以下の実施形態は、低角度拡散のマルチレベルパラメータパルスおよびマルチレベル周波数パルスのためのシステムおよび方法を説明する。本実施形態がこれらの特定の詳細の一部または全てが無しに実施されてよいことは明らかだろう。他の例では、周知のプロセス動作は、本実施形態を不必要に曖昧にしないように詳細には説明されていない。
図1は、マルチレベルパラメータパルスおよびマルチレベル周波数パルスの適用を表すシステム100の実施形態図である。システム100は、無線周波数(RF)生成器RFGA、インピーダンス整合器104、プラズマチャンバ112、別のインピーダンス整合器120、別のRF生成器RFGB、ホストコンピュータ106、RFケーブル128、RF伝送路126、別のRFケーブル130、および別のRF伝送路132を含む。ホストコンピュータ106の例は、デスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、サーバ、コントローラ、タブレット型端末、およびスマートフォンを含む。
本明細書に記載のインピーダンス整合器は、インピーダンス整合器の出力に接続された負荷のインピーダンスをインピーダンス整合器の入力に接続されたソースのインピーダンスと一致させるために、1つ以上の抵抗器、または1つ以上のコンデンサ、または1つ以上のインダクタ、またはこれらの組み合わせのネットワークを含む。インピーダンス整合器104の出力に接続された負荷の例は、プラズマチャンバ112およびRF伝送路126を含む。また、インピーダンス整合器104の入力に接続されたソースの例は、RFケーブル128およびRF生成器RFGAを含む。
ホストコンピュータ106は、プロセッサ108およびメモリデバイス110を含む。本明細書で用いられるプロセッサは、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプログラマブルロジックデバイス(PLD)、または中央処理装置(CPU)、またはマイクロプロセッサ、またはマイクロコントローラである。本明細書で用いられるコントローラは、ASIC、またはPLD、またはCPU、またはマイクロプロセッサ、またはマイクロコントローラ、またはプロセッサである。メモリデバイスの例は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および読み取り専用メモリ(ROM)を含む。例えば、メモリデバイスは、フラッシュメモリ、ハードディスク、または記憶装置などである。メモリデバイスは、コンピュータ可読媒体の一例である。
プラズマチャンバ112は、基板118が処理のために設置される基板支持体114を含む。プラズマチャンバ112は、誘電体窓134をさらに含む。基板支持体114の例は、静電チャックおよびウエハプラテンを含む。基板支持体114は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属からなる下部電極を含む。トランス結合プラズマ(TCP)コイルは、プラズマチャンバ112の外側で誘電体窓134の上方に設置される。
RF生成器RFGAは、デジタル信号プロセッサ(DSPA)、ならびに、複数のパラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、およびパラメータ制御装置PRAS(n)(Nは0より大きい整数)を含む。本明細書で用いられるパラメータの例は、電圧および電力を含む。RF生成器RFGAは、さらに、複数の周波数制御装置FCS(m-M)および周波数制御装置FCS(m)(Mは2、3、4、または5などの0より大きい整数)を含む。RF生成器RFGAは、さらに、ドライバシステムDRVRAおよびRF電源102を含む。本明細書で用いられるドライバシステムの例は、1つ以上のトランジスタを含む。本明細書で用いられるドライバシステムの別の例は、増幅器に接続される1つ以上のトランジスタを含む。本明細書で用いられるRF電源の例は、400キロヘルツ(kHz)から100メガヘルツ(MHz)を含む範囲などの周波数で正弦信号を生成するRF発振器を含む。
デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-N)ないしパラメータ制御装置PRAS(n)に接続され、周波数制御装置FCS(m-M)ないし周波数制御装置FCS(m)に接続されている。パラメータ制御装置PRAS(n-N)ないしパラメータ制御装置PRAS(n)の各々、および周波数制御装置FCS(m-M)ないし周波数制御装置FCS(m)の各々は、ドライバシステムDRVRAに接続され、ドライバシステムDRVRAは、RF電源102に接続されている。プロセッサ108は、メモリデバイス110およびデジタル信号プロセッサDSPAに接続されている。
RF電源102は、RFケーブル112を介してインピーダンス整合器104の入力に接続されている。インピーダンス整合器102の出力は、基板支持体114に接続されている。RF生成器RFGBは、RFケーブル132を介してインピーダンス整合器120に接続されたRF電源を含み、インピーダンス整合器120は、RF伝送路132を介してTCPコイル116に接続されている。
RF生成器RFGBのRF電源は、正弦信号などのRF信号144を生成し、RFケーブル130を介してインピーダンス整合器120にRF信号144を供給する。例えば、プロセッサ108は、接続媒体148を介してRF信号144のパラメータレベルおよび周波数レベルをRF生成器RFGBに送信する。接続媒体148は、プロセッサ108をRF生成器RFGBに接続する。RF生成器RFGBは、プロセッサ108からパラメータレベルおよび周波数レベルを受信すると、そのパラメータレベルおよび周波数レベルを有するRF信号144を生成する。本明細書で用いられる接続媒体の例は、コンダクタまたはコンダクタの群である。例えば、接続媒体は、シリアル転送ケーブル、パラレル転送ケーブル、またはユニバーサルシリアルバス(USB)ケーブルである。
RF信号144は、連続波信号である。例えば、RF信号144は、1つの状態から別の状態にパルス化されない。別の例として、RF信号144のパラメータレベルの全ての電力の大きさは、18%、19%、または20%などの既定範囲内である。例えば、RF信号144のパラメータレベルの最低パラメータの大きさは、RF信号144のパラメータレベルの最高パラメータの大きさより20%低い。さらに別の例として、RF信号144は、単一パラメータレベルを有する。
インピーダンス整合器120は、インピーダンス整合器120の出力に接続された負荷(RF伝送路132およびプラズマチャンバ112など)のインピーダンスを、インピーダンス整合器120の入力に接続されたソース(RFケーブル130およびRF生成器RFGBなど)のインピーダンスと一致させて、修正RF信号146を生成する。修正RF信号146は、RFケーブル130を介して受信されたRF信号144から生成される。インピーダンス整合器120から出力された修正RF信号は、RF伝送路132を通ってTCPコイル116に供給される。
また、プロセッサ108は、クロック信号などのデジタルパルス信号136を生成し、デジタルパルス信号136をデジタル信号プロセッサDSPAに提供する。さらに、プロセッサ108は、別のデジタルパルス信号138を生成し、デジタルパルス信号138をデジタル信号プロセッサDSPAに提供する。デジタルパルス信号136は、接続媒体140を介してデジタル信号プロセッサDSPAに供給される。同様に、デジタルパルス信号138は、別の接続媒体142を介してデジタル信号プロセッサDSPAに供給される。接続媒体140は、プロセッサ108をデジタル信号プロセッサDSPAに接続し、接続媒体142は、プロセッサ108をデジタル信号プロセッサDSPAに接続する。
デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136を受信すると、デジタルパルス信号136の発生状態を特定する。例えば、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが既定閾値より高いか低いかかを決定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが既定閾値より高いことを決定すると、デジタルパルス信号136の発生状態がS1であると特定する。一方、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが既定閾値より低いことを決定すると、デジタルパルス信号136の発生状態がS0であると特定する。別の例として、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが0か1かを決定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが1であることを決定すると、デジタルパルス信号136の発生状態がS1であると特定する。一方、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136のロジックレベルが0であることを決定すると、デジタルパルス信号136の発生状態がS0であると特定する。
同様に、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138を受信すると、デジタルパルス信号138の発生状態を特定する。例えば、デジタルパルス信号138が5つの状態を有するときは、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第1の既定範囲、第2の既定範囲、第3の既定範囲、第4の既定範囲、または第5の既定範囲にあるかどうかを決定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第1の既定範囲内であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS1であると特定する。同様に、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第2の既定範囲内であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS2であると特定する。また、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第3の既定範囲内であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS3であると特定する。さらに、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第4の既定範囲内であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS4であると特定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが第5の既定範囲内であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS5であると特定する。
別の例として、デジタルパルス信号138が5つの状態を有するときは、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが1、2、3、4、または5かどうかを決定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが1であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS1であると特定する。同様に、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが2であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS2であると特定する。また、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが3であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS3であると特定する。さらに、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが4であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS4であると特定する。デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号138のロジックレベルが5であることを決定すると、デジタルパルス信号138の発生状態がS5であると特定する。
デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタルパルス信号136の発生状態がS0であるとの特定に応答して、周波数制御装置FCS(m-M)に信号を送信する。周波数制御装置FCS(m-M)は、デジタルパルス信号136の発生状態S0の間に信号を受信すると、周波数制御装置FCS(m-M)内に格納された周波数レベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにその周波数レベルを提供する。周波数レベルは、本明細書に記載の周波数制御装置内(周波数制御装置のメモリデバイス内)に格納され、周波数レベルは、周波数制御装置のプロセッサによって周波数制御装置のメモリデバイスからアクセスされることに注意されたい。周波数制御装置FCS(m-M)に格納された周波数レベルの例は、以下にさらに詳細に説明される周波数レベルf1を含む。
同様に、デジタルパルス信号136の発生状態がS1であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、周波数制御装置FCS(m)に信号を送信する。周波数制御装置FCS(m)は、デジタルパルス信号136の発生状態S0の間に信号を受信すると、周波数制御装置FCS(m)内に格納された周波数レベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにその周波数レベルを提供する。周波数制御装置FCS(m)に格納された周波数レベルの例は、以下にさらに詳細に説明される周波数レベルf2を含む。
また、デジタルパルス信号138の発生状態がS1であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-N)に信号を送信する。パラメータ制御装置PRAS(n-N)は、デジタルパルス信号138の状態S1の発生の間に信号を受信すると、パラメータ制御装置PRAS(n-N)内に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにそのパラメータレベルを提供する。パラメータ制御装置PRAS(n-N)に格納された、デジタルパルス信号138の状態S1についてのパラメータレベルの例は、以下にさらに詳細に説明される、パラメータレベルPR1(図2Aおよび図2B)、パラメータレベルPR11(図3A~図3D)、およびパラメータレベルPR111(図4Aおよび図4B)を含む。
同様に、デジタルパルス信号138の発生状態がS2であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-3)に信号を送信する。パラメータ制御装置PRAS(n-3)は、デジタルパルス信号138の発生状態S2の間に信号を受信すると、パラメータ制御装置PRAS(n-3)内に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにそのパラメータレベルを提供する。パラメータ制御装置PRAS(n-3)に格納された、デジタルパルス信号138の状態S2についてのパラメータレベルの例は、以下にさらに詳細に説明される、パラメータレベルPR2(図2Aおよび図2B)、パラメータレベルPR21(図3A~図3D)、およびパラメータレベルPR211(図4Aおよび図4B)を含む。
また、デジタルパルス信号138の発生状態がS3であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-2)に信号を送信する。パラメータ制御装置PRAS(n-2)は、デジタルパルス信号138の発生状態S3の間に信号を受信すると、パラメータ制御装置PRAS(n-2)内に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにそのパラメータレベルを提供する。パラメータ制御装置PRAS(n-2)に格納された、デジタルパルス信号138の状態S3についてのパラメータレベルの例は、以下にさらに詳細に説明される、パラメータレベルPR3(図2Aおよび図2B)、パラメータレベルPR31(図3A~図3D)、およびパラメータレベルPR311(図4Aおよび図4B)を含む。
さらに、デジタルパルス信号138の発生状態がS4であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-1)に信号を送信する。パラメータ制御装置PRAS(n-1)は、デジタルパルス信号138の発生状態S4の間に信号を受信すると、パラメータ制御装置PRAS(n-1)内に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにそのパラメータレベルを提供する。パラメータ制御装置PRAS(n-1)に格納された、デジタルパルス信号138の状態S4についてのパラメータレベルの例は、以下にさらに詳細に説明される、パラメータレベルPR41(図3A~図3D)およびパラメータレベルPR411(図4Aおよび図4B)を含む。
デジタルパルス信号138の発生状態がS5であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n)に信号を送信する。パラメータ制御装置PRAS(n)は、デジタルパルス信号138の発生状態S5の間に信号を受信すると、パラメータ制御装置PRAS(n)内に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにそのパラメータレベルを提供する。パラメータ制御装置PRAS(n)に格納された、デジタルパルス信号138の状態S5についてのパラメータレベルの例は、以下にさらに詳細に説明されるパラメータレベルPR511(図4Aおよび図4B)を含む。
デジタルパルス信号138の状態S1の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR11、またはパラメータレベルPR111に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。また、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S1の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S1の発生の間、パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR11、またはパラメータレベルPR111を有する。
同様に、デジタルパルス信号138の状態S2の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、パラメータレベルPR2、パラメータレベルPR21、またはパラメータレベルPR211に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。また、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S2の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S2の発生の間、パラメータレベルPR2、パラメータレベルPR21、またはパラメータレベルPR211を有する。
また、デジタルパルス信号138の状態S3の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、パラメータレベルPR3、パラメータレベルPR31、またはパラメータレベルPR311に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。加えて、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S3の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S3の発生の間、パラメータレベルPR3、パラメータレベルPR31、またはパラメータレベルPR311を有する。
さらに、デジタルパルス信号138の状態S4の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、パラメータレベルPR41またはパラメータレベルPR411に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。また、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S4の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S4の発生の間、パラメータレベルPR41またはパラメータレベルPR411を有する。
また、デジタルパルス信号138の状態S5の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、パラメータレベルPR511に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。加えて、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S5の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S5の発生の間、パラメータレベルPR511を有する。
