JP2017224601A - 複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力を調整するための結合器/分配器 - Google Patents

複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力を調整するための結合器/分配器 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力またはそれらの組み合わせを調整するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】第1周波数を有する第1RF信号を生成する第1高周波(RF)発生器402と、第2周波数を有する第2RF信号を生成する第2RF発生器404と、第1RF信号を受信するために第1RF発生器に接続された第1整合回路網406と、を備える。第1整合回路網406は、第1RF信号を受信して、第1変調RF信号を出力する。さらに、第2RF信号を受信するために第2RF発生器に接続された第2整合回路網408を備える。第2整合回路網408は、第2RF信号を受信して、第2変調RF信号を出力する。さらに、第1整合回路網406の出力および第2整合回路網408の出力に接続された結合器/分配器121を備える。
【選択図】図4

Description

本実施形態は、複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力またはそれらの組み合わせを調整するためのシステムおよび方法に関する。
一般に、処理リアクタは、ウエハ(例えば、シリコンウエハ)に対する動作を処理するために用いられる。これらのウエハは、通例、その上に集積回路を形成するために、様々なリアクタ内で何度も処理される。これらの処理動作の一部は、例えば、選択されたウエハの表面または層の上に材料を蒸着する工程を含む。1つのかかるリアクタは、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)リアクタである。
例えば、PECVDリアクタは、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)、炭化シリコン(SiC)、オキシ炭化シリコン(SiOC)などの絶縁膜を蒸着するために利用されうる。かかる材料膜は、アルミニウム(Al)合金を含みうる。蒸着される膜のタイプに応じて、特定の反応ガスが、PECVDリアクタ内に運ばれ、一方で、高周波(RF)電力が、蒸着を可能にするプラズマを生成するために供給される。RF電力は、RF発生器によって生成され、PECVDリアクタの電極へマッチボックスを介して供給される。
本開示の実施形態は、このような課題に対処するものである。
本開示の実施形態は、複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力またはそれらの組み合わせを調整するためのシステムおよび方法を提供する。本実施形態は、処理、装置、システム、デバイス、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
様々な実施形態において、真空環境を共有する複数の基板ステーションに複数の非50Ωのソース信号を選択的に分割して、基板ステーションのうちの特定のステーションに電力を迂回させ、基板ステーションのうちの特定の1つにおいてプラズマを点火、有効化、または、制御するためのシステムおよび方法が提供されている。これは、予め選択された基板ステーションのうちの特定のステーションでプラズマ処理を行うこと、および、容量結合プラズマシステム環境で能動的な同調可能要素を用いてステーション間の基板処理変動の制御のために高周波(RF)その場平衡化を行うことを含む。
いくつかの実施形態において、同軸タイプおよび非同軸タイプの出力が、様々なインピーダンス範囲および様々な電力レベルで基板ステーションに供給される。
様々な実施形態において、マルチステップ処理中に基板ステーション内での様々なインピーダンス変換に対応するのに十分な調整範囲を備えた複数周波数用の結合器/分配器が提供される。結合器/分配器は、能動調整整合回路網の出力からの入力として、様々なインピーダンス範囲および様々な電力レベルを備える複数の非50Ω電力信号を受信する。さらに、結合器/分配器内のスイッチ(例えば、真空リレーなど)が、電力を必要としない基板ステーションのための擬似インピーダンスに電力を迂回させる。結合器/分配器は、複数の周波数の信号を基板ステーションの各々に導入する。また、結合器/分配器は、基板ステーションの各々への複数の周波数の信号を変化させる。結合器/分配器は、周波数を互いに分離して、結合器/分配器の入力へのフィードバックを最小化するためのフィルタ(例えば、直流(DC)遮断コンデンサ、インダクタ、など)を備える。
いくつかの実施形態において、結合器/分配器は、RF電力によるプラズマシースの静電容量の変化を管理すると共に、プラズマ点火および他の処理レシピの移行中に共振周波数シフトを制御するために、その出力の各々に平衡インダクタを備える。
様々な実施形態において、能動RF処理中に基板ステーションの各々のための結合器/分配器の同調要素(例えば、コンデンサなど)の位置を変更して、インピーダンス変換を提供するために、自動制御(例えば、プローブ制御/システム制御など)が提供される。
いくつかの実施形態において、可変インピーダンス変換で多層処理を実行することを可能にするために、プラズマ処理中に可変コンデンサ(例えば、真空コンデンサなど)を移動させて制御する方法が提供される。同調要素の能動的変更の自動制御は、RF信号の振幅および位相を制御することによって能動的補償に役立つ。
様々な実施形態において、結合器/分配器は、離れて取り付けられ、結合器/分配器の出力は、基板ステーションの電極入力に同軸接続される。
いくつかの実施形態において、プローブ制御/システム制御へのフィードバックを監視および提供するために、パラメータプローブ(例えば、複素電圧/電流プローブなど)が、基板ステーションの各々に接続される。プローブ制御/システム制御は、電力制御のための閉ループシステムを実行するためのメカニズムを利用する。
いくつかの実施形態において、結合器/分配器は、RF電力をオフにすることなしに、多層処理行うことを可能にする。
様々な実施形態において、結合器/分配器は、基板ステーションの各々におけるステーション間の整合または所望の処理結果を改善するために、基板ステーションの各々へのRF信号レベルの能動的変更を可能にする。
いくつかの実施形態において、同調要素の変更の自動制御は、RF信号の振幅および位相を制御することによって能動的補償に役立つ。
いくつかの実施形態において、複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力またはそれらの組み合わせを調整するためのシステムが開示されている。システムは、第1周波数を有する第1RF信号を生成する第1RF発生器と、第2周波数を有する第2RF信号を生成する第2RF発生器と、第1RF信号を受信するために第1RF発生器に接続された第1整合回路網と、を備える。第1インピーダンス整合回路網は、第1RF信号を受信して、第1変調RF信号を出力する。システムは、さらに、第2RF信号を受信するために第2RF発生器に接続された第2整合回路網を備える。第2整合回路網は、第2RF信号を受信して、第2変調RF信号を出力する。システムは、さらに、第1整合回路網の出力および第2整合回路網の出力に接続された結合器/分配器を備える。結合器/分配器は、第1変調RF信号および第2変調RF信号を結合して、結合RF信号をプラズマ処理ステーションに供給する。結合器/分配器は、プラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有する。結合器/分配器は、結合器/分配器の出力において測定されたパラメータに基づいてプラズマ処理ステーションに関連するインピーダンスを調整するために、第1および第2周波数用の複数の同調回路を備える。
いくつかの実施形態において、結合器/分配器が開示されている。結合器/分配器は、第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために第1整合回路網を介して第1RF発生器に接続された第1周波数回路を備える。第1周波数回路は、第1変調RF信号を受信して、複数のRF信号を出力する。結合器/分配器は、さらに、第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路を備える。第2周波数回路は、第2変調RF信号を受信して、複数のRF信号を出力する。第2周波数回路は、第1周波数回路に接続されている。結合器/分配器は、第2周波数回路に接続された出力回路を備える。出力回路は、第1周波数回路から出力されたRF信号の各々を第2周波数回路から出力されたRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号をプラズマ処理ステーションに供給する。出力回路は、プラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有する。第1周波数回路は、出力回路の出力において測定されたパラメータに基づいてプラズマ処理ステーションに関連するインピーダンスまたは電力を調整するために、第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備える。第2周波数回路は、出力回路の出力において測定されたパラメータに基づいてプラズマ処理ステーションに関連するインピーダンスまたは電力を調整するために、第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える。
いくつかの実施形態において、複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスを調整するためのシステムが開示されている。システムは、結合器/分配器を備える。結合器/分配器は、第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために第1整合回路網を介して第1RF発生器に接続された第1周波数回路を備える。第1周波数回路は、第1変調RF信号を受信して、複数のRF信号を出力する。結合器/分配器は、さらに、第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路を備える。第2周波数回路は、第2変調RF信号を受信して、複数のRF信号を出力する。第2周波数回路は、第1周波数回路に接続されている。結合器/分配器は、第2周波数回路に接続された出力回路を備える。出力回路は、第1周波数回路から出力されたRF信号の各々を第2周波数回路から出力されたRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号をプラズマ処理ステーションに供給する。出力回路は、プラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有する。第1周波数回路は、第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備え、第2周波数回路は、第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える。システムは、さらに、結合器/分配器に接続されたシステムコントローラ(例えば、プローブ制御/システム制御など)を備える。システムコントローラは、結合器/分配器の出力で測定されたパラメータに基づいて、第1周波数同調回路を調整する。システムコントローラは、出力回路の出力で測定されたパラメータに基づいて、第2周波数同調回路を調整する。
