KR20220116009A - 펄스형 pvd 전력을 위한 파형 형상 팩터 - Google Patents

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KR20220116009A
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쇼우인 장
키이스 에이. 밀러
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 전력 공급부들, 파형 함수 생성기들 및 방법들이 설명된다. 전력 공급부들 또는 파형 함수 생성기들은, 플라즈마 프로세스 동안 파형 형상 변화 인덱스가 결정되고 미리 결정된 공차의 준수에 대해 평가되는 방법을 실행하기 위한 컴포넌트를 포함한다.

Description

펄스형 PVD 전력을 위한 파형 형상 팩터
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition) 챔버들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 제어기 전력 파형과 함께 펄스형 PVD를 사용하는 PVD 챔버들 및 증착 방법들에 관한 것이다.
[0002] 현재의 PVD(physical vapor deposition) 프로세스 챔버들은 전력 조절이 변화할 때 감소된 균일성 및 반복성에 취약하다. 전력 조절은 통상적으로, 특정 형상들의 전압/전류 파형들로 펄스형 PVD 플라즈마 챔버들을 구동하는 데 사용된다. 그러한 전압/전류 파형들은 특정 막 특징들 또는 특성들을 달성하도록 설계된다.
[0003] 도 1에 도시된 바와 같이, 상이한 파형 형상들을 갖는 펄스 내에서 동일한 평균 전력, 전압 또는 전류가 전달될 수 있다. 상이한 형상의 파형들은 PVD 챔버 내의 상이한 플라즈마 특성들에 대응한다. 전력/전압/전류 파형 형상들은, 챔버 부하 조건들, 플라즈마 불안정성들, 챔버 플라즈마 아킹 또는 부하 변화들로 인해 그리고 때로는 전력 전달 출력 케이블 하드웨어 오작동들뿐만 아니라 전력 공급부의 오작동들로 인해 드리프트하거나 또는 극적으로 변화한다. 이들 파형 형상 변화들은 챔버 플라즈마 조건들이 변화함으로 인해 박막 특성들에 영향을 미친다.
[0004] 이에 따라서, 전력/전압/전류 파형들이 변화하는 경우, 펄스형 PVD 챔버 증착 막 성능들을 검출/증가/보장하기 위한 장치 및 방법들이 필요하다.
[0005] 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들은 플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법들에 관한 것이다. 방법들은, 증착 프로세스 동안 파형 형상 변화 인덱스를 결정하는 단계; 파형 형상 변화 인덱스가 미리 결정된 공차 내에 있는지를 결정하는 단계; 및 플라즈마 프로세스에 대한 후속 액션을 결정하는 단계를 포함한다.
[0006] 본 개시내용의 추가적인 실시예들은 플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법들에 관한 것이다. 방법들은, 플라즈마 프로세스 동안 파형 형상 팩터(
Figure pct00001
)를 결정하는 단계; 기준 플라즈마 프로세스로부터의 평균 기준 파형 형상 팩터(
Figure pct00002
) 및 파형 형상 팩터(
Figure pct00003
)를 사용하여 파형 형상 변화 인덱스(Is)를 결정하는 단계; 파형 형상 변화 인덱스(Is)에 기반하여 플라즈마 프로세스가 기준 플라즈마 프로세스와 매칭하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 추가적인 실시예들은 오작동을 표시하는 자기-진단 기능부를 포함하는 전력 공급부들에 관한 것이다. 자기-진단 기능부는 파형 형상 팩터(
Figure pct00004
) 또는 파형 형상 변화 인덱스(Is) 중 하나 이상을 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 상세한 설명은 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 통상적인 실시예들을 예시하므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 파형 형상들을 도시하고;
[0010] 도 2a 내지 도 2d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 파형 형상들을 도시하고;
[0011] 도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 도시하고;
[0012] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 도시하며; 그리고
[0013] 도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 전력 공급부를 도시한다.
[0014] 본 개시내용의 여러 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용은 다음의 설명에서 제시되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하고, 다양한 방식들로 실시 또는 수행될 수 있다.
