JP2010515269A - プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置 - Google Patents
プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010515269A JP2010515269A JP2009544208A JP2009544208A JP2010515269A JP 2010515269 A JP2010515269 A JP 2010515269A JP 2009544208 A JP2009544208 A JP 2009544208A JP 2009544208 A JP2009544208 A JP 2009544208A JP 2010515269 A JP2010515269 A JP 2010515269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrical contact
- wafer
- contact elements
- surface region
- outer annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32697—Electrostatic control
- H01J37/32706—Polarising the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。一実施形態では、装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも1つの電気接触素子が内側表面領域(例えばウェハの中心から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域)と接触し、少なくとも1つの電気接触素子が外側環状表面領域(例えばウェハの外縁部から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域)と接触するよう、配置される。
【選択図】図2
【選択図】図2
Description
本発明は、概して半導体ウェハ処理に関し、より詳しくは、プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置に関する。
プラズマドーピング(PLAD)のようなプラズマ処理は、魅力的な半導体デバイス処理方法として支持されている。例えば、PLADは、従来のビームライン注入装置より小さいフットプリントを維持しつつ、半導体注入処理におけるスループットを高める能力を含む複数の利点を提供している。
PLADを用いると、図1Aおよび1Bにおける例が示すように、プラズマ16存在下でパルス直流(DC)14を印加することによりプラテン12上のウェハ10にイオンが注入される。注入プロセス中は、プラテンまたはE−チャック12がウェハ10を押え付け、バネ付きピン18によってウェハ10との電気的接触がもたらされる。イオン注入エネルギーは、一般的に−0.05から−50kVの範囲のDCまたはパルスDCバイアス電圧がウェハ10に印加されることによって決定される。図に示されるように、電極20は、導体またはプレート22(例えばアルミニウム)を介してDCバイアス源14に接続される。所定のプラズマ組成およびウェハ10の基板材料については、DCパルス14の電圧が注入されるイオン種の深さプロフィールを決定する。DCバイアス電圧をウェハ10に印加することにより、新たに注入されるイオンのエネルギー、および、注入深さプロフィールが正確に制御できるようになる。
PLADの課題の1つは、アーク放電しないようにすることである。一般的に、ウェハ10への電気的接触が不十分であるとアーク放電が生じ、ウェハ10の端と周囲の電極(例えば図1Bのシールドリング24)との間のギャップ(例えば図1Bの26)に電位差ができる。PLADにおけるアーク放電を無くすことにより信頼性の高いパフォーマンスを提供すべく、ウェハとの電気的接触を堅固にすることが望まれる。しかしながら、ウェハ10は、その背面にさまざまな膜(例えば、酸化物、窒化物、フォトレジスト、ポリシリコンなど)を多くの場合有し、それらがウェハの背面における電気的接触を最適化することを困難にしている。
さらに、スループットを向上させるべくプラズマ濃度を高めることが要求される場合、PLAD処理状況下においてウェハには相当量の電流を流す必要がある。当該電流は、バルク材料の抵抗率、電気的接触の広がり抵抗、および/または、接触抵抗によるウェハ全体の電圧勾配を招く。電圧勾配は、電流が印加される有限の接触領域が原因でウェハにおける不均一なバイアスを生じる。抵抗率および/または電流が十分大きい場合、電圧勾配は、最終的にドーパントの接合深さに影響を与え、それによってシート抵抗にも影響が及ぶ。ウェハの背面領域の電圧勾配が大きいと、ダメージはウェハの背面の電気的接触領域に局所化される。
上記に鑑み、関連技術の上記のような欠点の少なくとも1つに取り組む必要がある。
プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。一実施形態では、装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも1つの電気接触素子が内側表面領域(例えばウェハの中心から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域)と接触し、少なくとも1つの電気接触素子が外側環状表面領域(例えばウェハの外縁部から、ウェハの半径の約半分の距離までの間の領域)と接触するよう、配置される。
本開示の第1の側面は、プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置を目的とし、当該背面は、内側表面領域と、外側環状表面領域とを画定する。装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス電源からウェハプラテン上のウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供する。複数の電気接触素子は、少なくとも1つの電気接触素子が内側表面領域と接触し、少なくとも1つの電気接触素子が外側環状表面領域と接触するよう、配置される。
本開示の第2の側面は、プラズマ処理の間に電気的接触を提供する方法であって、半導体ウェハの背面と接触するためにプラテンを用いる方法を目的とする。方法は、少なくとも1つの電気接触素子をウェハの内側表面領域と接触させる段階と、少なくとも1つの電気接触素子をウェハの外側環状表面領域と接触させる段階と、ウェハをプラズマ処理する段階と、を備える。
