KR20200116160A - 고 전력 회로로부터 연결해제 없이 커패시턴스 측정 - Google Patents

고 전력 회로로부터 연결해제 없이 커패시턴스 측정 Download PDF

Info

Publication number
KR20200116160A
KR20200116160A KR1020207027357A KR20207027357A KR20200116160A KR 20200116160 A KR20200116160 A KR 20200116160A KR 1020207027357 A KR1020207027357 A KR 1020207027357A KR 20207027357 A KR20207027357 A KR 20207027357A KR 20200116160 A KR20200116160 A KR 20200116160A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
capacitor
measured
impedance
power
Prior art date
Application number
KR1020207027357A
Other languages
English (en)
Inventor
수닐 카푸어
토마스 프레드릭
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20200116160A publication Critical patent/KR20200116160A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/02—Arrangements for displaying electric variables or waveforms for displaying measured electric variables in digital form
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32899—Multiple chambers, e.g. cluster tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/3299—Feedback systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/642—Capacitive arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/327—Arrangements for generating the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6644—Packaging aspects of high-frequency amplifiers
    • H01L2223/6655—Matching arrangements, e.g. arrangement of inductive and capacitive components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법 및 장치가 제공된다. 방법은: a) 복수의 스테이션들 각각에 기판들을 제공하는 단계; b) 복수의 스테이션들에서 플라즈마를 생성하도록 제 1 타깃 주파수를 포함하는 RF 전력을 복수의 스테이션들로 분배하는 단계로서, RF 전력은 스테이션 간 (station to station) 변동들을 감소시키도록 구성된 RF 전력 파라미터에 따라 분배되는, RF 전력을 분배하는 단계; c) i) 임피던스 매칭 회로로부터 커패시터를 연결해제 (disconnect) 하지 않고 임피던스 매칭 회로의 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 단계; 및 ii) 단계 (i) 에서 측정된 커패시턴스 및 RF 전력 파라미터에 따라, 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 단계에 의해, RF 전력을 복수의 스테이션들에 포함된 제 1 스테이션으로 분배하는 동안, 제 1 스테이션에 대해 임피던스 매칭 회로를 튜닝하는 단계; 및 d) 스테이션 각각에서 기판 상에서 반도체 프로세싱 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

고 전력 회로로부터 연결해제 없이 커패시턴스 측정
관련 출원들의 교차 참조
본 출원은 2018년 2월 23일 출원되고, 명칭이 "CAPACITANCE MEASUREMENT WITHOUT DISCONNECTING FROM HIGH POWER CIRCUIT"인 미국 특허 출원 번호 제 62/634,730 호의 우선권 및 이익을 주장하고, 이는 전체가 모든 목적들을 위해 참조로서 본 명세서에 인용된다.
반도체 디바이스 제조는 반도체 프로세싱 반응기에서 반도체 웨이퍼들의 프로세싱을 수반한다. 통상적인 프로세스들은 웨이퍼 상의 재료의 증착 및 제거 (즉, 에칭) 를 수반한다. 상업용 제작시, 웨이퍼 각각은 제작될 특정한 반도체 디바이스의 많은 사본들을 포함하고, 많은 웨이퍼들이 요구된 용량의 디바이스들을 달성하기 위해 필요하다. 반도체 프로세싱 동작의 상업적 성공가능성은 많은 부분에서 프로세스 조건들의 웨이퍼-내 (within-wafer) 균일도 및 웨이퍼 간 (wafer-to-wafer) 재현성에 종속된다. 이에 따라, 미리 결정된 웨이퍼의 부분 각각 및 프로세싱된 웨이퍼 각각이 동일한 프로세싱 조건들에 노출된다는 것을 보장하기 위한 노력들이 이루어졌다. 프로세싱 조건들의 변동은 전체 프로세스 및 산물에 용인할 수 없는 변동을 발생시키는 증착 레이트 및 에칭 레이트의 변동을 유발할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터들의 시스템이 동작시 시스템으로 하여금 작동들을 수행하게 하는 시스템 상에 설치된 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합을 가짐으로써 특정한 동작들 또는 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들이 데이터 프로세싱 장치에 의해 실행될 때, 장치로 하여금 작동들을 수행하게 하는 인스트럭션들을 포함함으로써 특정한 동작들 또는 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 일반적인 양태는 프로세스 챔버의 복수의 스테이션들에서 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법을 포함하고, 방법은: a) 복수의 스테이션들 각각에 기판들을 제공하는 단계; b) 복수의 스테이션들에서 플라즈마를 생성하도록 제 1 타깃 주파수를 포함하는 RF 전력을 복수의 스테이션들로 분배하는 단계로서, RF 전력은 스테이션 간 (station to station) 변동들을 감소시키도록 구성된 RF 전력 파라미터에 따라 분배되는, RF 전력을 분배하는 단계; c) i) 임피던스 매칭 회로로부터 커패시터를 연결해제 (disconnect) 하지 않고 임피던스 매칭 회로의 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 단계; 및 ii) 단계 (i) 에서 측정된 커패시턴스 및 RF 전력 파라미터에 따라, 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 단계에 의해, RF 전력을 복수의 스테이션들에 포함된 제 1 스테이션으로 분배하는 동안, 제 1 스테이션에 대해 임피던스 매칭 회로를 튜닝하는 단계; 및 d) 스테이션 각각에서 기판 상에서 반도체 프로세싱 동작을 수행하는 단계를 포함한다. 이 양태의 다른 실시예들은 각각이 이 방법들의 작동들을 수행하도록 구성된, 대응하는 컴퓨터 시스템들, 장치, 및 하나 이상의 컴퓨터 저장 디바이스들에 기록된 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.
구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 반도체 프로세싱 동작은 박막을 증착, 에칭, 스트립핑, 또는 세정하는 동작 중 하나인, 방법. 단계 i) 는 aa) 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수 이상의 제 1 주파수를 포함하는 제 1 신호를 생성하는 단계; bb) 커패시터에서 신호를 필터링하는 단계로서, 커패시터의 신호는 적어도 제 1 신호 및 분배될 RF 전력에 응답하여 생성되는, 신호를 필터링하는 단계; cc) 필터링된 신호를 측정하는 단계; 및 dd) 측정된 필터링된 신호를 커패시터에 대해 측정된 커패시턴스 값으로 변환하는 단계를 포함하는, 방법. 필터링하는 단계는 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 주파수에 센터링되는 (centered) 통과 대역을 포함하는, 그리고 필터링하는 단계는 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역 (stopband) 을 포함하는, 방법. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 방법. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 방법. aa) 제 1 주파수 (ω) 로 구성된 고정 주파수 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고―고정 주파수 오실레이터의 출력부는 커패시터와 직렬인 레지스턴스 (R) 에 커플링됨―; 그리고 dd) 레지스턴스 (R), 제 1 주파수 (ω), 및 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하여, 측정된 필터링된 신호 (Vout) 를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 인, 방법. aa) 가변 주파수 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 가변 주파수 오실레이터의 출력부는 커패시터와 직렬인 인덕턴스 (L) 에 커플링되는, 가변 주파수 오실레이터는 커패시터 및 인덕턴스의 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 를 포함하는 주파수 범위를 스캐닝하도록 구성되고; cc) 공진 주파수를 결정하기 위해 측정된 필터링된 신호를 사용하는 단계를 포함하고; 그리고 dd) 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 및 인덕턴스 (L) 에 부분적으로 기초하여, 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 fo = ωo/2π = 1/2π sqrt(LC) 인, 방법. aa) 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 오실레이터의 출력부는 각각 커패시터와 직렬인 적어도 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 통해 커패시터의 제 1 단자에 커플링되고, 오실레이터의 출력부는 또한 커패시터와 직렬인 적어도 제 3 임피던스 (z3) 를 통해 커패시터의 제 2 단자에 커플링되고; cc) 측정된 필터링된 신호로서 제 1 임피던스 (z1), 제 2 임피던스 (z2), 및 제 3 임피던스 (z3) 를 커플링하는 노드에서 전류 또는 전압을 측정하는 단계를 포함하고, 측정된 필터링된 신호는 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 포함하는 제 1 임피던스 조합과 제 3 임피던스 (z3) 및 커패시터 (zC) 의 임피던스를 포함하는 제 2 임피던스의 조합 간 불균형 (imbalance) 을 나타내는, 방법. 방법은 또한 dd) z1/z2 = z3/zC 비에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함할 수도 있고, 여기서 zC = 1/jωC이다. aa) 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계―오실레이터의 출력부는 기준 커패시터 (Cref) 에 커플링됨―, 및 교번하는 전압이 기준 커패시터를 기준 전압 (Vref) 으로 대전할 때 커패시터와 전기적으로 병렬이도록 기준 커패시터를 연결하는 단계를 포함하고; cc) 측정된 필터링된 신호로서 제 1 주파수 (ω) 에서 기준 커패시터 및 커패시터의 전기적으로 병렬 조합의 전하에 대응하는 전압을 측정하는 단계를 포함하고; 그리고 dd) C = Cref (Vref/Vout -1) 에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하는, 방법. aa) 전류 소스를 사용하여 제 1 신호로서 커패시터의 제 1 단자에서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전류 (Iin) 를 생성하는 단계를 포함하고―전류 소스의 출력부는 전압 (V) 을 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스에 커플링됨―; cc) 커패시터의 제 2 단자의 전류에 대응하는 필터링된 전류 (I) 를 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 단계를 포함하고; 그리고 dd) 필터링된 전류 (I) 및 전압 측정 인터페이스에서 측정된 전압의 변화 레이트 (dV/dt) 에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 I = C dV/dt인, 방법. aa) 타이머 회로를 사용하여 타이머 신호를 생성하는 단계를 포함하고 타이머 주파수 (f) 는 제 1 레지스턴스 (R1), 제 2 레지스턴스 (R2), 및 커패시터의 커패시턴스 (C) 를 사용하여 구성되고; cc) 타이머 주파수 (f) 를 결정하기 위해 시간 기간 내 타이머 펄스 카운트를 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 단계를 포함하고; 그리고 dd) 결정된 타이머 주파수에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 f = 1/(C x (R1 + 2 x R2) x ln2) 인, 방법. 오실로스코프가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터에 걸친 전압 강하를 측정하도록 사용되는, 방법. 인덕턴스 (L), 커패시턴스 (C), 및 레지스턴스 (R) 미터 (LCR meter) 가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위해 사용되고, 또는 벡터 네트워크 분석기가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터의 임피던스를 측정하도록 사용되는, 방법.
기술된 기법들의 구현예들은 하드웨어, 방법 또는 프로세스, 또는 컴퓨터 액세스가능한 매체 상의 컴퓨터 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 일 일반적인 양태는 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱을 위한 장치를 포함하고, 장치는: 복수의 스테이션들로서, 스테이션들 각각은 적어도 하나의 웨이퍼 지지부를 포함하고 적어도 하나의 기판을 수용하도록 구성되고, 그리고 복수의 스테이션들은 프로세스 챔버 내에 있는, 복수의 스테이션들; 커패시턴스 센서; 하나 이상의 제어기들을 포함하고, 하나 이상의 제어기들과 커패시턴스 센서는 통신가능하게 연결되고, 제어기는, a) 복수의 스테이션들 각각에 기판들을 제공하고; b) 복수의 스테이션들에서 플라즈마를 생성하도록 제 1 타깃 주파수를 포함하는 RF 전력을 복수의 스테이션들로 분배하고-RF 전력은 스테이션 간 변동들을 감소시키도록 구성된 RF 전력 파라미터에 따라 분배됨-; c) i) 임피던스 매칭 회로로부터 커패시터를 연결해제하지 않고 임피던스 매칭 회로의 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 동작; 및 ii) 동작 (i) 에서 측정된 커패시턴스 및 RF 전력 파라미터에 따라, 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 동작에 의해, RF 전력을 복수의 스테이션들에 포함된 제 1 스테이션으로 분배하는 동안, 제 1 스테이션에 대해 임피던스 매칭 회로를 튜닝하고; 그리고 d) 스테이션 각각에서 기판 상에서 반도체 프로세싱 동작을 수행하도록 구성된다. 이 양태의 다른 실시예들은 각각이 이 방법들의 작동들을 수행하도록 구성된, 대응하는 컴퓨터 시스템들, 장치, 및 하나 이상의 컴퓨터 저장 디바이스들에 기록된 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.
구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 반도체 프로세싱 동작은 박막을 증착, 에칭, 스트립핑, 또는 세정하는 동작 중 하나인, 장치. 동작 i) 은: aa) 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수 이상의 제 1 주파수를 포함하는 제 1 신호를 생성하는 동작; bb) 커패시터에서 신호를 필터링하는 동작으로서, 커패시터의 신호는 적어도 제 1 신호 및 분배될 RF 전력에 응답하여 생성되는, 신호를 필터링하는 동작; cc) 필터링된 신호를 측정하는 동작; 및 dd) 측정된 필터링된 신호를 커패시터에 대해 측정된 커패시턴스 값으로 변환하는 동작을 포함하는, 장치. 필터링하는 동작은 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 주파수에 센터링되는 통과 대역을 포함하는, 그리고 필터링하는 동작은 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역을 포함하는, 장치. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 장치. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 장치. aa) 제 1 주파수 (ω) 로 구성된 고정 주파수 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고―고정 주파수 오실레이터의 출력부는 커패시터와 직렬인 레지스턴스 (R) 에 커플링됨―; 그리고 dd) 레지스턴스 (R), 제 1 주파수 (ω), 및 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하여, 측정된 필터링된 신호 (Vout) 를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 인, 장치. aa) 가변 주파수 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고, 가변 주파수 오실레이터의 출력부는 커패시터와 직렬인 인덕턴스 (L) 에 커플링되는, 가변 주파수 오실레이터는 커패시터 및 인덕턴스의 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 를 포함하는 주파수 범위를 스캐닝하도록 구성되고; cc) 공진 주파수를 결정하기 위해 측정된 필터링된 신호를 사용하는 동작을 포함하고; 그리고 dd) 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 및 인덕턴스 (L) 에 부분적으로 기초하여, 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 fo = ωo/2π = 1/2π sqrt(LC) 인, 장치. aa) 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고, 오실레이터의 출력부는 각각 커패시터와 직렬인 적어도 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 통해 커패시터의 제 1 단자에 커플링되고, 오실레이터의 출력부는 또한 커패시터와 직렬인 적어도 제 3 임피던스 (z3) 를 통해 커패시터의 제 2 단자에 커플링되고; cc) 측정된 필터링된 신호로서 제 1 임피던스 (z1), 제 2 임피던스 (z2), 및 제 3 임피던스 (z3) 를 커플링하는 노드에서 전류 또는 전압을 측정하는 동작을 포함하고, 측정된 필터링된 신호는 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 포함하는 제 1 임피던스 조합과 제 3 임피던스 (z3) 및 커패시터 (zC) 의 임피던스를 포함하는 제 2 임피던스의 조합 간 불균형을 나타낸다. 장치는 또한 dd) z1/z2 = z3/zC 비에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함할 수도 있고, 여기서 zC = 1/jωC이다. aa) 오실레이터를 사용하여 제 1 신호로서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작―오실레이터의 출력부는 기준 커패시터 (Cref) 에 커플링됨―, 및 교번하는 전압이 기준 커패시터를 기준 전압 (Vref) 으로 대전할 때 커패시터와 전기적으로 병렬이도록 기준 커패시터를 연결하는 동작을 포함하고; cc) 측정된 필터링된 신호로서 제 1 주파수 (ω) 에서 기준 커패시터 및 커패시터의 전기적으로 병렬 조합의 전하에 대응하는 전압을 측정하는 동작을 포함하고; 그리고 dd) C = Cref (Vref/Vout -1) 에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하는, 장치. aa) 전류 소스를 사용하여 제 1 신호로서 커패시터의 제 1 단자에서 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전류 (Iin) 를 생성하는 동작을 포함하고―전류 소스의 출력부는 전압 (V) 을 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스에 커플링됨―; cc) 커패시터의 제 2 단자의 전류에 대응하는 필터링된 전류 (I) 를 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 동작을 포함하고; 그리고 dd) 필터링된 전류 (I) 및 전압 측정 인터페이스에서 측정된 전압의 변화 레이트 (dV/dt) 에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 I = C dV/dt인, 장치. aa) 타이머 회로를 사용하여 타이머 신호를 생성하는 동작을 포함하고 타이머 주파수 (f) 는 제 1 레지스턴스 (R1), 제 2 레지스턴스 (R2), 및 커패시터의 커패시턴스 (C) 를 사용하여 구성되고; cc) 타이머 주파수 (f) 를 결정하기 위해 시간 기간 내 타이머 펄스 카운트를 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 동작을 포함하고; 그리고 dd) 결정된 타이머 주파수에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 f = 1/(C x (R1 + 2 x R2) x ln2) 인, 장치. 오실로스코프가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터에 걸친 전압 강하를 측정하도록 사용되는, 장치. 인덕턴스 (L), 커패시턴스 (C), 및 레지스턴스 (R) 미터 (LCR meter) 가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위해 사용되고, 또는 벡터 네트워크 분석기가 제 1 주파수 (ω) 에서 커패시터의 임피던스를 측정하도록 사용되는, 장치.
