KR102133057B1

KR102133057B1 - 플라즈마 프로세싱 시스템에서의 제어를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102133057B1
Application number: KR1020130071906A
Authority: KR
Inventors: 주니어 존 씨 발코어; 브래드포드 제이 린다커
Original assignee: 램 리써치 코포레이션
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2020-07-10
Also published as: TW201415519A; CN105914123B; KR20140000172A; CN103515181B; TWI592978B; CN105914123A; CN103515181A

Abstract

다중 주파수 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 베이스 RF 신호는 하이 전력 레벨과 로우 전력 레벨 사이에서 펄싱한다. 비-베이스 RF 생성기들 각각은 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 제어 신호에 응답하여, 제 1 미리 정의된 전력 레벨과 제 2 미리 정의된 전력 레벨 사이에서 순향적으로 스위칭한다. 대안으로서 또는 추가로, 비-베이스 RF 생성기들 각각은 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 제어 신호에 응답하여, 제 1 미리 정의된 RF 주파수와 제 2 미리 정의된 RF 주파수 사이에서 순향적으로 스위칭한다. 비-베이스 RF 신호들에 대한 제 1 및 제 2 미리 정의된 전력 레벨들 및/또는 제 1 및 제 2 미리 정의된 RF 주파수들을 제조 시간에 앞서 확정하기 위한 기술들이 개시되어 있다.

Description

플라즈마 프로세싱 시스템에서의 제어를 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR CONTROLLING PLASMA IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM}

본 출원의 권리는 02/22/2012에 출원되고, 본 출원인에게 일반 양도된, 발명이 명칭이 "FREQUENCY ENHANCED IMPEDANCE DEPENDENT POWER CONTROL FOR MULTI-FREQUENCY RF PULSING" (Attorney Docket Number P2301P/LMRX-P222P1) 인 출원 일련 번호 제61/602,040호 및 02/22/2012에 출원되고, 본 출원인에게 일반 양도된, 발명이 명칭이 "METHODS AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING RF PULSES IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM"(Attorney Docket Number P2296P/LMRX-P221P1) 인 출원 일련 번호 제61/602,401호에 관련되며, 이들 모두 여기서는 참조로서 포함한다.

플라즈마 프로세싱은 기판들 (예를 들어, 웨이퍼 또는 플랫 패널들 또는 다른 기판들) 을 프로세싱하여 전자 디바이스들 (예를 들어, 집적 회로들 또는 플랫 패널 디스플레이들) 을 형성하기 위해 오랫동안 사용되어 왔다. 플라즈마 프로세싱 시에, 기판은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 배치되며, 플라즈마 프로세싱 챔버는, 하나 이상의 전극들을 이용하여 소스 가스 (에천트 소스 가스 또는 디포지션 소스 가스일 수도 있다) 를 여기시켜 기판을 프로세싱하기 위한 플라즈마를 형성시킨다. 전극들은 RF 신호들에 의해 여기될 수도 있으며, RF 신호들은 예를 들어 RF 생성기들에 의해 제공될 수도 있다.

일부 플라즈마 프로세싱 시스템들에서, 일부가 동일하거나 또는 상이한 RF 주파수들을 가질 수도 있는 다수의 RF 신호들이 플라즈마를 발생시키기 위해 기판 베어링 전극 (또한 하부 전극 또는 척이라 지칭된다) 에 제공될 수도 있는 한편 상부 전극이 그라운드된다. 예를 들어, 통상의 용량 결합 플라즈마 프로세싱 시스템에서는, 하나 이상의 RF 신호들이 하부 전극에 제공될 수도 있는 한편 상부 전극은 접지된다.

몇몇 애플리케이션들에서, 복수의 RF 신호들이 펄싱될 수도 있다. 임의의 주어진 RF 신호에 대하여, RF 펄싱은 RF 주파수와 상이할 수도 있는 (통상적으로 RF 주파수 보다 느릴 수도 있는) 펄싱 주파수에서, RF 신호를 턴온 및 턴오프시키는 것 (또는 펄싱이 항상 전력이 턴오프되는 것을 요구하는 것은 아니기 때문에 하이 전력 레벨과 로우 전력 레벨 간을 교번시키는 것) 을 포함한다. 일반적으로 말하면, 과거에는 (균일성을 개선하거나 또는 에칭 관련 데미지들을 개선하는 것과 같이) 특정 프로세싱 결과들을 개선하기 위하여 RF 펄싱을 수행하였다.

여러 RF 신호들의 펄싱은 비동기될 수도 또는 동기될 수도 있다. 예를 들어, 동기된 펄싱에 대해, 두개의 신호들 (RF1 및 RF2) 이 동기되면, 신호 (RF2) 의 매 활성 펄스 마다 신호 (RF1) 의 활성 펄스가 존재한다. 두개의 RF 신호들의 펄스들이 동위상일 수도 있거나 또는 하나의 RF 펄스의 리딩 에지가 다른 RF 펄스의 리딩 에지 뒤에서 래그할 수도 있거나, 또는 하나의 RF 펄스의 트레일링 에지가 다른 RF 펄스의 트레일링 에지 뒤에서 래그할 수도 있거나 또는 RF 펄스들이 역위상일 수도 있다.

여러 RF 신호들의 펄싱이 잘 제어되지 않으면, 플라즈마 섭동을 일으키는 RF 전력 불안정성이 하나 이상의 RF 신호들의 로우에서 하이로 (또는 하이에서 로우로) 의 천이 동안에 발생할 수도 있다는 위험이 있다. 이는 하나 이상의 RF 신호들에 의한 이러한 천이 동안에, 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 조건이 변화하기 때문이다. 이러한 변화는 매칭 네트워크 및/또는 다른 RF 생성기들에 의해 검출될 수도 있고, 매칭 네트워크 및/또는 다른 RF 생성기들은 검출된 플라즈마 조건 변화들을 보상하도록 시도할 수도 있다. 각각의 보상의 반응 특성은 플라즈마 조건 변화 검출과 성공적인 보상 사이의 유지 기간 동안, 플라즈마 불안정성을 일으키는 RF 전력 섭동이 존재함을 의미한다.

도 1 은 펄싱 RF 신호들 중 하나의 트랜지션 동안에 플라즈마 불안정성을 야기할 수도 있는 이러한 RF 전력 섭동의 일례를 나타낸다. 도 1 의 실시예에서, 2 MHz RF 신호 펄스들은 2,500 W 와 0 W 사이의 50% 듀티 사이클로 100 Hz 에서 펄싱한다. 설명을 위하여, 60 MHz RF 신호가 펄싱 없이 연속 파형 (CW) 으로 동작한다고 가정한다. 2 MHz RF 신호가 로우 상태 (102) 에서 하이 상태 (104) 로 천이할 때, 챔버 내의 플라즈마 조건은 공급된 전압의 변화에 응답하여 변화한다. 이러한 플라즈마 조건 변화를 검출시, 60 MHz RF 신호는 (60 MHz RF 전력 공급부에서 또는 매칭 네트워크에서의 보상 회로를 통하여) 검출된 플라즈마 조건 변화를 보상하는 것으로 나타나 있다.

그러나, 이는 반응성 응답이며, 2 MHz 펄싱 RF 신호 (이 신호는 이전에 설명된 바와 같이 100 Hz 의 펄싱 주파수에서 펄싱한다) 의 로우에서 하이로의 천이를 일으키는 플라즈마 조건 변화를 첫번째로 검출하는 것에 의존한다. 지연 및 후속하는 응답들은 로우에서 하이로의 2 MHz 천이 후에 60 MHz RF 신호에서의 일시적 딥 (dip) 을 보여주는, 참조 번호 106 으로 나타낸 RF 전력 레벨 섭동을 일으킨다. 60 MHz RF 신호의 지연된 응답으로 인한 60 MHz RF 신호에서의 RF 전력 레벨 섭동의 다른 예들은 하이 (110) 에서 로우 (112) 로의 2 MHz RF 천이 후에 참조 번호 108 로 나타내어진다. 다른 RF 전력 섭동들은 예를 들어, 도 1 에서의 참조 번호 114 및 116 에 의해 나타내어진다. 도 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 이들 RF 전력 섭동들은 포지티브 방향 또는 네가티브 방향일 수도 있고, 상이한 강도들을 가질 수도 있다. 이러한 섭동들은 불안정적으로 및/또는 불량하게 제어되는 플라즈마 이벤트를 가져와, 프로세스 결과들 및/또는 디바이스 수율에 영향을 준다.