本開示の第3の側面は、プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置を目的とする。装置は、ウェハを支持するウェハプラテンと、ウェハプラテンに結合された複数の電気接触素子とを備え、複数の電気接触素子の少なくとも1つは、隣接する電気接触素子から約50mm未満の距離に配置される。
本発明の上記および他の特徴は、開示される実施形態の以下のさらに詳細な説明によって明らかになろう。
以下の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。同様の参照符号は同様の構成要素を示す。
プラズマ処理の間に半導体ウェハとの電気的接触を向上させる方法および装置が開示される。
添付の図面を参照すると、図2は、本開示の一実施形態に係る、プラズマ処理(例えばプラズマドーピング(PLAD))の間に、ウェハ102を支持する装置100を示す。ウェハ102は、ウェハプラテン106に当接する背面104を有する。ウェハプラテン106の上面における任意のスペースは、複数のチャネル108である。さらに、プラテン106の下にはプレート110が設けられ、プラテン106は、シールドリング112で囲まれている。
一実施形態では、ウェハ102の配置は、第1の内側表面領域114および第2の外側環状表面領域116を有するように定められる。平面図では概ね円形のウェハ102は、ウェハ102の中心または中心線(C.L.)から半径R1を有する形状である。寸法R2は、半径R1の約半分である。一実施形態では、第1の部分114は、ウェハ102の中心CLから距離約R2までの間におけるウェハ102の一領域として定められる。したがって、第2の部分116は、ウェハ102の外縁部118から距離約R2までの間におけるウェハ102の一領域として定められるウェハ102の一部を含む。
他の実施形態では、第1の内側表面領域114と、第2の外側環状表面領域116とは、同じ面積を有するウェハ102の2つの部分として定められてよい。したがって、第1の内側表面領域114は、ウェハ102のCLから距離約0.707R1までの間におけるウェハ102の一領域として定められてよい。第2の外側環状表面領域116は、ウェハ102の外縁部118から距離約0.707R1までの間におけるウェハ102の一領域として定められるウェハ102の一部を含んでよい。しかしながら、例示したような、各領域を定める半径の寸法は、変えてもよく、添付の請求項の記載以外は限定としてみなされるべきでないことを理解されたい。PLADで製造されるウェハ102のさらに高度な特性は、複数の電気接触素子120を、少なくとも1つの電気接触素子120Aは第1の部分114と接触し、少なくとも1つの電気接触素子120Bは第2の部分116と接触するように配置することによって得られる。他の実施形態では、ウェハ102の背面104は、別の数の領域に画定されてよい。例えば、Nはウェハ102が割り当てられる領域数である場合、Nは2を上回ってよい。他の実施形態では、ウェハ102は、複数の外側環状表面領域116によって画定されてよい。このように、電気接触素子120は、3つ以上の外側環状表面領域116と接触してよい。
本開示の複数の側面では、電気接触素子120のさまざまな構成、および、そのレイアウトが用いられてよい。例えば、図2では、複数の電気接触素子は、ウェハ102の背面104と係合し且つ接触するために第1の部分114と接触する第1のタイプ120A(例えばピン)を含む。電気接触素子の第2のタイプ120B(例えばリング)は、背面104と係合し且つ接触するために第2の部分116と接触する。
図3および4は、ウェハ102の背面104を支持する装置200、300の他の実施形態を示す。装置200、300は、ペデスタル(またはカソード)206の上にプラテン(例えばE−クランプ)202を有する。複数の電気接触素子120(すなわち図3における120C、120D、および、図4における120C、120E)が背面104と接触する。さらに、イオン注入の注入量を測定するファラデーカップ(図示せず)が設けられてもよい。図3では、シールドリング204がアタッチメント208(プレートねじ、横ねじなど)によってプラテン202に取り付けられる。シールドリング204は、電気接触素子120D(例えばエッジ接触リング)を有する。アタッチメント208を用いることにより、エッジ接触リング120Dは、電気接触素子120Cと共に背面104との適切な接触をもたらすよう調整されることができる。電気接触素子120Dの高さは、アタッチメント208によって正確に調整されてよい。図4における実施形態(つまり装置300)は、電気接触素子120Eをプラテン202に付勢して係合させるために電気接触素子120Eに取り付けられるスプリング302を有する。このように、電気接触素子120Eを背面104に付勢することにより、電気接触素子120Eと背面104との間における適切な電気的接触が得られる。その結果、パルスDCバイアスがウェハ102に印加され、それによってウェハ102のエッジに沿っておよび/または近傍におけるアーク放電が無くなるおよび/または非常に減少する。
関連技術の装置、および、本開示に係る装置の一実施形態に対してベンチテストが行われた。ベンチテストでは、ウェハと電気的に接触するさまざまな方法についてのインピーダンスとして以下のデータを得た。3つのピンを有する電気的接触装置(米国特許第7,126,808の図2(a)における20を参照のこと)では、64ボルトの接触電圧、および、240または250ミリアンペアの電流がウェハに印加されると、ウェハ全体で測定された抵抗は、256から266.7オームになることがわかった。一方、本開示の実地形態に係る、図3に示される実施形態のようなアルミニウムの電気接触素子120を有する装置100、200、300によって支持されるウェハ102に13ボルトの接触電圧、および、700ミリアンペアの電流が印加されると、ウェハ102全体で18.6オームの抵抗が測定される。本開示の他の実施形態では、ウェハ102が電気的に接触した場合、ウェハ102全体で約30オームを下回る抵抗が測定される。このように、ウェハ102全体で低抵抗を得る有意で望ましい結果が得られる。