結合器/分配器のいくつかの利点は、RF信号から基板ステーションに電力を供給するために複数の周波数のRF信号を生成するRF発生器をオフにする必要なしに、基板ステーションの1または複数へのプラズマ処理をオフにすることを含む。プラズマ処理をオフにすることは、基板ステーションの1または複数に対応する1または複数の擬似負荷に複数の周波数のRF信号を結合することによって達成される。
結合器/分配器の別の利点は、様々なプラズマ処理を実行するために、同調要素を制御して、結合器/分配器の出力におけるパラメータの値を制御することを含む。同調要素は、結合器/分配器の出力から受信されたフィードバックに基づいて制御される。
結合器/分配器のさらに別の利点は、プラズマチャンバ内のプラズマによって生成されたDC電力(例えば、ウエハDCバイアスに関連する電力など)を遮断することを含む。
結合器/分配器のさらなる利点は、いくつかの実施形態において、周波数ごとのRF源がプラズマ処理ステーションを駆動することを含む。さらに、様々な実施形態において、すべてのプラズマ処理ステーションが同相で駆動される。さらに、いくつかの実施形態において、結合器/分配器は、真空チャンバ内のプラズマ処理ステーションが周波数うなりのリスクなしに動作することを可能にする。さらに、いくつかの実施形態において、オンオフの同期を達成するために、高周波電力および低周波電力が、プラズマ処理ステーションに対して同時にオンオフされる。例えば、より多くの電流を未点火のステーションに送って強制点火する電流平衡化による全プラズマ処理ステーションの同時点火がある。
添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、別の態様が明らかになる。
実施形態は、添付の図面に関連して行う以下の説明を参照することによって最も良好に理解できる。
ウエハを処理するために用いられる基板処理システムを示す図。
4つの処理ステーションが提供されたマルチステーション処理ツールの上面図。
入口ロードロックおよび出口ロードロックを備えたマルチステーション処理ツールの一実施形態を示す概略図。
高周波(RF)電力を結合してステーションに分配する際の結合器/分配器の利用を示すためのシステムの一実施形態の図。
システムの一実施形態であり、結合器/分配器の一実施形態を示す回路図。
プローブ制御/システム制御による結合器/分配器の同調要素の制御を示すシステムの一実施形態の図。
出力におけるパラメータの値が互いから所定の範囲内にあるような、結合器/分配器の出力におけるパラメータの値と、結合器/分配器の同調要素の変数の値との間の対応関係の一例である、テーブルリストを示す一実施形態の図。
以下の実施形態は、複数のプラズマ処理ステーションにわたってインピーダンスまたは電力またはそれらの組み合わせを調整するためのシステムおよび方法を記載する。本実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部またはすべてがなくとも実施可能であることが明らかである。また、本実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。
膜の蒸着は、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)システム内で実施されることが好ましい。PECVDシステムは、多くの異なる形態を取りうる。PECVDシステムは、1または複数のウエハを収容すると共にウエハ処理に適した1または複数のプラズマチャンバまたは「リアクタ」(複数のステーションを含むことがある)を備える。各プラズマチャンバは、処理のために1または複数のウエハを収容する。1または複数のプラズマチャンバは、1または複数の所定の位置にウエハを維持し、例えば、回転、振動、または、その他の運動など、その位置内での運動がなされる場合と、なされない場合がある。蒸着を施されるウエハは、処理中にチャンバ内で或るステーションから別のステーションへ移送される。膜蒸着は、単一のステーションで全体が実行されるか、または、膜の任意の部分が、任意の数のステーションで蒸着される。処理中に、各ウエハは、プラズマチャンバのペデスタル(例えば、ウエハチャックなど)、および/または、その他のウエハ保持装置によって所定の位置に保持される。
図1は、基板処理システム100を示す図であり、ウエハ101を処理するために用いられるPECVDシステムの一例である。基板処理システム100は、下側チャンバ部分102bおよび上側チャンバ部分102aを有するプラズマチャンバ102を備える。中央柱が、ペデスタル140を支持するよう構成されており、ペデスタル140は、一実施形態において、電力供給される下側電極を備える。ペデスタル140は、結合器/分配器121に電気的に接続され、結合器/分配器121は、複数の整合回路網106にさらに接続されている。整合回路網106は、複数の高周波(RF)発生器104に接続されている。RF発生器104は、プローブ制御/システム制御110(例えば、コントローラなど)によって制御される。コントローラの例は、プロセッサおよびメモリデバイスを含む。プロセッサは、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラム可能論理デバイス(PLD)、中央処理装置(CPU)、または、マイクロプロセッサ、などである。メモリデバイスの例は、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)記憶ディスクの冗長アレイ、ハードディスク、フラッシュメモリなどを含む。プローブ制御/システム制御110は、処理入力/制御108を実行することによって、基板処理システム100を動作させる。処理入力/制御108は、ウエハ101上に膜を蒸着または形成するために、電力レベル、タイミングパラメータ、処理ガス、ウエハ101の機械的移動などの処理レシピを備える。
また、中央柱は、リフトピン120を備えることが図示されており、リフトピン120は、リフトピン制御122によって制御される。リフトピン120は、エンドエフェクタがウエハ101を持ち上げ、エンドエンドエフェクタによって配置された後にウエハ101を降ろすことを可能にするように、ペデスタル140からウエハ101を持ち上げるために用いられる。基板処理システム100は、さらに、処理ガス114(例えば、設備からのガス化学物質供給など)に接続されたガス供給マニホルド112を備える。実行される処理に応じて、プローブ制御/システム制御110は、ガス供給マニホルド112を通る処理ガス114の供給を制御する。次いで、選択されたガスは、シャワーヘッド150内に流され、ウエハ101に対向するシャワーヘッド150面と、ペデスタル140との間に規定された空間(例えば、ギャップなど)に分配される。
さらに、いくつかの実施形態において、処理ガス114は、予混合されるか、または、予混合されない。処理の蒸着およびプラズマ処理の段階中に、正確な処理ガスが供給されることを保証するために、適切なバルブ操作およびマスフロー制御メカニズムが利用される。処理ガス114は、流出口を介してプラズマチャンバ102を出る。真空ポンプ(例えば、1または2段の機械的乾式ポンプ、ターボ分子ポンプなど)が、処理ガスを引き出し、スロットルバルブまたは振り子バルブなどの閉ループ制御された流量制限装置によって、プラズマチャンバ102内の適切な低圧を維持する。
ペデスタル140の外側領域を取り囲むキャリアリング151も図示されている。キャリアリング151は、ペデスタル140の中央のウエハ支持領域から一段下がったキャリアリング支持領域にある。キャリアリング151は、そのディスク構造の外縁側(例えば、外径など)と、ウエハ101の載置される場所に最も近いそのディスク構造のウエハ縁部側(例えば、内径など)と、を備える。キャリアリング151のウエハ縁部側は、キャリアリング151が複数のスパイダフォーク180によって持ち上げられたときに、ウエハ101を持ち上げる複数の接触支持構造を備える。したがって、キャリアリング151は、ウエハ101と共に持ち上げられ、例えば、マルチステーションシステムにおける別のステーションに向かって回転される。
一実施形態では、RF電力がRF発生器104からペデスタル140内の下側電極へ供給される場合に、シャワーヘッド150内の上側電極が接地される。
一実施形態では、ペデスタル140が整合回路網106を介してRF発生器104に電気接続される代わりに、シャワーヘッド150内の上側電極が、RF発生器104から電力を受けるために、複数の整合回路網を介してRF発生器104に接続され、ペデスタル140内の下側電極は接地される。
いくつかの実施形態において、RF発生器104は、異なる周波数を有するRF信号を生成し、例えば、RF発生器104の1つが、低周波数を有するRF信号を生成し、RF発生器104の別の1つが、低周波数より高い高周波数を有するRF信号を生成する。
図2は、マルチステーション処理ツールの上面図であり、ステーション1、ステーション2、ステーション3、および、ステーション4である4つの処理ステーションが提供されている。4つのステーションは、スパイダフォーク180によってアクセスされる。一実施形態では、1つのステーションを別のステーションから隔離するための隔壁またはその他のメカニズムがない。各スパイダフォーク180は、第1および第2アームを備えており、各アームは、ペデスタル140の各側の一部の周りに配置される。この図において、スパイダフォーク180は、キャリアリング151の下方にあることを示すために、点線で描かれている。スパイダフォーク180は、係合/回転メカニズム220を用いて、ステーション1〜4から同時に、キャリアリング151の下面からキャリアリング151を持ち上げて、その後、キャリアリング151を降ろす前に、2以上のステーション1〜4の間で回転させる。回転中、キャリアリング151の少なくとも1つは、さらなるプラズマ処理、処理、および/または、膜蒸着がウエハ101に対して行われるように、次の位置までウエハ101を支持する。
図3は、入口ロードロック302および出口ロードロック304を備えたマルチステーション処理ツール300の一実施形態を示す概略図である。大気圧下にあるロボット306が、ポッド308を通してロードされたカセットから大気ポート310を介して入口ロードロック302内に基板(例えば、ウエハ101など)を移動させる。入口ロードロック302は、大気ポート310が閉じられたときに、入口ロードロック302がポンプダウンされるように、真空源(図示せず)に接続されている。入口ロードロック302は、ステーション1〜4の1つと結合されるチャンバ移動ポート316も備える。したがって、チャンバ移動316が開いているときに、別のロボット(図示せず)が、ウエハ101を入口ロードロック302からステーション1のペデスタル140へ処理のために移動させる。