デジタルパルス信号136の状態S0の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、周波数レベルf0に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。また、RF電源102は、デジタルパルス信号136の状態S0の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号136の状態S0の発生の間、周波数レベルf0を有する。
同様に、デジタルパルス信号136の状態S1の発生の間に、ドライバシステムDRVRAは、周波数レベルf1に基づいて電流信号を生成し、RF電源102に電流信号を提供する。また、RF電源102は、デジタルパルス信号136の状態S1の発生の間にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号136の状態S1の発生の間、周波数レベルf1を有する。
インピーダンス整合器104は、RFケーブル128を通じてRF信号122を受信し、インピーダンス整合器104の出力に接続された負荷のインピーダンスをインピーダンス整合器104の入力に接続されたソースのインピーダンスと一致させて、修正RF信号124を生成する。修正RF信号124は、インピーダンス整合器104の出力から基板支持体114に供給される。例えば、修正RF信号124は、RF伝送路126によって基板支持体114の下部電極に供給される。
修正RF信号146および修正RF信号124の供給に加えて、1つ以上のプロセスガスがプラズマチャンバ122に供給されるときは、プラズマは、基板118を処理するためにプラズマチャンバ112内において発生されるまたは維持される。1つ以上のプロセスガスの例は、O2などの酸素含有ガスを含む。1つ以上のプロセスガスの他の例は、フッ素含有ガス(例えば、テトラフルオロメタン(CF4)、六フッ化硫黄(SF6)、ヘキサフルオロエタン(C2F6)など)を含む。基板119の処理の例は、基板118の上に材料を堆積することと、基板118をエッチングすることと、基板118を洗浄することと、基板118をスパッタリングすることとを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のインピーダンス整合器は、インピーダンス整合回路またはインピーダンス整合ネットワークを意味する。
様々な実施形態では、任意の数(2つ、3つ、または4つなど)のTCPコイルが誘電体窓134の上方に設置される。いくつかの実施形態では、1つ以上のTCPコイルがプラズマチャンバ112の側壁に隣接して設置される。
いくつかの実施形態では、TCPプラズマチャンバであるプラズマチャンバ112ではなく、容量結合プラズマ(CCP)チャンバが用いられる。CCPチャンバは、容量性プレートなどの上部電極、およびチャックを含む。チャックは、上部電極に面する。上部電極は、RF伝送路132に接続されている。上部電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属からなる。
いくつかの実施形態では、パラメータ制御装置PRAS(n-N)ないしパラメータ制御装置PRAS(n)、周波数制御装置FCS(m-M)ないし周波数制御装置FCS(m)、およびデジタル信号プロセッサDSPAは、RF生成器RFGAの制御装置の一部である。例えば、パラメータ制御装置PRAS(n-N)ないしパラメータ制御装置PRAS(n)、周波数制御装置FCS(m-M)ないし周波数制御装置FCS(m)、およびデジタル信号プロセッサDSPAによって実施される本明細書に記載の機能は、RF生成器RFGAの制御装置によって実施される。
様々な実施形態では、プロセッサ108ではなく、クロック発振器または電子発振器などのクロックソースがデジタルパルス信号136を生成する。
いくつかの実施形態では、TCPコイル116は、プラズマチャンバ112の一部とみなされる。
いくつかの実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S4および状態S5のない状態S1ないし状態S3の3つの状態を有するときは、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタル信号プロセッサDSPAが状態S4および状態S5を特定しないこと以外は、デジタルパルス信号がデジタルパルス信号138の5つの状態を特定するのと同じ方法で、3つの状態がS1、S2、およびS3であると特定する。また、様々な実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S5のない状態S1ないし状態S4の4つの状態を有するときは、デジタル信号プロセッサDSPAは、デジタル信号プロセッサDSPAが状態S5を特定しないこと以外は、デジタルパルス信号がデジタルパルス信号138の5つの状態を特定するのと同じ方法で、4つの状態がS1、S2、S3、およびS4であると特定する。
様々な実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S4および状態S5のない状態S1ないしS3の3つの状態を有するときは、デジタルパルス信号138の発生状態がS1、S2、またはS3であるとの特定に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、およびパラメータ制御装置PRAS(n)のうちの対応する1つに信号を送信する。対応するパラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、またはパラメータ制御装置PRAS(n)は、デジタルパルス信号138の状態S1、状態S2、または状態S3の発生中に信号を受信すると、パラメータ制御装置に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにパラメータレベルを提供する。いくつかの実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S5のない状態S1ないし状態S4の4つの状態を有するときは、デジタルパルス信号138の発生状態がS1、S2、S3、またはS4であるとの認識に応答して、デジタル信号プロセッサDSPAは、パラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-2)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、およびパラメータ制御装置PRAS(n)のうちの対応する1つに信号を送信する。対応するパラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-2)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、またはパラメータ制御装置PRAS(n)は、デジタルパルス信号138の状態S1、状態S2、状態S3、または状態S4の発生中に信号を受信すると、パラメータ制御装置に格納されたパラメータレベルにアクセスし、ドライバシステムDRVRAにパラメータレベルを提供する。
様々な実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S4および状態S5のない状態S1ないし状態S3の3つの状態を有するときは、ドライバシステムDRVRAは、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S3の3つの状態のうちの1つの発生中に、パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、およびパラメータレベルPR3のうちの対応する1つに基づいて電流信号を生成し、RF電源102にその電源信号を提供する。また、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S3の3つの状態のうちの1つの発生中に、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S3の3つの状態のうちの1つの発生中にドライバシステムDRVRAから電流信号を受信すると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S3の3つの状態のうちの1つの発生中に、パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、およびパラメータレベルPR3のうちの対応する1つを有する。
いくつかの実施形態では、デジタルパルス信号138が状態S5のない状態S1ないし状態S4の4つの状態を有するときは、ドライバシステムDRVRAは、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S4の4つの状態のうちの1つの発生中に、パラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、およびパラメータレベルPR41のうちの対応する1つに基づいて電流信号を生成し、RF電源102にその電流信号を提供する。また、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S4の4つの状態のうちの1つの発生中に、RF電源102は、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S4の4つの状態のうちの1つの発生中にドライバシステムDRVRAから電流信号を受け取ると、RF信号122を生成する。RF信号122は、デジタルパルス信号138の状態S1ないし状態S4の4つの状態のうちの1つの発生中に、パラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、およびパラメータレベルPR41のうちの対応する1つを有する。
いくつかの実施形態では、RF生成器RFGAは、RFケーブル128、インピーダンス整合器104、およびRF伝送路126を介して、基板支持体114にではなくTCPコイル116に接続される。また、RF生成器RFGBは、RFケーブル148、インピーダンス整合器120、およびRF伝送路132を介して、TCPコイル116にではなく基板支持体114に接続される。例えば、修正RF信号124は、基板支持体114ではなくTCPコイル116に供給される。また、修正RF信号146は、TCPコイル116ではなく基板支持体114に供給される。
様々な実施形態では、TCPコイルは、RF生成器RFGBではなく接地電位に接続される。
いくつかの実施形態では、RF生成器RFGAはTCPコイル116に接続され、基板支持体114は接地電位に接続される。
いくつかの実施形態では、デジタル信号プロセッサDSPA、パラメータ制御装置PRAS(n-N)ないしラメータ制御装置PRAS(n)、および周波数制御装置FCS(n-N)ないし周波数制御装置FCS(n)の組み合わせは、本明細書では時にコントローラを意味する。例えば、デジタル信号プロセッサDSPA、パラメータ制御装置PRAS(n-N)、パラメータ制御装置PRAS(n-1)、パラメータ制御装置PRAS(n)、周波数制御装置FCS(n-N)、および周波数制御装置FCS(n)の各々は、ハードウェア回路またはソフトウェアモジュールなど、コントローラの一部である。
様々な実施形態では、本明細書に記載のRF信号122の任意のパラメータレベルは、プロセッサ108から接続媒体142または別の接続媒体を介してデジタル信号プロセッサDSPAに提供される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のRF信号122の任意の周波数レベルは、プロセッサ108から接続媒体140または別の接続媒体を介してデジタル信号プロセッサDSPAに提供される。本明細書に記載のRF信号122のパラメータレベルおよび周波数レベルは、メモリデバイス110に格納される。
図2Aは、RF生成器RFGA(図1)によって生成された3レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)、および2レベルパルスの周波数のRF信号122を表すグラフ202、グラフ206、グラフ210、およびグラフ214の実施形態を示す。グラフ202は、デジタルパルス信号204の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号204は、図1のデジタルパルス信号138の例である。
状態S1の間、グラフ202は1のロジックレベルを有する。また、状態S2の間、グラフ202は2のロジックレベルを有する。さらに、状態S3間、グラフ202は3のロジックレベルを有する。例えば、0からt12の期間中のデジタルパルス信号204のロジックレベルは1であり、t12からt22の期間中のデジタルパルス信号204のロジックレベルは2であり、t22からt32の期間中のデジタルパルス信号204のロジックレベルは3である。
デジタルパルス信号204の状態S1から状態S3は、時間t32の後に定期的に繰り返す。例えば、時間t32から時間t42の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは1であり、時間t42から時間t52の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは2であり、時間t52から時間t62の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは3である。別の例として、時間t62から時間t72の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは1であり、時間t72から時間t82の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは2であり、時間t82から時間t92の期間のデジタルパルス信号204のロジックレベルは3である。
状態S1の間のデジタルパルス信号204のデューティサイクルは、p%(pは、100未満の正の実数)であることに注意されたい。例えば、p%は、20%から40%を含む範囲である。また、状態S2の間のデジタルパルス信号204のデューティサイクルは、q%(qは、100未満の正の実数)である。例えば、q%は、20%から40%を含む範囲である。加えて、状態S3の間のデジタルパルス信号204のデューティサイクルは、(100-p-q)%である。例えば、状態S3の間のデジタルパルス信号204のデューティサイクルは、20%から40%を含む範囲である。デジタルパルス信号204の状態S1から状態S3のデューティサイクルは、デジタルパルス信号204の1回のサイクル発生である100%に増えることに注意されたい。
グラフ206は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号208の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号208は、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、状態S1の間に1のロジックレベルを有する。例えば、デジタルパルス信号208は、時間0から時間t12の期間に0のロジックレベルを有し、時間t12から時間t32の期間に1のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号208は、時間t32の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号208は、時間t32から時間t42の期間に0のロジックレベルを有し、時間t42から時間t62の期間に1のロジックレベルを有し、t62から時間t72の期間に0のロジックレベルを有し、時間t72から時間t92の期間に1のロジックレベルを有する。
グラフ210は、図1のRF信号122のパラメータ212の時間tに対するパラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、およびパラメータレベルPR3を表す。パラメータ212は、デジタルパルス信号204と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、パラメータ212は、時間0から時間t12の期間に状態S1を有し、時間t12から時間t22の期間に状態S2を有し、時間t22から時間t32の期間に状態S3を有する。例えば、パラメータ212は、時間0から時間t12の期間にパラメータレベルPR1を有し、時間t12から時間t22の期間にパラメータレベルPR2を有し、時間t22から時間t32の期間にパラメータレベルPR3を有する。
別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル1からロジックレベル2に遷移する時間t12において、または時間t12から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR1からパラメータレベルPR2に遷移する。さらに別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル2からロジックレベル3に遷移する時間t22において、または時間t22から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR2からパラメータレベルPR3に遷移する。別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル3からロジックレベル1に遷移する時間t32において、または時間t32から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR3からパラメータレベルPR1に遷移する。本明細書で用いられる一定時間からの既定期間の例は、その時間から0~10%以内の期間である。例えば、時間t32からの既定期間は、時間t32から1~10%以内である。別の例として、時間t12からの既定期間は、時間t12から1~10%以内である。
別の例として、パラメータレベルPR1からパラメータレベルPR3は、時間t32の後に定期的に繰り返す。例えば、パラメータ212は、時間t32から時間t42の期間に状態S1を有し、時間t42から時間t52の期間に状態S2を有し、時間t52から時間t62の期間に状態S3を有する。別の例として、パラメータ212は、時間t62から時間t72の期間に状態S1を有し、時間t72から時間t82の期間に状態S2を有し、時間t82から時間t92の期間に状態S3を有する。別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル1からロジックレベル2に遷移する時間t42において、または時間t42から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR1からパラメータレベルPR2に遷移する。さらに別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル2からロジックレベル3に遷移する時間t52において、または時間t52から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR2からパラメータレベルPR3に遷移する。別の例として、パラメータ212は、デジタルパルス信号204がロジックレベル3からロジックレベル1に遷移する時間t62において、または時間t62から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR3からパラメータレベルPR1に遷移する。
パラメータレベルPR1からパラメータレベルPR3までは段階的な増加がある。例えば、パラメータレベルPR2はパラメータレベルPR1より大きく、パラメータレベルPR3はパラメータレベルPR2より大きい。
パラメータレベルPR1の例は、図1の基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のa1%である。a1%の例は、0%から35%を含む範囲である。同様に、パラメータレベルPR2の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のb1%である。b1%の例は、35%から70%を含む範囲である。また、パラメータレベルPR3の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のc1%である。c1%の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量の70%から100%を含む範囲である。パラメータレベルPR3の別の例は、5ボルトから2キロボルト(kV)を含む範囲である。例として、RF生成器RFGAが最大の大きさのパラメータを有するRF信号122を生成するときに、最大量のバイアス電圧が基板支持体114に供給される。この例では、RF生成器RFGAは、最大の大きさのパラメータより大きい大きさは生成できない。
パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、およびパラメータレベルPR3のうちの任意の2つの連続するパラメータレベル間の差は、15%から35%を含む範囲であることに注意されたい。例えば、パラメータレベルPR2は、パラメータレベルPR1より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR3は、パラメータレベルPR2より少なくとも20%大きい。別の例として、パラメータレベルPR1からパラメータレベルPR2への増加、またはパラメータレベルPR2からパラメータレベルPR3のパラメータレベルへの増加は、30%から35%を含む範囲である。パラメータレベルPR2は、パラメータレベルPR1に連続する。同様に、パラメータレベルPR3は、パラメータレベルPR2に連続する。
グラフ214は、RF信号122の周波数216の時間tに対する周波数レベルf1および周波数レベルf2を表す。周波数レベルf1は、0.8メガヘルツから2メガヘルツの範囲である。例えば、周波数レベルf1は、1メガヘルツである。周波数レベルf2は、10メガヘルツから14メガヘルツの範囲である。例えば、周波数レベルf2は、10メガヘルツから13.5メガヘルツを含む範囲である。
周波数216は、デジタルパルス信号208と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、周波数216は、状態S0の間は周波数レベルf1にあり、状態S1の間は周波数レベルf2にある。例えば、周波数216は、時間0から時間t12の期間は周波数レベルf1にあり、時間t12から時間t32の期間は周波数レベルf2にある。別の例として、周波数216は、デジタルパルス信号208がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t12において、または時間t12から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数216は、デジタルパルス信号208がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t32において、または時間t32から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。
別の例として、周波数レベルf1および周波数レベルf2は、時間t32の後に定期的に繰り返す。例えば、周波数216は、時間t32から時間t42の期間に周波数レベルf1にあり、時間t42から時間t62の期間に周波数レベルf2にある。別の例として、周波数216は、時間t62から時間t72の期間に周波数レベルf1にあり、時間t72から時間t92の期間に周波数レベルf2にある。別の例として、周波数216は、デジタルパルス信号208がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t42において、または時間t42から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数216は、デジタルパルス信号208がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t62において、または時間t62から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。
周波数レベルf1と周波数レベルf2との差は、既定範囲より大きい。例として、周波数レベルf2は、周波数レベルf1より少なくとも20%大きい。例えば、周波数レベルf1の例は、400kHzから2MHzを含む範囲であり、周波数レベルf2の例は、10MHzから13MHzを含む範囲である。
周波数216の低レベルでのパルス化と同時にパラメータ212が低レベルでパルス化され、周波数216の高レベルでのパルス化と同時にパラメータ212が高レベルでパルス化されるときは、図1のプラズマチャンバ112内部でプラズマイオンの角度拡散が低減する。角度拡散の低減は、図1の基板118のエッチングなどの処理の速度を増加させる。低レベルの周波数216の例は、周波数レベルf1であり、高レベルの周波数216は、周波数レベルf2である。低レベルのパラメータ212の例は、パラメータレベルPR1であり、高レベルのパラメータ212の例は、パラメータレベルPR3である。
いくつかの実施形態では、周波数216が周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する代わりに、RF信号122は、一定の周波数レベルを有する。例えば、一定周波数レベルの任意の2つの値の差は、既定範囲未満である。例えば、一定周波数レベルの最高値は、一定周波数レベルの最低値から最大で20%である。
様々な実施形態では、周波数216のデューティサイクルは、図2Aに表されたものと異なる。例えば、周波数216のデューティサイクルは、66.66%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図2Bは、図1のRF信号122のパラメータ212のパルスと比較したRF信号122の周波数224の反転パルスを表すグラフ202およびグラフ210ならびにグラフ218およびグラフ222の実施形態を示す。
グラフ218は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号220の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号220は、状態S1の間に1のロジックレベルを有し、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、図2Aのデジタルパルス信号208に対して反転してパルス化される。例えば、デジタルパルス信号220は、時間0から時間t12の期間に1のロジックレベルを有し、時間t12から時間t32の期間に0のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号220は、時間t32の後は状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号220は、時間t32から時間t42の期間に1のロジックレベルを有し、時間t42から時間t62の期間に0のロジックレベルを有し、時間t62から時間t72の期間に1のロジックレベルを有し、時間t72から時間t92の期間に0のロジックレベルを有する。
グラフ222は、RF信号122の時間tに対する周波数224を表す。周波数224は、デジタルパルス信号220と同時発生(例えば、実質的に同期)し、図2Aの周波数216に対して反転してパルス化される。例えば、周波数224は、時間0から時間t12の期間に状態S1を有し、時間t12から時間t32の期間に状態S0を有する。例えば、周波数224は、時間0から時間t12の期間に周波数レベルf2を有し、時間t12から時間t32の期間に周波数レベルf1を有する。別の例として、周波数224は、デジタルパルス信号220がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t12において、または時間t12から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。さらに別の例として、周波数224は、デジタルパルス信号220がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t32において、または時間t32から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。
周波数224は、時間t32の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、周波数224は、時間t32から時間t42の期間に周波数レベルf2を有し、時間t42から時間t62の期間に周波数レベルf1を有し、時間t62から時間t72の期間に周波数レベルf2を有し、時間t72から時間t92の期間に周波数レベルf1を有する。
パラメータ212が低レベルでパルス化されるときは、周波数224は、周波数レベルf2などの高レベルでパルス化される。例えば、時間0から時間t12の期間に、パラメータ212はパラメータレベルPR1にあり、周波数224は周波数レベルf2にある。別の例として、パラメータ212が高レベルでパルス化されるときは、周波数224は、周波数レベルf1などの低レベルでパルス化される。例えば、時間t22から時間t32の期間に、パラメータ212はパラメータレベルPR3にあり、周波数224は周波数レベルf1にある。周波数224のパルスが低レベルであるのと同時にパラメータ212のパルスが高レベルであり、周波数224のパルスが高レベルであるのと同時にパラメータ212のパルスが低レベルであることは、基板118のマスク選択性を増加させることに注意されたい。いくつかの実施形態では、マスク選択性は、通常、基板118のマスク層下方にある基板118の基板層をエッチングするエッチング速度と、マスク層をエッチングするエッチング速度との比率である。マスク層は、基板118の基板層の上に置かれる。基板層118は、基板118のシリコン層の上に置かれる。マスク層によって、極細フィーチャを有するパターンが基板層の上に形成されることが可能になる。例えば、マスク層は、マスク層の下方およびシリコン層の上方に設置された、構造層などの基板層を保護する。
時間t22と時間t12との時間差は、時間t12と時間0との時間差と同じであることに注意されたい。同様に、時間t32と時間t22との時間差は、時間t22と時間t12との時間差と同じであり、時間t42と時間t32との時間差は、時間t32と時間t22との時間差と同じである。また、時間t52と時間t42との時間差は、時間t42と時間t32との時間差と同じであり、時間t62と時間t52との時間差は、時間t52と時間t42との時間差と同じである。時間t72と時間t62との時間差は、時間t62と時間t52との時間差と同じであり、時間t82と時間t72との時間差は、時間t72と時間t62との時間差と同じである。時間t92と時間t82との時間差は、時間t82と時間t72との時間差と同じである。
様々な実施形態では、周波数224のデューティサイクルは、図2Bに表されたものと異なる。例えば、周波数224のデューティサイクルは、33.33%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図3Aは、RF生成器RFGA(図1)によって生成された4レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)、および、2レベルパルスの周波数のRF信号122を表す、グラフ302、グラフ306、グラフ310、ならびにグラフ314の実施形態を示す。グラフ302は、デジタルパルス信号304の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号304は、図1のデジタルパルス信号138の例である。
状態S1の間に、グラフ302は1のロジックレベルを有する。また、状態S2の間に、グラフ302は2のロジックレベルを有する。加えて、状態S3の間に、グラフ302は3のロジックレベルを有する。状態S4の間に、グラフ302は4のロジックレベルを有する。例えば、時間0から時間t13の期間に、デジタルパルス信号304のロジックレベルは1であり、時間t13から時間t23の期間に、デジタルパルス信号304のロジックレベルは2であり、時間t23から時間t33の期間に、デジタルパルス信号304のロジックレベルは3であり、時間t33から時間t43の期間に、デジタルパルス信号304のロジックレベルは4である。
デジタルパルス信号304の状態S1から状態S4は、時間t43の後に定期的に繰り返す。例えば、時間t43から時間t53の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは1であり、時間t53から時間t63の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは2であり、時間t63から時間t73の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは3であり、時間t73から時間t83の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは4である。別の例として、時間t83から時間t93の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは1であり、時間t93から時間t103の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは2であり、時間t103から時間t113の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは3であり、時間t113から時間t123の期間のデジタルパルス信号304のロジックレベルは4である。
状態S1の間のデジタルパルス信号304のデューティサイクルは、p11%(p11は、100未満の正の実数)であることに注意されたい。例えば、p11%は、15%から35%を含む範囲である。また、状態S2の間のデジタルパルス信号304のデューティサイクルは、q11%(q11は、100未満の正の実数)である。例えば、q11%は、15%から35%を含む範囲である。加えて、状態S3の間のデジタルパルス信号304のデューティサイクルは、r11%である。例えば、r11%は、15%から35%を含む範囲である。状態S4の間のデジタルパルス信号304のデューティサイクルは、(100-p11-q11-r11)%である。状態S1から状態S4の間のデジタルパルス信号304のデューティサイクルは、デジタルパルス信号304の1サイクルの発生である100%まで増加する。
グラフ306は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号308の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号308は、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、状態S1の間に1のロジックレベルを有する。例えば、デジタルパルス信号308は、時間0から時間t13の期間に0のロジックレベルを有し、時間t13から時間t43の期間に1のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号308は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号308は、時間t43から時間t53の期間に0のロジックレベルを有し、時間t53から時間t83の期間に1のロジックレベルを有し、時間t83から時間t93の期間に0のロジックレベルを有し、時間t93から時間t123の期間に1のロジックレベルを有する。
グラフ310は、図1のRF信号122のパラメータ312の時間tに対するパラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、パラメータレベルPR41を表す。パラメータ312は、デジタルパルス信号304と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、時間0から時間t13の期間に状態S1を有し、時間t13から時間t23の期間に状態S2を有し、時間t23から時間t33の期間に状態S3を有し、時間t33から時間t43の期間に状態S4を有する。例えば、パラメータ312は、時間0から時間t13の期間にパラメータレベルPR11を有し、時間t13から時間t23の期間にパラメータレベルPR21を有し、時間t23から時間t33の期間にパラメータレベルPR31を有し、時間t33から時間t43の期間にパラメータレベルPR41を有する。
別の例として、パラメータ312は、デジタルパルス信号304がロジックレベル1からロジックレベル2に遷移する時間t13において、または時間t13から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR11からパラメータレベルPR21に遷移する。さらに別の例として、パラメータ312は、デジタルパルス信号304がロジックレベル2からロジックレベル3に遷移する時間t23において、または時間t23から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR21からパラメータレベルPR31に遷移する。別の例として、パラメータ312は、デジタルパルス信号304がロジックレベル3からロジックレベル4に遷移する時間t33において、または時間t33から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR31からパラメータレベルPR41に遷移する。別の例として、パラメータ312は、デジタルパルス信号304がロジックレベル4からロジックレベル1に遷移する時間t43において、または時間t43から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR41からパラメータレベルPR11に遷移する。
別の例として、パラメータレベルPR11からパラメータレベルPR41は、時間t43の後は定期的に繰り返す。例えば、パラメータ312は、時間t43から時間t53の期間に状態S1を有し、時間t53から時間t63の期間に状態S2を有し、時間t63から時間t73の期間に状態S3を有し、時間t73から時間t83の期間に状態S4を有する。別の例として、パラメータ312は、時間t83から時間t93の期間に状態S1を有し、時間t93から時間t103の期間に状態S2を有し、時間t103から時間t113の期間に状態S3を有し、時間t113から時間t123の期間に状態S4を有する。
パラメータレベルPR11からパラメータレベルPR41までは段階的な増加がある。例えば、パラメータレベルPR21はパラメータレベルPR11より大きく、パラメータレベルPR31はパラメータレベルPR21より大きく、パラメータレベルPR41はパラメータレベルPR31より大きい。
パラメータレベルPR11の例は、図1の基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のa11%である。a11%の例は、最大値の0%から25%を含む範囲である。パラメータレベルPR21の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のb11%である。b11%の例は、最大値の25%から50%を含む範囲である。また、パラメータレベルPR31の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のc11%である。c11%の例は、最大値の50%から75%を含む範囲である。パラメータレベルPR41の例は、5Vから2kVを含む範囲である。パラメータレベルPR41は、最大値の75%から100%を含む範囲である。
パラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、およびパラメータレベルPR41のうちの任意の2つの連続するパラメータ間の差は、15%から30%を含む範囲であることに注意されたい。例えば、パラメータレベルPR21は、パラメータレベルPR11より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR31は、パラメータレベルPR21より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR41は、パラメータレベルPR31より少なくとも20%大きい。別の例として、パラメータレベルPR11からパラメータレベルPR21、またはパラメータレベルPR21からパラメータレベルPR31、またはパラメータレベルPR31からパラメータレベルPR41のパラメータレベルの増加は、20%から30%を含む範囲である。パラメータレベルPR21は、パラメータレベルPR11に連続している。同様に、パラメータレベルPR31は、パラメータレベルPR21に連続し、パラメータレベルPR41は、パラメータレベルPR31に連続している。
グラフ314は、RF信号122の周波数316の時間tに対する周波数レベルf1および周波数レベルf2を表す。周波数316は、デジタルパルス信号308と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、周波数316は、状態S0の間は周波数レベルf1にあり、状態S1の間は周波数レベルf2にある。例えば、周波数316は、時間0から時間t13の期間は周波数レベルf1にあり、時間t13から時間t43の期間は周波数レベルf2にある。別の例として、周波数316は、デジタルパルス信号308がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t13において、または時間t13から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数316は、デジタルパルス信号308がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t43において、または時間t43から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。
