードとの間に配置することができる。第１の電子センサ１３０は、電圧又は電流センサであることができ、第１の電子コントローラ１３４と結合することができ、これは、処理領域１２０内のプラズマ状態のある程度の閉ループ制御を可能にし得る。

［００２８］第２の電極１２２は、基板支持体１０４と結合され得る。第２の電極１２２は、基板支持体１０４内に埋め込まれるか、又は基板支持体１０４の表面と結合され得る。第２の電極１２２は、プレート、多孔板、メッシュ、ワイヤスクリーン、又は導電性要素の他の任意の分散配置であり得る。第２の電極１２２は、調整電極であることができ、例えば、基板支持体１０４のシャフト１４４に配置されている、例えば、５０オームなどの選択された抵抗を有するケーブルなどの導管１４６によって第２の調整回路１３６と結合させることができる。第２の調整回路１３６は、第２の電子センサ１３８と、第２の可変コンデンサであり得る第２の電子コントローラ１４０とを有することができる。第２の電子センサ１３８は、電圧又は電流センサであってよく、第２の電子コントローラ１４０と結合されて、処理領域１２０内のプラズマ状態をさらに制御することができる。

［００２９］バイアス電極及び／又は静電チャッキング電極であり得る第３の電極１２４は、基板支持体１０４と結合され得る。第３の電極は、インピーダンス整合回路であり得るフィルタ１４８を介して第２の電源１５０と結合され得る。第２の電源１５０は、ＤＣ電力、パルスＤＣ電力、ＲＦバイアス電力、パルスＲＦ源又はバイアス電力、あるいはいくつかの実施形態では、第２の電源１５０は、ＲＦバイアス電力であり得る。

［００３０］図１のリッドアセンブリ１０６及び基板支持体１０４は、プラズマ又は熱処理のための任意の処理チャンバで使用することができる。操作中、処理チャンバ１００は、処理領域１２０内のプラズマ状態のリアルタイム制御を提供することができる。基板１０３は、基板支持体１０４上に配置することができ、プロセスガスは、任意の所望のフロープランに従って、入口１１４を使用して、リッドアセンブリ１０６を通って流れることができる。ガスは、出口１５２を通って処理チャンバ１００を出ることができる。電力は、ガス分配器１１２と結合されて、処理領域１２０内にプラズマを確立することができる。いくつかの実施形態では、基板は、第３の電極１２４を使用して電気的バイアスに供することができる。

［００３１］処理領域１２０内のプラズマにエネルギーを与えると、プラズマと第１の電極１０８との間に電位差が確立され得る。電位差はまた、プラズマと第２の電極１２２との間に確立され得る。次に、電子コントローラ１３４、１４０を使用して、２つの調整回路１２８及び１３６によって表される接地経路の流れ特性を調整することができる。設定点は、第１の調整回路１２８及び第２の調整回路１３６に供給されて、堆積速度及び中心からエッジまでのプラズマ密度の均一性の独立した制御を提供することができる。電子コントローラが両方とも可変コンデンサであり得る実施形態では、電子センサは、独立して堆積速度を最大化し、厚さの不均一性を最小化するように可変コンデンサを調整することができる。

［００３２］調整回路１２８、１３６のそれぞれは、それぞれの電子コントローラ１３４、１４０を使用して調整することができる可変インピーダンスを有することができる。電子コントローラ１３４、１４０が可変コンデンサである場合、各可変コンデンサの静電容量範囲、及び第１のインダクタ１３２Ａと第２のインダクタ１３２Ｂのインダクタンスを選択して、インピーダンス範囲を提供することができる。この範囲は、プラズマの周波数及び電圧特性に依存する可能性があり、各可変コンデンサの静電容量範囲が最小になる可能性がある。したがって、第１の電子コントローラ１３４の静電容量が最小又は最大である場合、第１の調整回路１２８のインピーダンスは高くなり得、その結果、基板支持体上に最小の空中又は横方向カバレッジを有するプラズマ形状が生ずる。第１の電子コントローラ１３４の静電容量が第１の調整回路１２８のインピーダンスを最小化する値に近づくと、プラズマの空中の及ぶ範囲は最大になり、基板支持体１０４の作業領域全体を効果的にカバーすることができる。第１の電子コントローラ１３４の静電容量が最小インピーダンス設定から逸脱するにつれて、プラズマ形状がチャンバ壁から収縮する可能性があり、基板支持体の空中の及ぶ範囲が低下する可能性がある。第２の電子制御装置１４０は、同様の効果を有し得、第２の電子コントローラ１４０の静電容量が変化し得ると、基板支持体上のプラズマの空中の及ぶ範囲を増加及び減少させることができる。

