JP2005532668A - プラズマrf源測定用マルチレート処理 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に、周波数同調が可能なソースを採用したRFプラズマシステムに関し、特にRF生成器の同調周波数を追尾し、効率よく不要周波数成分を除去するマルチレート信号処理技術に関する。
半導体業界において、プラズマエッチングは半導体回路の製造には不可欠となっている。実際、エッチャーは、比較的直線に近い垂直エッジが必要な場合、半導体の処理において頻繁に使用される。例えば、MOSトランジスタのポリシリコンゲートのエッチングを行うときに、ポリシリコンのアンダーカッティングはトランジスタの動作に悪影響を及ぼし得る。アンダーカッティングは、液体エッチング法が使用される場合にしばしば直面する。その結果、プラズマエッチングのような他のエッチング技術が発展してきた。電界により加速されたイオンを使用するプラズマエッチングは、水平に露出された表面のみのエッチングを行う傾向があり、それゆえアンダーカッティングを回避できる。
本発明によれば、RF生成器はRFプラズマシステムにおける使用のために提供される。RF生成器は、同調周波数におけるRF電力信号を生成するように動作可能な電力源と、RF電力信号を検出するように適合され、RF電力信号を代表するアナログ信号を生成するように動作可能なセンサユニットであって、アナログ信号が対象周波数と複数の干渉周波数成分とを含むセンサユニットと、センサユニットからアナログ信号を受信し、アナログ信号を、対象周波数を通過させ、干渉周波数成分を拒絶する所定帯域幅内に帯域制限するように適合されたセンサ信号処理ユニットとを含む。センサ信号ユニットはデジタルドメインで実行されることが好ましい。
一例としての単一源RFプラズマシステム10を図1に示す。RFプラズマシステム10はRF生成器12と、整合ネットワーク14と、当業界で周知のプラズマ室16とを具備する。下記の説明は、単一源システムを参照して行うが、本発明のより広い態様は、2つ以上のRF生成器を有するRFプラズマシステムへ適用可能であることは容易に理解される。
Claims (22)
- RFプラズマシステムにおけるRF生成器であって、
同調可能な周波数範囲内での同調周波数においてRF電力信号を生成するように動作可能な電力源と、
前記RF電力信号を検出するように適合され、前記RF電力信号を示すアナログ信号を生成するように動作可能なセンサユニットであって、前記アナログ信号が前記電力源の同調周波数に関連する対象周波数成分を有するセンサユニットと、
前記センサユニットから前記アナログ信号を受信し、対象周波数成分を通過させ、干渉周波数成分を拒絶するように調整可能な所定帯域幅内に前記アナログ信号の帯域制限を行うように適合されたセンサ信号処理ユニットと
を具備するRF生成器。 - 前記アナログ信号はさらに基本周波数成分と複数のスプリアス周波数成分とを有すると規定され、前記センサ信号処理ユニットの所定帯域幅は、前記基本周波数成分を通過させ、前記複数のスプリアス周波数成分を除去するように調整可能である請求項1に記載のRF生成器。
- 前記センサ信号処理ユニットの所定帯域幅は、前記電力源の同調周波数を追尾する請求項1に記載の生成器。
- 前記センサ信号処理ユニットは、
前記センサユニットから前記アナログ信号を受信するように適合され、前記アナログ信号をデジタル電力信号に変換するように動作可能なA/D変換器対と、
前記A/D変換器対から前記デジタル電力信号を受信するように適合され、RF生成器により生成されたRF電力信号を追尾する前記デジタル電力信号からデジタル制御信号を導出するように動作可能なデジタル信号プロセッサと
をさらに含む請求項1に記載のRF生成器。 - 前記センサユニットは、RFライン電圧を示すアナログ電圧信号とRFライン電流を示すアナログ電流信号とを生成し、前記A/D変換器対は前記アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に、前記アナログ電流信号をデジタル電流信号に変換する請求項4に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、前記デジタル電圧信号及びデジタル電流信号の各々に対して、同相信号と直角位相信号とを生成する請求項5に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、
デジタル混合信号を生成するように動作可能なデジタル周波数合成器と、
第1デジタル電力信号を処理する第1処理部と、
第2デジタル電力信号を処理する第2処理部と
をさらに具備し、前記各処理部は、
前記デジタル混合信号と1つの前記デジタル電力信号を受信するように適合され、前記デジタル混合信号と前記1つのデジタル電力信号を結合して複素座標信号を形成するように動作可能なデジタル複素混合器と、
前記複素座標信号を受信するように適合され、前記複素座標信号のデータレートを減少するように動作可能なデシメーションモジュールと、
前記デシメーションモジュールから下方変換された複素座標信号を受信し、前記下方変換された複素座標信号の周波数応答を形成するように適合されたローパスフィルタと
を含む請求項4に記載のRF生成器。 - 前記デシメーションモジュールはさらに、カスケードインテグレータコームフィルタとして規定される請求項7に記載のRF生成器。
- 前記デジタル周波数合成器のデジタル混合信号は、前記電力源の同調周波数と相関関係を有する請求項7に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、フィールドプログラマブルゲートアレイにおいて少なくとも部分的には実行される請求項5に記載のRF生成器。
