JP2002527887A - プラズマ処理室におけるウェハバイアス補償方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理室におけるウェハバイアス補償方法及び装置Info
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Abstract
Description
テムの処理室の中で、静電チャック上で半導体ウェハを静電的に挟持するための
改良された方法と装置に関する。
に使用される。例えば、プラズマ半導体処理は一般にエッチング、酸化、化学蒸
着法(CVD)において使用される。プラズマ半導体処理は通常、プラズマ処理
システムを用いて実行され、一般に、制御された環境を提供するプラズマ処理室
を備える。
ェハや基板)を支える静電チャックを備えている。静電チャックはウェハをチャ
ックに固定するために静電気を利用する。静電チャックは従来技術では公知であ
り、例えば、"High Power Electrostatic Chuck Contact(強力静電チャック接点
)"と題されたフランソワ・ギュイヨによる米国特許第5,789,904号公報に詳細に
記載されている。
電チャックが単一の極を有するのに対して、両極静電チャックは二つの極を有す
る。図1Aは、単極静電チャック(ESC)104を備える典型的なプラズマ処
理システム100を示す。プラズマ処理システム100は、プラズマ処理室10
2、高周波(RF)電源118、ESC電源116を備えている。プラズマ処理
室102内には、シャワーヘッド110、ESC104と、ESC104の上に
配置された半導体ウェハ106が配置されている。シャワーヘッド110は通常
、ソースガスをプラズマ処理室102のプラズマ領域に放出するために使われ、
石英のような非半導体物質で形成されている。
プラズマが形成される。ウェハ106は、プラズマにより処理されるように静電
チャック104上に配置されている。静電チャック104は、金属層109上に
配置された誘電層108を備える。金属層109は静電極(すなわち電極)とし
て働き、図1の単極ESC構成においては陰に偏倚する。熱伝達ガス(例えばヘ
リウム)が圧力をかけられて、静電チャック104とウェハ106の間のポート
114を通って供給される。ガスは、ウェハ106と静電チャック104の間で
熱伝達媒体として作用し、処理中のウェハ温度の制御を助ける。
源116が作動している。プラズマがプラズマ領域120に発生しているとき、
プラズマは主としてウェハ106とグラウンドの間で結合される抵抗器として機
能する。この構成においては、ESC極は負の直流電位にバイアスをかけられる
。静電極の直流電位が極の上部表面とウェハの下部表面間の電位差を作り出し、
それにより、ウェハ106を静電チャック104に対して適切な場所に保持して
おくための静電力を生成する。静電チャックは従来技術では公知であり、以下の
文献に詳細に記載されている。"Dynamic Feedback Electrostatic Wafer Chuck(
ダイナミック・フィードバック静電ウェハ・チャック)"と題された.ジョーンズ
他による米国特許出願第08/624,988号公報、カストロ他による米国特許出願第08
/550,510号公報。
ズマ処理システム100を示す。両極静電チャック150は、一対の金属部分1
52と154を有する。金属部分152はESC電源116の陰極端子に接続さ
れるのに対し、金属部分154はESC電源116の陽極端子に接続される。こ
れらの金属部分152と154は、それぞれ陰極と陽極となる一対の電極として
機能する。RF電源118は静電チャック150に接続され、プラズマを励起す
る。金属部分の最上部には誘電層156が配置されている。供給チューブ158
が、静電チャック150を通って形成され、処理中にウェハ106に冷却ガス(
例えばヘリウム)を供給する。
ヘッド110とともに作動しているとき、陽電位と陰電位がそれぞれ陽極と陰極
に誘導され、それにより、各極とそれぞれを被うウェハ領域との間に静電力を発
生させる。静電力は、処理中に静電チャック150に対して適切な場所にウェハ
106を保持する。
においてもプラズマ処理システム100の稼動中に、セルフバイアス電圧を発生
させる。例として、単極ESC構成でRF電源作動中にESC電源が静電チャッ
ク104に200ボルト(V)を供給する場合、ウェハ106は100Vのセル
フバイアス電圧を発生させる。これは、有効な固定力が100Vしかなく、それ
によりウェハ106の固定が非効率的になることを意味する。
ラズマと接続されたシリコンカーバイド抵抗器を用いることにより、ウェハのセ
ルフバイアス電圧を補償する。残念ながら、この解決法は適用が極めて限定され
