JP2023516739A - 調節可能エッジシースシステム用のパルスrf信号における電圧設定点の調節 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマ処理システムにおいて多状態パルスRF信号用の電圧設定点を調節させる方法であって、本方法は、RF電力を、第1の発生器からESCに印加することであって、第1の発生器からのRF電力が第1の多状態パルスRF信号を規定する、ことと、RF電力を、第2の発生器から、ESCを取り囲みESCを取り囲むエッジリングの下方に配置されるエッジ電極に印加することであって、第2の発生器からのRF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第2の多状態パルスRF信号を規定し、第2の多状態パルスRF信号の各状態に対して、第2の発生器は、第1の多状態パルスRF信号の対応する状態に位相を実質的に整合させるための位相調整を自動的に導入する、ことと、第2の多状態パルスRF信号の第2の状態用の電圧設定点を調整して、位相調整を目標位相調整設定に調節することと、を含む。【選択図】図1
Description
本開示は、半導体デバイスの製作に関する。
半導体ウェハー上での半導体デバイスの製造において、プラズマエッチングプロセスがしばしば使用される。プラズマエッチングプロセスでは、製造中の半導体デバイスを含む半導体ウェハーが、プラズマ処理ボリューム内で生成されるプラズマに曝露される。プラズマは半導体ウェハー上の材料と相互作用し、それにより、半導体ウェハーから材料が除去される、及び/又は材料が変化して、それをその後で半導体ウェハーから除去することが可能になる。プラズマは、特定の反応ガスを使用して生成でき、反応ガスは、プラズマの構成成分と、半導体ウェハーから除去/改質される材料とを相互作用させることになり、除去/改質されるべきではないウェハー上の他の材料とは著しく相互作用することがない。プラズマは、特定の反応ガスにエネルギーを与える高周波信号を使用して生成される。これら高周波信号は、半導体ウェハーがプラズマ処理ボリュームに露出された状態において、反応ガスを含むプラズマ処理ボリュームを通して伝送される。プラズマ処理ボリュームを通る高周波信号の伝送パスは、プラズマがプラズマ処理ボリューム内で生成される形態に影響を及ぼす可能性がある。例えば、より多くの高周波信号電力が伝送されるプラズマ処理ボリュームの領域において、反応ガスにより多くのエネルギーが与えられる場合があり、それによりプラズマ処理ボリューム全体にわたって、プラズマ特性の空間的不均一性が引き起こされる。プラズマ特性の空間的不均一性は、プラズマ特性の中でもとりわけ、イオン密度、イオンエネルギー、及び/又は反応性成分密度の空間的不均一性として現れる可能性がある。プラズマ特性の空間的不均一性は、それに応じて、半導体ウェハー上でのプラズマ処理結果の空間的不均一性を引き起こす可能性がある。したがって、高周波信号がプラズマ処理ボリュームを通して伝送される形態が、半導体ウェハー上でのプラズマ処理結果の均一性に影響を及ぼす可能性がある。本開示が生じるのは、この状況においてである。
大まかに言えば、本開示の実施形態は、調節可能なエッジシース(TES)システムにおいて、パルスRF信号の2次状態の電圧設定点を調節する方法及びシステムを提供し、そのとき、エッジ電極は、静電チャック(ESC)の主電極とは別個に独立して給電される。
いくつかの実現形態では、プラズマ処理システムにおいて多状態パルスRF信号用の電圧設定点を調節する方法が提供され、本方法は、RF電力を、第1の発生器からESCに印加することであって、前記第1の発生器からの前記RF電力が第1の多状態パルスRF信号を規定する、ことと、RF電力を、第2の発生器から、前記ESCを取り囲み前記ESCを取り囲むエッジリングの下方に配置されるエッジ電極に印加することであって、第2の発生器からのRF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第2の多状態パルスRF信号を規定し、第2の多状態パルスRF信号の各状態に対して、第2の発生器は、第1の多状態パルスRF信号の対応する状態に位相を実質的に整合させるための位相調整を自動的に導入する、ことと、第2の多状態パルスRF信号の第2の状態用の電圧設定点を調整して、位相調整を目標位相調整設定に調節することと、を含む。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、ユーザインターフェースを介して捕捉される。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、モデルに基づいて算出される。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、第2の発生器からのRF電力の位相が調整される際に使用される所定の位相調整量を規定する。
いくつかの実現形態では、電圧設定点を調整して位相調整を調節することは、位相調整が目標位相調整設定に達するまで電圧設定点に段階的な調整を実施することを含む。
いくつかの実現形態では、段階的な調整は、第2の多状態パルスRF信号の第1の状態に関連付けられた特定の電圧設定点に基づく。
いくつかの実現形態では、位相調整が目標位相調整設定に達したとき、又は位相調整が目標位相調整設定の所定の範囲内にあるとき、位相調整は目標位相調整設定に調節されている。
いくつかの実現形態では、電圧設定点を調整して、位相調整を目標位相調整設定に調節することにより、電圧設定点は、電圧設定点の許容範囲の中間部分に位置する。
いくつかの実現形態では、電圧設定点の許容範囲の中間部分に電圧設定点が位置することを容易にする目標位相調整設定は、第2の発生器からのRF電力がエッジ電極に印加される際に通過する整合回路の静電容量の変化に対して、実質的に同じままである。
いくつかの実現形態では、整合回路の静電容量の変化は、第2の多状態パルスRF信号の第1の状態の電圧設定点の変化に応答する。
いくつかの実現形態では、第1の状態の電圧設定点の変化は、エッジリングの使用量に基づいて発生する。
いくつかの実現形態では、エッジリングの使用量は、エッジリングのRF曝露の時間量として規定される。
いくつかの実現形態では、プラズマ処理システムにおいて多状態パルスRF信号用の電圧設定点を調節する方法が提供され、本方法は、RF電力を、第1の発生器からESCに印加することであって、第1の発生器からのRF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第1のパルスRF信号を規定する、ことと、RF電力を、第2の発生器から、ESCを取り囲みESCを取り囲むエッジリングの下方に配置されるエッジ電極に印加することであって、第2の発生器からのRF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第2のパルスRF信号を規定し、第2の発生器は、第2のパルスRF信号の第1の状態の位相を、第1のパルスRF信号の第1の状態に実質的に整合させる、第1の位相調整を自動的に導入し、第2の発生器は、第2のパルスRF信号の第2の状態の位相を、第1のパルスRF信号の第2の状態に実質的に整合させる、第2の位相調整を自動的に導入し、第2の位相調整は目標位相調整設定に調節されている、ことと、目標位相調整設定から離れるような第2の位相調整の変化を検出したことに応答して、第2のパルスRF信号の第2の状態用の電圧設定点を調整して、第2の位相調整を目標位相調整設定に戻すことと、を含む。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、ユーザインターフェースを介して捕捉される。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、モデルに基づいて算出される。
いくつかの実現形態では、目標位相調整設定は、第2のパルスRF信号の第2の状態の位相が調整される際に使用される所定の位相調整量を規定する。
いくつかの実現形態では、電圧設定点を調整して第2の位相調整を戻すことは、第2の位相調整が目標位相調整設定に達するまで電圧設定点に段階的な調整を実施することを含む。
いくつかの実現形態では、段階的な調整は、第1の状態に関連付けられた特定の電圧設定点に基づく。
いくつかの実現形態では、第2の位相調整が目標位相調整設定に達したとき、又は第2の位相調整が目標位相調整設定の所定の範囲内にあるとき、第2の位相調整は目標位相調整設定に戻される。
いくつかの実現形態では、電圧設定点を調整して第2の位相調整を目標位相調整設定に戻すことにより、電圧設定点は、電圧設定点の許容範囲の中間部分に位置する。
いくつかの実現形態では、電圧設定点の許容範囲の中間部分に電圧設定点が位置することを容易にする目標位相調整設定は、第2の発生器からのRF電力がエッジ電極に印加される際に通過する整合回路の静電容量の変化に対して、実質的に同じままである。
いくつかの実現形態では、整合回路の静電容量の変化は、第2のパルスRF信号の第1の状態の電圧設定点の変化に応答する。
いくつかの実現形態では、第2のパルスRF信号の第1の状態の電圧設定点の変化は、エッジリングの使用量に基づいて発生する。
いくつかの実現形態では、エッジリングの使用量は、エッジリングのRF曝露の時間量として規定される。
以下の記載には、本開示の実施形態の理解を提供するために多数の具体的な詳細が記述されている。しかしながら、これらの具体的な詳細の一部又は全てがなくても、本開示を実施してよいことが当業者には明らかであろう。その他の場合、本開示を不必要に不明瞭にしないように、よく知られたプロセス作業は詳細には説明していない。
半導体ウェハー製作用のプラズマエッチングシステムでは、半導体ウェハー全体にわたるエッチング結果の空間的変動は、半径方向エッチング均一性及び方位角方向エッチング均一性により特徴付けることができる。半径方向のエッチング均一性は、半導体ウェハー上の所与の方位角方向位置において、半導体ウェハー中心から半導体ウェハーのエッジへと外向きに延びる、半導体ウェハー上の半径方向位置の関数として、エッチングレートの変動により特徴付けることができる。そして、方位角方向エッチング均一性は、半導体ウェハー上の所与の半径方向位置において、半導体ウェハーの中心の周りでの、半導体ウェハー上の方位角方向位置の関数として、エッチングレートの変動により特徴付けることができる。本明細書に記載されているシステムなどの、いくつかのプラズマ処理システムでは、半導体ウェハーは電極上に配置され、電極から高周波信号が放射されて、半導体ウェハーの上にあるプラズマ生成領域内でプラズマが生成され、プラズマは、半導体ウェハー上で規定のエッチングプロセスを生じさせるように制御された特性を有する。
2状態RFパルス印加における進歩が、プロセスマージンと、エッチング選択性、プロファイル反り、限界寸法(CD)、及びエッチングレート均一性との関係を改善することにより、高アスペクト比エッチングを可能にしている。現在の2状態RFパルスの命名法では、「状態1」(又は「S1」)は、狭いIADFを得るために、3keVを超えるイオンエネルギーを有し30mTorr未満の圧力で動作する、高いバイアス及びソース電力、例えば1kWの状態を表す。「状態0」(又は「S0」)と称される、パルスにおける他の状態は、低いバイアス及びソース電力、例えば1kW未満を有し、100eV未満のイオンエネルギーを有する、堆積ステップを表す。状態0は、直接イオン堆積及びイオン活性化中性堆積などの異なる機構に起因するパシベーションを主に提供する。この2状態RFパルスレジームを作動させるための典型的パルス繰り返し率は、約100Hz~2kHzである。
今のところ、現在の最先端の誘電体エッチングプロセスは、高い垂直エッチングレート及び十分な側壁パシベーションの利益を組み合わせるために、オン/オフRFパルス印加又はレベル-レベルRFパルス印加によりサポートされる1つ又は2つのRFレジームの実装に依存している。
しかしながら、本開示の実現形態によると、追加のレジームが、独立して、プロセスにおいてより多くのマージンを回復又は追加することができる。そのようなレジームに基づく実現形態が、多状態RFパルス印加スキームの実装に基づいて、好適な中間的状態を組み込むことができ、このスキームが、基本的なプロセス開発限界及び既存のエッチング技術における障壁を克服する。中間的状態は、より積極的な高エネルギー状態(オン/高状態)及びよりポリマー形成しやすいパシベーション状態(オフ/低状態)を容易にするために、低イオンエネルギー状態でのマスクネックポリマーの選択的なトリミングに基づいている。ソース電力により、このような低イオンエネルギー状態を導入することは、ネック/マスク形状の制御にのみ役立つ。この手法を、レベルーレベルパルス印加の代わりにオン-オフパルス印加と組み合わせることが、より多くのポリマー堆積をマスク上部に生じさせ、マスク上部をパシベートし、マスクエッチングレートを制御する。この手法は、根本的に、マスクネック/プロセスマージンと選択比との間のトレードオフを打破することを可能にする。
パルスRFサイクルは、RFの3つの異なる状態を使用する3レベルパルスRFとして特徴付けることができる。いくつかの実現形態では、S1は、高いソース電力及び高いバイアス電力を供給するように構成される。これは、高アスペクト比(HAR)エッチングをもたらすが、マスクのスパッタリングももたらして、ネックが形成される。S0は、印加されるソース電力又はバイアス電力が低い/不在である、低/オフ状態として構成される。S0は、上部により多くの中性堆積を生じさせて、マスクを保護する。いくつかの実現形態では、S0は、直接イオン堆積及びイオンアシスト中性堆積を提供するように構成される。
いくつかの実現形態では、中間的状態S2(状態2)は、低いソース電力及び非常に低い又はゼロ(又は実質的にゼロ)のバイアス電力を使用して、(実質的に)ソース電力のみの状態(例えば60MHz、高周波)として構成される。S2は解離を生じさせて、どのようなネックが形成されたとしても、エッチングによりネックを開けることを手助けする。それゆえ、状態S2はネックを開けるように構成される。
要約すれば、本開示の実現形態によれば、S1は、ネックを形成する高エネルギーイオンを使用するが、S2はネックを開け、S0はパシベーションをもたらす。結果として生じるフィーチャは、開いたネックを有し、更にパシベーションの増加に起因してより多くのマスクを有する。これは、ネックと選択性との間のトレードオフの課題を提起する。
