JP7289313B2 - プラズマ処理のためのイオンバイアス電圧の空間的および時間的制御 - Google Patents

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Description

（第３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９号に基づく優先権の主張）
特許に関する本願は、「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＮＤ ＴＥＭＰＯＲＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＩＯＮ ＢＩＡＳ ＶＯＬＴＡＧＥ ＦＯＲ ＰＬＡＳＭＡ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」と題され、２０１７年１１月１７日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書を参照することによって本明細書に明確に組み込まれる、仮出願第６２／５８８，２２４号の優先権を主張する。
本開示は、概して、プラズマ処理に関する。特に、限定としてではないが、本開示は、電力供給源を用いてプラズマ処理環境を修正するためのシステム、方法、および装置に関する。
プラズマ処理チャンバに関する課題は、基板の上方、特に、基板の縁の周囲のプラズマシースの均一性を制御することである。基板の縁、埋設電気面の縁、絶縁リング、および他のチャンバ関連アーチファクトによって引き起こされる不連続性は、シース均一性に影響を及ぼし得、これは、基板に対するイオンの軌道を変化させ、結果として、基板の処理が、悪影響を受ける場合がある。
従来の試みは、これらの課題を緩和しようとするために、基板保持器、チャンバ形状、および他の物理的幾何学形状の物理的変化を使用している。しかし、これらのアプローチは、静的であり、柔軟性がなく、その他の点では不十分である。
ある側面は、プラズマ処理のためのシステムとして特徴付けられ得る。本システムは、処理チャンバ内にプラズマを提供するための源と、バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するためにプラズマ処理チャンバ内に配列される、少なくとも２つのバイアス電極と、基板を支持するために配置される、チャックとを含む、プラズマ処理チャンバを含む。本システムはまた、少なくとも２つのバイアス電極に結合される、少なくとも１つのバイアス供給源と、少なくとも１つのバイアス供給源を制御し、非対称周期電圧波形を少なくとも２つのバイアス電極のそれぞれに印加し、バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するためのコントローラとを含む。
別の側面は、プラズマ処理チャンバ内で基板を処理するための方法として特徴付けられ得る。本方法は、プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じるステップと、対応する複数のバイアス供給源を用いてプラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加するステップと、非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変するステップとを含む。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
プラズマ処理のためのシステムであって、前記システムは、
プラズマ処理チャンバであって、
前記処理チャンバ内にプラズマを提供するための源と、
少なくとも２つのバイアス電極であって、前記少なくとも２つのバイアス電極は、バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するために前記プラズマ処理チャンバ内に配列される、少なくとも２つのバイアス電極と、
基板を支持するために配置されるチャックと
を含む、プラズマ処理チャンバと、
前記少なくとも２つのバイアス電極に結合される少なくとも１つのバイアス供給源と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源を制御し、非対称周期電圧波形を前記少なくとも２つのバイアス電極のそれぞれに印加し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、コントローラと
を備える、システム。
（項目２）
前記源は、遠隔プラズマ源または源発生器のうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記チャックは、前記少なくとも２つのバイアス電極が、前記基板に対するイオンの軌道またはイオンのエネルギーの空間分布のうちの少なくとも１つに影響を及ぼす前記シースの一部を改変することを可能にするために、前記プラズマのシースと前記少なくとも２つのバイアス電極との間に配置される、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記少なくとも２つのバイアス電極のうちの１つの一部は、前記基板の縁に対するイオンの軌道またはイオンのエネルギーの空間分布のうちの少なくとも１つに影響を及ぼす前記シースの一部を改変するために、前記チャックの縁に沿って配置される、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記コントローラは、
前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される電力の少なくとも１つの特性を測定するための監視回路と、
チャンバ分析コンポーネントであって、前記チャンバ分析コンポーネントは、前記監視回路から取得された前記電力の測定される特性に基づいて、前記プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を決定するように構成される、チャンバ分析コンポーネントと、
制御回路であって、前記制御回路は、前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記電力を調節し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、制御回路と
を含む、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記チャンバ分析コンポーネントは、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースのシース静電容量を計算するように構成され、前記制御回路は、前記シース静電容量を調節するために印加される前記電力の少なくとも１つの特性を調節するように構成される、項目５に記載のシステム。
（項目７）
前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源内に統合される統合コントローラまたは前記プラズマ処理システムの複数のコンポーネントを制御するシステムコントローラのうちの少なくとも１つを含む、項目５に記載のシステム。
（項目８）
前記プラズマ電極に結合される源発生器を含む、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記源発生器は、ＲＦ発生器である、項目２に記載のシステム。
（項目１０）
プラズマ処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、前記方法は、
前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じることと、
対応する複数のバイアス供給源を用いて前記プラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加することと、
前記非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変することと
を含む、方法。
（項目１１）
前記プラズマ処理チャンバ内の基板に近接して位置付けられる複数の区域のそれぞれに前記非対称周期電圧波形を印加することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記基板の縁に対応する区域に前記非対称周期電圧波形のうちの少なくとも１つを印加することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