ており、特定の化学反応、プロセス、およびまたはチャンバにおいてしか作用し
ない。
アス電圧に基づいてプラズマ処理中にバイアスを補償するというものである。例
えば、望ましい電圧を500ボルトと仮定すれば、ウェハのバイアス電圧が30
0ボルトと概算された場合、望ましい500ボルトを発生させるためにESC電
源の設定電圧が800ボルトにセットされる。しかしながら、処理パラメータの
変化に応じてウェハのバイアス電圧が刻々変化するので、このソリューションで
は最適な補償はできない。
く設定された電圧により静電チャックが損傷を受ける可能性があるという点であ
る。例えば、RF電源が適切な時に作動させられないと、ESC電源の高く設定
された電圧が静電チャックをひどく損傷することがある。
電気的接触が困難であるため、チャンバ内でのプラズマ処理中にウェハのバイア
ス電圧を直接に測定することは困難である。そのうえ、余計な電気的接触はチャ
ンバ内の敏感なプラズマ処理に影響を与える可能性があるので、そのような電気
的接触は望ましくない。
ェハのセルフバイアスを効果的に補償するための装置と方法が望まれる。更に、
静電チャックを損傷することなくウェハのセルフバイアスにおける変化をダイナ
ミックに補償できる装置と方法が望まれる。
装置、方法、システムを供給することにより、これらの必要を満たすものである
。本発明が、プロセス、装置、システム、装置、方法、コンピュータ読み取り可
能媒体などを含む多数の手段で実施されうることは理解されるべきである。本発
明の創意に富む数個の実施形態を以下に記す。
ック上に配置されたウェハのバイアス電圧を補償するための、バイアス補償装置
を供給する。プラズマ処理システムは、静電チャックに接続される静電電源とR
F電源を備える。バイアス補償装置は、電圧変換器、記憶ユニット、電圧調整回
路を備える。電圧変換器は、静電チャックの電圧Vppを検出するために静電チ
ャックに接続される。電圧変換器は検出電圧を低い電圧Vrefへと変換する。
記憶ユニットは、校正曲線の所定の傾きと所定のオフセットを記憶する。校正曲
線は、複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧の関数としてフィッティン
グさせることにより導出される。
ニットから傾きとオフセットを入力するために接続される。その結果、電圧調整
回路は、バイアス電圧を補償するために傾きとオフセットによりVrefを変更
できる。電圧調整回路は変更済のVrefを静電チャック電源に伝え、静電チャ
ック電源は調整されたVrefを静電チャックへの入力用にバイアス補償電圧へ
と変換する。
処理システムを提供する。このシステムは、プラズマ処理室、静電電源、RF電
源、バイアス補償装置を備える。プラズマ処理室は、静電チャックとシャワーヘ
ッドを備える。静電チャックは、金属層の上に配置された誘電層を持ち、ウェハ
を支えることができる。シャワーヘッドはチャンバ内にガスを放出することがで
きる。静電電源は静電チャックと接続され、静電チャックに直流高電圧を供給す
る。RF電源は静電チャックと接続され、静電チャックにRF電圧信号を供給す
る。
れ、より低い電圧Vrefを生じさせるために金属部分の電圧Vppを検出する
。バイアス電圧補償装置は、校正曲線を用いてVrefを調整して、調整電圧V
adjを生成する。校正曲線は、複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧
の関数としてフィッティングさせることにより導出される。静電電源は調整電圧
Vadjを受け取り、静電チャック電源への入力用に調整電圧Vadjをバイア
ス補償電圧へと変換する。
理室内の静電チャック上の定位置に配置されたウェハのバイアス電圧の補償法を
提供する。プラズマ処理システムは、静電チャックに接続される静電電源とRF
電源を備える。この方法は、(a)複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電
圧の関数としてフィッティングさせることにより導出される校正曲線の、傾きと
オフセットを決定するステップ、(b)静電チャックの電圧Vppを検出するス
テップ、(c)検出電圧をより低い電圧Vrefに変換するステップ、(d)バ
イアス電圧を補償できるようにVrefを傾きとオフセットにより変更するステ
ップ、(e)変更済のVrefを静電チャック電源への入力用にバイアス補償電
圧へと変換するステップ、を含む。
内の静電チャック上の定位置に配置されたウェハのバイアス電圧の補償装置を提
供する。プラズマ処理システムは、静電チャックに接続される静電電源とRF電
源を備える。バイアス補償装置は、(a)複数のウェハバイアス電圧を静電チャ