対照的に、S1及びS0だけが作動される、レベル-レベルRFパルス印加レジームでは、極めて大きいパシベーションだけでなく、ネックも存在する可能性があり、これが詰まりを生じさせる傾向がある。しかし、S1、S0、及びS2を使用する3レベルRFパルス印加では、開いたネック及びパシベーションが提供され、それにより、選択性とキャップマージンとの間のトレードオフが打破される。大まかに言って、状態S0は選択性を提供するが、状態S2はキャップマージンを改善する。
一般的に言えば、いくつかの実現形態では、バイアス電力の周波数は、約10MHz未満である。いくつかの実現形態では、バイアス電力の周波数は、約400kHzである。
いくつかの実現形態では、ソース電力の周波数は、約10MHzを超える。いくつかの実現形態では、ソース電力の周波数は、約20MHzを超える。いくつかの実現形態では、ソース電力の周波数は、約60MHzである。
上記した状態S1、S0及びS2は、ESCの主電極に印加されるRF電力に関して論じられているが、調節可能エッジシース(TES)システムを実装しているプラズマ処理システムでは、ESCを取り囲むエッジ電極にバイアスRF電力が独立して供給され、それにより、ウェハーのエッジ領域におけるプラズマシース及びプラズマ特性の制御が可能になる。エッジ電極に印加されるRF電力は、主電極と同期され、したがって、対応する状態S1、S0、及びS2も含むが、TES RF信号における、これら状態の属性は、主バイアスRF信号とは独立して制御される。
図1は、いくつかの実施形態による、半導体チップ製造にて使用するためのプラズマ処理システム100の一部分の垂直断面図を示す。プラズマ処理システム100は、電極109を含み、この電極は、いくつかの実施形態では、アルミニウムで形成されている。電極109の上面上にセラミック層110が形成される。セラミック層110は、ウェハーW上でプラズマ処理作業を実施している間に、ウェハーWを受け取り支持するように構成されている。いくつかの実現形態では、セラミック層110、電極109、及び関連付けられた構成要素が、静電チャック(ESC)を規定する。
第1の高周波信号発生器147(例えば、約60MHz)、及び第2の高周波信号発生器149(例えば、約400kHz)が、インピーダンス整合システム143を介して高周波電力を電極109に供給する。ウェハー上のプロセス空間内に導入されたガス種に高周波電力を印加することにより、ウェハー処理のための、例えばエッチングのためのプラズマ180が生成される。
エッジリング167が、セラミック層110を取り囲み、半径方向外向きにウェハーWの外周エッジを超えてプラズマシースが延びることを容易にして、ウェハーWの周辺の近くにおけるプロセス結果を改善するように構成されている。
調節可能エッジシース(TES)システムは、結合リング161内に配置された(埋め込まれた)TES電極415を含むように実装される。TES高周波信号発生器403は、高周波電力をTESインピーダンス整合システム401を介してTES電極415に供給する。TESシステムは、例えば、プラズマシース、プラズマ密度、及びイオンの引き付け又は跳ね返しの特性を制御することなど、ウェハーWの外周エッジの近くのプラズマ180の特性を制御することが可能である。大まかに言って、TES電極415への高周波電力の印加により、TESシステムは、ウェハーのエッジにおけるプラズマの調節を可能にし、半径方向の均一性を改善させる。
所与のプロセスレシピに対して、プロセスレシピのパラメータが設定され、このパラメータは、半径方向の均一性を提供する、TESシステムのパラメータを含む。例えば、図示する実現形態では、初期厚さJ1を有するエッジリング167に対して、第1の電圧V1にある状態S1に対して、高周波電力がTES高周波信号発生器403により供給され、これは、ウェハーWのエッジ又は周辺領域にて、ウェハーWの上面の上方において、S1にて示すプラズマシースが、高さH1を有するように調節されるように構成されている。
しかしながら、プラズマ処理の間、エッジリング167は部分的に消費されるか又は摩滅し、したがって、RF時間及びプロセスサイクルが累積するにつれて、エッジリング167の厚さは徐々に減少する。したがって、例えば、数時間にわたるRF時間の最中に、エッジリング167の厚さは、厚さJ1から厚さJ2まで減る可能性がある。処理中に状態S1に対する電圧V1を印加した状態で、エッジリング167の厚さが減少するにつれて、プラズマシースのレベルも低下する。例えば、エッジリング167の厚さが摩耗して厚さJ2になった場合、プラズマシースは、S2で示すレベルに下がり、それによりウェハーエッジにおけるウェハーWの上面の上方において高さがH2に下がる。
エッジリングの厚さのこの減少、及び結果としてのウェハーエッジにおけるプラズマシースレベルの変化は、エッジにおける半径方向の不均一性につながる。例えば、ウェハーのエッジと中央部分とにおけるエッチングレートの差(エッチングレート及びエッチング深さの不均一性)、及びエッジにおけるフィーチャプロファイルの傾斜(エッチング方向の不均一性)が生じる可能性がある。
したがって、エッジリング摩耗/消費の影響を相殺し、エッジリング厚さの損失にもかかわらずプラズマシースのレベルを維持するために、状態S1に対してTES電極415に印加する電圧を、第2の電圧V2に増加させることができる。図示する実現形態では、状態S1に対して、TES高周波信号発生器403により(電圧V1より大きい)電圧V2が印加され、エッジシースの厚さが、厚さJ2に減少した場合、プラズマシースは、基準S1で示されるものに回復する。すなわち、エッジリング167の厚さが減少した場合であっても、TESシステムにおいて、状態S1に対して増加した電圧を印加することにより、プラズマシースのレベルは維持されている。
しかしながら、状態S1においてTES電極415に印加される電圧を増加させることは、システムのインピーダンスを変化させ、状態S1において高周波電力の反射の増加を引き起こす。状態S1において反射される高周波電力を最小化するために、TESインピーダンス整合システム401における静電容量設定を、以下で更に詳細に論じるように調整することができる。
TES高周波信号発生器403は、高周波信号発生器149により生成される高周波信号の(例えば、400kHzにおける)状態S1の位相に整合するように、その生成された高周波信号の状態S1の位相を自動的に調整するように構成されていることに留意されたい。したがって、TES電極415に印加される状態S1の電圧が増加すると、TES高周波信号発生器401は、高周波信号発生器149からの高周波信号の状態S1との位相整合を維持するように自動的に調整される。高周波電力の反射を最小化する、TESインピーダンス整合システムにおける静電容量設定の調整により、TES高周波信号生成器403による(自動的に生じる)位相調整が、実質的に、元の電圧(エッジリング摩耗を補償するために増加される前の状態S1の第1の電圧)に対するその元の位相調整量に戻る結果がもたらされることが発見されている。したがって、状態S1用の位相調整量を利用して、TESインピーダンス整合システムにおける静電容量設定を最適化することができる。
図2は、いくつかの実施形態による、半導体チップ製造にて使用するためのプラズマ処理システム100の垂直断面図を示す。システム100は、壁101Aにより形成されたチャンバ101、上部部材101B、及び底部部材101Cを含む。壁101A、上部部材101B、及び底部部材101Cは、集合的に、チャンバ101内の内側領域103を形成する。底部部材101Cは、プラズマ処理作業からの排気ガスが導かれる排気ポート105を含む。いくつかの実施形態では、作業中、ターボポンプ又は他の真空デバイスなどにより、排気ポート105において吸引力が印加されて、プロセス排気ガスがチャンバ101の内側領域103から引き出される。いくつかの実施形態では、チャンバ101はアルミニウムで形成されている。しかしながら、様々な実施形態では、チャンバ101は、基本的に、十分な機械的強度及び許容可能な熱性能を提供する任意の材料、及びチャンバがインターフェースしチャンバ101内でのプラズマ処理作業中にチャンバが曝露される他の材料に対して、化学的に互換性を持つ任意の材料、例えばその他の中でもとりわけ、ステンレス鋼などで形成することができる。チャンバ101の少なくとも1つの壁101Aがドア107を含み、ドアを通して半導体ウェハーWがチャンバ101内に、そしてチャンバ101外に移送される。いくつかの実施形態では、ドア107は、スリットバルブドアとして構成される。
いくつかの実施形態では、半導体ウェハーWは、製作処置を受けている半導体ウェハーである。議論を容易にするために、半導体ウェハーWは、以降ではウェハーWと称する。しかしながら、様々な実施形態では、ウェハーWは基本的に、プラズマベースの製造プロセスを受けるいかなるタイプの基板でもあり得ることを理解すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書において参照されるウェハーWは、シリコン、サファイヤ、GaN、GaAs若しくはSiC、又は他の基板材料で形成された基板であることができ、ガラスパネル/基板、金属箔、金属シート、ポリマー材料などを含むことができる。また、様々な実施形態では、本明細書において参照されるウェハーWは、形、形状、及び/又はサイズが変わっていてよい。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書において参照されるウェハーWは、その上に集積回路デバイスが製造される円形の半導体ウェハーに対応してよい。様々な実施形態では、円形ウェハーWは、200mm(ミリメートル)、300mm、450mm、又は別のサイズの直径を有することができる。また、いくつかの実施形態では、本明細書において参照されるウェハーWは、例えば、他の形状の中でもとりわけ、フラットパネルディスプレイ用の矩形基板などの、非円形基板に対応してよい。
プラズマ処理システム100は、設備プレート111上に配置された電極109を含む。いくつかの実施形態では、電極109及び設備プレート111は、アルミニウムで形成されている。しかしながら、他の実施形態では、電極109及び設備プレート111は、十分な機械的強度を有し、適合性のある熱的及び化学的性能特性を有する、別の導電性材料により形成できる。電極109の上面上にセラミック層110が形成される。いくつかの実施形態では、セラミック層は、電極109の上面に対して直角に測定して、約1.25ミリメートル(mm)の垂直方向厚さを有する。しかしながら、他の実施形態では、セラミック層110は、1.25mmよりも大きい又は小さい垂直方向厚さを有することができる。セラミック層110は、ウェハーW上でプラズマ処理作業を実施している間に、ウェハーWを受け取り支持するように構成されている。いくつかの実施形態では、セラミック層110の半径方向外側に位置する、電極190の上面と、電極109の外周側面とが、セラミックのスプレーコートで覆われている。
セラミック層110は、ウェハーWをセラミック層110の上面に保持するための静電力を発生させるための1つ以上のクランプ電極112の構成を含む。いくつかの実施形態では、セラミック層110は、両極性の形態で作動してウェハーWにクランプ力を供給する2つのクランプ電極112の構成を含む。クランプ電極112は直流(DC)供給部117に接続され、これは、制御されたクランプ電圧を発生して、ウェハーWをセラミック層110の上面に対して保持する。電線119A、119Bが、DC供給部117と設備プレート111との間に接続されている。電線/導体が、設備プレート111及び電極109を通して送られて、電線119A、119Bをクランプ電極112に電気的に接続している。DC供給部117は、1つ以上の信号導体121を通って制御システム120に接続している。
電極109はまた、温度制御流体チャネル123の構成を含み、これを通って温度制御流体が流れて、電極109の温度が制御され、それによりウェハーWの温度が制御される。温度制御流体チャネル123は、設備プレート111上のポートに配管接続(流体接続)されている。温度制御流体供給部及びリターンラインが、矢印126により示されるように、設備プレート111上のこれらポートに、そして温度制御流体循環システム125に接続している。温度制御流体循環システム125は、他のデバイスの中でもとりわけ、温度制御流体供給部、温度制御流体ポンプ、及び熱交換器を含んで、規定のウェハーW温度を得て維持するために、電極109を通る温度制御流体の制御された流れを供給する。温度制御流体循環システム125は、1つ以上の信号導体127を通って制御システム120に接続している。様々な実施形態では、水又は冷却液体/ガスなどの様々なタイプの温度制御流体を使用することができる。また、いくつかの実施形態では、温度制御流体チャネル123は、ウェハーWの温度の空間的に変化する制御、例えばウェハーWの全体にわたる2次元(x及びy)の制御を可能にするように構成されている。
セラミック層110はまた、電極109内の対応する裏面ガス供給チャネルに流体接続されている裏面ガス供給ポート(図示せず)の構成を含む。電極109内の裏面ガス供給チャネルは、電極109を通って電極109と設備プレート111との間のインターフェースに送られている。1つ以上の裏面ガス供給ラインが、矢印130により示されるように、設備プレート111上のポートに、及び裏面ガス供給システム129に接続している。設備プレート111は、1つ以上の裏面ガス供給ラインから電極109内の裏面ガス供給チャネルまで裏面ガスを供給するように構成されている。裏面ガス供給システム129は、他のデバイスの中でもとりわけ、裏面ガス供給部、マスフローコントローラ、及び流れ制御バルブを含んで、セラミック層110内の裏面ガス供給ポートの構成を通る裏面ガスの制御された流れを提供する。いくつかの実施形態では、裏面ガス供給システム129はまた、裏面ガスの温度を制御するための1つ以上の構成要素を含む。いくつかの実施形態では、裏面ガスはヘリウムである。また、いくつかの実施形態では、裏面ガス供給システム129を使用して、セラミック層110内の裏面ガス供給ポートの構成に、清浄な乾燥空気(CDA)を供給することができる。裏面ガス供給システム129は、1つ以上の信号導体131を通って制御システム120に接続している。
