JP2011071522A - Dc/rfハイブリッド処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、少なくとも1つの直流(DC)/高周波(RF)ハイブリッド(DC/RFH)処理システム並びに関連する直流(DC)/高周波(RF)ハイブリッド(DC/RFH)手順及びDC/RFH処理パラメータ及び/又はDC/RFHモデルを用いることによってリアルタイムで基板及び/又はウエハを処理する装置並びに方法を供することができる。
【選択図】 図35
Description
第1の典型的な直流(DC)及び高周波(RF)ハイブリッド処理システム200Aが図2Aに図示されている。図示されたDC/RFH処理システム200Aは、処理チャンバ210、被処理基板205が上に固定される基板ホルダ220、高周波(RF)発生装置230、DC供給サブシステム240、ガス供給サブシステム260、上側集合体265、圧力制御サブシステム285、及び制御装置290を有する。たとえば基板ホルダ220は、基盤229を用いることによって、処理チャンバ210と結合し、かつ処理チャンバ210から隔離されて良い。基板205はたとえば、半導体ウエハ、ソーラーパネル、プラズマスクリーン、試料、又は液晶ディスプレイ(LCD)であって良い。上側集合体265はDC供給サブシステム240と結合可能なDC電極245を有して良い。DC電極245へのDCバイアスは約-10kV〜約+10kVまで変化して良い。上側集合体265がDC電極245を有するとき、DC電極245は、上側集合体265内の他の部品から隔離される。
しかも制御装置290は、分かれた上側電極(274a及び274b)への第3RF出力の印加を制御するため、第3RF発生装置270、第3インピーダンス整合ネットワーク272、及びRF出力スプリッタ273と結合して良い。第3上側集合体265’’が第3DC電極245’’及び分かれた上側電極(274a及び274b)への第3RF出力を有するとき、第3DC電極245’’及び分かれた上側電極(274a及び274b)は、互いに隔離され、かつ第3上側集合体265’’内の他の部品からも隔離される。第3上側集合体265’’は1つ以上のガス分配部品(266及び267)を有して良い。たとえば図示されているように、第3DC電極、分かれた上側電極(274a及び274b)、及びガス分配部品(266及び267)は互いに隔離されて良い。第3RF出力は約0ワット〜約20000ワットの範囲であって良い。
これらの処理中、13.56MHzのRFバイアス出力は約800Wで、DC電圧は約-800Vであって良く、かつプロセスガスはアルゴン(Ar)のみだった。他の処理中、プロセスガスが用いられるときには他の処理結果が期待できる。たとえば、電子エネルギー(eV)のデータに対するEEDf(任意単位)のデータの複数のグラフは、様々な圧力での典型的なデータを有して良く、かつ、「中間ピーク+マクスウエル分布」のデータはこれらの様々な圧力に依存して良い。第1の低エネルギー処理結果のデータ(1410)は50mt処理についての35eVの中間エネルギーピークを有する。第2の低エネルギー処理結果のデータ(1420)は60mt処理についての「中間ピーク+マクスウエル分布」のデータを有する。第3の低エネルギー処理結果のデータ(1430)は、70mt処理についての「中間ピーク+マクスウエル分布」のデータを有する。悪い処理結果を有する第1領域(1450)が図示されている。良い処理結果を有する第2領域(1460)が図示されている。たとえば、50mtの中間エネルギーピークは〜35eVにそのピークエネルギーを有する。つまり30mt, 40mt, 50mt, 60mt, 70mtについてのすべてのマクスウエル分布データは1つになり、かつこれは「非常に良好」である。その理由は、これらのDC/RFH圧力では、電離は効率的で、かつエネルギーはマクスウエル分布を示す熱バルク分布には送られないためである。すべてのマクスウエル分布を示すデータはTe〜1.8eVで1つになり、これは良好な結果である。
105 基板
110 リソグラフィサブシステム
111 接続
112 搬送/格納要素
113 処理要素
114 制御装置
115 評価要素
120 露光サブシステム
121 接続
122 搬送/格納要素
123 処理要素
124 制御装置
125 評価要素
130 エッチングサブシステム
131 接続
132 搬送/格納要素
133 処理要素
134 制御装置
135 評価要素
140 堆積サブシステム
141 接続
142 搬送/格納要素
143 処理要素
144 制御装置
145 評価要素
150 検査サブシステム
151 接続
152 搬送/格納要素
153 処理要素
154 制御装置
155 評価要素
160 評価サブシステム
161 接続
162 搬送/格納要素
163 処理要素
164 制御装置
165 評価要素
170 搬送サブシステム
174 搬送要素
175 搬送トラック
176 搬送トラック
177 搬送トラック
180 製造実行システム(MES)
190 システム制御装置
191 データ搬送サブシステム
195 メモリ/データベース
200 直流(DC)及び高周波(RF)ハイブリッド(DC/RFH)処理システム
205 基板
206 処理領域
209 スロットバルブ
210 処理チャンバ
220 基板ホルダ
221 下側電極
222 温度制御サブシステム
223 温度制御素子
225 基板
226 背面ガス供給システム
227 静電クランプ電極
228 静電クランプシステム
229 基盤
230 高周波(RF)発生装置
232 インピーダンス整合ネットワーク
234 測定デバイス
240 DC供給サブシステム
245 DC電極
250 センサ
260 ガス供給サブシステム
261 フィードスルー部品
262 ガス供給部品
265 上側集合体
266 ガス分配部品
267 ガス分配部品
285 圧力制御サブシステム
286 真空排気システム
287 ゲートバルブ
290 制御装置
3600 積層体
3610 基板層
3620 誘電層
3630 マスク層
3650 エッチングされた誘電層
3660 コンタクト
3661 深さ
3662 開口部
3670 誘電体部位
3671 厚さ(高さ)
3672 幅
Claims (19)
- 直流(DC)/高周波(RF)ハイブリッド(DC/RFH)処理システムを用いて基板を処理する方法であって:
当該DC/RFH処理システムと結合する搬送サブシステムによって第1組の基板を受け取る工程;
第1基板についての少なくとも1つの電子エネルギー分布関数(EEDf)1のデータを決定する工程;
前記少なくとも1つの(EEDf)1のデータを用いることによって前記第1基板についての第1DC/RFHプロセスレシピを決定する工程;
前記第1DC/RFHプロセスレシピを用いることによって前記第1基板を処理する工程;
前記第1基板のプロセスデータを得る工程;
前記の処理された第1基板のプロセスデータを用いることによって前記第1組の基板についての危険性データを決定する工程;
前記危険性データを処理限界と比較する工程;
前記危険性データが前記処理限界を超えないときには、前記第1組の基板中の追加基板を処理する工程;及び、
前記危険性データが前記処理限界のうちの少なくとも1つでも超えるときには、補正行為を実行する工程;
を有する方法。 - 前記少なくとも1つの(EEDf)1のデータが、マクスウエル分布を示す成分、高エネルギー成分、及び中間エネルギー成分のうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記中間エネルギー成分が前記マクスウエル分布を示す成分と前記高エネルギー成分との間に位置し、かつ
前記中間エネルギー成分は少なくとも1つの中間エネルギーピークを有する、
請求項2に記載の方法。 - 前記第1基板が、上又は内部に半導体材料を有する少なくとも1つの基板層、上又は内部に低誘電率材料を有する少なくとも1つの誘電体層、並びに、上又は内部にフォトレジスト及び/又は反射防止コーティング(ARC)を有する少なくとも1つのマスク層を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1DC/RFHプロセスレシピが、少なくとも1つのマクスウエル分布を示す成分、少なくとも1つの高エネルギー成分、若しくは少なくとも1つの中間エネルギー成分、又は前記成分を組み合わせた成分を用いることによって決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1DC/RFHプロセスレシピが、少なくとも1つの中間エネルギー成分内の少なくとも1つの中間エネルギーピークを用いることによって決定される、請求項5に記載の方法。
- 前記の第1基板を処理する工程が:
当該DC/RFH処理システムの処理チャンバ内部に備えられた基板ホルダ上に前記第1基板を設ける工程;
前記処理チャンバ内部に備えられた上側集合体と結合するガス供給システムを用いることによって、前記の処理チャンバ内の第1基板の上方に位置する処理領域へ第1プロセスガスを供する工程;
前記上側集合体内のDC電極にDC電圧を供する工程であって、
DC供給サブシステムは、DC電極と結合し、かつ前記DC電圧を前記DC電極に供するように備えられ、かつ
前記DC電圧は-2000.0VDCから0.0VDCの範囲である、
工程;
前記処理チャンバ内部の圧力を設定する工程であって、
圧力制御サブシステムは、前記処理チャンバと結合し、かつ前記処理チャンバ内部の圧力を制御するように備えられ、かつ
前記第1基板が処理されるときには、前記処理チャンバ内部の圧力は5mTorrから400mTorrまで変化する、
工程;及び、
前記基板ホルダ内に備えられた下側電極にRF信号を印加する工程であって、RF発生装置は、前記下側電極と結合し、かつ前記RF信号を前記下側電極に印加することで、前記処理領域内にプラズマを発生させる、工程;
を有する、請求項1に記載の方法。 - 前記第1プロセスガスが少なくとも1種類のフルオロカーボンガス及び少なくとも1種類の不活性ガスを有し、
第1フルオロカーボンガスの流速は10sccmから50sccmまで変化し、
第1不活性ガスの流速は3sccmから20sccmまで変化し、
前記フルオロカーボンガスは、C4F6、C4F8、C5F8、CHF3、若しくはCF4、又は上記の混合ガスを有し、かつ
前記不活性ガスは、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、ラドン(Rn)、若しくはキセノン(Xe)、又は上記の混合ガスを有する、
請求項7に記載の方法。 - 前記の補正行為を実行する工程は:
前記第1組の基板中の1つ以上の追加基板についての危険限界を設定する工程;