ック電圧の関数としてフィッティングさせることにより導出される校正曲線の、
傾きとオフセットを決定する手段、(b)静電チャックの電圧Vppを検出する
手段、(c)検出電圧をより低い電圧Vrefに変換する手段、(d)バイアス
電圧を補償するために傾きとオフセットによりVrefを変更する手段、(e)
変更済のVrefを静電チャック電源への入力用にバイアス補償電圧へと変換す
る手段、を含む。
ェハのセルフバイアスを直接に測定することなく、効果的に補償する、装置、方
法、システムを提供する。また、本発明はサンプルウェハのバイアス電圧を静電
チャック電位との相関を明らかにし、校正曲線を生成する。校正曲線から生み出
される傾きとオフセットは、静電チャックへの供給電圧を変更するために使われ
、それにより、処理中のウェハに接触することなくウェハバイアスを補償する。
これにより、静電チャックを損傷することなく、処理中に変化するウェハバイア
ス電圧のダイナミックな補償が可能となる。これらをはじめとする本発明の利点
は、以下の詳細な記述を読み、図面の様々な図を検討することにより明らかとな
ろう。
置、方法及びシステムに付き説明する。以下の説明では、本発明の完全な理解を
可能とするために、多数の具体的な詳細が説明される。しかしながら、本発明が
これらの具体的な細部の一部または全部なしでも実施し得ることは、当業者には
自明であろう。他方で、本発明を不要にわかりにくくするのを避けるため、公知
の処理ステップは詳述していない。
電圧(Vdc)を補償する。校正曲線は、Vdcを静電チャックの電極のピーク
トゥピーク電圧Vppの関数としてプロットしたものである。校正曲線から、傾
きとオフセット電圧が決定される。傾きとオフセット電圧はその後、静電チャッ
クに供給されるESCの設定電圧を調整するのに使われる。このようにして、V
dcを直接に測定することなく、ウェハのセルフバイアス電圧がダイナミックに
補償される。
線生成器220を接続されたプラズマ処理システム200を示す。プラズマ処理
システム200は、プラズマ処理室202、ESC電源216、RF電源218
を備えている。更にプラズマ処理室202は、シャワーヘッド212、静電チャ
ック204、半導体ウェハ206を備えている。RF電源218がピークトゥピ
ーク電圧Vppを有する高周波信号を発する一方、ESC電源216はDC電圧
を発する。チャンバ202は、校正処理の間、真空状態にとどまる。本発明の利
点の理解を容易にするため、ここではプラズマ処理システム200は詳細に説明
されているが、発明自体はいかなるタイプのウェハ処理装置にも限定されること
はないし、公知のウェハ処理システムのいずれにも適用可能であることは、留意
されるべきである。すなわち、析出、酸化、エッチング(ドライエッチング、プ
ラズマエッチング、反応性イオンエッチング(RIE)、磁気的反応性イオンエ
ッチング(MERIE)、電子サイクロトロン共鳴(ECR)を含む)などに適
合するシステムであり、また、これらに限定されない。
0を備える。金属層208は、電極として機能し、ESC電源216とRF電源
218に接続される。ESC電源216は、0〜2,000ボルトを発すること
のできる強力装置であることが望ましい。
であればどれでもよい。1本以上の供給チューブ214が、ヘリウムのような冷
却ガスを供給するために静電チャック204の一つ以上の部分を通っている。図
2Aでは、単極静電チャックが描かれているとはいえ、校正曲線生成器220は
、他の単極および両極静電チャックにも使用しうることは留意すべきである。
るためにウェハ206に接続される。ウェハバイアス電圧はウェハの最上部表面
で測定されることが望ましい。校正曲線生成器220はまた、電極のピークトゥ
ピーク電圧Vppを測定するために金属部分208にも接続される。
フローチャートを示している。操作252において、テスト用に真空室202内
の静電チャック204上にサンプルウェハが置かれる。次に操作254において
、校正曲線生成器220がサンプルウェハとESCの電極に電気的に接続される
。テスト処理を実施するために、ESC電源216とRF電源218が入れられ
る。ESC電源216は設定電圧を電極に伝え、RF電源218はRF信号を電
極に伝える。RF信号は、60Hz〜50MHzであることが望ましい。
正曲線生成器220はテスト・ウェハの複数のバイアス電圧(Vdc)とそれに
対応するESC電極のピークトゥピーク電圧(Vpp)を測定する。Vdcとそ
れに結びついたVppの測定は、様々な操作条件で実行されうる。例えば、Vd
cとVppの異なった値を引き出すために、RF電源218から受ける電圧を変
えることができる。
るVppのサンプルポイントがプロットされ、フィッティングされて、校正曲線