또한, 최근 플라즈마 프로세스들은 고밀도, 고성능 디바이스들의 제조에 있어서 엄격한 프로세스 결과 요건들을 강요한다. 일부 프로세스 윈도우들은 통상의 일정 파형 RF 신호들 또는 통상의 RF 펄싱 방법들에 의하여 달성될 수 없거나 매우 제한적으로 된다.

본 발명의 실시형태들의 여러 목표들 중에는 플라즈마 안정도를 향상하기 위한 및/또는 추가 프로세스 제어 노브 (knob) 를 제공하기 위한 여러 RF 신호들의 펄싱의 추가 제어 및 조작이 있다.

본 발명은 첨부된 도면으로 그림들을 예로 들어, 비제한적인 방법으로 설명되며, 도면에서 동일한 도면 부호들은 동일한 요소를 나타낸다.
도 1 은 펄싱 RF 신호들 중 한 신호의 천이 동안에 플라즈마 불안정성을 일으킬 수도 있는 이러한 RF 전력 섭동의 일례를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 플라즈마 프로세싱 챔버를 가지며, 여러 RF 신호 펄싱 상태들의 전력 레벨 제어를 위하여 구성된 용량 결합된 플라즈마 프로세싱 시스템을 나타낸다.
도 3 은 여러 RF 신호들 간의 펄싱을 선행 동기시키는 효과를 나타내기 위한, 두개의 RF 신호들에 대한 전달 전력 대 시간의 플롯을 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 60 MHz RF 신호가 2 MHz RF 신호의 펄싱 상태들에 적응되는 전력 레벨들을 갖는 상황을 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 60 MHz RF 신호가 2 MHz RF 신호의 펄싱 상태들에 적응되는 전력 레벨들을 갖는 상황을 나타낸다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 27 MHz RF 신호 및 60 MHz RF 신호가 2 MHz RF 신호의 펄싱 상태들에 적응된 전력 레벨들을 갖는 상황을 나타낸다.
도 7 은 비-베이스 RF 생성기가 특정 조건 하에서, 요구되는 전력 세트 포인트로 RF 전력을 전달할 수 없는 점을 나타내는 콘셉 플롯의 증명을 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따라, 베이스 RF 생성기가 펄싱하는 동안 비-베이스 RF 생성기에 대한 최적의 튜닝된 RF 주파수들을 학습하는 방법을 나타낸다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 플라즈마 챔버에 펄싱 베이스 RF 신호 및 적어도 하나의 비-베이스 RF 신호가 제공되는 동안 플라즈마 챔버 내의 플라즈마 부하에 대한 최적의 RF 전력을 전달하는 방법을 나타낸다.

이하, 첨부된 도면에 나타낸 바와 같이 본 발명의 몇몇 실시형태들을 참조로 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 다음 설명에서, 다수의 특정 세부 사항들은 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위하여 설명된다. 그러나, 당해 기술 분야의 당업자는 본 발명이 이들 특정 세부 사항들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 프로세스 단계들 및/또는 구조들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 설명하지 않았다.

이하, 방법 및 기술들을 포함하는 여러 실시형태들을 설명한다. 또한, 본 발명은 발명의 기술의 실시형태들을 실행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 명령들이 저장된 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 제조물을 포함할 수 있음을 유념해야 한다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어 반도체, 자기, 광자기, 광학 또는 컴퓨터 판독 가능 코드를 저장하기 위한 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수도 있다. 게다가, 본 발명은 본 발명의 실시형태들을 실시하기 위한 장치들도 또한 커버할 수 있다. 이러한 장치는 전용 및/또는 프로그램 가능한 회로들을 포함하여, 본 발명의 실시형태들에 관한 작업들을 수행할 수도 있다. 이러한 장치의 예들은 적절하게 프로그램되는 경우 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 본 발명의 실시형태들에 관한 다양한 작업들에 적응된 전용/프로그램가능 회로들 및 컴퓨터/컴퓨팅 디바이스의 결합을 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시형태들은 프로세싱 동안 RF 전력 섭동을 최소화하기 위해 하나 이상의 상위 주파수 RF 신호들의 RF 전력 레벨들을 순향적으로 (proactively) 설정하고 펄싱을 순향적으로 제어함으로써 플라즈마 프로세스들을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상위 주파수 RF 신호들의 전력 레벨들은 베이스 펄싱 RF 신호의 펄싱 상태에 개별적으로 응답하여 결정된 다음 설정된다. 즉, 상위 주파수 RF 신호들의 전력 레벨들은 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 펄스 및 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 펄스에 대해 결정된 다음 개별적으로 설정된다.

여기에서 용어가 채용될 때, 베이스 펄싱 RF 신호는 펄싱하는 최하위 RF 신호를 나타낸다. 예를 들어, 하부 전극에 3 개의 RF 신호들 (2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz) 이 제공되고 2 MHz RF 신호가 펄싱하면, 2 MHz RF 신호가 펄싱하는 최하위 주파수의 RF 신호이기 때문에 2 MHz RF 신호는 베이스 펄싱 RF 신호를 나타낸다. 다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버에서의 그 하부 전극에 3 개의 RF 신호들 (2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz) 이 제공되고 2 MHz RF 신호가 연속 파형으로 동작되고 (즉, 비펄싱 모드), 27 MHz RF 신호 및 60 MHz RF 신호가 펄싱하면 27 MHz RF 신호는 베이스 펄싱 RF 신호를 나타낸다.

용어를 명확히 하기 위하여, 베이스 펄싱 RF 신호는 마스터 RF 신호와 상이할 수도 또는 동일할 수도 있고, 이 마스터 RF 신호는 독립적으로 펄싱하는 RF 신호를 나타낸다. 다수의 RF 전력 공급부들이 펄싱하는 경우, RF 전력 공급부들 중 하나는 마스터 RF 전력 공급부를 할당받을 수 있고 그 마스터 RF 신호를 독립적으로 펄싱한다. 마스터 RF 전력 공급부는 제어 신호들을 다른 RF 전력 공급부들에 발행하여, 펄싱들을 동기시킬 수도 있다. 마스터 RF 신호가 최하위 주파수 RF 신호라는 요건은 없다. 따라서, 27 MHz 펄싱 RF 신호는 2 MHz 펄싱 RF 신호에 대해 마스터로서 작용할 수도 있으며 그 역도 동일하다. 그러나, 베이스 펄싱 RF 신호는 여기에서 용어가 채용될 때, 펄싱하는 최하위 주파수 RF 신호이다. 이 점에서, RF 전력 공급부들 간의 펄싱을 동기시키기 위한 마스터 RF 전력 공급부의 사용은 펄싱을 동기시키기 위한 유일한 방법임을 주지해야 한다. 예를 들어, 외부 회로를 채용하여 모든 RF 전력 공급부들 간의 펄싱을 동기시킬 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에서, 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 각각의 다른 펄싱 RF 신호들은 베이스 펄싱 RF 신호의 펄싱 상태들과 동기하여 그 제 1 사전 설정된 전력 레벨과 그 제 2 사전 설정된 전력 레벨 간을 순향적으로 교번시킨다. 제 1 사전 설정된 전력 레벨은 베이스 RF 신호의 하이 펄스에 대해 설정되는 다른 펄싱 RF 신호의 전력 레벨을 나타낸다. 제 2 사전 설정된 전력 레벨은 베이스 RF 신호의 로우 펄스에 대해 설정되는 다른 펄싱 RF 신호의 전력 레벨을 나타낸다.

예를 들어, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 그 하부 전극에 3 개의 RF 신호들 (2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz) 이 제공되고, 2 MHz 와 27 MHz RF 신호들 양쪽 모두가 100 Hz 에서 펄싱한다고 가정한다. 2 MHz 베이스 펄싱 RF 신호는 2 MHz 하이 전력 레벨과 2MHz 로우 전력 레벨 사이에서 100 Hz 에서 펄싱할 것이다. 27 MHz RF 신호는 순향적으로 마스터 RF 전력 공급부 또는 외부 동기 제어 회로로부터의 제어 신호에 응답하여 제 1 사전 설정된 전력 레벨 (이는 2 MHz 하이 전력 레벨에 응답하여 발생한다) 과 제 2 사전 설정된 전력 레벨 (이는 2 MHz 로우 전력 레벨에 응답하여 발생한다) 간을 교번할 것이다.