기술된 기법들의 구현예들은 하드웨어, 방법 또는 프로세스, 또는 컴퓨터 액세스가능한 매체 상의 컴퓨터 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 일 일반적인 양태는 제 1 타깃 주파수의 RF 전력을 분배하기 위해 회로로부터 커패시터를 연결해제하지 않고 커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위한 디바이스를 포함하고, 디바이스는 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 제 1 주파수를 포함하는 통과대역을 포함하는 필터로서, 필터는 또한 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는, 필터; 제 1 주파수 (ω) 에서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하기 위한 오실레이터; 레지스턴스 (R) 로서, 오실레이터의 출력부가 레지스턴스 (R) 의 제 1 단자에 커플링되고, 레지스턴스 (R) 의 제 2 단자가 커패시터와 직렬로 전기적으로 커플링된 필터에 커플링되는, 레지스턴스 (R); 및 레지스턴스 (R) 의 제 2 단자에서 필터링된 신호 (Vout) 를 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스를 포함하고, 커패시터의 측정된 커패시턴스 값 (C) 은 레지스턴스 (R), 제 1 주파수 (ω), 및 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 이다. 이 양태의 다른 실시예들은 각각이 이 방법들의 작동들을 수행하도록 구성된, 대응하는 컴퓨터 시스템들, 장치, 및 하나 이상의 컴퓨터 저장 디바이스들에 기록된 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.
구현예들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 디바이스. 분배될 RF 전력의 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 디바이스.
기술된 기법들의 구현예들은 하드웨어, 방법 또는 프로세스, 또는 컴퓨터 액세스가능한 매체 상의 컴퓨터 소프트웨어를 포함할 수도 있다.
도 1은 반도체 기판들 상에 막들을 증착하기 위한 기판 프로세싱 장치를 도시한다.
도 2는 플라즈마 밸런싱 하드웨어를 활용할 수도 있는 예시적인 멀티-스테이션 기판 프로세싱 장치를 도시한다.
도 3은 임피던스 매칭 튜닝을 활용하여 RF 전력 소스를 공유하는 복수의 스테이션들을 갖는 예시적인 멀티-스테이션 플라즈마 반응기의 다양한 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다.
도 4a는 임피던스 매칭 튜닝 및 RF 전력 파라미터 조정을 활용하는 멀티-스테이션 증착 프로세스의 프로세스 흐름도이다.
도 4b는 임피던스 매칭 튜닝을 활용하는 멀티-스테이션 증착 프로세스의 프로세스 흐름도이다.
도 5는 전압 측정 방법을 사용하여 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
도 6은 공진 주파수 방법을 사용하는 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
도 7은 Wheatstone 브리지 방법을 사용하는 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
도 8은 전하 기반 방법을 사용하는 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
도 9는 램핑 레이트 방법을 사용하는 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
도 10은 타이머 기반 방법을 사용하는 예시적인 커패시턴스 센서를 도시한다.
이하의 상세한 기술에서, 다수의 구체적인 구현예들이 제시된다. 그러나, 당업자에게 자명한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 기법들 및 장치는 대안적인 엘리먼트들 또는 프로세스들을 사용함으로써 또는 이들 구체적인 상세들 없이 실시될 수도 있다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스들, 절차들 및 컴포넌트들은 본 개시의 양태들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
특정한 반도체 디바이스 제조 툴들은 직렬 커패시터 (series capacitor) (튜닝 (Tune)) 및 분로 커패시터 (shunt capacitor) (부하 (Load)) 와 같은, 2 개의 가변 커패시터들을 포함하고, 이는 예를 들어, 50 Ω의 값에서 부하 임피던스를 생성기 임피던스에 매칭한다. 커패시터 각각의 일 값은 부하 임피던스의 생성기 임피던스로의 매칭을 발생시키기 때문에, 커패시터 값들을 모니터링하는 것이 중요하다. 기존의 기술은 예를 들어, 스텝퍼 모터들을 사용한다. 스텝퍼 모터들은 슬립핑 커플러를 포함한 문제들을 수반할 수 있기 때문에, 이러한 기술은 잘못된 위치, 따라서 반도체 웨이퍼들의 스크랩핑을 유발할 수 있는 부정확한 커패시터 값을 발생시킬 수 있다. 게다가, 종래의 커패시턴스 측정 방법들은 측정될 커패시터가 반도체 제조에 수반된 고 전력 RF 회로와 같은, 전기 회로로부터 연결해제될 것을 요구한다. 사용 동안 커패시터를 연결해제하지 않고, 모니터링 및 제거를 위해 커패시턴스를 정확하게 측정하기 위한 기법이 필요하다.
장치 및 방법들은 RF 전력 소스를 공유하는 복수의 프로세싱 스테이션들을 갖는 반도체 툴에서 멀티-사이클 증착 동작들에 사용된 RF 전력을 제어하기 위해 제공된다. RF 전력 소스를 공유하는 개별 스테이션들에 인가된 전력 및 RF 전력의 주파수가 제어된다.
도 1은 반도체 기판들 상에 막들을 증착하기 위한 기판 프로세싱 장치를 도시한다. 도 1의 장치 (100) 는 진공 펌프 (118) 에 의해 진공 하에 유지될 수도 있는 내부 볼륨에 단일 기판 홀더 (108) 를 갖는 단일 프로세싱 챔버 (102) 를 갖는다. 또한 가스 전달 시스템 (101) 및 샤워헤드 (106) 가 (예를 들어) 막 전구체들, 캐리어 및/또는 퍼지 및/또는 프로세스 가스들, 이차 (secondary) 반응물질들, 등의 전달을 위한 챔버에 유체로 커플링된다. 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 생성하기 위한 장비가 또한 도 1에 도시된다. 도 1에 개략적으로 예시된 장치는 반도체 기판들 상에서 CVD (chemical vapor deposition) 또는 ALD와 같은 막 증착 동작들을 수행하기 위한 기본 장비를 제공한다.
단순함을 위해, 프로세싱 장치 (100) 는 저압 분위기를 유지하기 위한 프로세스 챔버 바디 (102) 를 갖는 독립형 프로세싱 스테이션으로서 도시된다. 그러나, 복수의 프로세스 스테이션들은 본 명세서에 기술된 바와 같은 공통 프로세스 툴 분위기―예를 들어, 공통 반응 챔버 내―에 포함될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 도 2는 멀티-스테이션 프로세싱 툴의 구현예를 도시한다. 또한, 일부 구현예들에서, 상기 상세히 논의된 것을 포함하는 프로세싱 장치 (100) 의 하나 이상의 하드웨어 파라미터들은 하나 이상의 시스템 제어기들에 의해 프로그램적으로 조정될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.
프로세싱 장치 (100) 는 분배 샤워헤드 (106) 로 프로세스 가스들을 전달하기 위해 반응물질 전달 시스템 (101) 과 유체로 연통한다. 반응물질 전달 시스템 (101) 은 샤워헤드 (106) 로 전달을 위해, 프로세스 가스들을 블렌딩 (blending) 및/또는 컨디셔닝하기 (conditioning) 위한 혼합 용기 (mixing vessel) (104) 를 포함한다. 하나 이상의 혼합 용기 유입구 밸브들 (120) 은 프로세스 가스들의 혼합 용기 (104) 로의 도입을 제어할 수도 있다.
일부 반응물질들이 기화 및 프로세스 챔버 (102) 로 후속 전달 전에 액체 형태로 저장될 수도 있다. 도 1의 구현예는 혼합 용기 (104) 로 공급될 액체 반응물질을 기화시키기 위한 기화 지점 (103) 을 포함한다. 일부 구현예들에서, 기화 지점 (103) 은 가열된 액체 주입 모듈일 수도 있다. 일부 다른 구현예들에서, 기화 지점 (103) 은 가열된 기화기일 수도 있다. 또 다른 구현예들에서, 기화 지점 (103) 은 프로세스 스테이션으로부터 제거될 수도 있다.
일부 구현예들에서, 기화 지점 (103) 의 업스트림에 LFC (liquid flow controller) 가 기화 및 프로세싱 챔버 (102) 로의 전달을 위해 액체의 대량 플로우를 제어하기 위해 제공될 수도 있다.
샤워헤드 (106) 는 프로세스 스테이션에서 기판 (112) 을 향해 프로세스 가스들 및/또는 반응물질들 (예를 들어, 막 전구체들) 을 분배하고, 이의 플로우는 샤워헤드로부터 업스트림의 하나 이상의 밸브들 (예를 들어, 밸브들 (120, 120A, 105)) 에 의해 제어된다. 도 1에 도시된 구현예에서, 기판 (112) 은 샤워헤드 (106) 밑에 위치되고, 페데스탈 (108) 상에 놓인 것으로 도시된다. 샤워헤드 (106) 는 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있고, 기판 (112) 으로 프로세스 가스들을 분배하기 위해 임의의 적합한 수 및 배열의 포트들을 가질 수도 있다.
볼륨 (107) 이 샤워헤드 (106) 밑에 위치된다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (108) 은 기판 (112) 을 볼륨 (107) 에 노출하고 그리고/또는 볼륨 (107) 의 체적을 가변시키도록 상승되거나 하강될 수도 있다. 선택가능하게, 페데스탈 (108) 은 볼륨 (107) 내에서 프로세스 압력, 반응물질 농도, 등을 조절하기 위해 증착 프로세스의 부분들 동안 하강 및/또는 상승될 수도 있다.
도 1에서, 샤워헤드 (106) 및 페데스탈 (108) 은 플라즈마에 전력공급하기 위해 RF 전력 공급부 (114) 및 매칭 네트워크 (116) 에 전기적으로 접속된다. 일부 구현예들에서, 플라즈마 에너지는 (예를 들어, 적절한 머신 판독가능 인스트럭션들을 갖는 시스템 제어기를 통해) 프로세스 스테이션 압력, 가스 농도, RF 소스 전력, RF 소스 주파수, 및 플라즈마 전력 펄스 타이밍 중 하나 이상을 제어함으로써 제어될 수도 있다. 예를 들어, RF 전력 공급부 (114) 및 매칭 네트워크 (116) 는 목표된 조성의 라디칼 종을 갖는 플라즈마를 형성하도록 임의의 적합한 전력에서 동작될 수도 있다. 유사하게, RF 전력 공급부 (114) 는 임의의 적합한 주파수의 RF 전력을 제공할 수도 있다.
일부 구현예들에서, 플라즈마는 하나 이상의 플라즈마 모니터들에 의해 인시츄 모니터링될 수도 있다. 일 시나리오에서, 플라즈마 전력은 하나 이상의 커패시턴스, 전압 센서, 전류 센서 (예를 들어, VI 프로브들과 같은 부하 센서들) 에 의해 모니터링될 수도 있다. 이러한 센서들의 예들은 MKS VI-Probe-4100 및 VI-Probe-350을 포함한다. 이러한 센서들은 커패시턴스, 전압, 전류, 및 위상 차들을 측정할 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 센서들은 RF 전력 공급부에 전기적으로 접속될 수도 있고 샤워헤드에 또는 근방에 위치될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, RF 전력 공급부에서 본, 임피던스는 플라즈마의 임피던스의 대표적인 사례일 수도 있다. 또 다른 시나리오에서, 플라즈마 밀도 및/또는 프로세스 가스 농도는 하나 이상의 OES (optical emission spectroscopy) 센서들에 의해 측정될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 플라즈마 파라미터들은 이러한 인시츄 플라즈마 모니터들로부터의 측정값들에 기초하여 프로그램적으로 조정될 수도 있다. 예를 들어, 부하 센서는 플라즈마 전력의 프로그램적 제어를 위한 피드백 루프에서 사용될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 다른 모니터들이 플라즈마 및 다른 프로세스 특성들을 모니터링하도록 사용될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 이러한 모니터들은 이로 제한되는 것은 아니지만, IR (infrared) 모니터들, 음향 모니터들, 및 압력 트랜스듀서들 (transducers) 을 포함할 수도 있다.