[0015] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "기판"이라는 용어는 프로세스가 작용하는 표면 또는 표면의 부분을 지칭한다. 또한, 문맥이 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 기판에 대한 언급은 또한, 기판의 일부분만을 지칭할 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 추가적으로, 기판 상에 증착하는 것에 대한 언급은, 베어(bare) 기판, 및 하나 이상의 막들 또는 피처들이 상부에 증착 또는 형성되어 있는 기판 둘 모두를 의미할 수 있다.
[0016] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"은 제작 프로세스 동안 막 프로세싱이 수행되는 임의의 기판 또는 기판 상에 형성된 재료 표면을 지칭한다. 예컨대, 프로세싱이 수행될 수 있는 기판 표면은 애플리케이션에 따라 실리콘, 실리콘 옥사이드, 스트레인드 실리콘, SOI(silicon on insulator), 탄소 도핑된 실리콘 옥사이드들, 비정질 실리콘, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 유리, 사파이어와 같은 재료들, 그리고 금속들, 금속 나이트라이드들, 금속 합금들, 및 다른 전도성 재료들과 같은 임의의 다른 재료들을 포함한다. 기판들은 반도체 웨이퍼들을 포함한다(이에 제한되지는 않음). 기판들은 기판 표면을 연마(polish), 에칭, 환원, 산화, 수산화, 어닐링, UV 경화, e-빔 경화 및/또는 베이킹하기 위한 전처리 프로세스에 노출될 수 있다. 기판 표면 자체에 대해 직접 막 프로세싱하는 것에 추가하여, 본 개시내용에서, 개시되는 막 프로세싱 단계들 중 임의의 막 프로세싱 단계는 또한, 아래에서 더 상세히 개시되는 바와 같이 기판 상에 형성된 하부층(underlayer)에 대해 수행될 수 있으며, "기판 표면"이라는 용어는 문맥이 표시하는 바와 같이 그러한 하부층을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 예컨대, 막/층 또는 부분 막/층이 기판 표면 상에 증착된 경우, 새로 증착된 막/층의 노출된 표면은 기판 표면이 된다.
[0017] 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들은 챔버 동작 동안 미리 결정된 또는 디폴트 파형 형상으로부터 파형 왜곡들/변화들을 정량화하는 장치 및/또는 방법들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 미리 결정된 또는 디폴트 파형 형상은 특정 특성들을 갖는 막에 대한 알려진 플라즈마 성능을 제공한다. 일부 실시예들에서 디폴트 또는 미리 결정된 파형은 PVD 챔버 구성에 대한 BKM(best known method)으로서 저장된다.
[0018] 일부 실시예들에서, 파형 형상 팩터는 전력 공급부 내부의 하드웨어 및/또는 펌웨어로부터의 측정들에 기반하여 계산된다. 일부 실시예들에서, 전달된 전압 및/또는 전류는 외부적으로 샘플링되고, 파형 형상 팩터는 센서들로부터 데이터/통신들을 취하는 외부 컴퓨터(들)에 의해 실시간으로 계산된다.
[0019] 일부 실시예들의 파형 팩터는 시간이 지남에 따른 프로세스 챔버 성능을 측정하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 실시간 측정된 파형 팩터는, PVD 챔버 성능을 평가하기 위해, 저장된 BKM 파형 팩터와 비교된다. 일부 실시예들의 실시간 측정된 파형 팩터 비교는 시스템이 드리프트 또는 변화했는지 또는 챔버 성능에 영향을 미칠 수 있는 챔버 매칭 문제들을 겪을 수 있는지 여부를 표시한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버의 파형 팩터는 챔버 매칭을 가능하게 하기 위해 기준 또는 "골든(golden)" 챔버의 저장된 파형 팩터와 비교된다.