특정의 원하는 프로세싱 결과들을 달성하기 위하여 (이전 실시예에서 27 MHz RF 신호와 같은) 비-베이스 펄싱 RF 신호의 사전 설정된 전력 레벨들이 확정 및/또는 설정되어야 한다. 추가로, 비-베이스 펄싱 RF 신호의 제 1 사전 설정된 전력 레벨 및 제 2 사전 설정된 전력 레벨 각각은 베이스 펄싱 RF 신호의 각각의 펄싱 상태에 응답하여 독립적으로 설정된다. 이와 같이, 이들은 (이전 실시예에서 2 MHz RF 신호와 같은) 베이스 RF 신호의 하이 상태와 베이스 RF 신호의 로우 상태 동안에 존재하는 플라즈마 조건들에 대하여 독립적으로 확정 및/또는 설정되어야 한다. 일단 이들 사전 설정된 전력 레벨들이 (예를 들어, 레시피 형성 동안에) 비-베이스 RF 신호에 대하여 설정되면, 베이스 펄싱 RF 신호가 하이 상태와 로우 상태 사이에서 펄싱할 때, 비-베이스 RF 신호는 순향적으로 마스터 RF 전력 공급부로부터의 또는 외부 동기 제어 회로에 응답하여, 제조 동안에 (예를 들어, 기판 프로세싱 동안에) 제 1 사전 설정된 전력 레벨과 제 2 사전 설정된 전력 레벨 간을 교번한다. 이를 진술하는 다른 방법은 비-베이스 펄싱 RF 신호 응답이 베이스 RF 신호가 펄싱한다는 점 뿐만 아니라 베이스 RF 신호의 상태 (하이 또는 로우) 에 의존한다는 것이다.

하나 이상의 실시형태에서, 순향적 응답을 이용하여 펄싱 동안의 RF 전력 불안정성을 최적화한다. 여기에서 용어가 채용될 때, 순향적으로 또는 순향적 응답은 RF 신호들의 보상 및/또는 펄싱이 반응에 대응하는 대신에 순향적으로 수행되는 점을 지칭한다. 이전에 설명된 바와 같이, 반응 응답은 RF 신호들 중 한 신호의 펄싱으로 인하여 (예를 들어, 플라즈마 임피던스와 같은) 플라즈마 조건이 챔버 내에서 변경되었음을 RF 신호와 연관된 매치 네트워크가 검출할 때 또는 RF 신호와 연관된 RF 전력 공급부가 검출할 때 발생한다. 반응 응답 모드에서는, 이러한 검출이 발생한 후, 매치 네트워크 또는 RF 전력 공급부가, 검출된 플라즈마 조건 변화를 보상하도록 응답한다. 부연하면, 반응 응답 모드에서는, 매치 네트워크 또는 RF 전력 공급부는 검출이 행해진 후에만 응답한다.

이에 대조적으로, 순향적 응답 모드에서는, 다른 RF 신호의, 매치 네트워크 또는 RF 전력 공급부의 응답은 검출을 기다리지 않고 제어 신호에 의해 순향적으로 개시된다. 예를 들어, 외부 제어 회로 및/또는 프로세서 및/또는 컴퓨터는 매치 네트워크 또는 RF 전력 공급부로 하여금 다른 RF 신호들 중 하나 이상의 신호의 펄싱 거동/타이밍의 정보에 기초하여 응답하도록 명령하는 제어 신호를 순향적으로 전송할 수도 있다. 이러한 제어 신호 및 응답은 펄스 관련 플라즈마 조건 변화의 검출이 발생하는 것을 기다릴 필요가 없이 발생한다. 다른 실시예로서, 펄싱 RF 신호들 중 한 신호에 대한 RF 생성기는 다른 RF 생성기들에 의한 응답을 개시하는 제어 신호를 제공하도록 다른 RF 생성기와 통신할 수도 있다. 이 경우에, 제어 신호를 발행하는 RF 생성기는 마스터 RF 생성기로서 작용하며, 다른 RF 생성기들은 슬레이브 RF 생성기들로서 작용한다. 마스터 RF 생성기는 플라즈마 조건 변화의 검출에 응답하는 대신에 순향적으로, 제어 신호들을 자신의 슬레이브 RF 생성기들에 발행한다.

매치 네트워크의 응답 및/또는 다른 RF 생성기들의 응답을 순향적으로 제어함으로써, 지속 기간 및/또는 강도에 있어 펄싱으로 인한 RF 전력 불안정성 및/또는 플라즈마 섭동이 감소한다. 이러한 방식으로, 전력 섭동은 감소되고, 플라즈마 안정도가 강화된다.

본 발명의 실시형태들의 특징 및 이점들은 다음에 오는 도면 및 설명들을 참조로 보다 잘 이해될 수가 있다.

도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 플라즈마 프로세싱 챔버 (204) 를 갖는 단순 용량 결합된 플라즈마 프로세싱 시스템 (202) 을 나타낸다. 통상적인 플라즈마 프로세싱 시스템은 다수의 챔버들을 가질 수도 있지만, 설명을 위하여 여기서는 하나의 챔버만이 도시된다. 또한, 로봇 이송 아암, 저장 카세트, 가스 공급부 등과 같은 당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 다른 세부 사항들은 생략된다.

도 2 의 실시예에서, 상부 전극 (206) 은 접지되는 한편, 기판 홀더 또는 척을 나타내는 하부 전극 (208) 은 각각 3 개의 RF 전력 공급부들 (220, 222, 및 224) 로부터 매칭 네트워크 (230) 를 통하여 3 개의 RF 신호들 (2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz) 을 공급받는다. 3 개의 RF 신호들 및 3 개의 RF 전력 공급부가 도시되어 있지만, 하부 전극 (208) 은 필요에 따라, 하나 또는 많은 RF 신호들의 수 만큼의 제공받을 수도 있다. 추가로, 2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz 의 RF 주파수들이 설명을 위하여 선택되었지만, 상이한 RF 주파수들이 필요에 따라 이용될 수도 있다. 예시된 바와 같이, 플라즈마 프로세싱 챔버 (204) 는 유전체 에칭을 위하여 구성된다.

당해 기술 분야의 당업자가 알고 있는 바와 같이, 매칭 네트워크 (230) 는 RF 전력 소스들 (220, 222, 및 224) 의 임피던스와 플라즈마 프로세싱 챔버에서의 플라즈마 부하에서의 임피던스를 매칭시켜, 반사 전력을 최소화하고 전력 전달을 최대화한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, RF 전력 소스들 (220, 222, 및 224) 은, RF 전력 소스 중 한 전력 소스가 RF 펄스 마스터로서 작용하는 경우에, 이들 다른 RF 신호들의 펄싱을 순향적으로 개시하기 위하여 RF 전력 소스가 다른 RF 신호들에 대한 제어 신호들을 순향적으로 전송할 수 있도록 통신한다.

예를 들어, RF 전력 소스 (220) (2 MHz RF 전력 소스) 가 펄스 마스터로서 작용하며, 플라즈마 프로세싱 챔버 (204) 에서의 플라즈마 변화 조건의 검출을 기다릴 필요 없이, RF 전력 소스 (222 및 224) 로 하여금 자신들의 펄싱을 마스터 2 MHz RF 신호 펄스 (예를 들어, 리딩 에지, 트레일링 에지, 또는 2 MHz RF 펄스 기간에서의 미리 정의된 시간) 와 동기시키도록 명령하는 디지털 또는 아날로그 제어 신호들 (이는 예를 들어, 광학 신호 또는 전기 신호일 수도 있다) 을 도관 (230 및 232) 을 통하여 RF 전력 소스 (222 및 224) 에 각각 전송할 수 있다.

다른 실시예로서, RF 전력 소스 (222)(27 MHz RF 전력 소스) 가 펄스 마스터로서 작용하며, 플라즈마 프로세싱 챔버 (204) 에서의 플라즈마 변화 조건의 검출을 기다릴 필요 없이, RF 전력 소스 (220 및 224) 로 하여금 자신들의 펄싱을 마스터 2 MHz RF 신호 펄스 (예를 들어, 리딩 에지, 트레일링 에지, 또는 2 MHz RF 펄스 기간에서의 미리 정의된 시간) 와 동기시키도록 명령하는 디지털 또는 아날로그 제어 신호들 (이는 예를 들어, 광학 신호 또는 전기 신호일 수도 있다) 을 도관 (234 및 232) 을 통하여 RF 전력 소스 (220 및 224) 에 각각 전송할 수도 있다.

대안으로서, 제어 회로 (250) 는 도시된 바와 같이, 모든 세개의 RF 전력 소스 (220, 222, 및 224) 에 제어 신호를 제공하도록 이용될 수도 있다. 이 경우, RF 전력 소스들 모두가 마스터로서의 작용할 필요는 없고, 모든 전력 소스들은 제어 회로 (250) 로부터 펄싱하도록 RF 전력 소스들에 순향적으로 명령하는 제어 신호들을 수신할 수도 있다. 다양한 RF 신호들의 펄싱을 순향적으로 제어함으로써, RF 전력 섭동이 아래 도 3 에 나타낸 바와 같이 최소화된다.