別の例として、周波数レベルf1および周波数レベルf2は、時間t43の後は定期的に繰り返す。例えば、周波数316は、時間t43から時間t53の期間は周波数レベルf1にあり、時間t53から時間t83の期間は周波数レベルf2にある。別の例として、周波数316は、時間t83から時間t93の期間は周波数レベルf1にあり、時間t93から時間t123の期間は周波数レベルf2にある。別の例として、周波数316は、デジタルパルス信号308がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t53において、周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数316は、デジタルパルス信号308がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t83において、周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。
周波数316の低レベルでのパルス化と同時にパラメータ312が低レベルでパルス化され、周波数316の高レベルでのパルス化と同時にパラメータ312が高レベルでパルス化されるときは、図1のプラズマチャンバ112内部のプラズマイオンの角度拡散は減少する。角度拡散の減少は、図1の基板118を処理する速度を増加させる。低レベルの周波数316の例は周波数レベルf1であり、高レベルの周波数316は周波数レベルf2である。低レベルのパラメータ312の例はパラメータレベルPR11であり、高レベルのパラメータ312の例はパラメータレベルPR41である。高レベルのパラメータ312の別の例は、パラメータレベルPR31である。
周波数316が低レベルにあるときは、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンの温度が低下することにさらに注意されたい。イオンの温度、イオンに供給される電圧、および角度拡散の関係は、下記式1で表される(θは角度拡散、Tiはイオンの温度、Vsは、プラズマチャンバ112内のプラズマのプラズマシースのシース電圧)。
いくつかの実施形態では、周波数316が周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する代わりに、RF信号122は、一定の周波数レベルを有する。
様々な実施形態では、周波数316のデューティサイクルは、図3Aに表されるものとは異なる。例えば、周波数316のデューティサイクルは、75%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図3Bは、図1のRF信号122のパラメータ312のパルスと比較したRF信号122の周波数324の反転したパルスを表すグラフ302およびグラフ310、ならびにグラフ318およびグラフ322の実施形態を示す。グラフ318は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号320の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号320は、状態S1の間に1のロジックレベルを有し、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、図3Aのデジタルパルス信号308に対して反転してパルス化される。例えば、デジタルパルス信号320は、時間0から時間t13の期間に1のロジックレベルを有し、時間t13から時間t43の期間に0のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号320は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号320は、時間t43から時間t53の期間に1のロジックレベルを有し、時間t53から時間t83の期間に0のロジックレベルを有し、時間t83から時間t93の期間に1のロジックレベルを有し、時間t93から時間t123の期間に0のロジックレベルを有する。
グラフ322は、時間tに対するRF信号122の周波数324を表す。周波数324は、デジタルパルス信号320と同時発生(例えば、実質的に同期)し、図3Aの周波数316に対して反転してパルス化される。例えば、周波数324は、時間0から時間t13の期間に状態S1を有し、時間t13から時間t43の期間に状態S0を有する。例えば、周波数324は、時間0から時間t13の期間に周波数レベルf2を有し、時間t13から時間t43の期間に周波数レベルf1を有する。別の例として、周波数324は、デジタルパルス信号320がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t13において、または時間t13から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。さらに別の例として、周波数324は、デジタルパルス信号320がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t43において、または時間t43から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。
周波数324は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、周波数324は、時間t43から時間t53の期間に周波数レベルf2を有し、時間t53から時間t83の期間に周波数レベルf1を有し、時間t83から時間t93の期間に周波数レベルf2を有し、時間t93から時間t123の期間に周波数レベルf1を有する。
パラメータ312が低レベルでパルス化されるときは、周波数324は、周波数レベルf2などの高レベルでパルス化される。例えば、時間0から時間t13の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR11にあり、周波数324は周波数レベルf2にある。別の例として、パラメータ312が高レベルでパルス化されるときは、周波数324は、周波数レベルf1などの低レベルでパルス化される。例えば、時間t33から時間t43の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR41にあり、周波数324は周波数レベルf1にある。別の例として、時間t23から時間t33の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR31にあり、周波数324は周波数レベルf1にある。周波数324のパルスが低レベルであるのと同時にパラメータ312のパルスが高レベルであり、周波数324のパルスが高レベルであるのと同時にパラメータ312のパルスが低レベルであることは、マスク選択性を増加させることに注意されたい。
時間t23から時間t13の時間差は、時間t13から時間0の時間差と同じであることに注意されたい。同様に、時間t33から時間t23の時間差は、時間t23から時間t13の時間差と同じであり、時間t43から時間t33の時間差は、時間t33から時間t23の時間差と同じである。同様に、時間t53から時間t43の時間差は、時間t43から時間t33の時間差と同じであり、時間t63から時間t53の時間差は、時間t53から時間t43の時間差と同じである。時間t73から時間t63の時間差は、時間t63から時間t53の時間差と同じであり、時間t83から時間t73の時間差は、時間t73から時間t63の時間差と同じである。時間t93から時間t83の時間差は、時間t83から時間t73の時間差と同じであり、時間t103から時間t93の時間差は、時間t93から時間t83の時間差と同じである。また、時間t113から時間t103の時間差は、時間t103から時間t93の時間差と同じであり、時間t123から時間t113の時間差は、時間t113から時間t103の時間差と同じである。
様々な実施形態では、周波数324のデューティサイクルは、図3Bに表されるものとは異なる。例えば、周波数324のデューティサイクルは、25%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図3Cは、図1のRF信号122の周波数332のパルス、および、RF信号122のパラメータ312のパルスを表すグラフ302およびグラフ310、ならびにグラフ326およびグラフ330の実施形態を示す。グラフ326は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号328の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号328は、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、状態S1の間に1のロジックレベルを有し、図3Aのデジタルパルス信号308とは異なるデューティサイクルを有する。例えば、デジタルパルス信号328は、時間0から時間t23の期間に0のロジックレベルを有し、時間t23から時間t43の期間に1のロジックレベルを有する。別の例として、デジタルパルス信号328は50%のデューティサイクルを有し、デジタルパルス信号308は75%のデューティサイクルを有する。
デジタルパルス信号328は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号328は、時間t43から時間t63の期間に0のロジックレベルを有し、時間t63から時間t83の期間に1のロジックレベルを有し、時間t83から時間t103の期間に0のロジックレベルを有し、時間t103から時間t123の期間に1のロジックレベルを有する。
グラフ330は、RF信号122の時間tに対する周波数332を表す。周波数332は、デジタルパルス信号328と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、周波数332は、時間0から時間t23の期間に状態S0を有し、時間t23から時間t43の期間に状態S1を有する。例えば、周波数332は、時間0から時間t23の期間に周波数レベルf1を有し、時間t23から時間t43の期間に周波数レベルf2を有する。別の例として、周波数332は、デジタルパルス信号328がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t23において、または時間t23から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数332は、デジタルパルス信号308がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t43において、または時間t43から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。
周波数332は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、周波数332は、時間t43から時間t63の期間に周波数レベルf1を有し、時間t63から時間t83の期間に周波数レベルf2を有し、時間t83から時間t103の期間に周波数レベルf1を有し、時間t103から時間t123の期間に周波数レベルf2を有する。
周波数332が低レベルでパルス化されると同時にパラメータ328が低レベルでパルス化され、周波数332が高レベルでパルス化されると同時にパラメータ328が高レベルでパルス化されるときは、図1のプラズマチャンバ112内部のプラズマイオンの角度拡散は減少する。低レベルの周波数332の例は周波数レベルf1であり、高レベルの周波数332は周波数レベルf2である。低レベルのパラメータ328の例はパラメータレベルPR11であり、高レベルのパラメータ328の例はパラメータレベルPR41である。低レベルのパラメータ328の別の例はパラメータレベルPR21であり、高レベルのパラメータ328の別の例はパラメータレベルPR31である。
様々な実施形態では、周波数332のデューティサイクルは、図3Cに表されるものとは異なる。例えば、周波数332のデューティサイクルは、50%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図3Dは、図1のRF信号122のパラメータ312のパルスと比較した、RF信号122の周波数340の反転したパルスを表すグラフ302およびグラフ310、ならびにグラフ334およびグラフ338の実施形態を示す。グラフ334は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号336の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号336は、状態S1の間に1のロジックレベルを有し、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、図3Cのデジタルパルス信号328に対して反転してパルス化される。例えば、デジタルパルス信号336は、時間0から時間t23の期間に1のロジックレベルを有し、時間t23から時間t43の期間に0のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号336は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号336は、時間t43から時間t63の期間に1のロジックレベルを有し、時間t63から時間t83の期間に0のロジックレベルを有し、時間t83から時間t103の期間に1のロジックレベルを有し、時間t103から時間t123の期間に0のロジックレベルを有する。
グラフ338は、RF信号122の時間tに対する周波数340を表す。周波数340は、デジタルパルス信号336と同時発生(例えば、実質的に同期)し、図3Cの周波数332に対して反転してパルス化される。例えば、周波数340は、時間0から時間t23の期間に状態S1を有し、時間t23から時間t43の期間に状態S0を有する。例えば、周波数340は、時間0から時間t23の期間に周波数レベルf2を有し、時間t23から時間t43の期間に周波数レベルf1を有する。別の例として、周波数340は、デジタルパルス信号336がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t23において、または時間t23から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。さらに別の例として、周波数340は、デジタルパルス信号336がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t43において、または時間t43から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。
周波数340は、時間t43の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、周波数340は、時間t43から時間t63の期間に周波数レベルf2を有し、時間t63から時間t83の期間に周波数レベルf1を有し、時間t83から時間t103の期間に周波数レベルf2を有し、時間t103から時間t123の期間に周波数レベルf1を有する。
パラメータ312が低レベルでパルス化されるときは、周波数340は高レベルでパルス化される。例えば、時間0から時間t13の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR11にあり、周波数340は周波数レベルf2にある。別の例として、時間t13から時間t23の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR21にあり、周波数340は周波数レベルf2にある。別の例として、パラメータ312が高レベルでパルス化されるときは、周波数340は低レベルでパルス化される。例えば、時間t33から時間t43の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR41にあり、周波数340は周波数レベルf1にある。別の例として、時間t23から時間t33の期間に、パラメータ312はパラメータレベルPR31にあり、周波数340は周波数レベルf1にある。周波数340のパルスが低レベルであるのと同時にパラメータ312のパルスが高レベルにあり、周波数340のパルスが高レベルであるのと同時にパラメータ312のパルスが低レベルにあることは、マスク選択性を増加させることに注意されたい。
様々な実施形態では、周波数340のデューティサイクルは、図3Dに表されるものとは異なる。例えば、周波数340のデューティサイクルは、50%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図4Aは、RF生成器RFGA(図1)によって生成された5レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)、および、2レベルパルスのパラメータのRF信号122を表すグラフ402、グラフ406、グラフ410、およびグラフ414の実施形態を示す。グラフ402はデジタルパルス信号404の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号404は、図1のデジタルパルス信号138の例である。
状態S1の間、グラフ402は、1のロジックレベルを有する。また、状態S2の間、グラフ402は2のロジックレベルを有する、加えて、状態S3の間、グラフ402は3のロジックレベルを有する。状態S4の間、グラフ402は4のロジックレベルを有する。状態S5の間、グラフ402は5のロジックレベルを有する。例えば、0からt14の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは1であり、t14からt24の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは2であり、t24からt34の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは3であり、t34からt44の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは4であり、t44からt54の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは5である。
デジタルパルス信号404の状態S1ないし状態S5は、時間t54の後に定期的に繰り返す。例えば、t54からt64の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは1であり、t64からt74の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは2であり、t74からt84の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは3であり、t84からt94の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは4であり、t94からt104の期間に、デジタルパルス信号404のロジックレベルは5である。
状態S1の間のデジタルパルス信号404のデューティサイクルは、p111%であることに注意されたい(p111は、100未満の正の実数)。例えば、p111%は、10%から24%を含む範囲である。また、状態S2の間のデジタルパルス信号404のデューティサイクルは、q111%である(q111は、100未満の正の実数)。例えば、q111%は、10%から24%を含む範囲である。加えて、状態S3の間のデジタルパルス信号404のデューティサイクルは、r111%である。例えば、r111%は、10%から24%を含む範囲である。状態S4の間のデジタルパルス信号404のデューティサイクルは、s111%である。例えば、s111%は、10%から24%を含む範囲である。状態S5の間のデジタルパルス信号404のデューティサイクルは、(100-p111-q111-r111-s111)%である。デジタルパルス信号404の状態S1から状態S5のデューティサイクルは、デジタルパルス信号404の1サイクルの発生である100%まで増加する。
グラフ406は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号408の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号408は、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、状態S1の間に1のロジックレベルを有する。例えば、デジタルパルス信号408は、時間0から時間t34の期間に0のロジックレベルを有し、時間t34から時間t54の期間に1のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号408は、時間t54の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号408は、t54からt84の期間に0のロジックレベルを有し、t84からt104の期間に1のロジックレベルを有する。
グラフ410は、図1のRF信号122のパラメータ412の時間tに対するパラメータレベルPR111、パラメータレベルPR211、パラメータレベルPR311、パラメータレベルPR411、およびパラメータレベルPR511を表す。パラメータ412は、デジタルパルス信号404と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、パラメータ412は、時間0から時間t14の期間に状態S1を有し、時間t14から時間t24の期間に状態S2を有し、時間t24から時間t34の期間に状態S3を有し、時間t34から時間t44の期間に状態S4を有し、時間t44から時間t54の期間に状態S5を有する。例えば、パラメータ412は、時間0から時間t14の期間にパラメータレベルPR111を有し、時間t14から時間t24の期間にパラメータレベルPR211を有し、時間t24から時間t34の期間にパラメータレベルPR311を有し、時間t34から時間t44の期間にパラメータレベルPR411を有し、時間t44から時間t54の期間にパラメータレベルPR511を有する。