［００３３］電子センサ１３０、１３８は、閉ループでそれぞれの回路１２８、１３６を調整するために使用され得る。使用するセンサタイプに応じて、電流又は電圧の設定値を各センサに取り付けることができ、センサに、設定点からの逸脱を最小にするために、それぞれの電子コントローラ１３４、１４０への調整を決定する制御ソフトウェアを設けることができる。その結果、プラズマ形状が選択され、処理中に動的に制御され得る。前述の議論は、可変コンデンサであり得る電子コントローラ１３４、１４０に基づいているが、調整可能な特性を備えた任意の電子部品を使用して、調整可能なインピーダンスを調整回路１２８及び１３６に提供することができることは理解されるべきである。

［００３４］図２は、本技術のいくつかの実施形態による例示的な基板支持体２００の概略断面図を示す。基板支持体２００は、上記のチャンバ１００、又は静電チャッキングが使用され得る他の任意の処理チャンバに含むことができる。基板支持体２００は、上記の基板支持体１０４の追加の細部を含むことができ、そして前述のような材料、構成要素、又は特性のいずれかを含み得る。

［００３５］基板支持体２００は、プラテン２０５及びプラテンと結合され得るステム２１０を含む、図示されるようなペデスタルであり得る。プラテンは、いくつかの実施形態では、セラミック材料又は任意の他の誘電体材料であるか、又はそれらを含むことができ、そしてプラテンの表面にわたって半導体基板を支持するように構成することができる。前述のように、基板支持体２００は、加熱要素又は他の構成要素を含む、前述の任意の構成要素を含むことができ、基板支持体２００は、調整されたチャッキングメカニズムとして機能し、基板支持体にわたって個別に制御されるチャッキング領域を提供し得る、１つ又は複数の導電性メッシュを含むことができる。

［００３６］示されるように、基板支持体２００は、プラテン２０５内に組み込まれた第１の導電性メッシュ２１５を含み得る。第１の導電性メッシュ２１５は、基板を基板支持体にクランプするための第１の静電チャッキングメッシュとして動作するように構成することができる。第１の導電性メッシュは、プラテンにわたって半径方向又は横方向に延在させることができ、基板支持体にわたる領域を実質的又は完全に覆うことができ、これは電圧が第１の導電性メッシュ２１５に印加されたときに、基板全体にわたってクランプ力又は静電力を提供し得る。第１の導電性メッシュ２１５は、図示のように開孔部又は間隙を含むことができ、これは、以下でさらに説明されるように、第１の導電性メッシュを通過する１つ又は複数の構成要素の通過を容易にし得る。

基板支持体２００はまた、本技術のいくつかの実施形態において、１つ又は複数の追加の導電性メッシュを含むことができ、これは、第１の導電性メッシュ２１５と協調して動作して、基板支持体の１つ又は複数の領域に沿って調整可能なチャッキング制御を提供することができる。例えば、第２の導電性メッシュ２２０は、プラテン２０５内に組み込むことができ、第２のチャッキングメッシュとして動作するように構成することができる。以下にさらに例示及び示されるように、第２の導電性メッシュ２２０は、環状形状によって特徴付けることができ、第１の導電性メッシュ２１５と基板を着座させることができるプラテンの表面との間の基板支持体２００内に配置することができる。他の実施形態では、第２の導電性メッシュ２２０は、第１の導電性メッシュ２１５の直径よりも小さい直径によって特徴付けられるような円形メッシュであってよい。

［００３８］第２の導電性メッシュ２２０は、いくつかの実施形態では、第１の導電性メッシュ２１５の外径に等しいか又は類似する外側環状半径によって特徴付けることができる。第２の導電性メッシュ２２０は、ペデスタルを通る中心軸に向かって任意の距離であり得る内側環状半径によって特徴付けることができ、ペデスタル支持体内に組み込まれたいくつかの追加のチャッキングメッシュが考慮され得る。例えば、図示のように、基板支持体２００は、静電チャッキングのための追加の制御領域を提供するために、いくつかの追加のチャッキングメッシュを含み得る。前に説明したように、基板のたわみは引張又は圧縮のいずれかである可能性があるため、基板の異なる領域での強化されたチャッキングは、処理されている基板に対応するために、ほとんどすべてのプロセス中に適用される利点を提供する可能性がある。したがって、本技術のいくつかの実施形態では、基板支持体は、ベースのチャッキングメッシュに加えて、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、又はそれより多くの追加のチャッキングメッシュを含むことができる。

