JP2023501707A - 製作チャンバにおける異常プラズマ事象の検出および位置特定 - Google Patents

Abstract

【解決手段】マルチステーション集積回路製作チャンバのプロセスステーションでまたはその近くで発生する異常プラズマ事象の発生を決定するための装置が開示される。特定の実施形態では、異常プラズマ事象に応じて生成された光放射は、複数の光センサの少なくとも１つの光センサによって検出され得る。プロセッサは、複数の光センサと協働し、異常プラズマ事象がマルチステーション集積回路製作チャンバの特定のプロセスステーションでまたはその近くで発生したことを決定することができる。【選択図】図１Ｂ

Description

参照による援用
本出願の一部として、本明細書と同時にＰＣＴ出願願書が提出される。この同時出願されたＰＣＴ出願願書に明記され、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によりその全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。

マルチステーション集積回路製作チャンバを利用する基板上への膜の堆積またはエッチングなどのウエハ製作プロセス中、異常プラズマ事象が発生する場合がある。そのような事象は、ウエハおよび／または集積回路製作チャンバ自体に損傷をもたらす可能性がある。したがって、集積回路製作チャンバ内で発生する異常プラズマ事象の検出および位置特定に向けたアプローチは、引き続き活発な調査領域である。

ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明される範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。

簡潔に言えば、特定の実施形態は、複数のステーションを含む製作チャンバを対象とすることができる。製作チャンバはまた、複数のステーションの少なくとも１つのステーションから発する光放射に対して少なくとも部分的に透明な複数のビューポートを含む。製作チャンバはまた、複数の光センサを含む。複数の光センサの各センサは、複数のビューポートの対応する１つに近接して配置され、複数のステーションの少なくとも１つのステーションから発する光放射を検出する。製作チャンバはまた、少なくとも部分的に、複数の光センサの少なくとも２つの光センサからの出力信号に基づいて、異常プラズマ事象が発生した複数のステーションの少なくとも１つのステーションを識別するように構成されたプロセッサを含む。

特定の実施形態では、製作チャンバのビューポートは、製作チャンバの隣接する側壁に配置され、複数のステーションの各々からの光放射の伝送を可能にする。特定の実施形態では、製作チャンバは、４つのステーションを含む。複数のビューポートの１つまたは複数のビューポートは、すべてではないが２つ以上の隣接するステーションの観察を可能にする。特定の実施形態では、プロセッサは、複数の光センサからの出力信号の評価に応じて、異常プラズマ事象が発生した複数のステーションの少なくとも１つのステーションを識別する。複数のビューポートの第１のビューポートは、複数のステーションの第１および第２のステーションへの視界を可能にし、複数のビューポートの第２のビューポートは、複数のステーションの第３および第４のステーションへの視界を可能にする。複数のビューポートの第３のビューポートは、複数のステーションの第１および第３のステーションへの視界を可能にし、複数のビューポートの第４のビューポートは、複数のステーションの第２および第４のステーションへの視界を可能にする。特定の実施形態では、製作チャンバのビューポートは、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する光放射に対して少なくとも部分的に透明である。特定の実施形態では、製作チャンバは、少なくとも部分的に、約１μｓ～約１００ｍｓの持続時間にわたって発生する異常プラズマ事象に基づいて、異常プラズマ事象が発生した少なくとも１つのステーションを識別するように構成されたプロセッサを含む。特定の実施形態では、異常プラズマ事象は、複数のステーションのうちの１つ内の２つ以上の局所領域間の放電の一時的な生成を含む。特定の実施形態では、プロセッサは、少なくとも部分的に、約１００ｍｓ未満で閾値振幅に達する光放射に基づいて、異常プラズマ事象が発生した少なくとも１つのステーションを識別するように構成される。特定の実施形態では、プロセッサは、複数のステーションの少なくとも１つのステーションにある半導体ウエハが、異常プラズマ事象が発生した場所に近接していることを示す信号を生成する。特定の実施形態では、製作チャンバは、プラズマベースのエッチングプロセスまたはプラズマベースの堆積プロセスを実施するように構成される。

特定の実施形態では、異常プラズマ事象を検出および報告するための装置は、第１および第２の光センサを含むことができる。第１および第２の光センサの各々は、マルチステーション集積回路製作チャンバの対応するビューポートに配置される。第１および第２の光センサの各々は、約１μｓ～約１００ｍｓ以内の最小閾値振幅を有する光信号を検出するように構成される。装置はまた、少なくとも部分的に、第１および第２の光センサの各々の出力信号レベルに基づいて、異常プラズマ事象を受けたマルチステーション集積回路製作チャンバのステーションを識別するように構成されたプロセッサを含む。

特定の実施形態では、方法は、複数の光センサから出力信号を受信することであって、複数の光センサの少なくとも１つの光センサは、マルチステーション集積回路製作チャンバの２つ以上のステーションの視野を有することを含む。方法はまた、受信出力信号をフィルタリングし、閾値振幅未満の出力信号をスクリーニングすることを含む。方法はまた、フィルタリングされた受信出力信号に対応する論理状態を比較し、異常プラズマ事象が発生したマルチステーション集積回路製作チャンバのステーションを識別することを含む。

特定の実施形態では、方法は、複数の光センサの第１の光センサの視野が、複数の光センサの少なくとも第２の光センサの視野と重なる光センサの使用を含む。特定の実施形態では、方法は、出力信号をフィルタリングし、閾値未満の持続時間を有する信号をスクリーニングすることをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、約１μｓ未満の持続時間の信号をスクリーニングすることをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、出力信号をフィルタリングし、閾値を超える持続時間の信号をスクリーニングすることをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、フィルタリングすることが、約１００ｍｓを超える持続時間の信号をスクリーニングすることを含むことをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、半導体ウエハに近接する場所での異常プラズマ事象の検出に応じて、測定プロセスが半導体ウエハ上で実施されることを示すことをさらに含む。

特定の実施形態では、集積回路製作チャンバは、複数の集積回路製作ステーションを含む。集積回路製作チャンバはまた、無線周波数（ＲＦ）信号を複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つに結合するための１つまたは複数の入力ポートを含む。集積回路製作チャンバはまた、複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つから発する光放射に対して少なくとも部分的に透明な複数のビューポートを含む。集積回路製作チャンバはまた、少なくとも第１および第２の光センサを含む。少なくとも第１および第２の光センサの各々は、複数のビューポートの対応する１つに近接して配置され、複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つから発する光放射を検出する。

特定の実施形態では、集積回路製作チャンバ複数のビューポートは、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する光放射に対して少なくとも部分的に透明である。特定の実施形態では、集積回路製作チャンバのステーションで生成された光放射は、複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つに結合されたＲＦ信号に応じて生成される。特定の実施形態では、複数の集積回路製作ステーションは、４つのステーションを含む。特定の実施形態では、少なくとも第１および第２の光センサは、少なくとも１μｓの持続時間での光放射の検出に応じて出力信号を提供する。特定の実施形態では、少なくとも第１および第２の光センサは、出力信号をプロセッサに提供し、異常プラズマ事象が発生した複数の集積回路製作ステーションのステーションを識別する。特定の実施形態では、プロセッサは、少なくとも部分的に、少なくとも第１および第２の光センサの第１および第２の光センサからの出力信号に基づいて、複数の集積回路製作ステーションのステーションを識別するためのものである。

本明細書に開示される様々な実施態様は、添付の図面の図において、限定としてではなく例として示されており、同様の参照番号は、同様の要素を指す。

図１Ａは、様々な実施形態による、任意の数のプロセスを利用して基板上または基板にわたって膜を堆積またはエッチングするための例示的な装置を示す図である。

図１Ｂは、様々な実施形態による、例示的なマルチステーション集積回路製作チャンバの概略図である。

図２Ａは、一実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された例示的な異常プラズマ事象検出および位置特定システムの概略図である。

図２Ｂは、一実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバ内で発生する異常プラズマ事象を検出するのに適した視野を有する例示的な光センサを示す図である。

図２Ｃは、一実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバの異常プラズマ事象検出および位置特定システムに実装された光センサの出力信号に対応する論理状態を示す例示的な真理値表を示す図である。

図２Ｄは、一実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバにおける異常プラズマ事象を示す光センサからの例示的な出力信号トレースを示す図である。

図３は、別の実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定システムの例の概略図である。

図４Ａは、別の実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定システムの例の概略図である。

図４Ｂは、別の実施形態による、図４Ａの例示的な異常プラズマ事象検出および位置特定システムに実装された光センサの出力信号に対応する論理状態を示す例である。

図５は、様々な実施形態による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定の例示的な方法のフローチャートである。

特定のタイプの集積回路製作チャンバでは、無線周波数（ＲＦ）電源を利用して、製作チャンバ内でプラズマの形成を発生させる信号を提供することができる。プラズマは、イオン化されたガス状化合物を含み得る。マルチステーション集積回路製作チャンバでは、ＲＦ電源を利用して、マルチステーション集積回路製作チャンバのステーションでプラズマを発生させる信号を提供することができる。イオン化に続いて、製作チャンバ内のガス状化合物は、集積回路堆積プロセス中、例えば、または集積回路エッチングプロセス中に互いに反応する可能性がある。複数の半導体ウエハが堆積またはエッチングプロセスを同時に受けるマルチステーション集積回路製作チャンバでは、単一のＲＦ入力信号が、ＲＦ電力をマルチステーション製作チャンバの各ステーションに提供することができる。場合によっては、ＲＦ電源からの信号の振幅を制御することができる。ＲＦ信号の振幅は、製作チャンバ内にプラズマを形成するのに十分なエネルギーを提供するように制御することができるが、製作チャンバ内に異常状態を引き起こすことはない。異常状態は、例えば、電気アークの形成、またはプロセスステーション内の２つ以上の局所領域間の放電によって生成される他のタイプの可視事象を含み得る。異常状態は、過度の加熱および過度の電流をもたらす可能性がある。異常状態は、製作チャンバ内に存在する粒子によるプラズマにおける不安定性を含み得、異常状態はまた、ガス圧および／またはガス組成の急激な変化、ならびにＲＦ発電回路の故障を含み得る。