電気的接触を提供する他の実施形態が図5Aから5Fに示されている。ウェハ102は、当該ウェハ102と係合し且つ接触する複数の電気接触素子120を有するように示されている。例えば、図5Aは、略三角形に配置された第1の電気接触素子120F(例えば3つの接続ピン)と、ウェハ102の外縁部118にまたは外縁部118近傍に配置された第2の電気接触素子120G(例えばエッジリング)とを示す。第2の電気接触素子120Gは、外縁部118から約0mm〜約20mmの距離に配置されてよい。図5Aは、ピンおよびエッジリングによる構成を示しているが、他の構成でも同様の結果を得ることができる。例えば、第2の電気接触素子120Gは、断続的なリング、マルチピースリング、複数のピン、および/または同様なものであってよい。同様に、第1の電気接触素子120Fは、異なる数のピン(例えば、1本、2本、7本など)、リング、断続的なリング、マルチピースリング、および/または同様なものであってよい。
図5Bから5Fは、電気接触素子120の構成についての、ここでは「密集した」構成と呼ぶ他の実施形態を示す。密集した構成では、複数の電気接触素子120は互いに当接(すなわち接触)し、および/または、それぞれの電気接触素子120は、隣接する電気接触素子120から約0mm〜約50mm(すなわち約50mm未満)の距離内に配置される。あるいは、ウェハ102の背面104(図2を参照のこと)と複数の電気接触素子120との名目上の総接触面積は、背面104の総面積の約50%を上回ってよい(すなわち名目上の総接触面積の、背面の面積に対する比率は、約1/2を上回ってよい)。他の実施形態では、ウェハ102の背面104(図2を参照のこと)と複数の電気接触素子120との名目上の総接触面積は、背面104の総面積の約80%を上回ってよい(すなわち名目上の総接触面積の、背面の面積に対する比率は、約4/5を上回ってよい)。一実施形態では、図5Bから5Dに示されるように、電気接触素子120は、ウェハ102との接触のために六角形をなすよう配置される。電気接触素子120の数は、例えば、7(図5B)、19(図5C)、および/または、37(図5D)を含め、さまざまであってよい。複数の同心多角形を含め、電気接触素子120の他の同心多角形配置も用いられてよい。例えば、電気接触素子120は、三角形、四角形、五角形、または、他の形状をなすよう配置されてよい。形状は、対称的またはパターン化されている必要はない。
他の実施形態では、図5Eに示されるように、電気接触素子120は、ウェハ102との接触のために複数の同心多角形を形成するよう配置される。この場合、複数の同心多角形の少なくとも2つは、互いに斜めの関係にある(例えば半径方向に整列配置していない)頂点を有する。例えば、電気接触素子120は、第1の六角形パターンの頂点が第2の六角形パターンの頂点と半径方向で一直線上に並ばないように、同心の六角形(例えば、2つ以上の)を描いてウェハ102と接触するよう配置される。このように、同心のチャネル(電気接触素子120同士の間隔)は最小化される。
他の実施形態では、図5Fに示すように、電気接触素子120H(例えばピン)は、ウェハ102との接触のために多角形(例えば六角形)の頂点および/または中心に配置されるような形状をなして配置される。このように、電気接触素子120Hの複数の隣接する多角形パターン(例えば複数の六角形)がウェハ120との接触のために形成される。図5Fでは、電気接触素子120Hの単一の六角形配置を示しているが、本開示の側面から逸脱せずに、ウェハ102との接触のためにいかなる数の隣接する多角形(例えば六角形)上に複数の電気接触素子120Hが配置されてよい。
いずれにしても、背面104への電気接触素子120の分布、構成、配置、および/または、数量は、装置100、200、300によって実装されうる最悪のケースの抵抗率(すなわち最も高い抵抗率)を有するウェハ102について、ウェハ102における電圧分布が最小になるようにされる。この電圧は、注入されるドーパントの接合深さがごくわずかおよび/またはゼロになるような値に保たれる。さらに、背面104への電気接触素子120の分布、構成、配置、および/または、数量は、ウェハ102における接触抵抗および/または広がり抵抗が最小になるよう選択される。これらの抵抗値は、注入中は最大電流での電圧降下をほとんど許容しない閾値に維持される。
電気接触素子120にはさまざまな材料が用いられてよい。材料の選択は、ウェハ102基板材料(p型またはn型)、および、ウェハ102基板におけるフィルムの厚みに基づいてよい。材料の選択は、注入されるp型材料およびn型材料のいずれかに対して、または、p型材料およびn型材料の両方に対して最適化されてよい。例えば、電気接触素子120の適切な材料は、金属または合金を含んでよい。さらに、電気接触素子120の適切な材料は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、上記元素を用いて形成されたシリコンカーバイドおよび/またはシリサイドを含んでよい。
本開示の他の側面は、異なる電気接触素子120について異なる材料を提供することを含む。例えば、複数の電気接触素子120は、電気接触素子120の第1のグループと、電気接触素子120の第2のグループとにより定められてよい。第1のグループは第1の材料を有し、第2のグループは、第2の材料を有する。このように、電気接触素子120の第1のグループは、例えば、p型シリコン基板に適した材料タイプ"A"を有し、電気接触素子120の第2のグループは、例えば、n型シリコン基板に適した材料タイプ"B"を有してよく、あるいは、その逆でもよい。第1のグループと第2のグループとでは電気接触素子120の数量が異なる、同様、および/または、同一であってよい。例えば、電気接触素子120の総数量の約半分は、p型シリコン基板に適した材料から形成されてよく、電気接触素子120の総数のもう半分は、n型シリコン基板に適した材料から形成されてよい。このような構成によって、異なるウェハ120基板(例えばp型シリコン基板、n型シリコン基板など)を処理するために2つの異なる装置を用いる必要が無くなる。
本開示の他の側面は、図6Aおよび6Bに示されるような、電気接触素子120Jおよび120Kの係合端402に有益な形状を付与することを含む。係合端402の形状および表面粗さは、ウェハ102における接触抵抗および広がり抵抗のどちらも最小限にするよう選択される。係合端402の図6Aに示されるような比較的大きい半径R1および/または曲率半径R2を有する電気接触素子120Jを提供することにより、背面104と接触する表面積は最大になる。例えば、半径R1は、約0.5mmから約25mmの範囲であってよい。同様に、曲率半径R2は、約0.5mmから約100mmの範囲であってよい(完全な平面に近い)。
図6Bを参照すると、背面104に対して高性能な電気的接触を提供する他の側面は、電気接触素子120Kによって実現し、電気接触素子120Kは、略平坦な係合端402と、電気接触素子120Kに沿って配置された連結デバイス404とを有する。連結デバイス404は、例えば、ウェハ102を処理する間、電気接触素子120Kと背面104との間の接触をより良く維持する機械式回転軸、ヒンジ、および/または同様なものを含んでよい。いずれにしても、本開示の実施形態における、複数の電気接触素子120と背面104との間の総接触面積は、約1mm2から約400mm2の範囲であってよい。