前記基板の縁に対応する区域に前記非対称周期電圧波形を印加し、前記基板の縁に近接する前記プラズマの密度を抑制することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記少なくとも１つの源発生器および前記バイアス供給源のうちの１つを共通電極に結合することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１５）
１つ以上の上部区域への非対称周期電圧波形を調節し、前記プラズマ処理チャンバの上板に近接するプラズマシースの対応する１つ以上の部分を改変することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１６）
前記バイアス供給源のうちの１つ以上のものによって前記区域のうちの１つ以上のものに印加される前記非対称周期電圧波形の特性を測定することと、
前記電力の測定される特性に基づいて、前記プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を計算することと、
前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記非対称周期電圧波形を調節し、前記１つ以上の区域に近接する前記プラズマシースを制御することと
を含む、項目１０に記載の方法。
（項目１７）
非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、その上に記憶される命令を備え、前記命令は、プロセッサによる実行のために、またはフィールドプログラマブルゲートアレイを構成するために、プラズマ処理を実施するためのものであり、前記命令は、
プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じるように遠隔プラズマ源または源発生器のうちの少なくとも１つを制御することと、
前記プラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加するように複数のバイアス供給源を制御することと、
前記非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変するように前記複数のバイアス供給源のうちの１つ以上のものを制御することと
を行うための命令を含む、非一過性コンピュータ可読媒体。
図１は、複数のバイアス区域を伴うプラズマ処理システムを描写する、略図である。
図２は、複数のバイアス区域を伴う別のプラズマ処理システムを描写する。
図３は、複数のバイアス区域を伴うさらに別のプラズマ処理システムを描写する。
図４は、複数のバイアス区域を伴う別のプラズマ処理システムを描写する。
図５は、本明細書に開示される実施形態と関連して考察され得る方法を描写する、フローチャートである。
図６は、例示的制御システムの側面を描写する、略図である。
図７は、例示的バイアス供給源の側面を描写する、略図である。
図８は、バイアス供給源から出力される電圧波形のグラフ、対応するシース電圧のグラフ、および対応するスイッチタイミング図を含む。
図９は、例示的バイアス供給源波形および例示的電圧値を描写する、グラフである。
図１０Ａは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために２つの電圧源を使用する実装を描写する。図１０Ｂは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために２つの電圧源を使用する別の実装を描写する。図１０Ｃは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために２つの電圧源を使用するさらに別の実装を描写する。
図１１Ａは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために３つの電圧源を使用する実装を描写する。図１１Ｂは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために３つの電圧源を使用する別の実装を描写する。図１１Ｃは、図７に描写されるバイアス供給源に電圧を提供するために３つの電圧源を使用するさらに別の実装を描写する。
図１２は、制御システムと関連する例示的バイアス供給源の側面を描写する、略図である。
図１３は、例示的コンピューティングデバイスを描写する、ブロック図である。
本開示は、概して、空間的および時間的の両方で、容量（または誘導）結合プラズマの均一性および強度を制御するためのシステム、方法、および装置を説明する。
単語「例示的」は、「ある実施例、事例、または例証としての役割を果たすこと」を意味するように本明細書に使用される。「例示的」として本明細書に説明される任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましい、または有利として解釈されるものではない。また、本明細書における任意の以前の公開（またはこれに由来する情報）または公知である任意の事項の任意の言及は、以前の公開（またはこれに由来する情報）または公知の事項が従来通りである、ルーチンである、または本明細書が関連する取り組みの分野における共通の一般的知識の一部を形成することを認容または承認するわけではない、またはそれを示唆するいかなる形態でもない。
前置きとして、以下の図におけるフローチャートおよびブロック図は、本開示の種々の実施形態による、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能性として考えられる実装のアーキテクチャ、機能性、および動作を図示する。この点で、これらのフローチャートまたはブロック図におけるいくつかのブロックは、規定された論理機能を実装するための１つ以上の実行可能命令を備える、コードのモジュール、セグメント、または一部を表し得る。また、いくつかの代替実装では、ブロックに記述される機能は、図に記述される順序以外で起こり得ることに留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に並行して実行されてもよい、またはブロックは、時として、関与する機能性に応じて、逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、およびブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせは、規定された機能または行為を実施する専用ハードウェアベースシステムまたは専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実装され得ることに留意されたい。
以下の開示における使用事例は、ウエハプラズマ処理を含むが、実装は、プラズマチャンバ内での任意の基板処理を含むことができる。いくつかの事例では、基板以外の物体が、本明細書に開示されるシステム、方法、および装置を使用して処理されることができる。言い換えると、本開示は、物理的または化学的手段による表面変化、表面下変化、堆積、または除去をもたらすために、低大気圧プラズマ処理チャンバ内での任意の物体のプラズマ処理に適用される。
本開示は、必要ではないが、第ＵＳ９２８７０９２号、第ＵＳ９２８７０８６号、第ＵＳ９４３５０２９号、第ＵＳ９３０９５９４号、第ＵＳ９７６７９８８号、第ＵＳ９３６２０８９号、第ＵＳ９１０５４４７号、第ＵＳ９６８５２９７号、第ＵＳ９２１０７９０号に開示されるようなプラズマ処理および基板バイアス技法を利用してもよい。これらの特許の全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本開示の目的のために、「励起源」、「源発生器」、「ＲＦ源」、または「ＲＦ電力供給源」は、そのエネルギーが、主として、プラズマの発生および持続を対象とするものである一方、「バイアス供給源」は、そのエネルギーが、主として、プラズマからイオンおよび電子を誘引するための表面電位の発生を対象とするものである。源発生器およびバイアス供給源の周波数は、種々の因子（例えば、用途特有因子）に応じて変動するが、多くの実施形態では、源発生器は、１３．５６ＭＨｚおよびそれを上回る周波数で動作し、バイアス供給源は、２ＭＨｚを下回る（例えば、限定ではないが、２ＭＨｚ～４００ｋＨｚ）周波数で動作する。他の実施形態では、源供給源の周波数は、１３．５６ＭＨｚを下回り、バイアス供給源が、２ＭＨｚを超える周波数で動作し得ることが検討される。多くの用途では、源供給源の周波数は、バイアス供給源の周波数を上回る。
図１－４はそれぞれ、類似する面積の上部電極２８５（例えば、カソード）および下部（基板）電極２７５（例えば、アノード）を伴う略円筒形対称プラズマ処理チャンバ１００を含む、例示的プラズマ処理システムを描写する。プラズマ処理チャンバ１００の幾何学形状の本簡略化は、解説を容易にするが、本開示の種々の実装に対する限定であるべきではない。例えば、プラズマ処理チャンバ１００は、円筒形以外の形状を有してもよく（例えば、処理チャンバ１００は、長方形形状を有してもよい）、対称的ではない場合がある。他の実施形態では、上部および下部電極２８５、２７５は、同一の形状および／またはサイズを有していない場合がある。