［００３９］図に示されるように、基板支持体２００は、基板支持体の別個のゾーン内に分散され、ベースチャッキングメッシュを覆う４つの追加のチャッキングメッシュを含み得る。例えば、第２の導電性メッシュ２２０に加えて、第３の導電性メッシュ２２５をプラテン２０５内に組み込むことができ、第３のチャッキングメッシュとして動作するように構成することができる。第３の導電性メッシュ２２５は、図示のように、第２の導電性メッシュ２２０の内側環状半径内に含めることができる。第３の導電性メッシュ２２５はまた、環状形状によって特徴付けることができるが、いくつかの実施形態では、メッシュは、第１の導電性メッシュ２１５の直径よりも小さい直径によって特徴付けることができるが、円形又は第１の導電性メッシュ２１５と同様の形状によって特徴付けることができる。第４の導電性メッシュ２３０は、プラテン２０５内に組み込むことができ、第４のチャッキングメッシュとして動作するように構成することができる。第４の導電性メッシュ２３０は、第３の導電性メッシュの内側環状半径内に含めることができ、また、任意の追加のメッシュに応じて、上記のように環状又は円形であってよい。第５の導電性メッシュ２３５は、プラテン内に組み込まれ、第４の導電性メッシュ２３０の内側環状半径内に含めることができる。メッシュはまた、図示のように環状又は円形であってよく、そして最も内側のメッシュとして含まれる場合、基板支持体を通る中心軸に沿って同軸的に延在させることができる。本技術の実施形態によれば、図示の任意の数又はサイズのメッシュを基板支持体内に含めることができ、基板支持体は、図示の追加メッシュのいずれかを含む場合も含まない場合もあることは理解されたい。

［００４０］図示のように、いくつかの実施形態では、追加のチャッキングメッシュのそれぞれは、基板支持体内で同一平面上にあることができ、基板支持体を通る中心軸の周りで同心であることができる。追加のチャッキングメッシュはまた、第１の導電性メッシュ２１５と同軸であってよい。示されるように、環状の間隙などの間隙は、個々の操作を可能にするために、各追加のメッシュの間に維持され得る。いくつかの実施形態では、基板支持体は、操作のために個々のメッシュの電気的絶縁を維持し得る誘電体又はセラミック材料であってよい。

［００４１］ペデスタル内に組み込まれた各導電性メッシュは、電源２４０と結合させることができる。いくつかの実施形態では、各導電性メッシュは、単一の電源から、独立して動作可能であることができるが、いくつかの実施形態では、各導電性メッシュは、別個の電源と結合することができる。各電源は、静電チャッキングのために導電性メッシュに電圧を提供するように構成することができる。静電チャッキングは、半導体処理中に基板を維持するために、公称で約２００Ｖ以下の電圧を印加する場合がある。本技術の実施形態によれば、複数のメッシュが基板支持内に組み込まれる場合、より小さい電圧を利用して、第１の導電性メッシュ２１５によるクランプ効果を維持することができる一方で、追加の電力が他の各導電性メッシュに適用されて、基板にわたるいくつかの場所で調整可能なクランプを提供することができる。追加のチャッキングメッシュを使用して、個々の領域ごとに特定のチャッキング電圧を提供できるため、第１の導電性メッシュ２１５などのメイン又はベースチャッキングメッシュに印加される電圧を低減して、処理のための基板位置を維持するための最小限のチャッキングを提供することができる。したがって、いくつかの実施形態では、導電性メッシュの構成に応じて、第１の導電性メッシュに印加される電圧は、約４００Ｖ以下であることができ、及び約３５０Ｖ以下、約３００Ｖ以下、約２５０Ｖ以下、約２００Ｖ以下、約１５０Ｖ以下、約１００Ｖ以下、約８０Ｖ以下、約６０Ｖ以下、約５０Ｖ以下の、又はそれを下回る電圧であってよい。本開示を通して議論される任意の電圧は、任意の極性であり得、議論される任意のメッシュは、本技術の実施形態においていずれかの極性で操作され得ることが理解されるべきである。例えば、本技術の実施形態では、すべてのメッシュのいずれかを同じ極性又は異なる極性で操作することができる。

