JP7085655B2 - 無線周波数パルス整合方法およびそのデバイス、ならびに、パルスプラズマ生成システム - Google Patents

無線周波数パルス整合方法およびそのデバイス、ならびに、パルスプラズマ生成システム Download PDF

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Description

[0001]本開示は、一般に、半導体処理技術分野に関し、より詳細には、無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法、ＲＦパルスデバイス、およびパルスプラズマ生成システムに関する。
背景
[0002]半導体機器では、シリコンエッチングプロセスに対して構成されたパルスプラズマデバイスは、通常、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）原理を適用する。無線周波数（ＲＦ）電源は、チャンバにＲＦエネルギーを供給して、高真空状態の特殊ガスをイオン化し、多数の電子、イオン、活性原子、分子、励起原子、分子、および、フリーラジカルのような活性粒子を含むプラズマを生成する。これらの活性粒子は、チャンバ内に配置され、プラズマ環境にさらされたウエハとの複雑な相互作用を有し、ウエハ材料の表面上でさまざまな物理的および化学的反応を引き起こす。このようにして、ウエハ表面の特性が変化し、ウエハのエッチングプロセスが完了する。
[0003]集積回路（ＩＣ）のさらなる開発により、既存の技術的解決策は、２０ｎｍ未満のエッチングプロセス要件を満たすことができない。新たなパルスプラズマテクノロジーの適用は、微粉化プロセスを改善する。パルスプラズマテクノロジーは、連続波のＲＦエネルギーによって引き起こされるプラズマ誘起損傷（ＰＩＤ）を低減して、エッチングプロセスのローディング効果を改善し、エッチング選択性を著しく増大させ、プロセス調整手段およびウィンドウを拡大するために使用される。したがって、パルスプラズマの設計は非常に重要である。
[0004]図１は、大規模ウエハ（３００ｎｍ以上の直径）に適用されるエッチングプロセスのためのパルス誘導結合プラズマのプラズマデバイスを示す。パルス誘導結合プラズマのプラズマデバイスは、反応チャンバ１と、反応チャンバ１中に位置付けられた静電チャック２と、反応チャンバ１の上部にある媒体ウインドウ４と、媒体ウインドウ４の上部に配置された誘導結合コイルとを含む。
誘導結合コイルは、内側コイル３１と外側コイル３２とを含む。静電チャック２は、下部整合デバイス９および下部ＲＦ電源１０に電気的に接続されている。
静電チャック２上にはウエハ５が設置されている。上部ＲＦ電源８は、電流分配機能を含む上部整合デバイス８により、内側コイル３１および外側コイル３２にエネルギーを出力する。上部ＲＦ電源８および下部ＲＦ電源１０は、パルスＲＦ信号を生成することができる電源デバイスを含む。パルス同期ライン１２（例えば、パルス信号位相差制御ライン）は、２つの電源間を接続する。システム全体は、パルスＲＦ信号をチャンバ中にロードすることによってパルスプラズマ６を生成し、ウエハ５に作用してエッチングプロセスを実現する。
[0005]図２は、二重コイル誘導結合プラズマ機器を示す。図１とは異なり、上部ＲＦ電源８は、上部整合デバイス７を介してエネルギーを内側コイル３１および外側コイル３２に出力し、その後、電流分配ユニット７０に接続される。ＲＦエネルギーは、ノズル１１によって投入したガスをイオン化し、プラズマ６を生成し、プロセスを行うためにウエハ５に作用することができる。上部ＲＦ電源８および下部ＲＦ電源１０は、パルスＲＦ信号を出力するパルスＲＦ電源である。パルス同期ライン１２は、２つの電源間を接続する。機器は、パルステクノロジーを使用して、ＲＦエネルギーをチャンバに出力し、プラズマ損傷を低減し、プロセス性能を改善する。パルス適用方式は、上部電極系（上部ＲＦ電源８、上部整合デバイス７および電流分配回路７０を含む）がパルスＲＦエネルギーを使用する一方、下部電極系（下部ＲＦ電源１０および下部整合デバイス９を含む）がパルスＲＦエネルギーを使用するものである。上部電極系および下部電極系によってロードされるＲＦエネルギーの周波数は同じである。ＲＦ波形の位相は同期される。ＲＦエネルギーのパルス周波数およびデューティサイクルも同じである。上部および下部電極の同期パルスを通して、プラズマの粒子速度および温度が大幅に低減され、ウエハ５に衝突する粒子エネルギーが大幅に低減される。図３に示すように、ロード信号のパルスオンの時間長はＴｍである。ロード信号のパルスオフの時間長はＴｎである。パルス周波数はｆ＝１／（Ｔｍ＋Ｔｎ）であり、パルスのデューティサイクルはＤ＝Ｔｍ／（Ｔｍ＋Ｔｎ）である。
[0006]パルス同期整合を適用するプロセスフローが図５に示されている。上部電極のパルス信号と下部電極のパルス信号は同時にチャンバ中にロードされる。上部電極のパルス信号と下部電極のパルス信号との間には結合が存在することから、相互干渉は、上部電極のインピーダンスと下部電極のインピーダンスが変動した状態をもたらす。プラズマのインピーダンスは、上部電極と下部電極が点火整合を実現するまで安定しない。図４に示すように、プラズマデバイスのパルス整合では、上部電極系と下部電極系が同時にＲＦパルス信号をロードしてプラズマを励起する。しかしながら、パルスモードにおける電力ロードの時間は短いので、プラズマは点火しにくい。さらに、上部電極と下部電極とを同時に整合するとき、２つの整合システムでプラズマは変化し、その変動は大きく、整合時間は長い。パルスモードのチャンバプラズマのプラズマは安定でなく、インピーダンス変動は不整合現象を引き起こし、機器の小さなプロセスアプリケーションウィンドウを引き起こす。
[0007]良好なＲＦパルス整合方式を設計し、パルス整合速度を改善し、プラズマ安定性を向上させることは、解決する必要がある緊急の技術的問題であることが分かる。
概要
[0008]本開示によって解決される技術的問題は、既存のテクノロジーに存在する欠陥を対象とする。遅いパルス整合速度のようなプラズマ不安定性の問題を少なくとも解決するために、無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法、ＲＦパルスデバイス、およびパルスプラズマ生成システムが提供される。
[0009]本開示の一態様は、以下のプロセスを含むＲＦパルス整合方法を提供する：
Ｓ１において、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化し；
Ｓ２において、上部電極および下部電極にパルス電力をロードし、上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含み；
Ｓ３において、上部ＲＦ電源によりロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、パルス信号にしたがって整合デバイスの整合パラメータを計算し；
Ｓ４において、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさを決定し、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさにしたがってパルスカウント値をリセットし；
Ｓ５において、リセットパルスカウント値とパルス基準値との整合性にしたがって、上部整合デバイスのうちのいずれかに、上部ＲＦ電源に対する整合を行わせる、または、下部整合デバイスに、下部ＲＦ電源に対する整合を行わせ；
Ｓ６において、上部ＲＦ電源と下部ＲＦ電源とが整合するまで、プロセスＳ４およびプロセスＳ５を繰り返す。
[0010]オプション的に、プロセスＳ４は、上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、整合しきい値対する整合パラメータの大きさに関する決定を行うことと、および、決定結果にしたがって、同じ値に維持されるか、または、異なる値に変更するように、パルスカウント値をリセットすることとを含む。