도 3 은 두개의 RF 신호들, 2 MHz RF 신호 (302) 및 60 MHz RF 신호 (304) 에 대한 전달 전력 대 시간의 플롯을 나타낸다. 2 MHz RF 신호 (302) 는 2,500 W 와 0 W 사이에서 50% 듀티 사이클로 100 Hz 에서 펄싱한다. 명료한 설명을 위하여, 도 3 의 실시예에서, 60 MHz RF 신호 (304) 는 2 MHz RF 신호의 하이 펄스 지속 기간 동안 900 W 로 설정된 제 1 사전 설정된 전력 레벨로 펄싱하고 2 MHz RF 신호의 로우 펄스 지속 기간 동안 900 W 로 설정된 제 2 사전 설정된 전력 레벨로 펄싱한다. 도 3 의 실시예에서, 이들 펄싱된 RF 신호들을 생성하는 2 MHz 와 60 MHz RF 전력 소스들 양쪽 모두는 (도 2 의 제어 회로 (250) 와 같은) 공통 제어 회로로부터 제어 신호를 수신하고 이에 따라 플라즈마 조건 변화의 검출을 기다림이 없이 유사한 방식으로 순향적으로 펄싱한다. 대안으로서, RF 전력 소스들 중 하나 (예를 들어, 2 MHz RF 전력 소스 또는 27 MHz RF 전력 소스) 는 다른 RF 전력 소스에 대한 펄스 마스터로서 작용할 수도 있고, 플라즈마 조건 변화의 검출을 기다림이 없이 실질적으로 동시에 펄싱하도록 다른 RF 전력 소스에 순향적으로 명령하는 제어 신호를 발행할 수도 있다.

도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 60 MHz RF 신호 (304) 에서의 전력 섭동은 2 MHz 베이스 펄싱 RF 신호 (302) 의 하이에서 로우로의 또는 로우에서 하이로의 천이 각각에 대해 실질적으로 더 낮게 (도 3 의 경우에 3% 미만으로) 유지된다. 이들은 도면 부호들 320, 322, 324 및 328 에 의해 나타내어진다. 60 MHz RF 전력 소스는 반응 모드 (즉, 플라즈마 조건 변화의 검출에 응답하여 보상하는 모드) 에서 동작하는 도 2 의 상황에 비해 실질적으로 더 작은 RF 전력 섭동이 존재한다. 그 이유는 일단 전력 레벨 세트 포인트들이 비-베이스 펄싱 RF 신호들에 대해 결정되면, 비-베이스 펄싱 RF 신호들이 제어 신호를 수신시 지연 없이 두개의 전력 세트 포인트들 사이에서 펄싱할 수 있고 이에 의해 보다 안정적인 RF 전력 전달에 기여하기 때문이다.

하나 이상의 실시형태에서, 비-베이스 펄싱 RF 신호들 (즉, 상위 RF 주파수 펄싱 신호들) 의 제 1 전력 레벨 및 제 2 전력 레벨 각각은 (예를 들어, 척 바이스 또는 리턴 RF 전류와 같은) 하나 이상의 측정가능한 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들로부터 동적으로 확정될 수도 있다. "동적"인 것에 의해, 이 전력 레벨들의 결정은 예를 들어, 머신 교정 (machine calibration) 또는 레시피 형성 동안에 알고리즘 방식으로 행해질 수도 있거나 또는 프로세싱 동안에 동작 중에 행해질 수도 있는 것임을 이해하여야 한다. 비-베이스 펄싱 RF 신호들의 제 1 전력 레벨 (베이스 펄싱 RF 신호가 하이 상태에 있는 동안에 비-베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨에 대응한다) 은 하나 이상의 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들의 센서 측정값들로부터 알고리즘 방식으로 확정될 수도 있거나 또는 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 상태 동안에 연산될 수도 있다. 이와 유사하게, 비-베이스 펄싱 RF 신호의 제 2 전력 레벨 (베이스 펄싱 RF 신호가 로우 상태에 있는 동안에 비-베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨에 대응한다) 은 하나 이상의 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들의 센서 측정값들로부터 알고리즘 방식으로 확정될 수도 있거나 또는 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태 동안에 연산될 수도 있다.

이 경우에, 예를 들어, 원하는 프로세스 파라미터를 달성하기 위하여 베이스 RF 펄싱 신호의 하이 상태 및 로우 상태 동안에 하나 이상의 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들의 센서 측정값들에 기초하여 프로그래밍된 컴퓨터를 이용하여 비-베이스 펄싱 RF 신호들 (즉, 상위 주파수 펄싱 RF 신호들) 의 전력 레벨들을 동적으로 결정하고 설정하는 능력은 이점을 나타내는데, 그 이유는 이때 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 상태 동안에 그리고 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태 동안에 상위 주파수 펄싱 RF 전력 신호들의 전력 레벨이 프로세스에 대한 별개의 제어 노브들이기 때문이다. 그 후, 비-베이스 펄싱 RF 신호는 마스터 RF 전력 소스로부터 또는 외부 제어기 (예를 들어, 도 2 의 제어기 회로 (250)) 로부터 제어 신호들을 수신시, 단순하게, 제 1 미리 정의된 전력 레벨에서 제 2 미리 정의된 전력 레벨로 (그리고 그 역으로) 천이한다.

제 1 미리 정의된 전력 레벨 및 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 각각의 RF 전력 공급부에 대해 고유하다. 즉, 27 MHz 전력 공급부는 자체의 제 1 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 고유 레벨 및 제 2 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 고유 레벨을 가질 수도 있는 한편, 60 MHz RF 전력 공급부는 27 MHz RF 전력 공급부의 것과 상이한 자체의 제 1 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 고유 레벨 및 제 2 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 고유 레벨을 가질 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에서, 베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨들 (즉, 하이 펄싱 전력 레벨 및 로우 펄싱 전력 레벨) 도 또한, 예를 들어, (성막 레이트와 같은) 원하는 프로세스 파라미터를 달성하기 위하여 (척 바이어스와 같은) 하나 이상의 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들의 센서 측정값들에 기초하여 프로그래밍된 컴퓨터를 이용하여 동적으로 결정될 수도 있다. 원하는 프로세스 파라미터를 달성하기 위하여 하나 이상의 플라즈마 프로세싱 챔버 파라미터들의 센서 측정값들에 기초하여 프로그래밍된 컴퓨터를 이용하여 베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨들을 동적으로 결정하는 능력은 이점을 나타내는데, 그 이유는 이때 베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨들이 프로세스에 대한 제어 노브들이기 때문이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 2 MHz RF 신호 (402) 가 2,500 W 와 0 W 사이에서 50% 듀티 사이클로 100 Hz 에서 펄싱되는 상황을 나타낸다. 60 MHz RF 신호 (404) 는 2 MHz RF 신호의 하이 상태 동안, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨이 900 W 에 있고 2 MHz RF 신호의 로우 상태 동안, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨이 450 W 이도록 순향적 방식으로 동기화된다. 60 MHz RF 신호의 이들 두개의 전력 레벨들 각각은 베이스 RF 펄싱 신호 (예를 들어, 2 MHz RF 신호)의 특정 상태 (하이 또는 로우) 의 관점에서 개별적으로 결정되고 설정되며, (낮은 폴리머 성막, 감소된 웨이퍼 바이어스 등과 같은) 원하는 프로세스 결과를 실현하도록 결정되고 설정됨을 주지한다. 또한, 도 4 의 두개의 RF 신호들의 펄싱은 순향적으로 발생하는데, 즉, 플라즈마 조건에서의 변화의 검출 또는 베이스 RF 신호 펄싱으로 인한 이러한 플라즈마 조건 변화를 반영하는 하나 이상의 챔버 파라미터들에서의 변화들의 검출을 기다림이 없이 발생한다. 이와 같이, RF 전력 섭동 및 RF 플라즈마 불안정성은 크게 감소된다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 2 MHz RF 신호 (502) 가 2,500 W 와 0 W 사이의 50% 듀티 사이클로 100 Hz 에서 펄싱되는 상황을 나타낸다. 60 MHz RF 신호 (504) 는 2 MHz RF 신호의 하이 상태 동안에, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨이 900 W 에 있도록 순향적 방식으로 동기된다. 2 MHz RF 신호의 로우 상태 동안에, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨은 1,125 W 로 증가된다. 도 4 및 도 5 는 비-베이스 RF 신호 (즉, 상위 주파수 펄싱 RF 신호) 의 전력 레벨이 베이스 펄싱 RF 신호가 하이 상태에서 로우 상태로 천이한 후 더 높게 되거나 더 낮게 됨을 나타낸다. 또한, 60 MHz RF 신호의 이들 두개의 전력 레벨 각각이 베이스 RF 펄싱 신호 (예를 들어, 2 MHz RF 신호) 의 특정 상태 (하이 또는 로우) 의 관점에서 결정 및 설정되고 (낮은 폴리머 성막, 감소된 웨이퍼 바이어스 등과 같은) 원하는 프로세스 결과를 실현하도록 결정되고 설정됨을 주지한다. 또한, 도 4 의 두개의 RF 신호들의 펄싱은 순향적으로, 즉, 플라즈마 조건에서의 변화의 검출을 기다림이 없이 발생한다. 이와 같이, RF 전력 섭동 및 RF 플라즈마 불안정성은 크게 감소된다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 따라, 2 MHz RF 신호 (602) 가 2,500 W 와 0 W 사이에서 50% 듀티 사이클로 100 Hz 에서 펄싱되는 상황을 나타낸다. 60 MHz RF 신호 (604) 는 2 MHz RF 신호의 하이 상태 동안에, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨이 500 W 에 있도록 순향적 방식으로 동기된다. 2 MHz RF 신호의 로우 상태 동안에, 60 MHz RF 신호의 전력 레벨은 625 W 로 증가된다. 27 MHz RF 신호 (606) 는 2 MHz RF 신호의 하이 상태 동안에, 27 MHz RF 신호의 전력 레벨이 1,000 W 에 있도록 순향적 방식으로 동기된다. 2 MHz RF 신호의 로우 상태 동안에, 27 MHz RF 신호의 전력 레벨은 250 W 로 감소된다. 또한, 60 MHz RF 신호 및 27 MHz RF 신호의 이들 두개의 전력 레벨 각각이 베이스 RF 펄싱 신호 (예를 들어, 2 MHz RF 신호) 의 특정 상태 (하이 또는 로우) 의 관점에서 결정 및 설정되고 (낮은 폴리머 성막, 감소된 웨이퍼 바이어스 등과 같은) 원하는 프로세스 결과를 실현하도록 결정되고 설정됨을 주지한다.