- プラズマ室と、
前記プラズマ室へRF電力信号を送信するRF生成器と、
前記RF生成器と前記プラズマ室との間に介在し、前記RF生成器と前記プラズマ室との間でインピーダンスの整合をとる整合ネットワークと
を具備するRFプラズマシステムであって、前記RF生成器は、
同調可能周波数範囲内での同調周波数におけるRF電力信号を生成するように動作可能な同調可能電力源と、
前記RF電力信号を検出するように適合され、前記RF電力信号を示すアナログ信号を生成するように動作可能なセンサユニットであって、前記アナログ信号が基本周波数成分と複数の干渉周波数成分とを有するセンサユニットと、
前記センサユニットから前記アナログ信号を受信し、基本周波数成分を通過させ、干渉周波数成分を拒絶するように調整可能な所定帯域幅内に前記アナログ信号の帯域制限を行うように適合されたセンサ信号処理ユニットと
をさらに具備するRFプラズマシステム。 - RFプラズマシステムにおけるRF生成器であって、
第1固定周波数におけるRF電力信号を生成するように動作可能な第1電力源と、
第2固定周波数におけるRF電力信号を生成するように動作可能な第2電力源と、
前記第1及び第2電力源の1つにより生成された前記RF電力信号を検出するように適合され、前記RF電力信号を示すアナログ信号を生成するように動作可能なセンサユニットであって、前記アナログ信号が前記電力源の固定周波数に関連する対象周波数と複数の干渉周波数成分とを有するセンサユニットと、
デジタル領域において実行され、前記センサユニットから前記アナログ信号を受信し、前記アナログ信号を、前記対象周波数を通過させ、干渉周波数成分を拒絶する所定帯域幅内に帯域制限するように適合されたセンサ信号処理ユニットと
を具備するRF生成器。 - 前記複数のスプリアス周波数成分の少なくともいくつかは、前記第1及び第2電力源からのRF電力信号の相互変調に起因する請求項12に記載のRF生成器。
- 前記センサ信号処理ユニットは、
前記センサユニットから前記アナログ信号を受信するように適合され、前記アナログ信号をデジタル電力信号に変換するように動作可能なA/D変換器対と、
前記A/D変換器対から前記デジタル電力信号を受信するように適合され、RF生成器により生成されたRF電力信号を追尾する前記デジタル電力信号からデジタル制御信号を導出するように動作可能なデジタル信号プロセッサと
をさらに含む請求項12に記載のRF生成器。 - 前記センサユニットは、RFライン電圧を示すアナログ電圧信号とRFライン電流を示すアナログ電流信号とを生成し、前記A/D変換器対は前記アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に、前記アナログ電流信号をデジタル電流信号に変換する請求項14に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、前記デジタル電圧信号及びデジタル電流信号の各々に対して、同相信号と直角位相信号とを生成する請求項15に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、
デジタル混合信号を生成するように動作可能なデジタル周波数合成器と、
第1デジタル電力信号を処理する第1処理部と、
第2デジタル電力信号を処理する第2処理部と
をさらに具備し、前記各処理部は、
前記デジタル混合信号と1つの前記デジタル電力信号とを受信するように適合され、前記デジタル混合信号と前記1つのデジタル電力信号とを結合して複素座標信号を形成するように動作可能なデジタル複素混合器と、
前記複素座標信号を受信するように適合され、前記複素座標信号のデータレートを減少するように動作可能なデシメーションモジュールと、
前記デシメーションモジュールから下方変換された複素座標信号を受信し、前記下方変換された複素座標信号の周波数応答を形成するように適合されたローパスフィルタと
を含む請求項14に記載のRF生成器。 - 前記デシメーションモジュールはさらに、カスケードインテグレータコームフィルタとして規定される請求項17に記載のRF生成器。
- 前記デジタル周波数合成器のデジタル混合信号は、前記電力源の同調周波数と相関関係を有する請求項17に記載のRF生成器。
- 前記デジタル信号プロセッサは、フィールドプログラマブルゲートアレイにおいて少なくとも部分的には実行される請求項14に記載のRF生成器。
- RF生成器により生成された無線周波数(RF)電力信号を追尾するデジタル制御信号の生成方法であって、
前記RF生成器により生成されたRF電力信号を示すアナログ信号を生成する工程であって、前記アナログ信号が前記RF生成器の同調周波数に関連する対象周波数を有する工程と、
前記アナログ信号をデジタル電力信号に変換する工程と、
周波数設定点と一致するデジタル混合信号を生成する工程と、
前記デジタル混合信号と前記デジタル電力信号とを結合してデジタル複素座標信号を形成する工程と、
前記デジタル複素座標信号に関連するデータレートを減少する工程と、
前記デジタル複素座標信号の周波数応答を形成することにより、RF生成器により生成されたRF電力信号を追尾するデジタル制御信号を導出する工程と
を含むデジタル制御信号の生成方法。 - 前記デジタル混合信号を生成する工程は、前記周波数設定点と前記RF生成器の同調周波数とが相関関係を有するようにする工程をさらに含む請求項21に記載の方法。
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