3つのリフトピン132は、設備プレート111、電極109、及びセラミック層110を通って延びて、セラミック層110の上面に対する、ウェハーWの垂直移動をもたらす。いくつかの実施形態では、リフトピン132の垂直移動は、設備プレート111に接続している対応する電気機械及び/又は空気持ち上げデバイス133により制御される。3つの持上デバイス133は、1つ以上の信号導体134を通って制御システム120に接続している。いくつかの実施形態では、3つのリフトピン132は、セラミック層110の上面に対して直角をなして延びる、電極109/セラミック層110の垂直中心線の周りで、実質的に等しい方位角方向間隔を有するように配置されている。ウェハーWをチャンバ101内へと収容するため、及びウェハーWをチャンバ101から取り出すために、リフトピン132は持ち上げられることを理解すべきである。また、ウェハーWの処理中に、ウェハーWをセラミック層110の上面上に載せることを可能にするために、リフトピン132は降ろされる。
また、様々な実施形態では、電極109、設備プレート111、セラミック層110、クランプ電極112、リフトピン132、又は基本的にこれらに関連付けられた任意の他の構成要素、のうちの1つ以上が、1つ以上のセンサ、例えば、とりわけ、温度測定、電圧測定、及び電流測定のためのセンサを含むように装備させることができる。電極109、設備プレート111、セラミック層110、クランプ電極112、リフトピン132、又は基本的にこれらに関連付けられた任意の他の構成要素、の中に配置された任意のセンサが、電線、光ファイバを介して、又はワイヤレス接続を通して、制御システム120に接続している。
設備プレート111は、セラミック支持体113の開口部内に設けられ、セラミック支持体113により支持される。セラミック支持体113は、片持ちアームアセンブリ115の支持面114上に配置される。いくつかの実施形態では、セラミック支持体113は実質的に環状形状を有し、それにより、セラミック支持体113は、設備プレート111の半径方向外周を実質的に取り囲む一方で、設備プレート111の底部外周面が載置される支持面116も提供する。片持ちアームアセンブリ115は、チャンバ101の壁101Aを通って延びている。いくつかの実施形態では、封止機構135が、片持ちアームアセンブリ115が位置する、チャンバ101の壁101A内に設けられて、チャンバ101の内側領域103の封止を提供する一方で、片持ちアームアセンブリ115が制御された形でz方向に上向き及び下向きに移動することも可能にしている。
片持ちアームアセンブリ115は開口領域118を有し、ここを通して様々なデバイス、ワイヤ、ケーブル、及び管が送られて、システム100の動作をサポートする。片持ちアームアセンブリ内の開口領域118は、チャンバ101の外側の周囲大気条件、例えば空気組成、温度、圧力、及び相対湿度に曝される。また、高周波信号供給ロッド137が、片持ちアームアセンブリ115の内部に配置される。より具体的には、高周波信号供給ロッド137は、導電性管139の内部に配置され、それにより、高周波信号供給ロッド137は管139の内壁から間隔を空けている。高周波信号供給ロッド137及び管139のサイズは様々であってよい。管139の内壁と高周波信号供給ロッド137との間の管139の内部の領域は、管139の全長に沿って空気で占められている。いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137の外径(Drod)及び管139の内径(Dtube)は、関係ln(Dtube/Drod)≧e1を満たすように設定される。
いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137は管139内で実質的に中央に置かれ、それにより、管139の長さに沿って高周波信号供給ロッド137と管139の内壁との間に、空気の実質的に均一な半径方向厚さが存在する。しかしながら、いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137は管139内で中央に置かれていないが、管139の長さに沿って高周波信号供給ロッド137と管139の内壁との間のあらゆる場所に、管139内のエアギャップが存在する。高周波信号供給ロッド137の送達端部が、高周波信号供給シャフト141の下端に電気的かつ物理的に接続している。いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137の送達端部は、高周波信号供給シャフト141の下端にボルト留めされている。高周波信号供給シャフト141の上端が、設備プレート111の底部に電気的かつ物理的に接続している。いくつかの実施形態では、高周波信号供給シャフト141の上端は、設備プレート111の底部にボルト留めされている。いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137及び高周波信号供給シャフト141の両方が、銅で形成されている。いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137は、銅、又はアルミニウム、又は陽極酸化アルミニウムで形成されている。いくつかの実施形態では、高周波信号供給シャフト141は、銅、又はアルミニウム、又は陽極酸化アルミニウムで形成されている。他の実施形態では、高周波信号供給ロッド137及び/又は高周波信号供給シャフト141は、高周波電気信号を伝送する別の導電性材料で形成されている。いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137及び/又は高周波信号供給シャフト141は、高周波電気信号を伝送する導電性材料(例えば、銀又は別の導電性材料)でコーティングされている。また、いくつかの実施形態では、高周波信号供給ロッド137は中実ロッドである。しかしながら、他の実施形態では、高周波信号供給ロッド137は管である。また、高周波信号供給ロッド137と高周波信号供給シャフト141との間の接続部を取り囲んでいる領域140が空気で占められていることを理解すべきである。
高周波信号供給ロッド137の供給端は、インピーダンス整合システム143に電気的かつ物理的に接続している。インピーダンス整合システム143は、第1の高周波信号発生器147及び第2の高周波信号発生器149に接続している。インピーダンス整合システム143はまた、1つ以上の信号導体144を通って制御システム120に接続している。第1の高周波信号発生器147はまた、1つ以上の信号導体148を通って制御システム120に接続している。第2の高周波信号発生器149はまた、1つ以上の信号導体150を通って制御システム120に接続している。インピーダンス整合システム143は、高周波電力が、高周波信号供給ロッド137に沿って、高周波信号供給シャフト141に沿って、設備プレート111を通り、電極109を通り、そしてセラミック層110の上方のプラズマ処理領域182の中へと伝送されることができるようなインピーダンス整合をもたらすように寸法決めされ接続されたインダクタ及びコンデンサの構成を含む。いくつかの実施形態では、第1の高周波信号発生器147は、周波数が高い高周波信号発生器であり、第2の高周波信号発生器149は、周波数が低い高周波信号発生器である。いくつかの実施形態では、第1の高周波信号発生器147は、約50メガヘルツ(MHz)から約70MHzまで至る範囲内の、又は約54MHzから約63MHzまで至る範囲内の、又は約60MHzの高周波信号を生成する。いくつかの実施形態では、第1の高周波信号発生器147は、約5キロワット(kW)から約25kWに至る範囲内の、又は約10kWから約20kWに至る範囲内の、又は約15kWから約20kWに至る範囲内の、又は約10kWの、又は約16kWの高周波電力を供給する。いくつかの実施形態では、第2の高周波信号発生器149は、約50キロワット(kHz)から約500kHzまで至る範囲内の、又は約330kHzから440kHzまで至る範囲内の、又は約400kHzの高周波信号を生成する。いくつかの実施形態では、第2の高周波信号発生器149は、約15kWから約100kWまで至る範囲内の、又は約30kWから約50kWまで至る範囲内の、又は約34kWの、又は約50kWの高周波電力を供給する。例示的な実施形態では、第1の高周波信号発生器147は、約60MHzの周波数を有する高周波信号を生成するように設定され、第2の高周波信号発生器149は、約400kHzの周波数を有する高周波信号を生成するように設定されている。
結合リング161が、電極109の半径方向外周の周りに延びるように構成され配置されている。いくつかの実施形態では、結合リング161は、セラミック材料で形成されている。石英リング163が、結合リング161及びセラミック支持体113の両方の半径方向外周の周りに延びるように構成され配置されている。いくつかの実施形態では、石英リング163が結合リング161及びセラミック支持体113の両方の周りに配置される場合、結合リング161及び石英リング163は、実質的に整列された上面を有するように構成される。また、いくつかの実施形態では、結合リング161及び石英リング163の実質的に整列された上面は、電極109の上面に対して実質的に整列され、前記上面は、セラミック層110の半径方向周辺部の外側に存在する。また、いくつかの実施形態では、カバーリング165が、石英リング163の上面の半径方向外周の周りに延びるように構成され配置されている。いくつかの実施形態では、カバーリング165は、石英により形成されている。いくつかの実施形態では、カバーリング165は、石英リング163の上面の上方に垂直に伸びるように構成されている。このように、カバーリング165は、エッジリング167が、その内部に配置される周辺部境界を提供する。
エッジリング167は、半径方向外向きにウェハーWの外周エッジを超えてプラズマシースが延びることを容易にして、ウェハーWの周辺の近くにおけるプロセス結果を改善するように構成されている。様々な実施形態では、エッジリング167は、他の材料の中でもとりわけ、結晶シリコン、多結晶シリコン(ポリシリコン)、ホウ素ドープ単結晶シリコン、酸化アルミニウム、石英、窒化アルミニウム、窒化シリコン、炭化シリコン若しくは酸化アルミニウム層上の炭化シリコン層、又はシリコン合金、又はこれらの組み合わせなどの、導電材料で形成されている。エッジリング167は、環状形状構造として、例えばリング形状構造として形成されることを理解すべきである。エッジリング167は、エッジリング167の下にある構成要素が、プラズマ処理領域182内に形成されるプラズマ180のイオンにより損傷を受けることから遮蔽することを含む多くの機能を実行できる。また、エッジリング167は、ウェハーWの外側周辺領域における及びそれに沿ったプラズマ180の均一性を改善する。
固定外側支持フランジ169が、片持ちアームアセンブリ115に取り付けられている。固定外側支持フランジ169は、セラミック支持体113の外側垂直側面の周りに、石英リング163の外側垂直側面の周りに、及びカバーリング165の下部外側垂直側面の周りに延びるように構成されている。固定外側支持フランジ169は、セラミック支持体113、石英リング163、及びカバーリング165のアセンブリを取り囲む環状形状を有する。固定外側支持フランジ169は、垂直部分及び水平部分を含むL字形垂直断面を有する。固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分は、セラミック支持体113の外側垂直側面に接し、石英リング163の外側垂直側面に接し、及びカバーリング165の下部外側垂直側面に接して配置される内側垂直面を有する。いくつかの実施形態では、固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分は、セラミック支持体113の外側垂直側面の全部の上に、石英リング163の外側垂直側面の全部の上に、そしてカバーリング165の下部外側垂直側面の上に延びている。いくつかの実施形態では、カバーリング165は、固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分の上面上に半径方向外向きに延びている。そして、いくつかの実施形態では、カバーリング165の上部外側垂直側面(固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分の上面の上方に位置する)が、固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分の外側垂直面に対して実質的に垂直方向に整列されている。固定外側支持フランジ169のL字形断面の水平部分は、片持ちアームアセンブリ115の支持面114上に置かれ、支持面114に固定されている。固定外側支持フランジ169は、導電性材料で形成されている。いくつかの実施形態では、固定外側支持フランジ169は、アルミニウム又は陽極酸化アルミニウムで形成されている。しかしながら、他の実施形態では、固定外側支持フランジ169は、銅又はステンレス鋼などの別の導電性材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、固定外側支持フランジ169のL字形断面の水平部分は、片持ちアームアセンブリ115の支持面114にボルト留めされている。
関節動作式外側支持フランジ171が、固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分の外側垂直面169Dの周りに延びるように、そしてカバーリング165の上部外側垂直側面の周りに延びるように構成され配置されている。関節動作式外側支持フランジ171は、固定外側支持フランジ169のL字形垂直断面の垂直部分と、カバーリング165の上部外側垂直側面との両方を取り囲む環状形状を有する。関節動作式外側支持フランジ171は、垂直部分及び水平部分を含むL字形垂直断面を有する。関節動作式外側支持フランジ171のL字形断面の垂直部分は、内側垂直面を有し、内側垂直面は、固定外側支持フランジ169のL字形断面の垂直部分の外側垂直側面とカバーリング165の上部外側垂直側面との両方に近接し、かつそれらから間隔を空けて配置されている。このように、関節動作式外側支持フランジ171は、固定外側支持フランジ169のL字形垂直断面の垂直部分とカバーリング165の上部外側垂直側面との両方に沿って垂直方向(z方向)に移動可能である。関節動作式外側支持フランジ171は、導電性材料で形成されている。いくつかの実施形態では、関節動作式外側支持フランジ171は、アルミニウム又は陽極酸化アルミニウムで形成されている。しかしながら、他の実施形態では、関節動作式外側支持フランジ171は、銅又はステンレス鋼などの別の導電性材料で形成することができる。