特定の例では、電気アークの形成などのマルチステーション集積回路製作チャンバ内の異常プラズマ事象に応じて、製作中の１つまたは複数の集積回路ウエハの局所領域が高温に曝される場合がある。異常プラズマ事象は、製作中の集積回路ウエハを、回路ウエハに損傷をもたらすのに十分な電流に曝す可能性がある。そのような場合、ウエハが計測プロセスを受けることができるように、製作チャンバから潜在的に損傷した集積回路ウエハを除去する必要があり得る。計測プロセスは、電気的測定、物理的検査、および／または他のプロセスを実施することを含み得る。場合によっては、電気アークの形成は、重大な損傷を引き起こす場合があり、これは１つまたは複数の潜在的に損傷した集積回路ウエハを処分または廃棄する結果となる可能性がある。加えて、場合によっては、電気アークの形成は、集積回路製作チャンバ自体に損傷をもたらす場合があり、これは製作チャンバの費用のかかる修理ならびに一時的な解体を必要とする可能性がある。

上記の理由、および潜在的に他の理由により、異常プラズマ事象がマルチステーション集積回路製作チャンバ内で発生したことを迅速に検出することが有利であり得る。電気アークの形成などの異常プラズマ事象は、集積回路ウエハおよび／またはマルチステーション集積回路製作チャンバの内部部分を高温および増加した電流に曝す可能性がある。しかし、製作チャンバ内の異常プラズマ事象のタイムリーな検出に応じて、ＲＦ電源などの電源は、中断されるか、振幅が減少するか、または他の何らかの方式で調整され得る。ＲＦ電源の中断、振幅の減少、または他のタイプの調整は、集積回路ウエハおよび／または集積回路製作チャンバ自体への損傷を最小限に抑えるか、場合によっては完全に回避することができる。加えて、異常プラズマ事象が発生した場所（またはステーション）を検出することによって、別々の計測プロセスを単一のウエハ上で実施することができる。単一のウエハ上で計測プロセスを実施することは、マルチステーション製作チャンバ内に存在するすべてのウエハ上で計測プロセスを実施することと比較して有利であり得る。集積回路製作チャンバ内の異常プラズマ事象の検出および位置特定は、追加の理由のために有利である可能性があり、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。

特定の実施形態および実施態様は、いくつかのウエハ製作プロセス、例えば様々なプラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）プロセス（例えば、ＰＥＡＬＤ１、ＰＥＡＬＤ２）、様々なプラズマ強化化学気相堆積（例えば、ＰＥＣＶＤ１、ＰＥＣＶＤ２、ＰＥＣＶＤ３）プロセスと組み合わせて利用することができ、または単一の堆積プロセス中にオンザフライで利用することができる。特定の実施態様では、複数の出力ポートを有するＲＦ発電機は、３００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの周波数などの任意の信号周波数で利用することができ、これには４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、および２７．１２ＭＨｚの周波数が含まれ得る。しかし、他の実施態様では、複数の出力ポートを有するＲＦ発電機は、任意の信号周波数で動作することができ、これには実質的に限定されることなく、５０ｋＨｚ～３００ｋＨｚなどの比較的低い周波数、ならびに約６０ＭＨｚ～約１００ＭＨｚの周波数などのより高い周波数が含まれ得る。

本明細書に記載の特定の実施形態は、４つのプロセスステーションを備えるマルチステーション半導体製作チャンバを示し、かつ／または説明することができるが、留意されたい。しかし、特許請求される主題は、任意の数のプロセスステーションを備えるマルチステーション集積回路製作チャンバを包含することを意図している。したがって、特定の実施態様では、ＲＦ発電機の出力信号は、マルチステーション集積回路製作チャンバの２つのプロセスステーションまたは３つのプロセスステーションの間で分割され得る。ＲＦ発電機からの出力電力信号は、実質的に限定されることなく、５つのプロセスステーション、６つのプロセスステーション、８つのプロセスステーション、１０個のプロセスステーションなどのより多くの数のプロセスステーション間で分割することができる。ＲＦ発電機からの出力電力信号は、マルチステーション集積回路製作チャンバの任意の他の数のプロセスステーション間で分割されてもよい。本明細書に記載の特定の実施形態は、約３００ｋＨｚ～約２ＭＨｚの周波数などの単一の比較的低い周波数のＲＦ信号、ならびに２ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数などの単一の比較的高い周波数のＲＦ信号の利用を示し、かつ／または説明することができる。特許請求される主題は、２ＭＨｚ未満の周波数などの任意の数の無線周波数、ならびに２ＭＨｚを超える任意の数の無線周波数の使用を包含することを意図している。

半導体デバイスの製造は、集積製作プロセスにおいて、平面または非平面基板上またはそれにわたって１つまたは複数の薄膜を堆積またはエッチングすることを伴い得る。集積回路製作プロセスのいくつかの態様では、固有の基板トポグラフィに適合する薄膜を堆積することが有用であり得る。多くの場合に有用な１つのタイプの反応は、化学気相堆積（ＣＶＤ）を伴い得る。特定のＣＶＤプロセスでは、反応チャンバのステーションに導入された気相反応剤は、気相反応を同時に受ける。気相反応の生成物は、基板の表面上に堆積する。このタイプの反応は、プラズマの存在によって駆動されるか、またはプラズマの存在によって増強され得、その場合、プロセスは、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）反応と呼ばれ得る。本明細書で使用される場合、ＣＶＤという用語は、特に明記しない限り、ＰＥＣＶＤを含むことを意図している。ＣＶＤプロセスは、いくつかの状況においてプロセスを適切でないものにする特定の欠点を有する。例えば、ＣＶＤ気相反応の物質移動制限は、上面（例えば、ゲートスタックの上面）におけるより厚い堆積および凹面（例えば、ゲートスタックの底部コーナー）におけるより薄い堆積を示す堆積効果をもたらす場合がある。さらに、異なるデバイス密度の領域を有するいくつかの半導体ダイに応じて、基板表面を横切る物質移動効果は、ダイ内およびウエハ内の厚さの変動をもたらす可能性がある。したがって、後続のエッチングプロセス中、厚さの変動は、いくつかの領域のオーバーエッチングおよび他の領域のアンダーエッチングをもたらす可能性があり、これはデバイスの性能およびダイの歩留まりを低下させる場合がある。ＣＶＤプロセスに関連する別の問題は、そのようなプロセスが高アスペクト比のフィーチャに共形膜を堆積することができない場合が多いことである。デバイスの寸法が縮小し続けるにつれて、この課題はますます問題になり得る。ウエハ製作プロセスの特定の態様のこれらおよび他の欠点は、図１Ａおよび図１Ｂに関連して説明されている。

別の例では、いくつかの堆積プロセスは、複数の膜堆積サイクルを伴い、各々が別個の膜厚を発生する。例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）では、堆積層の厚さは、膜形成化学反応自体の前に、吸着制限層を形成するように基板表面上に吸着し得る１つまたは複数の膜前駆体反応剤の量によって制限され得る。したがって、ＡＬＤの特徴は、単一の原子または分子の幅を有する層などの膜の薄層の形成を伴い、これは反復的かつ連続的な物質で使用される。デバイスおよびフィーチャのサイズが縮小し続け、三次元デバイスおよび構造が集積回路（ＩＣ）設計においてより一般的になるにつれて、薄い共形膜（例えば、基礎となる構造の形状に対して均一な厚さを有する材料の膜）を堆積する能力が重要性を増し続けている。したがって、ＡＬＤが、各堆積サイクルが材料の単一の原子層または分子層を堆積するように動作する膜形成技術であることを考慮すると、ＡＬＤは共形膜の堆積に非常に適している可能性がある。場合によっては、ＡＬＤを伴うデバイス製作プロセスは、数百または数千に及ぶ可能性がある複数のＡＬＤサイクルを含み得、これは次に実質的に任意の所望の厚さの膜を形成するために利用され得る。さらに、各層が薄くて共形的であることを考慮すると、そのようなプロセスから生じる膜は、あらゆる基礎となるデバイス構造の形状に適合し得る。特定の実施態様では、ＡＬＤサイクルは、以下のステップを含み得る。

第１の前駆体への基板表面の曝露。

基板が位置する反応チャンバのパージ。

プラズマおよび／または第２の前駆体を利用するなど、基板表面の反応の活性化。

基板が位置する反応チャンバのパージ。

各ＡＬＤサイクルの持続時間は、少なくとも特定の実施形態では、約２５秒未満または約１０秒未満または約５秒未満であってもよい。ＡＬＤサイクルのプラズマ曝露ステップ（または複数のステップ）は、約１秒以下の持続時間などの短い持続時間であり得る。

ここで図を参照すると、図１Ａは、様々な実施形態による、任意の数のプロセスを利用して基板上または基板にわたって膜を堆積またはエッチングするための例示的な装置を示す。図１Ａの処理装置１００は、真空ポンプ１１８によって真空下に維持され得る内部容積内に単一の基板ホルダ１０８（例えば、台座）を備えたプロセスチャンバの単一のプロセスステーション１０２を図示する。プロセスチャンバに流体結合され得るシャワーヘッド１０６およびガス送給システム１３０は、例えば、膜前駆体、ならびにキャリアガスおよび／またはパージガスおよび／またはプロセスガス、二次反応剤などの送給を可能にし得る。プロセスチャンバ内のプラズマの生成に利用される機器もまた、図１Ａに示されている。図１Ａに概略的に示されている装置は、特にプラズマ強化ＣＶＤを実施するように適合させることができる。