いくつかの実施形態では、基板が、真空の中断および/または空気への暴露を経験することなしに、ステーション1〜4の間でキャリアリング151を用いて移動されるように、低圧環境が、ステーション1〜4を囲む筐体内で維持される。ステーション1〜4の各々は、処理ステーション基板ホルダおよび処理ガス供給ライン流入口を備える。
スパイダフォーク180は、ステーション1〜4の間で基板を移送する。スパイダフォーク180は回転して、ステーション1〜4の1つからステーション1〜4の別の1つへのウエハ101の移送を可能にする。移送は、スパイダフォーク180が、キャリアリング151を外底面から持ち上げることでウエハ101を持ち上げ、ウエハ101およびキャリアリング151を一緒に次のステーションまで回転させることによって行われる。一構成において、スパイダフォーク180は、処理中に高レベルの加熱に耐えるために、セラミック材料から製造される。
様々な実施形態において、4以外の数のステーションが用いられる。例えば、3または2または5つのプラズマ処理ステーションが、ウエハ101を処理するために用いられる。
図4は、RF電力を結合してステーション1〜4に分配する際の結合器/分配器121の利用を示すためのシステム400の一実施形態の図である。システム400は、低周波発生器402および高周波発生器404を備える。高周波発生器404の一例は、13メガヘルツ(MHz)または27MHzまたは60MHzの動作周波数を有するRF発生器を含む。低周波発生器402の一例は、2MHzまたは400キロヘルツ(kHz)の動作周波数を有する発生器を含む。
システム400は、さらに、低周波整合回路網406および高周波整合回路網408を備える。低周波整合回路網406の入力は、同軸ケーブル410を介して低周波発生器402の出力に接続され、高周波整合回路網408の入力は、別の同軸ケーブル412を介して高周波発生器404の出力に接続される。整合回路網は、1または複数のコンデンサ、1または複数のインダクタ、ならびに/もしくは、1または複数の抵抗器を有する回路を含む。
低周波整合回路網406の出力は、同軸ケーブル414を介して結合器/分配器121に接続され、高周波整合回路網438の出力は、結合器/分配器121に接続される。例えば、高周波整合回路網408の出力を結合器/分配器121の入力に接続する同軸ケーブルはない。いくつかの実施形態において、同軸ケーブルは、高周波整合回路網408の出力を結合器/分配器121の入力に接続する。
結合器/分配器121の第1出力OUT#1は、同軸ケーブル416Aを介してステーション1(例えば、ステーション1のシャワーヘッド150またはステーション1のペデスタル140など)に結合される。さらに、結合器/分配器121の第2出力OUT#2は、同軸ケーブル416Bを介してステーション2(例えば、ステーション2のシャワーヘッド150またはステーション2のペデスタル140など)に結合される。結合器/分配器121の第3出力OUT#3は、同軸ケーブル416Cを介してステーション3(例えば、ステーション3のシャワーヘッド150またはステーション3のペデスタル140など)に結合される。さらに、結合器/分配器121の第4出力OUT#4は、同軸ケーブル416Dを介してステーション4(例えば、ステーション4のシャワーヘッド150またはステーション4のペデスタル140など)に結合される。
パラメータプローブ408Aが、OUT#1に結合され、パラメータプローブ408Bが、OUT#2に結合され、パラメータプローブ408Cが、OUT#3に結合され、パラメータプローブ408Dが、OUT#4に結合される。パラメータプローブ408A〜408Dは、プローブ制御/システム制御110に結合され、プローブ制御/システム制御110は、結合器/分配器121にさらに結合される。パラメータプローブの例は、複素電圧/電流センサ、複素電圧センサ、複素電流センサ、インピーダンスセンサ、直流(DC)バイアス電圧センサ、複素電圧プローブなどを含む。
低周波発生器402は、例えば、2MHz周波数、400kHz周波数などの周波数を有するRF信号を発生し、同軸ケーブル410を介して低周波整合回路網406の入力にRF信号を供給する。低周波整合回路網406は、低周波RF発生器402からRF信号を受信した後に変調RF信号を生成するために、低周波整合回路網406の出力に接続された負荷(例えば、同軸ケーブル414、結合器/分配器121、同軸ケーブル416A〜416D、および、ステーション1〜4など)のインピーダンスを、低周波整合回路網406の入力に接続されたソース(例えば、同軸ケーブル410および低周波発生器40など)のインピーダンスと整合する。
同様に、高周波発生器405は、例えば、13MHz周波数、27MHz周波数、60MHz周波数などの周波数を有するRF信号を生成し、同軸ケーブル412を介して高周波整合回路網408の入力にRF信号を供給する。高周波整合回路網408は、高周波RF発生器404からRF信号を受信した後に変調RF信号を生成するために、高周波整合回路網408の出力に接続された負荷(例えば、結合器/分配器121、同軸ケーブル416A〜416D、および、ステーション1〜4など)のインピーダンスを、高周波整合回路網408の入力に接続されたソース(例えば、同軸ケーブル412および高周波発生器404など)のインピーダンスと整合する。
結合器/分配器121は、低周波整合回路網406および高周波整合回路網408から変調RF信号を受信し、RF信号を結合して結合RF信号を生成する。結合RF信号の1つは、OUT#1を介してステーション1へ送信され、結合RF信号の別の1つは、OUT#2を介してステーション2へ送信され、結合RF信号のさらに別の1つは、OUT#3を介してステーション3へ送信され、結合RF信号の別の1つは、OUT#4を介してステーション4へ送信される。
パラメータプローブ408Aは、OUT#1でのパラメータの値(例えば、複素電圧および電流、DCバイアス電圧、複素インピーダンス、複素電力など)を測定し、その値をプローブ制御/システム制御110に供給する。さらに、パラメータプローブ408Bは、OUT#2でのパラメータの値を測定し、その値をプローブ制御/システム制御110に供給する。パラメータプローブ408Cは、OUT#3でのパラメータの値を測定し、その値をプローブ制御/システム制御110に供給する。パラメータプローブ408Dは、OUT#4でのパラメータの値を測定し、その値をプローブ制御/システム制御110に供給する。
プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、パラメータプローブ408A〜408Dから受信したパラメータの値に基づいて、結合器/分配器121の対応する1または複数の同調回路の変数(例えば、静電容量など)の1または複数の値を決定する。例えば、プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、ステーション1に関連するパラメータの値が、ステーション2に関連するパラメータの値の所定の範囲内にある(例えば、同じである)ためには、結合器/分配器121の同調回路のうちの1回路の変数の値がV1であり、結合器/分配器121の同調回路のうちの別の回路の変数の値がV2であると決定する。プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、変数の値V1およびV2を達成してパラメータの値の間に所定の範囲を達成するように、結合器/分配器110の同調回路を制御する。別の例として、結合器/分配器110のすべての同調回路の変数の値と、出力OUT#1〜OUT#4でのパラメータの値との間の対応関係(例えば、一対一の対応、関連づけ、マッピング、ルックアップテーブル内の行、など)が、プロセッサに接続されたメモリデバイス内に格納される。パラメータプローブ408Aからのパラメータの値およびパラメータプローブ408Bからのパラメータの値を受信した後に、プロセッサは、それらの値が互いから所定の範囲内にはないと決定する。プロセッサは、OUT#1でのパラメータの値が、OUT#2に接続された別の同調回路のパラメータの値からの所定の範囲内になるように、OUT#1に接続された1つの同調回路の変数の値を決定するために、メモリデバイスからの対応関係にアクセスする。プロセッサは、OUT#1でのパラメータの値がOUT#2でのパラメータの値から所定の範囲内になるように、OUT#1に接続された同調回路の変数の値および/またはOUT#2に接続された同調回路の変数の値を制御する。
結合器/分配器121の出力の数は、ステーションの数と一致することに注意されたい。例えば、ウエハ101を処理するために、3つのステーションが用いられる場合、結合器/分配器121は、3つの出力を有し、各出力は、対応する1つのステーションに接続される。
いくつかの実施形態では、低周波発生器402の代わりに、中間周波発生器が用いられる。中間周波発生器の一例は、1MHzまたは2MHzの動作周波数を有するRF発生器を含む。これらの実施形態において、中間周波発生器は、中間周波数を有するRF信号を生成する。さらに、低周波整合回路網406の代わりに、中間周波整合回路網が用いられる。
様々な実施形態において、ツールコントローラが、プローブ制御/システム制御110によって実行される本明細書に記載の機能(例えば、電力分配機能など)を実行するための命令をプローブ制御/システム制御110に提供するために、プローブ制御/システム制御110に接続される。
いくつかの実施形態において、プローブ制御/システム制御110は、プローブ制御/システム制御110によって実行される本明細書に記載の機能を実行するための任意の数のコントローラを備えており、機能は、コントローラの間に分配される。例えば、ツールコントローラは、プローブ制御/システム制御110の一部である。
様々な実施形態において、結合器/分配器121、高周波整合回路網408、および、低周波整合回路網406は、ステーション1〜4から離れて配置される。例えば、同軸ケーブル416A〜416Dの各々の長さは、4フィート〜6フィートの範囲である。別の例として、同軸ケーブル416A〜416Dの各々の長さは、6フィート〜8フィートである。
いくつかの実施形態において、同軸ケーブル416A〜416Dの各々は、結合器〜分配器121の一部である。例えば、同軸ケーブル416A〜416Dの各々は、50オームRF伝送線路ではない。説明すると、同軸ケーブル416A〜416Dの各々は、その入力および出力で50オームのインピーダンスを持たない。むしろ、同軸ケーブル416A〜416Dの各々を介して伝送されるRF電力は、同軸ケーブルの長さに沿って電圧および電流の変化を受ける。説明すると、同軸ケーブル416A〜416Dの各々は、対応する出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4から受信され、同軸ケーブルを通るRF信号に、一連の静電容量および一連のインダクタンスを提供する。
図5は、システム500の一実施形態であり、結合器/分配器121の一実施形態を示す回路図である。システム500は、プローブ制御/システム制御110を備え、結合器/分配器121をさらに備える。