別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル1からロジックレベル2に遷移する時間t14において、または時間t14から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR111からパラメータレベルPR211に遷移する。さらに別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル2からロジックレベル3に遷移する時間t24において、または時間t24から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR211からパラメータレベルPR311に遷移する。別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル3からロジックレベル4に遷移する時間t34において、または時間t34から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR311からパラメータレベルPR411に遷移する。さらに別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル4からロジックレベル5に遷移する時間t44において、または時間t44から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR411からパラメータレベルPR511に遷移する。別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル5からロジックレベル1に遷移する時間t54において、または時間t54から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR511からパラメータレベルPR111に遷移する。
別の例として、パラメータレベルPR111からパラメータレベルPR511は、時間t54の後に定期的に繰り返す。例えば、パラメータ412は、時間t54から時間t64の期間に状態S1を有し、時間t64から時間t74の期間に状態S2を有し、時間t74から時間t84の期間に状態S3を有し、時間t84から時間t94の期間に状態S4を有し、時間t94から時間t104の期間に状態S5を有する。別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル1からロジックレベル2に遷移する時間t64において、または時間t64から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR111からパラメータレベルPR211に遷移する。さらに別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル2からロジックレベル3に遷移する時間t74において、または時間t74から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR211からパラメータレベルPR311に遷移する。別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル3からロジックレベル4に遷移する時間t84において、または時間t84から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR311からパラメータレベルPR411に遷移する。さらに別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル4からロジックレベル5に遷移する時間t94において、または時間t94から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR411からパラメータレベルPR511に遷移する。別の例として、パラメータ412は、デジタルパルス信号404がロジックレベル5からロジックレベル1に遷移する時間t104において、または時間t104から既定の期間内になど、ほぼ同時にパラメータレベルPR511からパラメータレベルPR111に遷移する。
パラメータレベルPR111からパラメータレベルPR511までは段階的な増加がある。例えば、パラメータレベルPR211はパラメータレベルPR111より大きく、パラメータレベルPR311はパラメータレベルPR211より大きく、パラメータレベルPR411はパラメータレベルPR311より大きく、パラメータレベルPR511はパラメータレベルPR411より大きい。
パラメータレベルPR111の例は、図1の基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のa111%である。a111%の例は、最大値の0%から20%を含む範囲である。パラメータレベルPR211の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のb111%である。b111%の例は、最大値の20%から40%を含む範囲である。また、パラメータレベルPR311の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のc111%である。c111%の例は、最大値の40%から60%を含む範囲である。パラメータレベルPR411の例は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量のd111%である。d111%の例は、最大値の60%から80%を含む範囲である。パラメータレベルPR511の例は、5Vから2kVを含む範囲である。パラメータレベルPR511は、基板支持体114に供給されるバイアス電圧の最大量の80%から100%を含む範囲である。
パラメータレベルPR111、パラメータレベルPR211、パラメータレベルPR311、パラメータレベルPR411、およびパラメータレベルPR511のうちの任意の2つの連続するパラメータレベル間の差は、15%から25%を含む範囲であることに注意されたい。例えば、パラメータレベルPR211は、パラメータレベルPR111より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR311は、パラメータレベルPR211より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR411は、パラメータレベルPR311より少なくとも20%大きく、パラメータレベルPR511は、パラメータレベルPR411より少なくとも20%大きい。別の例として、パラメータレベルPR111からパラメータレベルPR211、またはパラメータレベルPR211からパラメータレベルPR311、またはパラメータレベルPR311からパラメータレベルPR411、またはパラメータレベルPR411からパラメータレベルPR511のパラメータレベルの増加は、15%から25%を含む範囲である。パラメータレベルの増加は、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンのピークエネルギ量の増加、およびイオンの拡散角度の減少を促進する。パラメータレベルPR211は、パラメータレベルPR111に連続している。同様に、パラメータレベルPR311は、パラメータレベルPR211に連続し、パラメータレベルPR411は、パラメータレベルPR311に連続し、パラメータレベルPR511は、パラメータレベルPR411に連続している。
グラフ414は、RF信号122の周波数416の時間tに対する周波数レベルf1および周波数レベルf2を表す。周波数416は、デジタルパルス信号408と同時発生(例えば、実質的に同期)する。例えば、周波数416は、状態S0の間に周波数レベルf1にあり、状態S1の間に周波数レベルf2にある。例えば、周波数416は、時間0から時間t34の期間に周波数レベルf1にあり、時間t34から時間t54の期間に周波数レベルf2にある。別の例として、周波数416は、デジタルパルス信号408がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t34において、または時間t34から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。さらに別の例として、周波数416は、デジタルパルス信号408がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t54において、または時間t54から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。別の例として、周波数レベルf1および周波数レベルf2は、時間t54の後に定期的に繰り返す。例えば、周波数416は、時間t54から時間t84の期間に周波数レベルf1にあり、時間t84から時間t104の期間に周波数レベルf2にある。
周波数416が低レベルでパルス化されると同時にパラメータ412が低レベルでパルス化され、周波数416が高レベルでパルス化されると同時にパラメータ412が高レベルでパルス化されるときは、図1のプラズマチャンバ112内部のプラズマイオンの角度拡散は減少する。低レベルの周波数416の例は周波数レベルf1であり、高レベルの周波数416は周波数レベルf2である。低レベルのパラメータ412の例はパラメータレベルPR111であり、高レベルのパラメータ412の例はパラメータレベルPR511である。低レベルのパラメータ412の別の例はパラメータレベルPR211であり、高レベルのパラメータ412の別の例はパラメータレベルPR411である。周波数416が低レベルにあるときは、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンの温度は低下することに注意されたい。
いくつかの実施形態では、周波数416が周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する代わりに、RF信号122は、一定の周波数レベルを有する。
様々な実施形態では、周波数416のデューティサイクルは、図4Aに表されるものとは異なる。例えば、周波数416のデューティサイクルは、40%ではなく20%から80%を含む範囲である。
図4Bは、RF信号122のパラメータ412のパルスと比較した、図1のRF信号122の周波数424の反転したパルスを表すグラフ402およびグラフ410、ならびに、グラフ418およびグラフ422の実施形態を示す。
グラフ418は、図1のデジタルパルス信号136の例であるデジタルパルス信号420の時間tに対するロジックレベルを表す。デジタルパルス信号420は、状態S1の間に1のロジックレベルを有し、状態S0の間に0のロジックレベルを有し、図4Aのデジタルパルス信号408に対して反転してパルス化される。例えば、デジタルパルス信号420は、時間0から時間t34の期間に1のロジックレベルを有し、時間t34から時間t54の期間に0のロジックレベルを有する。
デジタルパルス信号420は、時間t54の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、デジタルパルス信号420は、時間t54から時間t84の期間に1のロジックレベルを有し、t84からt104の期間に0のロジックレベルを有する。
グラフ422は、RF信号122の時間tに対する周波数424を表す。周波数424は、デジタルパルス信号420と同時発生(例えば、実質的に同期)し、図4Aの周波数416と比較して反転してパルス化される。例えば、周波数424は、時間0から時間t34の期間に状態S1を有し、時間t34から時間t54の期間に状態S0を有する。例えば、周波数424は、時間0から時間t34の期間に周波数レベルf2を有し、時間t34から時間t54の期間に周波数レベルf1を有する。別の例として、周波数424は、デジタルパルス信号420がロジックレベル1からロジックレベル0に遷移する時間t34において、または時間t34から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2から周波数レベルf1に遷移する。さらに別の例として、周波数424は、デジタルパルス信号420がロジックレベル0からロジックレベル1に遷移する時間t54において、または時間t54から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1から周波数レベルf2に遷移する。
周波数424は、時間t54の後に状態S0および状態S1を繰り返す。例えば、周波数424は、時間t54から時間t84の期間に周波数レベルf2を有し、時間t84から時間t104の期間に周波数レベルf1を有する。
パラメータ412が低レベルでパルス化されるときは、周波数424は、周波数レベルf2などの高レベルでパルス化される。例えば、時間0から時間t14の期間に、パラメータ412はパラメータレベルPR11にあり、周波数424は周波数レベルf2にある。別の例として、時間t14から時間t24の期間に、パラメータ412はパラメータレベルPR21にあり、周波数424は周波数レベルf2にある。別の例として、パラメータ412が高レベルでパルス化されるときは、周波数424は周波数レベルf1などの低レベルでパルス化される。例えば、時間t44から時間t54の期間に、パラメータ412はパラメータレベルPR511にあり、周波数424は周波数レベルf1にある。別の例として、時間t34から時間t44の期間に、パラメータ412はパラメータレベルPR411にあり、周波数424は周波数レベルf1にある。周波数424のパルスが低レベルであるのと同時にパラメータ412のパルスが高レベルにあり、周波数424のパルスが高レベルであるのと同時にパラメータ412のパルスが低レベルにあることは、マスク選択性を増加させることに注意されたい。
時間t24から時間t14の時間差は、時間t14から時間0の時間差と同じであることに注意されたい。同様に、時間t34から時間t24の時間差は、時間t24から時間t14の時間差と同じであり、時間t44から時間t34の時間差は、時間t34から時間t24の時間差と同じである。同様に、時間t54から時間t44の時間差は、時間t44から時間t34の時間差と同じであり、時間t64から時間t54の時間差は、時間t54から時間t44の時間差と同じである。時間t74から時間t64の時間差は、時間t64から時間t54の時間差と同じであり、時間t84から時間t74の時間差は、時間t74から時間t64の時間差と同じである。時間t94から時間t84の時間差は、時間t84から時間t74の時間差と同じであり、時間t104から時間t94の時間差は、時間t94から時間t84の時間差と同じである。
時間tは、ナノ秒またはマイクロ秒で測定される。例えば、本明細書に記載のデジタルパルス信号の各パルスは、数ナノ秒から数マイクロ秒の範囲である。別の例として、時間t22(図2Aおよび図2B)または時間t43(図3A~図3D)または時間t54は、数ナノ秒または数マイクロ秒である。
RF生成器RFGAは、図1のプロセッサ108によって制御されて、一定期間に複数のパラメータレベル間および複数の周波数レベル間で同時にパルス化するRF信号122を生成することにさらに注意されたい。例えば、RF生成器RFGAは、図1のプロセッサ108によって制御されて、複数の周波数レベル間でパルス化するRF信号122を生成しながら、RF生成器RFGAは、図1のプロセッサ108によって制御されて、複数のパラメータレベル間でパルス化するRF信号122を生成する。例えば、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号138の受信に応答して、図2Aおよび図2BのパラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、およびパラメータレベルPR3の間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、図2Aおよび図2Bの時間t92から時間0の期間にパラメータレベルPR1からパラメータレベルPR3の間でパルス化する。また、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号136の受信に応答して、図2Aおよび図2Bの周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、時間t92から時間0の期間に周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する。
別の例として、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号138の受信に応答して、図3A~図3DのパラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、およびパラメータレベルPR41の間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、図3A~図3Dの時間t123から時間0の期間にパラメータレベルPR11からパラメータレベルPR41の間でパルス化する。また、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号136の受信に応答して、図3A~図3Dの周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、時間t23から時間0の期間に周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する。
さらに別の例として、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号138の受信に応答して、図4Aおよび図4BのパラメータレベルPR111、パラメータレベルPR211、パラメータレベルPR311、パラメータレベルPR411、およびパラメータレベルPR511の間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、図4Aおよび図4Bの時間t104から時間0の期間にパラメータレベルPR111からパラメータレベルPR511の間でパルス化する。また、RF生成器RFGAは、図1のデジタルパルス信号136の受信に応答して、図4Aおよび図4Bの周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化するRF信号122を生成する。RF信号122は、時間t104から時間0の期間に周波数レベルf1と周波数レベルf2との間でパルス化する。
図2Aに関するさらなる別の例として、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR1がパラメータレベルPR2にパルス化される時間t12、もしくは時間t42、もしくは時間t72、または、時間t12、もしくは時間t42、もしくは時間t72から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。また、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR3がパラメータレベルPR1にパルス化される時間0、もしくは時間t32、もしくは時間t62、もしくは時間t92、もしくは時間t42、もしくは時間t72に、または、時間0、もしくは時間t32、もしくは時間t62、もしくは時間t92、もしくは時間t42、もしくは時間t72から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。
図2Bに関する別の例として、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR1がパラメータレベルPR2にパルス化される時間t12、もしくは時間t42、もしくは時間t72に、または、時間t12、もしくは時間t42、もしくは時間t72から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。また、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR3がパラメータレベルPR1にパルス化される時間0、もしくは時間t32、もしくは時間t62、もしくは時間t92に、または、時間0、もしくは時間t32、もしくは時間t62、もしくは時間t92から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。
図3Aに関するさらなる別の例として、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR11がパラメータレベルPR21にパルス化される時間t13、もしくは時間t53、もしくは時間t93に、または、時間t13、もしくは時間t53、もしくは時間t93から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。また、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR41がパラメータレベルPR11にパルス化される時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123に、または、時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。