図１Ａでは、ガス送給システム１３０は、シャワーヘッド１０６に送給するためのプロセスガスをブレンドおよび／または調整するための混合容器１０４を含む。１つまたは複数の混合容器入口弁１２０は、混合容器１０４へのプロセスガスの導入を制御することができる。特定の反応剤は、気化およびその後のプロセスチャンバのプロセスステーション１０２への送給の前に液体形態で貯蔵され得る。図１Ａの実施形態は、混合容器１０４に供給される液体反応剤を気化させるための気化ポイント１０３を含む。いくつかの実施態様では、気化ポイント１０３は、加熱された液体注入モジュールを含み得る。いくつかの他の実施態様では、気化ポイント１０３は、加熱された気化器を含み得る。さらに他の実施態様では、気化ポイント１０３は、プロセスステーションから排除されてもよい。いくつかの実施態様では、気化されてプロセスステーション１０２に送給される液体の質量流量を制御するために、液体流コントローラ（ＬＦＣ）を気化ポイント１０３の上流に設けることができる。

シャワーヘッド１０６は、プロセスガスおよび／または反応剤（例えば、膜前駆体）をプロセスステーションで基板１１２に向けて分配するように動作することができ、その流れは、シャワーヘッドの上流の１つまたは複数の弁（例えば、弁１２０、１２０Ａ、１０５）によって制御することができる。図１Ａに図示される実施形態では、基板１１２は、シャワーヘッド１０６の下に位置するものとして図示され、台座１０８上に載って示されている。シャワーヘッド１０６は、任意の適切な形状であり得、プロセスガスを基板１１２に分配するための任意の適切な数および配置のポートを含み得る。２つ以上のステーションを伴ういくつかの実施態様では、ガス送給システム１３０は、シャワーヘッドの上流にある弁または他の流れ制御構造を含み、これは、各ステーションへのプロセスガスおよび／または反応剤の流れを独立して制御し、第２のステーションへのガスの流れを禁止しながら１つのステーションへのガスの流れを可能にすることができる。さらに、ガス送給システム１３０は、異なるステーションに提供されるガス組成が異なるように、例えば、ガス成分の分圧が同時にステーション間で変化し得るように、マルチステーション装置内の各ステーションに送給されるプロセスガスおよび／または反応剤を独立して制御するように構成され得る。

図１Ａでは、容積１０７は、シャワーヘッド１０６の下に位置するものとして図示されている。いくつかの実施態様では、台座１０８を上昇または下降させて基板１１２を容積１０７に露出させ、かつ／または容積１０７のサイズを変えることができる。任意選択で、台座１０８は、堆積プロセスの一部の間に下降および／または上昇され、容積１０７内のプロセス圧力、反応剤濃度などを調節することができる。シャワーヘッド１０６および台座１０８は、プラズマ発生器に電力を供給するために、ＲＦ発電機１１４および整合ネットワーク１１６に電気結合されるものとして図示されている。したがって、シャワーヘッド１０６は、ＲＦ電力をプロセスステーション１０２に結合するための電極として機能することができる。いくつかの実施態様では、プラズマエネルギーは、プロセスステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ発電機などの１つまたは複数を制御することによって（例えば、適切な機械可読命令および／または制御論理を有するシステムコントローラを介して）制御される。例えば、ＲＦ発電機１１４および整合ネットワーク１１６は、任意の適切なＲＦ電力レベルで動作させることができ、これは、ラジカル種の所望の組成を有するプラズマを形成するように動作することができる。加えて、ＲＦ発電機１１４は、低周波数成分（例えば、２ＭＨｚ未満）ならびに高周波数成分（例えば、２ＭＨｚを超える）などの２つ以上の周波数成分を有するＲＦ電力を提供することができる。

いくつかの実施態様では、プラズマの生成および維持条件は、システムコントローラ内の適切なハードウェアおよび／または適切な機械可読命令を介して制御される。機械可読命令は、一連の入出力制御（ＩＯＣ）命令を含み得る。一例では、プラズマを生成または維持するための命令は、プロセスレシピのプラズマ活性化レシピの形態で提供される。場合によっては、プロセスレシピは順に配置されてもよく、その結果、プロセスに対する少なくともいくつかの命令を同時に実行することができる。いくつかの実施態様では、１つまたは複数のプラズマパラメータを設定するための命令が、プラズマ生成プロセスに先行するレシピに含まれ得る。例えば、第１のレシピは、不活性（例えば、ヘリウム）および／または反応剤ガスの流量を設定するための命令、プラズマ発生器を電力設定ポイントに設定するための命令、ならびに第１のレシピのための時間遅延命令を含んでもよい。第２の後続のレシピは、プラズマ発生器を有効にするための命令、および第２のレシピのための時間遅延命令を含んでもよい。第３のレシピは、プラズマ発生器を無効にするための命令、および第３のレシピのための時間遅延命令を含んでもよい。これらのレシピは、本開示の範囲内で任意の適切な方法でさらに細分化および／または反復され得ることが理解されよう。いくつかの堆積プロセスでは、プラズマストライクの持続時間は、例えば、約３秒～約１５秒などの数秒の持続時間に対応し得るか、または最大約３０秒の持続時間などのより長い持続時間を伴い得る。本明細書に記載の特定の実施態様では、はるかに短いプラズマストライクを処理サイクル中に適用することができる。そのようなプラズマストライク持続時間は、約５０ミリ秒未満のオーダーであり得るが、特定の例では、約２５ミリ秒が利用される。

簡略化のために、処理装置１００は、低圧環境を維持するためのプロセスチャンバの独立したステーション（１０２）として図１Ａに図示されている。しかし、複数のプロセスステーションが、様々な実施形態による例示的なマルチステーション処理ツールの概略図を図示する図１Ｂに示すようなマルチステーション処理ツール環境に含まれ得ることが理解され得る。処理ツール１０１は、複数の製作プロセスステーションを含む集積回路製作チャンバ１６５を採用している。各製作プロセスステーションを利用して、特定のプロセスステーションにおいて、図１Ａの台座１０８などのウエハホルダを介して保持された基板上で処理動作を実施することができる。図１Ｂの例では、集積回路製作チャンバ１６５は、４つのプロセスステーション１５１、１５２、１５３、および１５４を備えるものとして示されている。他の同様のマルチステーション処理装置は、実施態様、例えば、並列ウエハ処理の所望のレベル、サイズ／スペースの制約、コストの制約などに応じて、より多くのまたはより少ない数のプロセスステーションを含み得る。図１Ｂには基板ハンドラロボット１７５も示されており、これは、システムコントローラ１９０の制御下で動作し、ウエハカセットから基板を移動させるように構成することができる（図１Ｂには図示せず）。ウエハカセットからの基板は、ローディングポート１８０からマルチステーション集積回路製作チャンバ１６５に、そしてプロセスステーション１５１、１５２、１５３、および１５４の１つに移動され得る。

図１Ｂはまた、処理ツール１０１のプロセス条件およびハードウェア状態を制御するために用いられるシステムコントローラ１９０の一実施形態を図示する。システムコントローラ１９０は、１つまたは複数のメモリデバイスと、１つまたは複数の大容量記憶デバイスと、１つまたは複数のプロセッサとを含むことができる。１つまたは複数のプロセッサは、中央処理装置、アナログおよび／またはデジタル入出力接続、ステッピングモータコントローラボードなどを含み得る。いくつかの実施態様では、システムコントローラ１９０は、プロセスツール１０１のすべての活動を制御する。システムコントローラ１９０は、大容量記憶デバイスに記憶され、メモリデバイスにロードされ、システムコントローラのプロセッサによって実行され得るシステム制御ソフトウェアを実行する。システムコントローラ１９０のプロセッサによって実行されるソフトウェアは、タイミング、ガスの混合、製作チャンバ圧力および／またはステーション圧力、製作チャンバ温度および／またはステーション温度、ウエハ温度、基板台座、チャック位置および／またはサセプタ位置、１つまたは複数の基板上で実施されるサイクル数、ならびにプロセスツール１０１によって実施される特定のプロセスの他のパラメータを制御するための命令を含み得る。これらのプログラムされたプロセスは、限定はしないが、チャンバ内部の表面上への蓄積量の決定に関連するプロセス、サイクル数を含む基板上への膜の堆積に関連するプロセス、いくつかの補償されたサイクルの決定および取得、ならびにチャンバの洗浄に関連するプロセスを含む、様々なタイプのプロセスを含み得る。システムコントローラ１９０の１つまたは複数のプロセッサによって実行され得るシステム制御ソフトウェアは、任意の適切な方法で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なツールプロセスを実行するために必要なプロセスツール構成要素の動作を制御するために書かれてもよい。

いくつかの実施形態では、システムコントローラ１９０のプロセッサを介して実行するためのソフトウェアは、上述の様々なパラメータを制御するための入出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を含み得る。例えば、基板の堆積および堆積サイクルの各段階は、システムコントローラ１９０によって実行するための１つまたは複数の命令を含み得る。ＡＬＤ共形膜堆積プロセス段階についてのプロセス条件を設定するための命令は、対応するＡＬＤ共形膜堆積レシピ段階に含まれ得る。いくつかの実施態様では、レシピ段階は、プロセス段階についてのすべての命令がそのプロセス段階と同時に実行されるように、順に配置され得る。