[0011]オプション的に、プロセスＳ１において、パルス基準値は第１の定数であるように初期化され；
プロセスＳ４において、整合パラメータが整合しきい値よりも大きい場合、パルスカウント値は、第１の定数または第１の定数と同じパリティを有する値にリセットされ、整合パラメータが整合しきい値未満または等しい場合、パルスカウント値は第２の定数にリセットされ、第２の定数は、第１の定数と等しくない、または、第１の定数とは異なるパリティを有し；
プロセスＳ５において、パルスカウント値がパルス基準値と等しい、または、パルス基準値と同じパリティを有する場合、上部整合デバイスは、上部ＲＦ電源に対して整合を行い；パルスカウント値がパルス基準値と等しくない、または、パルス基準値とは異なるパリティを有する場合、下部整合デバイスは、下部ＲＦ電源に対して整合を行う。
[0012]オプション的に、整合しきい値は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、またはインピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含み、整合パラメータは、対応する上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む。
[0013]オプション的に、整合しきい値がＶＳＷＲしきい値であるとき、ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である。
[0014]オプション的に、上部電極および下部電極にロードされたパルス電力のＲＦ信号の周波数は同じであり、パルス信号周波数は同じであり、パルス信号デューティサイクルは同じである。
[0015]本開示の第２の態様は、上部電極および下部電極を含むＲＦパルスデバイスを提供する。上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含む。下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含む。パルス同期ラインは、上部ＲＦ電源と下部ＲＦ電源とを接続する。パルス整合時間シーケンス制御ラインおよび時間シーケンス整合モジュールは、上部整合デバイスと下部整合デバイスとの間に配置される。時間シーケンス整合モジュールは、前処理ユニットと、ロードユニットと、獲得ユニットと、決定ユニットと、整合ユニットとを含む。
前処理ユニットは、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化するように構成される。
ロードユニットは、上部ＲＦ電源によってロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、パルス信号にしたがって上部整合デバイスの整合パラメータを計算するように構成される。
決定ユニットは、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさを決定し、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさにしたがってパルスカウント値をリセットするように構成される。
整合ユニットは、リセットパルスカウント値とパルス基準値との整合性にしたがって、上部整合デバイスに上部ＲＦ電源に対する整合を行わせ、または、下部整合デバイスに下部ＲＦ電源に対する整合を行わせるように構成される。
[0016]オプション的に、決定ユニットは、上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさの決定を行い、および、決定結果にしたがって、同じ値に維持されるか、または、異なる値に変更するように、パルスカウント値をリセットする。
[0017]オプション的に、前処理ユニットは、パルス基準値を第１の定数に初期化する。決定ユニットが、整合パラメータは整合しきい値より大きいと決定した場合、決定ユニットは、パルスカウント値を第１の定数または第１の定数と同じパリティを有する値にリセットし、整合パラメータが整合しきい値未満である場合、決定ユニットは、パルス基準値を第２の定数にリセットし、第２の定数は、第１の定数と等しくない、または、第１の定数と異なるパリティを有する。
パルスカウント値がパルス基準値と等しい、または、パルス基準値と同じパリティを有する場合、整合ユニットは、上部整合デバイスに、上部ＲＦ電源に対する整合を行わせ、パルスカウント値がパルス基準値と等しくない、または、パルス基準値と異なるパリティを有する場合、整合ユニットは、下部整合デバイスは、下部ＲＦ電源に対する整合を行わせる。
[0018]オプション的に、整合しきい値は、前処理ユニットにおいて、上部整合デバイスの、ＶＳＷＲしきい値、反射係数しきい値、および、インピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含む。
獲得ユニットにおいて、整合パラメータは、対応する上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む。
[0019]オプション的に、整合しきい値がＶＳＷＲしきい値であるとき、ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である。
[0020]本開示の第３の態様は、ＲＦパルスデバイスを含むパルスプラズマ生成システムを提供する。
[0021]本開示の有益な効果は、ＲＦパルス整合方法、ＲＦパルスデバイス、および、パルスプラズマ生成システムが、速いパルスプラズマ整合速度を有し、パルスプラズマが２つの電極によってあまり影響されず、変動が小さいことを含む。したがって、安定性が高い。
[0022]図１は、本開示の実施形態にしたがう、パルス誘導結合プラズマシステムの概略構造図である。 [0023]図２は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、二重コイル誘導結合プラズマシステムの概略構造図である。 [0024]図３は、図２に示す二重コイル誘導結合プラズマデバイスの概略パルス時間シーケンス図である。 [0025]図４は、図２におけるパルス同期の、概略的なパルス信号波形および電圧定在波比（ＶＳＷＲ）時間シーケンスマップである。 [0026]図５は、図２におけるプラズ同期の概略プロセスフローチャートである。 [0027]図６は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法の概略フローチャートである。 [0028]図７は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、パルス整合の概略プロセスフローチャートである。 [0029]図８は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、パルス整合の概略時間シーケンスダイヤグラムある。 [0030]図９は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、パルス整合の別の概略時間シーケンスダイヤグラムある。 [0031]図１０は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、パルスプラズマ生成システムの概略構造ダイヤグラムである。 [0032]図１１は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、別のパルスプラズマ生成システムの概略構造ダイヤグラムである。 [0033]図１２は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、ＲＦパルスデバイスの概略構造ダイヤグラムである。
[0034]参照番号:
１反応チャンバ、２静電チャック、３誘導結合コイル、
３１内側コイル、３２外側コイル、４媒体ウインドウ、
５ウエハ、６プラズマ、７上部整合デバイス、
７０電流分配ユニット、８上部ＲＦ電源、９下部整合デバイス。