これまで上記特定の実施形態に関連して本発明を説明してきたが、多くの変更例、修正例、および、バリエーションが存在することが当業者には明らかであろう。したがって、上記本発明の実施形態は、例であって、制限することを意図していない。以下の請求項において定義される本発明の趣旨および範囲に逸脱せずに多くの変更がなされうる。
Claims (38)
- プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置であって、前記背面は、内側表面領域と外側環状表面領域とを画定し、前記装置は、
前記ウェハを支持するウェハプラテンと、
複数の電気接触素子と、
を備え、
前記複数の電気接触素子のそれぞれは、バイアス源から前記ウェハプラテンにおける前記ウェハにバイアス電圧を供給する経路を提供し、前記複数の電気接触素子は、少なくとも1つの電気接触素子と前記内側表面領域とが接触し、少なくとも1つの電気接触素子と前記外側環状表面領域とが接触するように配置される、
装置。 - 前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から前記ウェハの半径(R)の約半分の距離(R/2)までの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から前記距離までの領域として画定される、請求項1に記載の装置。
- 前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から距離約0.707Rまでの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約0.707Rである前記距離までの領域として画定され、Rは、前記ウェハの半径を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記外側環状表面領域と接触する前記少なくとも1つの電気接触素子は、リングを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、金属または合金を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、シリコンカーバイド、および、シリサイドのうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、約0.5mmから約25mmまでの範囲の断面半径と、約0.5mmから約100mmまでの範囲の端部半径とのうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、ヒンジまたは接合部を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子と、前記ウェハの前記背面との総接触面積は、約1mm2から約400mm2までの範囲である、請求項1に記載の装置。
- 前記内側表面領域における前記少なくとも1つの電気接触素子は、前記外側環状表面領域における前記少なくとも1つの電気接触素子とは異なる形状を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、前記バイアス電圧が供給された場合、前記ウェハ全体の抵抗を約30オーム未満にする、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、略六角形を形づくる、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、複数の同心多角形を形づくる、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の同心多角形は、第1組の頂点を有する第1の多角形と、第2組の頂点を有する第2の多角形とを有し、前記第1組の頂点と、前記第2組の頂点とは、半径方向で一直線上に並ばない、請求項13に記載の装置。
- 前記外側環状表面における前記少なくとも1つの電気接触素子は、前記ウェハの外縁部から約20mm以内に配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記外側環状表面領域は、複数の環状表面領域を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、複数の隣接する多角形を形づくる、請求項1に記載の装置。
- 半導体ウェハの背面と接触するためのプラテンを用い、プラズマ処理の間に電気的接触を提供する方法であって、
少なくとも1つの電気接触素子を前記ウェハの内側表面領域と接触させる段階と、
少なくとも1つの電気接触素子を前記ウェハの外側環状表面領域と接触させる段階と、
前記ウェハをプラズマ処理する段階と、
を備える方法。 - 前記背面は、(前記)内側表面領域と、(前記)外側環状表面領域とを画定し、前記内側表面領域は、前前記ウェハの中心から前記ウェハの半径(R)の約半分の距離(R/2)までの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約R/2である前記距離までの領域として画定される、請求項18に記載の方法。
- 前記背面は、前記内側表面領域と、前記外側環状表面領域とを画定し、前記内側表面領域は、前記ウェハの中心から距離約0.707Rまでの領域として画定され、前記外側環状表面領域は、前記ウェハの外縁部から約0.707Rである前記距離までの領域として画定され、Rは、前記ウェハの半径を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記外側環状表面領域と接触する前記少なくとも1つの電気接触素子は、リングを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子は、金属または合金を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子は、チタン、アルミニウム、タングステン、タンタル、コバルト、ニッケル、シリコン、シリコンカーバイド、および、シリサイドのうちの少なくとも1つを有する、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、約0.5mmから約25mmまでの範囲の断面半径と、約0.5mmから約100mmまでの範囲の端部半径とのうちの少なくとも1つを有する、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、ヒンジまたは接合部を有する、請求項18に方法の装置。