[0020] 도 1을 참조하면, 직사각형 형상의 전압 파형(굵은 실선) 및 삼각형 형상의 파형(파선)이 예로서 예시된다. 파형들 둘 모두로부터의 펄스 동안의 평균치(mean) 전압/평균(average) 전압은 수식 (I) 및 수식 (Ⅱ)에 예시된 바와 동일하다. 펄스들의 전체 형상들은 직사각형 파형의 최대 전압의 2 배의 최대 전압(Vpeak)을 갖는 하강 삼각형 펄스와 상이하다. 아래의 예들은 파형들에 대한 전압 값들을 논의하지만, 당업자는 이들 값들이 파형 전력 또는 전류를 나타낼 수 있다는 것을 인식할 것이다.
[0021] 직사각형 형상:
Figure pct00005
(I)
[0022] 하강 삼각형 형상:
Figure pct00006
(Ⅱ)
[0023] 도 2a, 도 2b 및 도 2d는 다른 파형 형상들을 예시한다. 도 2c는 비교 목적들로 도 1에 도시된 하강 삼각형 형상을 예시한다. 도 2a에서, V0 라인 아래의 'W' 형상 영역의 음영 영역이 V0 라인 위의 음영 영역과 동일할 때, 평균 값은 V0와 동일하다. 도 2b에서, 삼각형의 피크가 V0 값의 2 배와 동일할 때, 평균 값은 V0와 동일하다. 도 2c는, 피크 값이 V0의 2 배이고 평균 값이 V0과 동일한, 도 1의 형상과 동일한 하강 삼각형 형상을 도시한다. 도 2d는, 피크 값이 V0의 2 배이고 평균 값이 V0과 동일한, 도 2c의 형상과 반대인 다른 하강 삼각형 형상을 예시한다. 도 2a 내지 도 2d에 예시된 상이한 파형들 각각은 동일한 평균 값(Vmean)을 가지며, 이러한 동일한 평균 값(Vmean)은 직사각형 신호의 V0와 동일하다. 그러나, 파형 형상들 각각은 상이하다.
[0024] 동일한 평균치 전압을 갖는 파형들의 차이를 평가하기 위해, 파형 형상 팩터(S)가 수식 (Ⅲ)을 사용하여 결정될 수 있고, 평균 파형 형상 팩터(Savg 또는
Figure pct00007
)가 수식 (Ⅳ)을 사용하여 결정될 수 있다.
[0025]
Figure pct00008
(Ⅲ)
여기서, v(t)는 측정된 실시간 전압이고; vmean은 실시간 측정을 통한 이동 평균 값이거나 또는 소프트웨어, 펌웨어 또는 사용자에 의해 미리 결정된 주어진 값이다.
[0026]
Figure pct00009
(Ⅳ)
[0027] 수식 (Ⅲ) 및 수식 (Ⅳ)을 적용하면, 도 1에 예시된 직사각형 파형 패턴은 0의 이론적 평균 파형 형상 팩터(
Figure pct00010
)를 가질 것이다. 그러나, 당업자는 평균 파형 팩터가 실제 측정들 및 데이터 프로세싱 변동(variation)들로 인해 이론적 값으로부터 벗어날 가능성이 있을 것임을 인식할 것이다. 예컨대, SNR(signal-to-noise) 변동들은 실제 평균 파형 팩터 계산에 영향을 미칠 수 있다.
[0028] 도 2c 및 도 2d에 예시된 실시예들은, 서로의 미러 이미지들로서 나타나지만, 상이한 평균 파형 팩터들(
Figure pct00011
)을 갖는다. 도 2c 및 도 2d의 평균 파형 팩터들은, 각각, 76/3 및 1/3이다. 당업자는 평균 파형 팩터가 상이한 파형들을 나타낸다는 것을 인식할 것이다.
[0029] 도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 방법(100)을 도시한다. 일부 실시예들의 방법(100)은 아킹 및/또는 플라즈마 불안정성들에 의해 유발되는 플라즈마 임피던스 변화들로 인한 플라즈마 프로세싱 챔버 성능 드리프트를 평가하기 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 방법들은 흔히, 프로세스를 물리 기상 증착 또는 PVD 프로세스로 지칭한다. 그러나, 당업자는, 방법들이 임의의 플라즈마 프로세스에 적용가능하고 본 개시내용이 물리 기상 증착 프로세스들로 제한되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 일부 실시예들에서, 방법은, 여기서 예시되지 않은, 다수의 1 차 주파수들 및 진폭들을 포함하는 다른 형태들의 삼각형 형상들, 정현파 형상들 또는 포락선(변조된) 형상들을 포함하는 다른 일반적으로 보이는 파형 형상들을 해결하기 위해 사용된다. 본 개시내용의 일부 실시예들은 반도체 PVD 프로세싱과 함께 사용된다. 일부 실시예들은 플라즈마 에칭 프로세싱, 과학 실험실 파형 함수 생성기들, RADAR 개시(launching), 산업 유도성 가열과 같은 다른 산업 부하들로의 복잡한 전력 전달과 함께 사용된다.