図１－４はまた、その中に埋設される電気面２４５、２４９、２５５を伴う絶縁体としての電極２７５、２８５を示す。しかしながら、他の実施形態では、電極２７５、２８５は、伝導性材料または絶縁コーティングを伴う金属を含んでもよい。より一般的には、電極２７５、２８５は、エネルギーをプラズマに容量的に結合する（上部電極２８５）、または基板２００の表面上でバイアス電圧を容量的に発生させる（下部電極２７５）ことが可能である任意の構造として実装されることができる。図１－４は、プラズマチャンバ１００内のプラズマに容量結合されている源発生器からのＲＦ電力を描写するが、ＲＦエネルギーはまた（または代替として）、源発生器３００からプラズマ処理チャンバ１００に誘導結合され得ることを認識されたい。したがって、エネルギー結合コンポーネントは、電気面２５５の代わりに、誘導要素（例えば、コイル）であってもよい。いくつかの実施形態では、源発生器（例えば、源発生器）を利用する代わりに、または源発生器を使用することに加えて、プラズマが、遠隔プラズマ源によってプラズマチャンバに提供される。
基板２００は、物理的または化学的手段による表面変化、表面下変化、堆積、または除去をもたらすためにプラズマによって処理される、任意の物体またはアイテムであり、いくつかの事例では、表面であり得る。
図１は、ケーブル４７５または他の導体によって整合３５０を通してエネルギー結合コンポーネント（例えば、埋設電気面２５５）に接続される源発生器３００（「ＲＦ源」とも称される）によって給電される上部電極２８５を伴うプラズマ処理チャンバ１００を図示する。上部電極２８５は、絶縁リング１０５によってプラズマ処理チャンバ１００の本体から絶縁される。真空壁の内壁は、本実施例では、絶縁シリンダ１０７によってプラズマ電位から絶縁される。上部電極２８５からのＲＦ励起は、プラズマを発生させ、維持し、プラズマ密度を制御するために使用される。基板２００が、下部電極２７５上に位置するように示される。本電極２７５は、絶縁リング１１０によってプラズマチャンバから絶縁される。本実施形態は、それぞれ、ＤＣ電力供給源ユニット（ＰＳＵ）４５０およびｅＶスイッチ４００を含み得る、２つのバイアス供給源４０２を含む。
プラズマ処理チャンバに関する課題は、基板２００の上方、特に、基板の縁の周囲のプラズマシースの均一性を制御することである。基板の縁、埋設電気面の縁、絶縁リング１１０、および他のチャンバ関連アーチファクトによって引き起こされる不連続性は、シース均一性、したがって、基板の処理均一性に影響を及ぼし得る。従来の試みは、これらの課題を緩和しようとするために、基板保持器、チャンバ形状、および他の物理的幾何学形状の物理的変化を使用した。加えて、多くの従来のアプローチは、対称（例えば、正弦波）出力で動作する（例えば、波形の最初の半サイクルは、波形の最後の半サイクルにおける対応する対称成分を有する）。しかし、基板に正弦波形を印加することは、イオンエネルギーの広い分布を誘発し、これは、所望のエッチングプロファイルを実行するプラズマプロセスの能力を限定する。本開示は、より動的かつ柔軟なアプローチを用いてこれらの不均一性および不足に対処する。
一般に、図１は、複数のバイアス供給源４０２を描写し、各バイアス供給源４０２は、プラズマ処理チャンバ１００内に複数の区域（本明細書ではバイアス区域とも称される）を形成するために、対応する電気面に結合される。図１は、２つの区域を描写するが、実施形態は、多くの２つを上回る区域を含み得ることを認識されたい。図１に示されるように、バイアス供給源４０２のうちの１つは、中心電気面２４９に結合され、別のバイアス供給源４０２は、外側埋設電気面２４５に接続される。バイアス供給源４０２はそれぞれ、他のバイアス供給源から独立して制御されることができる。２つの埋設面２４５、２４９および２つのバイアス供給源４０２を使用することは、電極２７５を横断する不均一なバイアスを可能にする。例えば、より高いバイアスが、中心埋設面２４９よりも外側埋設面２４５に印加され得、または逆もまた同様である。代替として、異なるパルス化形態が、各埋設面２４５、２４９に印加されることができる。不均一なバイアスが印加され得るが、結果は、基板２００上の均一な表面電位であり得る。言い換えると、本複数埋設面方法は、プラズマ、基板等の不均一性を軽減し、それによって、基板の上方の均一なプラズマシースを達成するために使用されることができる。
２つのバイアス供給源のデューティサイクルもまた、プラズマシステムにおける不均一性効果に起因する処理速度の異なる速度を補償するために（同一の電圧でバイアス供給源４０２を実行しながら）変動されてもよい。または、バイアス供給源４０２は、所望の処理均一性をもたらすために、（バイアス供給源の間で）異なる電圧または異なるデューティサイクルおよび異なる電圧の両方の組み合わせにおいて実行されてもよい。埋設電気面および対応するバイアス供給源の付加的細分割もまた、利用されてもよい（例えば、２つ以上の埋設面および対応するバイアス供給源４０２が、実装されることができる）。別個のバイアス供給源４０２が示されるが、実践では、これらは、異なる出力を伴うが、共通のＤＣ電圧源を伴う１つのユニットに統合され得る（例えば、２つ以上のｅＶスイッチにフィードする単一のＤＣ電力供給源ユニット）。さらに、ｅＶ源の出力は、異なる埋設電気面の間で分圧器を用いて分割され得る。
図２は、図１に示される実施形態のさらなる変形例を図示する。本事例では、基板２００の外縁の下方に配列されるのではなく、外側埋設電極２４５は、少なくとも部分的に、絶縁リング１１０の真下に配列される。これは、絶縁体リング１１０の上方のバイアスおよびプラズマシース均一性の制御を可能にする。ある場合には、バイアス供給源４０２が付与するバイアスは、絶縁体リング１１０の上方のＲＦプラズマ誘発バイアスを排除し、プロセスの消耗品としての絶縁体リング１１０の処理を回避するか、または反対に、絶縁体リング１１０のプラズマ処理を強化するかのいずれかのために制御されることができる。
図３は、図２に示される実施形態のまたさらなる変形例を図示する。本事例では、外側埋設電極２４５は、絶縁体リング１１０の内側にあり、絶縁体リング１１０の上方のバイアスおよびシース均一性を制御する。ある場合には、バイアス供給源が付与するバイアスは、ＲＦプラズマ誘発バイアスを排除し、プロセスの消耗品としての絶縁体リング１１０の処理を回避するか、または反対に、絶縁体リング１１０のプラズマ処理を強化するかのいずれかのために制御されることができる。
図４は、１つ以上のバイアス供給源４０２が１つ以上の上部電極に結合され、１つ以上のＲＦ源が別の１つ以上のバイアス供給源４０２とともに（整合ネットワーク３５０を通して）底部電極に結合される実施形態を図示する。バイアス供給源４０２および源発生器３００を絶縁するために要求され得るフィルタは、示されないが、当業者によって実装されることができる。ｅＶ源のデューティサイクルおよび／または電圧レベルを変動することによって、プラズマ均一性は、改変され、基板の処理均一性に影響を及ぼすことができる。上部電極２８５の材料は、基板の処理において使用されてもよく、したがって、バイアス供給源４０２のバイアスレベルを、振幅、時間、均一性、またはこれらの組み合わせにおいて制御することによって、基板２００の処理の均一性および速度は、制御されてもよい。上部電極２８５の表面の上方のＲＦ誘発イオンバイアス電圧を抑制することが、所望され得、その場合、上部電極２８５における電気面２５７、２５９に結合されるバイアス供給源４０２は、本バイアス電圧を消去するために使用されることができる。ＲＦ誘発電圧が不均一である場合、複数のバイアス供給源４０２（例えば、２つ以上のバイアス供給源４０２）が、これらの不均一性に対抗するために使用されることができる。
別の実施形態では、バイアス供給源４０２のうちの１つ以上のものは、源発生器３００のパルス化および／または電圧変化と同期して、パルス化される、および／またはその電圧を変調させることができる。例えば、バイアス供給源４０２のうちの１つ以上のものがバイアス電圧を第１のバイアス電圧から第２のバイアス電圧に低下させる周期の間、源発生器３００は、その出力をパルス化する、その電圧を低下させる、またはその電圧出力をパルス化することおよび低下させることの両方を行ってもよい。
