JP7313851B2 - 共鳴プロセスモニタ - Google Patents

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Description

［０００１］諸実施形態は、半導体製造の分野に関し、具体的には、リアルタイムでチャンバ性能をモニタリングするときに使用する共鳴プロセスモニタに関する。
［０００２］半導体製造では、高い歩留まり、チャンバの適合性、処理の均一性等を確実なものとするために、チャンバ性能を注意深く分析する必要がある。現在では、チャンバ性能は、チャンバから得られたアウトプットによって判断される（すなわち、チャンバがまともに稼働しているかを判断するために処理された基板が検査される）。さらに、ある程度の数の基板が処理された後、洗浄又は較正のためにチャンバをラインから外す場合がある。
［０００３］半導体製造ツールは、消耗品も含み得る。例えば、端部リング及び処理リングは、一般的に、定期的に交換が必要な消耗品である。保守点検のためにツールをラインから外すのは費用がかかるので、消耗部品の使用可能な寿命を知ることが重要である。消耗部品の交換があまりにも早いと、結果的にダウンタイムが増加してしまう。消耗部品の交換があまりにも遅いと、結果的にチャンバ性能が低下してしまう。
［０００４］本明細書に記載された実施形態は、共鳴プロセスモニタ、及びこのような共鳴プロセスモニタを形成する方法を含む。一実施形態では、共鳴プロセスモニタは、第１の開口及び第２の開口を有するフレームを含む。一実施形態では、共鳴体は、フレームの第１の開口を密封する。一実施形態では、共鳴体の第１の表面上の第１の電極は、フレームに接触し、第２の電極は、共鳴体の第２の表面上にある。諸実施形態は、フレームの第２の開口を密封する背板をさらに含む。一実施形態では、背板は、フレームに機械的に連結され、共鳴体、背板、及びフレームの内部表面は、空洞を画定する。
［０００５］追加の実施形態は、共鳴プロセスモニタを含む処理ツールを含む。一実施形態では、処理ツールは、チャンバ、サセプタ、及びサセプタの周りの端部リングを含み得る。一実施形態では、共鳴プロセスモニタは、チャンバの壁又は端部リング内に一体化され得る。一実施形態では、共鳴プロセスモニタは、第１の開口及び第２の開口を有するフレームを含み得る。一実施形態では、共鳴体は、フレームの第１の開口を密封する。一実施形態では、共鳴体の第１の表面上の第１の電極は、フレームに接触し、第２の電極は、共鳴体の第２の表面上にある。諸実施形態は、フレームの第２の開口を密封する背板をさらに含む。一実施形態では、背板は、フレームに機械的に連結され、共鳴体、背板、及びフレームの内部表面は、空洞を画定する。
［０００６］追加の実施形態は、共鳴プロセスモニタを形成する方法を含む。一実施形態では、当該方法は、共鳴体上の第１の電極をフレームと接触させることを含み得る一実施形態では、共鳴体は、フレームにおける第１の開口を密封する。次いで、諸実施形態では、接触アセンブリの第１の端部を共鳴体上の第２の電極と接触させることが続き得る。一実施形態では、接触アセンブリの第２の端部は、背板によって支持されている。その後、諸実施形態は、フレームに背板を固定することを含み得る。一実施形態では、背板は、フレームにおける第２の開口を密封する。一実施形態では、共鳴体、背板、及びフレームの内部側壁が空洞を画定する。次いで、諸実施形態は、第１の電極の少なくとも一部の上にバリア層を形成することを含み得る。
一実施形態に係る、バリア層が第１の電極の表面及びフレームの上に形成された共鳴プロセスモニタの断面図である。 一実施形態に係る、共鳴プロセスモニタのフレームの断面図である。 一実施形態に係る、バリア層が主に第１の電極の表面の上に形成された共鳴プロセスモニタの断面図である。 一実施形態に係る、バリア層がない共鳴プロセスモニタの断面図である。 一実施形態に係る、サセプタ、及び共鳴プロセスモニタを含む端部リングの断面図である。 一実施形態に係る、サセプタ、及び複数の共鳴プロセスモニタを有する端部リングの平面図である。 一実施形態に係る、チャンバの側壁内に一体化された共鳴プロセスモニタを含む処理ツールの概略図である。 一実施形態に係る、共鳴プロセスモニタの製造プロセスのプロセスフロー図である。 一実施形態に係る、フレームに取り付けられている共鳴体の断面図である。 一実施形態に係る、第２の電極に接触させられた接触アセンブリ、及び背板に固定されたフレームの断面図である。 一実施形態に係る、共鳴プロセスモニタの上にバリア層が形成された後の断面図である。 一実施形態に係る、リアルタイムでラジカルのみのエッチング処理のエッチング速度をモニタリングすることを含む処理と共に用いられ得る例示的なコンピュータシステムのブロック図を示す。