１０下部ＲＦ電源、１１ノズル、１２パルス同期ライン、
１３パルス整合制御ライン、１４前処理ユニット
１５獲得ユニット、１６決定ユニット、１７整合ユニット。
実施形態の詳細な説明
[0035]当業者に本開示の技術的解決策をより良く理解させるために、本開示の無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法、ＲＦパルスデバイス、およびパルスプラズマ生成システムが、添付の図面および特定の実施形態に関連してさらに詳細に説明される。
[0036]本開示の実施形態は、上部ＲＦ電源および下部ＲＦ電源のパルス時間シーケンスをそれぞれ整合させるように上部整合デバイスおよび下部整合デバイスを制御するために使用されるＲＦパルス整合方法を提供する。上部電極および下部電極の整合デバイスの時間シーケンスを制御することにより、インピーダンス変動を低減し、２つの整合デバイス間の相互干渉を低減し、パルス整合速度を改善し、不整合を効果的に防止し、プラズマの安定性を高める目的を達成することができる。
[0037]本開示の実施形態のＲＦパルス整合方法およびＲＦパルスデバイスでは、２つの電極間のパルス整合の相互干渉を防止するために、技術的概念は以下の規則にしたがうことができる。
[0038]１）上部電極がパルス整合を実現し、安定したプラズマが生成された後、下部電極のパルス整合を開始してもよい。上部電極が整合していない場合、プラズマが不安定になり、下部電極のインピーダンスに大きな影響を与えるかもしれず、点火や整合が困難になるかもしれない。
[0039]２）上部電極が整合された後、プラズマは安定状態を達成することができる。この点で、下部電極の点火が上部電極のインピーダンスに依然として影響を与え、変動を生じさせるかもしれない。したがって、上部整合デバイスは整合を継続し、その間、下部整合デバイスも整合しており、両方ともインピーダンスの連続的な変動をもたらすかもしれない。変動がオーバーレイする可能性があるので、整合時間は個々の整合時間よりも長い。パルス整合時間シーケンス制御ラインを２つの整合デバイス間に配置することにより、２つの整合デバイス間のリアルタイム通信および代替的な整合制御を実現することができる。
[0040]図６に示されるように、本開示では、上部整合デバイスおよび下部整合デバイスの時間シーケンスを制御してスタガードパルス整合動作を行うプロセスの間に、ＲＦパルス整合方法は、以下のプロセスを含む：
Ｓ１において、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化する；
Ｓ２において、上部電極および下部電極にパルス電力をロードし、上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含む；
Ｓ３において、上部ＲＦ電源によりロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、パルス信号にしたがって整合デバイスの整合パラメータを計算する；
Ｓ４において、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさを決定し、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさにしたがってパルスカウント値を再構成する；
Ｓ５において、再構成されたパルスカウント値とパルス基準値との整合性にしたがって、上部整合デバイスのうちのいずれか１つに上部ＲＦ電源に対する整合を行わせるか、または、下部整合デバイスに下部ＲＦ電源に対する整合を行わせる；
Ｓ６において、上部ＲＦ電源と下部ＲＦ電源とが整合するまで、プロセスＳ４およびプロセスＳ５を繰り返す。
[0041]上部整合デバイスおよび下部整合デバイスは、時間シーケンスで制御され、スタガードパルス整合を行う。すなわち、上部整合デバイスと下部整合デバイスは同時にパルス整合動作を行わない。例えば、上部電極に対して整合を行う場合、下部電極は以前の状態を維持する。逆に、下部電極に対して整合を行う場合、上部電極は以前の状態を維持する。このように、相互結合信号は、プラズマのインピーダンス変動に影響を与えて、整合時間に影響を与えることを防止することができる。
[0042]プロセスＳ４において、上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジで、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさに関する決定が一度行われてもよく、パルスカウント値は、決定結果にしたがって、一貫して維持されるように、または、異なる値に変化するようにリセットされてもよい。整合性は、同じ値、値の同じパリティ、または他の特性を指すことができ、これらは例示的であるが限定しない。例えば、決定結果にしたがって、パルスカウント値をリセットして同一に維持してもよく、または、１だけ加算してもよく、あるいは、決定結果にしたがって、パルスカウント値をリセットして同一のパリティを維持してもよく、または、反対のパリティに変更してもよい。
[0043]整合の間に、実現されるキープロセスは、以下のプロセスを含む。
[0044]プロセスＳ１において、パルス基準値は第１の定数である。
[0045]プロセスＳ４において、整合パラメータが整合しきい値よりも大きい場合、パルスカウント値は、第１の定数または第１の定数と同じパリティを有する値にリセットされてもよい。整合パラメータが整合しきい値未満である場合、パルスカウント値は第２の定数にリセットされてもよい。第２の定数は、第１の定数と等しくないか、または、第１の定数とは異なるパリティを有する。
[0046]プロセスＳ５において、パルスカウント値がパルス基準値と等しいかまたはパルス基準値と同じパリティを有する場合、上部整合デバイスは、上部ＲＦ電源に対して整合を行う。パルスカウント値がパルス基準値と等しくないか、または、パルス基準値と異なるパリティを有する場合、下部整合デバイスは、下部ＲＦ電源に対して整合を行う。
[0047]２つの簡単な例を以下に説明する。
[0048]最初に、パルス基準値が０に初期化されてもよい。
[0049]整合パラメータが計算され取得された後、整合パラメータが整合しきい値よりも大きい場合、パルスカウント値は変更されないままであってもよい。
整合パラメータが整合しきい値未満である場合、パルスカウント値は１だけ加算されてもよい。
[0050]次いで、パルスカウント値にしたがって、パルスカウント値およびパルス基準値の両方が偶数である場合、上部整合デバイスは、上部ＲＦ電源に対して整合を行ってもよい。パルスカウント値およびパルス基準値の両方が奇数である場合、下部整合デバイスは、下部ＲＦ電源に対して整合を行ってもよい。
[0051]または、最初に、パルス基準値を０に初期化してもよい。
[0052]整合パラメータが計算された後、整合パラメータが整合しきい値よりも大きい場合、パルスカウント値は変更されないままであってもよい。整合パラメータが整合しきい値未満である場合、パルスカウント値は、上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、順番に、１だけ周期的に加算または１だけ減算されてもよい。
[0053]次いで、パルスカウント値にしたがって、パルスカウント値とパルス基準値の両方が０である場合、上部整合デバイスは、上部ＲＦ電源に対して整合を行ってもよい。パルスカウント値およびパルス基準値が両方とも１である場合、下部整合デバイスは、下部ＲＦ電源に対して整合を行ってもよい。
[0054]整合しきい値は、上部整合デバイスの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、および、インピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含んでいてもよい。これに対応して、整合パラメータは、上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、およびインピーダンスのうちのいずれか１つを含んでいてもよい。