일부 구현예들에서, 플라즈마는 IOC (input/output control) 시퀀싱 인스트럭션들을 통해 제공될 수도 있다. 일예에서, 플라즈마 활성화를 위한 플라즈마 조건들을 설정하기 위한 인스트럭션들은 프로세스 레시피의 대응하는 플라즈마 활성화 레시피에 포함될 수도 있다. 일부 경우들에서, 프로세스 레시피들은 프로세스에 대한 모든 인스트럭션들이 그 프로세스와 동시에 실행되도록 순차적으로 배열될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 플라즈마 파라미터들을 설정하기 위한 인스트럭션들은 플라즈마 프로세스에 선행하는 레시피에 포함될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 레시피는 불활성 가스 (예를 들어, 헬륨) 및/또는 반응물질 가스의 플로우 레이트를 설정하기 위한 인스트럭션들, 플라즈마 생성기를 전력 설정점으로 설정하기 위한 인스트럭션들, 및 제 1 레시피에 대한 시간 지연 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 제 2, 후속 레시피는 플라즈마 생성기를 인에이블하기 위한 인스트럭션들 및 제 2 레시피에 대한 시간 지연 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 제 3 레시피는 플라즈마 생성기를 디스에이블하기 위한 인스트럭션들 및 제 3 레시피에 대한 시간 지연 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 이들 레시피들은 본 개시의 범위 내에서 임의의 적합한 방식으로 더 세분되고 그리고/또는 반복될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
일부 증착 프로세스들에서, 플라즈마 스트라이킹은 대략 수 초 이상의 지속기간으로 지속된다. 본 명세서에 기술된 특정한 구현예들에서, 프로세싱 사이클 동안 훨씬 보다 짧은 플라즈마 스트라이킹이 인가될 수도 있다. 이들은 대략 50 ㎳ 미만, 25 ㎳가 특정한 예일 수도 있다. 이러한 짧은 RF 플라즈마 스트라이킹은 플라즈마의 신속한 안정화 및 튜닝을 필요로 한다. 플라즈마의 신속한 안정화 및 튜닝을 달성하기 위해, 플라즈마 생성기는 조악 튜닝 컴포넌트 (coarse tuning component) 및 미세 튜닝 컴포넌트 (fine tuning component) 를 포함하는, 2-단계 튜닝 프로세스를 통해 구성될 수도 있다. 조악 튜닝 컴포넌트에서, 임피던스 매칭이 특정한 임피던스에 대해 프리셋될 (preset) 수도 있다. 조악 튜닝 컴포넌트는 임피던스의 크기가 예를 들어, 50 Ω의 값이도록 프리셋될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 조악 튜닝 컴포넌트는 임피던스의 크기에 영향을 주는 조정들로 제한될 수도 있다. 미세 튜닝 컴포넌트에서, RF 주파수는 위상을 타깃 값, 예컨대 0의 위상 값에 매칭시키도록 시도하기 위해, 기준 (baseline) 주파수로부터 플로팅하게 될 수도 있다. 종래에는, 고-주파수 플라즈마들은 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒의 RF 주파수에서 생성되었다. 본 명세서에 개시된 다양한 구현예들에서, 주파수는 타깃 값에 위상을 매칭시키기 위해 이 표준 값과 상이한 값으로 플로팅하게 될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 미세 튜닝 컴포넌트는 임피던스의 위상에 영향을 주는 조정들로 제한될 수도 있다. 임피던스 매칭을 미리 결정된 임피던스로 고정하는 동안 주파수로 하여금 플로팅하게 함으로써, 플라즈마는 훨씬 보다 신속하게 안정화될 수 있다. 매우 짧은 플라즈마 스트라이킹들, 예컨대 ALD 사이클 또는 ALE (atomic layer etching) 사이클과 연관된 스트라이킹들이 플라즈마의 신속한 안정화로부터 유리할 수도 있다.
통상적인 증착 사이클의 처음 1 내지 2 ㎳는 플라즈마의 점화를 수반한다. 플라즈마의 점화 후, 이어서 플라즈마 위상을 타깃 값에 매칭시키기 위해 RF 주파수의 미세 튜닝이 수행된다.
상기 기술된 바와 같이, 하나 이상의 프로세스 스테이션들이 멀티-스테이션 기판 프로세싱 툴에 포함될 수도 있다. 도 2는 플라즈마 밸런싱 하드웨어를 활용할 수도 있는 예시적인 멀티-스테이션 기판 프로세싱 장치를 도시한다. 다양한 효율들이 장비 가격 및 동작 비용들 모두에 대해 도 2에 도시된 것과 같은 멀티-스테이션 프로세싱 장치의 사용을 통해 달성될 수도 있다. 예를 들어, 단일 진공 펌프가 모든 4 개의 프로세스 스테이션들에 대해 소비된 프로세스 가스들, 등을 배기함으로써 모든 4 개의 프로세스 스테이션들에 대한 단일 고진공 분위기를 생성하도록 사용될 수도 있다. 구현예에 따라, 프로세스 스테이션 각각은 가스 전달을 위해 고유의 전용 샤워헤드를 가질 수도 있지만, 동일한 가스 전달 시스템을 공유할 수도 있다. 유사하게, 플라즈마 생성기 장비의 특정한 엘리먼트들이 프로세스 스테이션들 (예를 들어, 전력 공급부들) 사이에 공유될 수도 있지만, 구현예에 따라, (예를 들어, 샤워헤드들이 플라즈마-생성 전기 전위들을 인가하기 위해 사용된다면) 특정한 양태들이 프로세스 스테이션-특정일 수도 있다. 다시 한번, 이러한 효율들이 또한 반응 챔버 당 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 또는 16, 또는 보다 많은 프로세스 스테이션들과 같은 프로세싱 챔버 당 보다 많거나 보다 적은 프로세스 스테이션들을 사용함으로써 보다 큰 정도 또는 보다 적은 정도로 달성될 수도 있다는 것이 이해된다.
도 2의 기판 프로세싱 장치 (200) 는 복수의 기판 프로세스 스테이션들을 포함하는 단일 기판 프로세싱 챔버 (214) 를 채용하고, 기판 프로세스 스테이션 각각은 그 프로세스 스테이션의 웨이퍼 홀더에 홀딩된 기판 상에서 프로세싱 동작들을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 이 특정한 구현예에서, 멀티-스테이션 기판 프로세싱 장치 (200) 는 4 개의 프로세스 스테이션들 (201, 202, 203, 및 204) 을 갖는 것으로 도시된다. 다른 유사한 멀티-스테이션 프로세싱 장치들이 구현예, 그리고 예를 들어, 병렬 웨이퍼 프로세싱의 목표된 레벨, 사이즈/공간 제약들, 비용 제약들, 등에 따라 보다 많거나 보다 적은 프로세싱 스테이션들을 가질 수도 있다. 기판 핸들러 로봇 (226) 및 제어기 (250) 가 또한 도 2에 도시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 멀티-스테이션 프로세싱 툴 (200) 은 기판 로딩 포트 (220), 및 카세트로부터 포드 (228) 를 통해 로딩된 기판들을 대기 포트 (220) 를 통해 프로세싱 챔버 (214) 내로, 그리고 4 개의 스테이션들 (201, 202, 203, 및 204) 중 하나 상으로 이동시키도록 구성된 로봇 (226) 을 갖는다.
도 2에 도시된 도시된 프로세싱 챔버 (214) 는 4 개의 프로세스 스테이션들 (201, 202, 203, 및 204) 을 제공한다. RF 전력은 RF 전력 시스템 (213) 에서 생성되고 스테이션들 (201 내지 204) 각각으로 분배된다. RF 전력 시스템은 하나 이상의 RF 전력 소스들, 예를 들어, HFRF (high frequency) 및 LFRF (low frequency) 소스, 임피던스 매칭 모듈들, 및 필터들을 포함할 수도 있다. 특정한 구현예에서, 전력 소스는 고 주파수 또는 저 주파수 소스만으로 제한될 수도 있다. 달리 언급되지 않으면, 기술된 증착 프로세스들이 고주파수 전력만을 채용한다고 가정한다. RF 전력 시스템의 분배 시스템은 반응기를 중심으로 대칭이고 고 임피던스를 갖는다. 이 대칭 및 임피던스는 스테이션 각각으로 전달될 대략 동일한 전력의 양들을 발생시킨다. 분배 시스템 컴포넌트들, 스테이션 정렬들, 온도 차들, 및 프로세스 조건들의 오차들로부터 대략 5 내지 15 ％의 RF 전력의 작은 차들이 발생할 수도 있다.
이로 제한되는 것은 아니지만, 임피던스 매칭 모듈에서 가변 커패시터들의 부정확한 튜닝, 또는 RF 전력 소스로부터 전류의 부정확한 측정들을 포함하는 이유들로 인해, RF 전력의 작은 차들이 다양한 막 특성들에서 웨이퍼 간 불균일도, 예를 들어, 조성, 두께, 밀도, 교차 결합 양, 화학물질, 반응 완료, 응력, 굴절율, 유전 상수, 경도 (hardness), 에칭 선택도, 안정성, 기밀성, 등을 유발할 수 있다. 개별 스테이션들에서 플라즈마 전력을 미세 튜닝하고 스테이션 조건들을 변화시키는 것에 동적으로 응답하는 능력은 웨이퍼 간 불균일도를 감소시킬 수도 있다. 본 방법 및 장치는 멀티-스테이션 반응기로 제한되지 않고; 본 명세서에 개시된 방법 및 장치는 복수의 프로세싱 영역들이 RF 전력 소스를 공유하는, 다른 RF 전력 시스템들에 적용된다는 것을 주의한다.
도 2는 또한 프로세싱 챔버 (214) 내 프로세스 스테이션들 (201, 202, 203, 및 204) 사이에서 기판들을 이송하기 위한 기판 이송 디바이스 (290) 의 구현예를 도시한다. 임의의 적합한 기판 이송 디바이스가 채용될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 비제한적인 예들은 웨이퍼 캐로절들 및 웨이퍼 핸들링 로봇들을 포함한다.
도 2는 또한 프로세스 툴 (200) 및 이의 프로세스 스테이션들의 프로세스 조건들 및 하드웨어 상태들을 제어하도록 채용된 시스템 제어기 (250) 의 구현예를 도시한다. 시스템 제어기 (250) 는 하나 이상의 메모리 디바이스들 (256), 하나 이상의 대용량 저장 디바이스들 (254), 및 하나 이상의 프로세서들 (252) 을 포함할 수도 있다. 프로세서 (252) 는 하나 이상의 CPU들, ASIC들, 범용 컴퓨터(들) 및/또는 특수 목적 컴퓨터(들), 하나 이상의 아날로그 입력/출력 접속부(들) 및/또는 디지털 입력/출력 접속부(들), 하나 이상의 스텝퍼 모터 제어기 보드(들), 등을 포함할 수도 있다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어기 (250) 는 개별 프로세스 스테이션들의 동작들을 포함하는, 프로세스 툴 (200) 의 동작들 중 일부 또는 전부를 제어한다. 시스템 제어기 (250) 는 프로세서 (252) 상의 머신-판독가능 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 을 실행할 수도 있다―일부 구현예들에서, 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 은 대용량 저장 디바이스 (254) 로부터 메모리 디바이스 (256) 내로 로딩된다. 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 은 타이밍, 가스 및 액체 반응물질들의 혼합물, 챔버 및/또는 스테이션 압력, 챔버 및/또는 스테이션 온도, 웨이퍼 온도, 타깃 전력 레벨들, RF 전력 레벨들, RF 노출 시간, 기판 페데스탈, 척 및/또는 서셉터 (susceptor) 위치, 및 프로세스 툴 (200) 에 의해서 수행된 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 포함할 수도 있다. 이들 프로세스들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 기판들 상에 막의 증착과 관련된 프로세스들을 포함하는 다양한 타입들의 프로세스들을 포함할 수도 있다. 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 은 임의의 적합한 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 프로세스 툴 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 다양한 프로세스 툴 컴포넌트 서브루틴들 또는 제어 객체들이 작성될 수도 있다. 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 은 임의의 적합한 컴퓨터 판독가능 프로그래밍 언어로 코딩될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 시스템 제어 인스트럭션들 (258) 은 소프트웨어로 구현되고, 다른 구현예들에서, 인스트럭션들은 하드웨어로 구현될 수도 있다―예를 들어, ASIC (application specific integrated circuit) 의 로직과 같이 하드코딩되거나, 다른 구현예들에서, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로서 구현된다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어 소프트웨어 (258) 는 상기 기술된 다양한 파라미터들을 제어하기 위한 IOC (input/output control) 시퀀싱 (sequencing) 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 증착 프로세스 또는 프로세스들의 단계 각각이 시스템 제어기 (250) 에 의한 실행을 위한 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 주 막 증착 프로세스를 위한 프로세스 조건들을 설정하기 위한 인스트럭션들은 예를 들어, 대응하는 증착 레시피에 포함될 수도 있고, 캡핑 막 증착에 대해 유사하다. 일부 구현예들에서, 레시피들은 프로세스를 위한 모든 인스트럭션들이 이 프로세스와 동시에 실행되도록 순차적으로 배열될 수도 있다.
시스템 제어기 (250) 와 연관된 대용량 저장 디바이스 (254) 및/또는 메모리 디바이스 (256) 에 저장된 다른 컴퓨터 판독가능 인스트럭션들 및/또는 프로그램들이 일부 구현예들에서 채용될 수도 있다. 프로그램들 또는 프로그램들의 섹션들의 예들은 기판 포지셔닝 (positioning) 프로그램, 프로세스 가스 제어 프로그램, 압력 제어 프로그램, 히터 제어 프로그램, 및 플라즈마 제어 프로그램을 포함한다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어기 (250) 와 연관된 사용자 인터페이스가 있을 수도 있다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 스크린, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 그래픽 소프트웨어 디스플레이들, 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수도 있다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어기 (250) 에 의해 조정된 파라미터들은 프로세스 조건들과 관련될 수도 있다. 비제한적인 예들은 프로세스 가스 조성들 및 플로우 레이트들, 온도들, 압력들, (RF 바이어스 전력 레벨들, 주파수들 및 노출 시간들과 같은) 플라즈마 조건들, 등을 포함한다. 이들 파라미터들은 사용자 인터페이스를 활용하여 입력될 수도 있는, 레시피의 형태로 사용자에게 제공될 수도 있다.
프로세스들을 모니터링하기 위한 신호들은 다양한 프로세스 툴 센서들로부터 시스템 제어기 (250) 의 아날로그 입력 접속부들 및/또는 디지털 입력 접속부들에 의해 제공될 수도 있다. 프로세스들을 제어하기 위한 신호들은 프로세스 툴 (200) 의 아날로그 출력 접속부들 및 디지털 출력 접속부들에 출력될 수도 있다. 모니터링될 수도 있는 프로세스 툴 센서들의 비제한적인 예들은 질량 유량 제어기들 (MFCs), (마노미터들과 같은) 압력 센서들, 써모커플들, 부하 센서들, OES 센서들, 등을 포함한다. 적절하게 프로그램된 피드백 및 제어 알고리즘들이 프로세스 조건들을 유지하기 위해 이들 센서들로부터 데이터와 함께 사용될 수도 있다.