［００１９］共鳴プロセスモニタを含むシステム、及び共鳴プロセスモニタの使用が、様々な実施形態に従って説明される。以下の説明においては、実施形態の網羅的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が提示されている。当業者には、これらの具体的な詳細がなくとも実施形態は実施可能であることが明らかであろう。他の事例では、不必要に実施形態を不明瞭にしないように、周知の態様は詳細に説明されていない。さらに、添付の図面で示された様々な実施形態は、例示的な表現であり、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことを理解されたい。
［００２０］上述のように、チャンバの性能は、多くの様々な処理パラメータに貢献する要因である。しかしながら、現状では、これらのパラメータをリアルタイムで測定することは困難である。したがって、本明細書に記載された実施形態は、チャンバの性能及び消耗品の寿命をモニタリングするための共鳴プロセスモニタを含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記載された共鳴プロセスモニタは、リアルタイムでチャンバの性能をモニタリングするために使用されてもよい。
［００２１］具体的には、本明細書に記載された実施形態は、共鳴体を使用する共鳴プロセスモニタを含む。共鳴体の質量の変化は、結果的に、共鳴している本体の共鳴周波数に変化をもたらす。本明細書で使用されている「共鳴体の質量の変化」という表現は、共鳴体によって支持された層の質量の変化のことを指し得る。例えば、共鳴体の上に材料の層を堆積することは、本明細書では「共鳴体の質量の増加」として言及される場合があり、共鳴体によって支持された材料層をエッチングすることは、「共鳴体の質量の減少」として言及される場合があるが、両事例において共鳴体自体の質量が変化しない場合があっても然りである。
［００２２］一実施形態では、共鳴体の質量が変化するにつれて、共鳴体の共鳴周波数が単調に変化する。例えば、エッチング処理では、共鳴体によって支持された層の質量が減少すると、共鳴体の共鳴周波数の増加が引き起こされる。共鳴周波数の増加は、リアルタイムで測定することができ、共鳴周波数の変化率は、共鳴体によって支持された層の質量の変化率に変換される。次いで、膜材料の密度は周知であるので、質量の変化率は、共鳴体によって支持された層の厚さの変化率に変換され得る。
［００２３］これより図１Ａを参照すると、一実施形態に係る、共鳴プロセスモニタ１５０の断面図が示されている。一実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０は、フレーム１２０を含み得る。フレーム１２０は、図１Ｂに示すように、第１の開口Ｏ１及び第２の開口Ｏ２を含み得る。一実施形態では、フレーム１２０の第１の開口Ｏ１及びフレーム１２０の第２の開口Ｏ２は、異なる寸法を有してもよく、又は、寸法が実質的に同一であってもよい。例示された実施形態では、第１の開口Ｏ１及び第２の開口Ｏ２は実質的に似たような中心線を有するが、実施形態はこのような構成に限定されない。一実施形態では、フレーム１２０は、任意の導電性材料であってもよい。例えば、フレーム１２０は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ステンレス鋼、これらの合金のうちの１つ若しくは複数、又は任意の他の導電体を含み得る。
［００２４］これより図１Ａに戻ると、一実施形態では、第１の開口Ｏ１は、共鳴体１４０によって密封され得る。一実施形態では、第１の開口Ｏ１を密封するために、共鳴体１４０の第１の電極１４１がフレーム１２０の表面と直接接触し得る。一実施形態では、第１の電極１４１は、任意の導電性材料であってもよい。例えば、第１の電極１４１は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ａｇ、Ａｕ、これらの合金のうちの１つ若しくは複数、又は任意の他の導電体を含み得る。第２の開口Ｏ２は、背板１３０で密封され得る。一実施形態では、背板１３０は、任意の適切な締着具でフレーム１２０に機械的に連結されてもよい。例えば、背板１３０は、スクリュー等（図示せず）でフレーム１２０に固定され得る。一実施形態では、背板１３０は、フレーム１４０から電気的に隔離され得る。一実施形態では、Ｏリング又はその他のガスケット１８０が、フレーム１４０と背板１３０との間の接合部に位置付けされてもよい。本明細書で使用される「密封された（ｓｅａｌｅｄ）」開口とは、覆われた開口のことを指し、開口を「密封（ｓｅａｌｉｎｇ）」する構成要素とは、開口を覆う構成要素のことを指す。「密封（ｓｅａｌ）」には、様々な質があり得ることを理解するべきであり、実施形態は、特定の質の密封に限定されない。例えば、本明細書に記載された幾つかの実施形態では、「密封された開口（ｓｅａｌｅｄ ｏｐｅｎｉｎｇ）」とは、密閉（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅａｌｅｄ）であってもよい。他の実施形態は、密閉されていない「密封された開口」を含み得る。