[0030] 1 차 플라즈마 전력 증착 동안, 프로세스(110)에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00012
)의 도함수는 플라즈마 챔버에 전달되는 전력이 펄싱되는 동안 수식 (Ⅳ)에 따라 결정된다. 프로세스(120)에서, 안정적 파형 형상 팩터(
Figure pct00013
)가 결정 및 저장된다. 파형 형상 팩터(
Figure pct00014
)의 도함수가 0에 가까울 때, 안정적 파형 형상 팩터가 결정된다. 일부 실시예들의 안정적 파형 형상 팩터(
Figure pct00015
)는 프로세스 챔버, 프로세싱 툴 소프트웨어, 프로세스 제어 서버 또는 모바일 앱의 메모리 또는 펌웨어에 또는 전력 공급부 자체 내부에 저장된다.
[0031] 일부 실시예들에서, 안정적 파형 형상 팩터(
Figure pct00016
)는 시스템 제어기에 로딩되거나 또는 미리 세팅된다. 예컨대, 챔버 매칭 프로세스에서, 일부 실시예들의 안정적 파형 형상 팩터는 "골든" 챔버 또는 기준 프로세스에 의해 결정된다. 미리 세팅된 안정적 파형 형상 팩터는 특정 플라즈마 프로세스 또는 특정 프로세스 챔버에 대해 정의/발전(develop)된 특정 펄스 형상을 표현한다.
[0032] 프로세스(130)에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00017
)는 플라즈마 프로세싱 동안 계속해서 계산된다. 임의의 시간(t)에서 결정된, 결정된 파형 형상 팩터(
Figure pct00018
)는 프로세스(120)에 저장된 안정적 파형 형상 팩터(
Figure pct00019
)와 비교된다. 일부 실시예들에서, 파형 형상 변화 인덱스(Is)는 수식 (V)을 사용하여 계산된다.
[0033] 수식 (Ⅲ) 및 수식 (Ⅳ)에서 정의된 파형 형상 팩터(
Figure pct00020
)에 추가하여, 일부 실시예들에서, 다른 파형 또는 펄싱 특징들이 더 복잡한 팩터 공식에 구축된다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 펄스 주파수(들)(F) 및 요청된 값(F0)으로부터의 F의 편차(ΔF), 펄스 온/오프 듀티 사이클들(DT) 및 요청된 DT의 편차, 출력 전력(P) 및 요청된 전력(P0)으로부터의 P의 편차, 위상각(
Figure pct00021
)/위상각 변화(Δ
Figure pct00022
)가 있다. 일부 실시예들에서, 파라미터들 중 임의의 파라미터 또는 파라미터들 전부는 센서들에 의해 외부적으로 또는 내부적으로 측정된다. 일부 실시예들에서, 측정된 변수들은 (계수(coefficient)(K), 곱셈기(multiplier)를 통해) 가중되고 (
Figure pct00023
)(보충)에 추가되어, 전달된 파형들의 품질 및 특징들의 넓은 픽처를 표시하기 위한 포괄적인 팩터를 형성한다. 수식 (Ⅲ)은 수식 (V)으로 진화될 수 있다.
Figure pct00024
(V)
특정되지 않은 마지막 항 (+…)은 사용되는 특정 프로세스 조건들 및 하드웨어에 따라 수식 (V)에 추가되는 임의의 추가적인 파라미터들을 지칭한다. 예컨대, 2 차 주파수들, 전력들, 위상각들 등이 있다.