도 6 의 경우에, (2 MHz RF 전력 소스, 27 MHz RF 전력 소스, 또는 60 MHz RF 전력 소스와 같은) RF 전력 소스들 중 하나가 마스터로서 작용할 수도 있고 다른 RF 전력 소스들에 순향적으로 펄싱을 동기시키도록 제어 신호를 전송할 수도 있다. 대안으로서, 외부 제어 회로가 마스터로서 동작할 수도 있고, 순향적으로 펄싱을 동기시키도록 모든 세개의 RF 전력 소스들에 제어 신호들을 전송할 수도 있다.

언급한 바와 같이, 여러 RF 신호들의 RF 전력 레벨들은 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 상태 동안에 그리고 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태 동안에 개별적으로 튜닝되어 원하는 프로세스 결과가 실현될 수도 있다. 그 결과, 이온 에너지는 2 MHz RF 신호의 RF 전력 레벨을 증가시킴으로써 증가될 수도 있다고 고려된다. 이온 에너지를 증가시키는 것은 유익하며, 또한 일부 경우에 원하지 않은 과도한 폴리머 성막을 가져올 수도 있다. 최적의 펄싱 주파수 및 최적의 하이 및 로우 RF 전력 레벨들에서 2 MHz RF 신호를 펄싱하는 것은 과도한 폴리머 성막을 겪지 않고 증가된 이온 에너지를 가져올 수도 있다.

일단 베이스 펄싱 RF 신호의 최적의 RF 전력 레벨들이 결정 및/또는 설정되면, 비-베이스 펄싱 RF 신호들 (즉, 상위 주파수 펄싱 RF 신호들) 의 RF 전력 레벨들은 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 상태 및 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태에 대해 개별적으로 결정 및 설정되어 (상위 주파수 RF 신호들의 전력 레벨들이 플라즈마 밀도에 보다 영향을 주기 때문에 플라즈마 밀도를 튜닝하는 것과 같이) 프로세스가 추가로 튜닝될 수도 있다. 이와 같이, 상이한 RF 펄싱 신호들의 이들 상이한 RF 전력 레벨들은 프로세스에 대한 별개의 제어 노브로서 채용될 수도 있다.

언급된 바와 같이, 여러 펄싱 RF 신호들이 순향적으로 동기되기 때문에, RF 전력 섭동들이 최소화된다. 일 실시형태에서, (60 MHz RF 신호와 같은) RF 신호가 연속 파형 (CW) 모드로 동작하는 레시피에 의해 특정된 경우에도, 도 3 에 도시된 바와 같이 동일한 전력 레벨에서의 순향적 펄싱은 반응성 접근 보상법에 비해 RF 전력 섭동을 감소시키기 때문에, (2 MHz RF 신호와 같은) 베이스 펄싱 RF 신호의 하이 상태 양쪽 모두 동안에 (900 W 와 같은) 동일한 전력 레벨에서 순향적으로 펄싱하도록 이러한 RF 신호를 설정하는 것이 바람직할 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에서, 베이스 펄싱 RF 신호 및 비-베이스 RF 신호의 RF 전력 레벨들은 펄싱 동안에 플라즈마가 지속되도록 설정된다. 즉, 플라즈마는 베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태 및/또는 비-베이스 펄싱 RF 신호의 로우 상태 동안에 플라즈마가 소멸되지 않는다. 점화된 플라즈마를 유지하는 것은 프로세스 제어가 (이전에 설명된 바와 같이) 별개의 전력 레벨들의 프로세스 노브에 의해 보다 효과적으로 실행되도록 허용하며 또한 (플라즈마가 소멸되도록 허용된 경우에 필요하였던) 플라즈마 스트라이크 및/또는 점화가 연속 플라즈마만큼 잘 제어된 프로세스가 아니기 때문에 플라즈마 섭동을 최소화한다. 이와 같이, 반복성 및 균일성이 강화된다.

하나 이상의 실시형태들에서, 이를 위한 바이모드 (bimodal) 자동 주파수 튜닝 기술 및 장치가 개시된다. 바이모드 자동 주파수 튜닝 접근법에서, 비-베이스 RF 신호의 튜닝 주파수는 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 펄싱할 때순향적으로 변경되어, 베이스 RF 신호의 모든 상태에 대해 효과적이고 안정적인 전력 전달을 보장한다.

부언하면, 최근 RF 전력 공급부들은 (예를 들어, 부하에 전달된 RF 주파수를 변경함으로써) 자신의 전달된 RF 주파수를 튜닝하여 전력 전달을 개선할 수 있다. 일 실시예로서, 60 MHz RF 생성기는 예를 들어, 5 내지 10% 로 자신의 튜닝된 RF 주파수를 변화시킬 수도 있다 (즉, 60 MHz +/- 5% 내지 10% 만큼 부하에 전달된 RF 주파수를 변화시킬 수도 있다).

그러나, 지금까지 이러한 주파수 변화는 그 센서들이 부하에 전달된 RF 전력의 양에서의 변화를 검출할 때 RF 생성기의 사후 응답 (after-the-fact response) 으로서 수행되었다. 이러한 검출은 종종 순방향 전력에 대한 반사 전력의 비의 측정값 (또한 감마로서 알려짐) 에 의존한다. RF 생성기가 (예를 들어, 몇몇 사전 설정된 감마 임계값에 기초하여) 비효과적인 전력 전달의 특성인 조건을 검출할 때, RF 생성기는 부하에 보다 효과적으로 전력을 전달하기 위하여 주파수 튜닝 방식으로, 자신의 튜닝된 RF 주파수를 변화시킨다.