結合器/分配器121は、低周波回路506、高周波回路508、および、出力回路510を有する。低周波回路506は、高周波回路508に接続されており、高周波回路508は、さらに、出力回路510に接続されている。低周波回路506は、DC遮断コンデンサC1、C2、C3、および、C4を備える。低周波回路506は、さらに、複数の同調回路C5,C6、C7、および、C8を備え、それらの同調回路は、可変コンデンサであり、低周波回路506は、さらに、インダクタL1、L2、L3、および、L4を備える。低周波回路506は、高周波遮断回路504A、高周波遮断回路504B、高周波遮断回路504C、高周波遮断回路504Dを備える。高周波遮断回路504Aは、コンデンサC9と並列に接続されたインダクタL5を備える。同様に、高周波遮断回路504Bは、コンデンサC11と並列に接続されたインダクタL6を備え、高周波遮断回路504Cは、コンデンサC14と並列に接続されたインダクタL7を備え、高周波遮断回路504Dは、コンデンサC15と並列に接続されたインダクタL8を備える。低周波回路506は、さらに、コンデンサC10、C12、C14、および、C16を備える。
高周波回路508は、コンデンサC18、C20、C21、および、C23を有する。高周波回路508は、さらに、可変コンデンサである同調回路C17、C19、C22、および、C24を備える。いくつかの実施形態において、可変コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の各々は、真空コンデンサである。
出力回路510は、擬似負荷DL1、DL2、DL3、および、DL4を備え、さらに、平衡インダクタL9、L11、L13、および、L15を備える。出力回路510は、スイッチS1、S2、S3、および、S4を備える。スイッチの例は、トランジスタ、もしくは、1または複数のトランジスタの組み合わせを含む。
擬似負荷DL1は、インダクタL10と並列に接続されたコンデンサC26を備え、さらに、DC遮断コンデンサC25を備える。同様に、擬似負荷DL2は、インダクタL12と並列に接続されたコンデンサC28を備え、さらに、DC遮断コンデンサC27を備える。また、擬似負荷DL3は、インダクタL14と並列に接続されたコンデンサC30を備え、さらに、DC遮断コンデンサC29を備える。擬似負荷DL4は、インダクタL16と並列に接続されたコンデンサC32を備え、さらに、DC遮断コンデンサC31を備える。DC遮断コンデンサC25、C27、C29、および、C30の各々は、DC電力が、擬似負荷DL1〜DL4の対応するコンデンサC26、C28、C29、および、C32および対応するインダクタL10、L12、L14、および、L16に到達するのを妨げる。説明すると、DC遮断コンデンサC25は、DC電力が、ステーション1のプラズマからOUT#1を介してコンデンサC26およびインダクタL10へ伝送されるのを妨げる。DC電力は、対応するステーション1〜4内で生成されたプラズマから受信される。例えば、DC遮断コンデンサC25によってブロックされるDC電力は、ステーション1〜4の1つの中でプラズマによって生成されたウエハDCバイアスによって生成される。
コンデンサC1〜C4は、低周波回路506の入力520を介して低周波整合回路網406(図4)に接続され、同軸ケーブル414(図4)および入力520を介して低周波整合回路網406から低周波数の変調RF信号を受信する。コンデンサC1〜C4は、ステーション1〜4内で生成されたプラズマから受けたDC電力が、入力520、同軸ケーブル414、低周波整合回路網406、および、同軸ケーブル410(図4)を介して低周波RF発生器402(図4)に到達するのを妨げる。
インダクタL1〜L4の各々は、高周波数でコンデンサとして機能する。高周波遮断回路504A〜504Dは、高周波回路510の入力522を介して高周波整合回路網408(図4)から受けた高周波数の変調RF信号の高周波数が、入力520、同軸ケーブル414、低周波整合回路網406、および、同軸ケーブル410を介して低周波RF発生器402へ到達するのを妨げる。
コンデンサC10、C12、C14、および、C16は、対応する高周波遮断回路504A〜504Dから漏れた任意の剰余高周波数電力に、接地までの経路を提供する。可変コンデンサC5〜C8のうちの対応する1または複数のコンデンサの1または複数の静電容量は、出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4のうちの2以上でのパラメータの値が互いに所定の範囲内になるように変更される。同様に、可変コンデンサC17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの1または複数の静電容量は、出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4のうちの2以上でのパラメータの値が互いに所定の範囲内になるように変更される。いくつかの実施形態において、可変コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの静電容量のうちの1または複数は、出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4のうちの2以上でのパラメータの値が互いに所定の範囲内になるように変更される。コンデンサC18、C20、C21、および、C23は、同軸ケーブル414および入力520を介して低周波整合回路網406から受けた変調RF信号の低周波数をフィルタアウトする。
スイッチS1〜S4の各々は、スイッチのノーマルオープン端子に接続されることによって開くか(例えば、ノーマルオープン(NO)など)、または、スイッチのノーマルクローズ端子に接続されることによって閉じる(例えば、ノーマルクローズ(NC)など)。スイッチS1〜S4の各々は、スイッチの共通端子(COM)に対して開閉される。例えば、オフ信号(例えば、予め指定された量よりも小さい電流量など)が、プロセッサからスイッチS1に送信されると、スイッチS1は、開位置(例えば、オフ状態など)になる。さらに、オン信号(例えば、予め指定された量より大きい電流量など)が、プロセッサからスイッチS1に送信されると、スイッチS1は、閉位置(例えば、オン状態など)になる。
スイッチS1〜S4は、プローブ制御/システム制御110によって制御されるように、プローブ制御/システム制御110に接続される。スイッチS1〜S4は、プローブ制御/システム制御110のプロセッサから制御信号を受信すると、開位置または閉位置になるように制御される。例えば、スイッチS1は、プラズマがステーション1内で使用可能になる(例えば、生成される、維持される、など)ように、低周波回路506および高周波回路508の出力O1を出力回路510のOUT#1を介してステーション1に接続するために閉じる。別の例として、スイッチS2は、プラズマがステーション2内で使用可能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O2を出力回路510のOUT#2を介してステーション2に接続するために閉じる。さらに別の例として、スイッチS3は、プラズマがステーション3内で使用可能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O3を出力回路510のOUT#3を介してステーション3に接続するために閉じる。別の例として、スイッチS4は、プラズマがステーション4内で使用可能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O4を出力回路510のOUT#4を介してステーション4に接続するために閉じる。別の例として、スイッチS1は、プラズマがステーション1内で使用不能になる(例えば、生成されない、オフにされる、など)ように、低周波回路506および高周波回路508の出力O1を擬似負荷DL1に接続するために開く。別の例として、スイッチS2は、プラズマがステーション2内で使用不能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O2を擬似負荷DL2に接続するために開く。さらに別の例として、スイッチS3は、プラズマがステーション3内で使用不能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O3を擬似負荷DL3に接続するために開く。別の例として、スイッチS4は、プラズマがステーション4内で使用不能になるように、低周波回路506および高周波回路508の出力O4を擬似負荷DL4に接続するために開く。
RF電力をステーション1〜4のうちの1または複数に切り替えることにより、ステーション1〜4のうちの1または複数の中でプラズマを使用可能にするために、電力が、1または複数のステーション1〜4に選択的に供給される。例えば、スイッチS1は、出力O1における結合RF信号のRF電力が、インダクタL9、OUT#1、および、同軸ケーブル416A(図4)を介してステーション1に送信されて、ステーション1内でプラズマを使用可能にするように、プローブ制御/システム制御110によって閉位置になるように制御される。別の例として、スイッチS2は、出力O2における結合RF信号のRF電力が、インダクタL11、OUT#2、および、同軸ケーブル416B(図4)を介してステーション2に送信されて、ステーション2内でプラズマを使用可能にするように、プローブ制御/システム制御110によって閉位置になるように制御される。さらに別の例として、スイッチS3は、出力O3における結合RF信号のRF電力が、インダクタL13、OUT#3、および、同軸ケーブル416C(図4)を介してステーション3に送信されて、ステーション3内でプラズマを使用可能にするように、プローブ制御/システム制御110によって閉位置になるように制御される。別の例として、スイッチS4は、出力O4における結合RF信号のRF電力が、インダクタL15、OUT#4、および、同軸ケーブル416D(図4)を介してステーション4に送信されて、ステーション4内でプラズマを使用可能にするように、プローブ制御/システム制御110によって閉位置になるように制御される。
一方で、ステーション1がプラズマ処理(例えば、プラズマの点火、有効化、または、制御など)に用いられる場合、ステーション1へのRF電力は、擬似負荷DL1からステーション1に迂回される。例えば、ステーション1がウエハ101を処理するために用いられる場合、スイッチS1は、出力O1における結合RF信号のRF電力が、インダクタL9およびOUT#1を介してステーション1に回されるように、スイッチS1を閉じるために、プローブ制御/システム制御110によって制御される。他方で、ステーション1〜4の1つがプラズマ処理に用いられない場合、ステーションへのRF電力は、ステーションに対応する擬似負荷へ迂回される。例えば、ステーション1がウエハ101を処理するために用いられない場合、スイッチS1は、出力O1における結合RF信号のRF電力が、擬似負荷DL1に迂回されるように、スイッチS1を開くために、プローブ制御/システム制御110によって制御される。ステーション1へのRF電力を除去するために、低周波RF発生器402および高周波RF発生器404の一方または両方をオフにする(例えば、電源を切る、電力を除去する、など)必要はない。