これらの概念は、バイアス供給源４０２および源発生器３００の例証される数に限定されるべきではない。むしろ、多くの源（例えば、多くのバイアス供給源４０２および多くの源発生器３００）が、使用されることができ、例えば、プラズマ密度の複雑な領域特有の制御（例えば、プラズマ密度均一性を達成するため）が、所望される。また、源の数は、電極の数と合致する必要はないことを理解されたい。例えば、２つの非限定的実施例を与えるために、４つの源発生器３００が、３つの電極を駆動することができる、または２つの源発生器が、５つの電極を駆動することができる。さらに、各源は、対応する整合ネットワークを有してもよい、または単一の整合ネットワークが、２つ以上の源に結合され、それをインピーダンス整合してもよい。２つ以上の電極が１つ以上のバイアス供給源４０２に結合される場合、これらの電極は、対称（例えば、同心リング）または非対称（例えば、基板および／またはチャンバにおける非対称性を考慮するため）であり得る。
さらに、２つ以上のバイアス供給源４０２が実装される場合、各バイアス供給源は、局在化イオン電流（したがって、イオンエネルギーおよびイオン密度）および局在化シース静電容量を決定するために使用されることができる。
イオン電流Ｉ１が、以下として与えられ得る。
Figure 0007289313000001
 式中、Ｃ１は、絶縁体、基板、基板支持体、およびｅチャックを含み得る、チャンバと関連付けられるコンポーネントの固有の静電容量を表す。
シース静電容量Ｃｓｈｅａｔｈが、以下として与えられ得る。
Figure 0007289313000002
複数のバイアス供給源４０２およびチャンバ内の異なる場所におけるイオン電流、したがって、イオン密度を測定するそれらの対応する能力は、バイアス供給源４０２および／または源発生器３００のためのフィードバックとして利用されることができる。また、シース静電容量が、シース静電容量を制御し、プラズマシースに影響を及ぼすためのパラメータ値として計算および利用されてもよい。代替として、または加えて、本フィードバックは、処理チャンバ１００または源３００、４０２の任意の電気的および／または機械的特徴を制御するために使用されることができる。代替として、または加えて、本フィードバックは、以下のうちのいずれか１つ以上のもの、すなわち、プラズマ処理チャンバ１００の磁石（例えば、プラズマを閉じ込める、または成形するために使用される磁石、またはマイクロ波プラズマ源を介して発生されたイオンを指向するために使用される磁石）、圧力制御（例えば、圧力弁）、質量流量制御、ガス流量制御、ガス化学制御、およびチャンバまたはその中のコンポーネントの物理的幾何学形状（例えば、接地されたシリコンキャップまたは蓋の垂直移動）を制御するために使用されることができる。種々の公知のＲＦ源（例えば、容量、誘導、マイクロ波等）の詳細な説明は、これらが当技術分野で周知であるため、ここでは適切ではないことをさらに理解されたい。しかしながら、本明細書に説明されるフィードバックおよび同期は、任意の公知のＲＦ源に適用可能である。
次に図５を参照すると、示されるものは、本明細書に開示されるいくつかの実施形態と関連して考察され得る方法を描写する、フローチャートである。本方法は、複数の区域を伴うプラズマ処理チャンバを提供するステップを含む（ブロック５００）。図１－４を参照して説明されるように、区域はそれぞれ、対応する電気面と関連して実現されてもよい。例えば、電気面２４５、２４９、２５０、２５７、２５９はそれぞれ、プラズマ処理チャンバ１００内に確立されるプラズマのシースの一部に影響を及ぼすために、（バイアス供給源４０２から周期電圧波形を付与されると）対応する区域を確立し得る。加えて、基板２００が、プラズマ処理チャンバ１００内に設置され（ブロック５０２）、プラズマが、源発生器を用いてプラズマ処理チャンバ１００内に発生される（ブロック５０４）。示されるように、バイアス波形（例えば、非対称周期電圧波形）が、複数の区域のそれぞれに印加され（ブロック５０６）、プラズマ処理チャンバ１００の環境の１つ以上の特性が、監視される（ブロック５０８）。１つ以上の特性の監視は、プラズマ処理チャンバ内のセンサまたはプローブによって、および／またはバイアス供給源４０２または源発生器３００によって印加される電力の１つ以上の側面を（プラズマ処理チャンバの外側を）監視することによって実装されてもよい。監視（ブロック５０８）に応答して、複数の区域のうちの１つ以上のものによって印加されるバイアス波形（例えば、非対称周期電圧波形）が、調節される（ブロック５１０）。
図６を参照すると、示されるものは、本明細書における実施形態と関連して使用され得る例示的制御システムの側面である。また、示されるものは、シース静電容量（Ｃｓｈｅａｔｈ）、および絶縁体、基板、基板支持体、およびｅチャックを含み得る、プラズマ処理チャンバ１００と関連付けられるコンポーネントの固有の静電容量を表す静電容量Ｃ１の表現である。
示されるように、電流および／または電圧が、プラズマ処理チャンバ１００の環境の１つ以上の特性を間接的に監視するために、コントローラ６６０によって測定されてもよい（ブロック５０８）。プラズマ処理チャンバ１００の環境の例示的特性は、測定される出力電圧Ｖｏｕｔを使用する方程式２を用いて計算され得る、シース静電容量（Ｃｓｈｅａｔｈ）であり得る。
監視（ブロック５０８）は、記憶される（例えば、シース静電容量および／またはプラズマ処理チャンバの環境の他の特性についての）データを取得するために基板を処理することに先立って実施されてもよく、次いで、データは、バイアス波形を調節するために利用される（ブロック５１０）（例えば、フィードフォワード様式で）。ブロック５０８における監視はまた、プラズマ処理の間に実施されてもよく、（例えば、バイアス供給源６０２の電圧および／またはデューティサイクルを調節することによる）ブロック５１０における調節は、例えば、図６に示されるような電圧および／または電流測定値を使用するリアルタイムフィードバックを使用して行われてもよい。
次に図７を参照すると、示されるものは、バイアス供給源４０２、６０２を実現するために使用され得る例示的バイアス供給源７０２の一般的表現である。示されるように、バイアス供給源７０２は、３つの電圧Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３を利用する。出力Ｖｏｕｔは、Ｃチャックを通して容量結合されるため、概して、ＶｏｕｔのＤＣレベルを制御することは、必要ではなく、３つの電圧は、接地（０Ｖ）であるようにＶ１、Ｖ２、またはＶ３のうちの１つを選定することによって、２つに低減されることができる。別個のチャック供給源が、使用されてもよく、したがって、ＶｏｕｔのＤＣレベルを制御することは、必要ではない。別個のチャック供給源が使用されない場合、全ての３つの電圧は、ＶｏｕｔのＤＣレベルを制御するために制御されることができる。明確化のために示されないが、２つのスイッチＳ１およびＳ２は、下記に開示されるように、スイッチコントローラがスイッチＳ１、Ｓ２を開および閉にすることを可能にするために、電気または光学接続を介してスイッチコントローラによって制御され得る。描写されるスイッチＳ１、Ｓ２は、単極、単投スイッチによって実現されてもよく、非限定的実施例として、スイッチＳ１、Ｓ２は、炭化ケイ素金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ）によって実現されてもよい。
本実装では、電圧Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３は、ＤＣ源電圧であってもよい。示されるように、第１のスイッチＳ１は、誘導要素を通して、第１の電圧Ｖ１を出力Ｖｏｕｔに切替可能に接続するように配置され、第２のスイッチＳ２は、誘導要素を通して、第２の電圧Ｖ２を出力Ｖｏｕｔに切替可能に結合するように配置される。本実装では、２つのスイッチは、共通ノード６７０に接続し、共通誘導要素Ｌ１が、共通ノードと出力ノードＶｏｕｔとの間に配置される。誘導要素の他の配列も、可能性として考えられる。例えば、１つの誘導要素がＳ１をＶｏｕｔに接続し、別のものがＳ２をＶｏｕｔに接続する、２つの別個の誘導要素が存在してもよい。別の実施例では、１つの誘導要素が、Ｓ１をＳ２に接続してもよく、別の誘導要素が、Ｓ１またはＳ２のいずれかをＶｏｕｔに接続してもよい。
図７を参照しながら、１）Ｖｏｕｔにおいて出力されるバイアス供給源７０２の非対称周期電圧波形のサイクル、２）対応するシース電圧、および３）スイッチＳ１およびＳ２の対応するスイッチ位置を描写する、図８が、同時に参照される。示されるように、バイアス供給源７０２によって出力される周期電圧波形は、非対称であり、したがって、電圧波形の最初の半サイクルは、電圧波形の最後の半サイクルの間に対応する対称成分を有していない。動作時、第１のスイッチＳ１は、電圧波形の第１の部分８６０（電圧Ｖ０とＶａとの間）に沿って、出力ノードＶｏｕｔにおける電圧のレベルを、第１の電圧レベルＶａまで増加させるために瞬間的に閉にされる。レベルＶａは、波形の第２の部分８６２に沿って維持される。第２のスイッチＳ２は、次いで、波形の第３の部分８６４に沿って、出力ノードＶｏｕｔにおける電圧波形のレベルを、第２の電圧レベルＶｂまで減少させるために瞬間的に閉にされる。Ｓ１およびＳ２は、短い時間周期を除いて開であることに留意されたい。示されるように、第３の部分８６４に沿った負の電圧スイングは、シース電圧（Ｖｓｈｅａｔｈ）に影響を及ぼし、したがって、Ｖａ－Ｖｂの大きさは、シース電圧に影響を及ぼすように制御され得る。