그러나, 현재 주파수 튜닝 방식의 사후 특성은 종종 변화들이 플라즈마 임피던스 또는 플라즈마 부하에 발생할 때 응답에 있어 래그가 존재한다는 것을 의미한다. 이 래그 시간 동안에, 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 펄싱한 때와 같은 특정 조건 하에서, 비-베이스 RF 생성기는 비-베이스 RF 생성기가 변경된 플라즈마를 부하에 적응시키기에 충분하게 튜닝된 자신의 튜닝 주파수를 변화시킬 때까지, (레시피에 의해 특정된) 요구되는 전력 세트 포인트들에서 전력을 전달할 수 못할 수도 있거나 또는 매우 불충분할 수도 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태들에 따라, 비-베이스 RF 신호들의 튜닝 주파수는 베이스 RF 신호의 매 펄스 상태 (예를 들어, 하이 상태 또는 로우 상태) 에 대해 미리 확정된다. 이러한 상황, 예를 들어, 2 MHz 베이스 RF 신호가 약 1 kHz 에서, 50% 듀티 사이클로 펄싱할 때를 고려하여 본다. 예를 들어, 학습 단계 동안에는, 2 MHz 베이스 RF 신호가 로우 펄스 상태에 있을 때 (즉, 로우로 펄싱한 후), 60 MHz RF 생성기에 의한 전력 전달은 60 MHz RF 생성기가 61 MHz 튜닝 주파수를 이용하여 실제로 RF 전력을 전달할 때 효과적인 것으로 확인될 수도 있다. 추가로, 다른 실시예에서, 학습 단계 동안에는, 2 MHz RF 신호가 하이 펄스 상태에 있을 때 (예를 들어, 하이로 펄싱한 후), 60 MHz RF 생성기가 59 MHz 튜닝 주파수를 이용하여 실제로 RF 전력을 전달할 때 60 MHz RF 생성기가 효과적이라는 것이 확인될 수도 있다.

하나 이상의 실시형태에서, 제조 동안에, 60 MHz RF 생성기 (즉, 이 실시예에서는 비-베이스 RF 생성기) 는 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 펄싱할 때와 동시에 자신의 튜닝 주파수를 순향적으로 변화시킨다. 주파수 변화는 비-베이스 RF 생성기에 의한 튜닝 주파수에서의 변화가 베이스 RF 신호의 펄싱으로 인하여 60 MHz RF 생성기에 의해 나타나는 플라스마 조건에서의 변화 또는 임피던스 변화의 사후 검출에 기초하여 행해지지 않기 때문에 순향적 변화라고 한다.

오히려, 비-베이스 RF 생성기에 의한 튜닝 주파수에서의 변화가 동기되어, 변화가 최적의 시간에 발생하게 되어, 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 펄싱할 때 적절한 및/또는 효과적인 전력 전달이 보장된다. 예를 들어, 60 MHz RF 생성기는 베이스 RF 신호의 펄싱으로 인한 60 MHz RF 생성기에 의해 나타나는 임피던스에서의 변화 또는 플라즈마 조건에서의 변화의 검출을 기다리는 대신에, 코디네이션 신호 (이 신호는 2 MHz RF 생성기에 의해 또는 RF 생성기들 중 하나에 의해 또는 RF 생성기를 코디네이션하는 별개의 제어 회로에 의해 발행될 수도 있음) 에 기초하여 자신의 RF 튜닝 주파수를 순향적으로 변화시킬 수도 있다. 일반적으로 말하면, 비-베이스 RF 생성기는 베이스 RF 신호가 한 펄싱 상태에서 다른 펄싱 상태로 펄싱함과 동시에 또는 심지어 그 이전에 자신의 튜닝 주파수를 변화시킬 수도 있다.

도 7 은 특정 조건들 하에서 비-베이스 RF 생성기가 요구되는 전력 세트 포인트에서 RF 전력을 전달할 수 없다는 점을 나타내는 컨셉 플롯의 증명이다. 이는 예를 들어, 종래 기술에서의 상황이다. 도 7 의 실시예에서, 베이스 2 MHz RF 생성기는 9 kW (도 7 에는 도시 생략) 의 전력 세트 포인트를 가지며, 60 MHz RF 생성기는 750 W 의 전력 세트 포인트를 가진다. 이들은 각각의 RF 생성기들에 대한 원하는 전력 레벨들이다. 추가로, 베이스 2 MHz RF 신호는 도 7 의 실시예에서 5 초 (2.2 초 내지 7.2 초) 동안 하이 상태에서 로우 상태로 램프한다.

도 7 에서, 좌측 수직축은 60 MHz RF 생성기에 의해 전달되는 전력량을 나타내는 한편, 우측 수직축은 60 MHz RF 생성기의 튜닝 주파수를 나타낸다. 양축 모두는 수평 시간 축에 대해 플롯되어 있다. 선 702 는 전달된 RF 전력의 크기를 나타낸다. 선 730 은 60 MHz RF 생성기의 튜닝 주파수를 나타낸다.

시점 700 에서, 2 MHz RF 생성기는 하이 펄스 상태에 있다. 이 시점에서, 60 MHz RF 생성기는 대략 61 MHz 의 튜닝된 RF 주파수에서 효과적으로 전력을 전달한다 (시간 t=2 초 에서의 선 730).

시간 2.2 초에서, 2 MHz 베이스 RF 신호가 로우로 램프하기 시작하고 7.2 초에 로우 상태에 도달한다. RF 전력 선 702 에서 알 수 있는 바와 같이, 60 MHz RF 생성기는 플라즈마 부하에서의 변화를 감지하고 자신의 750W 의 전력 세트 포인트를 유지하려 시도한다. 몇몇 시점에서, 약 5 초 (시점 704) 에서 시작하여, 60 MHz RF 생성기는 플라즈마 부하에서의 검출된 변화 (이는 2 MHz 베이스 신호가 로우 상태로 램프하는 것에 기인한다) 에 응답하여 RF 전력 전달 효율을 증가시키기 위하여 자신의 튜닝 주파수를 하향 변화시키기 시작한다.

시간 7.2 초 (수평 시간 축에서의 도면 부호 706) 에서, 2 MHz 베이스 RF 신호는 로우 상태에 있다. 도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 60 MHz RF 생성기에 의해 전달되는 RF 전력의 크기는 시점 708 에서부터 시점 710 까지 약 220 W 로 일시적으로 강하한다. 60 MHz RF 생성기에 의해 전달되는 RF 전력의 이 크기는 60 MHz RF 생성기에 대해 실질적으로 750 W 전력 세트 포인트 미만이다. 이는 바람직하지 못한 상황을 나타낸다.

시점 706 에서부터 시점 712 까지, 60 MHz RF 생성기는 로우 펄스 상태에서의 2 MHz RF 신호와 함께 요구되는 750 W 의 전력 세트 포인트에서 60 MHz RF 전력의 전달을 가능하게 하는 튜닝 RF 주파수를 헌트 (hunt) 시킨다. 시점 714 에서, 60 MHz RF 생성기는 약 59.75 MHz 의 튜닝 RF 주파수로 안정화된다. 이 하위 튜닝된 RF 주파수에서, 60 MHz 생성기는 750 W 의 세트 포인트에서 다시 RF 전력을 전달할 수 있다.

도 7 의 콘셉 플롯의 증명은 2 MHz 베이스 신호의 매 펄스 상태 마다, 최적의 튜닝된 RF 주파수가 60 MHz RF 생성기에 대해 존재함을 나타낸다. 추가로, 60 MHz 생성기가 튜닝된 RF 주파수를 사후 방식으로 (즉, 도 7 에서와 같이 2 MHz 베이스 RF 신호의 펄싱으로 인한 플라즈마 부하에서의 변화를 검출한 후에) 변화시키면, 60 MHz RF 생성기가 자신의 요구된 전력 세트 포인트를 충족시킬 수 없도록 전력 세트 포인트와 RF 주파수들이 있는 상황이 존재할 수도 있다. 이는 도 7 에서, 시점 706 과 712 사이에 도시된다.

도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따라 베이스 RF 생성기가 펄싱하는 동안에 비-베이스 RF 생성기에 대한 최적의 튜닝 RF 주파수들을 학습하는 방법을 나타낸다. 단계 802 에서, 플라즈마 챔버는 펄싱 베이스 RF 신호로 그리고 적어도 하나의 비-베이스 RF 신호로 전력 공급받는다. 단계 804 에서, 비-베이스 RF 생성기(들)는 베이스 RF 신호 각각의 하이 상태 및 로우 상태 동안에 비-베이스 RF 생성기로 하여금 최적의 RF 주파수들 (f1 및 f2) 을 구할 수 있도록 자동 튜닝 모드에서 동작된다. 이 자동 튜닝 모드에서, 비-베이스 RF 생성기는 베이스 RF 신호의 상태들 각각 동안에 자신의 튜닝 RF 주파수를 구하도록 허용된다. 베이스 RF 신호의 상태들 각각에 대한 (비-베이스 RF 신호에 대한) 이들 최적의 RF 주파수들은 미리 정의된 RF 주파수로서 역할을 하고 비-베이스 RF 생성기는 베이스 RF 신호가 펄싱할 때 하나의 미리 정의된 RF 주파수로부터 다른 미리 정의된 RF 주파수로 순향적으로 스위칭한다.