시스템 제어기 (250) 는 증착 프로세스들을 구현하기 위한 머신-판독가능한 인스트럭션들을 제공할 수도 있다. 인스트럭션들은 다양한 프로세스 파라미터들, 예컨대 DC 전력 레벨, RF 바이어스 전력 레벨, RF 전력 파라미터 (전압, 전류, 커패시턴스, 임피던스, 위상, 부하 전력, 등) 변동들과 같은 스테이션 간 (station-to-station) 변동들, 주파수 튜닝 파라미터들, 압력, 온도, 등을 제어할 수도 있다. 인스트럭션들은 본 명세서에 기술된 다양한 구현예들에 따라 막 스택들의 인시츄 증착을 동작시키기 위해, 파라미터들을 제어, 예컨대 이로 제한되는 것은 아니지만, 임피던스 매칭 모듈의 가변 커패시턴스를 제어, 또는 RF 전력 소스로부터 플라즈마로 전달된 전류를 측정하는 것에 기초하여 전류 소스를 제어할 수도 있다.
시스템 제어기는 통상적으로 장치가 본 명세서에 개시된 프로세스들에 따른 동작들을 수행하도록 머신-판독가능 인스트럭션들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들 및 하나 이상의 메모리 디바이스들을 포함할 것이다. 본 명세서에 개시된 기판 도핑 프로세스들에 따른 동작들을 제어하기 위한 인스트럭션들을 포함하는 머신 판독가능 비일시적 매체가 시스템 제어기에 커플링될 수도 있다.
멀티-사이클 증착 프로세스들 및 멀티-스테이션 반도체 프로세싱 장치들에 대한 다양한 다른 구성들은 2014년 5월 15일 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 61/994,025 호에 기술되고, 참조로서 본 명세서에 인용된다.
도 3은 RF 주파수 튜닝을 활용하여 RF 전력 소스를 공유하는 복수의 스테이션들을 갖는 예시적인 멀티-스테이션 플라즈마 반응기의 다양한 컴포넌트들을 도시하는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 고 주파수 RF 전력 소스일 수도 있는, RF 전력 소스 (301) 가 분배 네트워크 (321) 를 통해 복수의 스테이션들 (351) 로 분배된다. HFRF는 약 2 내지 60 ㎒, 또는 약 13.56 ㎒의 타깃 주파수를 가질 수도 있다. 다른 구현예들에서, 저 주파수 RF 전력 소스가 고 주파수 RF 전력 소스에 부가하여 또는 대신 사용될 수도 있다. 저 주파수 RF 전력 소스는 약 100 ㎑ 내지 약 1 ㎒, 또는 약 400 ㎑의 타깃 주파수를 가질 수도 있다. 특정한 상업적으로 입수가능한 RF 전력 소스들은 RF 전력의 주파수를 튜닝하는 능력을 포함한다. 이러한 RF 전력 소스들의 예들은 Advanced Engineer의 Paramount 시리즈, MKS의 SurePower 시리즈, Comdel의 CB, CLX, 및 CDX 시리즈, 및 Huettinger의 TruPlasma 시리즈를 포함한다.
RF 전력 소스 (301) 로부터 전력은 고정된 매칭 모듈 (303) 을 포함할 수도 있는 임피던스 매칭 시스템을 통해 라우팅될 수도 있다. 고 주파수 RF 전력 소스 및 저 주파수 RF 전력 소스 모두를 포함하는 특정한 구현예들에서, 고역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터가 또한 존재할 수도 있다. 부가적으로, 특정한 구현예들에서, RF 전력 소스로부터 전력은 자동 매칭 모듈 (예를 들어, 하나 이상의 튜닝가능/가변/뱅크 (banked) 커패시터들, 등을 갖는 임피던스 매칭 회로) 을 통해 라우팅될 수도 있다. 고 주파수 RF 전력 소스에 더하여 또는 대신, 저 주파수 RF 전력 소스를 포함하는 구현예들에서 저 주파수 전력은 고정 매칭 또는 자동 매칭을 통해 라우팅될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 자동 매칭 모듈은 RF 전력 소스 임피던스와 플라즈마의 부하의 임피던스 (예를 들어, 50 Ω) 를 매칭하도록 사용될 수도 있다. 다른 구현예들에서, RF 전력 소스 임피던스를 플라즈마의 부하의 임피던스에 자동으로 매칭하지 않는 고정 매칭 모듈이 사용될 수도 있다.
도 3에 도시된 구현예에서, RF 전력 소스 (301) 는 분배 네트워크 (321) 에 연결된다. 분배 네트워크 (321) 는 RF 전력 소스 (301) 에 의해 생성된 RF 전력을 복수의 스테이션들 (351) 각각에 분배할 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 특정한 스테이션에 분배된 RF 전력은 이로 제한되는 것은 아니지만 1.5 내지 10 ㎾를 포함하는 범위 내이다. 분배 네트워크 (321) 는 복수의 스테이션들 (351) 각각에 대해 RF 조정기 (323) 에 연결된다. 복수의 스테이션들 (351) 각각에 대해, RF 조정기 (323) 는 샤워헤드 (353) 전에 전력 파라미터 센서 (333) 에 연결된다. 전력 파라미터 센서 (333) 는 전압, 전류, 커패시턴스, 임피던스, 위상, 또는 부하 전력과 같은 이전에 개시된 임의의 타입의 센서 또는 OES 센서일 수도 있다. RF 전력 소스 (301) 는 RF 제어기 (343) 로부터 인스트럭션들을 획득할 수도 있고 스테이션들로 분배된 RF 전력의 주파수를 가변시킬 수도 있다. 인스트럭션들은 하나 이상의 전력 파라미터 센서들 (333) 에 의해 검출된 전압, 전류, 커패시턴스, 임피던스, 위상, 또는 부하 전력에 따른 주파수 조정일 수도 있다. 다른 구현예들에서, 부가적인 센서가 모든 스테이션들 (351) 에서 플라즈마들의 위상을 나타내는 최종 위상을 측정할 수도 있다. 이어서 RF 제어기 (343) 는 부가적인 센서에 의해 측정된 최종 위상에 따라 스테이션으로 분배된 RF 전력의 주파수를 가변시킬 수도 있다. 특정한 구현예들에서, RF 제어기 (343) 는 임피던스의 위상이 0이거나 거의 0이도록 RF 전력의 주파수를 가변시키기 위한 인스트럭션들, 예를 들어, 코드를 포함할 수도 있다. 도 3에 도시된 구현예에서, RF 제어기 (343) 는 개별 스테이션들의 업스트림의 RF 전력 소스 (301) 로부터 RF 전력의 주파수를 가변시킬 수도 있다.
RF 조정기 (323) 는 RF 제어기 (343) 에 의해 제어된다. RF 제어기 (343) 는 스테이션 (351) 각각의 센서들 (333) 로부터 측정값에 기초하여 결정된 양만큼 개별 스테이션들에서 RF 전력을 변화시킬 수도 있다. 특정한 구현예들에서, RF 조정기들 (323) 은 가변 커패시터들일 수도 있다. RF 제어기 (343) 는 가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시킬 수 있는 스텝퍼 모터 (미도시) 를 제어할 수도 있다. 커패시턴스를 가변시키기 위한 다른 방식들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, RF 조정기들 (323) 은 또한 개별 스위치들을 갖는 커패시터들의 뱅크일 수도 있다. RF 전력은 특정한 값을 갖는 다수의 커패시터들을 활성화 (턴온) 함으로써 제어될 수도 있다. 예를 들어, 커패시터들은 1 pF, 2 pF, 4 pF, 8 pF, 및 16 pF 분로 커패시턴스를 스테이션에 부가하도록 선택될 수도 있다. 이 예에서, 활성 (턴온된) 커패시터 및 비-활성 (턴오프된) 커패시터의 모든 조합들이 1 pF 분해능 (resolution) 으로 0 pF 내지 31 pF 범위를 커버한다. 활성화할 커패시터들을 선택함으로써, 제어기는 스테이션으로의 RF 전력을 변화시킬 수 있다. 이 디지털 제어는 가변 커패시터를 제어하기 위해, 특히 넓은 범위의 커패시턴스가 커버되어야 할 때, 스텝퍼 모터를 사용하는 것보다 신속할 수 있다. 가용한 공간 및 요구된 제어량에 따라, 당업자는 특정한 양만큼 RF 전력을 변화시키도록 하나 이상의 커패시터들을 사용하여 RF 조정기를 설계할 수 있다.
다른 구현예들에서, RF 조정기들 (323) 은 가변 코일 인덕터들일 수도 있다. RF 제어기 (343) 는 스테이션으로 전달된 RF 전력에 영향을 주도록 가변 코일 인덕터들을 제어할 수도 있다. 특정한 구현예들에서, RF 조정기들은 커패시터 및 인덕터들로 제한되지 않는다. 특정한 구현예들에서, 다른 RF 조정기들 (323) 은 RF 전력을 변화시키기 위해 상이한 메커니즘들, 예컨대 공진기 회로들 또는 저항 회로들을 활용할 수도 있다.
센서들 (333) 은 적어도 하나의 RF 전력 파라미터를 측정한다. 측정된 RF 전력 파라미터는 전압, 전류, 커패시턴스, 임피던스, 위상, 또는 부하 전력일 수도 있다. 상업적으로 입수가능한 프로브들은 RF 전력 파라미터를 측정하고 RF 제어기 (343) 로 측정값들을 제공하도록 사용될 수도 있다. 비-RF 파라미터를 측정하고 이를 RF 제어기 (343) 에 대한 소스 신호로서 사용하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 스테이션 플라즈마로부터 광학 방출 또는 기판 온도 센서들이 스테이션 특성들을 측정하고 이들을 조정기 제어기 (343) 에 피딩할 수 있다. 광학 방출 시스템이 스테이션 플라즈마에 의해 방출된 광을 수집하기 위해 스테이션 각각의 근방에 설치될 수도 있다. 기판 온도 센서가 기판 아래 구축된 원격 적외선 검출 시스템을 사용할 수도 있다. 센서 (333) 는 또한 복수의 RF 전력 파라미터들을 측정할 수도 있고, 또는 복수의 센서들이 복수의 RF 전력 파라미터들을 측정하기 위해 특정한 구현예들에서 사용될 수도 있다.
일부 구현예들에서, RF 조정기들은 멀티-사이클 ALD 프로세스와 같은 다단계 프로세스들에 걸쳐 고정된 값 또는 값들의 범위로 설정될 수도 있다. 이러한 구현예들에서, RF 전력 파라미터(들)의 실시간 센싱 및 스테이션 간 RF 전력의 분배의 조정이 거의 또는 전혀 필요하지 않다.
일부 구현예들에서, RF 조정기들 (323) 은 RF 전력 소스 (301) 의 생성기 임피던스와 플라즈마의 부하 임피던스의 자동 매칭을 위해 사용된다. 예를 들어, RF 조정기들 (323) 은 2 개의 가변 커패시터들을 포함할 수 있다. 제 1 가변 커패시터는 직렬 (Tune) 커패시터일 수 있고, 제 2 가변 커패시터는 분로 (Load) 커패시터일 수 있다. 2 개의 가변 커패시터들은 플라즈마의 부하 임피던스가 RF 전력 소스 (301) 의 생성기 임피던스에 매칭하도록 (예를 들어, 50 Ω) 조정될 수 있다.
특정한 구현예들에서, 임피던스 매칭을 발생시키는 RF 조정기들 (323) 의 가변 커패시터 각각에 대해 특정한 커패시턴스 값이 있다. 다양한 구현예들에서, RF 제어기 (343) 는 RF 조정기들 (323) 의 가변 커패시터들의 커패시턴스 값들의 측정값들을 획득하기 위해 센서 (333) 와 통신하고, RF 제어기 (343) 는 임피던스 매칭을 발생시키는 특정한 커패시턴스 값을 달성하기 위해 RF 조정기들 (323) 의 가변 커패시터들을 제어하기 위해 RF 조정기들 (323) 과 통신한다.
다양한 구현예들에서, 센서 (333) 는 폭넓고 다양한 기법들을 사용하여 커패시턴스를 측정할 수 있다. 커패시턴스 측정 기법들의 예들은, 이로 제한되는 것은 아니지만, 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이, 전압 측정 방법, 공진 주파수 방법, Wheatstone 브리지 방법, 전하 기반 방법, 램핑 레이트 (ramp rate) 방법, 타이머 방법, 오실로스코프 방법, LCR 미터 방법, 또는 벡터 분석기 방법, 등을 포함한다.
일 부류의 구현예들에서, 센서 (333) 는 분배 네트워크 (321) 또는 고정된 매칭 모듈 (303) 로부터 연결해제되는 것과 같은, 가변 커패시터들이 RF 전력 소스 (301) 로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고, RF 조정기들 (323) 내 가변 커패시터들의 커패시턴스들을 측정한다. 특정한 구현예들에서, 센서 (333) 는 RF 전력 소스 (301) 가 고 전력 RF 출력부를 생성하는 동안 RF 조정기들 (323) 내 가변 커패시터들의 커패시턴스들을 또한 측정한다.
다양한 구현예들에서, 센서 (333) 는 주파수 생성기, 필터, 주회로에 포함된 커패시터로의 커플링을 위한 인터페이스, 및 파라미터를 측정하기 위한 디바이스로의 커플링을 위한 인터페이스, 전류, 전압, 임피던스, 공진, 커패시턴스, 전하, 또는 펄스 카운트 중 적어도 하나를 포함하는 파라미터, 주파수 생성기에 의해 생성된 제 1 주파수 신호를 포함하는 통과 대역을 갖는 필터, 또한 주회로에서 생성된 제 2 주파수 신호 (예를 들어, 하나 이상의 타깃 주파수들) 를 포함하는 저지 대역을 갖는 필터를 포함한다.
일부 구현예들에서, 센서 (333) 는 적어도 주파수 생성기, 레지스터, 및 필터를 포함한다. 예로서, 주파수 생성기, 레지스터, 및 필터는 커패시턴스 측정이 전압 측정 방법을 사용하여 센서 (333) 에 의해 이루어질 수 있도록, 센서 (333) 내에 배치될 수 있다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 전압 측정 방법을 사용하여 커패시터의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 5에서 센서 (500) 로서 도시된다. 예시된 바와 같이, 측정될 커패시터, C가 점선들로 나타낸 주회로, 예컨대 이로 제한되는 것은 아니지만, RF 전력 소스 (301), 분배 네트워크 (321), 및/또는 고정된 매칭 모듈 (303) 의 회로에 커플링된다. 커패시터 C는 또한 직렬 레지스터 R 및 하나 이상의 필터들 F를 통해 주파수 생성기 Vin에 커플링된다. 센서 (500) 는 필터를 통해 커패시터 C의 단자들의 전압, Vout를 측정하기 위해 전압 측정 디바이스 V를 커플링하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 전압 측정 디바이스는 당업계에 공지된 다양한 아키텍처들 중 임의의 하나를 사용하여 구현될 수도 있다. 전압 측정 디바이스는 센서 (500) 와 통합될 수도 있고, 또는 입력 포트/출력 포트를 통해 센서 (500) 와 인터페이스할 수도 있다.