本実施形態では、第１および第２のスイッチＳ１、Ｓ２が開である間、第３の電圧Ｖ３は、第２の誘導要素Ｌ２を通して出力ノードＶｏｕｔに印加され、電圧波形の第４の部分８６６に沿って、出力ノードにおける電圧のレベルをさらに減少させる。図８に示されるように、第４の部分８６６に沿った負の電圧ランプは、基板に衝突するイオンを補償することによって、シース電圧を維持するために確立され得る。
したがって、Ｓ１は、第１の誘導要素Ｌ１を通して、第１の電圧Ｖ１を出力Ｖｏｕｔに瞬間的に接続し、次いで、接続解除し、ある時間周期後、Ｓ２は、第１の誘導要素Ｌ１を通して、第２の電圧（例えば、接地）を出力Ｖｏｕｔに接続し、次いで、接続解除する。第３の電圧Ｖ３は、第２の誘導要素Ｌ２を通して、出力Ｖｏｕｔに結合される。本実装では、第１の電圧Ｖ１は、第３の電圧Ｖ３よりも高くあり得、出力Ｖｏｕｔへの第１の電圧Ｖ１の瞬間的接続および接続解除は、出力Ｖｏｕｔの電圧を、電圧波形の第１の部分８６０に沿って、第１の電圧レベルＶａまで増加させ、第１の電圧レベルＶａは、波形８６２の第２の部分に沿って持続される。第１の電圧レベルＶａは、第１の電圧Ｖ１を上回り得、第２の電圧Ｖ２（例えば、接地）は、第１の電圧レベルＶａ未満であり得る。第２の電圧Ｖ２の瞬間的接続、次いで、接続解除は、出力の電圧を、第３の部分８６４において、第２の電圧Ｖ２（例えば、接地）を下回る第２の電圧レベルＶｂまで減少させる。
実施例として、図９に示されるように、Ｖ１は、－２，０００ＶＤＣであり得、Ｖ２は、接地であり得、Ｖ３は、－５，０００ＶＤＣであり得、Ｖ０は、－７，０００ＶＤＣであり得、Ｖｂは、－３，０００ＶＤＣであり得、Ｖａは、３，０００ＶＤＣであり得る。しかし、これらの電圧は、単に、図７および８を参照して説明される電圧の相対的大きさおよび極性に文脈を提供するための例示である。
次に図１０Ａ－１０Ｃを参照すると、示されるものは、図７および９に描写される電圧Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３を提供するための２つのＤＣ電圧源の可能性として考えられる配列である。図１０Ａでは、Ｖ２は、接地され、２つのＤＣ電圧源の間の共通ノードを形成する。図１０Ｂでは、Ｖ１は、接地され、Ｖ２は、ＤＣ電圧源の間の共通ノードを形成する。また、図１０Ｃでは、Ｖ１は、接地され、２つのＤＣ電圧源のそれぞれの間の共通ノードを形成する。
いくつかの実施形態では、図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃに示されるように、３つのＤＣ電圧源は、３つの電圧Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３を印加するために利用されてもよい。図１１Ａに示されるように、３つのＤＣ電圧源はそれぞれ、接地に結合されてもよく、３つのＤＣ電圧源はそれぞれ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のうちの対応するものを提供する。図１１Ｂでは、ＤＣ電圧源のうちの１つは、接地され、３つのＤＣ電圧源は、直列に配列される。図１１Ｃでは、ＤＣ電圧源のうちの１つは、接地とＶ２との間に配置され、ＤＣ電圧源はそれぞれ、Ｖ２に結合される。
次に図１２を参照すると、示されるものは、バイアス供給源４０２、６０２を実現するために使用され得る例示的バイアス供給源１２０２である。示されるように、バイアス供給源１２０２は、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２、および第３の電圧Ｖ３を提供するために、スイッチコントローラ１２０４と、２つの電圧源とを含む。明確化のために示されないが、２つのスイッチＳ１およびＳ２は、下記に開示されるように、スイッチコントローラ１２０４がスイッチＳ１、Ｓ２を開および閉にすることを可能にするために、（例えば、電気または光学接続を介して）スイッチコントローラ１２０４に結合される。描写されるスイッチＳ１、Ｓ２は、電気または光学信号によって制御可能である単極、単投、常時開スイッチによって実現されてもよい。非限定的実施例として、スイッチＳ１、Ｓ２は、炭化ケイ素金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ）によって実現されてもよい。
また、示されるものは、各バイアス供給源の筐体内で実現され得る、または集中ツールコントローラの一部として実現され得る、例示的コントローラ１２６０である。示されるように、コントローラ１２６０は、バイアス供給源の出力Ｖｏｕｔにおけるバイアス供給源１２０２によって印加される電力を示す情報（例えば、電圧および／または電流情報）を受信するために結合される。示されるように、コントローラ１２６０はまた、コントローラ１２６０がバイアス供給源１２０２を制御すること（例えば、バイアス電極に近接するプラズマシースを制御すること）を可能にするために、スイッチコントローラ１２０４および２つのＤＣ電圧源に結合される。
加えて、コントローラ１２６０は、バイアス供給源１２０２によって印加される電力の少なくとも１つの特性を測定するための監視回路１２７０と、監視回路１２７０から取得された電力の測定される特性に基づいて、プラズマ処理チャンバ１００内の環境の特性を計算するように構成される、チャンバ分析コンポーネント１２７２とを含む。また、コントローラ１２６０内に示されるものは、バイアス供給源１２０２によって印加される電力を調節し、バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するための制御回路１２７４である。図１２では、コントローラ１２６０およびスイッチコントローラ１２０４は、別個の構造として描写されるが、コントローラ１２６０およびスイッチコントローラ１２０４は、統合される、および／または共通基礎コンポーネントを共有し得ることを認識されたい。例えば、コントローラ１２６０およびスイッチコントローラ１２０４は、同一のプリント回路基板上に並置されてもよい。別の実施例として、コントローラ１２６０およびスイッチコントローラは、図１３に描写されるコンピューティングデバイスと類似する、または同一のアーキテクチャを含むシステムによって実現されてもよい。
監視回路１２７０は、指向性結合器、Ｖ－Ｉセンサ、位相および利得センサ、電圧センサ、および電流センサ等の１つ以上のセンサを含んでもよい。当業者は、電力の測定される特性が、電圧、電流、位相、および電力を含み得ることを理解するであろう。加えて、監視回路１２７０は、センサからのアナログ信号を電力の測定される特性のデジタル表現に変換するために、アナログ／デジタル変換コンポーネントを含んでもよい。他の実装では、センサは、コントローラ１２６０と別個であり、監視回路１２７０は、センサからのアナログ信号を電力の測定される特性のデジタル表現に変換するために、アナログ／デジタル変換コンポーネントを含む。さらに他の実装では、センサは、感知要素と、アナログ／デジタル変換コンポーネントとを含み、監視回路１２７０は、電力の特性のデジタル表現を受信してもよい。プラズマ処理チャンバの環境の１つ以上の特性の監視は、少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される電力の少なくとも１つの特性を（監視回路１２７０を用いて）測定することを含んでもよい。
チャンバ分析コンポーネント１２７２は、概して、監視回路１２７０から取得された電力の測定される特性に基づいて、プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を決定するように構成される。電力が、プラズマ処理チャンバ１００の外部である場所において（監視回路１２７０によって）測定され得るが、測定される電力特性は、プラズマ処理チャンバ１００内の環境の特性を計算するために使用されてもよい。例えば、方程式１を使用して、バイアス区域に近接する領域内のイオン電流が、Ｃ１と関連するＶｏｕｔにおける電圧の測定値を使用して計算されてもよい。別の実施例として、方程式２を使用して、バイアス区域に近接する領域内のシース静電容量が、計算されてもよい。