すなわち、上部整合デバイスおよび下部整合デバイスの動作レベルは、ＶＳＷＲしきい値（または反射係数Γ、インピーダンスＺ等）、および、パルスカウント値ｉのいずれか１つによって制限される。ここで、ＶＳＷＲしきい値ＶＳＷＲ、反射係数しきい値Γ、およびインピーダンスしきい値ＺＬは、式（１）および式（２）によって変換して計算することができる。
ＶＳＷＲ＝（１＋｜Γ｜）／（１－｜Γ｜） （１）
Γ＝（ＺＬ－Ｚ０）／（ＺＬ＋Ｚ０） （２）
[0055]ここで、Ｚ０は特徴インピーダンスを示し、通常５０Ωである。
[0056]一般に、ＶＳＷＲの整合しきい値は、１～１０の範囲であってもよい。
オプション的に、ＶＳＷＲの整合しきい値は、１～１０の範囲の任意の整数を含んでいてもよい。反射係数しきい値Γおよびインピーダンスしきい値ＺＬは、式（１）および式（２）によって計算されてもよい。
[0057]上部電極および下部電極のパルス同期整合の間、２つの整合デバイスは、動作レベルによって制御されてもよい。動作レベルは、整合デバイス内の独立したアルゴリズムプログラムによって実現されてもよい。整合パラメータとしてＶＳＷＲを例にとる。図７を参照すると、本開示の実施形態のＲＦパルス整合方法の具体的なプロセスフローは以下の通りである。
[0058]パルス信号を感知した後、上部整合デバイスは、整合を開始し、電圧定在波比ＶＳＷＲ＿１と整合しきい値ＶＳＷＲ＿０との間の関係を決定する（例えば、一般的に１～１０であり、これは、プラズマの点火状態を表し、インピーダンスは安定している）。
[0059]ケース１：ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０よりも大きい場合、上部整合デバイスの動作レベルは高レベル１であってもよく、上部整合デバイスは整合を行ってもよく、パルスカウント値ｉは変更されないままであってもよく、ｉ＝０である。パルスカウント値ｉは、変更されないままであるかまたは１だけ加算されるかにかかわらず、上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、一度決定される必要があってもよい。一方、下部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であり、下部整合デバイスは、現在の状態を維持してもよく、整合を行わなくてもよい。
[0060]ケース２：ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満である場合、パルスカウント値ｉは、各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、１だけ加算されてもよいか、または１だけ周期的に加算されてもよいか、または１だけ減算されてもよい。パルスカウント値ｉが偶数（０を含む）であるとき、上部電極デバイスの動作レベルは高レベル１であってもよく、上部整合デバイスは整合を行ってもよい。しかしながら、下部整合デバイスの動作レベルはが低レベル０であり、下部整合デバイスは、前の状態を不変のまま維持してもよい。パルスカウント値ｉが奇数であるとき、上部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であってもよく、上部整合デバイスは以前の状態を不変のまま維持してもよい。しかしながら、下部整合デバイスの動作レベルは高レベル１であってもよく、下部整合デバイスは整合を行ってもよい。プラズマは、各整合の間に別の電極整合デバイスによって引き起こされるインピーダンス変動の影響を受けないかもしれず、動作レベルが高い整合デバイスのみがインピーダンス整合を行い、したがって整合速度が速い。
[0061]パルスカウント値ｉは０に初期化され、図８に示される整合時間シーケンスマップを以下のように説明する。
[0062]１）時間０から開始して、上部電極はパルス電力をロードし、下部電極はパルス電力をロードする。
[0063]２）パルス周期１において、パルス信号を検知した後、上部整合デバイスは、上部電極のＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０より大きいと決定する。したがって、パルスカウント値ｉ＝０であり、パルスカウント値とパルス基準値とは同じパリティを有する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは高レベル１である。これにより、上部整合デバイスが整合を行い、上部電極のＶＳＷＲがＶＳＷＲ＿１から整合点ＶＳＷＲ＿Ｔ１に近づき続ける。一方、パルス周期１では、下部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であるため、下部整合デバイスは前の状態を変更せず維持する。
[0064]３）パルス周期２において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０より大きいと決定し、パルスカウント値は変化せず、ｉ＝０を維持し、パルスカウント値とパルス基準値とは同じパリティを有する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは高レベル１であり、上部整合デバイスは整合を行い続ける。時間Ｔ３において、整合が達成される（例えば、ＶＳＷＲ＿１＝ＶＳＷＲ＿Ｔ１）。一方、下部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であり、したがって、下部整合デバイスは、前の状態を変更せず維持する。
[0065]４）パルス周期３において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満であり、パルスカウント値ｉ＝１であり、パルスカウント値とパルス基準値とが異なるパリティを有すると決定し、したがって、上部整合デバイスの動作レベルは０であり、上部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。一方、パルスカウント値ｉ＝１であるため、下部整合デバイスの動作レベルは高レベル１であり、下部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿２をＶＳＷＲ＿Ｔ２に近づける整合を行う。
[0066]５）パルス周期４において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０以下であり、パルスカウント値ｉ＝２であり、パルスカウント値とパルス基準値とが同じパリティを有すると決定する。このとき、上部整合デバイスの動作レベルは１であり、上部整合デバイスは整合を行う。一方、パルスカウント値ｉ＝２であり、下部整合デバイスの動作レベルが低レベル０であるため、下部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。
[0067]６）パルス周期５において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０以下であり、パルスカウント値ｉ＝３であり、パルスカウント値とパルス基準値とが異なるパリティを有すると決定する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは０であり、上部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。一方、パルスカウント値ｉ＝３であり、下部整合デバイスの動作レベルが高レベル１であるため、下部整合デバイスが整合を行い、時刻Ｔ４においてインピーダンス整合が達成される（例えば、ＶＳＷＲ＿２＝ＶＳＷＲ＿Ｔ２）。
[0068]７）このように、整合デバイスは、整合が終わるようにプロセスが完了するまで、インピーダンスを安定に維持するために後続のパルス周期において整合を決定し、行い続ける。
[0069]別の例では、パルスカウント値も０に初期化され、図９に示す整合時間シーケンスマップを以下のように説明する。