[0034] ΔF(t) = F(t)-F0이며, 여기서, F(t)는 측정된 실시간 주파수이고, F0은 애플리케이션마다 미리 결정된 입력 주파수 또는 측정된 주파수의 이동 평균이다. ΔDT(t) = DT(t)-DT0이며, 여기서, DT(t)는 측정된 실시간 듀티 사이클이고, DT0는 애플리케이션마다 미리 결정된 값 또는 이동 평균 값이다. ΔP(t) = P(t)-P0이며, 여기서, P(t)는 측정된 실시간 전력이고, P0는 애플리케이션마다 미리 결정된 값 또는 이동 평균 값이다.
[0035] 필요한 경우 베이스라인을 오프셋하기 위해 사용되는 특정 애플리케이션에 대한 고정된 선정된 실수인, 0 이상인 Sinit는 수식에서 소계 기여들의 크기에 비해 작은 수(예컨대, 10% 이하)로 또는 0으로 세팅될 수 있다. 0을 초과하는 값은 또한, S(t) 신호 모니터링의 감도를 튜닝하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예들에서, 나머지 아이템들의 소계 기여들에 대한 더 높은 상대 값은 모니터링 감도를 감소시킨다.
[0036] 수식 (V)은 또한, 수식 (V') 및 수식 (V'')으로 분할될 수 있다.
Figure pct00025
(V')
Figure pct00026
(V'')
여기서, K는 0, 또는 파라미터 변화의 효과의 가중치를 표시하기 위한 다른 실수들이다. Kf, Kdt, 또는 Kp가 모두 0으로 세팅되고, Kv = 1인 경우, 수식 (V')은 수식 (Ⅲ)의 기본 포맷으로 감소된다.
[0037]
Figure pct00027
(Ⅵ)
[0038] 결정 포인트(140)에서, 값이 프로세스 또는 프로세스 챔버에 대한 미리 결정된 공차 값 내에 있는지를 결정하기 위해 파형 형상 팩터 인덱스(Is)가 평가된다. 파형 형상 팩터 인덱스(Is)가 공차 내에 있으면, 방법(100)은 파형 형상 팩터(
Figure pct00028
)의 계속되는 결정으로 프로세스(130)에서 계속된다. 파형 형상 팩터 인덱스(Is)가 미리 결정된 공차를 벗어나면, 일부 실시예들의 방법은, 프로세스(150)에서, 결함 또는 공차 실패의 존재를 사용자에게 경보하고 그리고/또는 플라즈마 프로세스를 자동으로 정지시킨다.
[0039] 도 3에 예시된 방법에서, 처음 두 프로세스들(110, 120)은 방법(100)의 나머지와 동일한 프로세스 챔버 및/또는 플라즈마 프로세스를 사용하여 결정된다. 이러한 종류의 방법은, 챔버의 안정적 동작을 보장하기 위해, 시간이 지남에 따른 편차들에 대해 프로세스 챔버 및/또는 플라즈마 프로세스를 모니터링한다.
[0040] 도 4는 챔버 매칭을 위해 방법(200)이 사용되는 다른 실시예를 도시한다. 프로세스(230)에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00029
)가 결정되고, 기준 또는 "골든" 챔버로부터의 미리 결정된 파형 형상 팩터(
Figure pct00030
)와 비교된다. 일부 실시예들의 기준 챔버는 프로세스 챔버 하드웨어, 프로세스 장비 제조자 및/또는 프로세싱 방법을 포함한다.
[0041] 프로세스(240)에서, 계산된 파형 형상 변화 인덱스(Is)는 미리 결정된 공차와 비교된다. 파형 형상 변화 인덱스(Is)가 공차보다 더 크거나 또는 공차를 벗어나면, 프로세스(250)에서, 결함 메시지가 생성되고 그리고/또는 플라즈마 프로세스가 정지된다. 공차를 벗어나는 파형 형상 변화 인덱스는 챔버 또는 플라즈마 프로세스가 프로세스의 기준 또는 "골든" 챔버와 매칭하지 않음을 표시한다.