여기에서 용어가 채용될 때, 비-베이스 RF 생성기의 최적의 RF 주파수는 (몇몇 미리 정의된 기준에 따라) 비-베이스 RF 생성기가 자신의 전력을 허용가능하게 그리고 효과적으로 전달할 수 있고/있거나 전력 전달 세트 포인트를 충족시킬 수 있는 RF 주파수를 지칭한다. 여기에 설명된 바와 같이, 비-베이스 생성기에 대해 적어도 두개의 최적의 RF 주파수들이 존재한다. 이들 두개의 최적의 RF 주파수들은 베이스 RF 신호의 두개의 스위칭 상태들에 대응한다.

제조 동안에 채용된 제 1 미리 정의된 RF 주파수 및 제 2 미리 정의된 RF 주파수는 각각의 RF 전력 공급부에 대해 고유함을 주지한다. 즉, 27 MHz 전력 공급부는 자신의 제 1 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 RF 주파수 및 제 2 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 RF 주파수를 가질 수도 있는 한편, 60 MHz RF 전력 공급부는 27 MHz RF 전력 공급부의 것들과 상이한, 자신의 제 1 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 RF 주파수 및 제 2 미리 정의된 RF 전력 공급 특정 RF 주파수를 가질 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에서, 챔버의 모든 다른 조건들은 이들 조건이 제조시 조건과 가능한 가깝게 유사하도록 바람직하게 배치된다. 다른 실시형태들에서, 비-베이스 RF 생성기의 주파수는 (예를 들어, 감마를 측정함으로써) 베이스 RF 신호의 하이 상태 및 로우 상태 각각에 대한 최적의 주파수 (f1 및 f2) 를 확정하도록 수동으로 변화될 수도 있다.

단계 806 에서, 베이스 RF 신호에 대한 하이 상태 및 로우 상태에 대한 이들 최적의 비-베이스 RF 생성기 주파수들은 제조 동안의 사용을 위하여 기록 및/또는 저장된다 (즉, 최적의 비-베이스 RF 생성기 주파수들이 학습 단계에서 학습된 후의 기판 제조). 제조 동안, 비-베이스 RF 생성기는 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 플라즈마 임피던스 또는 감마에서의 변화의 검출을 기다리는 대신에, 최적의 RF 주파수 (f1) 와 최적의 RF 주파수 (f2) 사이를 순향적으로 스위칭한다.

도 9 는 본 발명의 실시형태에 따라, 플라즈마 챔버에 펄싱 베이스 RF 신호 및 적어도 하나의 비-베이스 RF 신호가 제공되는 동안 최적의 RF 전력을 플라즈마 챔버에서의 플라즈마 부하에 전달하는 방법을 나타낸다. 단계 902 에서, 플라즈마 챔버는 펄싱 베이스 RF 신호 및 적어도 하나의 비-베이스 RF 신호를 공급받는다. 단계 904 에서, 비-베이스 RF 생성기(들)은 비자동 튜닝 모드에서 동작된다. 단계 906 에서, 비-베이스 RF 신호의 주파수 스위칭은 베이스 RF 생성기의 펄싱과 순향적으로 동기된다. 이러한 순향적 동기화는 베이스 RF 신호가 펄싱할 때 비-베이스 RF 생성기가 자신의 튜닝 주파수를 이전에 학습된 최적의 튜닝 주파수 (f1) 와 이전에 학습된 최적의 튜닝 주파수 (f2) 사이에서 스위칭하도록 한다. 비-베이스 RF 생성기의 튜닝 주파수의 스위칭은 이 스위칭이 동기 신호에 응답하여, 그리고 변화된 플라즈마 부하 조건 감지 (즉, 베이스 RF 신호의 펄싱으로 인한 이러한 변화된 플라즈마 부하 조건을 반영하는 챔버 파라미터/파라미터들에서의의 변화들의 검출) 와 무관하게 수행되기 때문에, 제조 동안 순향적 방식이라 한다.

동기 신호는 베이스 RF 생성기에 의해, 다수의 RF 생성기들 중 임의의 RF 생성기에 의해 또는 예를 들어, 외부 동기 회로 또는 컴퓨터에 의해 발행될 수도 있다. 일 실시형태에서, 비-베이스 RF 생성기는 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태에로 스위칭함과 동시에, 하나의 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f1) 로부터 다른 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f2) 로 순향적으로 스위칭한다.

예를 들어, 비-베이스 RF 생성기에 대한 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f1) 가 베이스 RF 신호의 하이 상태에 대해 효과적이라고 확정되고 비-베이스 RF 생성기에 대한 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f2) 가 베이스 RF 신호의 로우 상태에 대해 효과적이라고 확정되면, 베이스 RF 생성기가 하이 상태로 펄싱할 때 비-베이스 RF 생성기는 동기 신호에 응답하여 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f1) 로 스위칭할 수도 있다. 베이스 RF 생성기가 로우 상태로 펄싱할 때, 비-베이스 RF 생성기는 동기 신호에 응답하여, 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f2) 로 스위칭할 수도 있다.

다른 실시형태에서, 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 스위칭하기 조금 전에도, 비-베이스 RF 생성기는 하나의 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f1) 로부터 다른 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f2) 로 순향적으로 스위칭할 수도 있다.

다른 실시형태에서, 베이스 RF 신호가 한 상태에서 다른 상태로 스위칭한 조금 후에도 비-베이스 RF 생성기는 하나의 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f1) 로부터 다른 이전에 학습된 최적의 RF 주파수 (f2) 로 순향적으로 스위칭할 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에서, 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 비-베이스 RF 생성기의 순향적 비-베이스 RF 신호 주파수 스위칭 (예를 들어, 이전에 학습된 RF 주파수 (f1) 및 이전에 학습된 RF 주파수 (f2)) 은 RF 전력 전달 효율 및 안정성을 개선하기 위하여 비-베이스 RF 생성기의 순향적 전력 레벨 설정과 결합될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 비-베이스 RF 신호의 순향적 주파수 스위칭 및/또는 비-베이스 RF 생성기의 순향적 전력 레벨 스위칭은 베이스 RF 신호의 펄싱과 동기될 수도 있다. 다수의 비-베이스 RF 신호들이 수반되면, 이들 비-베이스 RF 신호들의 주파수들 및/또는 전력 레벨들은 베이스 RF 신호가 펄싱할 때, 단일의 비-베이스 RF 신호 상황을 위하여 논의된 것과 유사한 구성을 이용하여 순향적으로 스위칭될 수도 있다.

상술한 바로부터 이해될 수도 있는 바와 같이, 본 발명의 실시형태들은 베이스 RF 신호가 하이 신호와 로우 상태 사이를 펄싱할 때, RF 전력 전달 안정성 및 효율을 개선시킨다. (다수의 비-베이스 RF 생성기가 수반되면) 비-베이스 RF 생성기 또는 비-베이스 RF 생성기들의 RF 전력 레벨들을 순향적으로 변경함으로써, 베이스 RF 신호가 하이 상태와 로우 상태 사이에서 펄싱하는 동안 전력 전달 안정성을 개선시킨다. (다수의 비-베이스 RF 생성기가 수반되면) 비-베이스 RF 생성기 또는 비-베이스 RF 생성기들에 대한 이전에 학습된 최적의 RF 주파수들 사이를 순향적으로 스위칭함으로써 전력 전달 효율이 개선되거나, 또는 베이스 RF 신호의 매 펄스 상태에 대해 그리고 베이스 RF 의 하이에서 로우로의 그리고 로우에서 하이로의 트랜지션 주변 시간의 지속 기간에 대해 전력 전달이 가능하게 렌더링된다.

이들 추가적인 제어 노브들을 제공함으로써, 프로세스 레시피 윈도우는 하나 이상의 엄격한 프로세스 요건들을 수용하도록 개방되어, 개선된 프로세싱 및 고밀도/고성능 디바이스들의 수율을 이끌 수 있다.

본 발명이 몇몇 바람직한 실시형태들의 관점에서 설명되었지만, 이러한 본 발명의 범위 내에 들어오는 변경, 교환 및 등가물이 존재한다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치들을 구현하기 위한 많은 대안의 방법들이 있음을 알아야 한다. 여러 실시예가 본 명세서에 설명되어 있지만 이들 실시예는 본 발명의 범위에 대해 제한하기 위한 것이 아닌 예시적인 것이다.