複数の導電性ストラップ173が、関節動作式外側支持フランジ171と固定外側支持フランジ169の両方の半径方向外周の周りで、関節動作式外側支持フランジ171と固定外側支持フランジ169と間に接続されている。例示的な実施形態では、導電性ストラップ173は、導電性ストラップ173が固定外側支持フランジ169から離れるように外向きに曲がっているという点で、「外向きの」構成を有するように示される。いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173は、ステンレス鋼で形成されている。しかしながら、他の実施形態では、導電性ストラップ173は、別の導電性材料、例えば、中でもとりわけ、アルミニウム又は銅で形成できる。
いくつかの実施形態では、48個の導電性ストラップ173が、関節動作式外側支持フランジ171及び固定外側支持フランジ169の半径方向外周の周りに実質的に等間隔で分散されている。しかしながら、異なる実施形態では、導電性ストラップ173の数を変えることができることを理解すべきである。いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173の数は、約24から約80までの範囲内、又は約36から約60までの範囲内、又は約40から約56までの範囲内にある。いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173の数は、24未満である。いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173の数は、80よりも多い。導電性ストラップ173の数は、プラズマ処理領域182の外周部の周りにおける、高周波信号の接地帰還路経路に影響を及ぼすので、導電性ストラップ173の数は、ウェハーW全体にわたるプロセス結果の均一性に影響を及ぼす可能性がある。また、異なる実施形態では、導電性ストラップ173のサイズを変えることができる。
いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173は、クランプリング175を固定外側支持フランジ169のL字形断面の水平部分の上面に固定することにより印加されるクランプ力により、固定外側支持フランジ169に接続されている。いくつかの実施形態では、クランプリング175は、固定外側支持フランジ169にボルト留めされている。いくつかの実施形態では、クランプリング175を固定外側支持フランジ169に固定するボルトは、導電性ストラップ173間の場所に配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、クランプリング175を固定外側支持フランジ169に固定する1つ以上のボルトを、導電性ストラップ173を通って延びるように配置することができる。いくつかの実施形態では、クランプリング175は、固定外側支持フランジ169と同じ材料で形成されている。しかしながら、他の実施形態では、クランプリング175及び固定外側支持フランジ169を異なる材料で形成することができる。
いくつかの実施形態では、導電性ストラップ173は、クランプリング177を関節動作式外側支持フランジ171のL字形断面の水平部分の底面に固定することにより印加されるクランプ力により、関節動作式外側支持フランジ171に接続されている。代わりに、いくつかの実施形態では、複数の導電性ストラップ173の各々の第1の末端部分は、クランプリング177により、関節動作式外側支持フランジ171の水平部分の上面に接続している。いくつかの実施形態では、クランプリング177は、関節動作式外側支持フランジ171にボルト留めされている。いくつかの実施形態では、クランプリング177を関節動作式外側支持フランジ171に固定するボルトは、導電性ストラップ173間の場所に配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、クランプリング177を関節動作式外側支持フランジ171に固定する1つ以上のボルトを、導電性ストラップ173を通って延びるように配置することができる。いくつかの実施形態では、クランプリング177は、関節動作式外側支持フランジ171と同じ材料で形成されている。しかしながら、他の実施形態では、クランプリング177及び関節動作式外側支持フランジ171を異なる材料で形成することができる。
支持ロッド201のセットが、片持ちアームアセンブリ115の周りに配置されて、固定外側支持フランジ169のL字形断面の水平部分169Bを通って垂直に延びている。支持ロッド201の上端は、関節動作式外側支持フランジ171のL字形断面の水平部分の底面に係合するように構成されている。いくつかの実施形態では、各支持ロッド201の下端は、抵抗機構203に係合している。抵抗機構203は、支持ロッド201の下向き移動に抵抗することになる上向きの力を、対応する支持ロッド201に提供しながらも、支持ロッド201の幾分の下向き移動を許容するように構成されている。いくつかの実施形態では、抵抗機構203は、ばねを含んで、対応する支持ロッド201に上向きの力を提供する。いくつかの実施形態では、抵抗機構203は、十分なばね定数を有する材料、例えば、ばね及び/又はゴムを含んで、対応する支持ロッド201に上向きの力を提供する。関節動作式外側支持フランジ171が下向きに移動して支持ロッド201のセットに係合するにつれて、支持ロッド201と、対応する抵抗機構203とのセットが、関節動作式外側支持フランジ171に上向きの力を提供することを理解すべきである。いくつかの実施形態では、支持ロッド201のセットは、3本の支持ロッド201と、対応する抵抗機構203とを含む。いくつかの実施形態では、支持ロッド201は、電極109の垂直中心線に対して、実質的に等しい方位角方向間隔を有するように配置されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、支持ロッド201は、電極109の垂直中心線に対して、等しくない方位角方向間隔を有するように配置されている。また、いくつかの実施形態では、3つ以上の支持ロッド201及び対応する抵抗機構203が設けられて、関節動作式外側支持フランジ171を支持している。
図2を再び参照して、プラズマ処理システム100は、電極109の上方に配置されたCシュラウド部材185を更に含む。Cシュラウド部材185は、関節動作式外側支持フランジ171とインターフェースするように構成されている。具体的には、関節動作式外側支持フランジ171のL字形断面の水平部分の上面にシール179が配置されて、関節動作式外側支持フランジ171がCシュラウド部材185に向かって上向きに移動すると、Cシュラウド部材185はシール179に係合する。いくつかの実施形態では、Cシュラウド部材185と関節動作式外側支持フランジ171との間に導電性を確立することを支援するために、シール179は導電性である。いくつかの実施形態では、Cシュラウド部材185は、ポリシリコンで形成されている。しかしながら、他の実施形態では、Cシュラウド部材185は、プラズマ処理領域182において形成されるプロセスと化学的に互換性を有し、十分な機械的強度を有する、別のタイプの導電性材料で形成されている。
Cシュラウドは、プラズマ処理領域182の周りに延び、Cシュラウド部材185内に定められた領域内への、プラズマ処理領域182ボリュームの半径方向延長部を提供するように構成されている。Cシュラウド部材185は、下部壁185A、外側垂直壁185B、及び上部壁185Cを含む。いくつかの実施形態では、Cシュラウド部材185の外側垂直壁185B及び上部壁185Cは、固体の穿孔されていない部材であり、Cシュラウド部材185の下部壁185Aは、プロセスガスがプラズマ処理領域182内から流れる出る時に通過する複数の通気口186を含む。いくつかの実施形態では、Cシュラウド部材185の通気口186の下方にスロットル部材196が配置されて、通気口186を通るプロセスガスの流れを制御する。より具体的には、いくつかの実施形態では、スロットル部材196は、Cシュラウド部材185に対してz方向に垂直に上下に移動して、通気口186を通るプロセスガスの流れを制御するように構成されている。いくつかの実施形態では、スロットル部材196は、通気口186に係合及び/又は入るように構成されている。
Cシュラウド部材185の上部壁185Cは、上部電極187A/187Bを支持するように構成されている。いくつかの実施形態では、上部電極187A/187Bは、内側上部電極187A及び外側上部電極187Bを含む。代わりに、いくつかの実施形態では、内側上部電極187Aは存在し、外側上部電極187Bは存在せず、内側上部電極187Aが半径方向に延びて、外側上部電極187Bにより占められるであろう場所をカバーしている。いくつかの実施形態では、内側上部電極187Aは単結晶シリコンで形成され、外側上部電極187Bはポリシリコンで形成されている。しかしながら、他の実施形態では、内側上部電極187A及び外側上部電極187Bは、プラズマ処理領域182内で実施されるプロセスに対して、構造的、化学的、電気的、及び機械的に互換性を有する他の材料で形成できる。内側上部電極187Aは、内側上部電極187Aの垂直厚さ全体を貫通して延びる孔として定められる複数の貫通ポート197を含む。貫通ポート197は、x-y平面に対して内側上部電極187A全体にわたって分散されて、上部電極187A/187Bの上方のプレナム領域188から、上部電極187A/187Bの下方のプラズマ処理領域182までプロセスガスの流れを供給する。
内側上部電極187A全体にわたる貫通ポート197の分散は、異なる実施形態では異なる形態で構成できることを理解すべきである。例えば、内側上部電極187A内の貫通ポート197の総数、及び/又は内側上部電極187A内の貫通ポート197の空間分布は、異なる実施形態間では異なることができる。また、貫通ポート197の直径は、異なる実施形態間では異なることができる。一般に、貫通ポート197の直径を、プラズマ180がプラズマ処理領域182から貫通ポート197内に侵入することを防止するために十分に小さいサイズに減らすことは関心の対象である。いくつかの実施形態では、貫通ポート197の直径を減らすにつれて、内側上部電極187A内の貫通ポート197の総数は増加されて、プロセスガスプレナム領域188から内側上部電極187Aを通りプラズマ処理領域182へと流れるプロセスガスの規定の全体的流量が維持される。また、いくつかの実施形態では、上部電極187A/187Bは、基準接地電位に電気的に接続している。しかしながら、他の実施形態では、内側上部電極187A及び/又は外側上部電極187Bは、対応するインピーダンス整合回路を経由して、対応する直流(DC)電力供給部又は対応する高周波電力供給部に電気的に接続している。
プレナム領域188は、上部要素189により定められている。1つ以上のガス供給ポート192が、プレナム領域188と流体連通するように、チャンバ101及び上部要素189を通して形成されている。1つ以上のガス供給ポート192は、プロセスガス供給システム191に流体接続(配管接続)されている。プロセスガス供給システム191は、他のデバイスの中でもとりわけ、1つ又は複数のプロセスガス供給部、1つ以上のマスフローコントローラ、1つ以上の流れ制御バルブを含んで、矢印193で示すように、1つ以上のガス供給ポート192を通してプレナム領域188まで、1つ以上のプロセスガスの管理された流れを供給する。いくつかの実施形態では、プロセスガス供給システム191はまた、プロセスガスの温度を制御するための1つ以上の構成要素を含む。プロセスガス供給システム191は、1つ以上の信号導体194を通って制御システム120に接続している。
処理ギャップ(g1)が、セラミック層110の上面と内側上部電極187Aの底面との間で測定した垂直(z方向)距離として定義される。処理ギャップ(g1)のサイズは、片持ちアームアセンブリ115を垂直方向(z方向)に移動させることにより調整できる。片持ちアームアセンブリ115が上向きに移動するにつれて、関節動作式外側支持フランジ171は、Cシュラウド部材185の下壁185Aに最終的に係合し、その時点で、片持ちアームアセンブリ115が上向きに移動し続けるにつれて、関節動作式外側支持フランジ171は、固定外側支持フランジ169に沿って移動し、これは、支持ロッド201のセットが関節動作式外側支持フランジ171に係合し、規定の処理ギャップ(g1)サイズが実現されるまで続く。次いで、ウェハーWをチャンバから除去するために、この移動を逆転させるために、関節動作式外側支持フランジ171が、Cシュラウド部材185の下壁185Aから離れるように移動するまで、片持ちアームアセンブリ115は下向きに移動される。様々な実施形態では、ウェハーWのプラズマ処理中の処理ギャップ(g1)のサイズは、最大約10センチメートルの範囲、又は最大約8センチメートルの範囲、又は最大約5センチメートルの範囲で制御される。図2は、セラミック層110上のウェハーWがプラズマ処理用の位置にある、閉構成のシステム100を示すことを理解すべきである。
プラズマ処理システム100内におけるプラズマ処理作業中、1つ以上のプロセスガスは、プロセスガス供給システム191、プレナム領域188、及び内側上部電極187A内の貫通ポート197を経由して、プラズマ処理領域182に供給される。また、高周波信号は、第1及び第2の高周波信号発生器147、149、インピーダンス整合システム143、高周波信号供給ロッド137、高周波信号供給シャフト141、設備プレート111、電極109を経由して、そしてセラミック層110を通して、プラズマ処理領域182に伝送される。高周波信号は、プラズマ処理領域182内のプロセスガスをプラズマ180に変換する。プラズマのイオン及び/又は反応性成分が、ウェハーW上の1つ以上の材料と相互作用して、ウェハーW上にある特定の材料の組成及び/又は形状を変化させる。プラズマ処理領域182からの排気ガスは、排気ポート105において印加される吸引力の影響を受けて、矢印195で示すように、Cシュラウド部材185内の通気口186を通り、チャンバ101内の内側領域103を通り、排気ポート105に流れる。