［００４２］電圧が追加の導電性メッシュのいずれかに印加されると、電圧は、第１の導電性メッシュによって印加される電圧で累積的に動作することができ、これは、追加の導電性メッシュに関連付けられた領域内の基板に追加のチャッキングを提供することができる。追加のメッシュのそれぞれは、約５０Ｖ以上の任意の電圧で動作させることができ、約１００Ｖ以上、約１５０Ｖ以上、約２００Ｖ以上、約２５０Ｖ以上、約３００Ｖ以上、約３５０Ｖ以上、約４００Ｖ以上、約４５０Ｖ以上、約５００Ｖ以上の、又はそれを超える電圧で動作させることができる。

［００４３］その結果、各メッシュの累積効果が適用されると、第１の導電性メッシュに印加される電圧に応じて、電圧は、約５０Ｖ以下から、約５０Ｖ以上であり得る特定の領域において、任意の特定の領域における結合電圧までの範囲であってよく、記載されている電圧の組み合わせのいずれか以上、あるいは記載された範囲内に包含される任意の電圧又は電圧範囲内で増加させることができる。印加電圧の増加と基板の領域での接触を増加させる能力との間には相関関係があり得るが、前述のように電圧を特定のしきい値を超えて増加させると、基板の特性によっては、加えられているクランプ力により基板がたわんだり、変形したり、破損したりする可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、第２の電圧は、約１，１００Ｖ以下に維持することができ、約１，０００Ｖ以下、約９００Ｖ以下、約８００Ｖ以下に、又はそれを下回って維持することができる。

［００４４］いくつかの実施形態では、１つ又は複数の熱電対をシステム内に組み込んで、基板又は基板支持体に沿った領域内の温度プロファイルを決定又は推定することができる。より高い又はより低い温度などの基板支持内の温度の不一致に基づいて、推定を実行して、基板との接触の問題を決定することができる。したがって、温度測定を使用して、不均一な堆積を招き得る温度の影響を補償するために、特定の領域でチャッキングを増加させるか減少させるかを決定することができる。例えば、熱電対リードは、基板支持ステム２１０を通って延在させることができ、温度測定のために、基板支持の各領域内に熱電対２５０を位置付け又は関連付けることができる。図示のように、４つの追加のチャッキングメッシュが含まれる場合、関連するチャッキングメッシュごとに、個々の領域に関連付けられた個々の熱電対と共に４つの熱電対を含めることができる。実施形態では、任意の数の追加のチャッキングメッシュ及び／又は熱電対を基板支持内に組み込んで、任意の数の領域でのチャッキング又は測定の増加を提供することができる。

［００４５］第１の導電性メッシュは常に操作することができ、追加の導電性メッシュはプロセスの必要性に基づいて操作することができるため、いくつかの実施形態では、構成要素間で損失又は漏れが発生する可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、材料２４５は、第１のチャッキングメッシュと、上にある他のチャッキングの互いとの間に配置することができる。材料は、任意の電気絶縁材料であることができ、いくつかの実施形態では、材料はまた、下にある１つ又は複数のヒータ要素から基板への十分な熱伝達を維持するために熱伝導性であることができる。例えば、雲母シート又は他の導電性及び／又は熱伝導性材料を、第１の導電性メッシュと、第１の導電性メッシュと基板支持体の表面との間に含まれる他の導電性メッシュとの間に配置することができる。さらに、雲母シートはまた、電極コネクタ若しくはカップリング及び／又は熱電対を上にある電極と接続させるために、あるいは基板支持内に位置付けるために延在させることができる第１の導電性メッシュ内に形成される間隙若しくは開孔部を通って垂直に延在させることができる。これは、いくつかの実施形態において、構成要素間の絶縁をさらに提供し得る。