특정한 구현예들에서, 센서 (500) 의 주파수 생성기 Vin은 이로 제한되는 것은 아니지만 RF 전력 소스 (301), 분배 네트워크 (321), 및/또는 고정된 매칭 모듈 (303) 의 회로를 포함하는, 주회로의 주파수의 약 10 배보다 큰 주파수와 같은, 공지의 주파수에 대응할 수 있다. 일 예로서, RF 전력 소스 (301) 는 13.56 ㎒의 주파수를 가질 수 있고, 그리고 주파수 생성기는 150 ㎒의 주파수를 가질 수 있다. 하나 이상의 필터들 F는 통과 대역의 주파수 생성기에 의해 생성된 주파수를 포함하도록 그리고 저지 대역의 주회로에 의해 생성된 주파수들을 포함하도록 구성된다. 예를 들어, 필터는 주파수 생성기의 출력이 상당한 감쇠 없이 커패시터 C로 전달되도록 150 ㎒의 중심 주파수를 갖는 VHF 대역 통과 필터일 수 있고, 필터는 적어도 대략 13.56 ㎒의 주파수들이 상당히 감쇠되도록 롤오프 (rolloff) 특성들을 가질 수 있다. 예를 계속하면, 주회로로부터 13.56 ㎒ 주파수 및 다른 주파수들이 필터에 의해 감쇠되기 때문에, 전압 측정 디바이스에 의해 커패시터 C 상에서 측정된 교번하는 전류 (AC) 전압은 센서 (500) 의 주파수 생성기에 의해 생성된 150 ㎒ 주파수에 기초하여 주로 결정된다.
Vout에서 측정된 AC 전압과 센서 (500) 내 주파수 생성기의 공지되거나 계산된 AC 전압 Vin 사이의 관계에 기초하여, C의 커패시턴스는 주회로로부터 커패시터 C를 연결해제하지 않고 결정될 수 있다. 예를 들어, 센서 (500) 내 주파수 생성기의 AC 전압의 값은 R + 1/jωC (ω는 공지된 주파수 생성기의 각주파수임 (또는 f가 주파수 생성기의 공지의 동작 헤르츠 주파수이고, 여기서 fo = ωo/2π) 로 나타낸, (예를 들어, 제작 명세들, 등에 기초하여) 공지의 레지스터 R 및 미지의 (unknown) 커패시턴스 C의 조합된 임피던스를 통해 흐르는 전류에 대응한다. AC 전압 Vin은 공지되고 또는 주파수 생성기의 구성에 기초하여 도출될 수 있다. 측정된 AC 전압 Vout는, 1/jωC로 나타낸, 미지의 커패시턴스 C의 임피던스를 통해 흐르는 전류 (하나 이상의 필터들 F에 의해 필터링될 때) 에 대응한다. 공지의 Vin 및 측정된 Vout를 사용하여, 비 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 는 공지의 값들의 ω 및 R을 사용하여 미지의 커패시턴스 C를 결정하도록 사용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 센서 (333) 는 적어도 가변 주파수 생성기, 인덕터, 및 필터를 포함한다. 예로서, 가변 주파수 생성기, 인덕터, 및 필터가 커패시턴스를 측정하기 위해 공진 주파수 방법을 사용하도록 센서 (333) 내에 배치될 수 있다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 공진 주파수 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 6의 센서 (600) 에 도시된다. 예시된 바와 같이, 측정될 커패시터, C가 주회로에 커플링된다. 커패시터 C는 또한 직렬 인덕터 L 및 하나 이상의 필터들 F를 통해 가변 주파수 생성기 Vin에 커플링된다.
센서 (600) 는 하나 이상의 필터들 F를 통해 커패시터 C의 단자들에서 공진 주파수를 검출하도록 공진 미터에 커플링하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 공진 미터는 당업계에 공지된 바와 같이 다양한 아키텍처들 중 임의의 하나를 사용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 공진 주파수에서, 최대 전류가 커패시터 C를 통해 흐르고, 그리고 공진 미터는 회로에서 흐르는 전류를 측정하는 전류 미터일 수도 있다. 예를 계속하면, 주파수 범위에 걸쳐 가변 주파수 생성기의 출력을 스윕핑함으로써 수행된 주파수 스캐닝에서, 전류 흐름 vs. 주파수 플롯의 피크는 공진 주파수를 나타낸다. 공진 미터는 센서 (600) 와 통합될 수도 있고, 또는 입력 포트/출력 포트를 통해 센서 (600) 와 인터페이싱할 수도 있다.
전압 측정 방법에 대해 이전에 논의된 바와 같이, 센서 (600) 내 가변 주파수 생성기가 주회로의 주파수의 10 배보다 큰 주파수 대역과 같은, 공지의 주파수 대역에 대응할 수 있다. 이전에 논의된 바와 유사하게, 하나 이상의 필터들 F는 통과 대역의 가변 주파수 생성기에 의해 생성된 주파수를 포함하도록, 그리고 저지 대역의 주회로에 의해 생성된 주파수들을 포함하도록 구성된다. 그 결과, 공진 미터에 의해 커패시터 C에 의해 검출된 공진 주파수는 센서 (600) 의 가변 주파수 생성기로부터 신호에 기초하여 주로 결정된다.
측정된 공진 주파수와 인덕터 L의 공지의 값 사이의 관계에 기초하여, 커패시턴스 C는 주회로로부터 커패시터 C를 연결해제하지 않고 결정될 수 있다. 예를 들어, 직렬 LC 회로에 대한 공진 주파수는 유도성 리액턴스 및 용량성 리액턴스가 크기는 동일하지만 위상이 180 ° 벗어나고, 따라서 서로 상쇄할 때에 대응한다. 공진은 식 fo = ωo/2π = 1/2π sqrt(LC) 로 나타낸다. 공진에서 발생하는 임피던스의 최소 값에 대응하는 헤르츠 주파수는 fo의 값을 결정하기 위해 공진 미터에 의해 검출될 수 있다. 이어서 미지의 값의 커패시턴스 C는 측정된 fo 및 인덕터 L 의 공지의 값 (예를 들어, 제작 명세, 인덕턴스 측정값, 등) 에 기초하여 계산될 수 있다.
이전의 예들이 전압 측정 방법 또는 공진 주파수 방법의 맥락이지만, 이로 제한되는 것은 아니지만, Wheatstone 브리지 방법, 전하 기반 방법, 램핑 레이트 방법, 타이머 방법, 커패시터에 걸쳐 전압 강하를 측정하기 위한 오실로스코프 방법, 커패시턴스를 직접 측정하기 위한 LCR 미터 방법, 또는 임피던스를 직접 측정하고 커패시턴스 값으로 변환하기 위한 벡터 분석기 방법을 포함하는, 커패시턴스 측정 기법들의 다른 실시예들에 대해, 커패시턴스가 측정될 커패시터가 연결해제되고 그리고/또는 고 전력 RF 동작이 중단될 것을 요구하지 않고 측정될 수 있도록, 상기 기술된 바와 같이, 측정될 커패시터는 주파수 생성기 및 필터에 커플링될 수 있다고 인식되어야 한다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 Wheatstone 브리지 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 7의 센서 (700) 에 도시된다. 도 7에서, 커패시터의 일 단자는 접지되는 것으로 도시되지만, 접지 접속부가 예를 들어, 도시된 임피던스 z2와 하나 이상의 필터들 F 사이의 노드일 수 있다고 인식되어야 한다.
센서 (700) 는 오실레이터를 사용하여 주파수 (ω) 에서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성함으로써 커패시턴스를 측정할 수 있고, 오실레이터의 출력부는 각각 커패시터와 직렬인 적어도 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 통해 커패시터의 제 1 단자에 커플링된다. 오실레이터의 출력부는 또한 커패시터와 직렬인 적어도 제 3 임피던스 (z3) 를 통해 커패시터의 제 2 단자에 커플링된다.
센서 (700) 는 제 1 임피던스 (z1), 제 2 임피던스 (z2), 및 제 3 임피던스 (z3) 를 커플링하는 노드에서 필터링된 전류 Aout (또는 필터링된 전압) 를 측정한다. 측정된 필터링된 신호는 Wheatstone 브리지의 브랜치들 (branches) 간 불균형을 나타낸다. 예를 들어, 도 7의 전류 Aout는 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 포함하는 제 1 임피던스 조합과 제 3 임피던스 (z3) 및 커패시터 (zC) 의 임피던스를 포함하는 제 2 임피던스 조합 사이의 불균형의 양을 나타낸다. 불균형의 양이 측정되고 커패시턴스에 비례한다. 예를 들어, 센서 (700) 의 동작은 z1/z2 = z3/zC 비에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 수반하고, 커패시턴스 (C) 를 갖는 커패시터의 임피던스 (zC) 는 zC = 1/jωC로 나타낸다. Wheatstone 브리지가 밸런싱될 (balance) 때, 도 7에 도시된 측정 시스템 브랜치에 전류 (Aout) 가 흐르지 않는다는 것이 인식되어야 한다. Wheatstone 브리지의 도시된 임피던스 엘리먼트들 중 하나 이상이 가변 임피던스일 수 있다는 것이 더 인식되어야 한다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 전하 기반 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 8의 센서 (800) 에 도시된다. 일 예시적인 구현예에서, 전하 기반 방법은 제 1 주파수 (ω) 에서 공지의 전압 소스 (VREF) 에 의해 변화될 기준 커패시터 (CREF) 에 의존한다. 예를 들어, CREF는 VREF에 의해 먼저 대전되고 이어서 측정될 커패시터 C와 병렬스위칭된다. 기준 커패시터 및 측정될 커패시터가 동일한 커패시턴스 값을 갖는 시나리오에서, 커패시터 C와 병렬이도록 기준 커패시터를 스위칭하는 것은, VREF 전압의 1/2이도록 하나 이상의 필터들 F에 의해 필터링된 측정된 전압 Vout를 발생시키는, 기준 커패시터 및 커패시터 C에 걸쳐 동일하게 분배될 기준 커패시터의 총 전하를 발생시킨다 (즉, 커패시터들의 조합된 시스템의 총 전하는 일정하게 남는다). CREF의 값을 알고 조합된 C 및 CREF (VOUT) 에 걸쳐 전압을 측정하면, C의 값은 C = CREF (VREF/VOUT -1) 에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 측정된 전압이 기준 전압의 1/2인 이전의 시나리오를 계속하면, 기준 커패시터 CREF의 커패시터 C 사이의 비 (VREF/VOUT -1) 는 2-1=1이고, 따라서 두 커패시터들이 동일한 커패시턴스 값을 가져, 기준 커패시터 CREF에 대해 공지된 커패시턴스에 기초하여 측정된 커패시턴스 C의 미분을 가능하게 한다.
도 8을 참조하면, 센서 (800) 를 동작시키는 것은 오실레이터를 사용하여 제 1 주파수 (ω) 의 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 오실레이터의 출력부는 기준 커패시터 (CREF) 에 커플링된다. 기준 커패시터는 교번하는 전압이 기준 커패시터를 기준 전압 (VREF) 으로 대전할 때 커패시터와 전기적으로 병렬이도록 커플링된다. 센서 (800) 는 제 1 주파수 (ω) 에서 기준 커패시터와 커패시터의 전기적으로 병렬 조합의 전하에 대응하는 하나 이상의 필터들 F에 의해 필터링된 전압 신호를 측정하고, 그리고 센서 (800) 또는 센서 (800) 에 커플링된 프로세서는 C = CREF (VREF/Vout -1) 에 부분적으로 기초하여 측정된 필터링된 신호를 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환한다. 특정한 구현예들에서, Vout의 도시된 측정 노드와 측정될 커패시터 사이의 노드는 측정된 전압 Vout을 수정하는, 예를 들어, 기생 엘리먼트들, 등과 같은 회로 에너지를 저장하는 적어도 제 1 커패시턴스 C1 및 제 1 인덕턴스 L1 (도 8에 미도시) 을 포함할 수 있다. L1 및 C1의 효과들은 예를 들어, 캘리브레이션 (calibration) 또는 튜닝을 통해 설명될 수 있다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 램핑 레이트 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 9의 센서 (900) 에 도시된다. 램핑 레이트 방법의 특정한 구현예들에서, 전류 및 전하의 측정값들은 커패시턴스 값들을 계산하기 위해 사용된다. 도 9의 예에서, 램핑 레이트 기법은 적어도 2 개의 SMU들 (source-measure units) 을 수반한다. 제 1
SMU (도 9의 SMU1) 는 제 1 주파수 (ω) 의 일정한 전류를 임피던스 매칭 회로의 커패시터의 제 1 단자와 같은 DUT (device under test) 로 강제하고 (force), 그리고 SMU1의 출력부의 노드 상에서 전압 (V) 및 시간 (t) 을 측정하여, 전압의 변화 레이트의 미분, dV/dt을 가능하게 한다. 동시에, 제 2 SMU (도 9의 SMU2) 는 하나 이상의 필터들 F에 의해 필터링된, 측정될 커패시터의 제 2 단자와 같은, DUT의 다른 노드로부터 출력될 전류 (A) 를 측정한다. 이어서 커패시턴스는 SMU2에서 측정된 전류를 SMU1에서 전압 변화의 측정된 레이트에 관련시키는 식들 I = C dV/dt 또는 C = I/(dV/dt) 을 사용하여 계산될 수 있다.
커패시터가 고 전력 RF 출력부로부터 연결해제될 것을 요구하지 않고 타이머 방법을 사용하여 커패시턴스를 측정하기 위한 센서 (333) 의 구현예의 일 예가 도 10의 센서 (1000) 에 도시된다. 타이머 방법의 일 예시적인 구현예에서, 아날로그 타이머 회로가 측정될 커패시턴스에 반비례하는 주파수를 생성하도록 사용되고, 이어서 예를 들어, 마이크로컨트롤러가 아날로그 타이머 회로에 의해 생성된 주파수를 계산하기 위해 미리 결정된 기간 내의 펄스들을 카운트하기 (count) 위해 사용된다. 아날로그 타이머 회로의 특성들에 기초하여, 생성된 주파수가 커패시턴스 C를 결정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 555 타이머 회로에 대해, 측정된 커패시터 C 및 주파수 F (도 10에 Fout로 도시됨) 와 관련한 식은 F = 1/(C * (R1 + 2 * R2) * ln2) 이고, 여기서 F는 펄스 카운트에 기초한 타이머 회로의 주파수 출력이고, R1 및 R2는 도 10에 도시된 바와 같은 공지된 레지스턴스 값들이다. 555 타이머 회로 이외의 타이머 회로들이 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
센서 (333) 의 주파수 생성기는 당업계에 공지된 다양한 아키텍처들 중 임의의 하나를 사용하여 구현될 수 있다. 특정한 구현예들에서, 주파수 생성기는 VHF (Very high frequency) 의 주파수 대역에 대응한다. 특정한 구현예들에서, 주파수 생성기는 이로 제한되는 것은 아니지만, 자동 매칭 회로와 같은 주회로를 포함하는, 다른 회로의 동작 주파수의 10번째 고조파보다 일반적으로 큰 주파수에 대응한다. 주파수 생성기가 고정 주파수 또는 가변 주파수일 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 센서 (333) 의 주파수 생성기는 이로 제한되는 것은 아니지만, RF 전력 소스 (301) 과 같은 다른 회로에 의해 사용된 복수의 기준 주파수 신호인 주파수를 생성하기 위한 주파수 배율기 (multiplier) 에 대응할 수 있다는 것이 더 인식되어야 한다.