図3Bに関するさらなる別の例として、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR11がパラメータレベルPR21にパルス化される時間t13、もしくは時間t53、もしくは時間t93に、または、時間t13、もしくは時間t53、もしくは時間t93から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。また、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR41がパラメータレベルPR11にパルス化される時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123に、または、時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。
図3Cに関するさらなる別の例として、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR21がパラメータレベルPR31にパルス化される時間t23、もしくは時間t63、もしくは時間t103に、または、時間t23、もしくは時間t63、もしくは時間t103から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。また、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR41がパラメータレベルPR11にパルス化される時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123に、または、時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。
図3Dに関するさらなる別の例として、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR21がパラメータレベルPR31にパルス化される時間t23、もしくは時間t63、もしくは時間t103に、または、時間t23、もしくは時間t63、もしくは時間t103から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。また、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR41がパラメータレベルPR11にパルス化される時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123に、または、時間0、もしくは時間t43、もしくは時間t83、もしくは時間t123から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。
図4Aに関するさらなる別の例として、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR311がパラメータレベルPR411にパルス化される時間t34、もしくは時間t84に、または、時間t34、もしくは時間t84から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。また、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR511がパラメータレベルPR111にパルス化される時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104に、または、時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。
図4Bに関する別の例として、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR311がパラメータレベルPR411にパルス化される時間t34、もしくは時間t84、もしくは時間t104に、または、時間t34、もしくは時間から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf1にパルス化される。また、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR511がパラメータレベルPR111にパルス化される時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104に、または、時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104から既定の期間内になど、ほぼ同時に周波数レベルf2にパルス化される。
「ほぼ同時に」という用語は、本明細書では時に「略同期して」を意味し、これらの用語は、本明細書では同義で用いられることに注意されたい。また、RF信号122の周波数は、RF信号122のパラメータと同時に(例えば、略同期して)パルス化することにさらに注意されたい。例えば、周波数レベルf2は、パラメータレベルPR311からパラメータレベルPR411にパルス化する時間t34、もしくは時間t84、もしくは時間t104に、または、時間t34、もしくは時間t84から既定の期間内になど、略同期して周波数レベルf1にパルス化される。また、周波数レベルf1は、パラメータレベルPR511からパラメータレベルPR111にパルス化する時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104に、または、時間0、もしくは時間t54、もしくは時間t104から既定の期間内になど、略同期して周波数レベルf2にパルス化される。
デジタルパルス信号またはパラメータまたは周波数などの信号の発生状態は、信号の周期的サイクルの間の信号のパルスであることにさらに注意されたい。例えば、図2Aを参照すると、デジタルパルス信号204の状態S1の発生は、時間t12から時間0の期間に起こるデジタルパルス信号204のパルスである。デジタルパルス信号204の状態S1の別の発生は、時間t42から時間t32の期間に起こるデジタルパルス信号204のパルスである。同様に、デジタルパルス信号204の状態S2の発生は、時間t22から時間t12の期間に起こるデジタルパルス信号204のパルスである。デジタルパルス信号204の状態S3の発生は、時間t32から時間t22の期間に起こるデジタルパルス信号204のパルスである。このように、時間t92から時間0の期間にデジタルパルス信号204の状態S1、状態S2、および状態S3の各々が3回発生する。また、時間t92から時間0の期間に、デジタルパルス信号208の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。同様に、時間t92から時間0の期間にパラメータ212の状態S1、状態S2、および状態S3の各々が3回発生し、時間t92から時間0の期間に周波数216の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。
図3Aを参照すると、時間t123から時間0の期間にデジタルパルス信号304の状態S1、状態S2、状態S3、および状態S4の各々が3回発生する。同様に、時間t123から時間0の期間にデジタルパルス信号308の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。時間t123から時間0の期間にパラメータ312の状態S1、状態S2、状態S3、および状態S4の各々が3回発生し、時間t123から時間0の期間に周波数316の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。
図3Cを参照すると、時間t123から時間0の期間にデジタルパルス信号328の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。時間t123から時間0の期間に周波数332の状態S0および状態S1の各々が3回発生する。
図4Aを参照すると、時間t104から時間0の期間にデジタルパルス信号404の状態S1、状態S1、状態S2、状態S3、状態S4、および状態S5の各々が2回発生する。同様に、時間t104から時間0の期間にデジタルパルス信号408の状態S0および状態S1の各々が2回発生する。時間t104から時間0の期間にパラメータ412の状態S1、状態S2、状態S3、状態S4、および状態S5の各々が2回発生し、時間t104から時間0の期間に周波数416の状態S0および状態S1の各々が2回発生する。
様々な実施形態では、周波数424のデューティサイクルは、図4Bに表されたものとは異なる。例えば、周波数424のデューティサイクルは、60%ではなく20%から80%を含む範囲である。
RF信号122の任意のパラメータレベルは、RF信号122の複数のパラメータ値の包絡線(ピーク間の振幅または0からピーク間の振幅など)であることに注意されたい。例えば、パラメータレベルPR1、パラメータレベルPR2、パラメータレベルPR3、パラメータレベルPR11、パラメータレベルPR21、パラメータレベルPR31、パラメータレベルPR41、パラメータレベルPR111、パラメータレベルPR211、パラメータレベルPR311、パラメータレベルPR411、およびパラメータレベルPR511の各々は、RF信号122のパラメータの大きさのピーク間振幅である。
同様に、RF信号122の任意の周波数レベルは、RF信号122の複数の周波数値の包絡線(ピーク間の振幅または0からピーク間の振幅など)であることに注意されたい。例えば、周波数レベルf1および周波数レベルf2の各々は、RF信号122の周波数の大きさのピーク間振幅である。
パラメータ212の状態S1は、図2Aまたは図2Bのデジタルパルス信号204の状態S1と同じであることに注意されたい。同様に、パラメータ212の状態S2は、図2Aまたは図2Bのデジタルパルス信号204の状態S2と同じであり、パラメータ212の状態S3は、図2Aまたは図2Bのデジタルパルス信号204の状態S3と同じである。同様に、図3A、または図3B、または図3C、または図3Dのパラメータ312の状態S1は、図3A、または図3B、または図3C、または図3Dのデジタルパルス信号304の状態S1と同じである。同様に、パラメータ312の状態S2は、デジタルパルス信号304の状態S2と同じであり、パラメータ312の状態S3は、デジタルパルス信号304の状態S3と同じであり、パラメータ312の状態S4は、デジタルパルス信号304の状態S4と同じである。図4Aおよび図4Bのパラメータ412の状態S1は、図4Aまたは図4Bのデジタルパルス信号404の状態S1と同じである。同様に、パラメータ412の状態S2は、デジタルパルス信号404の状態S2と同じであり、パラメータ412の状態S3は、デジタルパルス信号404の状態S3と同じであり、パラメータ412の状態S4は、デジタルパルス信号404の状態S4と同じであり、パラメータ412の状態S5は、デジタルパルス信号404の状態S5と同じである。
図5Aは、200ボルトの連続波電圧信号がプラズマリアクタ(図示せず)内のウエハ支持体(図示せず)にバイアス電圧Vbとして印加されたときの、プラズマリアクタ内のプラズマイオンの角度分布(ピークエネルギ角度分布など)を表すグラフ502の実施形態である。グラフ502は、プラズマリアクタ内の角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図5Bは、400ボルトの連続波電圧信号がウエハ支持体にバイアス電圧として印加されたときの、プラズマリアクタ内のプラズマイオンの角度分布を表すグラフ504の実施形態である。グラフ504は、プラズマリアクタ内の角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図5Cは、800ボルトの連続波電圧信号がウエハ支持体にバイアス電圧として印加されたときの、プラズマリアクタ内のプラズマイオンの角度分布を表すグラフ506の実施形態である。グラフ506は、プラズマリアクタ内の角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図5Dは、1600ボルトの連続波電圧信号がウエハ支持体にバイアス電圧として印加されたときの、リアクタ内のプラズマイオンの角度分布を表すグラフ508の実施形態である。グラフ508は、リアクタ内の角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
グラフ502~グラフ508に表されるように、角度分布は、ウエハ基板に印加される連続波電圧信号の大きさの増加に伴い減少することに注意されたい。例えば、200ボルトから1600ボルトの連続波電圧信号の大きさの増加に伴い、角度分布は減少する。
図1のRF信号122は、連続波電圧信号ではないことにさらに注意されたい。例えば、RF信号122は、パラメータの状態S1から状態S5などの2つ以上の状態の間でパルス化するパルス信号である。別の例として、RF信号122の状態S1から状態S5のうちの1つのパラメータレベルの大きさ間の差は、状態S1から状態S5のうちの別の1つのパラメータレベルの大きさと比較して、20%などの所定範囲を超える。
図5Eは、連続波信号の電圧の増加に伴う角度分布の減少を表すグラフ510の実施形態である。グラフ510は、バイアス電圧に対する角度分布を示す。グラフ510の区画510Aは、200ボルトのバイアス電圧がウエハ支持体に印加されたときの角度分布を表す。同様に、グラフ510の区画510Bは、400ボルトのバイアス電圧がウエハ支持体に印加されたときの角度分布を表し、グラフ510の区画510Cは、800ボルトのバイアス電圧がウエハ支持体に印加されたときの角度分布を表し、グラフ510の区画510Dは、1600ボルトのバイアス電圧がウエハ支持体に印加されたときの角度分布を表す。区画510Aないし区画510Dに示されるように、バイアス電圧の増加に伴い角度分布が減少する。
図5Fは、300ボルトの連続波電圧信号がウエハ支持体に印加されたときの、プラズマリアクタ内の角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを表すグラフ512の実施形態である。
図5Gは、2レベルパルスのパラメータの図1のRF信号122が基板支持体114(図1)に印加され、RF信号122が一定の周波数レベルを有するときの、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを表すグラフ514の実施形態である。グラフ514は、プラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。2レベルパルスのRF信号122は、RF信号122のパラメータレベルを状態S1および状態S2の2つの状態間でパルス化することを含み、状態S3から状態S5を含まない。
図5Hは、3レベルパルスのパラメータの図1のRF信号122が基板支持体114(図1)に印加され、RF信号122が一定の周波数レベルを有するときの、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを表すグラフ516の実施形態である。グラフ516は、プラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。3レベルパルスのパラメータのRF信号122は、RF信号122のパラメータレベルを状態S1から状態S3の3つの状態の間でパルス化することを含み、状態S4から状態S5を含まない。例えば、図2Aおよび図2Bのグラフ210は、3レベルパルスのパラメータのRF信号122を表す。また、グラフ516は、RF信号122が一定の周波数レベルを有するときに形成される。例えば、RF信号122の周波数は、パルス化されずに連続的である。
図5Iは、2レベルパルスの周波数の図1のRF信号122の印加に加えて、3レベルパルスのパラメータのRF信号122が基板支持体114(図1)に印加されたときの、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを表すグラフ518の実施形態である。グラフ518は、プラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。2レベルパルスの周波数のRF信号122は、RF信号122の周波数レベルを状態S0および状態S1の2つの状態の間でパルス化することである。2レベルパルスの周波数のRF信号122は、図2Aのグラフ214および図2Bのグラフ222に表されている。
図5Jは、5レベルパルスのパラメータの図1のRF信号122が基板支持体114(図1)に印加され、RF信号122が一定の周波数レベルを有するときの、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを表すグラフ520の実施形態である。グラフ520は、プラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。5レベルパルスのパラメータのRF信号122は、RF信号122のパラメータレベルを状態S1から状態S5の5つの状態の間でパルス化することである。5レベルパルスのパラメータのRF信号122は、図4Aおよび図4Bのグラフ410に表されている。グラフ514、グラフ516、グラフ518、およびグラフ520に表されるように、マスク層内に形成される経路の上部における角度拡散は、グラフ502、グラフ504、グラフ506、グラフ508、およびグラフ512に表される角度分布より小さい。また、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギは、経路の底部において、連続波電圧信号を用いて実現されたプラズマリアクタ内のプラズマイオンのエネルギより小さい。さらに、グラフ516、グラフ518、およびグラフ520に表されるように、RF信号122のパラメータのレベル数の増加に伴って図1の基板118に関するマスク選択性が増加する。
図5Kは、連続波電圧信号を用いて実現された角度分布と、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122を用いて実現された角度拡散との比較を表すグラフ522の実施形態である。グラフ522は、連続波電圧信号の角度分布を示し、マルチレベルパルスのパラメータの角度拡散を示す。グラフ522は、連続波電圧信号の角度分布の区画522Aを有し、2レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルのRF信号122の角度拡散の区画522Bを有し、3レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルのRF信号122の区画522Cを有し、3レベルパルスのパラメータのRF信号122および2レベルパルスの周波数のRF信号122の区画522Dを有し、5レベルパルスのRF信号122および一定周波数レベルのRF信号122の区画522Eを有する。区画522Bないし区画522Eのいずれかの角度拡散は、区画522Aの角度分布より小さいことに注意されたい。
図6Aは、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されたときに形成されるグラフ602の実施形態である。グラフ602は、プラズマイオンの角度分布に対するプラズマリアクタ内のプラズマイオンのエネルギを示す。
図6Bは、5レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および一定周波数レベル(1メガヘルツなど)のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ604の実施形態である。グラフ604は、イオンの角度拡散に対する図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。
図6Cは、5レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および一定周波数レベル(2メガヘルツなど)のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ606の実施形態である。グラフ606は、イオンの角度拡散に対する図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。
図6Dは、3レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ608の実施形態である。グラフ608は、イオンの角度拡散に対する図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。
図6Eは、3レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ610の実施形態である。グラフ610は、イオンの角度拡散に対する図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。
図6Fは、5レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ612の実施形態である。グラフ612は、イオンの角度拡散に対する図1のプラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを示す。