［００４６］操作において、電圧は複数の方法で印加することができる。例えば、静電結合のためのベース電圧を第１の導電性メッシュ２１５に印加することができ、これは、いくつかの実施形態では最小電圧であってよい。ウエハのたわみ又はプロファイルに応じて、基板の位置チャッキングを増やすように、追加の導電性メッシュを係合させることができる。例えば、基板の半径方向のエッジが基板支持体から離れる方向にたわんでいる可能性があるいくつかの実施形態では、第２の導電性メッシュ２２０を係合させて、この領域に印加される電圧を増加させることができる。同様に、堆積プロファイルに応じて、導電性メッシュのいずれかでチャッキングを調整することにより、特定の領域でチャッキングを増加又は減少させることができる。例えば、特定の導電性メッシュを係合させることによって位置決めクランプを増加させることに加えて、いくつかの実施形態では、特定の領域を除く他のすべての領域でチャッキングを増加させることによって特定の領域で、特定の領域内のチャッキングを効果的に減少させることができる。他の任意の数の調整は同様に本技術に包含され、議論された例は本技術を制限することを意図していないことは理解されたい。

［００４７］図３は、本技術のいくつかの実施形態による例示的な基板支持体２００の概略平面図を示し、上記の基板支持体２００の上面図を示すことができる。基板支持体は、他の場所で論じられている他のいずれかの基板支持体の特徴、構成要素、又は特性のいずれかを含み得ることは理解されるべきである。示されているように、追加のチャッキングメッシュのいくつかの環状の性質をこの図に見ることができる。例えば、第２の導電性メッシュ２２０、第３の導電性メッシュ２２５、第４の導電性メッシュ２３０、及び第５の導電性メッシュ２３５のそれぞれは、対応するカバレッジ領域を例示するように見ることができる。さらに、各個々のチャッキングメッシュ間に、導電性メッシュ間の相互作用が制限できる間隙が示されている。各間隙内に、第１の導電性メッシュ２１５が見られ、これは、前述のように、基板全体にわたってクランプするために、基板支持体にわたって延在させることができる。

［００４８］図４は、本技術のいくつかの実施形態による半導体処理の方法４００における例示的な操作を示している。本方法は、前述のチャンバのいずれかを含む、１つ又は複数のチャンバで実施することができ、前述のシステム又はチャンバの他のいずれかの態様と共に、前述の基板支持体のいずれかを含むことができる。方法４００は、本技術による方法のいくつかの実施形態に具体的に関連付けられてもされなくてもよい、いくつかの任意の操作を含み得る。例えば、操作の多くは、構造形成のより広い範囲を提供するように説明されているが、技術にとって重要ではないか、又は容易に理解されるように代替の方法論によって実行され得る。例えば、そして前述のように、操作は、基板を上記の処理チャンバ１００などの処理チャンバに送達する前に実行することができ、方法４００は、前述の基板支持体２００のいくつか又はすべての態様を用いて、あるいは用いずに実行することができる。

［００４９］操作４０５で、方法４００は、半導体処理チャンバの処理領域内の基板支持体上に半導体基板をクランプすることを含み得る。基板は、基板支持体にわたって延在させることができる上記の第１の導電性メッシュ２１５などの基板支持体の第１の導電性メッシュを係合させることによりクランプすることができる。操作４１０で、基板支持体内の１つ又は複数の追加の導電性メッシュを係合させることができる。１つ又は複数の追加の導電性メッシュは、少なくとも１つの環状メッシュ又は円形メッシュ、あるいは第１の導電性メッシュを覆う任意の他の形状のメッシュを含み得る。第１の導電性メッシュは、前述の任意の電圧などの第１のクランプ電圧で基板を係合させることができる。次に、１つ又は複数の追加の導電性メッシュは、第１のクランプ電圧よりも高い第２のクランプ電圧で基板の領域を係合させることができる。いくつかの実施形態では、二次導電性メッシュを操作することの累積効果のために、１つ又は複数の追加の導電性メッシュは、第１の導電性メッシュよりも低い電圧で動作させながら、累積効果により、基板をさらにクランプすることができる。例えば、第１の導電性メッシュを１００Ｖで動作させる場合、第２の導電性メッシュは、基板支持体の特定の領域において５０Ｖで動作させることができる。したがって、基板の他の領域は１００Ｖで係合させることができるが、第２の導電性メッシュに対応する領域は、例えば、１５０Ｖで係合させることができる。他の任意の組み合わせ又はチャッキングシナリオは、前述のように同様に包含され、本技術によって同様に包含されると理解されるであろう。