[0070]１）時間０から開始して、上部電極はパルス電力をロードし、下部電極はパルス電力をロードする。
[0071]２）パルス周期１において、パルス信号を感知した後、上部整合デバイスは、上部電極インピーダンスのＶＳＷＴ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満であり、パルスカウント値ｉ＝０であり、パルスカウント値がパルス基準値に等しいと決定する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは高レベル１である。これにより、上部整合デバイスが整合し、上部電極のインピーダンスのＶＳＷＲ＿１は、整合点ＶＳＷＲ＿Ｔ１に近づき続ける。一方、下部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であり、下部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。
[0072]３）パルス周期２において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満であり、パルスカウント値ｉ＝１であり、パルスカウント値がパルス基準値と等しくないと決定する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であり、上部整合デバイスは前の状態を変更せず維持する。一方、下部整合デバイスの動作レベルは高レベル１である。したがって、下部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿２をＶＳＷＲ＿Ｔ２に近づけるように整合を行う。
[0073]４）パルス周期３において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満であり、パルスカウント値ｉ＝０であり、パルスカウント値がパルス基準値と等しいと決定する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは１であり、上部整合デバイスは整合を行う。一方、パルスカウント値ｉ＝２であるため、下部整合デバイスの動作レベルは低レベル０であり、下部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。
[0074]５）パルス周期４において、上部整合デバイスは、ＶＳＷＲ＿１がしきい値ＶＳＷＲ＿０未満であり、パルスカウント値ｉ＝１であり、パルスカウント値がパルス基準値と等しくないと決定する。この点で、上部整合デバイスの動作レベルは０であり、上部整合デバイスは整合を行わず、前の状態を変更せず維持する。一方、パルスカウント値ｉ＝３であり、下部整合デバイスの動作レベルが高レベル１であるため、下部整合デバイスは整合を行い、時刻Ｔ５においてインピーダンスが整合する（例えば、ＶＳＷＲ＿２＝ＶＳＷＲ＿Ｔ２）。
[0075]６）このように、整合デバイスは、整合が終わるようにプロセスが完了するまで、インピーダンスを安定に維持するために後続のパルス周期において整合を決定し、行い続ける。
[0076]対照的に、図４の既存のテクノロジーでは、上部電極および下部電極によってロードされる同期パルス信号は、同じ周波数およびデューティサイクルを有する信号である。時刻０において、同期トリガが開始し、上部整合デバイスは、上部電極によってロードされたパルス電力の高レベルの時間周期の間にパルス整合を行う。上部電極のインピーダンスのＶＳＷＲ＿１は、目標値ＶＳＷＲ＿Ｔ１に近づき続ける。整合は、数パルス周期後の時間Ｔ１で達成される。一方、下部整合デバイスはまた、下部電極によってロードされるパルス電力の高レベルの周期の間にパルス整合を行う。上部電極がインピーダンス整合した後、プラズマは安定する。下部電極のインピーダンスのＶＳＷＲ＿２も目標値ＶＳＷＲ＿Ｔ２に近づき続け、数パルス周期後の時刻Ｔ２で整合を達成する。本開示の実施形態において、パルス整合時間シーケンス制御方式が使用された後、２つの整合デバイスは、時間Ｔ４（またはＴ５）において整合を達成するために正確な制御を達成できることが分かる。整合時間Ｔ４は、既存のテクノロジーの整合時間Ｔ２以下であり、整合速度が大幅に改善される。
[0077]オプション的に、上部電極および下部電極によってロードされるパルス電力のＲＦ信号周波数は同じであってもよく、パルス信号周波数は同じであってもよく、パルス信号デューティサイクルは同じであってもよい。例えば、パルス周波数は、１００Ｈｚまたは他のパルス周波数であってもよい。デューティサイクルは、５０％または他のデューティサイクルであってもよい。電極によってロードされるＲＦ周波数は、１３．５６ＭＨｚに限定されず、４００ｋＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ等の高周波数も含んでもよい。２ＭＨｚおよび１３．５６ＭＨｚのような２より多くの周波数信号がロードされてもよい。
[0078]これに対応して、本開示の実施形態は、ＲＦパルスデバイスおよびＲＦパルスデバイスを含むパルスプラズマ生成システムをさらに提供する。ＲＦパルスデバイスは、上部電極および下部電極を含んでもよい。上部電極は、ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含むことができる。下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含むことができる。パルス同期ラインは、上部ＲＦ電源と下部ＲＦ電源との間に接続することができる。パルス整合時間シーケンス制御ラインおよび時間シーケンス整合モジュールは、整合の正確な時間シーケンス制御を達成するために、上部整合デバイスと下部整合デバイスとの間に配置されてもよい。時間シーケンス整合モジュールは、上部整合デバイスに配置されたプログラム方式によって実現されてもよい。
[0079]図１０は、本開示のいくつかの実施形態にしたがう、パルスプラズマ生成システムの概略断面図である。図１０に示すように、プラズマチャンバ内では、反応チャンバ１の下部に静電チャック２が位置付けられている。媒体ウインドウ４（例えば、セラミック材料または石英材料）は、反応チャンバ１の上部に位置付けられている。媒体ウインドウ４の中央には、ガスチャネルノズル１１が配置されている。ガス（例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２、Ｏ２、Ｃｌ２、ＨＢｒ、ＢＣｌ３、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ４、ＳＦ６等）は、ノズル１１を通してチャンバ内にガイドされてもよい。ＲＦエネルギーは、ノズル１１から投入したガスをイオン化し、プラズマ６を生成し、ウエハ５に作用してプロセスを行う。誘導結合コイル３は、外側コイル３２および内側コイル３１の２つのサブコイルを含む。２つのサブコイルは、中心軸に垂直な媒体ウインドウ４上に平面構造を含むことができる。上部電極ＲＦシステムは、電流分配機能を有する上部整合デバイス７を接続した後、誘導結合コイル３に接続され、内側コイル３１および外側コイル３２にエネルギーを出力可能なＲＦ電源を含む。下部電極は、下部整合デバイス９に接続され、その後、静電チャック２に接続され、下部電極のＲＦ電力のフィードバックを達成するＲＦ電源を含む。ウエハ５は、静電チャック２の真上に置かれる。上部ＲＦ電源８および下部ＲＦ電源１０は、パルス位相差同期制御として使用されるパルス同期ライン１２に接続されている。一方、上部整合デバイス７と下部整合デバイス９との間には、２つの整合デバイス間のパルス整合の時間シーケンス制御として、パルス整合制御ライン１３が接続されている。チャンバ中の上部電極および下部電極によって形成された磁界は、ノズル１１を通過する特殊ガスをイオン化してプラズマ６を生成し、ウエハ５に作用してプロセスを実現する。