グラフ602、グラフ604、グラフ606、グラフ608、グラフ610、およびグラフ612に表されるように、マルチレベルパルスのパラメータの角度拡散は、経路の底部において、連続波信号の角度分布より小さい。経路の底部における角度拡散は、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに実現される。また、角度分布は、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されたときに実現される。
図7Aは、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されたときに形成されるグラフ702の実施形態である。グラフ702は、プラズマリアクタ内のプラズマイオンの角度分布に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図7Bは、2レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および一定周波数レベルのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ704の実施形態である。グラフ704は、図1のプラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図7Cは、2レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および一定周波数レベルのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ706の実施形態である。グラフ706は、図1のプラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図7Dは、3レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ708の実施形態である。グラフ708は、図1のプラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマイオンのエネルギを示す。
図7Eは、5レベルパルスのパラメータのRF信号122(図1)および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成されるグラフ710の実施形態である。グラフ710は、図1のプラズマチャンバ112内のイオンの角度拡散に対するプラズマイオンのエネルギを示す。グラフ702、グラフ704、グラフ706、グラフ708、およびグラフ710に表されるように、経路の底部におけるマルチレベルパルスのパラメータの角度拡散は、連続波信号の角度分布より小さい。
図8Aは、図1の基板支持体114における時間tに対する直流(DC)バイアスを示すグラフ802の実施形態である。グラフ802は、2レベルパルスのパラメータで一定周波数レベルのRF信号122が基板支持体114に印加されたときを示す。
図8Bは、図1の基板支持体114における時間tに対するDCバイアスを示すグラフ804の実施形態である。グラフ804は、3レベルパルスのパラメータで一定周波数レベルのRF信号122が基板支持体114に印加されたときを示す。
図8Cは、図1の基板支持体114における時間tに対するDCバイアスを示すグラフ806の実施形態である。グラフ806は、3レベルパルスのパラメータで2レベルパルスの周波数のRF信号122が基板支持体114に印加されたときを示す。
図8Dは、図1の基板支持体114における時間tに対するDCバイアスを示すグラフ808の実施形態である。グラフ808は、5レベルパルスのパラメータで一定周波数レベルのRF信号122が基板支持体114に印加されたときを示す。グラフ802ないしグラフ808を比較すると、RF信号122のパラメータがパルス化されるレベル数の増加に伴ってDCバイアスが増加することがわかる。DCバイアスの増加は、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマのプラズマシースの電圧を増加させる。プラズマシースの電圧の増加は、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンのエネルギを増加させ、エネルギの増加は、イオンの角度拡散を減少させる。
プラズマチャンバ112内のプラズマのプラズマシースの電圧は、数式VHigh_Peak=VHigh+VLowe(-t/RC)に基づいて充放電する(VHighは、状態S3または状態S4または状態S5などの高状態時の電圧レベル、VLowは、状態S1または状態S2などの低状態時の電圧レベル、tは時間、RCは抵抗付コンデンサ(RC)時定数、VHigh_Peakはプラズマシースの電圧)。電圧レベルが低状態から高状態に上がるにつれて、1つのプラズマシースは、数式に基づいて別のプラズマシースに発展して統合されたプラズマシースが形成される。統合されたプラズマシースの累積電圧は、増加して図8Aないし図8Dに表されたような高シース電圧をもたらす。
図9Aは、連続波電圧信号であるRF信号902Bがウエハ支持体に印加されたときにプラズマリアクタ内に生成されるプラズマのシース電圧902Aを表すグラフ902の実施形態である。グラフ902は、時間tに対するRF信号902Bを示す。グラフ902に表されるように、シース電圧902Aは一定である。
図9Bは、RF信号904Bが図1の基板支持体114に印加されたときに図1のプラズマチャンバ112内に生成されるプラズマのシース電圧904Aを表すグラフ904の実施形態である。グラフ904は、時間tに対するRF信号904Bを示す。RF信号904Bは、図1のRF信号122の例である。RF信号904Bは、2レベルパルスのRF信号122を表す。例えば、RF信号904Bは、パラメータレベル908と別のパラメータレベル910との間でパルス化する。RF信号904Bは、正弦波信号である。パラメータレベル910は、パラメータレベル908より大きい。パラメータレベル910は、状態S1の間に実現され、パラメータレベル908は、状態S2の間に実現される。
図9Cは、RF信号906Bが図1の基板支持体114に印加されたときに図1のプラズマチャンバ112内に生成されるプラズマのシース電圧906Aを表すグラフ906の実施形態である。グラフ906は、時間tに対するRF信号906Bを示す。RF信号906Bは、図1のRF信号122の例であり、正弦波信号である。RF信号906Bは、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122を表す。例えば、RF信号906Bは、パラメータレベル912、パラメータレベル914、パラメータレベル916、およびパラメータレベル918の間でパルス化する。パラメータレベル918はパラメータレベル916より大きく、パラメータレベル916はパラメータレベル914より大きい。パラメータレベル914は、パラメータレベル912より大きい。パラメータレベル912は、状態S1の間に実現され、パラメータレベル914は、状態S2の間に実現され、パラメータレベル916は、状態S3の間に実現され、パラメータレベル918は、状態S4の間に実現される。
図9Aないし図9Cに関して表されるように、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマのプラズマシースの充放電により、RF信号122の振幅が変調される。RF信号122のパラメータレベルの数が増加するにつれて、パラメータレベル908、パラメータレベル910、パラメータレベル908、パラメータレベル912、パラメータレベル914、パラメータレベル916、およびパラメータレベル918などの包絡線は、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンが従って応答できる低速度で変化する。例えば、シース電圧906Aは、シース電圧904Aより低速度で増加する。シース電圧906Aの低速での増加は、図1のプラズマチャンバ112内のイオンのイオンエネルギを増加させる。イオンエネルギの増加は、基板118をエッチングするエッチング速度を増加させ、基板118の限界寸法を向上させる(例えば、減少させる)。
図10Aは、図1の基板支持体114における時間に対するRF信号122(図1)によって生成されたDCバイアスを示すグラフ1002の実施形態である。グラフ1002は、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122、および一定周波数レベルのRF信号122が基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1002に示されたDCバイアスのRC時定数は、約40マイクロ秒(μs)であることに注意されたい。
図10Bは、図1の基板支持体114における時間に対するRF信号122(図1)によって生成されたDCバイアスを示すグラフ1006の実施形態である。グラフ1006は、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122、および2レベルパルスの周波数のRF信号122が基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1006に示されたDCバイアスのRC時定数は、約200μsであることに注意されたい。従って、RF信号122の周波数が一定周波数レベルにあるときと比較して、RF信号122の周波数がパルス化されるときは、RC時定数が増加する。RC時定数の増加は、図1のプラズマチャンバ112内のプラズマのシース電圧の増加を促す。また、RC時定数の増加は、プラズマチャンバ112内のプラズマのピークエネルギイオンの数を増加させる。ピークエネルギイオン数の増加は、イオンエネルギを増加させ、エネルギの増加は、基板118をエッチングするエッチング速度を増加させる。
図10Aおよび図10Bに表されるように、周波数レベルf1および周波数レベルf2の適用は、高パラメータレベル(例えば、状態S3または状態S4または状態S5の間のパラメータレベル)から低パラメータレベル(例えば、状態S1)への遷移中、ならびに、高周波数レベル(例えば、周波数レベルf2)から低周波数レベル(例えば、周波数レベルf1)への遷移中に、プラズマチャンバ112内のプラズマのプラズマシースのRC時定数を増加させるため、プラズマチャンバ112内のプラズマイオンのピークエネルギがより長く維持されて、低パラメータレベルおよび低周波数レベル中のピークイオンエネルギが増加し、図1の基板118をエッチングするエッチング速度が増加する。
図11Aは、ナノメータ(nm)で測定される水平距離Rに対する、同じくnmで測定される垂直距離Zを示すグラフ1102の実施形態である。グラフ1102は、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されたときに形成される。グラフ1102は、マスク層1102Aの垂直距離および基板層1102Bの垂直距離を示す。層の垂直距離は、層の高さである。また、グラフ1102は、エッチング動作中にマスク層1102A内に形成される経路の限界寸法を示す。加えて、グラフ1102は、基板層1102B内に形成される経路の限界寸法を示す。層内に形成される経路の限界寸法は、nmで測定される経路の厚さthである。
図11Bは、水平距離Rに対する垂直距離Zを示すグラフ1104の実施形態である。グラフ1104は、図1の2レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1104は、図1の基板118のマスク層1104Aの垂直距離、および、基板118の基板層1104Bの垂直距離を示す。また、グラフ1104は、エッチング動作中にマスク層1104A内に形成される経路の限界寸法を示す。加えて、グラフ1104は、基板層1104B内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Cは、水平距離Rに対する垂直距離Zを示すグラフ1106の実施形態である。グラフ1106は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1106は、図1の基板118のマスク層1106Aの垂直距離、および、基板118の基板層1106Bの垂直距離を示す。また、グラフ1106は、エッチング動作中にマスク層1106A内に形成される経路の限界寸法を示す。加えて、グラフ1106は、基板層1106B内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Dは、水平距離Rに対する垂直距離Zを示すグラフ1108の実施形態である。グラフ1108は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122、および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1108は、図1の基板118のマスク層1108Aの垂直距離、および、基板118の基板層1108Bの垂直距離を示す。また、グラフ1108は、エッチング動作中にマスク層1108A内に形成される経路の限界寸法を示す。加えて、グラフ1108は、基板層1108B内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Eは、水平距離Rに対する垂直距離Zを示すグラフ1110の実施形態である。グラフ1110は、図1の5レベルパルスのパラメータのRF信号122、および一定周波数レベルのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成される。グラフ1110は、図1の基板118のマスク層1110Aの垂直距離、および、基板118の基板層1110Bの垂直距離を示す。また、グラフ1110は、エッチング動作中にマスク層1110A内に形成される経路の限界寸法を示す。加えて、グラフ1110は、基板層1110B内に形成される経路の限界寸法を示す。
一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122は、エッチング動作中の図1の基板122をエッチングするエッチング速度を増加させる。また、一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122は、図11Aのマスク層1102A内に形成される経路の限界寸法と比較して、基板118のマスク層内に形成される経路の限界寸法を低減する。加えて、一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122は、図11Aの基板層1102B内に形成される経路の限界寸法と比較して、基板118の基板層内に形成される経路の限界寸法を低減する。
図11Fは、マスク層1112Aの水平距離に対するマスク層1112Aの垂直距離を示すグラフ1112の実施形態である。マスク層1112Aは、エッチングなどの処理がまだ施されていないことに注意されたい。
図11Gは、マスク層1102Aの水平距離に対するマスク層1102Aの垂直距離を示すグラフ1114の実施形態である。グラフ1114は、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されるときに形成される。また、グラフ1114は、エッチング動作中にマスク層1102A内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Hは、マスク層1104Aの水平距離に対するマスク層1104Aの垂直距離を示すグラフ1116の実施形態である。グラフ1116は、図1の2レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されるときに形成される。また、グラフ1116は、エッチング動作中にマスク層1104A内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Iは、マスク層1106Aの水平距離に対するマスク層1106Aの垂直距離を示すグラフ1118の実施形態である。グラフ1118は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されるときに形成される。また、グラフ1118は、エッチング動作中にマスク層1106A内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Jは、マスク層1108Aの水平距離に対するマスク層1108Aの垂直距離を示すグラフ1120の実施形態である。グラフ1120は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122、および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されるときに形成される。また、グラフ1120は、エッチング動作中にマスク層1108A内に形成される経路の限界寸法を示す。
図11Kは、マスク層1110Aの水平距離に対するマスク層1110Aの垂直距離を示すグラフ1122の実施形態である。グラフ1122は、図1の5レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されるときに形成される。また、グラフ1122は、エッチング動作中にマスク層1110A内に形成される経路の限界寸法を示す。
一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122は、エッチング動作中のマスク選択性を増加させる。例えば、図1の基板118のマスク層の経路の限界寸法は、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122が、一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に印加されるときに減少する。図1の基板118のマスク層の経路の限界寸法は、図11Gのマスク層1102Aの経路の限界寸法と比較して減少する。
図11Lは、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122が一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に印加されたときのマスク浸食の減少を表すグラフ1124の実施形態である。グラフ1124は、連続波電圧信号がプラズマリアクタのウエハ支持体に印加されたときに形成される区画1124Aを有する。また、グラフ1124は、図1の2レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されたときに形成される別の区画1124Bを有する。加えて、グラフ1124は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルが図1の基板支持体114に印加されたときに形成される別の区画1124Cを有する。
また、グラフ1124は、図1の3レベルパルスのパラメータのRF信号122および2レベルパルスの周波数のRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成される区画1124Dを有する。加えて、グラフ1124は、図1の5レベルパルスのパラメータのRF信号122および一定周波数レベルのRF信号122が図1の基板支持体114に印加されたときに形成される区画1124Eを有する。
図11Gのマスク層1102Aの浸食と比較して、図1の基板118のマスク層の浸食は減少することに注意されたい。浸食の減少は、マルチレベルパルスのパラメータのRF信号122が一定周波数レベルと共に、または2レベルパルスの周波数のRF信号122と共に印加されたときに起こる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のRF信号の各パラメータレベルは、RF信号の包絡線である。例えば、本明細書に記載のRF信号のパラメータレベルは、RF信号の0からピーク間の大きさ、またはRF信号のピーク間の大きさである。
本明細書に記載の実施形態は、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搭載家電またはプログラマブル家電、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を用いて実行されてよい。実施形態は、タスクがネットワークを通じてリンクされる遠隔処理ハードウェアによって実行される分散コンピューティング環境で実行されることもできる。
いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。かかるシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および/または、特定の処理部品(ウエハ台座、ガス流システムなど)を含む、半導体処理装置を備える。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、および処理後のそれらの動作を制御するための電子機器と統合される。電子機器は、システムの様々な部品または副部品を制御しうる「コントローラ」を意味する。コントローラは、処理条件および/またはシステムの種類に応じて、プロセスガスの配送、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、RF生成器の設定、RF整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体配送設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツール、および/または、システムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬送を含む、本明細書に開示のプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされる。