［００２５］密封された開口Ｏ１及びＯ２は、共鳴プロセスモニタ１５０において空洞１１０を形成する。一実施形態では、空洞１１０は、フレーム１２０の内部表面１２１、背板１３０、及び共鳴体１４０の第１の電極１４１によって画定され得る。空洞１１０は、共鳴プロセスモニタ１５０と処理チャンバとの間の汚染物を減らしたり、又はなくしたりするので、有益である。幾つかの実施形態では、空洞１１０は、密閉された空洞であってもよい。
［００２６］一実施形態では、バリア層１６０が、フレーム１４０及び第１の電極１４１の表面の上に形成され得る。バリア層１６０は、共鳴プロセスモニタ１５０と処理チャンバとの間の相互汚染に対してさらなる保護を設ける。一実施形態で、バリア層１６０は、耐エッチング材料である。本明細書で使用される「耐エッチング（ｅｔｃｈ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）」とは、エッチング化学物質（ｅｔｃｈｉｎｇ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）に対して、エッチングが望まれる基板上の層より遙かに耐性のある材料のことを指す。例えば、耐エッチング材料は、１：１０以上、１：１００以上、１：１０００以上、又は１：１００００以上の率でエッチングされ得る。諸実施形態は、バリア層１６０に対して耐エッチング性である任意の適切な材料を含み得る。例えば、バリア層１６０は、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、若しくはこれらの組み合わせ、又は酸化物Ｙ－Ｏ－Ｎ、Ａｌ－Ｏ－Ｎ、Ｈｆ－Ｏ－Ｎ、Ｚｒ－Ｏ－Ｎ、Ｌａ－Ｏ－Ｎ、若しくはこれらの組み合わせの窒化物、又は酸化物Ｙ－Ｏ－Ｆ、Ａｌ－Ｏ－Ｆ、Ｈｆ－Ｏ－Ｆ、Ｚｒ－Ｏ－Ｆ、Ｌａ－Ｏ－Ｆ、若しくはこれらの組み合わせのフッ化物、又は１つ若しくは複数のバリア層材料の積層体等を含み得る。一実施形態では、バリア層１６０は、内部チャンバ壁コーティングに使用される材料と同じ材料であり得る。一実施形態では、バリア層１６０は、処理チャンバ内の端部リングと同じ材料であり得る。一実施形態では、バリア層１６０は、約１０ｎｍと２００μｍとの間の厚さＴを有し得る。
［００２７］幾つかの実施形態では、第１の電極１４１の表面とフレーム１２０の表面とは、完全に直接接触しない場合がある（例えば、フレーム１２０及び／又は第１の電極１４１の表面粗さにより、２つの表面の間に密閉の形成が可能ではない場合がある）。このような実施形態では、バリア層１６０が第１の開口Ｏ１の密封を改善する。幾つかの実施形態では、バリア層１６０が第１の開口Ｏ１の密閉をもたらし得る。
［００２８］例示された実施形態では、バリア層１６０は、フレーム１２０の上表面全体の上に、且つ第１の開口Ｏ１によって露出した第１の電極１４１の表面全体に形成される。しかしながら、バリア層１６０は、フレーム１２０の表面全体を覆う必要はないことを理解するべきである。例えば、図１Ｃは、バリア層１６０が第１の電極１４１に最も近いフレーム１２０の部分のみを覆う場合の断面図である。幾つかの実施形態では、バリア層１６０は、第１の電極１４１の露出面全体の上に、及びフレーム１２０が終端して第１の電極１４１の露出面が始まる継ぎ目１４８の上に形成され得る。このような実施形態では、継ぎ目１４８の上に形成されたバリア層１６０は、第１の開口Ｏ１の密閉を確保するのに十分であり得る。さらなる実施形態では、バリア層１６０は、第１の電極１４１上のみに形成されてもよい（すなわち、バリア層１６０がフレーム１２０の上面に接触しない）。
［００２９］図１Ｄに示すさらに別の実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０は、バリア層１６０がない状態で形成されてもよい。このような実施形態では、フレーム１２０及び第１の電極１４１の表面が露出していてもよい。このような実施形態では、第１の電極１４１は、共鳴体１４０に対するバリア層としてさらに機能し得る（すなわち、第１の電極１４１が共鳴体１４０の上面を覆う唯一の層となる）。
［００３０］図１Ａをまた参照すると、共鳴体１４０は、第１の電極１４１と第２の電極１４２との間に配置され得る。共鳴体１４０は、共鳴体の質量が変化するにつれて共鳴周波数を変化させる材料であり得る。上述のように、「共鳴体の質量の変化」とは、共鳴体１４０によって支持された層（例えば、バリア層１６０又はバリア層１６０上に堆積された任意の他の層（図示せず））の質量の変化のことを指し得る。一実施形態では、共鳴体１４０は、圧電材料であってもよい。例えば、共鳴体１４０は、石英、サファイア、半導体材料（例えば、ケイ素、ゲルマニウム、又はその他のＩＩＩーＶ半導体材料）、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等であってもよい。