［００５０］次に、半導体処理操作を操作４１５で実行することができ、これは、堆積、エッチング、又は説明したように静電チャッキングから利益を得ることができる他の任意の処理を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の温度を、任意選択の操作４２０で、基板又は基板支持体にわたって監視することができる。温度は、均一なプロセスを実行できるかどうか、又は温度の影響が発生している可能性があるかどうかを判断するために使用できる。いくつかの実施形態では、これらの読み取り値又は測定値を使用して、基板支持体の１つ又は複数の領域のチャッキング電圧を調整することができる。例えば、１つの非限定的な実施形態では、基板温度はより低くなる可能性があり、これは完全な接触の欠如によって引き起こされる可能性がある。これは、基板又は基板支持体における低下した温度として記録される場合があるか、あるいは基板支持体の温度は、例えば、低下した熱伝達のために、より高くなる場合がある。それに応答して、関連するチャッキングメッシュのチャッキング電圧は、その領域で増加するか、又はそうでなければ任意選択の操作４２５で調整することができ、これにより、基板の領域へのより均一な熱伝達を提供することができる。さらに、堆積処理などの後続の処理では、基板にわたる厚さの測定値が、基板における領域の低減した接触と相関している可能性がある。したがって、その後の処理は、厚さの変化に対応し、基板にわたる均一性を改善するために、１つ又は複数の関連する領域でのチャッキングを増加又は減少させることができる。

［００５１］本技術の実施形態による方法及び構成要素を利用することにより、材料の堆積又は形成を改善することができる。基板支持体にわたるチャッキングの増大した制御を提供することにより、温度分布の均一性を改善することができ、これにより、実行される処理を改善することができる。

［００５２］前述の説明では、説明の目的で、本技術の様々な実施形態の理解を提供するために多くの詳細が示されている。しかしながら、当業者には、これらの詳細のうちの一部がなくても、あるいは、追加の詳細があれば、特定の実施形態を実施できることが明らかであろう。

［００５３］いくつかの実施形態を開示したが、当業者は、実施形態の趣旨から逸脱することなく、様々な修正、代替構造、及び均等物を使用できることが認識するであろう。さらに、本技術を不必要に曖昧にすることを避けるために、いくつかのよく知られたプロセス及び要素は説明されていない。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。さらに、方法又はプロセスは、順次若しくは段階的に説明され得るが、操作は、同時に、あるいは記載されているものとは異なる順序で実行され得ることは理解されるべきである。

［００５４］値の範囲が提示される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間の各介在値はまた、下限の単位の最小単位まで具体的に開示されることが理解される。記載された範囲の任意の記載値又は記載されていない介在値の間の任意の狭い範囲、そしてその記載範囲のその他任意の記載された又は介在する値も包含される。これらの小さい範囲の上限と下限は、個別に範囲に含めることも除外することもでき、いずれか、どちらでもない、又は両方の限界がより狭い範囲に含まれている各範囲も本技術に含まれ、指定された範囲で特に除外された制限が適用される。記載された範囲に限界の一方又は両方が含まれる場合、含まれる限界のいずれか又は両方を除く範囲も含まれる。

［００５５］本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別途明示しない限り複数の指示物を含む。したがって、例えば、「前駆体」への言及は、複数のそのような前駆体への言及を含み、「層」への言及は、１つ又は複数の層、並びに当業者に知られているその均等物への言及などを含む。

［００５６］また、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、記載された特徴、整数、構成要素、又はステップの存在を特定することを意図しているが、一又は複数のその他の特徴、整数、構成要素、工程、動作、又はグループの存在又は追加を除外するものではない。

Claims (17)