様々な実施形態では、電極109は、異なる直径を有するように構成できる。しかしながら、いくつかの実施形態では、エッジリング167が載置される電極109の表面を増やすために、電極109の直径は延長される。いくつかの実施形態では、導電性ゲル226が、エッジリング167の底部と電極109の上部との間に、及び/又はエッジリング167の底部と結合リング161の上部との間に配置される。これら実施形態では、電極109の直径が増加したことにより、エッジリング167と電極109との間において導電性ゲルが配置される表面積が増加する。
関節動作式外側支持フランジ171、導電性ストラップ173、及び固定外側支持フランジ169の組み合わせが電気的に基準接地電位にあり、これらが集合的に、電極109からセラミック層110を通してプラズマ処理領域182内へと伝送される高周波信号の接地帰還経路を形成していることを理解すべきである。電極109の外周の周りにおけるこの接地帰還経路の方位角方向の均一性は、ウェハーW上でのプロセス結果の均一性に影響を及ぼす可能性がある。例えば、いくつかの実施形態では、ウェハーW全体にわたるエッチングレートの均一性は、電極109の外周の周りにおける接地帰還経路の方位角方向の均一性によって影響を受ける可能性がある。この目的のため、電極109の外周の周りにおける導電性ストラップ173の数、構成、及び配置がウェハーW全体にわたるプロセス結果の均一性に影響を及ぼす可能性があることを理解すべきである。
図2を再び参照すると、調節可能エッジシース(TES)システムは、結合リング161内に配置された(埋め込まれた)TES電極415を含むように実装される。TESシステムはまた、TES電極415に物理的かつ電気的に接続している複数のTES高周波信号供給ピン413を含む。各TES高周波信号供給ピン413は、TES高周波信号供給ピン413を周囲の構造から、例えばセラミック支持体113及び片持ちアームアセンブリ115構造から、電気的に分離するように構成された対応する絶縁体フィードスルー部材421通って延びている。いくつかの実施形態では、絶縁体フィードスルー部材421の内部の領域が、プラズマ処理領域182内に存在するいかなる材料/ガスにも曝されないことを確実にするために、Oリング417及び419が配置されている。いくつかの実施形態では、TES高周波信号供給ピン413は、中でもとりわけ、銅、又はアルミニウム、又は陽極酸化アルミニウムで形成されている。
TES高周波信号供給ピン413は、片持ちアームアセンブリ115の内部の開口領域118内へと延び、TES高周波信号供給ピン413の各々は、対応するTES高周波信号フィルタ411を通ってTES高周波信号供給導体409に電気的に接続している。いくつかの実施形態では、3つのTES高周波信号供給ピン413が、電極109の中心線の周りで実質的に等間隔に配置された方位角方向場所においてTES電極415に物理的かつ電気的に接続するように配置されている。しかしながら、他の実施形態が、TES電極415に物理的かつ電気的に接続している3つ以上のTES高周波信号供給ピン413を有することができることを理解すべきである。また、いくつかの実施形態が、TES電極415に物理的かつ電気的に接続している1つ又は2つのいずれかのTES高周波信号供給ピン413を有することができる。各TES高周波信号供給ピン413は、対応するTES高周波信号フィルタ411に電気的に接続し、各TES高周波信号フィルタ411は、TES高周波信号供給導体409に電気的に接続している。いくつかの実施形態では、各TES高周波信号フィルタ411は、インダクタとして構成される。例えば、いくつかの実施形態では、各TES高周波信号フィルタ411は、誘電体コア構造体の周りに巻かれた金属コイルなどの、コイル状導体として構成される。様々な実施形態では、金属コイルは、中でもとりわけ、中実の銅ロッド、銅管、アルミニウムロッド、又はアルミニウム管で形成することができる。また、いくつかの実施形態では、各TES高周波信号フィルタ411は、誘導性かつ容量性の構造体の組み合わせとして構成することができる。ウェハーW全体にわたってプラズマ処理結果の均一性を改善するために、TES高周波信号フィルタ411の各々は、実質的に同じ構成を有する。
いくつかの実施形態では、TES高周波信号供給導体409は、片持ちアームアセンブリ115の内部の開口領域118の周りに延びるようにリング形状(環状形状)の構造として形成されて、方位角方向に分散されたTES高周波信号フィルタ411とTES高周波信号供給導体409との物理的かつ電気的な接続を可能にしている。いくつかの実施形態では、TES高周波信号供給導体409は、中実の(非管状の)構造として形成される。代わりに、いくつかの実施形態では、TES高周波信号供給導体409は、管状の構造として形成される。いくつかの実施形態では、TES高周波信号供給導体409は、中でもとりわけ、銅、又はアルミニウム、又は陽極酸化アルミニウムで形成される。
TES高周波信号供給導体409は、TES高周波供給ケーブル407に電気的に接続している。また、コンデンサ408は、TES高周波信号供給導体409と基準接地電位、例えば片持ちアームアセンブリ115の構造との間に接続される。より詳しくは、コンデンサ408は、TES高周波供給ケーブル407及びTES高周波信号供給導体409の両方に電気的に接続している第1の末端を有し、コンデンサ408は、基準接地電位に電気的に接続している第2の末端を有する。いくつかの実施形態では、コンデンサ408は可変コンデンサである。いくつかの実施形態では、コンデンサ408は固定コンデンサである。いくつかの実施形態では、コンデンサ408は、約10ピコファラッドから約100ピコファラッドまで至る範囲内の静電容量を有するように設定される。TES高周波供給ケーブル407は、TESインピーダンス整合システム401に接続している。TESインピーダンス整合システム401は、TES高周波信号発生器403に接続している。TES高周波信号発生器403によって生成された高周波信号は、TESインピーダンス整合システム401を通ってTES高周波供給ケーブル407に、次いでTES高周波信号供給導体409に、次いでTES高周波信号フィルタ411を通って、対応するTES高周波信号供給ピン413に、そして結合リング161内のTES電極415に伝送される。いくつかの実施形態では、TES高周波信号発生器403は、約50キロヘルツから約27MHzまで延びる周波数範囲内の高周波信号を生成するように構成され作動される。いくつかの実施形態では、TES高周波信号発生器403は、約50ワットから約10キロワットまで延びる範囲内の高周波電力を供給する。TES高周波信号発生器403はまた、1つ以上の信号導体405を通って制御システム120に接続している。
TESインピーダンス整合システム401は、高周波電力が、TES高周波信号発生器403から、TES高周波供給ケーブル407に沿って、TES高周波信号供給導体409に沿って、TES高周波信号フィルタ411を通って、対応するTES高周波信号供給ピン413を通って、結合リング161内のTES電極415に、そしてエッジリング167の上方のプラズマ処理領域182内へと伝送されることができるように、インピーダンス整合を提供するように寸法決めされ接続されたインダクタ及びコンデンサの構成を含む。図3は、いくつかの実施形態による、TESインピーダンス整合システム401の例示的な概略回路図を示す。TESインピーダンス整合システム401は、TES高周波信号発生器403に電気的に接続している入力ライン321を含む。TES入力ライン321は、第1のインダクタ322の入力端子に電気的に接続している。第1のインダクタ322の出力端子は、内部ノード328に電気的に接続している。第2のインダクタ324が、内部ノード328に電気的に接続している入力端子を有する。第2のインダクタ324の出力端子が、第2の内部ノード329に電気的に接続している。第1のコンデンサ326が、第2の内部ノード329に電気的に接続している入力端子を有する。第1のコンデンサ326の出力端子が、第3のインダクタ327の入力端子に電気的に接続している。第3のインダクタ327の出力端子が、TES高周波供給ケーブル407に電気的に接続している。また、第2のコンデンサ323が、第1の内部ノード328に電気的に接続している入力端子を有する。第2のコンデンサ323は、基準接地電位に電気的に接続している出力端子を有する。いくつかの実施形態では、第2のコンデンサ323は可変コンデンサである。また、第3のコンデンサ325が、第2の内部ノード329に電気的に接続している入力端子を有する。第3のコンデンサ325は、基準接地電位に電気的に接続している出力端子を有する。図3に示すTESインピーダンス整合システム401の電気的構成は、例として提供されていることを理解すべきである。他の実施形態では、TESインピーダンス整合システム401は、図3に示す実施例とは異なるインダクタ及び/又はコンデンサの構成を有することができる。TESインピーダンス整合システム401はまた、1つ以上の信号導体404を通って制御システム120に接続している。
結合リング161の中に配置されている(埋め込まれた)TES電極415を通して高周波信号/電力を伝送することにより、TESシステムは、ウェハーWの外周エッジの近くでのプラズマ180の特性を制御することが可能である。例えば、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、プラズマ180シースの形状を制御することにより、及び/又はサイズを制御すること(シース厚さを増加させること又はシース厚さを減少させることのいずれか)により、エッジリング167の近くでのプラズマ180シースの特性が制御される。また、いくつかの実施形態では、エッジリング167の近くでのプラズマ180シースの形状を制御することにより、ウェハーWの上方におけるバルクプラズマ180の様々な特性を制御することが可能である。また、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、エッジリング167の近くでのプラズマ180の密度を制御する。例えば、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、エッジリング167の近くでのプラズマ180の密度を増加させるか又は減少させる。また、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、エッジリング167に存在するバイアス電圧を制御し、次いでバイアス電圧は、エッジリング167の近くのプラズマ180中のイオン及び他の荷電成分の動きを制御する/影響を及ぼす。例えば、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、エッジリング167に存在するバイアス電圧を制御して、プラズマ180からウェハーWのエッジに向けてより多くのイオンを引き付ける。そして、いくつかの実施形態では、TESシステムを作動させて、エッジリング167に存在するバイアス電圧を制御して、プラズマ180からのイオンを反発させてウェハーWのエッジから遠ざける。TESシステムを作動させて、様々な異なる機能を、中でもとりわけ上述した機能を、別個に又は組み合わせて実施できることを理解すべきである。
いくつかの実施形態では、結合リング161は誘電体材料、例えば、中でもとりわけ、石英、又はセラミック、又はアルミナ(Al2O3)、又はポリマー、で形成される。
エッジリング167の底面は、熱伝導性及び電気伝導性を有するゲルの層を介して結合リング161の上面に結合されて、エッジリング167を結合リング161に対する熱シンクとしている部分を有する。また、エッジリング167の底面は、熱伝導性及び電気伝導性を有するゲルの層を介して電極109の上面に結合される別の部分を有する。熱伝導性及び電気伝導性を有するゲルの例としては、中でもとりわけ、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、フルオロエチレンプロピレンコポリマー、セルロース、トリアセテート、及びシリコーンが挙げられる。いくつかの実施形態では、熱伝導性及び電気伝導性を有するゲルは、両面テープとして形成される。いくつかの実施形態では、エッジリング167は、セラミック層110の外径に近接するように寸法決めされた内径を有する。
様々な実施形態では、TES電極415は、導電性材料、例えば、中でもとりわけ、プラチナ、鋼、アルミニウム、又は銅、で形成されている。動作時、TES電極415とエッジリング167との間に容量結合が生じ、その結果、エッジリング167は給電されて、ウェハーWの外周の近くにおいてウェハーWの処理に影響を及ぼす。
図4は、本開示の実現形態による、TES高周波信号発生器403の構成要素を概念的に示す。図5は、本開示の実現形態による、TES高周波信号発生器403により生成されTES電極に印加された(多状態/パルス)TES高周波信号の様々な状態を示すグラフである。図4及び図5の両方を参照して、(多状態/パルス)TES高周波(RF)信号の様々な状態と、様々な状態を実現するためのTES高周波信号発生器403の対応する動作とがここに記載されている。
図5は、本開示の実現形態による、TES RF信号発生器403により生成されたTES RF信号に対する、電圧設定点と時間との関係を示す。図示するように、TES RF信号は、3状態パルスRFサイクルを有するように定められ、状態S1、S0、及びS2が順番に周期的に繰り返される。図示した実現形態では、状態S0は状態S2に先行するが、他の実現形態で、これらの順番は逆になり、例えば、状態S2が状態S0に先行する。図示するように、各状態は、その状態に対してTES RF信号発生器403により実現される目標電圧を定める電圧設定点を有する。