［００３１］一実施形態では、第１の電極１４１及び第２の電極１４２は、任意の適切な導電性材料であってもよい。一実施形態では、第１の電極１４１及び第２の電極１４２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、ＴｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ａｇ、Ａｕ、これらの合金のうちの１つ若しくは複数、又は任意の他の導電体を含み得る。例示された実施形態では、第２の電極１４２は、共鳴体１４０の下方表面全体を覆うわけではないが、諸実施形態は、このような構成に限定されないことを理解するべきである。例えば、幾つかの実施形態では、第２の電極１４２は、共鳴体１４０の下方表面全体を覆ってもよい。第１の電極１４１は、共鳴体１４０の上方表面全体を覆っているように示されている。例えば、幾つかの実施形態では、第１の電極１４１は、共鳴体１４０の上方表面全体を覆わなくてもよいことを理解するべきである。さらに、諸実施形態は、それぞれ異なる表面積を有する第１の電極１４１及び第２の電極１４２を含み得る。例えば、第２の電極１４２は、第１の電極１４１より小さな表面積を有し得る。さらに別の実施形態では、第１の電極１４１及び第２の電極１４２の表面積は、実質的に同一であってもよい。
［００３２］一実施形態では、接触アセンブリ１３８は、背板１３０から共鳴体１４０の第２の電極１４２に向けて延在し得る。接触アセンブリ１３８の第１の端部は、第２の電極１４２に直接接触し得、接触アセンブリ１３８の第２の端部は、背板１３０に直接接触し得る。一実施形態では、接触アセンブリ１３８は、第２の電極１４２と背板１３０との間に電気接続を設ける任意の数の構成要素を含み得る。例示された実施形態では、一対の導電性ピン１３５が電気接続を設けているように示されている。さらなる実施形態は、導電体、複数の突起部を有する単一の導電体、又は軸力を印加可能な任意の他の電気接続部を含む接触アセンブリを含み得る。
［００３３］一実施形態では、背板１３０は、非導電性材料から形成される。このような実施形態では、接触アセンブリ１３８の第２の端部は、背板１３０の導電性パッド１３２に接触し得る。導電性パッド１３２は、背板内に形成された導電トレース及び／又はワイヤ１３３によって、周波数ブリッジ１７０に電気的に連結され得る。一実施形態では、導電トレース及び／又はワイヤ１３３は、同軸ケーブルを含み得る。このような実施形態では、同軸ケーブル１３３が背板１３０から電気的に隔離され得るので、背板１３０はグランド電位１７５にあり得る。
［００３４］背板１３０が導電性材料である実施形態では、導電性パッド１３２は除外され得る。このような実施形態では、導電トレース又はワイヤは、背板を周波数ブリッジ１７０に電気的に連結し得る。このような実施形態では、背板１３０は、フレーム１２０から電気的に隔離されている。幾つかの実施形態では、フレーム１２０を背板１３０から電気的に隔離するためには、ガスケット１８０で十分であり得る。しかしながら、さらなる実施形態では、フレーム１２０と背板１３０のうちの片方又はそれらの両方が、電気的な隔離をもたらす絶縁コーティングを有し得る。一実施形態では、第１の電極１４１に電気的に連結されたフレーム１２０は、周波数ブリッジ１７０に電気的に連結され得る。一実施形態では、第１の電極がグランド電位に保たれるように、フレーム１２０はグランド１７５に連結され得る。
［００３５］共鳴プロセスモニタ１５０の正常な機能を確保するためには、背板１３０の導電部と第２の電極の導電部との間で電気接触を保つことが非常に重要であることを理解するべきである。したがって、（矢印が示すように）接触アセンブリ１３８によって軸力が加えられ得る。軸力は、壊れやすい共鳴体１４０を破損せずに、動作中に接触を維持するのに十分であり得る。一実施形態では、総軸力は、約０．１Ｎと１０．０Ｎとの間であってもよい。一実施形態では、軸力は、約１．０Ｎであってもよい。
［００３６］幾つかの実施形態では、接触アセンブリ１３８によって加えられる軸力は、第１の電極１４１とフレーム１２０との間で正常な接触が確実に行われるようにすることができる。例えば、接触アセンブリ１３８によって加えられる軸力は、第１の電極１４１とフレーム１２０との直接接触を保持する唯一の外部力であり得る。さらなる実施形態では、第１の電極１４１は、接合によってフレームに直接取り付けられ得る。例えば、幾つかの実施形態は、フレーム１２０に拡散接合された第１の電極を含み得る。このような実施形態では、接触アセンブリ１３８が取り除かれても、共鳴体１４０の第１の電極１４１は、フレーム１２０との接触を保つことができる。
［００３７］これより図２Ａを参照すると、一実施形態に係る、サセプタ２６４、及び一体化された共鳴プロセスモニタ１５０を含む端部リング２６５の断面図が示されている。例示された実施形態では、実施形態の態様を不明瞭にしないために、共鳴プロセスモニタ１５０は、ブロックとして示される。しかしながら、共鳴プロセスモニタ１５０は、図１Ａ及び図１Ｂに関連して以上で説明された共鳴プロセスモニタと実質的に類似し得ることを理解するべきである。
［００３８］一実施形態では、端部リング２６５は、サセプタ２６４上に載置され得る。サセプタ２６４は、半導体処理ツールなどの処理ツールで使用される任意の適切なサセプタであり得る。サセプタは、概略的に示されている。当該技術分野で知られているように、追加の構成要素がサセプタ内に一体化され得ることを理解するべきである。基板２６２は、サセプタ２６４によって支持され得る。基板２６２は、半導体基板、サファイア基板、ガラス基板など、処理ツール内で処理されている任意の基板であってよい。一実施形態では、端部リング２６５は、基板２６２の外周を囲み得る。