いくつかの実施形態では、システムコントローラ１９０の大容量記憶デバイスおよび／またはシステムコントローラ１９０にアクセス可能なメモリデバイスに記憶された他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが用いられてもよい。この目的のためのプログラムの例またはプログラムのセクションの例は、基板位置決めプログラム、プロセスガス制御プログラム、圧力制御プログラム、ヒータ制御プログラム、およびプラズマ制御プログラムを含む。基板位置決めプログラムは、基板を（図１Ａの）台座１０８にロードし、基板とプロセスツール１０１の他の部分との間の間隔を制御するために使用されるプロセスツール構成要素についてのプログラムコードを含むことができる。位置決めプログラムは、基板上に膜を堆積してチャンバを洗浄するために必要に応じて、基板を反応チャンバの内外に適切に移動させるための命令を含み得る。

プロセスガス制御プログラムは、プロセスステーション内の圧力を安定させるために、ガス組成および流量を制御するためのコード、ならびに堆積前に１つまたは複数のプロセスステーションへのガスの流れを制御するためのコードを含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセスガス制御プログラムは、反応チャンバ内の基板上に膜を形成する間にガスを導入するための命令を含む。これは、基板のバッチ内の１つまたは複数の基板に対して異なるサイクル数についてのガスを導入することを含み得る。圧力制御プログラムは、例えば、プロセスステーションの排気システムのスロットル弁、プロセスステーションへのガス流などを調節することによってプロセスステーション内の圧力を制御するためのコードを含み得る。圧力制御プログラムは、バッチの処理中に１つまたは複数の基板上への異なるサイクル数の堆積の間に同じ圧力を維持するための命令を含み得る。

ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために使用される加熱ユニット１１０への電流を制御するためのコードを含むことができる。あるいは、ヒータ制御プログラムは、基板への熱伝達ガス（ヘリウムなど）の送給を制御することができる。

いくつかの実施形態では、システムコントローラ１９０に関連するユーザインターフェースが存在してもよい。ユーザインターフェースは、ディスプレイ画面、処理ツールおよび／またはプロセス条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ、ならびにポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォンなどのユーザ入力デバイスを含むことができる。

いくつかの実施形態では、システムコントローラ１９０によって調整されたパラメータは、プロセス条件に関係するものであってもよい。非限定的な例として、プロセスガス組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件などが挙げられ得る。これらのパラメータは、レシピの形態でユーザに提供されてもよく、ユーザインターフェースを利用して入力することができる。基板のバッチ全体についてのレシピは、バッチを処理する過程での厚さの傾向を考慮するために、バッチ内の１つまたは複数の基板に対する補償されたサイクルカウントを含み得る。

製作プロセスを監視するための信号は、様々なプロセスツールセンサからシステムコントローラ１９０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供されてもよい。プロセスを制御するための信号は、プロセスツール１０１のアナログおよび／またはデジタル出力接続を介して送信することができる。監視することができるプロセスツールセンサの非限定的な例は、マスフローコントローラ、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などを含む。センサはまた、チャンバの内部の１つまたは複数の表面上の蓄積および／またはチャンバ内の基板上の材料層の厚さを監視および決定するために含まれ、使用することができる。適切にプログラムされたフィードバックおよび制御アルゴリズムをこれらのセンサからのデータと共に使用して、プロセス条件を維持することができる。

システムコントローラ１９０は、上述の堆積プロセスを実施するためのプログラム命令を提供することができる。プログラム命令は、ＤＣ電力レベル、圧力、温度、基板についてのサイクル数、チャンバ内部の少なくとも１つの表面上への蓄積量などのような様々なプロセスパラメータを制御することができる。命令は、本明細書に記載の様々な実施態様に従って、膜スタックのｉｎ－ｓｉｔｕ堆積を動作させるようにパラメータを制御することができる。

例えば、システムコントローラは、（ａ）堆積チャンバ内部の少なくとも内部領域上に現在蓄積されている堆積材料の量を決定するなど、本明細書に記載の技術を実施するための制御論理を含むことができる。加えて、（ａ）で決定された蓄積堆積材料の量、またはそれから導出されたパラメータを、（ｉ）目標堆積厚さを達成するために必要な多数のＡＬＤサイクルと、（ｉｉ）蓄積堆積材料の量を表す変数との間の関係に適用するための制御論理を含み、それにより堆積チャンバ内部の内部領域上に現在蓄積されている堆積材料の量を考慮して、目標堆積厚さを得るための補償された数のＡＬＤサイクルを得ることができる。システムコントローラは、基板のバッチ内の１つまたは複数の基板上で補償された数のＡＬＤサイクルを実施するための制御論理を含み得る。システムはまた、チャンバ内の蓄積が蓄積限界に達したことを決定し、その決定に応じて基板のバッチの処理を停止し、チャンバ内部の洗浄動作を開始するための制御論理を含み得る。

図１Ｂのシステムコントローラ１９０によって実施される上記の機能および／または動作に加えて、システムコントローラは、ＲＦ電力入力ポート１６７を介してＲＦ電力をマルチステーション集積回路製作チャンバ１６５に伝達することができるＲＦ発電機１９５の動作をさらに制御および／または管理することができる。本明細書でさらに説明するように、そのような動作は、集積回路製作チャンバ１６５に送給されるＲＦ電力についての上限および下限閾値、ＲＦ電力のアクティブ化／非アクティブ化時間、ＲＦ電力のオン／オフ持続時間、デューティサイクル、動作周波数などを決定することに関係し得る。加えて、システムコントローラ１９０は、ＲＦ電力入力ポート１６７を介して集積回路製作チャンバ１６５に送給されるＲＦ電力の通常の動作パラメータのセットを決定することができる。そのようなパラメータは、例えば、反射係数（例えば、散乱パラメータＳ₁₁）、電圧定在波比に関して、ＲＦ電力入力ポート１６７から反射される電力の上限および下限閾値を含み得る。そのようなパラメータはまた、ＲＦ電力入力ポート１６７に適用される電圧の上限および下限閾値、ＲＦ電力入力ポート１６７を通して伝導される電流の上限および下限閾値、ならびにＲＦ電力入力ポート１６７を通して伝導される電圧と電流との間の位相角の大きさについての上限閾値を含み得る。そのような閾値は、「範囲外」のＲＦ信号特性を定義する際に利用することができる。例えば、上限閾値を超える反射電力は、範囲外のＲＦ電力パラメータを示し得る。同様に、下限閾値未満または上限閾値を超える値を有する適用電圧または伝導電流は、範囲外のＲＦ信号特性を示し得る。同様に、適用電圧と伝導電流との間の位相角が上限閾値を超えることは、範囲外のＲＦ電力パラメータを示し得る。

特定の実施態様では、ＲＦ発電機１９５は、約４００ｋＨｚの第１の周波数などの２つの周波数、および約２７．１２ＭＨｚの周波数などの第２の周波数を生成するように動作することができる。しかし、ＲＦ発電機は、約３００ｋＨｚ～約１００ＭＨｚの周波数などの他の周波数を生成することが可能であり得、特許請求される主題は、この点に関して限定されないことに留意されたい。特定の実施形態では、ＲＦ発電機１９５によって生成される信号は、約３００ｋＨｚ～約２ＭＨｚの周波数として定義され得る少なくとも１つの低周波数（ＬＦ）、および約２ＭＨｚよりも大きく約１００ＭＨｚ未満の周波数として定義され得る少なくとも１つの高周波数（ＨＦ）を含んでもよい。

特定の実施形態では、マルチステーション集積回路製作チャンバ１６５は、入力ポート１６７に加えて、入力ポートを含み得る（図１Ｂには示されていない追加の入力ポート）。特定の実施形態では、集積回路製作チャンバ１６５のプロセスステーションは、第１および第２の入力ポートを利用することができ、第１の入力ポートは、第１の周波数を有する信号を伝達し得、第２の入力ポートは、第２の周波数を有する信号を伝達し得る。２つ以上の周波数を使用すると、プラズマ特性が向上する可能性があり、これにより特定の制限内の堆積速度もしくはエッチング速度、および／またはより容易に制御される堆積／エッチング速度を得ることができる。２つ以上の周波数の使用は、他の望ましい結果をもたらす可能性があり、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。

マルチステーション集積回路製作チャンバ１６５は、ビューポート１６０をさらに含むことができ、これはチャンバ１６５内で製作プロセスを現在受けている基板またはウエハの観察を可能にし得る。場合によっては、そのようなビューポートは、処理ツール１０１のオペレータが、異常プラズマ事象が製作チャンバ１６５内で発生しているかどうかを決定することを可能にすることができる。場合によっては、異常プラズマ事象は、約１μｓ～約１００ｍｓの持続時間を有する可視光のフラッシュまたは瞬間的なバーストなど、光放射の瞬間的なバーストによって示され得る。前述のように、異常プラズマ事象は、製作プロセスを受けているウエハに損傷をもたらす可能性があり、かつ／または製作チャンバ１６５に損傷をもたらす可能性がある。他の例では、異常プラズマ事象は、製作チャンバ内にガス状化合物の生成をもたらす可能性があり、これは進行中の製作プロセスに有害な影響を及ぼし得る。