制御回路１２７４は、概して、バイアス供給源によって印加される電力を調節し、プラズマ処理チャンバ１００内の環境の側面を調節するように動作する。例えば、（バイアス供給源１２０２によって確立される）ある区域に近接するプラズマシースが、調節されてもよい、および／またはイオン電流もまた、調節されてもよい。示されるように、コントローラ１２６０は、ＤＣ電圧源およびスイッチコントローラ１２０４に結合されてもよく、したがって、図８を参照すると、コントローラ１２６０は、電圧Ｖａ、電圧Ｖｂ、ｔ１、Ｔ、および第４の部分８６６の勾配を調節するために使用されてもよい。図８を参照して議論されるように、バイアス供給源１２０２と関連付けられるバイアス区域に近接するプラズマシースの電圧は、調節されてもよい。
再び図１２を参照すると、（図１０Ａに描写される実施形態を組み込む）本実装では、第２の電圧Ｖ２は、２つのＤＣ電圧源に結合されかつ接地に結合されるノードにおいて提供されるが、（例えば、図１０Ｂおよび１０Ｃを参照して上記に説明される）他の実装では、第２の電圧Ｖ２は、接地される必要はない。示されるように、第１のスイッチＳ１は、第１の電圧Ｖ１を（Ｓ１およびＳ２に共通である）共通ノード７７０に切替可能に接続するように配置され、第２のスイッチＳ２は、第２の電圧Ｖ２を共通ノード７７０に切替可能に結合するように配置される。加えて、第１の誘導要素Ｌ１が、共通ノードと出力ノードＶｏｕｔとの間に配置される。
動作時、スイッチコントローラ１２０４は、電圧波形の第１の部分８６０（電圧Ｖ０とＶａとの間）に沿って、出力ノードＶｏｕｔにおける電圧のレベルを、波形の第２の部分８６２に沿って維持される第１の電圧レベルＶａまで増加させるために、第１のスイッチＳ１を閉にするように構成され、次いで、第１のスイッチＳ１は、開にされる。スイッチコントローラ１２０４は、次いで、波形の第３の部分８６４に沿って、出力ノードＶｏｕｔにおける電圧波形のレベルを、第２の電圧レベルＶｂまで減少させるために、第２のスイッチＳ２を閉にし、次いで、スイッチコントローラ７０４は、第２のスイッチＳ２を開にし、したがって、Ｓ１およびＳ２は、開である。示されるように、第３の部分８６４に沿った負の電圧スイングは、シース電圧（Ｖｓｈｅａｔｈ）に影響を及ぼし、したがって、Ｖｂの大きさは、Ｖｏｕｔに結合される電極面に近接近するシース電圧に影響を及ぼすように制御され得る。当業者は、本実装では、ＶｂがＶ１を制御することによって制御可能であるが、ＶｂがインダクタＬ１の影響によってＶ１に等しくないことを理解するであろう。
本実施形態では、第２の電圧源は、少なくとも第１および第２のスイッチＳ１、Ｓ２が開である間、第３の電圧Ｖ３を、第２の誘導要素Ｌ２を通して出力ノードＶｏｕｔに印加し、周期非対称電圧波形の第４の部分８６６に沿って、出力ノードにおける電圧波形のレベルをさらに減少させるためのイオン補償コンポーネントとして機能する。図８に示されるように、第４の部分８６６に沿った負の電圧ランプは、基板に衝突するイオンを補償することによって、シース電圧を維持するために確立され得る。
したがって、Ｓ１は、第１の誘導要素Ｌ１を通して、第１の電圧Ｖ１を出力Ｖｏｕｔに瞬間的に接続し、次いで、接続解除し、ある時間周期後、Ｓ２は、第１の誘導要素Ｌ１を通して、第２の電圧（例えば、接地）を出力Ｖｏｕｔに接続し、次いで、接続解除する。第３の電圧Ｖ３は、第２の誘導要素Ｌ２を通して、出力Ｖｏｕｔに結合される。本実装では、第１の電圧Ｖ１は、第３の電圧Ｖ３よりも高くあり得、出力Ｖｏｕｔへの第１の電圧Ｖ１の瞬間的接続および接続解除は、出力Ｖｏｕｔの電圧を、電圧波形の第１の部分８６０に沿って、第１の電圧レベルＶａまで増加させ、第１の電圧レベルＶａは、波形８６２の第２の部分に沿って持続される。第１の電圧レベルＶａは、第１の電圧Ｖ１を上回り得、第２の電圧Ｖ２（例えば、接地）は、第１の電圧レベルＶａ未満であり得る。第２の電圧Ｖ２の瞬間的接続、次いで、接続解除は、出力の電圧を、第３の部分８６４において、第２の電圧Ｖ２（例えば、接地）を下回る第２の電圧レベルＶｂまで減少させる。
ある実施形態では、１つ以上のバイアス供給源が、チャンバ内の基準基板を用いて、またはいかなる基板も伴わず、イオン密度、シース静電容量、または他のチャンバパラメータを測定するために使用され得る。１つ以上の処理工程が、実行され得、次いで、測定は、繰り返されることができる。このように、チャンバの変化が、監視されることができる。
シリコン上部蓋が使用される場合、１つ以上のバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２は、局部的イオン密度および／または他のチャンバパラメータを監視するために使用されることができる。シリコン上部蓋（シリコン真空シールとも称される）は、典型的には、消耗品であるが、均一な様式で消費され得ない。局部的プラズマ特性を測定するために複数のバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２を使用することは、シリコン真空シールにおける不均一な変化を推測するための手段を提供し得る。経時的な本フィードバックは、ＲＦ源３００および／またはバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２を調節し、シリコン真空シールにおける時変不均一性を考慮するために使用されることができる。加えて、本フィードバックは、シリコン真空シールが交換すべきであり得るときを決定するために使用されることができる。別の実施形態では、１つ以上のバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２は、本シリコン真空シールに隣接する（例えば、チャンバの上部における）電極に結合されることができる。バイアス供給源４０２、７０２、１２０２は、プラズマシースを修正する、またはさらには排除するために使用されることができるため、本上部搭載バイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２は、シリコン真空シールとプラズマとの間のプラズマシースを最小限にする、またはさらには排除するために使用され得る。このように、シリコン真空シールの浸食または消費が、現在のプロセスと比較して低減されることができる。
これらの方針に沿って、各バイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２および対応する電極は、プラズマシースを局所的に制御し、それによって、チャンバのある領域またはコンポーネントに関するイオン衝撃を低減または排除するために、処理チャンバの種々の場所に配列され得る。イオン密度およびシース静電容量、およびその局所変動が、チャンバ清浄度を監視するために使用されてもよい。例えば、経時的な局所イオン密度の変化は、局所チャンバ表面が１つ以上のフィルムを蓄積していることを示し得る。別の実施形態では、空間内に分散される複数の静電チャック電圧が、局部的イオン密度に影響を及ぼすために使用され得る。
本明細書に開示される実施形態と関連して説明される方法は、ハードウェアにおいて、非一過性有形プロセッサ可読記憶媒体内でエンコードされるプロセッサ実行可能コードにおいて、または２つの組み合わせにおいて直接具現化されてもよい。例えば、図１３を参照すると、示されるものは、例示的実施形態による、源発生器３００およびバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２の制御側面を実現するために利用され得る物理的コンポーネントを描写する、ブロック図である。示されるように、本実施形態では、ディスプレイ部分１３１２および不揮発性メモリ１３２０が、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）１３２４、処理部分（Ｎ個の処理コンポーネントを含む）１３２６、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１３２７、およびＮ個の送受信機を含む送受信機コンポーネント１３２８にもまた結合される、バス１３２２に結合される。図１３に描写されるコンポーネントは、物理的コンポーネントを表すが、図１３は、詳細なハードウェア図であることを意図しておらず、したがって、図１３に描写されるコンポーネントの多くは、共通構造によって実現される、または付加的物理的コンポーネントの間で分散されてもよい。さらに、他の既存および未開発の物理的コンポーネントおよびアーキテクチャも、図１３を参照して説明される機能的コンポーネントを実装するために利用され得ることが検討される。