様々な実施形態において、出力O1〜O4は、出力回路510の一部である。
いくつかの実施形態において、擬似負荷DL1は、ステーション1のインピーダンスから所定の制限内にある(例えば、同じ)インピーダンスを有し、擬似負荷DL2は、ステーション2のインピーダンスから所定の制限内にあるインピーダンスを有し、擬似負荷DL3は、ステーション3のインピーダンスから所定の制限内にあるインピーダンスを有し、擬似負荷DL4は、ステーション4のインピーダンスから所定の制限内にあるインピーダンスを有する。
低周波整合回路網406(図4)から入力520で受信された変調RF信号は、インダクタL1〜L4、コンデンサC5〜C8、高周波遮断回路504A〜504D、ならびに、コンデンサC10、C12、C14、および、C16によって、出力O1〜O4でのRF信号を提供するために処理される。例えば、入力520で受信された変調RF信号の一部が、インダクタL1、コンデンサC5、高周波遮断回路504A、および、コンデンサC10によって、出力O1における低周波数のRF信号を提供するために処理される。別の例として、入力520で受信された変調RF信号の一部が、インダクタL2、コンデンサC6、高周波遮断回路504B、および、コンデンサC12によって、出力O2における低周波数のRF信号を提供するために処理される。さらに別の例として、入力520で受信された変調RF信号の一部が、インダクタL3、コンデンサC7、高周波遮断回路504C、および、コンデンサC14によって、出力O3における低周波数のRF信号を提供するために処理される。また別の例として、入力520で受信された変調RF信号の一部が、インダクタL4、コンデンサC8、高周波遮断回路504D、および、コンデンサC16によって、出力O4における低周波数のRF信号を提供するために処理される。
同様に、高周波整合回路網408(図4)から入力522で受信された変調RF信号は、結合器/分配器121内の出力O1〜O4におけるRF信号を提供するために、コンデンサC17〜C24によって処理される。例えば、入力522で受信された高周波数の変調RF信号の一部が、出力O1における高周波数のRF信号を提供するために、コンデンサC17およびC18によって処理される。別の例として、入力522で受信された高周波数の変調RF信号の一部が、出力O2における高周波数のRF信号を提供するために、コンデンサC19およびC20によって処理される。さらに別の例として、入力522で受信された高周波数の変調RF信号の一部が、出力O3における高周波数のRF信号を提供するために、コンデンサC21およびC22によって処理される。また別の例として、入力522で受信された高周波数の変調RF信号の一部が、出力O4における高周波数のRF信号を提供するために、コンデンサC23およびC24によって処理される。
低周波回路506および高周波回路508から出力O1〜O4で受信されたRF信号は、出力O1〜O4における結合RF信号を提供するために、出力O1〜O4で結合される。例えば、低周波回路506から出力O1で受信されたRF信号は、出力O1における結合RF信号を生成するために、高周波回路508から出力O1で受信されたRF信号と出力O1で合計される。別の例として、低周波回路506から出力O2で受信されたRF信号は、出力O2における結合RF信号を生成するために、高周波回路508から出力O2で受信されたRF信号と出力O2で合計される。さらに別の例として、低周波回路506から出力O3で受信されたRF信号は、出力O3における結合RF信号を生成するために、高周波回路508から出力O3で受信されたRF信号と出力O3で合計される。別の例として、低周波回路506から出力O4で受信されたRF信号は、出力O4における結合RF信号を生成するために、高周波回路508から出力O4で受信されたRF信号と出力O4で合計される。
出力O1で生成された結合RF信号は、ステーション1でのウエハ101のプラズマ処理に向けて、出力O1から、閉位置のスイッチS1、平衡インダクタL9、および、OUT#1を介して、ステーション1に送信されるか、もしくは、開位置のスイッチS1を介して擬似負荷DL1に送信される。同様に、出力O2で生成された結合RF信号は、ステーション2でのウエハ101のプラズマ処理に向けて、出力O2から、閉位置のスイッチS2、平衡インダクタL11、および、OUT#2を介して、ステーション2に送信されるか、もしくは、開位置のスイッチS2を介して擬似負荷DL2に送信される。さらに、出力O3で生成された結合RF信号は、ステーション3でのウエハ101のプラズマ処理に向けて、出力O3から、閉位置のスイッチS3、平衡インダクタL13、および、OUT#3を介して、ステーション3に送信されるか、もしくは、開位置のスイッチS3を介して擬似負荷DL3に送信される。また、出力O4で生成された結合RF信号は、ステーション4でのウエハ101のプラズマ処理に向けて、出力O4から、閉位置のスイッチS4、平衡インダクタL15、および、OUT#4を介して、ステーション4に送信されるか、もしくは、開位置のスイッチS4を介して擬似負荷DL4に送信される。
平衡インダクタL9は、回路(例えば、ステーション1のシャワーヘッド150およびステーション1のペデスタルなど)の共振周波数を変更することで、ステーション1内でプラズマを迅速に点火するために、回路が所定の動作周波数からの所定の範囲内で共振するようにする。同様に、平衡インダクタL11は、回路(例えば、ステーション2のシャワーヘッド150およびステーション2のペデスタルなど)の共振周波数を変更することで、ステーション2内でプラズマを迅速に点火するために、回路が所定の動作周波数からの所定の範囲内で共振するようにする。同様に、平衡インダクタL13は、回路(例えば、ステーション3のシャワーヘッド150およびステーション3のペデスタルなど)の共振周波数を変更することで、ステーション3内でプラズマを迅速に点火するために、回路が所定の動作周波数からの所定の範囲内で共振するようにする。さらに、平衡インダクタL15は、回路(例えば、ステーション4のシャワーヘッド150およびステーション4のペデスタルなど)の共振周波数を変更することで、ステーション4内でプラズマを迅速に点火するために、回路が所定の動作周波数からの所定の範囲内で共振するようにする。所定の動作周波数は、動作時の低周波発生器402の動作周波数、もしくは、動作時の低周波発生器402の動作周波数および動作時の高周波発生器404の動作周波数の組み合わせである。平衡インダクタのさらなる記載が、米国特許第6,199,506号に提供されており、その特許は、参照によって本明細書にその全体が組み込まれる。
結合RF信号の1つがステーション1〜4の1つに供給されない場合、出力O1〜O4の対応する1つが、擬似負荷DL1〜DL4の対応する1つに接続される。例えば、結合RF信号の1つが、ステーション1に提供されない時、プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、スイッチS1に信号を送信してスイッチS1を開き、出力O1を擬似負荷DL1に接続する。擬似負荷DL1は、出力OUT#2〜OUT#4を介して他の結合RF信号を受信する他のステーション2〜4が、それらに対応する入力でインピーダンスの変化を経験しないように、ステーション1のインピーダンスから所定の制限内のインピーダンスを有する。
いくつかの実施形態において、スイッチS1〜S4の位置(例えば、開位置、閉位置など)は、処理パラメータ(後に例を挙げる)を達成するために、監視および制御される。例えば、スイッチが開位置にあるか閉位置にあるかを判定するために、センサ(例えば、電圧センサ、電流センサなど)が、スイッチのノーマルクローズ端子またはノーマルオープン端子に接続される。センサは、伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御10のプロセッサに接続される。センサは、伝送ケーブルを介してスイッチの位置をプロセッサに提供する。プロセッサは、位置が、所定の処理パラメータ(例えば、圧力、温度、エッチング速度、蒸着速度、複素電力、など)に対応するか否かを判定する。位置が所定の処理パラメータに対応しないと判定すると、プロセッサは、位置が所定の処理パラメータに対応するように、スイッチの位置を変更する。所定の処理パラメータとスイッチの位置との間の対応関係(例えば、一対一の関係、マッピングなど)が、メモリデバイスに格納される。このように、スイッチS1〜S4のうちの1または複数の位置に対応する所定の処理パラメータを達成するために、スイッチS1〜S4のうちの1または複数の位置が監視および制御される。
いくつかの実施形態において、ステーション1〜4への電力を同期的にオンオフするために、スイッチS1〜S4の開閉が同期される(例えば、同時に起きる、所定の時間範囲内に起きる、など)。例えば、スイッチを同期的に開閉するために、プロセッサは、スイッチS1〜S4のうちの1または複数に信号を同期的に(例えば、同時に、所定の時間範囲内に、など)送信する。
図6は、プローブ制御/システム制御110による結合器/分配器121の同調要素の制御を示すシステム600の一実施形態の図である。システム600は、結合器/分配器121(一部が図示されている)と、パラメータプローブ408A〜408Dと、複数のモータM1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、および、M8と、を備える。モータM1は、接続メカニズム602Aを介してコンデンサC5に接続される。同様に、モータM2は、接続メカニズム602Bを介してコンデンサC6に接続され、モータM3は、接続メカニズム602Cを介してコンデンサC7に接続され、モータM4は、接続メカニズム602Dを介してコンデンサC8に接続される。さらに、モータM5は、接続メカニズム602Eを介してコンデンサC17に接続され、モータM6は、接続メカニズム602Fを介してコンデンサC19に接続され、モータM7は、接続メカニズム602Gを介してコンデンサC22に接続され、モータM8は、接続メカニズム602Hを介してコンデンサC24に接続される。接続メカニズムの例は、1または複数のロッド、複数のロッドと1または複数のギアとの組み合わせ、などを含む。
パラメータプローブ408Aは、伝送ケーブル604A(例えば、シリアル伝送ケーブル、パラレル伝送ケーブル、ユニバーサルシリアルバス(USB)などを介して、プローブ制御/システム制御110に接続される。同様に、パラメータプローブ408Bは、伝送ケーブル604Bを介してプローブ制御/システム制御110に接続され、パラメータプローブ408Cは、伝送ケーブル604Cを介してプローブ制御/システム制御110に接続され、パラメータプローブ408Cは、伝送ケーブル604Dを介してプローブ制御/システム制御110に接続される。