[0080]当然ながら、パルスプラズマ生成システムは、ノズルのない構造を含むこともできる。図１１に示すように、機器は、反応チャンバ１と、静電チャック２と、誘導結合コイル３とを含んでいる。誘導結合コイル３は、媒体ウインドウ４の上方に位置付けられた、内側コイル３１および外側コイル３２を含む。静電チャック２は、反応チャンバ１内に位置付けられ、下部整合デバイス９および下部ＲＦ電源１０に接続されている。静電チャック２上にはウエハ５が設置されている。上部ＲＦ電源８は、電流分配機能を有するデュアル出力整合デバイスにより、内側コイル３１および外側コイル３２にエネルギーを出力する。上部ＲＦ電源８および下部ＲＦ電源１０は、パルスＲＦ信号を生成することができる電源デバイスを含む。パルス同期ライン１２は、２つの電源間を接続する。パルス整合制御ライン１３は、２つの整合デバイス間を接続する。システム全体は、パルスＲＦ信号をチャンバ内にロードして、パルスプラズマ６を生成させ、ウエハ５で作用させることによって、エッチングプロセスを達成することができる。
[0081]図１０および図１１のパルスプラズマ生成システムは両方とも、ＲＦパルスデバイスを使用する。図１２に示すように、ＲＦパルスデバイスにおける時間シーケンス整合モジュールは、前処理ユニット１４と、獲得ユニット１５と、決定ユニット１６と、整合ユニット１７と、ロードユニット１８とを含む。ＲＦパルスデバイスの具体的な構成は以下を含む：
整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化するように構成された前処理ユニット１４と、
上部電極および下部電極にパルス電力をロードするように構成されたロードユニット１８と、
上部ＲＦ電源によってロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、パルス信号にしたがって上部整合デバイスの整合パラメータを計算するように構成された獲得ユニット１５と、
整合しきい値に対する整合パラメータの大きさを決定し、整合しきい値に対する整合パラメータの大きさにしたがってパルスカウント値をリセットするように構成された決定ユニット１６と、
セットパルスカウント値とパルス基準値との整合性にしたがって、上部整合デバイスに上部ＲＦ電源に対する整合を行わせ、または、下部整合デバイスに下部ＲＦ電源に対する整合を行わせるように構成された整合ユニット１７。
[0082]さらに改良して、
前処理ユニット１４は、パルス基準値を第１の定数に初期化してもよく、
決定ユニット１６が、整合パラメータは整合しきい値より大きいと決定した場合、決定ユニット１６は、パルスカウント値を第１の定数または第１の定数と同じパリティを有する値にリセットしてもよく、整合パラメータが整合しきい値以下である場合、決定ユニット１６は、パルスカウント値を第２の定数にリセットしてもよい。第２の定数は、第１の定数と等しくない、または、第１の定数と異なるパリティを有してもよく、
パルスカウント値がパルス基準値と等しい、または、パルス基準値と同じパリティを有する場合、制御ユニット１７は、上部整合デバイスに、上部ＲＦ電源に対する整合を行わせてもよく、パルスカウント値がパルス基準値と等しくない、または、パルス基準値と異なるパリティを有する場合、制御ユニット１７は、下部整合デバイスに、下部ＲＦ電源に対する整合を行わせてもよい。
[0083]前処理ユニット１４において、整合しきい値は、上部整合デバイス７のＶＳＷＲしきい値、反射係数しきい値、または、インピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含んでいてもよい。獲得ユニット１５において、整合パラメータは、対応する上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、およびインピーダンスのうちのいずれか１つを含んでいてもよい。
オプション的に、ＶＳＷＲの整合しきい値は、１～１０の範囲であってもよい。オプション的に、ＶＳＷＲの整合しきい値は、１～１０の範囲の整数のうちのいずれか１つを含んでいてもよい。反射係数しきい値Γおよびインピーダンスしきい値ＺＬは、式（１）および式（２）によって計算されてもよく、ここでは繰り返さない。
[0084]ＲＦパルス整合方法に応答して、ＲＦパルスデバイスでは、上部電極および下部電極によってロードされたパルス電力のＲＦ信号周波数は同じであってもよく、パルス信号周波数は、同じであってもよく、パルス信号デューティサイクルは同じであってもよい。
[0085]ＲＦパルス整合方法の説明の一部に関連して、既存のテクノロジーのパルスプラズマの適用において、上部電極および下部電極がパルス信号を同時にロードするとき、上部整合デバイスと下部整合デバイスの同時の動作は、インピーダンスを継続的に変動させるかもしれない。インピーダンスは、２つの整合デバイスの同時の動作による影響を受けることから、プラズマインピーダンスの変動は大きくなるかもしれず、上部整合デバイスおよび下部整合デバイスの整合時間は長くなるかもしれず、整合は、時刻Ｔ２において達成されてもよい。本開示の実施形態のＲＦパルスデバイスにおいて、パルス整合時間シーケンス制御ラインを２つの整合デバイス間に追加することにより、２つの整合デバイスの作用を正確に制御する。上部整合デバイスと下部整合デバイスの作用は、個々に行われてもよい。他の電極の整合からの影響がないことから、２つの整合デバイス間の相互干渉を低減でき、整合速度を速くでき、不整合を回避でき、プロセスの安定性を向上できる。さらに、チューニング時間が速くなることから、チューニングの安定性は良好であり、プラズマ安定性は高く、整合デバイスの不整合のリスクは大きく低減でき、これは、ハードウェアウインドウを拡大するのに、およびプロセスの安定性のために、有益である。
[0086]要約すれば、本開示のＲＦパルス整合方法およびＲＦパルス整合デバイスは、以下のような２つの主要な有益な効果を有する：
１．パルスプラズマの整合時間が速い；および
２．パルスプラズマは２つの電極によりあまり影響を受けず、変動は小さく、したがって、安定性が高い。
[0087]本開示のＲＦパルス整合方法およびＲＦパルス整合デバイスはまた、他の導出された例を含み、例えば、プラズマシステムの上部電極は多次元の構造または３次元コイルグループを含んでいてもよいことを含む。その一方で、パルスプラズマ生成デバイスの適切なアプリケーションプラットフォームは限定されない。パルスプラズマ生成デバイスは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）機器、および他の機器に適用されてもよい。
[0088]上記の実施形態は、本開示の原理を図示するために使用される単なる例示的な実施形態にすぎず、本開示はこれに限定されないことが理解できるだろう。当業者にとって、本開示の精神および本質から逸脱することなく、さまざまな修正および改良を行うことができ、これらの修正および改良もまた、本開示の範囲内にある。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［Ｃ１］
無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法であって、
Ｓ１において、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化することと、
Ｓ２において、上部電極および下部電極にパルス電力をロードすることと、前記上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、前記下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含み、
Ｓ３において、前記上部ＲＦ電源によりロードされた前記パルス電力のパルス信号を収集し、前記パルス信号にしたがって前記上部整合デバイスの整合パラメータを計算することと、
Ｓ４において、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさを決定し、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの前記大きさにしたがって前記パルスカウント値をリセットすることと、