本ディスプレイ部分１３１２は、概して、ユーザのためのユーザインターフェースを提供するように動作し、いくつかの実装では、ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイによって実現される。一般に、不揮発性メモリ１３２０は、データおよび（本明細書に説明される方法をもたらすことと関連付けられる実行可能コードを含む）プロセッサ実行可能コードを記憶する（例えば、持続的に記憶する）ように機能する、非一過性メモリである。例えば、いくつかの実施形態では、不揮発性メモリ１３２０は、ブートローダコード、オペレーティングシステムコード、ファイルシステムコード、および図１－１２に対する参照によって説明されるような基板またはプラズマ処理チャンバ１００の異なる局在化領域をバイアスする方法の実行を促進するための非一過性プロセッサ実行可能コードを含む。監視回路１２７０、チャンバ分析コンポーネント１２７２、および制御回路１２７２のうちの１つ以上のものが、少なくとも部分的に、非一過性プロセッサ実行可能コードによって実現されてもよい。
多くの実装では、不揮発性メモリ１３２０は、フラッシュメモリ（例えば、ＮＡＮＤまたはＯＮＥＮＡＮＤメモリ）によって実現されるが、他のメモリタイプも、同様に利用され得ることが検討される。不揮発性メモリ１３２０からのコードを実行することが可能であり得るが、不揮発性メモリ内の実行可能コードは、典型的には、ＲＡＭ１３２４にロードされ、処理部分１３２６内のＮ個の処理コンポーネントのうちの１つ以上のものによって実行される。
ＲＡＭ１３２４と関連するＮ個の処理コンポーネントは、概して、不揮発性メモリ１３２０内に記憶される命令を実行し、本明細書に開示されるアルゴリズムおよび機能の実行を可能にするように動作する。いくつかのアルゴリズムが、本明細書に開示されるが、これらのアルゴリズムのうちのいくつかは、フローチャートに表されないことを認識されたい。図１－１２に示され、それに対して説明されるような基板またはチャンバの異なる局在化領域をバイアスする方法をもたらすためのプロセッサ実行可能コードは、不揮発性メモリ１３２０内に持続的に記憶され、ＲＡＭ１３２４と関連してＮ個の処理コンポーネントによって実行されてもよい。当業者が理解するであろうように、処理部分１３２６は、ビデオプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、または他のハードウェア処理コンポーネントまたはハードウェアおよびソフトウェア処理コンポーネントの組み合わせ（例えば、ＦＰＧＡまたはデジタル論理処理部分を含むＦＰＧＡ）を含んでもよい。
加えて、または代替では、非一過性ＦＰＧＡ構成命令は、不揮発性メモリ１３２０内に持続的に記憶され、本明細書に開示されるアルゴリズムを実装し、コントローラ１２６０の機能のうちの１つ以上のものまたはＲＦ源３００およびバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２の他の側面をもたらすようにフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を構成するために（例えば、起動の間に）アクセスされてもよい。
入力コンポーネント１３３０は、プラズマ処理チャンバ１００内の環境および／または源発生器３００とバイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２との間の同期された制御の１つ以上の側面を示す信号（例えば、電流、電圧、および位相情報、および／またはバイアス供給源と源発生器との間の同期信号）を受信するように動作する。入力コンポーネントにおいて受信される信号は、例えば、同期信号、種々の発生器および電力供給源ユニットへの電力制御信号、またはユーザインターフェースからの制御信号を含んでもよい。出力コンポーネントは、概して、本明細書に開示されるようなバイアス供給源を制御する動作側面（例えば、基板および／またはプラズマ処理チャンバ１００内の他のコンポーネントの局在化バイアス）をもたらすための１つ以上のアナログまたはデジタル信号および／またはＲＦ源とバイアス供給源との間の同期をもたらすための信号を提供するように動作する。例えば、出力部分１３３２は、バイアス供給源４０２、６０２、７０２、１２０２と源発生器３００との間の同期信号を提供してもよい。
描写される送受信機コンポーネント１３２８は、無線または有線ネットワークを介して外部デバイスと通信するために使用され得る、Ｎ個の送受信機チェーンを含む。Ｎ個の送受信機チェーンはそれぞれ、特定の通信スキーム（例えば、ＷｉＦｉ、イーサネット（登録商標）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等）と関連付けられる送受信機を表してもよい。
当業者によって理解されるであろうように、本開示の側面は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。故に、本開示の側面は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、または全て、概して、本明細書では「回路」、「モジュール」、または「システム」と称され得るソフトウェアおよびハードウェア側面を組み合わせる実施形態の形態をとってもよい。さらに、本開示の側面は、その上で具現化されるコンピュータ可読プログラムコードを有する１つ以上のコンピュータ可読媒体において具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。
本明細書に使用されるように、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」の列挙は、「Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか、またはＡ、Ｂ、およびＣの任意の組み合わせ」を意味することを意図している。開示される実施形態の前述の説明は、当業者が本開示を作製または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態の種々の修正が、当業者に容易に明白となり、本明細書に定義される一般的原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図しておらず、本明細書に開示される原理および新規の特徴と一貫する最も広い範囲を与えられるものである。

Claims (16)

  1. プラズマ処理のためのシステムであって、前記システムは、
    プラズマ処理チャンバであって、
    前記処理チャンバ内にプラズマを提供するための源と、
    少なくとも２つのバイアス電極であって、前記少なくとも２つのバイアス電極は、前記バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するために前記プラズマ処理チャンバ内に配列される、少なくとも２つのバイアス電極と、
    基板を支持するために配置されるチャックと
    を含む、プラズマ処理チャンバと、
    前記少なくとも２つのバイアス電極に結合される少なくとも１つのバイアス供給源と、
    コントローラであって、前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源を制御し、非対称周期電圧波形を前記少なくとも２つのバイアス電極のそれぞれに印加し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御し、前記基板の縁に対応する前記少なくとも２つのバイアス電極のうちの１つに前記非対称周期電圧波形のうちの少なくとも１つを印加する、コントローラと
    を備える、システム。
  2. 前記源は、遠隔プラズマ源または源発生器のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
  3. プラズマ処理のためのシステムであって、前記システムは、
    プラズマ処理チャンバであって、
    前記処理チャンバ内にプラズマを提供するための源と、
    少なくとも２つのバイアス電極であって、前記少なくとも２つのバイアス電極は、前記バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するために前記プラズマ処理チャンバ内に配列される、少なくとも２つのバイアス電極と、
    基板を支持するために配置されるチャックと
    を含む、プラズマ処理チャンバと、
    前記少なくとも２つのバイアス電極に結合される少なくとも１つのバイアス供給源と、
    コントローラであって、前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源を制御し、非対称周期電圧波形を前記少なくとも２つのバイアス電極のそれぞれに印加し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、コントローラと
    を備え、