센서 (333) 의 필터는 당업계에 공지된 다양한 아키텍처들의 임의의 하나를 사용하여 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 필터는 단일 필터 엘리먼트 또는 복수의 필터 엘리먼트들에 대응하는 등가의 필터를 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 다양한 구현예들에서, 필터는 이로 제한되는 것은 아니지만, 13.56 ㎒와 같은 2 내지 60 ㎒ 범위의 주파수 신호들을 감쇠시킨다. 일 부류의 구현예들에서, 필터는 이로 제한되는 것은 아니지만 400 ㎑와 같은, 100 ㎑ 내지 약 1 ㎒ 범위의 주파수 신호들을 감쇠시킨다. 특정한 구현예들에서, 필터는 VHF 주파수 대역의 주파수 신호들을 통과시킨다. 필터는 대역 통과 필터일 수도 있고, 또는 고역 통과 필터일 수도 있다.
주파수 생성기의 주파수 분리 및 주회로의 주파수는 필터의 특성들에 부분적으로 기초한다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 필터가 고 Q 값을 가지면, 주파수 생성기는 주회로의 주파수의 10번째 고조파보다 작은 주파수로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 필터가 저 Q 값을 가지면, 주파수 생성기는 주회로의 주파수의 10번째 고조파보다 큰 주파수로 구성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 커패시턴스 센서는 센서 (333) 내이도록 제한되지 않고 또한 RF 조정기들 (323) 에 대한 커패시턴스를 측정하는 것으로 제한되지 않는다는 것을 주의해야 한다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 커패시턴스 센서는 본 명세서에 기술된 멀티-스테이션 플라즈마 반응기의 다양한 컴포넌트들에 대한 커패시턴스를 측정하도록 사용될 수도 있고, 또한 다른 장치들의 커패시턴스를 측정하도록 사용될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다.
스테이션 (351) 각각은 접지된 페데스탈 (357) 과 함께 작동하는 샤워헤드 (353) 를 포함한다. 공급된 전력 및 주파수는 프로세스 가스로부터, 예를 들어 스테이션 당 50 내지 6,000 W의 범위 내 플라즈마를 생성하기 충분하다. 전력 레벨들은 구현예에 따라 가변할 수도 있다. RF 전력은 샤워헤드 (353) 를 통해 스테이션 프로세싱 영역에 접속되고 RF 전력이 인가될 때 플라즈마를 생성하거나 지속시킨다. 플라즈마는 재료로 하여금 다양한 메커니즘들에 의해 기판 상에 증착되게 한다. 예를 들어, 플라즈마는 프로세스 가스로 하여금 브레이크다운 (break down) 되게 하고 기판 표면 상에서 반응하게 할 수 있다. 도시된 구현예에서, RF 전류는 접지 (331) 에 접속되는, 페데스탈들 (357) 에서 접지된다. 특정한 다른 구현예들에서, RF 전류는 샤워헤드들에서와 같이, 챔버의 상이한 위치에서 접지될 수도 있다.
이전에 기술된 반도체 툴들은 플라즈마 밸런싱을 위해 사용될 수도 있다. 플라즈마 밸런싱은 ALD 및 ALE (atomic layer etching) 와 같은 짧은 사이클 지속기간들을 갖는 멀티-사이클 증착 프로세스에서 특히 유익할 수도 있다. ALE 방법들은 이하의 미국 특허에서 더 논의되고, 각각은 전체가 본 명세서에 참조로서 인용된다: 명칭이 "ADSORPTION BASED MATERIAL REMOVAL PROCESS"인 미국 특허 제 7,416,989 호; 명칭이 "METHODS OF REMOVING SILICON NITRIDE AND OTHER MATERIALS DURING FABRICATION OF CONTACTS"인 미국 특허 제 7,977,249 호; 명칭이 "MODULATING ETCH SELECTIVITY AND ETCH RATE OF SILICON NITRIDE THIN FILMS"인 미국 특허 제 8,187,486 호; 명칭이 "ATOMIC LAYER REMOVAL FOR HIGH ASPECT RATIO GAPFILL"인 미국 특허 제 7,981,763 호; 그리고 명칭이 "ATOMIC LAYER REMOVAL PROCESS WITH HIGHER ETCH AMOUNT"인 미국 특허 제 8,058,179 호.
짧은 사이클 지속기간들을 갖는 다단계 증착 프로세스들의 플라즈마 활성화 단계는 짧을 수도 있다. 플라즈마 활성화 단계의 지속기간은 약 150 ㎳ 이하 (예를 들어, 약 50 ㎳) 일 수도 있다. 짧은 지속기간들로 인해, 플라즈마 일관성의 제어는 프로세스 균일도에 영향을 갖는다. 플라즈마 밸런싱은 플라즈마 일관성을 제어하도록 사용될 수도 있다.
도 4a는 RF 주파수 튜닝 및 RF 전력 파라미터 조정을 활용하는 멀티-스테이션 증착 프로세스의 프로세스 흐름도이다. 도 4a에 기술된 프로세스는 이전된 기술된 ALD 사이클의 단계 3과 같은, 증착 프로세스들의 다양한 단계들에 적용가능할 수도 있다. 프로세스가 증착 절차의 맥락에서 논의되었지만, 프로세스의 엘리먼트들은 임의의 플라즈마-보조된 반도체 프로세스에 적용될 수도 있다.
동작 401에서, 기판이 제공된다. 기판들은 멀티-스테이션 툴의 하나 이상의 스테이션들에 제공될 수도 있다. 기판들은 기판을 갖는 스테이션의 로딩을 통해 제공될 수도 있고 또는 기판은 이전 동작으로 인해, 예컨대 이전 사이클로부터 스테이션에 이미 있을 수도 있다.
기판이 제공된 후, 가스 플로우가 동작 403에서 확립되고 압력은 설정점에서 안정화된다. 동작 405는 RF 전력의 생성을 시작한다. RF 전력은 HFRF, LFRF, 또는 HFRF 및 LFRF 모두일 수도 있다. 동작 405 전에, 전극, 통상적으로 샤워헤드와 기판 사이의 임피던스는 개방 회로의 임피던스와 유사하게 매우 높을 수도 있다. 동작 405에서, RF 전력은 플라즈마를 점화하기 위해 생성되고 인가될 수도 있다. RF 전력은 임피던스의 크기가 특정한 레지스턴스, 예컨대 50 Ω의 레지스턴스로 고정되도록, 인가될 수도 있다. RF 전력은 고정 주파수로 인가될 수도 있다. 고정 주파수는 RF 전력의 미리 결정된 주파수일 수도 있다. 특정한 다른 구현예들에서, 동작 405에서 생성된 RF 전력의 주파수는 고정 주파수를 따르지 않을 수도 있다. 이러한 구현예들에서, 동작 405의 주파수는 다양한 방식들로, 예컨대 알고리즘들, 사용자 입력, 증착 프로세스의 이전 동작들로부터의 피드백, 등을 통해 가변될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 동작 405는 제한된 지속기간, 예컨대 5 ㎳보다 짧은 기간동안 지속될 수도 있다.
플라즈마가 적절히 점화된 후, 프로세스는 동작 407으로 계속될 수도 있다. 전체 전력이 동작 407으로부터 앞으로 (onward) 전달될 수도 있다. 동작 407 내지 동작 419는 증착 프로세스의 단계의 남은 지속 기간 동안 반복된다. 따라서, 도 4a의 프로세스가 ALD 사이클의 단계 3에서 사용되면, 동작 407 내지 동작 419는 단계 3의 종료까지 반복된다. 동작 407에서, 임피던스 매칭 회로의 가변 커패시터의 커패시턴스가 측정될 수도 있다. 도 4a에 기술된 프로세스 동안, 프로세싱 스테이션 내 분위기 조건들의 화학적 반응들 및 변화들은 플라즈마의 임피던스의 변화들을 야기할 수도 있고, 따라서 임피던스 매칭 회로의 커패시턴스들을 모니터링하고 조정하는 것은 플라즈마의 임피던스와 RF 전력 소스의 임피던스 (예를 들어, 50 Ω) 를 매칭하는 것을 용이하게 할 수 있다. 임피던스 매칭 회로의 가변 커패시터의 커패시턴스는 본 명세서의 개시의 어느 곳에 기술된 센서들에 의해 측정될 수도 있다.
동작 408에서, 임피던스 매칭 회로는 단계 407에서 측정된 커패시턴스에 따라 튜닝될 수도 있다. 반도체 프로세싱 툴의 특정한 구현예들은 제어기 및 검출된 커패시턴스들에 기초하여 임피던스 매칭을 튜닝하기 위한 연관된 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 인스트럭션들은 플롯들 (plots) 에 기초할 수도 있고, 요구된 임피던스 매칭을 계산하는 공식들 또는 다른 방법들에 따를 수도 있다. 예를 들어, 임피던스 매칭은 임피던스의 위상이 가능한 0 값에 가깝도록, RF 전력 주파수 튜닝에 부가하여 또는 대신 튜닝될 수도 있다. 반도체 프로세싱 동안 임피던스가 변화함에 따라, 임피던스 매칭은 동작 408에서 따라서 조정될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 커패시턴스는 스테이션 각각에서 커패시턴스의 평균으로서 측정될 수도 있다. 다른 구현예들은 개별 스테이션 각각에서 커패시턴스를 측정하는 능력을 포함할 수도 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 동작 407 및 동작 408은 임피던스의 변화들에 대한 잠재력으로 인해 증착 프로세스 단계의 종료까지 계속해서 수행된다.
동작 409에서, RF 전력 파라미터가 스테이션들 사이의 변동들을 결정하기 위해 스테이션 각각에서 측정될 수도 있다. RF 전력 파라미터는 플라즈마가 스테이션에서 생성되고 스테이션 각각에서 동적 임피던스들을 반영한 후 측정될 수도 있다. 이 파라미터는 전압, 전류, 커패시턴스, 임피던스, 위상, 부하 전력, 스테이션으로 전달된 전력, 또는 전술한 것의 임의의 조합일 수도 있다.
RF 전력 파라미터 측정 값들은 동작 411에서 스테이션 각각에 대한 설정점과 비교될 수도 있다. RF 전력 밸런싱의 특정한 구현예들에서, 설정점들은 증착 프로세스의 매 사이클에 대해 동일할 수도 있다. 다른 구현예들에서, 설정점들은 증착 프로세스의 사이클들 사이에 가변할 수도 있다. 예를 들어, 설정점들은 스테이션 각각으로 전달된 측정된 전력의 평균일 수도 있다. 또 다른 구현예들에서, 설정점들은 스테이션 각각에서 상이할 수도 있다. 이 비교는 국소 제어기, RF 조정기들에 대한 중앙 제어기에서, 또는 전체 툴에 대한 시스템 제어기에서 수행될 수도 있다.
공통 RF 소스를 공유하는 모든 스테이션들로 전달된 총 RF 전력은 RF 생성기에서 전력 설정점, 플라즈마 부하의 임피던스 및 RF 네트워크의 임피던스에 종속된다. RF 조정기들은 주로 스테이션 간 전력 분배에 영향을 준다. 총 전력에 대한 조정기 효과들은 보통 부수적이다. 특정한 경우들에서, 사용된 RF 조정기 타입에 따라, 일 스테이션의 RF 전력의 감소는 다른 스테이션들에서 RF 전력을 상승시킬 수도 있다. 이들 경우들에서 제어기는 스테이션 간 RF 전력 상호작용들을 고려한 조정을 결정할 수도 있고 또는 단순히 측정값들이 설정점에 대한 문턱값 마진 이내일 때까지 조정을 여러 번 반복할 수도 있다.
특정한 경우들에서 절대 RF 전력 레벨이 목표된다. 이 경우, RF 전력은 스테이션 각각에서 측정될 수 있고 이어서 2번의 조정들이 실행된다. 예를 들어, 첫번째, 생성기 출력부에서 총 전력은 스테이션 설정점들의 합과 매칭하도록 변화된다. 두번째, 스테이션 RF 조정기들은 설정점들에 따라 전력을 분할하도록 튜닝된다. 조정들의 순서 (총 전력 vs. 분할) 는 바뀔 수도 있다. 절차는 전력 분할이 설정점들에 대한 문턱값 마진 이내일 때까지 반복된다.
동작 413에서, 측정된 RF 전력 파라미터 분포는 설정점(들)과 비교될 수도 있다. 이 차가 문턱값보다 크다면, 스테이션 각각에서 조정기 변화는 동작 415에서 결정될 수도 있다. 필요한 조정기 변화는 스테이션 별로 (station by station) 가변할 수도 있다. 특정한 스테이션들은 조정기 변화를 전혀 요구하지 않을 수도 있지만, 다른 스테이션들이 조정기 변화를 요구할 수도 있다. 이 조정기 변화는 RF 제어기 또는 또 다른 제어기에 의해 결정될 수도 있다. 조정될 파라미터 또는 RF 특성이 측정된 RF 전력 파라미터와 상이할 수도 있다는 것을 주의한다. 일 예에서, RF 전력이 측정될 수도 있고 커패시턴스 또는 임피던스 매칭이 조정된다.
필요한 조정기 변화는 동작 417에서 스테이션 RF 특성을 조정하도록 적용될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 스테이션 임피던스 매칭은 동작 417에서 조정기 변화량만큼 조정될 수도 있다. 이어서 동작 407으로부터 다시 시작하여 임피던스 매칭을 위해 사용된 커패시턴스들은 측정될 수도 있고 임피던스 매칭의 조정 사이클들은 증착 프로세스가 종료될 때까지 계속될 수도 있다.
동작 411에서 측정되고 동작 413에서 비교된 전력 파라미터가 용인가능한 범위 내이면, 반도체 프로세싱은 동작 419에서 계속된다. 프로세스는 이어서 증착 프로세스가 종료될 때까지 동작 407로부터 계속해서 시작될 수도 있다. 본 개시의 특정한 예시적인 구현예들의 기술이 증착 프로세스의 맥락이지만, 증착에 더하여 또는 대신, 이로 제한되는 것은 아니지만, 기판으로부터 박막의 에칭, 스트립핑, 또는 세정을 포함하는, 다른 반도체 프로세싱 동작들은 개시된 커패시턴스 측정 기법들을 고려한다는 것이 인식되어야 한다. 개시된 커패시턴스 측정 기법들은 반도체 프로세싱 동작들 (예를 들어, 증착, 에칭, 스트립핑, 세정, 등) 을 위해 복수의 반도체 프로세싱 스테이션들에서 균일하고 그리고/또는 반복가능한 프로세스 조건들 (예를 들어, RF 전력, 등) 을 제공하는 것을 용이하게 하여, 반도체 제조의 수율을 개선한다는 것이 또한 인식되어야 한다.