TES RF信号の状態S1については、電圧設定点はVs1であり、これは、いくつかの実現形態では、高アスペクト比エッチングを提供するように構成される。TES RF信号の状態S0については、電圧設定点はVs0であり、これは、いくつかの実現形態では、パシベーションを引き起こすように構成される。TES RF信号の状態S2については、電圧設定点はVs2であり、これは、いくつかの実現形態では、フィーチャにおける解離及びネックの開口を促進するように構成される。
図から分かるように、状態S0及びS2の電圧設定点は状態S1の電圧設定点よりも低い。したがって、3状態パルスTES RF信号を効率的に実現するために、TES RF信号発生器403は、単一の電力増幅器431を使用して、RF出力電力を制御して状態S1(Vs1)用の電圧設定点を実現し、駆動アクチュエータ433及び435を利用して、RF出力を選択的に減衰させて状態S0及びS2用の電圧設定点(Vs0及びVs2)を実現する。電力増幅器431の出力レベルは、Vs1である、S1用の電圧設定点に従って、RF信号を生成するように調整される。いくつかの実現形態では、電力増幅器431からのRF信号は、Vs1よりも低いが所望の電圧設定点Vs0及びVs2を実現するには低すぎない、追加の電圧状態を更に含む。TES RF信号に対して、状態S0を完全に生成するために、駆動アクチュエータ433は、電力増幅器の信号の関連部分を減衰量D1だけ選択的に減衰させて、S0の電圧設定点Vs0を実現するように構成されている。同様に、状態S2を完全に生成するために、駆動アクチュエータ435は、電力増幅器の信号の関連部分を減衰量D2だけ選択的に減衰させて、S2の電圧設定点Vs2を実現するように構成されている。このように、本開示の実現形態によると、状態S0及びS2の電圧レベルは、電力増幅器の出力を必要に応じて減衰させて、電圧設定点Vs0及びVs2を実現させることにより実現される。
各状態の電圧は上述したように関係しているが、各状態の位相は本開示の実現形態に従って独立に制御することができる。大まかに言えば、パルスTES RF信号の各状態の位相を、RF信号発生器149により電極109に印加されるパルスRF信号の対応する状態の位相に整合させることが最適である。すなわち、(RF信号発生器403により生成される)TES RF信号の状態S1の位相は、(RF信号発生器149により生成される)バイアスRF信号の状態S1の位相に整合するように調整され、(RF信号発生器403により生成される)TES RF信号の状態S0の位相は、(RF信号発生器149により生成される)バイアスRF信号の状態S0の位相に整合するように調整され、(RF信号発生器403により生成される)TES RF信号の状態S2の位相は、(RF信号発生器149により生成される)バイアスRF信号の状態S2の位相に整合するように調整される。
本開示の実現形態によると、TES高周波信号発生器403は、その生成されるTES高周波信号の様々な状態の位相を、高周波信号発生器149により生成される高周波信号の対応する状態の位相に整合させるように、自動的かつ独立に調整するように構成されている。これを実現するため、TES RF信号発生器403は、状態S1用の位相アクチュエータ437、状態S0用の位相アクチュエータ439、及び状態S2用の位相アクチュエータ441を含む。位相アクチュエータ437は、位相調整PA1を適用して、TES RF信号における状態S1の位相を自動的に調整して、電極109に対して高周波信号発生器149により生成されるRF信号における対応する状態S1に整合させる。位相アクチュエータ439は、位相調整PA2を適用して、TES RF信号における状態S0の位相を自動的に調整して、電極109に対して高周波信号発生器149により生成されるRF信号における対応する状態S0に整合させる。位相アクチュエータ441は、位相調整PA3を適用して、TES RF信号における状態S2の位相を自動的に調整して、電極109に対して高周波信号発生器149により生成されるRF信号における対応する状態S2に整合させる。
いくつかの実現形態では、TES電極415に印加される、状態S1の電圧設定点は、RF時間の累積に応じたエッジリング167の摩耗を補償するために増加される。それに応じて、次いでTES高周波信号発生器403は、高周波信号発生器149からの高周波信号の状態S1との位相整合を維持するように自動的に調整される。述べたように、状態S1の高周波電力の反射を最小化する、TESインピーダンス整合システム401における静電容量設定の調整により、TES高周波信号生成器403による(自動的に生じる)位相調整が、実質的に、元の電圧(エッジリング摩耗を補償するために増加される前の状態S1の第1の電圧)に対するその元の位相調整量に戻る結果がもたらされることが発見されている。したがって、状態S1用の位相調整量を利用して、TESインピーダンス整合システム401における可変コンデンサ323の静電容量設定を最適化することができる。
しかしながら、本開示の実現形態によると、TESインピーダンス整合システム401における静電容量設定は、パルスTES RF信号の状態S1、S0、及びS2の全てに対して適用される静電容量C1を設定する。以下で更に論じるように、TESインピーダンス整合システムの静電容量設定におけるこのような変化はまた、状態S0及びS2用の電圧設定点と、これら状態用の電圧設定点の許容範囲との関係に影響を及ぼす。それに応じて、静電容量設定の変化に応じて、状態S0及びS2用の電圧設定点を最適化することが望ましい。
図6は、本開示の実現形態による、状態S0又はS2に対する電圧設定点の許容範囲を概念的に示すグラフである。より具体的には、許容される電圧設定点範囲が、TESインピーダンス整合システム401における可変コンデンサ323のコンデンサタップ位置の関数として、垂直方向の棒で示される。大まかに言えば、状態S1の電圧設定点が変化するにつれて、状態S1からの反射電力を最小化するように、例えば、コンデンサタップ位置もそれに応じて変化される。しかしながら、上述したように、状態S0及びS2の電圧が、駆動アクチュエータが電力増幅器の出力を電力減衰させることにより実現されるという点で、状態S0及びS2は状態S1の電圧に依存する。これは、状態S1の電圧設定点を制御するときに、TES RF信号発生器により設定される。状態S0及びS2用の予想される電圧設定点の範囲は、状態S1の電圧と、電力増幅器の出力を減衰させる駆動アクチュエータの能力とにより決定される。S0/S2用の電圧設定点の最大値又は上限は、状態S1の電圧設定点により定められる。なぜなら、状態S1をその完全に非減衰の量に制御するために使用される電力増幅器の出力は、状態S0/S2に対して予想される最大出力であるからである。S0/S2用の電圧設定点の最小値又は下限は、TES RF信号発生器403の駆動アクチュエータにより可能な減衰量により定められる。したがって、許容電圧設定値の範囲は、状態S1を制御するのに必要な出力と、駆動アクチュエータが電力増幅器の出力を減衰できる量とにより境界が定められている。
前述したように、例えばエッジリングの摩耗を補償するために、状態S1の電圧設定点が増加される場合、TESインピーダンス整合システム401の可変コンデンサ323のコンデンサタップ位置は、反射電力を最小化するように調整される。それに応じて、図6に示すように、状態S1の電圧設定点はエッジリングの摩耗に応じて変化するので、状態S0/S2用の電圧設定点の許容範囲は、コンデンサタップ位置の変化と共に変化する。
しかしながら、電圧設定点の許容可能な範囲のこのようなシフトは、状態S0及びS2の電圧設定点をどのように調整するかという課題を提示する。例えば、状態S1の電圧設定点が変化し、コンデンサタップ位置も変化すると、状態S0用の電圧設定点の許容範囲が変化することにより、状態S0用の既存の電圧設定点が、もはや許容範囲内にないという結果につながる可能性があり、その結果、システムは、状態S0用の既存の電圧設定点を実現することができないであろう。状態S2用の電圧設定点の許容範囲に同様の変化が生じる場合があり、やはり、状態S2用の既存の電圧設定点が、もはや許容範囲内にないという結果につながる可能性があり、その結果、システムは、状態S2用の既存の電圧設定点を実現することができないであろう。加えて、状態S0又はS2のいずれかについて、既存の電圧設定点が依然として許容範囲内にある場合であっても、それは許容できる値の範囲の端にあるかも知れず、その結果、必要に応じて所与のレシピを最適化するために電圧設定点を調節する自由度が限定される。
例えば、引き続き図6を参照して、S0/S2用の既存の電圧設定点はV1である。コンデンサタップ位置がP5にある場合、電圧設定点V1は、許容可能な電圧設定点の許容範囲600のほぼ中央にある。レシピ最適化のために必要とされる場合、これは電圧設定点を上下に調整するための寛容度を提供する。
しかしながら、状態S1用の電圧設定点が増加され、その結果、コンデンサタップ位置がP4に変化した場合、状態S0/S2用の電圧設定点の許容範囲は許容範囲602に変化し、これは、大まかに言えば、以前の許容範囲600から増加している。この段階では、既存のS0/S2用の電圧設定点V1は、依然として許容範囲602内にある。しかしながら、V1は今、現在の許容範囲602の底部の近くにあり、その結果、必要な場合に電圧設定点を更に減らす自由度は非常に限定されている。これは、レシピ開発にとって問題になる可能性がある。なぜなら、ユーザがこのような方法で電圧設定点を調整しようと試みて、そうすることが不可能なことに気付くかも知れないからである。
状態S1用の電圧設定点が更に増加され、その結果、次いでコンデンサタップ位置がP3に変化した場合、状態S0/S2用の電圧設定点の許容範囲は許容範囲604に変化し、これは、大まかに言えば、以前の許容範囲602から増加している。これは、既存のS0/S2電圧設定点V1が、今では、電圧設定値の現在の許容範囲604内に、もはやないという点で、不満足なシナリオを提示する。換言すれば、コンデンサタップ位置がP3にある場合、システムは既存の設定点V1を実現することができない。そのようなシナリオでは、非限定的な例として、電圧設定点が許容範囲外にあることを示すエラーをシステムが生成する場合がある。
したがって、状態S1の電圧設定点が変化し、コンデンサタップ位置が変化するにつれて、状態S0/S2の電圧設定点を調整することが望ましい。例えば、コンデンサタップ位置がP4に変化した場合、S0/S2電圧設定点を許容範囲602のほぼ中間に又は中間の近くに維持するように、S0/S2電圧設定点をV2に変化させることが望ましい。同様に、コンデンサタップ位置がP3に変化した場合、S0/S2電圧設定点を許容範囲604のほぼ中間若しくは中間ポーションに、又はその近くに維持するように、S0/S2電圧設定点をV3に変化させることが望ましい。
コンデンサタップ設定の範囲全体にわたって、任意の所与のコンデンサタップ設定に対する許容範囲のほぼ中間にある、状態S0/S2用の電圧設定点は、コンデンサタップ設定の範囲全体にわたってほぼ一定又は同じ位相調整量(状態S0/S2に対して自動的にTES RF信号発生器403によって設定される)をもたらすことが、予想外の結果として発見されている。換言すれば、コンデンサタップ設定が、状態S1用の電圧設定点の変化に応じて変えられた場合、結果として生じる位相調整量がコンデンサタップ設定を変える前に存在したものとほぼ同じ位相調整量である場合、状態S0/S2用の電圧設定点は、(新しい)許容範囲のほぼ中間にあることになる。したがって、コンデンサタップ設定が変化した場合、状態S0/S2用の適切な電圧設定点を決定するための目標位相調整量を定めて利用することができる。本明細書では、状態S0及びS2が択一的に参照されており、したがって、状態S0用の目標位相調整量は、状態S2用の目標位相調整量と同じであり得るか、又はこれとは異なり得ることが理解されるべきである。
図7は、本開示の実現形態による、状態S0/S2に対する位相調整と、状態S0/S2に対する電圧設定点との関係を概念的に示すグラフである。図示する実現形態では、曲線700は、上述したような所与のコンデンサタップ位置に対する位相調整を、状態S0/S2用の電圧設定点の関数として示す。電圧設定点の許容範囲602は、電圧設定値を表す水平軸に沿った曲線700の幅によって示される。
曲線700に沿った点706は、前述したように、状態S1の電圧により定められるような最大電圧設定点Vmaxを表す。曲線700に沿った位置702は最小電圧設定点Vminを表し、これは、TES RF信号発生器403の駆動アクチュエータにより可能な電力減衰の量に基づいてもよい。許容された電圧設定点範囲602はまた、位相調整範囲710に対応する。図示するように、電圧設定点が、許容される電圧設定点範囲602のほぼ中央又は中間であって、曲線700に沿った点704に対応するVcに調整された場合、位相調整量はPATである。予想外の結果であるが、電圧設定点が電圧設定点の許容範囲のほぼ中間に調整された場合、この位相調整量PATは、全てのコンデンサタップ設定に対してほぼ同じであることが判明した。
したがって、PATは、電圧設定点の許容範囲のほぼ中間に留まるように、状態S0/S2用の電圧設定点を自動的に調整するために使用できる目標位相調整量を定める。状態S1の電圧設定点の変化、及びそれに伴うコンデンサタップ設定の変化に応じて、状態S0/S2用の位相調整量が、目標位相調整量に達するか又は目標位相調整量の所定範囲内(例えば、PATのx度以内)に入るまで、状態S0/S2用の電圧設定点が調整される。述べたように、状態S0及びS2は同じ又は異なる目標位相調整量を有する場合があり、それぞれが、対応する電圧設定点が許容範囲のほぼ中間に留まることを可能にするように構成されている。
いくつかの実現形態では、目標位相調整範囲708が定められ、状態S0/S2用の位相調整量が目標位相調整範囲内に入るまで、状態S0/S2用の電圧設定点が調整される。目標位相調整範囲は、対応する電圧設定点範囲(目標位相調整範囲内に入る結果をもたらす位相調整)が、許容電圧設定点範囲のほぼ中間にあるように構成されることが理解されるであろう。状態S0及びS2が同じ又は異なる目標位相調整範囲を有する可能性があることが理解されるであろう。