- 前記複数の電気接触素子と、前記ウェハの前記背面との総接触面積は、約1mm2から約400mm2までの範囲である、請求項18に記載の方法。
- 前記内側表面領域における前記少なくとも1つの電気接触素子は、前記外側環状表面領域における前記少なくとも1つの電気接触素子とは異なる形状を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記ウェハと電気的に接触する段階と、
前記ウェハ全体の抵抗を約30オーム未満とする段階と、
をさらに備える、請求項18に記載の方法。 - 前記複数の電気接触素子は、略六角形を形づくる、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子は、複数の同心多角形を形づくる、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の同心多角形は、第1組の頂点を有する第1の多角形と、第2組の頂点を有する第2の多角形とを有し、前記第1組の頂点と、前記第2組の頂点とは、半径方向で一直線上に並ばない、請求項30に記載の方法。
- 前記外側環状表面における前記少なくとも1つの電気接触素子は、前記ウェハの外縁部から約20mm以内に配置される、請求項18に記載の方法。
- 前記複数の電気接触素子は、複数の隣接する多角形を形づくる、請求項18に記載の方法。
- プラズマ処理の間に半導体ウェハの背面を支持する装置であって、
前記ウェハを支持するウェハプラテンと、
前記ウェハプラテンに結合される複数の電気接触素子と、
を備え、
前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、隣接する電気接触素子から約50mm未満の距離に配置される、
装置。 - 前記複数の電気接触素子の名目上の総接触面積と前記ウェハの前記背面の総面積との比率は、少なくとも約1:2である、請求項34に記載の装置。
- 前記比率は、少なくとも約4:5である、請求項35に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子の少なくとも1つは、隣り合う電気接触素子と接触している、請求項34に記載の装置。
- 前記複数の電気接触素子は、実質的に多角形を形づくる、請求項34に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/616,314 US20080160212A1 (en) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | Method and apparatuses for providing electrical contact for plasma processing applications |
PCT/US2007/088291 WO2008083023A1 (en) | 2006-12-27 | 2007-12-20 | Method and apparatuses for providing electrical contact for plasma processing applications |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010515269A true JP2010515269A (ja) | 2010-05-06 |
Family
ID=39364013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009544208A Withdrawn JP2010515269A (ja) | 2006-12-27 | 2007-12-20 | プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080160212A1 (ja) |
JP (1) | JP2010515269A (ja) |
KR (1) | KR20090109543A (ja) |
CN (1) | CN101601118A (ja) |
TW (1) | TW200834682A (ja) |
WO (1) | WO2008083023A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016511551A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-04-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 銅のuv支援反応性イオンエッチング |
JP2017117559A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | イオン注入装置 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101047467B1 (ko) * | 2008-11-03 | 2011-07-07 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 기판처리장치 |
WO2014164300A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-09 | Applied Materials, Inc | Pulsed pc plasma etching process and apparatus |
US20190088518A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with cooled and conducting pins |
US10904996B2 (en) * | 2017-09-20 | 2021-01-26 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with electrically floating power supply |
US10555412B2 (en) | 2018-05-10 | 2020-02-04 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage |
US11476145B2 (en) | 2018-11-20 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias |
KR20210107716A (ko) | 2019-01-22 | 2021-09-01 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 펄스 전압 파형을 제어하기 위한 피드백 루프 |
US11508554B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-11-22 | Applied Materials, Inc. | High voltage filter assembly |
US11462389B2 (en) | 2020-07-31 | 2022-10-04 | Applied Materials, Inc. | Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system |
US11798790B2 (en) | 2020-11-16 | 2023-10-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for controlling ion energy distribution |
US11901157B2 (en) | 2020-11-16 | 2024-02-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for controlling ion energy distribution |
US11495470B1 (en) | 2021-04-16 | 2022-11-08 | Applied Materials, Inc. | Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma |
US11791138B2 (en) | 2021-05-12 | 2023-10-17 | Applied Materials, Inc. | Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing |
US11948780B2 (en) | 2021-05-12 | 2024-04-02 | Applied Materials, Inc. | Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing |
US11967483B2 (en) | 2021-06-02 | 2024-04-23 | Applied Materials, Inc. | Plasma excitation with ion energy control |
US20220399185A1 (en) | 2021-06-09 | 2022-12-15 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber and chamber component cleaning methods |
US11810760B2 (en) | 2021-06-16 | 2023-11-07 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method of ion current compensation |
US11569066B2 (en) | 2021-06-23 | 2023-01-31 | Applied Materials, Inc. | Pulsed voltage source for plasma processing applications |
US11776788B2 (en) | 2021-06-28 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Pulsed voltage boost for substrate processing |
US11476090B1 (en) | 2021-08-24 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Voltage pulse time-domain multiplexing |
US11972924B2 (en) | 2022-06-08 | 2024-04-30 | Applied Materials, Inc. | Pulsed voltage source for plasma processing applications |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5055964A (en) * | 1990-09-07 | 1991-10-08 | International Business Machines Corporation | Electrostatic chuck having tapered electrodes |
US6146504A (en) * | 1998-05-21 | 2000-11-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate support and lift apparatus and method |
US6367413B1 (en) * | 1999-06-15 | 2002-04-09 | Tokyo Electron Limited | Apparatus for monitoring substrate biasing during plasma processing of a substrate |
US6268994B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-07-31 | Dorsey Gage, Inc. | Electrostatic chuck and method of manufacture |
TW519716B (en) * | 2000-12-19 | 2003-02-01 | Tokyo Electron Ltd | Wafer bias drive for a plasma source |
US7126808B2 (en) * | 2003-04-01 | 2006-10-24 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Wafer platen equipped with electrostatic clamp, wafer backside gas cooling, and high voltage operation capability for plasma doping |