が生成される。校正曲線はVppのVdcとの相関を明らかにする。VdcとV
ppの値が線形の校正曲線を生成するようにフィッティングされることが望まし
い。次に、操作262において、生成した校正曲線から傾きとオフセット電圧が
決定される。この方法は操作264で終了する。
を生じさせるようにVdcとVppのサンプルポイントをプロットしたグラフ2
80を示している。サンプルポイントは正方形のブロックで表されている。サン
プルポイントは、Vppをx軸方向にVdcをy軸方向にプロットされている。
次に、公知の曲線フィッティング技術を用いて、校正曲線286がサンプルポイ
ントから生成される。
ト電圧はVdcの値をプロットしたy軸と校正曲線の交点を決定することにより
算出される。交点の電圧がオフセット電圧である。他方、校正曲線の傾きは、公
知の傾き決定技術により決定されうる。例えば、校正曲線の傾きは、校正曲線上
の2点282と284を選択し、選択ポイントのVdcの値の差(Vy)をVp
pの値の差(Vx)で割ることにより算出される。以下に記されるように、この
ように決定された傾きとオフセット電圧は、チャンバ202内のウェハのプラズ
マ処理中にウェハのセルフバイアスを補償するために使われる。
はウェハのプラズマ処理中のウェハのセルフバイアスを補償するために、オフセ
ットと傾きを使用する。図2Dは、本発明の一実施形態に従った、半導体ウェハ
234のセルフバイアスをダイナミックに補償するためのバイアス補償装置22
2に接続されたプラズマ処理システム200を示す。半導体ウェハ234は、処
理のため静電チャック204上に置かれている。校正曲線から導き出されたオフ
セットと傾きがチャンバ202内のいかなる適切な半導体ウェハまたは基板のセ
ルフバイアス補償にも使用されうることは留意されるべきである。
16との間に接続され、フィードバック・ループを形成する。バイアス補償装置
222は、コンピュータ228、電圧変換器230、電圧調整回路232を備え
る。電圧変換器230は、ESC電極208に接続され、ESC電極208から
来るピークトゥピーク電圧Vppを検出する。静電チャック204は高電圧(例
えば、〜1,000V)をかけられるので、電圧変換器230はVppを変換す
ることにより検出されたVppをより低い電圧Vrefに低減させる。電圧変換
器230は、高電圧を低電圧に変換できる電圧分割回路または他の適切な回路と
して実行されうる。電圧変換器230は、Vppを0〜10Vの範囲のVref
に変換することが望ましい。電圧変換器230は、コンピュータ228から受け
取った傾きとオフセットに基づいてVrefを調整する電圧調整回路232にV
refを送るために接続される。
たオフセットと傾きを記憶する。ESC設定電圧は前もって決定され、ユーザに
よりコンピュータ228にインプットまたはプログラムされる。コンピュータ2
28は、ESC設定電圧、オフセット、傾きを送るために電圧調整回路232に
接続される。コンピュータ228の使用により、ユーザは諸パラメータ、ESC
設定電圧、傾き、オフセットをインプットすることができる。これにより、バイ
アス補償のソフトウェア操作が可能になる。好適な実施形態にはコンピュータが
使用されているが、ESC設定電圧、傾き、オフセットを記憶するために代わり
に記憶エレメント(例えば、RAM、DRAM、ハードディスクなど)が用いら
れてもよいことは理解されるべきである。この態様はコンピュータよりも単純で
あるが、バイアス補償処理の操作にあたっては融通性が減じるであろう。
、RF電源218の作動により、ウェハ処理を開始する。更に、シャワーヘッド
212がチャンバ202のプラズマ領域226にガスを放出する。電圧調整回路
232はVref、傾き、オフセットを受け取り、Vadj=〔(Vref*傾
き)+オフセット〕の等式に従って調整された電圧Vadjを生じさせる。必要
な場合には、電圧調整回路はまた、VadjとESC設定電圧を加算することで
Vsumを生じさせることもできる。調整電圧VadjとVsumはその後、E
SC電源216に送られ、ESC電源216は調整電圧を対応する高電圧レベル
に変換し直す。具体的には、ESC電源216はVadjをバイアス補償電圧に
変換し、それがESCに供給される。同様に、ESC電源216はまた、Vsu
mを対応する高電圧に変換し、それをESCに送ることもできる。
、バイアス電圧を直接に測定することなくウェハ234のバイアスをダイナミッ
クに補償する。なお、校正曲線生成器220とバイアス補償装置222は単極E
SCに接続して示されているが、それらがウェハのセルフバイアスを補償するた
めに適切な型の単極およびまたは両極ESCであれば、いかなるものとでも使用
できることは理解されるべきである。