Ｓ５において、リセットパルスカウント値と前記パルス基準値との整合性にしたがって、前記上部整合デバイスのうちのいずれか１つに、前記上部ＲＦ電源に対する整合を行わせる、または、前記下部整合デバイスに、前記下部ＲＦ電源に対する整合を行わせることと、
Ｓ６において、前記上部ＲＦ電源と前記下部ＲＦ電源とが整合するまで、プロセスＳ４およびプロセスＳ５を繰り返すこととを備える、ＲＦパルス整合方法。
［Ｃ２］
プロセスＳ４は、前記上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、前記整合しきい値の大きさに対する前記整合パラメータの大きさに関する決定を行うことと、および、決定結果にしたがって、同じ値に維持されるか、または、異なる値に変更するように、前記パルスカウント値をリセットすることとを特に含む、Ｃ１に記載のＲＦパルス整合方法。
［Ｃ３］
プロセスＳ１において、前記パルス基準値は第１の定数であり、
プロセスＳ４において、
前記整合パラメータが前記整合しきい値よりも大きい場合、前記パルスカウント値は、第１の定数または前記第１の定数と同じパリティを有する値にリセットされ、
前記整合パラメータが前記整合しきい値未満である場合、前記パルスカウント値は第２の定数にリセットされ、前記第２の定数は、前記第１の定数と等しくない、または、前記第１の定数とは異なるパリティを有し、
プロセスＳ５において、
前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しい、または、前記パルス基準値と同じパリティを有する場合、前記上部整合デバイスは、前記上部ＲＦ電源に対して整合を行い 前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しくない、または、前記パルス基準値と異なるパリティを有する場合、前記下部整合デバイスは、前記下部ＲＦ電源に対して整合を行う、Ｃ１に記載のＲＦパルス整合方法。
［Ｃ４］
前記整合しきい値は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、またはインピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含み、
前記整合パラメータは、対応する前記上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む、Ｃ１から３のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルス整合方法。
［Ｃ５］
前記整合しきい値が前記ＶＳＷＲしきい値であるとき、前記ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である、Ｃ４に記載のＲＦパルス整合方法。
［Ｃ６］
前記上部電極および前記下部電極にロードされた前記パルス電力のＲＦ信号の周波数は同じであり、パルス信号周波数は同じであり、パルス信号デューティサイクルは同じである、Ｃ１から３のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルス整合方法。
［Ｃ７］
上部電極および下部電極を備えるＲＦパルスデバイスであって、
前記上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、
前記下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含み、
パルス同期ラインは、前記上部ＲＦ電源と前記下部ＲＦ電源との間を接続し、
パルス整合時間シーケンス制御ラインおよび時間シーケンス整合モジュールは、前記上部整合デバイスと前記下部整合デバイスとの間に配置され、
時間整合モジュールは、前処理ユニットと、ロードユニットと、獲得ユニットと、決定ユニットと、整合ユニットとを含み、ここで、
前記前処理ユニットは、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化するように構成され、
前記ロードユニットは、前記上部ＲＦ電源によってロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、前記パルス信号にしたがって前記上部整合デバイスの整合パラメータを計算するように構成され、
前記決定ユニットは、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさを決定し、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさにしたがって前記パルスカウント値をリセットするように構成され、
前記整合ユニットは、リセットパルスカウント値と前記パルス基準値との整合性にしたがって、前記上部整合デバイスに前記上部ＲＦ電源に対する整合を行わせ、または、前記下部整合デバイスに前記下部ＲＦ電源に対する整合を行わせるように構成される、ＲＦパルスデバイス。
［Ｃ８］
前記決定ユニットは、前記上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジで前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさの決定を行い、および、決定結果にしたがって、同じ値に維持されるか、または、異なる値に変更するように、前記パルスカウント値をリセットするように構成されている、Ｃ７に記載のＲＦパルスデバイス。
［Ｃ９］
前記前処理ユニットは、前記パルス基準値を第１の定数に初期化するように構成され、 前記決定ユニットが、前記整合パラメータは前記整合しきい値より大きいと決定した場合、前記決定ユニットは、前記パルスカウント値を前記第１の定数または前記第１の定数と同じパリティを有する値にリセットし、
前記整合パラメータが前記整合しきい値未満である場合、前記パルスカウント値は、第２の定数にリセットされ、前記第２の定数は、前記第１の定数と等しくない、または、前記第１の定数と異なるパリティを有し、
前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しい、または、前記パルス基準値と同じパリティを有する場合、前記上部整合デバイスは、前記上部ＲＦ電源に対する整合を行い、
前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しくない、または、前記パルス基準値と異なるパリティを有する場合、前記下部整合デバイスは、前記下部ＲＦ電源に対する整合を行う、Ｃ７に記載のＲＦパルスデバイス。
［Ｃ１０］
前記整合しきい値は、前記前処理ユニットにおいて、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、または、インピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含み、 前記整合パラメータは、前記獲得ユニット中の対応する前記上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む、Ｃ７から９のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルスデバイス。
［Ｃ１１］
前記整合しきい値が前記ＶＳＷＲしきい値であるとき、前記ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である、Ｃ１０に記載のＲＦパルスデバイス。
［Ｃ１２］
Ｃ７から１１に記載の前記ＲＦパルスデバイスのうちのいずれか１つを備える、パルスプラズマ生成システム。

Claims (12)

  1. 無線周波数（ＲＦ）パルス整合方法であって、
    Ｓ１において、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化することと、
    Ｓ２において、上部電極および下部電極にパルス電力をロードすることと、前記上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、前記下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含み、