    前記チャックは、前記少なくとも２つのバイアス電極が、前記基板に対するイオンの軌道またはイオンのエネルギーの空間分布のうちの少なくとも１つに影響を及ぼす前記シースの一部を改変することを可能にするために、前記プラズマのシースと前記少なくとも２つのバイアス電極との間に配置される、システム。
  4. 前記少なくとも２つのバイアス電極のうちの１つの一部は、前記基板の縁に対するイオンの軌道またはイオンのエネルギーの空間分布のうちの少なくとも１つに影響を及ぼす前記シースの一部を改変するために、前記チャックの縁に沿って配置される、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記コントローラは、
    前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記非対称周期電圧波形の少なくとも１つの特性を測定するための監視回路と、
    チャンバ分析コンポーネントであって、前記チャンバ分析コンポーネントは、前記監視回路から取得された前記非対称周期電圧波形の前記測定される特性に基づいて、前記プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を決定するように構成される、チャンバ分析コンポーネントと、
    制御回路であって、前記制御回路は、前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記非対称周期電圧波形を調節し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、制御回路と
    を含む、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記チャンバ分析コンポーネントは、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースのシース静電容量を計算するように構成され、前記制御回路は、前記シース静電容量を調節するために印加される前記非対称周期電圧波形の少なくとも１つの特性を調節するように構成される、請求項５に記載のシステム。
  7. プラズマ処理のためのシステムであって、前記システムは、
    プラズマ処理チャンバであって、
    前記処理チャンバ内にプラズマを提供するための源と、
    少なくとも２つのバイアス電極であって、前記少なくとも２つのバイアス電極は、前記バイアス電極に近接するプラズマシースを制御するために前記プラズマ処理チャンバ内に配列される、少なくとも２つのバイアス電極と、
    基板を支持するために配置されるチャックと
    を含む、プラズマ処理チャンバと、
    前記少なくとも２つのバイアス電極に結合される少なくとも１つのバイアス供給源と、
    コントローラであって、前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源を制御し、非対称周期電圧波形を前記少なくとも２つのバイアス電極のそれぞれに印加し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、コントローラと
    を備え、前記コントローラは、
    前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される非対称周期電圧波形の少なくとも１つの特性を測定するための監視回路と、
    チャンバ分析コンポーネントであって、前記チャンバ分析コンポーネントは、前記監視回路から取得された前記非対称周期電圧波形の前記測定される特性に基づいて、前記プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を決定するように構成される、チャンバ分析コンポーネントと、
    制御回路であって、前記制御回路は、前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記非対称周期電圧波形を調節し、前記バイアス電極に近接する前記プラズマシースを制御する、制御回路と
    を含み、
    前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイアス供給源内に統合される統合コントローラまたは前記プラズマ処理システムの複数のコンポーネントを制御するシステムコントローラのうちの少なくとも１つを含む、システム。
  8. 前記プラズマ処理チャンバ内に配列されるプラズマ電極に結合される源発生器を含む、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記源発生器は、ＲＦ発生器である、請求項２に記載のシステム。
  10. プラズマ処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、前記方法は、
    前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じることと、
    対応する複数のバイアス供給源を用いて前記プラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加することと、
    前記基板の縁に対応する区域に前記非対称周期電圧波形のうちの少なくとも１つを印加することと、
    前記非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変することと
    を含む、方法。
  11. 前記プラズマ処理チャンバ内の基板に近接して位置付けられる複数の区域のそれぞれに前記非対称周期電圧波形を印加することを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記基板の前記縁に対応する前記区域に前記非対称周期電圧波形を印加し、前記基板の前記縁に近接する前記プラズマの密度を抑制することを含む、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記少なくとも１つの源発生器および前記バイアス供給源のうちの１つを共通電極に結合することを含む、請求項１０に記載の方法。
  14. プラズマ処理チャンバ内で基板を処理するための方法であって、前記方法は、
    前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じることと、
    対応する複数のバイアス供給源を用いて前記プラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加することと、
    前記非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変することと
    を含み、前記方法は、
    １つ以上の上部区域への非対称周期電圧波形を調節し、前記プラズマ処理チャンバの上板に近接するプラズマシースの対応する１つ以上の部分を改変することをさらに含む、方法。
  15. 前記バイアス供給源のうちの１つ以上のものによって前記区域のうちの１つ以上のものに印加される前記非対称周期電圧波形の特性を測定することと、
    前記非対称周期電圧波形の前記測定される特性に基づいて、前記プラズマ処理チャンバ内の環境の特性を計算することと、
    前記少なくとも１つのバイアス供給源によって印加される前記非対称周期電圧波形を調節し、前記１つ以上の区域に近接する前記プラズマシースを制御することと
    を含む、請求項１０に記載の方法。
  16. 非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、その上に記憶される命令を備え、前記命令は、プロセッサによる実行のために、またはフィールドプログラマブルゲートアレイを構成するために、プラズマ処理を実施するためのものであり、前記命令は、
    プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生じるように遠隔プラズマ源または源発生器のうちの少なくとも１つを制御することと、
    前記プラズマ処理チャンバ内の複数の区域のそれぞれに非対称周期電圧波形を印加し、前記プラズマ処理チャンバ内で処理される基板の縁に対応する区域に前記非対称周期電圧波形のうちの少なくとも１つを印加するように複数のバイアス供給源を制御することと、
    前記非対称周期電圧波形の１つ以上の特性を調節し、プラズマシースの対応する部分を改変するように前記複数のバイアス供給源のうちの１つ以上のものを制御することと
    を行うための命令を含む、非一過性コンピュータ可読媒体。

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