［００３９］一実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０は、端部リング２６５内に一体化され得る。共鳴プロセスモニタ１５０は、端部リング２６５の内側端部の近傍に位置し得る。具体的な実施形態では、処理モニタ１５０の端部は、基板１６２の端部から距離Ｄだけ離間し得る。一実施形態では、距離Ｄは、３００ｍｍ未満であり得る。一実施形態では、距離Ｄは、１００ｍｍ未満であり得る。一実施形態では、距離Ｄは、１０ｍｍ未満であり得る。
［００４０］一実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０は、１つ又は複数の導電線２５１Ａによって、サセプタ２６４を通して、処理チャンバ（図示せず）の外部に電気的に連結され得る。１つ又は複数の導電線２５１は、チャンバからの多くの様々な出口経路を含み得ることを理解するべきである。例えば、線２５１Ａは、サセプタ２６４の中で完全に形成されている。別の実施形態では、線２５１Ｂの長さの少なくとも一部はサセプタ２６４の外部で形成されてもよい。さらに別の実施形態では、線２５１Ｃで示されているように、導電線は壁を通過することによってチャンバから出ることができる。したがって、処理モニタ１５０からのデータをリアルタイムで取得して、チャンバの性能のインシトゥ（現場）分析を実現することができる。
［００４１］具体的には、共鳴プロセスモニタ１５０を端部リング２６５内に一体化することにより、端部リングの状態をモニタリングすることが可能になる。例えば、端部リングと同じ材料であるバリア層の上に犠牲層（図示せず）が形成されてもよい。共鳴プロセスモニタ１５０によって処理中の犠牲層の厚さの変化をリアルタイムでモニタリングすることができる。したがって、（例えば、特定の閾値未満まで腐食したことにより）端部リング２６５をいつ交換しなければならないかという判断は、共鳴プロセスモニタ１５０からの情報に基づいて行われ得る。
［００４２］これより図２Ｂを参照すると、一実施形態に係る、図２Ａのシステムの平面図が示されている。例示された実施形態では、４つの共鳴プロセスモニタ１５０が端部リング２６５内に一体化されている。しかしながら、任意の数（例えば、１つ又は複数）の共鳴プロセスモニタ１５０を端部リング２６５内に一体化できることを理解するべきである。
［００４３］これより図３を参照すると、一実施形態に係る、一体化された共鳴プロセスモニタ１５０を有する処理ツール３００の断面図が示されている。一実施形態では、ガス／ベントポート３０３／３０４を通して、１つ又は複数の処理ガスがチャンバ３０７内に流入し得る。処理ガスは、アプリケータ３０２に連結された電源（例えば、無線周波数源又はマイクロ波周波数源）でイオン化され、プラズマ３０６が形成され得る。一実施形態では、アプリケータ３０２は、チャンバのリッド３８８の構成要素であり得る。プラズマ３０６は、サセプタ２６４上に位置付けされた基板２６２の表面と相互作用し得る。一実施形態では、端部リング２６５は、基板２６２を囲み得る。図３には示されていないが、ツール３００は、図２Ａに記載された端部リングと類似する端部リング２６５内に一体化した共鳴プロセスモニタ１５０を含み得ることを理解するべきである。図３に示す処理ツール３００は、様々な実施形態の態様を不明瞭にしないために、当業者に周知の構成要素（例えば、とりわけ、真空ポンプ、加熱要素、電気的構成要素）を除外することによって、性質上例示的であり、非常に簡略化されている。
［００４４］一実施形態では、第１の電極の面がチャンバ３００の壁３０８から外に方向付けられるように、共鳴プロセスモニタ１５０が配向されてもよい。本明細書に記載されているように、チャンバ３００の壁３０８は、側壁、リッド３８８の表面、及びアプリケータ３０２の表面のことを指し得る。例えば、共鳴プロセスモニタ１５０Ａは、チャンバ３００の側壁３０８に沿って位置付けされてもよく、共鳴プロセスモニタ１５０Ｂは、チャンバ３００のリッド壁３０８に沿って位置付けされてもよく、共鳴プロセスモニタ１５０Ｃは、処理チャンバ３００のアプリケータ壁３０８に沿って位置付けされてもよい。一実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０は、チャンバ３００の壁３０８の一部を形成する。例えば、フレーム１２０及び／又は背板１３０は、チャンバ３００の壁３０８の一部を形成し得る。一実施形態では、共鳴プロセスモニタ１５０のバリア層１６０は、チャンバ３００の内壁３０８をコーティングするために使用される材料と同じ材料であり得る。これにより、内表面コーティングの変化は、リアルタイムでモニタリングされ得る。