Claims

전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
상기 플라즈마 프로세싱 챔버는 복수의 RF 신호들을 상기 전극에 제공하도록 커플링된 복수의 RF 전력 공급부들을 가지며,
상기 방법은,
베이스 RF 펄싱 신호를 생성하도록 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계로서, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계는 상기 기판의 프로세싱 동안 수행되고, 상기 베이스 RF 펄싱 신호는 제 1 펄싱 주파수에서 하이 전력 레벨과 로우 전력 레벨 사이에서 펄싱하고, 상기 베이스 RF 펄싱 신호는 상기 복수의 RF 신호들의 펄싱 주파수들 중에서 최저 펄싱 주파수를 갖는 상기 복수의 RF 신호들의 제 1 RF 신호를 나타내고, 상기 최저 펄싱 주파수는 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 RF 주파수와는 상이한, 상기 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계;
상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 2 RF 전력 공급부에 제어 신호를 전송하는 단계로서, 상기 제어 신호는, 상기 기판의 상기 프로세싱 동안, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 1 RF 전력 공급부의 상기 펄싱으로 인한 하나 이상의 챔버 파라미터들에서의 변화를 감지하는 것을 요구하지 않는 방식으로 순향적으로 (proactively) 생성되는, 상기 제어 신호를 전송하는 단계; 및
비-베이스 펄싱 RF 신호를 생성하도록 제 1 미리 정의된 전력 레벨과, 상기 제 1 미리 정의된 전력 레벨과 상이한 제 2 미리 정의된 전력 레벨 사이에서 상기 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계로서, 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호는 상기 복수의 RF 신호들 중 제 2 RF 신호를 나타내고, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부를 펄싱하는 상기 단계는 상기 기판의 상기 프로세싱 동안 수행되고, 상기 제 1 미리 정의된 전력 레벨 및 상기 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 플라즈마 임피던스 섭동의 발생 기회를 감소시키도록 상기 기판의 상기 프로세싱 전에 발생하는 교정 (calibration) 동작 동안 미리 결정되고, 상기 섭동은 상기 베이스 RF 펄싱 신호가 상기 하이 전력 레벨과 상기 로우 전력 레벨 사이에서 펄싱할 때 유발되는, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계를 포함하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 하나로부터 송신되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 복수의 RF 전력 공급부들 외부에 있는 마스터 제어 회로로부터 송신되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 RF 전력 공급부들의 상기 RF 전력 공급부들은 상이한 RF 주파수들을 갖는 상이한 RF 신호들을 생성하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 미리 정의된 전력 레벨은 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 하이 전력 레벨 동안에 생성되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨 동안에 생성되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨은 제로 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 제로 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨은 제로 전력 이외의 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 제로 전력 이외의 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
상기 플라즈마 프로세싱 챔버는 복수의 RF 신호들을 상기 전극에 제공하도록 커플링된 복수의 RF 전력 공급부들을 가지며,
상기 방법은,
베이스 RF 펄싱 신호를 생성하도록 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계로서, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계는 상기 기판의 프로세싱 동안 수행되고, 상기 베이스 RF 펄싱 신호는 제 1 펄싱 주파수에서 하이 전력 레벨과 로우 전력 레벨 사이에서 펄싱하고, 상기 베이스 RF 펄싱 신호는 상기 복수의 RF 신호들의 펄싱 주파수들 중에서 최저 펄싱 주파수를 갖는 상기 복수의 RF 신호들의 제 1 RF 신호를 나타내고, 상기 제 1 펄싱 주파수는 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 RF 주파수와는 상이한, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 1 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계;
상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 2 RF 전력 공급부에 제어 신호를 전송하는 단계로서, 상기 제어 신호는, 상기 기판의 상기 프로세싱 동안, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 1 RF 전력 공급부의 상기 펄싱으로 인한 하나 이상의 챔버 파라미터들에서의 변화를 감지하는 것을 요구하지 않는 방식으로 순향적으로 생성되는, 상기 제어 신호를 전송하는 단계; 및
비-베이스 펄싱 RF 신호를 생성하도록 제 1 미리 정의된 RF 주파수와, 상기 제 1 미리 정의된 RF 주파수와 상이한 제 2 미리 정의된 RF 주파수 사이에서 상기 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부에 의해 RF 주파수 출력을 스위칭하는 단계로서, 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호는 상기 복수의 RF 신호들 중 제 2 RF 신호를 나타내고, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 제 2 RF 전력 공급부에 의해 상기 RF 주파수 출력을 스위칭하는 상기 단계는 상기 기판의 상기 프로세싱 동안 수행되고, 상기 제 1 미리 정의된 RF 주파수 및 상기 제 2 미리 정의된 RF 주파수는 플라즈마 임피던스 섭동의 발생 기회를 감소시키도록 상기 기판의 상기 프로세싱 전에 발생하는 교정 동작 동안 미리 결정되고, 상기 섭동은 상기 베이스 RF 펄싱 신호가 상기 하이 전력 레벨과 상기 로우 전력 레벨 사이에서 펄싱할 때 유발되는, 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부에 의해 RF 주파수 출력을 스위칭하는 단계를 포함하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 하나로부터 송신되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 신호는 상기 복수의 RF 전력 공급부들 외부에 있는 마스터 제어 회로로부터 송신되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 RF 전력 공급부들의 상기 RF 전력 공급부들은 상이한 RF 주파수들을 갖는 상이한 RF 신호들을 생성하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 RF 주파수는 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 하이 전력 레벨 동안에 생성되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 RF 주파수는 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨 동안에 생성되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨은 제로 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 미리 정의된 주파수는 제로 전력과 연관되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 베이스 RF 펄싱 신호의 상기 로우 전력 레벨은 제로 전력 이외의 전력을 나타내는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 미리 정의된 주파수는 제로 전력 이외의 전력과 연관되는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부는 상기 프로세싱 동안에 비자동 튜닝 (non-autotuning) 모드에서 동작하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부를 펄싱하는 단계는 상기 펄싱 주파수들의 또 다른 주파수에서 수행되고, 상기 펄싱 주파수들의 상기 또 다른 주파수는 상기 RF 전력 공급부들 중 상기 제 2 RF 전력 공급부에 의해 생성된 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호의 RF 주파수와 상이한, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 미리 정의된 전력 레벨과 상기 제 2 미리 정의된 전력 레벨은 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호의 전력 레벨의 변화를 감소시키도록 미리 결정되고, 상기 변화는 상기 하이 전력 레벨로부터 상기 로우 전력 레벨로 상기 베이스 RF 펄싱 신호의 전이 결과로서 발생하고,
상기 방법은,
상기 전극에 제공하기 위해 상기 베이스 RF 펄싱 신호 및 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 전극에 제공하기 위해 상기 베이스 RF 펄싱 신호 및 상기 비-베이스 펄싱 RF 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 전극을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
두 전력 레벨들 사이에서 로우 주파수 신호를 펄싱하는 단계로서, 상기 로우 주파수 신호의 상기 펄싱은 기판의 프로세싱 동안 수행되는, 상기 로우 주파수 신호를 펄싱하는 단계; 및
두 레벨들 사이에서 하이 주파수 신호를 펄싱하는 단계로서, 상기 하이 주파수 신호는 상기 로우 주파수 신호보다 높은 주파수를 갖고, 상기 하이 주파수 신호의 상기 펄싱은 상기 기판의 상기 프로세싱 동안 수행되는, 상기 하이 주파수 신호를 펄싱하는 단계를 포함하고,
상기 하이 주파수 신호의 상기 펄싱은 상기 로우 주파수 신호의 상기 펄싱과 동기화되고,
상기 하이 주파수 신호의 상기 두 레벨들은 미리 정의된 제 1 레벨 및 미리 정의된 제 2 레벨을 포함하고,
상기 하이 주파수 신호의 상기 미리 정의된 제 1 레벨 및 상기 미리 정의된 제 2 레벨은 플라즈마 임피던스 섭동의 발생 기회를 감소시키도록 상기 기판의 상기 프로세싱 전에 발생하는 교정 동작 동안 정의되고, 상기 섭동은 상기 로우 주파수 신호가 상기 두 전력 레벨들 사이에서 펄싱할 때 유발되는, 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 하이 주파수 신호의 상기 두 레벨들은 전력 레벨들을 포함하는, 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 하이 주파수 신호의 상기 두 레벨들은 복수의 주파수들을 포함하는, 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 미리 정의된 제 1 레벨 및 상기 미리 정의된 제 2 레벨은 상기 하이 주파수 신호의 레벨의 변화를 감소시키고, 상기 변화는 상기 전력 레벨들 사이에서 상기 로우 주파수 신호의 전이 결과로서 발생하는, 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 미리 정의된 제 2 레벨은 포지티브 전력 레벨인, 방법.