パラメータプローブ408Aは、OUT#1に結合され、パラメータプローブ408Bは、OUT#2に結合され、パラメータプローブ408Cは、OUT#3に結合され、パラメータプローブ408Dは、OUT#4に結合される。パラメータプローブ408Aは、OUT#1でパラメータプローブ408Aによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Aを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。同様に、パラメータプローブ408Bは、OUT#2でパラメータプローブ408Aによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Bを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。さらに、パラメータプローブ408Cは、OUT#3でパラメータプローブ408Cによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Cを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。パラメータプローブ408Dは、OUT#4でパラメータプローブ408Dによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Dを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。
RF電力がオンの時、例えば、出力OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4などを介してステーション1〜4に提供されている時、処理パラメータ(例えば、上述のパラメータ、ステーション1〜4内の圧力、ステーション1〜4内の温度など)が、その場で変化する。さらに、RF電力がオンの時、プラズマがステーション1〜4内で生成および維持され、プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、パラメータプローブ408A〜408Dからパラメータの値を受信し、OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの値が最小化される(例えば、互いから所定の範囲内にある、など)ように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数の静電容量のうちの1または複数が変更されるか否かを決定する。例えば、プロセッサは、パラメータプローブ408Aから受信したパラメータの値をパラメータプローブ408Bから受信したパラメータの値と比較し、それらの値が互いから所定の範囲内にあるか否かを判定する。値が所定の範囲内にないと判定すると、プロセッサは、プローブ制御/システム制御110のメモリデバイスに格納された対応関係にアクセスして、対応する1または複数のコンデンサC5、C6、C17、および、C19の1または複数の静電容量の値を特定する。1または複数の値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC5の特定された静電容量値が実現されるようにモータM1を駆動する量の電流を生成する。説明すると、或る量の駆動電流が、プロセッサからモータM1の固定子へ送られる。駆動電流を受けると、固定子は、モータM1の回転子を回転させてモータM1を駆動するために、電場を生成する。モータM1は、コンデンサC5の特定された静電容量値を達成するために、コンデンサC5のプレートを回転させるように、または、コンデンサC5のプレート間の距離を変更するように駆動される。コンデンサC5の静電容量の変更は、コンデンサC5から出力される低周波数のRF信号の電力のレベル(例えば、量、ピーク間振幅、二乗平均平方根(RMS)値など)を変化させ、さらに、出力O1における低周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力のレベルを変化させる。いくつかの実施形態において、コンデンサC5の静電容量の変更は、コンデンサC5から出力される低周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、出力O1における低周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の位相を変化させる。様々な実施形態において、コンデンサC5の静電容量の変更は、コンデンサC5から出力される低周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、出力O1における低周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力レベルおよび位相を変化させる。
同様に、対応する1または複数のコンデンサC5、C6、C17、および、C19の1または複数の静電容量値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC6の特定された静電容量値が実現されるようにモータM2を駆動する量の電流を生成する。コンデンサC6の静電容量の変更は、コンデンサC6から出力される低周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、出力O2における低周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の電力のレベルを変化させる。いくつかの実施形態において、コンデンサC6の静電容量の変更は、コンデンサC6から出力される低周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、出力O2における低周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の位相を変化させる。様々な実施形態において、コンデンサC6の静電容量の変更は、コンデンサC6から出力される低周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、出力O2における低周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の電力レベルおよび位相を変化させる。
さらに、同様に、対応する1または複数のコンデンサC5、C6、C17、および、C19の1または複数の静電容量値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC17の特定された静電容量値が実現されるようにモータM5を駆動する量の電流を生成する。コンデンサC17の静電容量の変更は、コンデンサC17から出力される高周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、出力O1における高周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力のレベルを変化させる。いくつかの実施形態において、コンデンサC17の静電容量の変更は、コンデンサC17から出力される高周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、出力O1における高周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の位相を変化させる。様々な実施形態において、コンデンサC17の静電容量の変更は、コンデンサC17から出力される高周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、出力O1における高周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力レベルおよび位相を変化させる。
さらに、同様に、対応する1または複数のコンデンサC5、C6、C17、および、C19の1または複数の静電容量値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC19の特定された静電容量値が実現されるようにモータM6を駆動する量の電流を生成する。コンデンサC19の静電容量の変更は、コンデンサC19から出力される高周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、出力O2における高周波数のRF信号の電力のレベルを変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の電力のレベルを変化させる。いくつかの実施形態において、コンデンサC19の静電容量の変更は、コンデンサC19から出力される高周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、出力O2における高周波数のRF信号の位相を変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の位相を変化させる。様々な実施形態において、コンデンサC19の静電容量の変更は、コンデンサC19から出力される高周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、出力O2における高周波数のRF信号の電力レベルおよび位相を変化させ、さらに、OUT#2からステーション2へ供給される結合RF信号の電力レベルおよび位相を変化させる。このように、OUT#1およびOUT#2におけるパラメータの値が、互いから所定の範囲内になるまで、コンデンサC5、C6、C17、および、C19の静電容量のうちの1または複数が変更される。
様々な実施形態において、結合器/分配器121のコンデンサに接続されたモータを駆動するための電流の量と、その電流量で実現されるコンデンサの静電容量との間の関係(例えば、一対一の関係、マッピングなど)が、メモリデバイスに格納された対応関係に格納される。
いくつかの実施形態において、プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、パラメータプローブ408A〜408Dからパラメータの値を受信し、OUT#1におけるパラメータの値が第1所定範囲内にあり、OUT#2におけるパラメータの値が第2所定範囲内にあり、OUT#3におけるパラメータの値が第3所定範囲内にあり、OUT#4におけるパラメータの値が第4所定範囲内にあるように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの静電容量の1または複数が変更されるか否かを決定する。例えば、プロセッサは、パラメータプローブ408Aから受信したパラメータの値を受信し、その値が第1所定範囲内にあるか否かを判定する。値が第1所定範囲内にないと判定すると、プロセッサは、プローブ制御/システム制御110のメモリデバイスに格納された対応関係にアクセスして、値が第1所定範囲内になるまで、対応する1または複数のコンデンサC5およびC17の1または複数の静電容量の値を特定する。