다양한 구현예들에서, 동작 407 내지 동작 419의 시퀀스는 상이한 순서들로 배열될 수도 있다. 예를 들어, 동작 409 (및 가능하면 동작 409 내지 동작 419) 가 동작 407 전에 수행될 수도 있다. 다른 구현예들에서, 동작 407 및 동작 408은 동작 409 내지 동작 419와 동시에 수행될 수도 있다. 또 다른 구현예들에서, 측정 동작 407 및 동작 409는 튜닝 및 조정 동작들 (408 및 411 내지 419) 전에 수행될 수도 있다.
전력 밸런싱 맥락에서, 프로세싱 동안 연속적인 RF 전력 제어가 적어도 2 개의 이유들로 필요할 수도 있다. 일 가능성은 의도적인 RF 전력 곡선을 따른다. 설정점들은 프로세싱 시퀀스 동안 시간에 따라 가변할 수도 있다. RF 조정기들은 설정점들이 가변할 때 특정 전력 분포를 유지하도록 사용될 수도 있다. 또 다른 가능성에서, 스테이션 RF 전력은 프로세싱 동안 드리프팅하는 경향을 가질 수도 있고 동적 피드백에 기초하여 조정되어야 한다.
특정한 구현예들에서, 반도체 프로세싱 동작은 단일 멀티스테이션 반응기에서 복수의 상이한 증착 프로세스들을 포함할 수도 있다. 복수의 상이한 증착 프로세스들은 상이한 재료들, 특히, 하부 기판과 콘택트하는 배리어 층 또는 핵생성 층, 핵생성 층 상의 벌크 층, 벌크 층 상단 상의 캡핑 층, 등과 같은 재료의 층들을 증착할 수도 있다. 이들 개별 층들은 상대적으로 유사한 (또는 상이한) 조성들을 가질 수도 있다. 일부 경우들에서, 상이한 증착 프로세스들이 상이한 프로세스 가스들을 사용할 수도 있다. 반도체 프로세싱 동작이 복수의 상이한 증착 프로세스들을 가질 때, 상이한 레시피들이 통상적으로 상이한 증착 프로세스들에 사용된다. 이러한 경우들에서, 개별 스테이션들에 대한 상이한 RF 전력 파라미터 설정점들이 상이한 레시피들에 대해 사용될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 설정점들의 차들은 상이한 레시피들에 대한 최초 조정기 설정 사이의 변동들을 발생시킬 것이다. 이러한 최초 조정기 설정들은 증착 프로세스들을 위한 레시피들에 포함되거나 일부일 수도 있다. 상이한 증착 프로세스들의 상이한 레시피들은 상이한 프로세스들의 최초 조정기 설정들의 변동들을 반영할 수도 있다. 이러한 경우들에서, 별도의 프로세스들에 대한 최초 조정기 설정들은 이전 시뮬레이션 또는 테스팅 결과들을 통해 결정될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 먼저 생성되고 스테이션들로 분배된 RF 전력 주파수는 개별 레시피들에 대한 상이한 스테이션 당 전력 설정들로 있을 수도 있다. 이러한 구현예들에서, RF 조정기들은 본 명세서에 기술된 기법들에 따른 증착 프로세스 동안 더 튜닝될 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 최초 조정기 위치는 증착 프로세스가 복수의 사이클들에 걸쳐 수행될 때 최소의 RF 조정기 튜닝량을 발생시키도록 계산되는 조정기 위치일 수도 있다.
도 4b는 임피던스 매칭 튜닝을 활용하는 멀티-스테이션 증착 프로세스의 프로세스 흐름도이다. 도 4b는 도 4a와 유사하지만, 도 4a는 증착 프로세스 동안 임피던스 매칭 튜닝 및 RF 전력 파라미터 조정 모두를 활용하는 프로세스를 기술하는 한편, 도 4b는 증착 프로세스 동안 임피던스 매칭 튜닝만을 활용하는 프로세스를 기술한다.
도 4b의 프로세스 흐름도는 임피던스 매칭 튜닝을 활용한 증착 프로세스에 활용된 프로세스일 수도 있다. 특정한 구현예들은 복수의 상이한 증착 프로세스들을 포함하는 반도체 프로세싱 동작의 개별 증착 프로세스를 위해 도 4b에 예시된 프로세스를 사용할 수도 있다. 복수의 상이한 증착 프로세스들은 본 명세서에 기술된 바와 같이 상이한 재료들을 증착할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 단일 증착 프로세스만이 사용된다. 어느 쪽이든, 스테이션 간 RF 전력 조정이 고정되고 증착 프로세스 전에 설정될 수도 있다. 통상적으로, 프로세스는 증착 동안 적절한 RF 전력 조정을 결정하기 위해 RF 전력 파라미터의 피드백을 채용하지 않는다.
도 4b의 프로세스 흐름도 420에서, 동작 421 및 동작 423은 도 4a의 동작 401 및 동작 403과 각각 유사하다. 도 4b의 동작 425에서, 복수의 스테이션들에 대한 RF 조정들이 결정된다. 복수의 스테이션들에 대한 RF 조정들은 RF 전력의 생성 및 기판들의 프로세싱 전에 결정된다. RF 조정들은 이력 데이터, 계산들, 또는 시행착오를 통해 결정될 수도 있다.
동작 425에서 RF 조정이 수행된 후, 프로세스는 동작 427로 진행할 수도 있다. 동작 427, 동작 429, 및 동작 431은 도 4a의 동작 405, 동작 407, 및 동작 408과 각각 유사하다. 동작 433에서, 현재 사이클은 스테이션 각각에 대해 프로세싱되고 이어서 프로세스는 목표된 수의 사이클들에 대해 반복된다. 목표된 수의 사이클들 동안, 동작 427, 동작 429, 및 동작 431은 임피던스 매칭이 측정된 임피던스의 요건들에 따라 계속해서 튜닝되도록 반복된다. 임피던스 매칭 및/또는 RF 전력 주파수는 본 명세서의 개시의 어느 곳에 기술된 기법들에 따라 튜닝될 수도 있다.
멀티-스테이션 반도체 프로세싱 장치들에 대한 전력 밸런싱을 위한 다양한 다른 구성들 및 장치가 2012년 10월 9일 허여된 미국 특허 제 8,282,983 호에 기술되고, 이 목적을 위해 전체가 본 명세서에 참조로서 인용된다.

Claims (31)

  1. 프로세스 챔버의 복수의 스테이션들에서 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법에 있어서,
    a) 상기 복수의 스테이션들 각각에 기판들을 제공하는 단계;
    b) 복수의 스테이션들에서 플라즈마를 생성하도록 제 1 타깃 주파수를 포함하는 RF 전력을 상기 복수의 스테이션들로 분배하는 단계로서, 상기 RF 전력은 스테이션 간 (station to station) 변동들을 감소시키도록 구성된 RF 전력 파라미터에 따라 분배되는, 상기 RF 전력을 분배하는 단계;
    c) i) 임피던스 매칭 회로로부터 커패시터를 연결해제 (disconnect) 하지 않고 상기 임피던스 매칭 회로의 상기 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 단계; 및
    ii) 상기 단계 (i) 에서 측정된 상기 커패시턴스 및 상기 RF 전력 파라미터에 따라, 상기 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 단계에 의해, 상기 RF 전력을 상기 복수의 스테이션들에 포함된 제 1 스테이션으로 분배하는 동안,
    상기 제 1 스테이션에 대해 상기 임피던스 매칭 회로를 튜닝하는 단계; 및
    d) 스테이션 각각에서 상기 기판 상에서 반도체 프로세싱 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 프로세싱 동작은 박막을 증착, 에칭, 스트립핑, 또는 세정하는 동작 중 하나인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 i) 는,
    aa) 상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수 이상의 제 1 주파수를 포함하는 제 1 신호를 생성하는 단계;
    bb) 상기 커패시터에서 신호를 필터링하는 단계로서, 상기 커패시터의 상기 신호는 적어도 상기 제 1 신호 및 상기 분배될 RF 전력에 응답하여 생성되는, 상기 신호를 필터링하는 단계;
    cc) 상기 필터링된 신호를 측정하는 단계; 및
    dd) 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 커패시터에 대해 측정된 커패시턴스 값으로 변환하는 단계를 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터링하는 단계는 상기 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 주파수에 센터링되는 (centered) 통과 대역을 포함하는, 그리고 상기 필터링하는 단계는 상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역 (stopband) 을 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    aa) 상기 제 1 주파수 (ω) 로 구성된 고정 주파수 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 고정 주파수 오실레이터의 출력부는 상기 커패시터와 직렬인 레지스턴스 (R) 에 커플링되는; 그리고
    dd) 상기 레지스턴스 (R), 상기 제 1 주파수 (ω), 및 상기 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하여, 상기 측정된 필터링된 신호 (Vout) 를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    aa) 가변 주파수 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 가변 주파수 오실레이터의 출력부는 상기 커패시터와 직렬인 인덕턴스 (L) 에 커플링되는, 상기 가변 주파수 오실레이터는 상기 커패시터 및 상기 인덕턴스의 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 를 포함하는 주파수 범위를 스캐닝하도록 구성되고;
    cc) 상기 공진 주파수를 결정하기 위해 상기 측정된 필터링된 신호를 사용하는 단계를 포함하고; 그리고
    dd) 상기 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 및 상기 인덕턴스 (L) 에 부분적으로 기초하여, 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 fo = ωo/2π = 1/2π sqrt(LC) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    aa) 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 오실레이터의 출력부는 각각 상기 커패시터와 직렬인 적어도 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 통해 상기 커패시터의 제 1 단자에 커플링되고, 상기 오실레이터의 상기 출력부는 또한 상기 커패시터와 직렬인 적어도 제 3 임피던스 (z3) 를 통해 상기 커패시터의 제 2 단자에 커플링되고;
    cc) 상기 측정된 필터링된 신호로서 상기 제 1 임피던스 (z1), 상기 제 2 임피던스 (z2), 및 상기 제 3 임피던스 (z3) 를 커플링하는 노드에서 전류 또는 전압을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 필터링된 신호는,
    상기 제 1 임피던스 (z1) 및 상기 제 2 임피던스 (z2) 를 포함하는 제 1 임피던스 조합과 상기 제 3 임피던스 (z3) 및 상기 커패시터 (zC) 의 임피던스를 포함하는 제 2 임피던스의 조합 간 불균형 (imbalance) 을 나타내고; 그리고
    dd) z1/z2 = z3/zC 비에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 zC = 1/jωC인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    aa) 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 단계-상기 오실레이터의 출력부는 기준 커패시터 (Cref) 에 커플링됨-, 및 상기 교번하는 전압이 상기 기준 커패시터를 기준 전압 (Vref) 으로 대전할 때 상기 커패시터와 전기적으로 병렬이도록 상기 기준 커패시터를 연결하는 단계를 포함하고;
    cc) 상기 측정된 필터링된 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 기준 커패시터 및 상기 커패시터의 상기 전기적으로 병렬 조합의 전하에 대응하는 전압을 측정하는 단계를 포함하고; 그리고
    dd) C = Cref (Vref/Vout -1) 에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  11. 제 3 항에 있어서,
    aa) 전류 소스를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 커패시터의 제 1 단자에서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전류 (Iin) 를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 전류 소스의 출력부는 전압 (V) 을 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스에 커플링되고;
    cc) 상기 커패시터의 제 2 단자의 전류에 대응하는 필터링된 전류 (I) 를 상기 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 단계를 포함하고; 그리고
    dd) 상기 필터링된 전류 (I) 및 상기 전압 측정 인터페이스에서 상기 측정된 전압의 변화 레이트 (dV/dt) 에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 I = C dV/dt인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    aa) 타이머 회로를 사용하여 타이머 신호를 생성하는 단계를 포함하고 타이머 주파수 (f) 는 제 1 레지스턴스 (R1), 제 2 레지스턴스 (R2), 및 상기 커패시터의 상기 커패시턴스 (C) 를 사용하여 구성되고;
    cc) 상기 타이머 주파수 (f) 를 결정하기 위해 시간 기간 내 타이머 펄스 카운트를 상기 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 단계를 포함하고; 그리고
    dd) 상기 결정된 타이머 주파수에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 단계를 포함하고, 여기서 f = 1/(C x (R1 + 2 x R2) x ln2) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  13. 제 3 항에 있어서,
    오실로스코프가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터에 걸친 전압 강하를 측정하도록 사용되는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  14. 제 3 항에 있어서,
    인덕턴스 (L), 커패시턴스 (C), 및 레지스턴스 (R) 미터 (LCR meter) 가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터의 상기 커패시턴스를 측정하기 위해 사용되고, 또는 벡터 네트워크 분석기가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터의 임피던스를 측정하도록 사용되는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 방법.