図8は、本開示の実現形態による、パルスRF信号の状態に対して許容される電圧設定点の概略的な中間範囲内に電圧設定点を維持する方法を概念的に示す。方法作業801において、目標位相調整範囲(又は量)が、パルスRF信号の所与の状態に対して定められる。目標位相調整範囲は、所与の状態用の電圧設定点が、許容される電圧設定点の中間/中心の範囲内にあるときに得られる位相調整量の範囲となるように構成されている。前述したように、位相調整は、所与の状態に対して(主)RF信号が電極109に印加された状態での位相差/デルタを最小化するように、TES RF信号発生器によって自動的に実施される。したがって、電圧設定点が変化すると、位相調整もまた位相差を最小化するように自動的に変化する。したがって、許容電圧設定点の範囲は位相調整の範囲に対応し、その場合、その許容範囲の中間にある電圧設定点から生じる目標位相調整範囲/量が、TESインピーダンス整合システム401における異なる静電容量設定に対してほぼ一定又は同じであることが、予想外に発見された。
方法作業803において、TES RF信号発生器により自動的に決定される位相調整量が、所与の状態、例えば状態S0又は状態S2について監視される。方法作業805において、位相調整量が目標位相調整範囲内にあるかどうかが判定される。はいの場合、方法は、位相調整量の継続的な監視のために方法作業803に戻る。
いいえの場合、方法作業807において、所与の状態、例えば状態S0又は状態S2用の電圧設定点が調整される。次いで、方法は方法作業803及び805に戻り、位相調整量の監視を継続し、位相調整量が目標位相調整範囲内あるかどうかを再び判定する。位相調整量が目標位相調整範囲にある場合、電圧設定点は、現在の状況に対する許容電圧設定点のほぼ中間/中心範囲に入るであろうことが理解されるであろう。
図9は、本開示の実現形態による、パルスRF信号の様々な状態に対する電圧設定点の変化を概念的には示すグラフである。エッジリングの累積されたRF時間の関数として、状態S1、S0、及びS2用の電圧設定点が示される。曲線901は、状態S1に対する電圧設定点を示す。図から分かるように、RF時間が累積するにつれて、状態S1用の電圧設定点は定期的に増加されて、エッジリングの摩耗が補償され、エッジ領域でのプラズマシース高さ及び特性が維持される。
本開示の方法によれば、(曲線903により示される)状態S2、及び(曲線905により示される)状態S0用の電圧設定点はまた、状態S1の電圧設定点の段階的な変化に協調させて、段階的に増加される。論じたように、状態S0及びS2用の電圧設定点は、各状態に対して目標位相調整量又は範囲を維持するように調整される。
いくつかの実現形態では、目標位相調整量又は範囲は、ユーザインターフェースを介して指定することができる。例えば、デフォルト目標位相調整量又は範囲(例えば、いくつかの実現形態では160~180度)が存在することができ、それは、ユーザにより、所定の増分(例えば、いくつかの実現形態では、1~10度の増分)で、及び所定の範囲(例えば、いくつかの実現形態では、120~220度の範囲)内で調整することができる。
所与のレシピに対して、パルスRF信号の各状態について、各レシピステップ用の目標位相調整が存在し得る。更に、目標位相調整は、ユーザインターフェースを介して、例えばユーザインターフェースのレシピエディタを介して編集可能であり得る。新しいレシピステップが構築されるときに提供される、目標位相調整のデフォルト値が存在し得る。例えば、レシピステップごとに目標位相調整がどのようなものでなければならないかに関して予測する(経験的データに基づく)モデルが存在し得る。各レシピステップを構築するときに、ユーザは、このモデルを使用することを選ぶ選択肢を有することができる、又はユーザは、ユーザ自身の値を入力してよい。
本開示に記載されている方法のいずれも、制御システム120により自動的に動作するように実装できることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、論じたように、TESシステムの反射電力を最小化するようにコンデンサタップ位置を自動的に最適化することができる。
図10は、いくつかの実施形態による、図2の制御システム120の例示的な概略図を示す。いくつかの実施形態では、制御システム120は、プラズマ処理システム100において実施される半導体製造プロセスを制御するためのプロセスコントローラとして構成されている。様々な実施形態では、制御システム120は、プロセッサ1401、記憶ハードウェアユニット(HU)1403(例えばメモリ)、入力HU 1405、出力HU 1407、入出力(I/O)インターフェース1409、I/Oインターフェース1411、ネットワークインターフェースコントローラ(NIC)1413、及びデータ通信バス1415を含む。プロセッサ1401、記憶HU 1403、入力HU 1405、出力HU 1407、I/Oインターフェース1409、I/Oインターフェース1411、及びNIC 1413は、データ通信バス1415を経由して互いにデータ通信状態にある。入力HU 1405は、複数の外部デバイスからデータ通信を受信するように構成されている。入力HU 1405の例としては、データ収集システム、データ収集カードなどが挙げられる。出力HU 1407は、複数の外部デバイスにデータを伝送するように構成されている。出力HU 1407の一例がデバイスコントローラである。NIC 1413の例としては、ネットワークインターフェースカード、ネットワークアダプタなどが挙げられる。I/Oインターフェース1409及び1411の各々が、I/Oインターフェースに結合されている様々なハードウェアユニット間の互換性を提供するように定められている。例えば、入力HU 1405から受信した信号を、データ通信バス1415と互換性を有する形、振幅、及び/又は速度に変換するように、I/Oインターフェース1409を定めることができる。また、データ通信バス1415から受信した信号を、出力HU 1407と互換性を有する形、振幅、及び/又は速度に変換するように、I/Oインターフェース1407を定めることができる。本明細書における様々な作業が、制御システム120のプロセッサ1401により実施されるものとして記載されているが、いくつかの実施形態では、様々な作業が、制御システム120の複数のプロセッサにより、及び/又は制御システム120とデータ通信状態にある複数のコンピューティングシステムの複数のプロセッサにより実施できることが理解されるべきである。
いくつかの実施形態では、制御システム120を使用して、感知された値に部分的に基づいて、様々なウェハー製作システムにおいてデバイスが制御される。例えば、制御システム120は、感知された値及び他の制御パラメータに基づいて、弁1417、フィルタヒーター1419、ウェハー支持構造ヒーター1421、ポンプ1423、及び他のデバイス1425のうちの1つ以上を制御してよい。弁1417は、裏面ガス供給システム129、プロセスガス供給システム191、及び温度制御流体循環システム125の制御に関連付けられた弁を含むことができる。制御システム120は、感知された値を、例えば、圧力マノメータ1427、流量計1429、温度センサ1431、及び/又は他のセンサ1433、例えば電圧センサ、電流センサなど、から受信する。制御システム120はまた、ウェハーW上でのプラズマ処理作業の実施中に、プラズマ処理システム100内での処理条件を制御するために使用されてよい。例えば、制御システム120は、プロセスガス供給システム191からプラズマ処理領域182に供給されるプロセスガスの種類及び量を制御できる。また、制御システム120は、第1の高周波信号発生器147、第2の高周波信号発生器149、インピーダンス整合システム143、TES高周波信号発生器403、及びTESインピーダンス整合システム401の動作を制御できる。また、制御システム120は、クランプ電極112用のDC供給部117の動作を制御できる。制御システム120はまた、リフトピン132用の持上デバイス133の動作、及びドア107の動作を制御できる。制御システム120はまた、裏面ガス供給システム129及び温度制御流体循環システム125の動作を制御する。制御システム120はまた、片持ちアームアセンブリ115の垂直方向移動を制御する。制御システム120はまた、スロットル部材196、及び排気ポート105において吸引を制御するポンプの動作を制御する。制御システム120はまた、TESシステム1000のホールドダウンロッド911のホールドダウン制御機構913の動作を制御する。制御システム120はまた、TESシステム1000の温度プローブから入力を受信する。制御システム120は、プラズマ処理システム100内の任意の機能をプログラム制御及び/又は手動制御するように装備されていることを理解すべきである。
いくつかの実施形態では、制御システム120は、プロセスタイミング、プロセスガス送達システム温度及び圧力差、弁位置、プロセスガスの混合、プロセスガス流量、裏面冷却ガス流量、チャンバ圧、チャンバ温度、ウェハー支持構造温度(ウェハー温度)、RF電力レベル、RF周波数、RFパルス化、インピーダンス整合システム143設定、片持ちアームアセンブリ位置、バイアス電力、並びに特定のプロセスの他のパラメータ、を制御するための指示セットを含むコンピュータプログラムを実行するように構成されている。いくつかの実施形態では、制御システム120に関連付けられたメモリデバイスに格納された他のコンピュータプログラムが使用されてよい。いくつかの実施形態では、制御システム120に関連付けられたユーザインターフェースがある。ユーザインターフェースは、ディスプレイ1435(例えば、装置及び/又はプロセス条件のディスプレイ画面及び/又はグラフィカルソフトウェアディスプレイ)と、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1437とを含む。
制御システム120の動作を指示するためのソフトウェアが、多くの様々な形で設計又は構成されてよい。プロセスシーケンスにおける様々なウェハー製造プロセスを実行するために、制御システム120の動作を指示するためのコンピュータプログラムが、任意の従来のコンピュータ読取り可能プログラミング言語、例えば、アセンブリ言語、C、C++、Pascal、Fortranなどで記述できる。コンパイルされたオブジェクトコード又はスクリプトが、プロセッサ1401により実行されて、プログラムにおいて識別されたタスクが実施される。制御システム120は、例えば、中でもとりわけ、フィルタ圧力差、プロセスガス組成及び流量、裏面冷却気体組成及び流量、温度、圧力、RF電力レベル及びRF周波数などのプラズマ条件、バイアス電圧、冷却ガス/流体圧力、並びにチャンバ壁温度などの、プロセス条件に関連する様々なプロセス制御パラメータを制御するようにプログラムできる。ウェハー製造プロセス中に監視されてよいセンサの例には、マスフロー制御モジュール、圧力マノメータ1427などの圧力センサ、及び温度センサ1431が含まれるが、これらに限定されない。適切にプログラムされたフィードバック及び制御アルゴリズムを、これらセンサからのデータと共に使用して、1つ以上のプロセス制御パラメータを制御/調整して望ましいプロセス条件を維持してよい。
いくつかの実現形態では、制御システム120は、より幅広い製造制御システムの一部である。このような製造制御システムは、処理ツール、チャンバ、及び/又はウェハー処理用プラットフォーム、及び/又は特定の処理構成要素、例えばウェハーペデスタル、ガスフローシステム、を含む半導体処理機器を含むことができる。これらの製造制御システムは、ウェハーの処理前、処理中、及び処理後の作業を制御するための電子機器に組み込まれてよい。制御システム120は、製造制御システムの様々な構成要素又は副部品を制御してよい。制御システム120は、ウェハー処理要件に応じて、処理ガスの供給、裏面冷却ガスの供給、温度設定(例えば、加熱及び/又は冷却)、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波数(RF)発生器設定、RF整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置及び作業設定、特定のシステムと接続しているか又はインターフェースしているツール及び他の移送ツール並びに/又はロードロックに対するウェハーの搬出入、を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれをも制御するようにプログラムされてよい。
大まかに言って、制御システム120は、命令の受信、命令の発行、作業の制御、ウェハー処理作業の有効化、エンドポイント測定の有効化などを行う、様々な集積回路、ロジック、メモリ、及び/又はソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、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、及び/又はプログラム命令(例えば、ソフトウェア)を実行する1つ以上のマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、を含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定(又はプログラムファイル)の形態で制御システム120に通信される命令であって、特定のプロセスをシステム100内のウェハー上で実施するための作業パラメータを規定してよい。いくつかの実施形態では、作業パラメータは、1つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び/又はウェハーダイの製作時に、1つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアにより定義されるレシピの一部であってよい。
いくつかの実現形態では、制御システム120は、プラズマ処理システム100に組み込まれた若しくは結合された、又は別の形態でシステム100にネットワーク接続された、又はこれらの組み合わせである、コンピュータの一部であるか又はそのコンピュータに結合されていてよい。例えば、制御システム120は、ファブホストコンピュータシステムの全て又は一部の「クラウド」内にあってよく、それによりウェハー処理のリモートアクセスを可能にすることができる。コンピュータは、システム100へのリモートアクセスを可能にして、製造作業の現在の進行状況を監視し、過去の製造作業の履歴を調査し、複数の製造作業から傾向又は性能の指標を調査して、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理を続けるための又は新しいプロセスを開始するための処理工程を設定してよい。いくつかの実施例では、リモートコンピュータ(例えば、サーバ)が、ローカルネットワーク又はインターネットを含んでよいネットワークを経由して、プロセスレシピをシステム100に提供することができる。