［００４５］これより図４、及び図５Ａから図５Ｃを参照すると、一実施形態に係る、共鳴プロセスモニタ１５０を製造するためのプロセス４９０のプロセスフロー図が示されている。これより工程４９１を参照すると、プロセス４９０は、図５Ａに示すように、共鳴体１４０上の第１の電極をフレーム１２０と接触させることを含み得る。一実施形態では、共鳴体の第１の電極１４１は、フレーム１２０における第１の開口Ｏ１を密封する。一実施形態では、第１の電極１４１は、フレーム１２０に接合され得る。例えば、第１の電極１４１は、フレーム１２０に拡散接合されてもよい。幾つかの実施形態では、第１の電極１４１は、第１の開口Ｏ１を密閉し得る。
［００４６］これより工程４９２を参照すると、プロセス４９０は、図５Ｂに示すように、接触アセンブリ１３８の第１の端部を共鳴体１４０上の第２の電極１４２と接触させることを含み得る。一実施形態では、接触アセンブリ１３８の第２の端部は、背板１３０によって支持されている。一実施形態では、矢印で示されているように、接触アセンブリは、軸力を共鳴体１４０上に加え得る。例えば、軸力は、約０．１Ｎと１０．０Ｎとの間であってもよい。
［００４７］これより工程４９３を参照すると、プロセス４９０は、背板１３０をフレーム１２０に固定することを含み得る。一実施形態では、フレーム１２０は、スクリューなどの締着具（図示せず）で背板１３０に固定されてもよい。一実施形態では、背板１３０は、フレーム１２０における第２の開口Ｏ２を密封する。一実施形態では、ガスケット又はＯリングは、背板１３０とフレーム１２０とを分離し得る。一実施形態では、フレーム１２０は、背板１３０から電気的に隔離されている。一実施形態では、空洞１１０は、第１の電極１４１、背板１３０、及びフレーム１２０の内部表面１２１によって画定されている。一実施形態では、空洞１１０は、密閉された空洞である。これより工程４９４を参照すると、プロセス４９０は、図５Ｃに示すように、第１の電極１４１の少なくとも一部の上にバリア層１６０を形成することを含み得る。一実施形態では、バリア層１６０は、第１の電極１４１の上に、及びフレーム１２０の表面に形成される。一実施形態では、バリア層１６０が第１の開口Ｏ１を密閉する。一実施形態では、バリア層１６０は、耐エッチング材料である。例えば、バリア層１６０は、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、若しくはこれらの組み合わせ、又は酸化物Ｙ－Ｏ－Ｎ、Ａｌ－Ｏ－Ｎ、Ｈｆ－Ｏ－Ｎ、Ｚｒ－Ｏ－Ｎ、Ｌａ－Ｏ－Ｎ、若しくはこれらの組み合わせの窒化物、又は酸化物Ｙ－Ｏ－Ｆ、Ａｌ－Ｏ－Ｆ、Ｈｆ－Ｏ－Ｆ、Ｚｒ－Ｏ－Ｆ、Ｌａ－Ｏ－Ｆ、若しくはこれらの組み合わせのフッ化物、又はＡｌＮ、又は１つ若しくは複数のバリア層材料の積層体等を含み得る。一実施形態では、バリア層１６０は、スパッタリング、ＡＬＤ、プラズマＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、蒸発、スパッタリング、プラズマアークコーティング、エアゾールコーティング、又は２つ以上の処理の組み合わせなどの任意の適切な堆積処理で形成される。一実施形態では、バリア層１６０は、約１０ｎｍと２００μｍとの間であってよい。一実施形態では、堆積処理は、２００℃未満の温度で実施される。一実施形態では、堆積処理は、１５０℃未満の温度で実施される。
［００４８］これより図６を参照すると、一実施形態に係る、処理ツールの例示的なコンピュータシステム６６０のブロック図が示されている。一実施形態では、コンピュータシステム６６０は、処理ツールに連結され、処理ツール内の処理を制御する。コンピュータシステム６６０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、又はインターネットにおいて、他のマシンに接続（例えば、ネットワーク化）され得る。コンピュータシステム６６０は、クライアント／サーバネットワーク環境において、サーバマシン若しくはクライアントマシンの役割で、又は、ピアツーピア（若しくは分散型）ネットワーク環境において、ピアマシンとして作動し得る。コンピュータシステム６６０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又はそのマシンによって行われる動作を特定する（連続した若しくは別様な）命令のセットを実行可能な任意のマシンであり得る。さらに、コンピュータシステム６６０として単一のマシンのみが示されているが、用語「マシン（ｍａｃｈｉｎｅ）」は、さらに、本明細書に記載された方法のうちの任意の１つ又は複数を実施するために、命令のセット（複数のセット）を個々に又は連携的に実行するマシン（例えば、コンピュータ）の任意の集合体を含むと解釈すべきである。
［００４９］コンピュータシステム６６０は、命令が記憶された非一過性のマシン可読媒体を有するコンピュータプログラム製品、又はソフトウェア６２２を含んでいてよく、これらの命令は、実施形態による処理を実施するように、コンピュータシステム６６０（又は他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る。マシン可読媒体は、マシン（例えば、コンピュータ）によって可読な形態で情報を保存又は伝送する任意の機構を含む。例えば、マシン可読（例えば、コンピュータ可読）媒体は、マシン（例えば、コンピュータ）可読記憶媒体（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス等）、マシン（例えば、コンピュータ）可読伝送媒体（電気的形態、光学的形態、音響的形態、又はその他の伝播信号の形態（例えば、赤外線信号、デジタル信号等））等を含む。