  15. 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱을 위한 장치에 있어서,
    복수의 스테이션들로서, 상기 스테이션들 각각은 적어도 하나의 웨이퍼 지지부를 포함하고 적어도 하나의 기판을 수용하도록 구성되고, 그리고 상기 복수의 스테이션들은 프로세스 챔버 내에 있는, 상기 복수의 스테이션들;
    커패시턴스 센서;
    하나 이상의 제어기들을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어기들과 상기 커패시턴스 센서는 통신가능하게 연결되고, 상기 제어기는,
    a) 상기 복수의 스테이션들 각각에 기판들을 제공하고;
    b) 복수의 스테이션들에서 플라즈마를 생성하도록 제 1 타깃 주파수를 포함하는 RF 전력을 상기 복수의 스테이션들로 분배하고-상기 RF 전력은 스테이션 간 변동들을 감소시키도록 구성된 RF 전력 파라미터에 따라 분배됨-;
    c) i) 임피던스 매칭 회로로부터 커패시터를 연결해제하지 않고 상기 임피던스 매칭 회로의 상기 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 동작; 및
    ii) 상기 동작 (i) 에서 측정된 상기 커패시턴스 및 상기 RF 전력 파라미터에 따라, 상기 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 동작에 의해, 상기 RF 전력을 상기 복수의 스테이션들에 포함된 제 1 스테이션으로 분배하는 동안,
    상기 제 1 스테이션에 대해 상기 임피던스 매칭 회로를 튜닝하고; 그리고
    d) 스테이션 각각에서 상기 기판 상에서 반도체 프로세싱 동작을 수행하도록 구성되는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 반도체 프로세싱 동작은 박막을 증착, 에칭, 스트립핑, 또는 세정하는 동작 중 하나인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 동작 i) 은:
    aa) 상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수 이상의 제 1 주파수를 포함하는 제 1 신호를 생성하는 동작;
    bb) 상기 커패시터에서 신호를 필터링하는 동작으로서, 상기 커패시터의 상기 신호는 적어도 상기 제 1 신호 및 상기 분배될 RF 전력에 응답하여 생성되는, 상기 신호를 필터링하는 동작;
    cc) 상기 필터링된 신호를 측정하는 동작; 및
    dd) 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 커패시터에 대해 측정된 커패시턴스 값으로 변환하는 동작을 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 필터링하는 동작은 상기 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 주파수에 센터링되는 통과 대역을 포함하는, 그리고 상기 필터링하는 동작은 상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역을 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    aa) 상기 제 1 주파수 (ω) 로 구성된 고정 주파수 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고, 상기 고정 주파수 오실레이터의 출력부는 상기 커패시터와 직렬인 레지스턴스 (R) 에 커플링되는; 그리고
    dd) 상기 레지스턴스 (R), 상기 제 1 주파수 (ω), 및 상기 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하여, 상기 측정된 필터링된 신호 (Vout) 를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    aa) 가변 주파수 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고, 상기 가변 주파수 오실레이터의 출력부는 상기 커패시터와 직렬인 인덕턴스 (L) 에 커플링되는, 상기 가변 주파수 오실레이터는 상기 커패시터 및 상기 인덕턴스의 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 를 포함하는 주파수 범위를 스캐닝하도록 구성되고;
    cc) 상기 공진 주파수를 결정하기 위해 상기 측정된 필터링된 신호를 사용하는 동작을 포함하고; 그리고
    dd) 상기 공진 주파수 (fo = ωo/2π) 및 상기 인덕턴스 (L) 에 부분적으로 기초하여, 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 fo = ωo/2π = 1/2π sqrt(LC) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    aa) 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작을 포함하고, 상기 오실레이터의 출력부는 각각 상기 커패시터와 직렬인 적어도 제 1 임피던스 (z1) 및 제 2 임피던스 (z2) 를 통해 상기 커패시터의 제 1 단자에 커플링되고, 상기 오실레이터의 상기 출력부는 또한 상기 커패시터와 직렬인 적어도 제 3 임피던스 (z3) 를 통해 상기 커패시터의 제 2 단자에 커플링되고;
    cc) 상기 측정된 필터링된 신호로서 상기 제 1 임피던스 (z1), 상기 제 2 임피던스 (z2), 및 상기 제 3 임피던스 (z3) 를 커플링하는 노드에서 전류 또는 전압을 측정하는 동작을 포함하고, 상기 측정된 필터링된 신호는,
    상기 제 1 임피던스 (z1) 및 상기 제 2 임피던스 (z2) 를 포함하는 제 1 임피던스 조합과 상기 제 3 임피던스 (z3) 및 상기 커패시터 (zC) 의 임피던스를 포함하는 제 2 임피던스의 조합 간 불균형을 나타내고; 그리고
    dd) z1/z2 = z3/zC 비에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 zC = 1/jωC인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  24. 제 17 항에 있어서,
    aa) 오실레이터를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하는 동작-상기 오실레이터의 출력부는 기준 커패시터 (Cref) 에 커플링됨-, 및 상기 교번하는 전압이 상기 기준 커패시터를 기준 전압 (Vref) 으로 대전할 때 상기 커패시터와 전기적으로 병렬이도록 상기 기준 커패시터를 연결하는 동작을 포함하고;
    cc) 상기 측정된 필터링된 신호로서 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 기준 커패시터 및 상기 커패시터의 상기 전기적으로 병렬 조합의 전하에 대응하는 전압을 측정하는 동작을 포함하고; 그리고
    dd) C = Cref (Vref/Vout -1) 에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    aa) 전류 소스를 사용하여 상기 제 1 신호로서 상기 커패시터의 제 1 단자에서 상기 제 1 주파수 (ω) 의 교번하는 전류 (Iin) 를 생성하는 동작을 포함하고, 상기 전류 소스의 출력부는 전압 (V) 을 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스에 커플링되고;
    cc) 상기 커패시터의 제 2 단자의 전류에 대응하는 필터링된 전류 (I) 를 상기 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 동작을 포함하고; 그리고
    dd) 상기 필터링된 전류 (I) 및 상기 전압 측정 인터페이스에서 상기 측정된 전압의 변화 레이트 (dV/dt) 에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 I = C dV/dt인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    aa) 타이머 회로를 사용하여 타이머 신호를 생성하는 동작을 포함하고 타이머 주파수 (f) 는 제 1 레지스턴스 (R1), 제 2 레지스턴스 (R2), 및 상기 커패시터의 상기 커패시턴스 (C) 를 사용하여 구성되고;
    cc) 상기 타이머 주파수 (f) 를 결정하기 위해 시간 기간 내 타이머 펄스 카운트를 상기 측정된 필터링된 신호로서 측정하는 동작을 포함하고; 그리고
    dd) 상기 결정된 타이머 주파수에 부분적으로 기초하여 상기 측정된 필터링된 신호를 상기 측정된 커패시턴스 값 (C) 으로 변환하는 동작을 포함하고, 여기서 f = 1/(C x (R1 + 2 x R2) x ln2) 인, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  27. 제 17 항에 있어서,
    오실로스코프가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터에 걸친 전압 강하를 측정하도록 사용되는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  28. 제 17 항에 있어서,
    인덕턴스 (L), 커패시턴스 (C), 및 레지스턴스 (R) 미터 (LCR meter) 가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터의 상기 커패시턴스를 측정하기 위해 사용되고, 또는 벡터 네트워크 분석기가 상기 제 1 주파수 (ω) 에서 상기 커패시터의 임피던스를 측정하도록 사용되는, 플라즈마 보조된 반도체 프로세싱 장치.
  29. 제 1 타깃 주파수의 RF 전력을 분배하기 위해 회로로부터 커패시터를 연결해제하지 않고 상기 커패시터의 커패시턴스를 측정하기 위한 디바이스에 있어서,
    상기 제 1 타깃 주파수의 10번째 고조파 주파수보다 큰 제 1 주파수를 포함하는 통과대역을 포함하는 필터로서, 상기 필터는 또한 상기 제 1 타깃 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는, 상기 필터;
    상기 제 1 주파수 (ω) 에서 교번하는 전압 (Vin) 을 생성하기 위한 오실레이터;
    레지스턴스 (R) 로서, 상기 오실레이터의 출력부가 상기 레지스턴스 (R) 의 제 1 단자에 커플링되고, 상기 레지스턴스 (R) 의 제 2 단자가 상기 커패시터와 직렬로 전기적으로 커플링된 상기 필터에 커플링되는, 상기 레지스턴스 (R); 및
    상기 레지스턴스 (R) 의 상기 제 2 단자에서 필터링된 신호 (Vout) 를 측정하기 위한 전압 측정 인터페이스를 포함하고, 상기 커패시터의 측정된 커패시턴스 값 (C) 은 상기 레지스턴스 (R), 상기 제 1 주파수 (ω), 및 상기 교번하는 전압 (Vin) 에 부분적으로 기초하고, 여기서 Vout/Vin = 1/(1 + jωRC) 인, 커패시턴스 측정 디바이스.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 13.56, 27, 40, 60, 또는 100 ㎒인, 커패시턴스 측정 디바이스.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 분배될 RF 전력의 상기 제 1 타깃 주파수는 약 400 ㎑인, 커패시턴스 측정 디바이스.
KR1020207027357A 2018-02-23 2019-02-22 고 전력 회로로부터 연결해제 없이 커패시턴스 측정 KR20200116160A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862634730P 2018-02-23 2018-02-23
US62/634,730 2018-02-23
PCT/US2019/019279 WO2019165297A1 (en) 2018-02-23 2019-02-22 Capacitance measurement without disconnecting from high power circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200116160A true KR20200116160A (ko) 2020-10-08

Family

ID=67687384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207027357A KR20200116160A (ko) 2018-02-23 2019-02-22 고 전력 회로로부터 연결해제 없이 커패시턴스 측정

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11881381B2 (ko)
JP (2) JP7286666B2 (ko)
KR (1) KR20200116160A (ko)
CN (1) CN111771269A (ko)
WO (1) WO2019165297A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11709156B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis
US11709155B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes
CN111758145B (zh) 2018-02-23 2024-06-25 朗姆研究公司 等离子体辅助的半导体处理方法及其装置以及一种用于等离子体辅助的半导体沉积的装置
US11918936B2 (en) 2020-01-17 2024-03-05 Waters Technologies Corporation Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding
CN112466732B (zh) * 2020-11-25 2024-06-21 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备和等离子体启辉方法
JP7560214B2 (ja) * 2021-03-11 2024-10-02 東京エレクトロン株式会社 着火方法及びプラズマ処理装置
CN113341204B (zh) * 2021-06-11 2022-03-08 南方电网数字电网研究院有限公司 电压检测装置和方法
US20230187169A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-15 Applied Materials, Inc Method to measure radical ion flux using a modified pirani vacuum gauge architecture
CN115445749B (zh) * 2022-09-24 2023-07-14 湖南金凯循环科技有限公司 一种适用于锂电池回收的钢壳破碎磁选设备
US20240170254A1 (en) * 2022-11-21 2024-05-23 Applied Materials, Inc. Batch processing chambers for plasma-enhanced deposition

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0927395A (ja) * 1995-07-12 1997-01-28 Kobe Steel Ltd プラズマ処理装置及び該装置を用いたプラズマ処理方法
US6098568A (en) 1997-12-01 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Mixed frequency CVD apparatus
JP2001335944A (ja) 2000-05-30 2001-12-07 Canon Inc プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US7042311B1 (en) 2003-10-10 2006-05-09 Novellus Systems, Inc. RF delivery configuration in a plasma processing system
JP4674177B2 (ja) * 2006-03-15 2011-04-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US7416989B1 (en) 2006-06-30 2008-08-26 Novellus Systems, Inc. Adsorption based material removal process
US20080084650A1 (en) 2006-10-04 2008-04-10 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for substrate clamping in a plasma chamber
EP2089894B1 (en) * 2006-11-27 2011-06-01 Dublin City University A plasma system and measurement method
US7977249B1 (en) 2007-03-07 2011-07-12 Novellus Systems, Inc. Methods for removing silicon nitride and other materials during fabrication of contacts
US8187486B1 (en) 2007-12-13 2012-05-29 Novellus Systems, Inc. Modulating etch selectivity and etch rate of silicon nitride thin films
US7981763B1 (en) 2008-08-15 2011-07-19 Novellus Systems, Inc. Atomic layer removal for high aspect ratio gapfill
US8282983B1 (en) * 2008-09-30 2012-10-09 Novellus Systems, Inc. Closed loop control system for RF power balancing of the stations in a multi-station processing tool with shared RF source
US8058179B1 (en) 2008-12-23 2011-11-15 Novellus Systems, Inc. Atomic layer removal process with higher etch amount
US8587321B2 (en) 2010-09-24 2013-11-19 Applied Materials, Inc. System and method for current-based plasma excursion detection
KR101206744B1 (ko) * 2011-02-28 2012-11-30 성균관대학교산학협력단 임피던스를 이용한 인시투 박막 두께 측정 장치, 박막 두께 측정 방법 및 그 기록 매체
US9881772B2 (en) * 2012-03-28 2018-01-30 Lam Research Corporation Multi-radiofrequency impedance control for plasma uniformity tuning
US9831071B2 (en) * 2013-05-09 2017-11-28 Lam Research Corporation Systems and methods for using multiple inductive and capacitive fixtures for applying a variety of plasma conditions to determine a match network model
US9621129B2 (en) * 2013-06-28 2017-04-11 Skyworks Solutions, Inc. Flexible L-network antenna tuner circuit
JP2015138602A (ja) 2014-01-21 2015-07-30 株式会社アルバック プラズマ処理用整合器、プラズマ処理装置、および、プラズマ処理用整合器の駆動方法
US9263350B2 (en) 2014-06-03 2016-02-16 Lam Research Corporation Multi-station plasma reactor with RF balancing
US9754769B2 (en) 2015-09-15 2017-09-05 Lam Research Corporation Metrology methods to detect plasma in wafer cavity and use of the metrology for station-to-station and tool-to-tool matching
US9954508B2 (en) * 2015-10-26 2018-04-24 Lam Research Corporation Multiple-output radiofrequency matching module and associated methods
US10510625B2 (en) 2015-11-17 2019-12-17 Lam Research Corporation Systems and methods for controlling plasma instability in semiconductor fabrication
JP6055537B2 (ja) 2015-12-21 2016-12-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
US10187032B2 (en) * 2016-06-17 2019-01-22 Lam Research Corporation Combiner and distributor for adjusting impedances or power across multiple plasma processing stations
US10553465B2 (en) * 2016-07-25 2020-02-04 Lam Research Corporation Control of water bow in multiple stations
JP7102396B2 (ja) * 2016-08-26 2022-07-19 ニューカレント インコーポレイテッド 無線コネクタシステム
US20230215696A1 (en) * 2017-07-10 2023-07-06 Reno Technologies, Inc. Power control for rf impedance matching network
CN111758145B (zh) 2018-02-23 2024-06-25 朗姆研究公司 等离子体辅助的半导体处理方法及其装置以及一种用于等离子体辅助的半导体沉积的装置
JP6497724B1 (ja) * 2018-09-21 2019-04-10 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー 高周波電源システムに設けられるインピーダンス整合装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20240096598A1 (en) 2024-03-21
JP7286666B2 (ja) 2023-06-05
JP7532598B2 (ja) 2024-08-13
US11881381B2 (en) 2024-01-23
US20210098233A1 (en) 2021-04-01
CN111771269A (zh) 2020-10-13
JP2023104994A (ja) 2023-07-28
WO2019165297A1 (en) 2019-08-29
JP2021515197A (ja) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240096598A1 (en) Capacitance measurement without disconnecting from high power circuit
KR102593566B1 (ko) Ｒｆ 밸런싱을 사용하는 멀티스테이션 플라즈마 반응기
KR102552386B1 (ko) 반도체 프로세싱 툴에서 rf 전류 측정
US11994542B2 (en) RF signal parameter measurement in an integrated circuit fabrication chamber
JP2022553368A (ja) マルチステーション集積回路製造チャンバにおける無線周波数（ｒｆ）電力の不平衡化
US20220190854A1 (en) Closed-loop multiple-output radio frequency (rf) matching
TW202044324A (zh) 半導體處理中之異常電漿事件的偵測及緩解
US20240347400A1 (en) Rf current measurement in semiconductor processing tool
JP2024138327A (ja) 半導体処理ツールにおけるｒｆ電流測定

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal