JP2015097197A5

JP2015097197A5 - Ｒｆ伝送路のインピーダンスの制御を行うプラズマシステム、システム、及び方法

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Publication number: JP2015097197A5
Application number: JP2014190836A
Authority: JP
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2034-09-19

Description

一部の実施形態では、ＲＦ供給路のインピーダンスを制御するためのシステムは、インピーダンス整合回路とプラズマチャンバとの間に位置付けられたフィルタを含む。フィルタは、大地に接続され、ＲＦ伝送路のインピーダンスを制御するために使用される。ＲＦ伝送路は、インピーダンス整合回路から出力されるＲＦ信号をプラズマチャンバに向かって移送するために使用される。

更に、グラフ１００に示されるように、ＲＦ信号の五次高調波及び十次高調波では、上部電極において測定される電圧に不均一性が見られる。例えば、棒Ｂ５Ｃ１は、フィルタの静電容量値Ｃ１に対応し、棒Ｂ５Ｃ２は、フィルタの静電容量値Ｃ２に対応し、棒Ｂ５Ｃ３は、フィルタの静電容量値Ｃ３に対応する。別の例として、十次高調波では、棒Ｂ１０Ｃ２は、静電容量値Ｃ２に対応し、棒Ｂ１０Ｃ３は、静電容量値Ｃ３に対応する。

更に、フィルタ２１８が接続地点２４２に接続されたときは、インピーダンス整合回路２１０から出力されたＲＦ供給信号２２８は、ＲＦストラップ２３８を通じてフィルタ２１８に供給される。ＲＦ供給信号２２８は、接続地点２４２においてフィルタ２１８によって修正されてＲＦ供給信号２５０を生成する。ＲＦ供給信号２５０は、ＲＦストラップ２４４、ＲＦロッド２３０、ＲＦ結合部２６０、及びＲＦシリンダ２２２を通じてチャック３３４に供給され、プラズマチャンバ３２０内でプラズマを発生させる。

更に、フィルタ２１８が接続地点３９８に接続されたときは、インピーダンス整合回路２１０から出力されたＲＦ供給信号２２８は、ＲＦストラップ２３８、ＲＦストラップ２４４、ＲＦロッド２３０、及びＲＦ結合部２６０を通じてフィルタ２１８に供給される。ＲＦ供給信号２２８は、接続地点３９８においてフィルタ２１８によって修正されてＲＦ供給信号２５０を生成する。ＲＦ供給信号２５０は、ＲＦシリンダ２２２を通じてチャック３３４に供給され、プラズマチャンバ３２０内でプラズマを発生させる。

各種の実施形態では、フィルタ２１８は、ＲＦストラップ２３８、ＲＦストラップ２４４、ＲＦロッド２３０、ＲＦ結合部２６０、及びＲＦシリンダ２２２を経て伸びるＲＦ供給路３１２沿いの任意の地点に接続される。ＲＦ供給路３１２は、ＲＦ供給路２２０（図４Ａ及び図４Ｂ）の一部分である。

各種の実施形態では、プラズマチャンバ３２０内でプラズマによって生成されるＲＦ帰還信号２９０の一部分が、底面３８０から、上部電極拡張部３２８の底面部分３８３Ｂに沿って、更にＣ字形側板部分３３０Ｂに沿って、更に接地リング部分３３２Ｂに沿って、更に帰還ＲＦストラップ３６２に沿って、更に底部電極ケース部分３７２Ｂに沿って、更に接地シールド部分２４０Ｂに沿って進み、接地ＲＦトンネル２３２に伝わる。

更に、ＲＦ帰還信号２９０のＲＦ帰還路の一部分は、上部電極３２２の底面３８０から、上部電極拡張部３２８の底面部分３８３Ｂに沿って、更にＣ字形側板部分３３０Ｂに沿って、更に接地リング部分３３２Ｂに沿って、更に帰還ＲＦストラップ３６２に沿って、更に底部電極ケース部分３７２Ｂに沿って、更に接地シールド部分２４０Ｂに沿って伸び、接地ＲＦトンネル２３２に至る。

プロセッサ４１２は、対応する調節パラメータを実現することによってエッチング速度又は均一性を実現するようにプログラムされる。例えば、プロセッサ４１２は、調節パラメータＴ２を実現することによってエッチング速度Ｅ２又は均一性Ｕ２を実現するようにプログラムされる。プロセッサ４１２は、１つ以上の電流量の電流を生成させてエッチング速度又は均一性を実現させるために、駆動器４０８に信号４１４を送信する。信号４１４の受信を受けて、駆動器４０８は、移動機構４１０に提供するための１つ以上の電流量の電流４１６を生成する。電流４１６の受信を受けて、移動機構４１０は、フィルタ２１８を移動させて調節パラメータを実現し、ＲＦ供給信号２５０を生成させるために、１つ以上の回転運動又は１つ以上の並進運動を実施する。例えば、移動機構４１０は、フィルタ２１８のコンデンサの板間の距離を変化させる、又はフィルタ２１８のインダクタの長さを変化させる。ＲＦ供給信号２５０の生成は、エッチング速度又は均一性の実現を助ける。

静電容量Ｃが増すのに伴って、整合インピーダンスをプロットした曲線の位相が、整合ボックス２０８の出力において測定されるＲＦ供給信号の第三高調波に近い範囲で変化する。整合ボックス２０８インピーダンスは、共振地点における対応する最小値まで減少する。一部の実施形態では、本明細書で言及されるフィルタ２１８（図４Ａ及び図４Ｂ）は、ＲＦ供給信号２２８の位相を変化させてＲＦ供給信号２５０（図４Ａ及び図４Ｂ）を生成させる位相調整回路を言う。各種の実施形態では、ＲＦ供給信号２２８の位相は、測定可能因子を実現するように調整される。位相の変化は、ＲＦ供給信号２２８のインピーダンスを制御してエッチング速度の不均一性を軽減する又はエッチング速度を実現するために使用される。

図９は、整合ボックスインピーダンスがゼロに近いところで位相の変化がないこと及びそこでの共振条件を示すために、整合ボックス２０８の出力において測定されるＲＦ供給信号２２８の基本周波数に近い周波数に対して整合インピーダンスをプロットしたグラフ５００の一実施形態である。グラフ５００に示されるように、フィルタ２１８の静電容量Ｃの値、及び／又はＲＦストラップ４３０（図６Ａ〜６Ｅ）と同様なＲＦストラップなどの様々なＲＦストラップの曲がり数が変化する際に、整合ボックス２０８の出力において測定されるＲＦ供給信号の基本周波数に近い範囲において整合インピーダンスをプロットした曲線の位相に、変化は見られない。したがって、基本周波数は、静電容量Ｃの変化、及び／又は様々なＲＦストラップの曲がり数の変化によって受ける影響が、最小限である。