図２Ａは、一実施形態２００による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された例示的な異常プラズマ事象検出および位置特定システムの概略図である。図２Ａでは、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０は、ビューポート１６０のうちの１つと近接しているものとして示されている。加えて、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０は、少なくとも１つの他の光センサの視野と重なる視野を含む。したがって、光センサ２０５は、光センサ２１５および光センサ２２０の視野と（少なくとも部分的に）重なる視野を含む。よって、一例では、プロセスステーション１５１でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象に応じて、事象中に生成された光放射は、光センサ２０５および光センサ２１５によって検出され得る。別の例では、プロセスステーション１５２でまたはその近くで発生する異常事象に応じて、事象中に生成された光放射は、光センサ２０５および光センサ２２０によって検出され得る。したがって、図２Ａの実施形態では、プロセスステーション１５１、１５２、１５３、および１５４のいずれか１つで発生する異常プラズマ事象は、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０のうちの２つによって検出することができる。加えて、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０からの出力信号を評価することにより、異常プラズマ事象が発生した（またはその近くの）マルチステーション集積回路製作チャンバのプロセスステーションの固有の識別が可能になり得る。これを念頭に置いて、本開示は、１つまたは複数の光センサが複数のステーションを通る視線を維持し、光センサの２つ以上が交差する視線を維持し、交差が特定のステーションで発生する任意のマルチステーションリアクタに適用することができる。交差する視線を有する複数のＰＳからの読み取りを考慮することによって、システムは、検出可能な異常事象が発生したステーションを固有に識別することができる。

図２Ｂ（実施形態２０１）に示すように、光センサは、限定された範囲の方位角および仰角からの信号を受信するように成形または構成することができる。図２Ｂに示すように、光センサ２０５は、例えば、仰角と方位角の両方に延びることができる角度「θ」として図示される視野を含み得る。この文脈において、角度「θ」は、光センサに垂直な方向に延びる半径方向線に沿って、近位のプロセスステーションならびに遠位のプロセスステーションの少なくとも実質的な部分を包含する視野を指す。したがって、図２Ａに戻ると、光センサ２０５は、プロセスステーション１５１（近位）およびプロセスステーション１５２（遠位）の少なくとも実質的な部分を包含する視野を含み、これらは両方とも半径方向線１７０に沿って配置される。特定の非限定的な例では、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０は、ケイ素ベースの切り替え可能な利得検出器に対応し得、これは、約３００ｎｍ～約１１００ｎｍの波長を含む光信号の検出を提供することができ、Ｔｈｏｒｌａｂｓ Ｉｎｃ．，５６ Ｓｐａｒｔａ Ａｖｅｎｕｅ，Ｎｅｗｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７８６０から入手可能である。しかし、特許請求される主題は、赤外線波長、可視波長、および／または紫外線波長での光放射の検出に応じて電気信号を生成することが可能な様々な光センサを包含することを意図している。

図２Ａの説明に関して前述したように、光センサ２０５は、例えば、プロセスステーション１５１および１５２でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象を排他的に検出する視野を含み得る。したがって、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５４および／またはプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生するとき、異常プラズマ事象に応じて生成された光放射は、光センサ２０５によって検出されないままである可能性がある。例えば、プロセスステーション１５１または１５２でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象に応じて、光センサ２０５は、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する可視光の形態などの光放射の瞬間的なバーストを受け取る場合がある。しかし、他の実施形態では、異常プラズマ事象は、約３００ｎｍ未満の紫外線波長（例えば、１００ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍなど）および／または約７００ｎｍを超える赤外線波長（例えば、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍなど）などの他の波長を含む光放射の瞬間的なバーストを引き起こし得る。

光センサ２１０は、光センサ２０５の視野と同様の視野を含み得る。したがって、図２Ａの実施形態では、プロセスステーション１５４またはプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象は、光センサ２１０によって受け取られ得る光放射の瞬間的なバーストを引き起こし得る。さらに、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５１またはプロセスステーション１５２でまたはその近くで発生するとき、異常プラズマ事象に応じて生成された光放射は、光センサ２１０によって検出されないままである可能性がある。

光センサ２１５は、光センサ２０５および２１０の視野と同様の視野を含み得る。したがって、プロセスステーション１５４またはプロセスステーション１５１でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象は、光センサ２１５によって受け取られ得る光放射の瞬間的なバーストを引き起こし得る。さらに、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５２またはプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生するとき、異常プラズマ事象に応じて生成された光放射は、光センサ２１５によって検出されないままである可能性がある。

光センサ２２０は、光センサ２０５、２１０、および２１５の視野と同様の視野を含み得る。したがって、プロセスステーション１５２またはプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象は、光センサ２２０によって受け取られ得る光放射の瞬間的なバーストを引き起こし得る。さらに、異常事象がプロセスステーション１５１またはプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生するとき、異常プラズマ事象に応じて生成された光放射は、光センサ２２０によって検出されないままである可能性がある。

したがって、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０は各々、集積回路製作チャンバ１６５の特定のプロセスステーションを包含する一方、製作チャンバ１６５の他のプロセスステーションを除外する視野を含み得ることが理解され得る。したがって、特定の実施形態では、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０の各々からの出力信号トレースを監視することにより、異常プラズマ事象が発生したプロセスステーションの識別が可能になり得る。したがって、図２Ｃに関連して説明される例では、論理「ハイ」に対応する信号レベルを達成する光センサ２１０および２１５からの出力信号トレースを利用して、プロセスステーション１５４が異常プラズマ事象にあるかまたはその近くにあることを識別することができる。

光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０からの出力信号トレースは、光センサによって受け取られる光放射の強度に対して、線形比例などの振幅比例を示すことができる。したがって、特定の実施形態では、例えば、光センサ２０５によって受け取られる光放射の比較的高い振幅のバーストは、光センサ２０５の出力ポートで比例して高い信号をもたらし得る。同様に、例えば、光センサ２０５によって受け取られる光放射の比較的低い振幅のバーストは、光センサ２０５の出力ポートで比例して低い信号をもたらす可能性がある。加えて、例えば、光センサ２０５の出力ポートに存在する出力信号の振幅の増加または減少は、光信号への光センサ２０５の曝露をトラックまたは厳密に追跡することができる。

図２Ａの実施形態では、データ取得ユニット２２５は、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０から出力信号トレースを受信することができる。１つまたは複数の出力信号トレースの受信に応じて、データ取得ユニット２２５は、異常プラズマ事象が発生したことを示す信号をコンピューティングデバイス２３０に提供することができる。加えて、データ取得ユニット２２５は、特定の所定の基準を満たさない信号トレースをフィルタリングまたはスクリーニングするように動作することができる。例えば、特定の実施形態では、約１μｓ～約１００ｍｓの持続時間などの特定の持続時間を有する異常プラズマ事象は、製作される半導体ウエハに損傷をもたらす可能性が高い。約１μｓ～１００μｓの持続時間を有する異常プラズマ事象は、集積回路製作チャンバに損傷をもたらす可能性がある。対照的に、特定の持続時間外の持続時間（例えば、約１μｓ未満の持続時間）を有する異常プラズマ事象は、集積回路製作チャンバを介して製作される半導体ウエハに損傷をもたらす可能性は低い。したがって、データ取得ユニット２２５が特定の持続時間外にある持続時間を有する光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０の１つまたは複数から信号を受信することに応じて、重要ではないと見なされ得る。特定の実施形態では、データ取得ユニット２２５は、１１５００ Ｎ Ｍｏｐａｃ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ａｕｓｔｉｎ Ｔｅｘａｓ ７８７５９－３５０４に位置するＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なモデル７７９６７６－０１多機能入力／出力モジュールに対応し得る。特定の非限定的な例では、コンピューティングデバイス２３０は、同じくＡｕｓｔｉｎ ＴｅｘａｓのＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能な、測定デバイスからのデータを記録、分析、および提示するためのＳｉｇｎａｌＥｘｐｒｅｓｓソフトウェアなどの非一時的媒体を介して記憶されたコンピュータ可読命令を実行することができる。しかし、特許請求される主題は、１つまたは複数の光センサから信号を受信し、受信信号を処理し、そのような信号処理の結果をコンピューティングデバイス２３０などのコンピューティングデバイスに送信することが可能な様々なデータ取得ユニット／モジュールを包含することを意図している。

したがって、例えば、データ取得ユニット２２５が光センサ２０５および２１５から比較的高い出力信号を受信し、信号が約１０ｍｓの持続時間を有することに応じて、データ取得ユニット２２５は、所定の振幅および持続時間の基準を満たす信号が受信されたという指示をコンピューティングデバイス２３０に報告することができる。それに応じて、コンピューティングデバイス２３０は、異常プラズマ事象が処理ステーション１５１でまたはその近くで発生したという指示をシステムコントローラ１９０に提供することができる。それに応じて、システムコントローラ１９０は、プロセスステーション１５１で処理されている半導体ウエハが、電気的測定、物理的検査、および／または他のプロセスの実施を含み得る計測プロセスを受けるべきであるという指示を提供し得る。対照的に、データ取得ユニット２２５が光センサ２０５および２１５から比較的高い出力信号を受信し、信号が約０．９μｓの持続時間（または約１μｓ未満の任意の他の持続時間）を有することに応じて、データ取得ユニット２２５は、報告をコンピューティングデバイス２３０に提供しない場合がある。あるいは、そのような条件下で、データ取得ユニット２２５は、異常プラズマ事象の発生を報告することができるが、そのような事象を重要でないものとしてラベル付けすることができる。したがって、コンピューティングデバイス２３０は、重要でない事象の発生をシステムコントローラ１９０に報告することができ、または（あるいは）任意のタイプの報告をシステムコントローラ１９０に送信することを控えることができる。