［００５０］一実施形態では、コンピュータシステム６６０は、バス６３０を介して互いに通信する、システムプロセッサ６０２、メインメモリ６０４（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）又はランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ））、スタティックメモリ６０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）、及び二次メモリ６１８（例えば、データ記憶装置）を含む。
［００５１］システムプロセッサ６０２は、マイクロシステムプロセッサ、中央処理装置等の１つ又は複数の汎用処理装置を表す。より詳細には、システムプロセッサは、複合命令セット演算（ＣＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、縮小命令セット演算（ＲＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロシステムプロセッサ、他の命令セットを実行するシステムプロセッサ、又は命令セットの組み合わせを実行するシステムプロセッサであり得る。システムプロセッサ６０２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号システムプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークシステムプロセッサなどの、１つ又は複数の特殊用途処理デバイスであってもよい。システムプロセッサ６０２は、本明細書に記載された工程を実行するための処理論理６２６を実施するように構成されている。
［００５２］コンピュータシステム６６０は、他のデバイス又はマシンと通信するためのシステムネットワークインターフェースデバイス６０８をさらに含んでもよい。コンピュータシステム６６０は、ビデオディスプレイユニット６１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、又は陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力デバイス６１２（例えば、キーボード）、カーソル制御デバイス６１４（例えば、マウス）、及び信号生成デバイス６１６（例えば、スピーカ）をさらに含んでもよい。
［００５３］二次メモリ６１８は、本明細書に記載された方法又は機能のうちの任意の１つ又は複数を具現化する、１つ又は複数のセットの命令（例えば、ソフトウェア６２２）が記憶されているマシンアクセス可能記憶媒体６３１（又は、より具体的には、コンピュータ可読記憶媒体）を含み得る。ソフトウェア６２２は、コンピュータシステム６６０によって実行されている間、メインメモリ６０４及び／又はシステムプロセッサ６０２の中に、完全に又は少なくとも部分的に存在してもよい。さらに、メインメモリ６０４及びシステムプロセッサ６０２は、マシン可読記憶媒体を構成し得る。ソフトウェア６２２は、システムネットワークインターフェースデバイス６０８を介して、ネットワーク６２０上でさらに伝送又は受信され得る。
［００５４］例示的な実施形態では、マシンアクセス可能記憶媒体６３１が単一の媒体として示されているが、「マシン可読記憶媒体（ｍａｃｈｉｎｅ－ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）」という用語は、１つ又は複数のセットの命令を記憶する単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中データベース若しくは分散データベース、並びに／又は、関連キャッシュ及びサーバ）を含むと解釈すべきである。「マシン可読記憶媒体」という用語は、さらに、マシンによって実施される命令のセットを記憶又は符号化することが可能であり、且つ、方法のうちの任意の１つ又は複数をマシンに実施させる任意の媒体を含むと解釈すべきである。したがって、「マシン可読記憶媒体」という用語は、非限定的に、固体メモリ、光媒体、及び磁気媒体を含むと解釈すべきである。
［００５５］上述の明細書では、特定の例示的な実施形態が説明された。以下の特許請求の範囲から逸脱しない限り、特定の例示的な実施形態に様々な修正を加えることができることが明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定を意味するよりも、例示を意味すると見なすべきである。

Claims (16)

  1. 共鳴プロセスモニタであって、