US7083702B2 (en) * | 2003-06-12 | 2006-08-01 | Applied Materials, Inc. | RF current return path for a large area substrate plasma reactor |
US7332061B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-02-19 | Intel Corporation | Integration of multiple frequency band FBAR filters |
-
2006
- 2006-12-27 US US11/616,314 patent/US20080160212A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-12-20 WO PCT/US2007/088291 patent/WO2008083023A1/en active Application Filing
- 2007-12-20 KR KR1020097015561A patent/KR20090109543A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-12-20 JP JP2009544208A patent/JP2010515269A/ja not_active Withdrawn
- 2007-12-20 CN CNA2007800510638A patent/CN101601118A/zh active Pending
- 2007-12-25 TW TW096149922A patent/TW200834682A/zh unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016511551A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-04-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 銅のuv支援反応性イオンエッチング |
JP2017117559A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | イオン注入装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090109543A (ko) | 2009-10-20 |
TW200834682A (en) | 2008-08-16 |
WO2008083023A1 (en) | 2008-07-10 |
CN101601118A (zh) | 2009-12-09 |
US20080160212A1 (en) | 2008-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010515269A (ja) | プラズマ処理のための電気的接触を提供する方法および装置 | |
US8879233B2 (en) | Electrostatic chuck with polymer protrusions | |
TWI301730B (ja) | ||
US6482307B2 (en) | Method of and apparatus for making electrical contact to wafer surface for full-face electroplating or electropolishing | |
US8199454B2 (en) | Electrostatic chuck and substrate temperature adjusting-fixing device | |
CN100589228C (zh) | 用于实现均匀等离子处理的阶梯式上部电极 | |
US20130155569A1 (en) | High Conductivity Electrostatic Chuck | |
KR20010086294A (ko) | 정전 척 | |
JPS60208836A (ja) | プラズマ・エツチング装置 | |
KR20130088748A (ko) | 표면저항이 높은 정전 척 | |
CN109509694A (zh) | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 | |
KR102255246B1 (ko) | 정전척 및 그 제조방법 | |
US20200234932A1 (en) | Heated pedestal design for improved heat transfer and temperature uniformity | |
US6852208B2 (en) | Method and apparatus for full surface electrotreating of a wafer | |
JP2023078436A (ja) | プラズマ処理チャンバのための電極 | |
KR20230085191A (ko) | 베벨 증착 감소를 위한 후면 가스 누출 | |
JP2001007090A (ja) | プラズマエッチング装置用フォーカスリング | |
KR102006435B1 (ko) | 보트 장치 | |
JP2017212332A (ja) | 電極内蔵型載置台構造 | |
US20050274604A1 (en) | Plating apparatus | |
JPH09237827A (ja) | 静電吸着装置及びそれを用いた電子ビーム露光装置 | |
JPH0663107B2 (ja) | 平行平板型ドライエツチング装置 | |
TW201639071A (zh) | 晶圓支持構造體 | |
KR20060127495A (ko) | 특정 면방향을 갖는 단결정실리콘을 사용한 캐소드전극 및이를 이용한 웨이퍼식각장치 | |
US6184613B1 (en) | Electrode assembly, cathode device and plating apparatus including a gap configured to eliminate a concentration of a line of electrical force at a boundary between a cathode and plate forming surface of an object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110301 |