約１００ｍｓを超える期間にわたって発生する異常プラズマ事象の検出に応じて、システムコントローラ１９０は、ＲＦ発電機１９５によって生成された１つまたは複数のＲＦ信号の出力電力レベルを調整または一時停止するように動作し得る。したがって、一例では、システムコントローラ１９０は、ＲＦ発電機１９５によって生成されたＬＦ成分（例えば、約２ＭＨｚ未満の周波数）を調整するか、またはＲＦ発電機１９５によって生成されたＨＦ成分（例えば、約２ＭＨｚを超える周波数）を調整することができる。ＲＦ発電機１９５の出力電力の調整は、ＲＦ発電機１９５によって生成されたＬＦ成分とＨＦ成分の両方の電力レベルを低減することを伴い得る。別の例では、異常プラズマ事象の検出に応じて、システムコントローラ１９０は、ＲＦ発電機１９５のデューティサイクルを修正するように動作することができる。したがって、一例では、異常プラズマ事象の検出に応じて、システムコントローラ１９０は、ＲＦ発電機のデューティサイクルを修正することができる（例えば、デューティサイクルを約１００％から約９５％に低減することによって）。特許請求される主題は、ＲＦ発電機１９５に対して他のタイプの修正を実施するシステムコントローラを包含することを意図しており、特許請求される主題は、この点に関して限定されないことに留意されたい。

図２Ｃは、一実施形態２０２による、マルチステーション集積回路製作チャンバの異常プラズマ事象検出および位置特定システムに実装された光センサの出力信号に対応する論理状態を示す例示的な真理値表である。図２Ｃが確立する真理値表は、複数の光センサ（２０５、２１０、２１５、および２２０）の各々の出力信号と、マルチステーション集積回路製作チャンバ１６５の各ステーションとの間の対応である。したがって、図２Ｃの実施形態では、図２Ａの光センサ２０５～２２０からの比較的高レベルの出力信号は、論理「ハイ」信号に対応し、光センサ２０５～２２０からの比較的低レベルの出力信号は、論理「ロー」信号に対応する。光センサ論理状態と光センサ出力信号との間のそのような対応は、データ取得ユニット２２５内の１つまたは複数の比較器回路を伴い得、特定の閾値を超える大きさの信号には、論理「ハイ」が割り当てられる。同様に、特定の閾値未満の大きさの信号には、論理「ロー」が割り当てられる。したがって、図２Ａの概略図を参照すると、プロセスステーション１５１またはその近くでの異常プラズマ事象の検出に応じて、光センサ２０５および２１５からの出力信号は、論理「ハイ」に対応する比較的高いレベルを含む。したがって、図２Ｃを参照すると、一例では、論理「ハイ」に対応する光センサ２０５および２１５の出力信号ならびに論理「ロー」に対応する光センサ２１０および２２０の出力信号に応じて、データ取得ユニット２２５は、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５１でまたはその近くで発生したことを正しく決定することができる。別の例では、論理「ハイ」に対応する光センサ２１０および２２０の出力信号ならびに論理「ロー」に対応する光センサ２０５および２１５の出力信号に応じて、データ取得ユニット２２５は、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５３でまたはその近くで発生したことを正しく決定することができる。

光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０がマルチステーション集積回路製作チャンバ１６５の隣接する側面または縁部に位置決めされる図２Ａの光センサ配置は、図２Ｃの真理値表に対応することに留意されたい。しかし、光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０の代替の配置は、図３に関連して説明されるように、図２Ｃのものとは異なる真理値表に対応し得る。特許請求される主題は、集積回路製作チャンバの側面または縁部に位置決めされた光センサの任意の配置、ならびに光センサの所望の配置に対応する論理状態を示すために作成された真理値表を包含することを意図している。

図２Ｄは、一実施形態２０３による、マルチステーション集積回路製作チャンバにおける異常プラズマ事象を示す光センサからの例示的な出力信号トレースである。図２Ｄに示すように、図２Ａの光センサ２１０からの出力信号トレースに対応する信号トレースＡ、および図２Ａの光センサ２１５からの出力信号トレースに対応する信号トレースＢは、論理ハイを超える振幅を含むものとして示されている。逆に、光センサ２０５からの出力信号トレースに対応する信号トレースＣ、および光センサ２２０からの出力信号トレースに対応する信号トレースＤは、論理ロー未満の振幅を含むものとして示されている。したがって、そのような論理信号レベルの受信に応じて、図２Ｃの真理値表は、ステーション１５４での異常プラズマ事象を示している。

光センサ２０５、２１０、２１５、および２２０は、図２Ａの半径方向線１７０などの半径方向線に沿った近接プロセスステーションならびに遠位プロセスステーションの少なくとも実質的な部分を包含する視野を含むことに留意されたい。しかし、マルチステーション集積回路製作チャンバ内の反射は、他の光センサにおいて小さな閾値以下の応答を生じさせる可能性がある。例えば、図２Ｄに示すように、プロセスステーション１５４またはその近くでの異常プラズマ事象は、光センサ２１０および２１５の出力端子で論理「ハイ」に対応する信号を生じさせる。加えて、製作チャンバ内の反射、またはプロセスチャンバ１５４の場所と正確に一致しない可能性がある異常プラズマ事象が、そのような閾値以下の信号をもたらす可能性がある。図２Ｄに示すような論理ハイおよび論理ロー閾値は、マルチステーション集積回路製作チャンバで利用されるガスの組成および／または濃度に依存し得る、あるレベルの実験を介して決定することができることが理解され得る。論理ハイおよび論理ロー閾値はまた、製作チャンバに結合されたＲＦ信号の電力および周波数コンテンツ、製作チャンバからの反射電力などに依存する可能性があり、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。

加えて、同じく図２Ｄに示すように、異常プラズマ事象は、特定の立ち上がり時間Δｔを含むことによって特徴付けることができる。特定の実施形態では、異常プラズマ事象は、信号立ち上がり時間をもたらし、信号トレースは、約１μｓから約１００ｍｓの範囲の期間において、論理ロー未満に対応する大きさから論理ハイを超えるレベルに進む。しかし、特定の実施形態では、異常プラズマ事象は、約１μｓ未満、例えば約０．９μｓ、約０．８μｓ、約０．７μｓ、約０．６μｓなどの信号立ち上がり時間をもたらす可能性があり、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。特定の他の実施形態では、異常プラズマ事象は、約１００ｍｓを超える、例えば約１１０ｍｓ、約１２０ｍｓ、約１３０ｍｓなどの信号立ち上がり時間をもたらす可能性があり、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。

図３は、別の実施形態（３００）による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定システムの例の概略図である。図３に示すように、光センサ２０５は、プロセスステーション１５１および１５２でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象の検出を可能にする視野を含む。光センサ２１０は、プロセスステーション１５３および１５４またはその近くでの異常プラズマ事象の検出を可能にする視野を含む。光センサ２１５は、プロセスステーション１５１および１５４でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象の検出を可能にする視野を含む。光センサ２２０は、プロセスステーション１５２および１５３でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象の検出を可能にする視野を含む。したがって、図２Ｃのものと同様の真理値表などの真理値表を作成し、図３に従って実装された光センサの出力信号に対応する論理状態を示すことができることが理解され得る。

図４Ａは、別の実施形態（４００）による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定システムの例の概略図である。図４の実施形態では、プロセスステーション６５１、６５２、６５３、および６５４は、マルチステーション集積回路製作チャンバ６６５内に位置決めされる。図４Ａには示されていないが、コントローラ、ＲＦ発電機、コンピューティングデバイス、およびデータ取得ユニットは、図２Ａの製作チャンバ１６５に対して行われた接続と同様の方式で製作チャンバ６６５に接続され得る。したがって、マルチステーション集積回路製作チャンバ６６５は、製作チャンバ１６５と同様の膜堆積／膜エッチングプロセスを実施することが可能であり得る。

図４Ａの実施形態では、光センサ６０５は、プロセスステーション６５２、６５３、および６５４でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象から生じる光放射が光センサ６０５によって受け取られることを可能にするように、ビューポートの近くに位置決めされ得る。しかし、光センサ６０５の視野は、プロセスステーション６５１またはその近くの場所から放射されるかなりの光放射の受け取りを排除するように十分に狭くてもよい。同様に、光センサ６１０は、プロセスステーション６５１および６５３でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象から生じる光放射が光センサ６１０によって受け取られることを可能にするように、ビューポートの近くに位置決めされ得る。しかし、光センサ６１０の視野は、プロセスステーション６５２および６５４またはその近くの場所から放射されるかなりの光放射の受け取りを排除するように十分に狭くてもよい。同様に、光センサ６１５は、プロセスステーション６５４でまたはその近くで発生する異常プラズマ事象から放射される光放射が光センサ６１５によって受け取られることを可能にするように、ビューポートの近くに位置決めされ得る。しかし、光センサ６１５の視野は、プロセスステーション６５１、６５２、および６５３またはその近くの場所から放射されるかなりの光放射の受け取りを排除するように十分に狭くてもよい。

したがって、マルチステーション集積回路製作チャンバ６６５内のプロセスステーションの配置は、図２Ａおよび図３Ａに関連して説明される４つの光センサ（２０５、２１０、２１５、および２２０）ではなく、３つの光センサ（６０５、６１０、および６１５）を利用して異常プラズマ事象検出および位置特定を可能にする。図４Ｂは、別の実施形態（４０１）による、図４Ａの例示的な異常プラズマ事象検出および位置特定システムに実装された光センサの出力信号に対応する論理状態を示す例である。図４Ｂの実施形態では、例えば、光センサ６１０からの比較的高レベルの出力信号、ならびに光センサ６０５および６１５からの比較的低レベルの信号は、プロセスステーション６５１またはその近くでの異常プラズマ事象の存在を示す。図４Ｂに関連する別の例では、光センサ６０５からの比較的高レベルの信号、ならびに光センサ６１０および６１５からの比較的低レベルの信号は、プロセスステーション６５２またはその近くでの異常プラズマ事象の存在を示す。図４Ｂに関連する別の例では、光センサ６０５および６１０からの比較的高レベルの信号、ならびに光センサ６１５からの比較的低レベルの信号は、プロセスステーション６５３またはその近くでの異常プラズマ事象の存在を示す。図４Ｂに関連する別の例では、光センサ６０５および６１５からの比較的高レベルの信号、ならびに光センサ６１０からの比較的低レベルの信号は、プロセスステーション６５４またはその近くでの異常プラズマ事象の存在を示す。