    Ｓ３において、前記上部ＲＦ電源によりロードされた前記パルス電力のパルス信号を収集し、前記パルス信号にしたがって前記上部整合デバイスの整合パラメータを計算することと、
    Ｓ４において、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさを決定し、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの前記大きさにしたがって、前記パルスカウント値をリセットして、前のパルス周期における前記パルスカウント値に対して同一に維持されるか、１だけ加算されること、または、前記パルスカウント値をリセットして、前記前のパルス周期における前記パルスカウント値に対して同一のパリティを維持するか、反対のパリティに変更することと、
    Ｓ５において、リセットパルスカウント値と前記パルス基準値との整合性にしたがって、前記上部整合デバイスに、前記上部ＲＦ電源に対する整合を行わせる、または、前記下部整合デバイスに、前記下部ＲＦ電源に対する整合を行わせることと、
    Ｓ６において、前記上部ＲＦ電源と前記下部ＲＦ電源とが整合するまで、プロセスＳ４およびプロセスＳ５を繰り返すこととを備える、ＲＦパルス整合方法。
  2. Ｓ４において、前記上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジにおいて、前記整合しきい値の大きさに対する前記整合パラメータの大きさに関する決定を行う、請求項１に記載のＲＦパルス整合方法。
  3. Ｓ１において、前記パルス基準値は第１の定数であり、
    Ｓ４において、
    前記整合パラメータが前記整合しきい値よりも大きい場合、前記パルスカウント値は、第１の定数または前記第１の定数と同じパリティを有する値にリセットされ、
    前記整合パラメータが前記整合しきい値未満である場合、前記パルスカウント値は第２の定数にリセットされ、前記第２の定数は、前記第１の定数と等しくない、または、前記第１の定数とは異なるパリティを有し、
    Ｓ５において、
    前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しい、または、前記パルス基準値と同じパリティを有する場合、前記上部整合デバイスは、前記上部ＲＦ電源に対して整合を行い 前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しくない、または、前記パルス基準値と異なるパリティを有する場合、前記下部整合デバイスは、前記下部ＲＦ電源に対して整合を行う、請求項１に記載のＲＦパルス整合方法。
  4. 前記整合しきい値は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、またはインピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含み、
    前記整合パラメータは、対応する前記上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルス整合方法。
  5. 前記整合しきい値が前記ＶＳＷＲしきい値であるとき、前記ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である、請求項４に記載のＲＦパルス整合方法。
  6. 前記上部電極および前記下部電極にロードされた前記パルス電力のＲＦ信号の周波数は同じであり、パルス信号周波数は同じであり、パルス信号デューティサイクルは同じである、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルス整合方法。
  7. 上部電極および下部電極を備えるＲＦパルスデバイスであって、
    前記上部電極は、上部ＲＦ電源および対応する上部整合デバイスを含み、
    前記下部電極は、下部ＲＦ電源および対応する下部整合デバイスを含み、
    パルス同期ラインは、前記上部ＲＦ電源と前記下部ＲＦ電源との間を接続し、
    パルス整合時間シーケンス制御ラインおよび時間シーケンス整合モジュールは、前記上部整合デバイスと前記下部整合デバイスとの間に配置され、
    時間整合モジュールは、前処理ユニットと、ロードユニットと、獲得ユニットと、決定ユニットと、整合ユニットとを含み、ここで、
    前記前処理ユニットは、整合しきい値を予め設定し、パルスカウント値をパルス基準値に初期化するように構成され、
    前記ロードユニットは、前記上部ＲＦ電源によってロードされたパルス電力のパルス信号を収集し、前記パルス信号にしたがって前記上部整合デバイスの整合パラメータを計算するように構成され、
    前記決定ユニットは、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさを決定し、前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさにしたがって、前記パルスカウント値をリセットして、前のパルス周期における前記パルスカウント値に対して同一に維持されるか、１だけ加算されるように、または、前記パルスカウント値をリセットして、前記前のパルス周期における前記パルスカウント値に対して同一のパリティを維持するか、反対のパリティに変更するように構成され、
    前記整合ユニットは、リセットパルスカウント値と前記パルス基準値との整合性にしたがって、前記上部整合デバイスに前記上部ＲＦ電源に対する整合を行わせ、または、前記下部整合デバイスに前記下部ＲＦ電源に対する整合を行わせるように構成される、ＲＦパルスデバイス。
  8. 前記決定ユニットは、前記上部ＲＦ電源の各パルス周期の立ち上がりエッジで前記整合しきい値に対する前記整合パラメータの大きさの決定を行うように構成されている、請求項７に記載のＲＦパルスデバイス。
  9. 前記前処理ユニットは、前記パルス基準値を第１の定数に初期化するように構成され、
    前記決定ユニットが、前記整合パラメータは前記整合しきい値より大きいと決定した場合、前記決定ユニットは、前記パルスカウント値を前記第１の定数または前記第１の定数と同じパリティを有する値にリセットし、
    前記整合パラメータが前記整合しきい値未満である場合、前記パルスカウント値は、第２の定数にリセットされ、前記第２の定数は、前記第１の定数と等しくない、または、前記第１の定数と異なるパリティを有し、
    前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しい、または、前記パルス基準値と同じパリティを有する場合、前記上部整合デバイスは、前記上部ＲＦ電源に対する整合を行い、
    前記パルスカウント値が前記パルス基準値と等しくない、または、前記パルス基準値と異なるパリティを有する場合、前記下部整合デバイスは、前記下部ＲＦ電源に対する整合を行う、請求項７に記載のＲＦパルスデバイス。
  10. 前記整合しきい値は、前記前処理ユニットにおいて、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）しきい値、反射係数しきい値、または、インピーダンスしきい値のうちのいずれか１つを含み、
    前記整合パラメータは、前記獲得ユニット中の対応する前記上部整合デバイスのＶＳＷＲ、反射係数、またはインピーダンスのうちのいずれか１つを含む、請求項７から９のうちのいずれか１項に記載のＲＦパルスデバイス。
  11. 前記整合しきい値が前記ＶＳＷＲしきい値であるとき、前記ＶＳＷＲしきい値の値範囲は１～１０である、請求項１０に記載のＲＦパルスデバイス。
  12. 請求項７から１１に記載の前記ＲＦパルスデバイスのうちのいずれか１つを備える、パルスプラズマ生成システム。
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