[0042] 일부 실시예들에서, 파형 형상 변화 인덱스(Is)는 형상 팩터 계산에 기반하며, 플라즈마 부하 변화들을 유발한 성능 드리프트 및/또는 전력 공급부 오작동 또는 챔버 하드웨어 고장에 의해 유발된 문제들을 경험했을 수 있는 웨이퍼들을 식별하기 위한 인-시튜(in-situ) 프로세스 제어를 위해 사용된다.
[0043] 일부 실시예들에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00031
) 및/또는 파형 형상 변화 인덱스(Is)는 전력 공급부 또는 파형 생성기가 미리 결정된 또는 디폴트 형상에 대해 파형 형상을 출력하는 것을 보장하기 위해 전력 공급부 또는 파형 함수 생성기들에 통합된다. 일부 실시예들에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00032
) 및/또는 파형 형상 변화 인덱스(Is) 측정을 전력 공급부 또는 파형 함수 생성기에 통합하는 것은, 외부 감지 프로브들(센서들)/컴퓨터들에 의한 파형 출력의 추가적인 측정, 샘플링 및/또는 모니터링 없이, 파형 형상의 제어를 제공한다.
[0044] 일부 실시예들에서, 파형 형상 팩터(
Figure pct00033
) 및/또는 파형 형상 변화 인덱스(Is) 측정 시스템은 기기의 오작동을 표시하는 자기-진단 기능부를 제공하기 위해 전력 공급부(또는 파형 함수 생성기)에 통합된다. 이에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 일부 실시예는, 실시간으로 파형 형상 팩터(
Figure pct00034
) 또는 파형 형상 변화 인덱스(Is) 중 하나 이상을 결정하도록 구성된 제어기(310)를 포함하는 전력 공급부들(300)(또는 파형 함수 생성기들)에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전력 공급부"라는 용어는 통상적인 전력 공급 모듈들 및 파형 함수 생성기들 양자 모두를 포함한다. 일부 실시예들에서, 전력 공급부(300)는, 사용자 입력을 수용하고 피드백을 제공하기 위한 입력/출력(I/O; input/output)(320)을 포함한다. 일부 실시예들의 I/O(320)는 사용자가 미리 결정된 파형 형상 팩터 또는 파형 형상 변화 인덱스를 입력할 수 있게 하기 위한 적절한 컴포넌트를 포함한다. 데이터 입력 컴포넌트는 키패드들(322) 또는 메모리 카드 판독기들(324)을 포함(그러나, 이에 제한되지는 않음)하는, 당업자에게 알려진 임의의 적절한 컴포넌트일 수 있다. 일부 실시예들에서, I/O(320)는 제어기(310)에 연결된 디스플레이(326)를 포함하고, 제어기(310)는, 측정된 파형 형상 팩터 또는 파형 형상 변화 인덱스를 실시간으로 또는 미리 결정된 시간 증분(increment)들로 디스플레이에 출력하도록 구성된다.
[0045] 제어기(310)는 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서, 마이크로제어기, 마이크로프로세서 등 중 하나일 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 제어기(310)가 있다. 적어도 하나의 제어기(310)는 프로세서, 프로세서에 커플링된 메모리, 프로세서에 커플링된 입력/출력 디바이스들(320), 및 상이한 전자 컴포넌트들 사이의 통신을 위한 지원 회로들을 가질 수 있다. 메모리는 일시적 메모리(예컨대, 랜덤 액세스 메모리) 및 비-일시적 메모리(예컨대, 스토리지) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0046] 프로세서의 메모리 또는 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 다른 형태의 로컬의 또는 원격의 디지털 스토리지와 같은 용이하게 이용가능한 메모리 중 하나 이상일 수 있다. 메모리는 시스템의 파라미터들 및 컴포넌트들을 제어하기 위해 프로세서에 의해 동작가능한 명령 세트를 유지할 수 있다. 지원 회로들은 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 프로세서에 커플링된다. 회로들은 예컨대 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로부, 서브시스템들 등을 포함할 수 있다.