図５は、一実施形態（５００）による、マルチステーション集積回路製作チャンバに実装された異常プラズマ事象検出および位置特定の例示的な方法のフローチャートである。特許請求される主題は、図５のアクションに加えてアクションを含む方法、図５のアクションとは異なる順序で実施されるアクションを含む方法、ならびに図５に示すものよりも少ないステップを含む方法を含む、図５の変形を包含することを意図していることに留意されたい。加えて、図２Ａ、図３、および図４Ａの装置は、図５の方法を実施するのに適切であり得るが、方法は、他の装置、システム、または配置によって実施されてもよく、特許請求される主題は、この点に関して限定されない。図５の方法は、５１０で開始することができ、これは複数の光センサから出力信号を受信することを含み得、各光センサは、マルチステーション集積回路製作チャンバの２つ以上のステーションの視野を有する。特定の実施形態では、複数の光センサの少なくとも１つの光センサの視野は、複数の光センサの少なくとも１つの他の光センサの視野と重なる。

図５の方法は、５２０で継続することができ、これは受信出力信号をフィルタリングし、閾値振幅未満の出力信号をスクリーニングすることを含む。５２０において、フィルタリングすることは、約１μｓの閾値などの閾値未満の持続時間を有する信号をスクリーニングすることを含み得る。方法は、５３０で継続することができ、これはフィルタリングされた受信出力信号に対応する論理状態を比較し、異常プラズマ事象が発生したマルチステーション集積回路製作チャンバのステーションを識別することを含み得る。

図１Ｂに戻って参照すると、システムコントローラ１９０は、図１Ａ／１Ｂの装置の一部を形成し得るシステムの一部を含むことができる。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、基板上で実施されるサイクル数、処理ガスの送給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハの搬入と搬出、ならびに、特定のシステムに接続または連動する他の搬送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラもしくはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくはシステムオンチップ（ＳｏＣ）を備えたＦＰＧＡを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

前述の詳細な説明では、提示された実施形態または実施態様の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。開示された実施形態または実施態様は、これらの具体的な詳細の一部またはすべてがなくても実践することができる。他の例では、開示された実施形態または実施態様を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作は詳細には説明されていない。開示された実施形態または実施態様が特定の実施形態または実施態様と併せて説明されているが、そのような説明は、開示された実施形態または実施態様を限定することを意図していないことが理解されよう。

前述の詳細な説明は、開示された態様を説明する目的で、特定の実施形態または実施態様に向けられている。しかし、本明細書の教示は、多くの異なる方法で適用および実施することができる。前述の詳細な説明では、添付の図面が参照されている。開示された実施形態または実施態様は、当業者が実施形態または実施態様を実践することを可能にするのに十分詳細に説明されているが、これらの例は限定的ではないことを理解されたい。他の実施形態または実施態様が使用されてもよく、それらの精神および範囲から逸脱することなく、開示された実施形態または実施態様に変更を加えることができる。加えて、接続詞「または」は、特に明記しない限り、適切な場合には包括的な意味で本明細書において意図されており、例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣ」という語句は、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「ＡおよびＢ」、「ＢおよびＣ」、「ＡおよびＣ」、ならびに「Ａ、Ｂ、およびＣ」の可能性を含むことを意図していることを理解されたい。

本出願では、「半導体ウエハ」、「ウエハ」、「基板」、「ウエハ基板」、および「部分的に製作された集積回路」という用語は、互換的に使用される。当業者は、「部分的に製作された集積回路」という用語が、集積回路製作の多くの段階のいずれかにあるシリコンウエハを指すことができることを理解するであろう。半導体デバイス業界で使用されるウエハまたは基板は、２００ｍｍ、または３００ｍｍ、または４５０ｍｍの直径を含み得る。前述の詳細な説明は、実施形態または実施態様がウエハ上に、またはウエハの形成もしくは製作に関連するプロセスと併せて実施されることを想定している。しかし、特許請求される主題は、そのように限定されない。ワークピースは、様々な形状、サイズ、および材料のものであり得る。半導体ウエハに加えて、特許請求される主題を利用することができる他のワークピースとしては、プリント回路基板、またはプリント回路基板の製作物などの様々な製品が挙げられ得る。

本開示の文脈が明確に要求しない限り、説明および特許請求の範囲全体を通して、「備える」、「備えている」などの単語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、すなわち「～を含むがこれに限定されない」という意味で解釈されるべきである。単数形または複数形を使用する単語は、一般に、それぞれ複数形または単数形も含む。「または」という単語が２つ以上の項目のリストを参照して使用されている場合、その単語は、単語の以下の解釈のすべて：リスト内の項目のいずれか、リスト内のすべての項目、およびリスト内の項目の任意の組み合わせをカバーする。「実施態様」という用語は、本明細書に記載の技術および方法の実施態様、ならびに構造を具現化する、ならびに／または本明細書に記載の技術および／もしくは方法を組み込む物理的物体を指す。

特定の実施形態では、複数のビューポートは、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する光放射に対して少なくとも部分的に透明である。特定の実施形態では、集積回路製作チャンバのステーションで生成された光放射は、複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つに結合されたＲＦ信号に応じて生成される。特定の実施形態では、複数の集積回路製作ステーションは、４つのステーションを含む。特定の実施形態では、少なくとも第１および第２の光センサは、少なくとも１μｓの持続時間での光放射の検出に応じて出力信号を提供する。特定の実施形態では、少なくとも第１および第２の光センサは、出力信号をプロセッサに提供し、異常プラズマ事象が発生した複数の集積回路製作ステーションのステーションを識別する。特定の実施形態では、プロセッサは、少なくとも部分的に、少なくとも第１および第２の光センサの第１および第２の光センサからの出力信号に基づいて、複数の集積回路製作ステーションのステーションを識別するためのものである。

半導体デバイスの製造は、集積回路製作プロセスにおいて、平面または非平面基板上またはそれにわたって１つまたは複数の薄膜を堆積またはエッチングすることを伴い得る。集積回路製作プロセスのいくつかの態様では、固有の基板トポグラフィに適合する薄膜を堆積することが有用であり得る。多くの場合に有用な１つのタイプの反応は、化学気相堆積（ＣＶＤ）を伴い得る。特定のＣＶＤプロセスでは、反応チャンバのステーションに導入された気相反応剤は、気相反応を同時に受ける。気相反応の生成物は、基板の表面上に堆積する。このタイプの反応は、プラズマの存在によって駆動されるか、またはプラズマの存在によって増強され得、その場合、プロセスは、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）反応と呼ばれ得る。本明細書で使用される場合、ＣＶＤという用語は、特に明記しない限り、ＰＥＣＶＤを含むことを意図している。ＣＶＤプロセスは、いくつかの状況においてプロセスを適切でないものにする特定の欠点を有する。例えば、ＣＶＤ気相反応の物質移動制限は、上面（例えば、ゲートスタックの上面）におけるより厚い堆積および凹面（例えば、ゲートスタックの底部コーナー）におけるより薄い堆積を示す堆積効果をもたらす場合がある。さらに、異なるデバイス密度の領域を有するいくつかの半導体ダイに応じて、基板表面を横切る物質移動効果は、ダイ内およびウエハ内の厚さの変動をもたらす可能性がある。したがって、後続のエッチングプロセス中、厚さの変動は、いくつかの領域のオーバーエッチングおよび他の領域のアンダーエッチングをもたらす可能性があり、これはデバイスの性能およびダイの歩留まりを低下させる場合がある。ＣＶＤプロセスに関連する別の問題は、そのようなプロセスが高アスペクト比のフィーチャに共形膜を堆積することができない場合が多いことである。デバイスの寸法が縮小し続けるにつれて、この課題はますます問題になり得る。ウエハ製作プロセスの特定の態様のこれらおよび他の欠点は、図１Ａおよび図１Ｂに関連して説明されている。

別の例では、いくつかの堆積プロセスは、複数の膜堆積サイクルを伴い、各々が別個の膜厚を発生する。例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）では、堆積層の厚さは、膜形成化学反応自体の前に、吸着制限層を形成するように基板表面上に吸着し得る１つまたは複数の膜前駆体反応剤の量によって制限され得る。したがって、ＡＬＤの特徴は、単一の原子または分子の幅を有する層などの膜の薄層の形成を伴い、これは反復的かつ連続的な態様で使用される。デバイスおよびフィーチャのサイズが縮小し続け、三次元デバイスおよび構造が集積回路（ＩＣ）設計においてより一般的になるにつれて、薄い共形膜（例えば、基礎となる構造の形状に対して均一な厚さを有する材料の膜）を堆積する能力が重要性を増し続けている。したがって、ＡＬＤが、各堆積サイクルが材料の単一の原子層または分子層を堆積するように動作する膜形成技術であることを考慮すると、ＡＬＤは共形膜の堆積に非常に適している可能性がある。場合によっては、ＡＬＤを伴うデバイス製作プロセスは、数百または数千に及ぶ可能性がある複数のＡＬＤサイクルを含み得、これは次に実質的に任意の所望の厚さの膜を形成するために利用され得る。さらに、各層が薄くて共形的であることを考慮すると、そのようなプロセスから生じる膜は、あらゆる基礎となるデバイス構造の形状に適合し得る。特定の実施態様では、ＡＬＤサイクルは、以下のステップを含み得る。