Claims

プラズマシステムであって、
高周波（ＲＦ）発生器と、
ＲＦケーブルを通じて前記ＲＦ発生器に結合されたインピーダンス整合回路を含む整合ボックスと、
ＲＦ線路を通じて前記整合ボックスに結合された、チャックを含むプラズマリアクタであって、前記ＲＦ線路は、前記ＲＦ発生器から前記整合ボックスを経て前記チャックに至るＲＦ供給路の一部を形成している、プラズマリアクタと、
前記インピーダンス整合回路と前記チャックとの間で前記ＲＦ供給路に結合された位相調整回路であって、前記ＲＦ供給路に結合された第１の端と、接地された第２の端とを有する位相調整回路と、
前記位相調整回路に結合され、調節レシピに基づいて前記位相調整回路のパラメータを変化させて前記ＲＦ供給路のインピーダンスを制御するためのコントローラと、
を備えるプラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記インピーダンス整合回路は、前記ＲＦ発生器及びＲＦケーブルシステムのインピーダンスを前記プラズマリアクタ及びＲＦ伝送路のインピーダンスと整合させ、
前記ＲＦ伝送路は、前記インピーダンス整合回路を前記プラズマリアクタに結合し、前記ＲＦ伝送路は、前記ＲＦ線路と、接地されたＲＦトンネルとを含み、
前記ＲＦケーブルシステムは、前記ＲＦケーブルと、ＲＦケーブルシースとを含む、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記プラズマリアクタは、下部電極と、上部電極とを含み、前記上部電極は、前記下部電極に面し、
前記インピーダンス整合回路は、ＲＦ信号を前記位相調整回路に提供するように構成され、
前記位相調整回路は、前記ＲＦ信号のインピーダンスを修正し、前記ＲＦ線路を通じて前記プラズマリアクタに提供するための別のＲＦ信号を生成するように構成され、
前記下部電極が前記別のＲＦ信号を前記位相調整回路から受信したときに、前記プラズマリアクタは、前記プラズマリアクタ内でプラズマを発生させるように構成される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記ＲＦ線路は、接地されたＲＦトンネルに取り巻かれる、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記位相調整回路は、可変コンデンサ、又は可変インダクタ、又はそれらの組み合わせを含む、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記位相調整回路は、ＲＦストラップと前記インピーダンス整合回路の出力との間の接続部を通じて前記ＲＦ供給路に結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記位相調整回路は、第１のＲＦストラップと第２のＲＦストラップとの間の接続部を通じて前記ＲＦ供給路に結合され、前記第１のＲＦストラップは、前記インピーダンス整合回路の出力に結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記位相調整回路は、前記ＲＦ線路とＲＦストラップとの間の接続部を通じて前記ＲＦ供給路に結合され、前記ＲＦストラップは、別のＲＦストラップを通じて前記インピーダンス整合回路の出力に結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記プラズマリアクタは、前記チャックに接続されたＲＦシリンダを含み、前記位相調整回路は、前記ＲＦシリンダの接続部を通じて前記ＲＦ供給路に結合され、前記ＲＦシリンダは、ＲＦ結合部を通じて前記ＲＦ線路に結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記整合ボックスは、ケースを有し、
前記位相調整回路は、前記ケースの外側に位置付けられ、前記ＲＦ線路に結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記整合ボックスは、ケースを有し、
前記位相調整回路は、前記ケース内に位置付けられ、前記ケース内に位置付けられたＲＦストラップに結合され、
前記ＲＦストラップは、前記インピーダンス整合回路を前記ＲＦ線路に結合する、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記ＲＦ供給路は、前記インピーダンス整合回路に結合された１本以上のＲＦストラップを含み、
前記プラズマリアクタは、ＲＦシリンダを含み、
前記ＲＦ線路は、ＲＦ結合部を通じて前記ＲＦシリンダに結合され、
前記ＲＦ供給路は、更に、前記ＲＦ線路と、前記ＲＦ結合部と、前記ＲＦシリンダとを含み、
前記ＲＦシリンダは、前記チャックに結合される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記インピーダンスは、前記位相調整回路の、静電容量、又はインダクタンス、又はそれらの組み合わせに依存する、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記インピーダンスは、エッチング速度、又は蒸着速度、又はエッチング速度の均一性、又は蒸着速度の均一性を実現するように制御され、前記エッチング速度、又は前記蒸着速度、又は前記エッチング速度の均一性、又は前記蒸着速度の均一性は、前記調節レシピ内で指定される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記コントローラは、前記ＲＦ供給路上で測定されるパラメータの値に基づいて前記位相調整回路を制御するように構成される、プラズマシステム。
請求項１に記載のプラズマシステムであって、
前記位相調整回路は、前記インピーダンス整合回路から受信されたＲＦ供給信号をフィルタリングするための及び前記フィルタリングを経た信号を前記チャックに送信するためのフィルタを含む、プラズマシステム。
請求項１６に記載のプラズマシステムであって、
前記フィルタは、更に、可変インダクタ又は固定インダクタに直列に結合された可変コンデンサを含み、
前記可変インダクタ又は固定インダクタは、大地に結合され、
前記可変コンデンサは、前記ＲＦ供給路に結合される、プラズマシステム。
フィルタを備えるシステムであって、
前記フィルタは、インピーダンス整合回路とプラズマチャンバとの間に位置付けられ、前記フィルタは、大地に結合され、前記フィルタは、前記プラズマチャンバに送達される高周波（ＲＦ）信号のインピーダンスを制御するために使用され、
前記ＲＦ信号は、前記インピーダンス整合回路から前記プラズマチャンバに向かって出力される、システム。
請求項１８に記載のシステムであって、
前記フィルタは、コンデンサ、インダクタ、又はそれらの組み合わせを含む、システム。
請求項１８に記載のシステムであって、
前記インピーダンス整合回路は、ＲＦ発生器及びＲＦケーブルシステムのインピーダンスをプラズマリアクタ及びＲＦ伝送路のインピーダンスと整合させるように構成され、
前記ＲＦ伝送路は、前記インピーダンス整合回路を前記プラズマリアクタに結合し、
前記インピーダンス整合回路は、整合ボックス内に位置付けられ、
前記整合ボックスは、前記ＲＦケーブルシステムを通じて前記ＲＦ発生器に結合され、
前記プラズマリアクタは、前記プラズマチャンバを含む、システム。
請求項１８に記載のシステムであって、
前記プラズマチャンバは、下部電極と、上部電極とを含み、前記上部電極は、前記下部電極に面する、システム。
請求項１８に記載のシステムであって、
前記インピーダンスは、前記フィルタの、静電容量、又はインダクタンス、又はそれらの組み合わせに依存する、システム。
ＲＦ供給路のインピーダンスを制御する方法であって、
プラズマツールのＲＦ発生器に結合されたインピーダンス整合回路から高周波（ＲＦ）信号を受信することと、
測定可能因子を実現するために前記ＲＦ信号のインピーダンスを修正することと、
前記修正されたＲＦ信号を、前記ＲＦ供給路の一部を通じて、前記インピーダンス整合回路に結合されたプラズマリアクタに送信することと、
を備える方法。
請求項２３に記載の方法であって、
前記インピーダンス整合回路から受信される前記ＲＦ信号は、前記インピーダンス整合回路が前記ＲＦ発生器及び前記ＲＦ発生器に結合されたＲＦケーブルシステムのインピーダンスを前記プラズマリアクタ及びＲＦ伝送路のインピーダンスと整合するときに生成され、
前記ＲＦ伝送路は、前記プラズマリアクタを前記インピーダンス整合回路に結合する、方法。
請求項２３に記載の方法であって、
前記測定可能因子は、
前記プラズマリアクタのプラズマチャンバ内に存在するウエハをエッチングするエッチング速度、又は、
前記プラズマチャンバ内に存在する前記ウエハ上に材料を蒸着させる蒸着速度、又は、
前記プラズマチャンバ内に存在する１枚以上のウエハをエッチングするエッチング速度の均一性、又は、
前記プラズマチャンバ内に存在する１枚以上のウエハ上に材料を蒸着させる蒸着速度の均一性、
を含む、方法。
請求項２３に記載の方法であって、
前記インピーダンスを修正することは、前記インピーダンス整合回路に結合されたフィルタの、静電容量、インダクタンス、又はそれらの組み合わせを修正することを含む、方法。