[0047] 프로세스들은 일반적으로, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세스 챔버로 하여금 본 개시내용의 프로세스들을 수행하게 하는 소프트웨어 루틴으로서 메모리에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한, 프로세서에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격으로 위치된 제2 프로세서(미도시)에 의해 실행 및/또는 저장될 수 있다. 본 개시내용의 방법 중 일부 또는 전부는 또한 하드웨어로 수행될 수 있다. 따라서, 프로세스는 소프트웨어로 구현되어 컴퓨터 시스템을 사용하여 실행되거나, 예컨대 주문형 집적 회로 또는 다른 타입의 하드웨어 구현으로서 하드웨어로 구현되거나, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 소프트웨어 루틴은, 프로세서에 의해 실행될 때, 범용 컴퓨터를, 프로세스들이 수행되도록 챔버 동작을 제어하는 특수 목적 컴퓨터(제어기)로 변환한다.
[0048] 일부 실시예들에서, 제어기는 방법을 수행하기 위해 개별적인 프로세스들 또는 서브-프로세스들을 실행하기 위한 하나 이상의 구성들을 갖는다. 제어기는, 방법들의 기능들을 수행하기 위해 중간 컴포넌트들에 연결되고 이러한 중간 컴포넌트들을 동작시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기는 전력 소스의 전력 또는 주파수를 제어하도록 연결 및 구성될 수 있다.
[0049] 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예", "특정 실시예들", "하나 이상의 실시예들" 또는 "실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치들에서 "하나 이상의 실시예들에서", "특정 실시예들에서", "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 문구들의 출현들이 반드시 본 개시내용의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
[0050] 본원의 개시내용이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자들은, 설명된 실시예들이 단지 본 개시내용의 원리들 및 애플리케이션들을 예시한다는 것을 이해할 것이다. 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 방법 및 장치에 대해 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법으로서,
    증착 프로세스 동안 파형 형상 변화 인덱스를 결정하는 단계;
    상기 파형 형상 변화 인덱스가 미리 결정된 공차 내에 있는지를 결정하는 단계; 및
    상기 플라즈마 프로세스에 대한 후속 액션을 결정하는 단계
    를 포함하는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스는 수식 (Ⅵ)을 사용하여 실시간으로 결정되며,
    Figure pct00035
    (Ⅵ),
    여기서,
    Figure pct00036
    는 평균(average) 파형 형상 팩터이고,
    Figure pct00037
    는 평균 기준 파형 형상 팩터인,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 평균 파형 형상 팩터(
    Figure pct00038
    )는 수식 (Ⅳ)을 사용하여 계산되며,
    Figure pct00039
    (Ⅳ),
    여기서, 적분은 시간(0)으로부터 시간(Ton)까지의 펄스 길이이고, S(t)는 파형 형상 팩터인,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    시간(t)에서의 상기 파형 형상 팩터(S(t))는 수식 (Ⅲ) 또는 수식 (V)을 사용하여 계산되는,
    Figure pct00040
    (Ⅲ)
    Figure pct00041
    (V)
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    Figure pct00042
    는 평균 기준 파형 형상 팩터인,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 평균 기준 파형 형상 팩터는 상기 플라즈마 프로세스에서의 제1 전력 펄스로부터 결정되는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    파형 형상 팩터 인덱스는, 프로세스 챔버의 안정적 동작을 보장하기 위한, 시간이 지남에 따른 편차들에 대한 상기 플라즈마 프로세스 및/또는 상기 프로세스 챔버의 모니터인,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 평균 기준 파형 형상 팩터는 기준 플라즈마 프로세스 또는 기준 프로세싱 챔버로부터 결정되는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    파형 형상 팩터 인덱스는, 각각, 대상(subject) 플라즈마 프로세스 또는 프로세싱 챔버를 상기 기준 플라즈마 프로세스 또는 기준 프로세싱 챔버에 매칭시키는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스가 상기 미리 결정된 공차 내에 있는 경우, 상기 후속 액션은 상기 증착 프로세스를 계속하는 것을 포함하며, 그리고 상기 증착 프로세스 동안 상기 파형 형상 변화 인덱스를 결정하는 것이 반복되며, 상기 파형 형상 변화 인덱스가 미리 결정된 공차 내에 있는지를 결정하는 것이 반복되며, 그리고 상기 증착 프로세스에 대한 후속 액션을 결정하는 것이 반복되는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  11. 제4 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스가 상기 미리 결정된 공차를 벗어나는 경우, 상기 후속 액션은 결함 또는 공차 실패의 존재를 사용자에게 경보하는 것, 또는 상기 플라즈마 프로세스를 자동으로 정지시키는 것 중 하나 이상을 포함하는,
    플라즈마 프로세스를 제어하기 위한 방법.