したがって、例えば、データ取得ユニット２２５が光センサ２０５および２１５から比較的高い出力信号を受信し、信号が約１０ｍｓの持続時間を有することに応じて、データ取得ユニット２２５は、所定の振幅および持続時間の基準を満たす信号が受信されたという指示をコンピューティングデバイス２３０に報告することができる。それに応じて、コンピューティングデバイス２３０は、異常プラズマ事象がプロセスステーション１５１でまたはその近くで発生したという指示をシステムコントローラ１９０に提供することができる。それに応じて、システムコントローラ１９０は、プロセスステーション１５１で処理されている半導体ウエハが、電気的測定、物理的検査、および／または他のプロセスの実施を含み得る計測プロセスを受けるべきであるという指示を提供し得る。対照的に、データ取得ユニット２２５が光センサ２０５および２１５から比較的高い出力信号を受信し、信号が約０．９μｓの持続時間（または約１μｓ未満の任意の他の持続時間）を有することに応じて、データ取得ユニット２２５は、報告をコンピューティングデバイス２３０に提供しない場合がある。あるいは、そのような条件下で、データ取得ユニット２２５は、異常プラズマ事象の発生を報告することができるが、そのような事象を重要でないものとしてラベル付けすることができる。したがって、コンピューティングデバイス２３０は、重要でない事象の発生をシステムコントローラ１９０に報告することができ、または（あるいは）任意のタイプの報告をシステムコントローラ１９０に送信することを控えることができる。

Claims (30)

1. 製作チャンバであって、
   複数のステーションと、
   前記複数のステーションの少なくとも１つのステーションから発する光放射に対して少なくとも部分的に透明な複数のビューポートと、
   複数の光センサであって、前記複数の光センサの各センサは、前記複数のビューポートの対応する１つに近接して配置され、前記複数のステーションの前記少なくとも１つのステーションから発する前記光放射を検出する複数の光センサと、
   少なくとも部分的に、前記複数の光センサの少なくとも２つの光センサからの出力信号に基づいて、異常プラズマ事象が発生した前記複数のステーションの前記少なくとも１つのステーションを識別するように構成されたプロセッサと
   を備える、製作チャンバ。
2. 請求項１に記載の製作チャンバであって、
   前記複数のビューポートは、前記製作チャンバの隣接する側壁に配置され、前記複数のステーションの各々からの前記光放射の伝送を可能にする、製作チャンバ。
3. 請求項２に記載の製作チャンバであって、
   前記複数のステーションは、４つのステーションを備える、製作チャンバ。
4. 請求項１に記載の製作チャンバであって、
   前記複数のビューポートの１つまたは複数のビューポートは、すべてではないが２つ以上の隣接するステーションの観察を可能にする、製作チャンバ。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
   前記プロセッサは、前記複数の光センサからの前記出力信号の評価に応じて、前記異常プラズマ事象が発生した前記複数のステーションの前記少なくとも１つのステーションを識別する、製作チャンバ。
6. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
   前記複数のビューポートの第１のビューポートは、前記複数のステーションの第１および第２のステーションへの視界を可能にし、前記複数のビューポートの第２のビューポートは、前記複数のステーションの第３および第４のステーションへの視界を可能にし、前記複数のビューポートの第３のビューポートは、前記複数のステーションの前記第１および前記第３のステーションへの視界を可能にし、前記複数のビューポートの第４のビューポートは、前記複数のステーションの前記第２および前記第４のステーションへの視界を可能にする、製作チャンバ。
7. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
   前記ビューポートは、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する前記光放射に対して少なくとも部分的に透明である、製作チャンバ。
8. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
   前記プロセッサは、少なくとも部分的に、約１μｓ～約１００ｍｓの持続時間にわたって発生する前記異常プラズマ事象に基づいて、前記異常プラズマ事象が発生した前記少なくとも１つのステーションを識別するように構成される、製作チャンバ。
9. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
   前記異常プラズマ事象は、前記複数のステーションのうちの１つ内の２つ以上の局所領域間の放電の一時的な生成を含む、製作チャンバ。
10. 請求項９に記載の製作チャンバであって、
    前記プロセッサは、少なくとも部分的に、約１００ｍｓ未満で閾値振幅に達する前記光放射に基づいて、前記異常プラズマ事象が発生した前記少なくとも１つのステーションを識別するように構成される、製作チャンバ。
11. 請求項１０に記載の製作チャンバであって、
    前記プロセッサは、前記複数のステーションの前記少なくとも１つのステーションにある半導体ウエハが、前記異常プラズマ事象が発生した場所に近接していることを示す信号を生成する、製作チャンバ。
12. 請求項１～４のいずれか一項に記載の製作チャンバであって、
    前記製作チャンバは、プラズマベースのエッチングプロセスまたはプラズマベースの堆積プロセスを実施するように構成される、製作チャンバ。
13. 装置であって、
    第１および第２の光センサであって、前記第１および第２の光センサの各々は、マルチステーション集積回路製作チャンバの対応するビューポートに配置され、前記第１および第２の光センサの各々は、約１μｓ～約１００ｍｓ以内の最小閾値振幅を有する光信号を検出するように構成される第１および第２の光センサと、
    少なくとも部分的に、前記第１および第２の光センサの各々の出力信号レベルに基づいて、異常プラズマ事象を受けた前記マルチステーション集積回路製作チャンバのステーションを識別するように構成されたプロセッサと
    を備える、装置。
14. 請求項１３に記載の装置であって、
    前記プロセッサは、前記第１および第２の光センサの各々の出力信号と前記マルチステーション集積回路製作チャンバの各ステーションとの間の対応を確立する真理値表に基づいて、前記異常プラズマ事象を受けた前記ステーションを識別するように構成される、装置。
15. 請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の装置であって、
    前記第１および第２の光センサは、前記マルチステーション集積回路製作チャンバの隣接する側面に配置されるように構成される、装置。
16. 請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の装置であって、
    前記マルチステーション集積回路製作チャンバの４つのステーションのうちの１つにおける前記異常プラズマ事象を検出するように配置された第３および第４の光センサをさらに備える、装置。
17. 方法であって、
    複数の光センサから出力信号を受信することであって、前記複数の光センサの少なくとも１つの光センサは、マルチステーション集積回路製作チャンバの２つ以上のステーションの視野を有することと、
    前記受信出力信号をフィルタリングし、閾値振幅未満の出力信号をスクリーニングすることと、
    前記フィルタリングされた受信出力信号に対応する論理状態を比較し、異常プラズマ事象が発生した前記マルチステーション集積回路製作チャンバの前記ステーションを識別することと
    を含む、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記複数の光センサの第１の光センサの視野は、前記複数の光センサの少なくとも第２の光センサの視野と重なる、方法。
19. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記出力信号をフィルタリングし、閾値未満の持続時間を有する信号をスクリーニングすることをさらに含む、方法。
20. 請求項１７～１９のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記フィルタリングすることは、約１μｓ未満の持続時間の信号をスクリーニングすることを含む、方法。
21. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記出力信号をフィルタリングし、閾値を超える持続時間の信号をスクリーニングすることをさらに含む、方法。
22. 請求項２１に記載の方法であって、
    前記フィルタリングすることは、約１００ｍｓを超える持続時間の信号をスクリーニングすることを含む、方法。
23. 請求項１７に記載の方法であって、
    半導体ウエハに近接する場所での前記異常プラズマ事象の検出に応じて、測定プロセスが前記半導体ウエハ上で実施されることを示すことをさらに含む、方法。
24. 集積回路製作チャンバであって、
    複数の集積回路製作ステーションと、
    無線周波数（ＲＦ）信号を前記複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つに結合するための１つまたは複数の入力ポートと、
    前記複数の集積回路製作ステーションの少なくとも１つから発する光放射に対して少なくとも部分的に透明な複数のビューポートと、
    少なくとも第１および第２の光センサであって、前記少なくとも第１および第２の光センサの各々は、前記複数のビューポートの対応する１つに近接して配置され、前記複数の集積回路製作ステーションの前記少なくとも１つから発する前記光放射を検出する少なくとも第１および第２の光センサと
    を備える、集積回路製作チャンバ。
25. 請求項２４に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記複数のビューポートは、約３００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する前記光放射に対して少なくとも部分的に透明である、集積回路製作チャンバ。
26. 請求項２４に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記光放射は、前記複数の集積回路製作ステーションの前記少なくとも１つに結合された前記ＲＦ信号に応じて生成される、集積回路製作チャンバ。
27. 請求項２４に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記複数の集積回路製作ステーションは、４つのステーションを備える、集積回路製作チャンバ。
28. 請求項２４～２７のいずれか一項に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記少なくとも第１および第２の光センサは、少なくとも１μｓの持続時間での前記光放射の検出に応じて出力信号を提供する、集積回路製作チャンバ。
29. 請求項２８に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記少なくとも第１および第２の光センサは、出力信号をプロセッサに提供し、異常プラズマ事象が発生した前記複数の集積回路製作ステーションのステーションを識別する、集積回路製作チャンバ。
30. 請求項２９に記載の集積回路製作チャンバであって、
    前記プロセッサは、少なくとも部分的に、前記少なくとも第１および第２の光センサの前記第１および第２の光センサからの出力信号に基づいて、前記複数の集積回路製作ステーションの前記ステーションを識別するためのものである、集積回路製作チャンバ。

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