ステム内でウェハのバイアスを補償する方法300のフローチャートを示してい
る。操作302において、プラズマ処理室用のESC設定電圧、および校正曲線
から導かれた傾きとオフセットが受け取られる。次に操作304において、ウェ
ハがプラズマ処理室内の静電チャック上に置かれる。プラズマ処理システムは、
次に操作306において、ESC電源とRF電源を入れることにより作動させら
れる。このとき、またはその直後に、ガスがウェハを処理するためにチャンバ内
に放出される。
pが検出され、より低い電圧Vrefに変換される。Vrefは次に操作310
において傾きとオフセットにより調整されてVadjを生じさせる。必要な場合
には、操作312において、VadjはESC設定電圧に加算されてVsumを
生み出し、例えば単極ESCの絶縁電極に印加される。次に操作314において
、VadjとVsumは高電圧に変換される。具体的には、Vadjはバイアス
補償電圧に変換されるのに対し、Vsumはバイアス補償電圧とESC設定電圧
の和に変換される。これらの高電圧は次にESCに印加される。
用できる。例えば、図4は、本発明の別の実施形態に従った、絶縁電極を備えた
単極静電チャック404を備えたプラズマ処理システム400を示す。プラズマ
処理システム400は、他の点ではプラズマ処理システム200と同一であり、
同様の方法で働く。
RF電源422を備える。プラズマ処理システム400はバイアス補償装置22
2と接続される。単極静電チャック404は金属層414上に配置された誘電層
410を備える。誘電層410は絶縁電極412を埋設している。
するシャワーヘッド432を備える。ウェハは静電チャック404上に配置され
る。複数の供給チューブ416と418が静電チャック404内に形成され、プ
ラズマ処理中のウェハ406を冷却するためにヘリウムのような冷却ガスをウェ
ハに供給する。
機能する。具体的には、電圧変換器230がESC404の金属層414からの
Vppを検出し、検出された高電圧のVppを調整のために低減された電圧Vr
efに変換する。低減された電圧Vrefは次に、電圧調整回路232に供給さ
れ、電圧調整回路232は、コンピュータ228から受け取ったESC設定電圧
、傾き、オフセットと組み合わせてVrefを調整し、VadjとVsumを生
成する。
jとVsumをそれぞれ、強力なバイアス補償電圧、およびバイアス補償電圧と
ESC設定電圧の和に変換する。ESC電源420は、バイアス補償電圧を供給
するために電極414に接続される。更に、ESC電源420は、バイアス補償
電圧とESC設定電圧の合計をESC404の金属層412に供給する。
するのは、ウェハ406とESC404の間のDCバイアス電位差が大きくなっ
た場合に起こりうる電極の破壊を防ぐためである。合計電圧の供給は、ウェハ4
06とESC404間の電位差を低減することにより、そのような破壊を防ぐ。
バイアス補償電圧は、ウェハ406のバイアスを補償するために、金属層404
に供給される。
ている。両極ESC設定用の校正曲線は、単極ESC設定と同様の方法で、両極
ESCの一つの極からVppを測定することにより生成される。これは、バイア
ス補償処理の間Vppは一つの極から測定され、それにより校正曲線が生成され
ることを意味する。
RF電源520を備える.両極ESC504は、金属層506上に配置された誘
電層508を備える。金属層は二つの部分に分かれ二つの極を形成する。第一の
金属部分は陰極510を、第二の部分は陽極を形成する。処理されるウェハ50
6は、両極ESC504上に配置される。
きに作動し、ガス516がチャンバ502内に放出される。チャンバ502内の
シャワーヘッド514は、ガス516をチャンバ502のプラズマ領域517内
に注入する。プラズマ処理中、ウェハ506の冷却用にヘリウムなどの冷却ガス
を供給するために、供給チューブがESC504内に備えられている。
電圧変換器526、コンピュータ526、電圧調整回路528を備えている。更
に具体的には、電圧変換器526は極510からVppを検出し、調整のため検
出された高電圧を低減された電圧Vrefに変換する。コンピュータ524は、
ESC設定電圧、および校正曲線から決定された傾きとオフセットを記憶し、電
圧調整回路528に伝達する。調整回路528は、電圧変換器に接続されてVr
efを受け取り、Vrefを傾きとオフセットにより調整してVadjを生成す
る。電圧調整回路528は次に、Vadjを一対の抵抗器R1とR2を接続する
接合部に送る。抵抗器の他の端子はそれぞれ、ESC電源518の陰端子と陽端
子に接続される。抵抗器R1とR2は適合抵抗であることが望ましく、ESC5
04に供給される陰陽の電圧をVadjを中心とする電圧とするように機能する
。
ラズマ処理用に静電チャック上に置かれたウェハのセルフバイアスを効果的に補
償する装置、方法、システムを提供する。さらに、本発明は、校正曲線を生成さ
せるためにサンプルウェハのバイアス電圧を静電チャック電圧と相関させる。校
正曲線から割り出された傾きとオフセットは、静電チャックへの供給電圧を変更
するのに使用され、それにより、処理中にウェハに接触することなくウェハバイ
アスを補償する。こうして、静電チャックを損傷することなく、処理中に変化す
るウェハのバイアス電圧を補償できる。
る変形例、代替例及び等価物が存在する。本発明の方法及び装置を実施するため
の代わりの方法が多数あることにも留意されたい。したがって、前記特許請求の
範囲は、本発明の趣旨及び範囲内にあるかかる変形、代替及び均等物のすべてを
含むものとして解釈されるべきである。
を示す図。
続されたプラズマ処理システムを示す図。
。
プルポイントをプロットした典型的なグラフ。
補償するためのバイアス補償装置に接続されたプラズマ処理システムを示す図。
処理システムにおいてウェハのバイアスを補償する典型的な方法のフローチャー
ト。
たプラズマ処理システムを示す図。
ムを示す図。
Claims (41)
- 【請求項1】 静電チャックに接続される静電電源とRF電源とを含むプラ
ズマ処理システムの処理室内で、前記静電チャック上の所定の位置に配置された
ウェハのバイアス電圧を補償するためのバイアス補償装置であって、 前記静電チャックの電圧Vppを検出するために前記静電チャックに接続され
、検出電圧をより低い電圧Vrefに変換する電圧変換器と、 複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧の関数としてフィッティングさ
せることにより導出される校正曲線の所定の傾きと所定のオフセットとを記憶す
る記憶ユニットと、 前記電圧変換器から前記Vrefを受け取るように接続された電圧調整回路で
あって、前記傾きと前記オフセットにより前記Vrefを変更して前記バイアス
電圧を補償するために前記記憶ユニットから前記傾きと前記オフセットを受け取
るように接続されており、さらに、変更済のVrefを前記静電チャック電源に
送り、前記静電チャック電源が前記変更済のVrefをバイアス補償電圧に変換
して前記静電チャックに入力するように構成された電圧調整回路と、を備えるバ
イアス補償装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置であって、 前記記憶ユニットは前記電圧調整回路に伝達するための静電オフセット電圧を
記憶しており、前記電圧調整回路は前記変更済のVrefと前記静電オフセット
電圧の電圧合計値を生成する、装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の装置であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の装置であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の装置であって、 前記誘電層は電極を含み、前記電圧調整回路は、前記ウェハと前記電極との間
の電位差を低減させるように前記電圧合計値を前記誘電層の前記電極に伝達する
装置。 - 【請求項6】 請求項1に記載の装置であって、さらに、 真空状態におけるサンプルウェハの前記バイアス電圧と金属層のVppとを一
対一対応させて測定するために、前記サンプルウェハと前記静電チャックの前記
金属層に接続される校正曲線生成器であって、測定された前記バイアス電圧と前
記Vppをフィッティングさせることにより校正曲線を生成する校正曲線生成器
を備える装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の装置であって、 前記校正曲線の前記オフセットは、前記校正曲線と前記バイアス電圧に関する
軸線との交点における電圧を算出することにより決定される、装置。 - 【請求項8】 請求項6に記載の装置であって、 前記傾きは、前記校正曲線上の2点から決定される装置。
- 【請求項9】 請求項1に記載の装置であって、 前記電圧調整回路は、まず前記傾きを乗算して積を生成し、次にその積に前記
オフセットを加算することにより、前記Vrefを変更する装置。 - 【請求項10】 請求項1に記載の装置であって、 前記静電チャックは単極チャックである、装置。
- 【請求項11】 請求項1に記載の装置であって、 前記静電チャックは両極チャックである、装置。
- 【請求項12】 請求項2に記載の装置であって、 前記静電チャックの設定点と前記傾きと前記オフセットとがユーザにより変更