リモートコンピュータは、パラメータ及び/又は設定の入力若しく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よく、パラメータ及び/又は設定は次いで、リモートコンピュータからシステム100に通信される。いくつかの実施例では、制御システム120は、1つ以上の作業中に実施される各処理ステップ用のパラメータを指定する命令をデータ形式で受信する。パラメータは、プラズマ処理システム100内で実施されるプロセスのタイプに固有のものであってよいことを理解すべきである。したがって、上述したように、制御システム120は、例えば、互いにネットワーク化され本明細書に記載されるプロセス及び制御などの共通の目的を目指す1つ以上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よい。そのような目的のための分散コントローラの一例が、遠隔に位置する(例えば、プラットフォームレベルで、又はリモートコンピュータの一部として)1つ以上の集積回路と通信状態にある、プラズマ処理システム100上の1つ以上の集積回路であってよく、これらが組み合わされて、プラズマ処理システム100で実施されるプロセスを制御する。
限定するわけではないが、制御システム120がインターフェースすることができる例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバ又はモジュール、堆積チャンバ又はモジュール、スピンリンスチャンバ又はモジュール、金属めっきチャンバ又はモジュール、クリーニングチャンバ又はモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はモジュール、物理蒸着(PVD)チャンバ又はモジュール、化学蒸着(CVD)チャンバ又はモジュール、原子層堆積(ALD)チャンバ又はモジュール、原子層エッチング(ALE)チャンバ又はモジュール、イオン注入チャンバ又はモジュール、トラックチャンバ又はモジュール、並びに半導体ウェハーの作製及び/又は製造に関連付けられているか若しくは使用されてよい任意の他の半導体処理システム、を含んでよい。上述したように、ツールにより実施されるプロセス工程に応じて、制御システム120は、他のツール回路又はモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、隣り合うツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、又は半導体製造工場内のツール位置及び/又はロードポートとの間でウェハー容器を搬出入する材料搬送で使用されるツール、のうちの1つ以上と通信し得る。
本明細書に記載される実施形態はまた、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの又はプログラム可能な家庭用電化製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、を含む様々なコンピュータシステム構成と連動して実現されてよい。本明細書に記載される実施形態はまた、ネットワークを介してリンクされたリモート処理ハードウェアユニットによりタスクが実行される分散コンピューティング環境と連動して実現できる。本明細書に記載される実施形態、特に制御システム120に関連付けられた実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う、コンピュータで実現される様々な作業を用いることができることを理解すべきである。これらの作業は、物理量の物理的操作を必要とする作業である。実施形態の一部を形成する、本明細書に記載されるいかなる作業も、有用な機械作業である。実施形態はまた、これらの作業を実施するためのハードウェアユニット又は装置に関する。装置は、専用コンピュータ用に特別に構築されてよい。専用コンピュータとして定義される場合、コンピュータはまた、専用目的のために動作することが可能でありながら、専用目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、又はルーチンを実行することができる。いくつかの実施形態では、作業は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納された、又はネットワークを介して取得された、1つ以上のコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化された又は構成された汎用コンピュータによって処理されてよい。データがネットワークを介して取得される場合、データは、ネットワーク上の他のコンピュータ、例えば、コンピューティングリソースのクラウドによって処理されてよい。
本明細書に記載されている様々な実施形態が、非一時的コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとしてインスタンス化されたプロセス制御命令を介して実現できる。非一時的コンピュータ可読媒体は、後でコンピュータシステムにより読み込むことができるデータを格納することができる任意のデータ格納ハードウェアユニットである。非一時的コンピュータ可読媒体の例は、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ(NAS)、ROM、RAM、コンパクトディスク-ROM(CD-ROM)、CD-レコーダブル(CD-R)、CD-リライタブル(CD-RW)、磁気テープ、並びに他の光学及び非光データ記憶ハードウェアユニットを含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で格納及び実行されるように、ネットワークに結合されたコンピュータシステムにわたって分散されたコンピュータ可読有形媒体を含むことができる。
前述した開示は、理解を明確にするために幾分の詳細を含むが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更及び修正を実施できることが明らかであろう。例えば、本明細書で開示されるいかなる実施形態からの1つ以上のフィーチャも、本明細書で開示されるいかなる実施形態の1つ以上のフィーチャと結合されてよいことが理解されるべきである。したがって、本実施形態は、制限的ではなく例示的と見なされるべきであり、特許請求の範囲は、本明細書に記載される詳細に限定されるべきではなく、記載される実施形態の範囲及び等価物の範囲内で修正されてよい。
Claims (24)
- プラズマ処理システムにおいて多状態パルスRF信号用の電圧設定点を調節する方法であって、前記方法は、
RF電力を、第1の発生器からESCに印加することであって、前記第1の発生器からの前記RF電力が第1の多状態パルスRF信号を規定する、ことと、
RF電力を、第2の発生器から、前記ESCを取り囲み前記ESCを取り囲むエッジリングの下方に配置されるエッジ電極に印加することであって、前記第2の発生器からの前記RF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第2の多状態パルスRF信号を規定し、前記第2の多状態パルスRF信号の各状態に対して、前記第2の発生器は、前記第1の多状態パルスRF信号の対応する状態に実質的に位相を整合させるための位相調整を自動的に導入する、ことと、
前記第2の多状態パルスRF信号の前記第2の状態用の電圧設定点を調整して、前記位相調整を目標位相調整設定に調節することと、を含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、ユーザインターフェースを介して捕捉される、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、モデルに基づいて算出される、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、前記第2の発生器からの前記RF電力の前記位相が調整される際に使用される所定の位相調整量を規定する、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記電圧設定点を調整して、前記位相調整を調節することは、前記位相調整が前記目標位相調整設定に達するまで前記電圧設定点に段階的な調整を実施することを含む、方法。
- 請求項5に記載の方法であって、前記段階的な調整は、前記第2の多状態パルスRF信号の前記第1の状態に関連付けられた特定の電圧設定点に基づく、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記位相調整が前記目標位相調整設定に達したとき、又は前記位相調整が前記目標位相調整設定から所定の範囲内にあるとき、前記位相調整は前記目標位相調整設定に調節されている、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記電圧設定点を調整して、前記位相調整を前記目標位相調整設定に調節することにより、前記電圧設定点は、前記電圧設定点の許容範囲の中間部分に位置する、方法。
- 請求項6に記載の方法であって、前記電圧設定点の前記許容範囲の前記中間部分に前記電圧設定点が位置することを容易にする前記目標位相調整設定は、前記第2の発生器からの前記RF電力が前記エッジ電極に印加される際に通過する整合回路の静電容量の変化に対して、実質的に同じままである、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記整合回路の前記静電容量の前記変化は、前記第2の多状態パルスRF信号の前記第1の状態の電圧設定点の変化に応答する、方法。
- 請求項10に記載の方法であって、前記第1の状態の前記電圧設定点の前記変化は、前記エッジリングの使用量に基づいて発生する、方法。
- 請求項11に記載の方法であって、前記エッジリングの前記使用量は、前記エッジリングのRF曝露の時間量として規定される、方法。
- プラズマ処理システムにおいて多状態パルスRF信号用の電圧設定点を調節する方法であって、前記方法は、
RF電力を、第1の発生器からESCに印加することであって、前記第1の発生器からの前記RF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第1のパルスRF信号を規定する、ことと、
RF電力を、第2の発生器から、前記ESCを取り囲み前記ESCを取り囲むエッジリングの下方に配置されるエッジ電極に印加することであって、前記第2の発生器からの前記RF電力が、第1の状態及び第2の状態を有する第2のパルスRF信号を規定し、前記第2の発生器は、前記第2のパルスRF信号の前記第1の状態の位相を、前記第1のパルスRF信号の前記第1の状態に実質的に整合させる、第1の位相調整を自動的に導入し、前記第2の発生器は、前記第2のパルスRF信号の前記第2の状態の位相を、前記第1のパルスRF信号の前記第2の状態に実質的に整合させる、第2の位相調整を自動的に導入し、前記第2の位相調整は目標位相調整設定に調節されている、ことと、
前記目標位相調整設定から離れるような前記第2の位相調整の変化を検出したことに応答して、前記第2のパルスRF信号の前記第2の状態用の電圧設定点を調整して、前記第2の位相調整を前記目標位相調整設定に戻すことと、を含む方法。 - 請求項13に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、ユーザインターフェースを介して捕捉される、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、モデルに基づいて算出される、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記目標位相調整設定は、前記第2のパルスRF信号の前記第2の状態の前記位相が調整される際に使用される所定の位相調整量を規定する、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記電圧設定点を調整して前記第2の位相調整を戻すことは、前記第2の位相調整が前記目標位相調整設定に達するまで前記電圧設定点に段階的な調整を実施することを含む、方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記段階的な調整は、前記第1の状態に関連付けられた特定の電圧設定点に基づく、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記第2の位相調整が前記目標位相調整設定に達したとき、又は前記第2の位相調整が前記目標位相調整設定の所定の範囲内にあるとき、前記第2の位相調整は前記目標位相調整設定に戻される、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記電圧設定点を調整して前記第2の位相調整を前記目標位相調整設定に戻すことにより、前記電圧設定点は、前記電圧設定点の許容範囲の中間部分に位置する、方法。
- 請求項20に記載の方法であって、前記電圧設定点の前記許容範囲の前記中間部分に前記電圧設定点が位置することを容易にする前記目標位相調整設定は、前記第2の発生器からの前記RF電力が前記エッジ電極に印加される際に通過する整合回路の静電容量の変化に対して、実質的に同じままである、方法。
- 請求項21に記載の方法であって、前記整合回路の前記静電容量の前記変化は、前記第2のパルスRF信号の前記第1の状態の電圧設定点の変化に応答する、方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記第2のパルスRF信号の前記第1の状態の前記電圧設定点の前記変化は、前記エッジリングの使用量に基づいて発生する、方法。
- 請求項23に記載の方法であって、前記エッジリングの前記使用量は、前記エッジリングのRF曝露の時間量として規定される、方法。
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