前記の追加基板についての危険値を追加の危険限界と比較する工程;
前記追加の危険限界のうちの1つ以上が満たされている場合に前記DC/RFH処理を継続する工程;及び、
前記追加の危険限界のうちの1つ以上が満たされていない場合に前記DC/RFH処理を中止する工程;
をさらに有する、請求項1に記載の方法。 - 直流(DC)/高周波(RF)ハイブリッド(DC/RFH)処理システムを用いて基板を処理する方法であって:
当該DC/RFH処理システムによって受け取られる第1組の基板から第1基板を選ぶ工程;
前記第1基板についての第1電子エネルギー分布関数(EEDf)1のデータを決定する工程;
前記第1(EEDf)1のデータを用いることによって前記第1基板についての第1DC/RFH処理及び第1DC/RFHプロセスレシピを決定する工程;
前記第1DC/RFHプロセスレシピについて設定された第1プロセスパラメータを用いることによって前記第1基板を処理する工程;
前記の第1基板の処理を実行するため、処理チャンバ内部に備えられたEEDf関連センサを用いることによって前記第1基板のEEDf関連データをリアルタイムで得る工程;
前記EEDf関連データをEEDf関連限界と比較する工程;
前記EEDf関連データが前記EEDf関連限界を超えないときには、前記EEDf処理の継続を許可する工程;並びに、
前記EEDf関連データが前記EEDf関連限界を超えるときには、補正行為を実行する工程;
を有する方法。 - 前記第1(EEDf)1のデータが、マクスウエル分布を示す成分、高エネルギー成分、及び中間エネルギー成分のうちの少なくとも1つを有する、請求項10に記載の方法。
- 前記中間エネルギー成分が前記マクスウエル分布を示す成分と前記高エネルギー成分との間に位置し、かつ
前記中間エネルギー成分は少なくとも1つの中間エネルギーピークを有する、
請求項11に記載の方法。 - 前記第1基板が、上又は内部に半導体材料を有する少なくとも1つの基板層、上又は内部に低誘電率材料を有する少なくとも1つの誘電体層、並びに、上又は内部にフォトレジスト及び/又は反射防止コーティング(ARC)を有する少なくとも1つのマスク層を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記第1DC/RFHプロセスレシピが、少なくとも1つのマクスウエル分布を示す成分、少なくとも1つの高エネルギー成分、若しくは少なくとも1つの中間エネルギー成分、又は前記成分を組み合わせた成分を用いることによって決定される、請求項10に記載の方法。
- 前記第1DC/RFHプロセスレシピが、少なくとも1つの中間エネルギー成分内の少なくとも1つの中間エネルギーピークを用いることによって決定される、請求項14に記載の方法。
- 前記の第1基板を処理する工程が:
当該DC/RFH処理システムの処理チャンバ内部に備えられた基板ホルダ上に前記第1基板を設ける工程;
前記処理チャンバ内部に備えられた上側集合体と結合するガス供給システムを用いることによって、前記の処理チャンバ内の第1基板の上方に位置する処理領域へ第1プロセスガスを供する工程;
前記上側集合体内のDC電極にDC電圧を供する工程であって、
DC供給サブシステムは、DC電極と結合し、かつ前記DC電圧を前記DC電極に供するように備えられ、かつ
前記DC電圧は-2000.0VDCから0.0VDCの範囲である、
工程;
前記処理チャンバ内部の圧力を設定する工程であって、
圧力制御サブシステムは、前記処理チャンバと結合し、かつ前記処理チャンバ内部の圧力を制御するように備えられ、かつ
前記第1基板が処理されるときには、前記処理チャンバ内部の圧力は5mTorrから400mTorrまで変化する、
工程;及び、
前記基板ホルダ内に備えられた下側電極にRF信号を印加する工程であって、RF発生装置は、前記下側電極と結合し、かつ前記RF信号を前記下側電極に印加することで、前記処理領域内にプラズマを発生させる、工程;
を有する、請求項10に記載の方法。 - 前記第1プロセスガスが少なくとも1種類のフルオロカーボンガス及び少なくとも1種類の不活性ガスを有し、
第1フルオロカーボンガスの流速は10sccmから50sccmまで変化し、
第1不活性ガスの流速は3sccmから20sccmまで変化し、
前記フルオロカーボンガスは、C4F6、C4F8、C5F8、CHF3、若しくはCF4、又は上記の混合ガスを有し、かつ
前記不活性ガスは、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、ラドン(Rn)、若しくはキセノン(Xe)、又は上記の混合ガスを有する、
請求項16に記載の方法。 - 前記基板ホルダは、背面ガスシステムと結合するデュアル背面ガス素子、及び、前記第1基板の第1端部温度と第1中心温度とを設定するように備えられた温度制御システムを有し、
前記第1端部温度と前記第1中心温度は-10℃から100℃の間である、
請求項17に記載の方法。 - 前記の補正行為を実行する工程は:
少なくとも1つの超デバイ捕獲期間検出器及び/又は少なくとも1つのサブデバイ放出期間検出器から新たな補正データを得る工程;並びに、
前記新たな補正データを用いることによって前記第1プロセスパラメータのうちの1つをリアルタイムで修正する工程;
をさらに有する、請求項10に記載の方法。
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