1. プラテンの表面にわたって半導体基板を支持するように構成されている前記プラテンを含むペデスタル；
   前記プラテン内に組み込まれ、第１のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、前記プラテンにわたって半径方向に延在している第１の導電性メッシュ；
   前記プラテン内に組み込まれ、第２のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、環状形状によって特徴付けられ、前記第１の導電性メッシュと前記プラテンの前記表面との間に配置されている第２の導電性メッシュ；及び
   前記第１の導電性メッシュと前記第２の導電性メッシュとの間に配置されている雲母のシート
   を含む、半導体処理チャンバ。
2. 前記プラテン内に組み込まれ、第３のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、前記第２の導電性メッシュの内側環状半径内に含まれ、前記第１の導電性メッシュと前記プラテンの前記表面との間に配置されている第３の導電性メッシュをさらに含む、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
3. 前記第２の導電性メッシュ及び前記第３の導電性メッシュが、前記プラテン内で同一平面上にある、請求項２に記載の半導体処理チャンバ。
4. 前記第２の導電性メッシュ及び前記第３の導電性メッシュが、環状の間隙によって分離されている、請求項３に記載の半導体処理チャンバ。
5. 前記第２の導電性メッシュに関連付けられた第１の熱電対、及び
   前記第３の導電性メッシュに関連付けられた第２の熱電対
   をさらに含む、請求項４に記載の半導体処理チャンバ。
6. 前記第１の導電性メッシュ及び前記第２の導電性メッシュが、電源によって、各々独立して制御可能である、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
7. 前記雲母のシートが、前記第１の導電性メッシュ内に形成されている開孔部内に延在し、電極コネクタが前記開孔部及び前記雲母のシートを通って延在して前記第２の導電性メッシュと電気的に結合している、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
8. 前記第１の導電性メッシュ及び前記第２の導電性メッシュと軸方向に位置合わせされている少なくとも２つの追加の導電性メッシュをさらに含む、請求項１に記載の半導体処理チャンバ。
9. プラテンの表面にわたって半導体基板を支持するように構成されている前記プラテン；
   前記プラテン内に組み込まれ、第１のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、前記プラテンにわたって半径方向に延在している第１の導電性メッシュ；
   前記プラテン内に組み込まれ、第２のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、環状形状によって特徴付けられ、前記第１の導電性メッシュと前記プラテンの前記表面との間に配置されている第２の導電性メッシュ；
   前記プラテン内に組み込まれ、第３のチャッキングメッシュとして動作するように構成されており、前記第２の導電性メッシュの内側環状半径内に含まれ、前記第１の導電性メッシュと前記プラテンの前記表面との間に配置されている第３の導電性メッシュ；
   前記第２の導電性メッシュに関連付けられた第１の熱電対；及び
   前記第３の導電性メッシュに関連付けられた第２の熱電対
   を含む、
   基板支持ペデスタル。
10. 前記第２の導電性メッシュ及び前記第３の導電性メッシュが、前記プラテン内で同一平面上にある、請求項９に記載の基板支持ペデスタル。
11. 前記第２の導電性メッシュ及び前記第３の導電性メッシュが、環状の間隙によって分離されている、請求項１０に記載の基板支持ペデスタル。
12. 前記第１の導電性メッシュ及び前記第２の導電性メッシュが、前記プラテン内で電源によって、各々独立して制御可能である、請求項９に記載の基板支持ペデスタル。
13. 前記第１の導電性メッシュと前記第２の導電性メッシュとの間に配置されている雲母のシートをさらに含む、請求項９に記載の基板支持ペデスタル。
14. 前記雲母のシートが、前記第１の導電性メッシュ内に形成されている開孔部内に延在し、電極コネクタが前記開孔部及び前記雲母のシートを通って延在して前記第２の導電性メッシュと電気的に結合している、請求項１３に記載の基板支持ペデスタル。
15. 前記第１の導電性メッシュ及び前記第２の導電性メッシュと軸方向に位置合わせされている少なくとも２つの追加の導電性メッシュをさらに含む、請求項９に記載の基板支持ペデスタル。
16. 基板支持体の第１の導電性メッシュを係合させることによって、前記基板支持体上に基板をクランプすることであって、前記第１の導電性メッシュは前記基板支持体にわたって延在し、かつ雲母のシートが前記第１の導電性メッシュの上に配置されている、基板をクランプすること；
    前記基板支持体の第２の導電性メッシュを係合させることであって、前記第２の導電性メッシュは、前記第１の導電性メッシュ及び前記雲母のシートの上にある環状メッシュを含み、前記第１の導電性メッシュは、第１のクランプ電圧で前記基板を係合し、前記第２の導電性メッシュは、前記第１のクランプ電圧よりも高い第２のクランプ電圧で前記基板を係合する、前記基板支持体の前記第２の導電性メッシュを係合させること；
    前記基板または前記基板支持体にわたって１つ以上の温度を監視することであって、前記温度の測定値はクランプ電圧の調整に用いられる、温度を測定すること；及び
    前記基板上で半導体処理操作を実行すること
    を含む、半導体処理方法。
17. 前記第２の導電性メッシュが、環状形状によって特徴付けられ、前記基板支持体は、第３の導電性メッシュをさらに含み、前記第２の導電性メッシュ及び前記第３の導電性メッシュは同一平面上にある、請求項１６に記載の半導体処理方法。