可能なように、前記記憶ユニットがコンピュータ内に含まれる装置。 - 【請求項13】 請求項2に記載の装置であって、 前記静電チャックの設定点と前記傾きと前記オフセットとがプログラム可能な
ように、記憶ユニットがコンピュータ内に含まれる装置。 - 【請求項14】 ウェハのバイアス電圧を補償するプラズマ処理システムで
あって、 金属層上に配置される誘電層を有しウェハを支持可能な静電チャックと、当該
処理室内にガスを放出するためのシャワーヘッドと、を含むプラズマ処理室と、 前記静電チャックに高DC電圧を供給するために前記静電チャックに接続され
ている静電電源と、 前記静電チャックにRF電圧信号を供給するために前記静電チャックに接続さ
れているRF電源と、 前記静電チャックの金属部分と前記静電電源との間に接続され、前記金属部分
の電圧Vppを検出してより低い電圧Vrefを生成するバイアス電圧補償装置
であって、さらに、校正曲線を用いてVrefを調整し調整電圧Vadjを生成
し、前記校正曲線は、複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧の関数とし
てフィッティングさせることにより導出されるバイアス電圧補償装置と、を備え
、 前記静電電源が、前記調整電圧Vadjを受け取って、前記調整電圧Vadj
を、前記静電チャック電源へ入力するための前記バイアス補償電圧に変換するよ
うに構成されたプラズマ処理システム。 - 【請求項15】 請求項14に記載のシステムであって、 前記バイアス補償装置は、さらに、 前記Vppを検出するために前記静電チャックの前記金属層に接続され、検出
電圧を前記Vrefに変換する電圧変換器と、 前記校正曲線の所定の傾きと所定のオフセットとを記憶する記憶ユニットと、 前記電圧変換器から前記Vrefを受け取るように接続された電圧調整回路で
あって、前記傾きと前記オフセットにより前記Vrefを変更して前記バイアス
電圧を補償するために前記記憶ユニットから前記傾きと前記オフセットを受け取
るように接続されており、さらに、変更済のVrefを前記静電チャック電源に
送り、前記静電チャック電源が前記変更済のVrefをバイアス補償電圧に変換
して前記静電チャックに入力するように構成された電圧調整回路と、を備えるシ
ステム。 - 【請求項16】 請求項14に記載のシステムであって、 前記記憶ユニットは前記電圧調整回路に伝達するための静電オフセット電圧を
記憶しており、前記電圧調整回路は前記変更済のVrefと前記静電オフセット
電圧の電圧合計値を生成する、システム。 - 【請求項17】 請求項15に記載のシステムであって、 前記バイアス補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、システ
ム。 - 【請求項18】 請求項14に記載のシステムであって、 前記誘電層は電極を含み、前記電圧調整回路は、前記ウェハと前記電極との間
の電位差を低減させるように前記電圧合計値を前記誘電層の前記電極に伝達する
システム。 - 【請求項19】 請求項15に記載のシステムであって、さらに、 真空状態におけるサンプルウェハの前記バイアス電圧と金属層のVppとを一
対一対応させて測定するために、前記サンプルウェハと前記静電チャックの前記
金属層に接続される校正曲線生成器であって、測定された前記バイアス電圧と前
記Vppをフィッティングさせることにより校正曲線を生成する校正曲線生成器
を備えるシステム。 - 【請求項20】 請求項19に記載のシステムであって、 前記校正曲線の前記オフセットは、前記校正曲線と前記バイアス電圧に関する
軸線との交点における電圧を算出することにより決定される、システム。 - 【請求項21】 請求項19に記載のシステムであって、 前記傾きは、前記校正曲線上の2点から決定される装置。
- 【請求項22】 請求項15に記載のシステムであって、 前記電圧調整回路は、まず前記傾きを乗算して積を生成し、次にその積に前記
オフセットを加算することにより、前記Vrefを変更するシステム。 - 【請求項23】 請求項15に記載のシステムであって、 前記静電チャックは単極チャックである、システム。
- 【請求項24】 請求項15に記載のシステムであって、 前記静電チャックは両極チャックである、システム。
- 【請求項25】 プラズマ処理システムにおいて、静電チャックに接続され
る静電電源とRF電源とを含むプラズマ処理システムの処理室内で、前記静電チ
ャック上の所定の位置に配置されたウェハのバイアス電圧を補償する方法であっ
て、 複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧の関数としてフィッティングさ