概して、様々な実施形態では、コントローラは、命令を受け取り、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、ロジック、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る。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASICとして定義されるチップ、PLD、および/または、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、もしくは、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(または、プログラムファイル)の形式でコントローラに伝達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もしくは半導体ウエハ向けに、またはシステムに対して実行するためのパラメータ、因数、変数などを定義する。いくつかの実施形態では、プログラム命令は、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、および/または、ウエハダイの製作中における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って定義されるレシピの一部である。
いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと統合または結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部である、またはそのコンピュータに結合される。例えば、コントローラは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にする、「クラウド」内にあってよい、または、ファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部であってよい。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、製作動作の進捗状況を監視し、過去の製作動作の経歴を調査し、複数の製作動作から傾向または性能の基準を調査し、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工程を設定し、または、新しいプロセスを開始する。
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、ローカルネットワークまたはインターネットを含む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。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび/もしく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フェースを含む。いくつかの例では、コントローラは、1つ以上の動作中に実施される各処理工程のためのパラメータ、因数、および/または変数を特定するデータ形式の命令を受け取る。パラメータ、因数、および/または変数は、実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するように構成されたツールの種類に固有であってよいことを理解されたい。よって、上述のように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続される1つ以上の個別のコントローラを含むことや、本明細書に記載のプロセスや制御などの共通の目的に向かって協働することによって分散される。かかる目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に(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)位置し、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する1つ以上の集積回路と連通する、チャンバの1つ以上の集積回路を含む。
制限するのではなく、様々な実施形態では、この方法が適用される例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバまたは堆積モジュール、スピンリンスチャンバまたはスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバまたは金属めっきモジュール、クリーンチャンバまたはクリーンモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはベベルエッジエッチングモジュール、物理気相堆積(PVD)チャンバまたはPVDモジュール、化学気相堆積(CVD)チャンバまたはCVDモジュール、原子層堆積(ALD)チャンバまたはALDモジュール、原子層エッチング(ALE)チャンバまたはALEモジュール、イオン注入チャンバまたはイオン注入モジュール、トラックチャンバまたはトラックモジュール、ならびに、半導体ウエハの製作および/もしくは製造において関連もしくは使用する任意の他の半導体処理システムを含む。
いくつかの実施形態では、上述の動作は、いくつかの種類のプラズマチャンバ(例えば、誘電結合型プラズマ(ICP)リアクタ、トランス結合型プラズマチャンバ、コンダクタツール、誘電体ツール、電子サイクロトロン共鳴(ECR)リアクタを含むプラズマチャンバなど、を含むプラズマチャンバ)に適用することにさらに注意されたい。例えば、1つ以上のRF生成器は、ICPリアクタ内のインダクタに結合される。インダクタの形状の例は、ソレノイド、ドーム型コイル、平型コイルなどを含む。
上記のように、ツールによって実施されるプロセス工程に応じて、ホストコンピュータは、他のツール回路もしくはツールモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および/もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送で用いられるツール、のうちの1つ以上と連通する。
上記の実施形態を踏まえて、いくつかの実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを含む様々なコンピュータ実行動作を用いる。これらの動作は、物理量を物理的に操作するものである。実施形態の一部を形成する本明細書に記載の動作のいくつかは、有効な機械動作である。
いくつかの実施形態は、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置にも関する。装置は、特定用途コンピュータ向けに特別に構築されている。特定用途コンピュータと定義されるときは、そのコンピュータは、特定用途のために動作する能力を有しながら、特定用途の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンを実行する。
いくつかの実施形態では、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納された、またはコンピュータネットワークを通じて取得された1つ以上のコンピュータプログラムによって、選択的に起動または構成されたコンピュータによって処理されてよい。データがコンピュータネットワークを通じて取得されるときは、そのデータは、コンピュータネットワーク(例えば、いくつかのコンピューティング資源)の他のコンピュータによって処理されてよい。
1つ以上の実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体のコンピュータ可読コードとしても作成されうる。非一時的コンピュータ可読媒体は、後にコンピュータシステムによって読み込まれるデータを格納する、メモリデバイスなどの任意のデータ記憶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)、書き込み可能CD(CD-R)、書き換え可能CD(CD-RW)、磁気テープ、ならびに他の光学および非光学のデータ記憶ハードウェアユニットを含む。いくつかの実施形態では、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されて記憶され実行されるようにネットワーク接続コンピュータシステムを通じて分散されたコンピュータ可読有形媒体を含む。
上記のいくつかの方法動作は、特定の順序で説明されたが、様々な実施形態では、他のハウスキーピング動作が動作間に実施されること、または、方法動作がわずかに異なる時間で起こるように、もしくは、方法動作が様々な間隔で起こることを可能にするシステムにおいて分散されるように、もしくは、上記とは異なる順序で実行されるように調節されることを理解されたい。
一実施形態では、上記の実施形態の1つ以上の特徴は、本開示に記載の様々な実施形態に記載の範囲から逸脱することなく他の実施形態の1つ以上の特徴と組み合わせられることにさらに注意されたい。
前述の実施形態は、理解を明確にするためにある程度詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および修正が行われうることは明らかだろう。従って、本実施形態は、制限的でなく例示的とみなされ、実施形態は、本明細書に記載の詳細に限定されない。
本開示は、以下の形態により実現されてもよい。
[形態1]
方法であって、
一定期間に複数のパラメータレベル間および複数の周波数レベル間で同時にパルス化するRF信号を生成するように無線周波数(RF)生成器を制御する工程であって、前記複数のパラメータレベルは、第1のパラメータレベルおよび第2のパラメータレベルを含み、前記複数の周波数レベルは、第1の周波数レベルおよび第2の周波数レベルを含む、工程を含み、
前記一定期間に、前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルへの遷移は、前記第1のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こり、前記第2の周波数レベルから前記第1の周波数レベルへの遷移は、前記第2のパラメータレベルから前記第1のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こる、方法。
[形態2]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
を含む、方法。
[形態3]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
を含む、方法。
[形態4]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号が前記第2周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから第5のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
前記RF信号を前記第5のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるように前記RF生成器を制御する工程と、
を含む、方法。
[形態5]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、
第1のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供する工程であって、前記複数のパラメータレベルは、前記第1のデジタルパルス信号と略同期してパルス化する、工程と、
第2のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供する工程であって、前記複数の周波数レベルは、前記第2のデジタルパルス信号と略同期してパルス化し、前記第1のデジタルパルス信号は、3つ以上のロジックレベル間で遷移し、前記第2のデジタルパルス信号は、2つのロジックレベル間で遷移するクロック信号である、工程と、
を含む、方法。
[形態6]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、前記RF信号が前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルにパルス化する前記期間前後に、前記第1のパラメータレベルから1つ以上の付加的パラメータレベルを介して前記第2のパラメータレベルまで段階的な増加傾向でパルス化する前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する工程を含む、方法。
[形態7]
形態1に記載の方法であって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御する前記工程は、前記複数のパラメータレベル間で段階的に遷移するように前記RF生成器を制御する工程を含む、方法。
[形態8]
形態1に記載の方法であって、
前記第2の周波数レベルは、前記第1の周波数レベルより大きい、方法。
[形態9]
形態1に記載の方法であって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電圧レベルを含む、方法。
[形態10]
形態1に記載の方法であって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電力レベルを含む、方法。
[形態11]
コントローラであって、
プロセッサであって、
一定期間に複数のパラメータレベル間および複数の周波数レベル間で同時にパルス化するRF信号を生成するよう無線周波数(RF)生成器を制御するように構成され、前記複数のパラメータレベルは、第1のパラメータレベルおよび第2のパラメータレベルを含み、前記複数の周波数レベルは、第1の周波数レベルおよび第2の周波数レベルを含み、前記一定期間に、前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルへの遷移は、前記第1のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こり、前記第2の周波数レベルから前記第1の周波数レベルへの遷移は、前記第2のパラメータレベルから前記第1のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こる、プロセッサと、
前記プロセッサに接続されたメモリデバイスと、
を備える、コントローラ。
[形態12]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、コントローラ。
[形態13]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、コントローラ。
[形態14]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから第5のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第5のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、コントローラ。
[形態15]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、
第1のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供するように構成され、前記複数のパラメータレベルは、前記第1のデジタルパルス信号と略同期してパルス化し、
第2のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供するように構成され、前記複数の周波数レベルは、前記第2のデジタルパルス信号と略同期してパルス化し、前記第1のデジタルパルス信号は、3つ以上のロジックレベル間で遷移し、前記第2のデジタルパルス信号は、2つのロジックレベル間で遷移するクロック信号である、コントローラ。
[形態16]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、前記RF信号が前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルにパルス化する前記期間前後に、前記第1のパラメータレベルから1つ以上の付加的パラメータレベルを介して前記第2のパラメータレベルまで段階的な増加傾向でパルス化する前記RF信号を生成するよう前記RF生成器を制御するように構成されている、コントローラ。
[形態17]
形態11に記載のコントローラであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記プロセッサは、前記複数のパラメータレベル間で段階的に遷移するよう前記RF生成器を制御するように構成されている、コントローラ。
[形態18]
形態11に記載のコントローラであって、
前記第2の周波数レベルは、前記第1の周波数レベルより大きい、コントローラ。
[形態19]
形態11に記載のコントローラであって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電圧レベルを含む、コントローラ。
[形態20]
形態11に記載のコントローラであって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電力レベルを含む、コントローラ。
[形態21]
システムであって、
無線周波数(RF)生成器と、
前記RF生成器に接続されたコントローラであって、一定期間に複数のパラメータレベル間および複数の周波数レベル間で同時にパルス化するRF信号を生成するようRF生成器を制御するように構成され、前記複数のパラメータレベルは、第1のパラメータレベルおよび第2のパラメータレベルを含み、前記複数の周波数レベルは、第1の周波数レベルおよび第2の周波数レベルを含む、コントローラと、を備え、
前記一定期間に、前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルへの遷移は、前記第1のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こり、前記第2の周波数レベルから前記第1の周波数レベルへの遷移は、前記第2のパラメータレベルから前記第1のパラメータレベルへの遷移と略同期して起こる、システム。
[形態22]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、システム。
[形態23]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、システム。
[形態24]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する期間に、前記RF信号を前記第1のパラメータレベルから第3のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第3のパラメータレベルから第4のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号が前記第2の周波数レベルを有する前記期間に、前記RF信号を前記第4のパラメータレベルから第5のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成され、
前記RF信号を前記第5のパラメータレベルから前記第2のパラメータレベルに遷移させるよう前記RF生成器を制御するように構成されている、システム。
[形態25]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、
第1のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供するように構成され、前記複数のパラメータレベルは、前記第1のデジタルパルス信号と略同期してパルス化し、
第2のデジタルパルス信号を前記RF生成器に提供するように構成され、前記複数の周波数レベルは、前記第2のデジタルパルス信号と略同期してパルス化し、前記第1のデジタルパルス信号は、3つ以上のロジックレベル間で遷移し、前記第2のデジタルパルス信号は、2つのロジックレベル間で遷移するクロック信号である、システム。
[形態26]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、前記RF信号が前記第1の周波数レベルから前記第2の周波数レベルにパルス化する前記期間前後に、前記第1のパラメータレベルから1つ以上の付加的パラメータレベルを介して前記第2のパラメータレベルまで段階的な増加傾向でパルス化する前記RF信号を生成するよう前記RF生成器を制御するように構成されている、システム。
[形態27]
形態21に記載のシステムであって、
前記RF信号を生成するように前記RF生成器を制御するために、前記コントローラは、前記複数のパラメータレベル間で段階的に遷移するよう前記RF生成器を制御するように構成されている、システム。
[形態28]
形態21に記載のシステムであって、
前記第2の周波数レベルは、前記第1の周波数レベルより大きい、システム。
[形態29]
形態21に記載のシステムであって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電圧レベルを含む、システム。
[形態30]
形態21に記載のシステムであって、
前記複数のパラメータレベルは、複数の電力レベルを含む、システム。