    第１の開口及び第２の開口を備えたフレーム、
    前記フレームの前記第１の開口を密封する共鳴体であって、前記共鳴体の第１の表面上の第１の電極が、前記フレームに接触し、第２の電極が、前記共鳴体の第２の表面上にあり、前記第２の電極のみが前記共鳴体の前記第２の表面に接触する、共鳴体、及び
    前記フレームの前記第２の開口を密封する背板であって、前記フレームに機械的に連結され且つ前記フレームから電気的に隔離された背板
    を備え、前記共鳴体、前記背板、及び前記フレームの内部表面が、空洞を画定し、前記第２の電極と、前記共鳴体の前記第２の表面の一部と、前記共鳴体の側面とが、前記空洞に露出される、共鳴プロセスモニタ。
  2. 前記第１の電極の少なくとも一部の上にバリア層をさらに含み、前記バリア層が、耐エッチングコーティングである、請求項１に記載の共鳴プロセスモニタ。
  3. 前記バリア層が、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３のうちの１つ又は複数、若しくはこれらの組み合わせ、又はＹ－Ｏ－Ｎ、Ａｌ－Ｏ－Ｎ、Ｈｆ－Ｏ－Ｎ、Ｚｒ－Ｏ－Ｎ、Ｌａ－Ｏ－Ｎ、若しくはこれらの組み合わせの窒化物、又はＹ－Ｏ－Ｆ、Ａｌ－Ｏ－Ｆ、Ｈｆ－Ｏ－Ｆ、Ｚｒ－Ｏ－Ｆ、Ｌａ－Ｏ－Ｆ、若しくはこれらの組み合わせのフッ化物、又はＡｌＮ、又は１つ若しくは複数のバリア層材料の積層体を含む、請求項２に記載の共鳴プロセスモニタ。
  4. 前記バリア層が、前記フレームの前記第１の開口を通して視認可能な前記第１の電極の全体を覆う、請求項２に記載の共鳴プロセスモニタ。
  5. 前記バリア層が、前記フレームの部分の上に形成される、請求項４に記載の共鳴プロセスモニタ。
  6. 前記空洞が密閉されている、請求項１に記載の共鳴プロセスモニタ。
  7. 前記背板から前記第２の電極へと延びる接触アセンブリをさらに含み、前記接触アセンブリに沿った軸力が前記第２の電極に加えられる、請求項１に記載の共鳴プロセスモニタ。
  8. 前記軸力が１０Ｎ未満である、請求項７に記載の共鳴プロセスモニタ。
  9. 前記軸力が、前記第１の電極を前記フレームに対して固定させる、請求項７に記載の共鳴プロセスモニタ。
  10. 前記第１の電極が、前記フレームに拡散接合される、請求項１に記載の共鳴プロセスモニタ。
  11. 処理ツールであって、
    チャンバ、
    サセプタ、
    前記サセプタの周りの端部リング、及び
    共鳴プロセスモニタであって、
    第１の開口及び第２の開口を備えたフレームと、
    前記フレームの前記第１の開口を密封する共鳴体であって、前記共鳴体の第１の表面上の第１の電極が、前記フレームに接触し、第２の電極が、前記共鳴体の第２の表面上にあり、前記第２の電極のみが前記共鳴体の前記第２の表面に接触する、共鳴体と、
    前記フレームの前記第２の開口を密封する背板であって、前記フレームに機械的に連結され且つ前記フレームから電気的に隔離された背板と
    を備え、前記共鳴体、前記背板、及び前記フレームの内部表面が、空洞を画定し、前記第２の電極と、前記共鳴体の前記第２の表面の一部と、前記共鳴体の側面とが、前記空洞に露出される、共鳴プロセスモニタ
    を備えている処理ツール。
  12. 前記共鳴プロセスモニタが、前記第１の電極の少なくとも一部の上にバリア層をさらに含む、請求項１１に記載の処理ツール。
  13. 前記共鳴プロセスモニタが、前記端部リング内に一体化されている、請求項１１に記載の処理ツール。
  14. 前記共鳴プロセスモニタが、前記チャンバの壁内に一体化されている、請求項１１に記載の処理ツール。
  15. 共鳴プロセスモニタを形成する方法であって、
    共鳴体の第１の表面上の第１の電極をフレームと接触させることであって、前記共鳴体が、前記フレームにおける第１の開口を密封する、フレームと接触させることと、
    接触アセンブリの第１の端部を前記共鳴体の第２の表面上の第２の電極と接触させることであって、前記第２の電極のみが前記共鳴体の前記第２の表面に接触し、前記接触アセンブリの第２の端部が、背板によって支持されている、前記共鳴体上の第２の電極と接触させることと、
    前記フレームに前記背板を固定することであって、前記背板が、前記フレームにおける第２の開口を密封し、前記背板が前記フレームから電気的に隔離され、前記共鳴体、前記背板、及び前記フレームの内部側壁が、空洞を画定し、前記第２の電極と、前記共鳴体の前記第２の表面の一部と、前記共鳴体の側面とが、前記空洞に露出される、前記背板を固定することと、
    前記第１の電極の少なくとも一部の上にバリア層を形成することと
    を含む方法。
  16. 前記フレーム又はグランドに電気的に連結される第１の端子と、前記背板に電気的に連結される第２の端子と、を有する周波数ブリッジ、をさらに備え、
    前記第２の電極が前記背板に電気的に連結される、
    請求項１に記載の共鳴プロセスモニタ。
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