せることにより導出される校正曲線の傾きとオフセットとを決定する工程と、 前記静電チャックの電圧Vppを検出する工程と、 検出電圧をより低い電圧Vrefに変換する工程と、 前記バイアス電圧を補償するために前記傾きと前記オフセットにより前記Vr
efを変更する工程と、 前記静電チャックへ入力するために変更済のVrefをバイアス補償電圧に変
換する工程と、を備える方法。 - 【請求項26】 請求項25に記載の方法であって、さらに、 電圧調整回路に伝達するための静電オフセット電圧を決定する工程と、 前記変更済のVrefと前記静電オフセット電圧とを加算して電圧合計値を生
成する工程と、を備える方法。 - 【請求項27】 請求項25に記載の方法であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、方法。 - 【請求項28】 請求項26に記載の方法であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、方法。 - 【請求項29】 請求項28に記載の方法であって、 前記誘電層は電極を含み、前記ウェハと前記電極との間の電位差を低減させる
ように前記電圧合計値が前記誘電層の前記電極に伝達される方法。 - 【請求項30】 請求項25に記載の方法であって、 前記傾きとオフセットの決定工程が、さらに、 前記静電チャック上に配置されるサンプルウェハに電気的接触を行う工程と、 真空状態における前記サンプルウェハの前記バイアス電圧と前記金属層のVp
pとを一対一対応させて測定する工程と、 測定された前記バイアス電圧と前記Vppをフィッティングさせることにより
校正曲線を生成する工程と、を含む方法。 - 【請求項31】 請求項30に記載の装置であって、 前記オフセットが、前記校正曲線と前記バイアス電圧に関する軸線との交点に
おける電圧を算出することにより、前記校正曲線から決定される装置。 - 【請求項32】 請求項30に記載の装置であって、 前記傾きは、前記校正曲線上の2点から決定される装置。
- 【請求項33】 請求項25に記載の装置であって、 まず前記傾きを乗算して積を生成し、次にその積に前記オフセットを加算する
ことにより、前記Vrefが変更される装置。 - 【請求項34】 静電チャックに接続される静電電源とRF電源とを含むプ
ラズマ処理システムの処理室内で、前記静電チャック上の所定の位置に配置され
たウェハのバイアス電圧を補償するためのバイアス補償装置であって、 複数のウェハバイアス電圧を静電チャック電圧の関数としてフィッティングさ
せることにより導出される校正曲線の傾きとオフセットとを決定する手段と、 前記静電チャックの電圧Vppを検出する手段と、 検出電圧をより低い電圧Vrefに変換する手段と、 前記バイアス電圧を補償するために前記傾きと前記オフセットにより前記Vr
efを変更する手段と、 前記静電チャックへ入力するために変更済のVrefをバイアス補償電圧に変
換する手段と、を備える装置。 - 【請求項35】 請求項34に記載の装置であって、さらに、 電圧調整回路に伝達するための静電オフセット電圧を決定する手段と、 前記変更済のVrefと前記静電オフセット電圧とを加算して電圧合計値を生
成する手段と、を備える装置。 - 【請求項36】 請求項34に記載の装置であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、装置。 - 【請求項37】 請求項35に記載の装置であって、 前記静電チャックは金属層上に配置される誘電層を含んでおり、前記バイアス
補償電圧が前記静電チャックの前記金属層に供給される、装置。 - 【請求項38】 請求項37に記載の装置であって、 前記誘電層は電極を含み、前記ウェハと前記電極との間の電位差を低減させる
ように前記電圧合計値が前記誘電層の前記電極に伝達される装置。 - 【請求項39】 請求項34に記載の方法であって、 前記傾きとオフセットの決定工程が、さらに、 前記静電チャック上に配置されるサンプルウェハに電気的接触を行う手段と、 真空状態における前記サンプルウェハの前記バイアス電圧と前記金属層のVp
pとを一対一対応させて測定する手段と、 測定された前記バイアス電圧と前記Vppをフィッティングさせることにより
校正曲線を生成する手段と、を含む方法。 - 【請求項40】 請求項39に記載の装置であって、 前記オフセットが、前記校正曲線と前記バイアス電圧に関する軸線との交点に
おける電圧を算出することにより、前記校正曲線から決定される装置。 - 【請求項41】 請求項34に記載の装置であって、 まず前記傾きを乗算して積を生成し、次にその積に前記オフセットを加算する
ことにより、前記Vrefが変更される装置。
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