  12. 플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법으로서,
    상기 플라즈마 프로세스 동안 파형 형상 팩터(
    Figure pct00043
    )를 결정하는 단계;
    상기 기준 플라즈마 프로세스로부터의 평균 기준 파형 형상 팩터(
    Figure pct00044
    ) 및 상기 파형 형상 팩터(
    Figure pct00045
    )를 사용하여 파형 형상 변화 인덱스(Is)를 결정하는 단계; 및
    상기 파형 형상 변화 인덱스(Is)에 기반하여 상기 플라즈마 프로세스가 상기 기준 플라즈마 프로세스와 매칭하는지 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 파형 형상 팩터(
    Figure pct00046
    )는 수식 (Ⅳ)을 사용하여 계산되며,
    Figure pct00047
    (Ⅳ),
    여기서, 적분은 시간(0)으로부터 시간(Ton)까지의 펄스 길이이고, S(t)는 파형 형상 팩터인,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스(Is)는 수식 (Ⅵ)을 사용하여 실시간으로 결정되며,
    Figure pct00048
    (Ⅵ),
    여기서,
    Figure pct00049
    는 평균 파형 형상 팩터이고,
    Figure pct00050
    는 평균 기준 파형 형상 팩터인,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    시간(t)에서의 상기 파형 형상 팩터(S(t))는 수식 (Ⅲ)을 사용하여 계산되거나,
    Figure pct00051
    (Ⅲ),
    여기서, vt는 시간(t)에서의 전압, 전류 또는 전력이고, vmean은 평균 전압, 전류 또는 전력이고, 또는 수식 (V)을 사용하여 계산되는,
    Figure pct00052
    (V)
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세스가 상기 기준 플라즈마 프로세스와 매칭하는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 파형 형상 변화 인덱스(Is)를 미리 결정된 공차와 비교하는 단계를 포함하는,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스가 상기 미리 결정된 공차 내에 있는 경우, 후속 액션은 증착 프로세스를 계속하는 것을 포함하며, 그리고 상기 증착 프로세스 동안 상기 파형 형상 변화 인덱스를 결정하는 것이 반복되며, 상기 파형 형상 변화 인덱스가 미리 결정된 공차 내에 있는지를 결정하는 것이 반복되며, 그리고 상기 증착 프로세스에 대한 후속 액션을 결정하는 것이 반복되는,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 파형 형상 변화 인덱스가 상기 미리 결정된 공차를 벗어나는 경우, 상기 후속 액션은 결함 또는 공차 실패의 존재를 사용자에게 경보하는 것, 또는 상기 플라즈마 프로세스를 자동으로 정지시키는 것 중 하나 이상을 포함하는,
    플라즈마 프로세스를 기준 플라즈마 프로세스에 매칭시키는 방법.
  19. 오작동을 표시하는 자기-진단 기능부를 포함하는 전력 공급부로서,
    상기 자기-진단 기능부는 파형 형상 팩터(
    Figure pct00053
    ) 또는 파형 형상 변화 인덱스(Is) 중 하나 이상을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는,
    오작동을 표시하는 자기-진단 기능부를 포함하는 전력 공급부.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는, 사용자 입력을 수용하고 그리고/또는 측정된 파형 형상 팩터 또는 파형 형상 변화 인덱스 중 하나 이상을 레포팅하는 사용자 피드백을 제공하기 위한 하나 이상의 입력/출력을 더 포함하는,
    오작동을 표시하는 자기-진단 기능부를 포함하는 전력 공급부.
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