これらの実施形態において、対応する1または複数のコンデンサC5およびC17の1または複数の静電容量値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC5の特定された静電容量値が実現されるようにモータM1を駆動する量の電流を生成する。説明すると、或る量の駆動電流が、プロセッサからモータM1の固定子へ送られる。この量の駆動電流は、コンデンサC5の静電容量を変化させ、コンデンサC5から出力される低周波数のRF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させ、さらに、出力O1における低周波数のRF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させて、第1所定範囲を達成する。同様に、1または複数の値を特定すると、プロセッサは、コンデンサC17の特定された静電容量値が実現されるようにモータM5を駆動する量の電流を生成する。コンデンサC17の静電容量の変更は、コンデンサC17から出力される高周波数のRF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させ、さらに、出力O1における高周波数のRF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させ、さらに、OUT#1からステーション1へ供給される結合RF信号の電力のレベルおよび/または位相を変化させる。このように、OUT#1におけるパラメータの値がOUT#2におけるパラメータの値から第1所定範囲内になるまで、コンデンサC5およびC17の静電容量のうちの1または複数が変更される。OUT#1におけるパラメータの値が第1所定範囲内にある、および/または、OUT#2におけるパラメータの値が第2所定範囲内にある、および/または、OUT#3におけるパラメータの値が第3所定範囲内にある、および/または、OUT#4におけるパラメータの値が第4所定範囲内にあることを実現することによって、プロセス変動が達成される。
様々な実施形態において、OUT#1におけるパラメータの値が第1所定範囲内にあり、OUT#2におけるパラメータの値が第2所定範囲内にある時、OUT#1およびOUT#2におけるパラメータの値は、互いから所定の範囲内にある。再び、OUT#1およびOUT#2におけるパラメータの値が互いから所定の範囲内にあるときに、プロセス変動が達成される。同様に、いくつかの実施形態において、OUT#1およびOUT#2におけるパラメータの値が所定の範囲を外れているが、OUT#1におけるパラメータの値が第1所定範囲内にあり、OUT#2におけるパラメータの値が第2所定範囲内にある時、プロセス変動が達成される。
様々な実施形態において、パラメータプローブ408Dは、OUT#4での第1電力量を測定し、パラメータプローブ408Cは、OUT#3での第2電力量を測定し、パラメータプローブ408Bは、OUT#2での第3電力量を測定し、パラメータプローブ408Aは、OUT#1での第4電力量を測定する。第1量は、第2量よりも大きく、第2量は、第3量よりも大きい。第3量は、第4量よりも大きい。測定された電力量は、パラメータプローブ408A〜408Dからプローブ制御/システム制御110へ提供される。プローブ制御/システム制御110は、互いから所定の範囲内のOUT#1〜OUT#4における電力量を達成しようとする。プローブ制御/システム制御110は、第4電力量がOUT#4における第1電力量から所定の範囲内になるように、コンデンサC17の静電容量を減少させて、コンデンサC17から出力O1への電力量を増加させ、さらに、OUT#1での結合RF信号の第4電力量を増加させるために、モータM5に制御信号を送信する。
いくつかの実施形態において、パラメータのインライン測定を提供するパラメータプローブ408A〜408Dの代わりまたは追加として、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの1または複数の静電容量が、ウエハ測定(例えば、ウエハ測定装置を用いて取得された測定など)に基づいて上述のように修正される。ウエハ測定の例は、エッチング速度および蒸着速度を含む。エッチング速度または蒸着速度は、本明細書で処理速度と呼ばれる。ウエハ測定装置の例は、エッチング速度測定装置、蒸着速度測定装置などを含む。説明すると、ウエハ測定装置(例えば、4つのウエハ測定装置など)は、対応する伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御110のプロセッサに接続され、対応するステーション1〜4への見通し線を有する。見通し線は、対応するステーション1〜4内でプラズマが生成される空間に方向づけられる。例えば、ウエハ測定装置は、プラズマによって放射される放射強度を測定するためにステーション1内でプラズマを監視する分光光度計を備える。強度は、ステーション1のプラズマによって処理されるウエハ101の層のエッチング速度または蒸着速度に正比例する。プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、伝送ケーブルを介して測定した強度を受信して、強度に正比例する処理速度を決定する。別の例として、既知のレシピについて、ウエハ測定装置は、ウエハ101の処理(例えば、材料のエッチング、材料の蒸着など)の前または間の時間tm1にウエハ101の厚さを測定し、ウエハ101の処理後の時間tm2にウエハ101の厚さを測定する。ウエハ測定装置は、時間tm2とtm1との間の差に対する時間tm2の厚さと時間tm1の厚さとの間の差の比として、ウエハ101の処理速度を決定する。処理速度は、ウエハ測定デバイスによって伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御110のプロセッサに提供される。いくつかの実施形態において、ウエハ測定装置が処理速度を決定する代わりに、プローブ制御/システム制御110のプロセッサが、測定強度から処理速度を決定し、格納のためにメモリデバイスに処理速度を提供する。これらの実施形態において、エッチング速度および蒸着速度は、さらなるパラメータの例である。これらの実施形態において、プロセッサは、処理速度が所定の処理速度に一致するかまたは所定の処理速度から所定の範囲内にあるか否かを判定する。処理速度が所定の範囲内にないと判定すると、プロセッサは、処理速度が所定の処理速度から所定の範囲内になるように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの静電容量のうちの1または複数を変更すると決定する。所定の処理速度と、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの静電容量のうちの1または複数との間の対応関係が、メモリデバイスに格納される。このように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの対応する1または複数のコンデンサの静電容量のうちの1または複数が、ステーション1〜4のうちの1または複数に関連する所定の処理速度を達成するために変更される。
いくつかの実施形態において、出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの検知の代わりまたは追加として、OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの値が最小化されるように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の位置(例えば、プレート間の距離、プレート間の角度など)を決定するために、位置センサが用いられる。位置センサの例は、線形センサおよび回転センサを含む。説明すると、位置センサは、電位差計または誘導位置センサまたは回転エンコーダを含む。各位置センサは、コンデンサの位置を測定するために、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の対応する1つに近接して配置される。位置は、位置センサから伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御10のプロセッサに提供される。プローブ制御/システム制御10は、位置が所定の処理パラメータに対応するか否かを判定する。位置が所定の処理パラメータに対応しないと判定すると、プロセッサは、位置が所定の処理パラメータに対応する(例えば、一対一の関係を有する、対応関係を有する、など)ように、上述のようにコンデンサの位置を変化させる。コンデンサの位置と、所定の処理パラメータとの間の対応関係は、メモリデバイスに格納される。このように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの1または複数のコンデンサの位置が、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの1または複数のコンデンサの位置に対応する所定の処理パラメータを達成するために、監視および制御される。
図7は、出力OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの値が互いから所定の範囲内にあるような、出力OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの値と、結合器/分配器121の同調要素の変数の値との間の対応関係の一例である、テーブルリスト700を示す一実施形態の図である。テーブルリスト700は、結合器/分配器121のメモリデバイスに格納される。テーブルリスト700は、出力OUT#1〜OUT#4におけるパラメータの値ならびに結合器/分配器121のコンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の変数の値の行を備える。
テーブルリスト700の第1行は、OUT#1におけるパラメータの値VL1、OUT#2におけるパラメータの値VL2、OUT#3におけるパラメータの値VL3、OUT#4におけるパラメータの値VL4、コンデンサC5の静電容量の値V1、コンデンサC6の静電容量の値V2、コンデンサC7の静電容量の値V3、コンデンサC8の静電容量の値V4、コンデンサC17の静電容量の値V5、コンデンサC19の静電容量の値V6、コンデンサC22の静電容量の値V7、および、コンデンサC24の静電容量の値V8、の間の対応関係である。例えば、OUT#1におけるパラメータの値がVL1と測定され、OUT#2におけるパラメータの値がVL2以外である時、OUT#2において値VL2を達成するために、コンデンサC5の静電容量の値がV1に変更される、および/または、コンデンサC6の静電容量の値がV2に変更される、および/または、コンデンサC17の静電容量の値がV5に変更される、および/または、コンデンサC19の静電容量の値がV6に変更される。値VL1およびVL2は、互いから所定の範囲内にある。同様に、テーブルリスト700の第2行は、OUT#1におけるパラメータの値VL5、OUT#2におけるパラメータの値VL6、OUT#3におけるパラメータの値VL7、OUT#4におけるパラメータの値VL8、コンデンサC5の静電容量の値V9、コンデンサC6の静電容量の値V10、コンデンサC7の静電容量の値V11、コンデンサC8の静電容量の値V12、コンデンサC17の静電容量の値V13、コンデンサC19の静電容量の値V14、コンデンサC22の静電容量の値V15、および、コンデンサC24の静電容量の値V16、の間の対応関係である。
本明細書に記載の実施形態は、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。実施形態は、ネットワークを通して接続された遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
一部の実施形態において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、1または複数の処理ツール、1または複数のチャンバ、処理のための1または複数のプラットフォーム、および/または、特定の処理構成要素(ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど)など、半導体処理装置を備える。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化される。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、1または複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および/またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定(例えば、加熱および/または冷却)、圧力設定、真空設定、電力設定、RF発生器設定、RF整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび/またはシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされる。
概して、様々な実施形態において、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および/または、ソフトウェアを有する電子機器として定義される。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASICとして定義されるチップ、PLD、および/または、1または複数のマイクロプロセッサ、もしくは、プログラム命令(例えば、ソフトウェア)を実行するマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個々の設定(またはプログラムファイル)の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令である。動作パラメータは、一部の実施形態において、ウエハの1または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および/または、ダイの加工中に1または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部である。
コントローラは、一部の実施形態において、コンピュータの一部であるか、または、コンピュータに接続されており、かかるコンピュータは、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、または、それらの組み合わせでシステムに結合されている。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあるか、もしくは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全部または一部である。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べる。
一部の実施形態では、リモートコンピュータ(例えば、サーバ)が、ネットワーク(ローカルネットワークまたはインターネットを含む)を介してシステムに処理レシピを提供する。リモートコンピュータは、パラメータおよび/または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備え、パラメータおよび/または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、1または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であることを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的(本明細書に記載の処理および制御など)に向けて動作する1または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散される。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された(プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど)1または複数の集積回路と通信するチャンバ上の1または複数の集積回路を含む。
限定はしないが、様々な実施形態において、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着(PVD)チャンバまたはモジュール、化学蒸着(CVD)チャンバまたはモジュール、原子層蒸着(ALD)チャンバまたはモジュール、原子層エッチング(ALE)チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および/または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含む。
一部の実施形態において、上述の動作は、いくつかのタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)リアクタ、トランス結合プラズマチャンバ、容量結合プラズマリアクタ、導体ツール、誘電体ツールを備えるプラズマチャンバ、電子サイクロトロン共鳴(ECR)リアクタを備えるプラズマチャンバなど、に適用されることにも注意されたい。例えば、1または複数のRF発生器が、ICPリアクタ内のインダクタに接続される。インダクタの形状の例は、ソレノイド、ドーム形コイル、平坦形コイルなどを含む。
上述のように、ツールによって実行される1または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および/またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、のうちの1または複数と通信する。
上述の実施形態を念頭に置いて、実施形態の一部は、コンピュータシステムに格納されたデータを含め、コンピュータによって実行される様々な動作を用いることを理解されたい。これらの動作は、物理量を物理的に扱う動作である。本実施形態の一部を形成する本明細書で説明した動作はいずれも、有用な機械動作である。
実施形態の一部は、さらに、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ向けに特別に構成される。専用コンピュータとして規定された場合、コンピュータは、特定の目的に含まれない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンを実行しつつ、特定の目的のために動作することができる。
一部の実施形態において、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されたまたはコンピュータネットワークを介して取得された1または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティベートまたは構成されたコンピュータで処理されてもよい。データがコンピュータネットワークを介して取得されると、そのデータは、コンピュータネットワーク(例えば、コンピューティングリソースのクラウド)上の他のコンピュータによって処理されてもよい。
1または複数実施形態は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にコンピュータ読み取り可能なコードとして製造されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、データを格納する任意のデータ記憶ハードウェアユニット(例えば、メモリデバイスなど)であり、データは、その後、コンピュータシステムによって読み出される。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ(NAS)、ROM、RAM、コンパクトディスク−ROM(CD−ROM)、CD−レコーダブル(CD−R)、CD−リライタブル(CD−RW)、磁気テープ、および、その他の光学式および非光学式のデータ記憶ハードウェアユニットが挙げられる。一部の実施形態において、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続されたコンピュータシステム上に分散されたコンピュータ読み取り可能なタンジブル媒体を含む。
上述の方法動作は、特定の順序で提示されているが、様々な実施形態において、その他のハウスキーピング処理が動作の合間に実行される、もしくは、方法動作が、若干異なる時間に実行される、様々な間隔で方法動作が起きることを許容するシステムに方法動作が分散される、または、上述したのと異なる順序で実行されるように調整されることを理解されたい。
さらに、一実施形態において、本開示に記載された様々な実施形態に記載された範囲を逸脱することなしに、本明細書に記載の任意の実施形態の1または複数の特徴が、任意の他の実施形態の1または複数の特徴と組み合わされることに注意されたい。
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
また、中央柱は、リフトピン120を備えることが図示されており、リフトピン120は、リフトピン制御122によって制御される。リフトピン120は、エンドエフェクタがウエハ101を持ち上げ、エンドエフェクタによって配置された後にウエハ101を降ろすことを可能にするように、ペデスタル140からウエハ101を持ち上げるために用いられる。基板処理システム100は、さらに、処理ガス114(例えば、設備からのガス化学物質供給など)に接続されたガス供給マニホルド112を備える。実行される処理に応じて、プローブ制御/システム制御110は、ガス供給マニホルド112を通る処理ガス114の供給を制御する。次いで、選択されたガスは、シャワーヘッド150内に流され、ウエハ101に対向するシャワーヘッド150面と、ペデスタル140との間に規定された空間(例えば、ギャップなど)に分配される。
図3は、入口ロードロック302および出口ロードロック304を備えたマルチステーション処理ツール300の一実施形態を示す概略図である。大気圧下にあるロボット306が、ポッド308を通してロードされたカセットから大気ポート310を介して入口ロードロック302内に基板(例えば、ウエハ101など)を移動させる。入口ロードロック302は、大気ポート310が閉じられたときに、入口ロードロック302がポンプダウンされるように、真空源(図示せず)に接続されている。入口ロードロック302は、ステーション1〜4の1つと結合されるチャンバ移動ポート316も備える。したがって、チャンバ移動ポート316が開いているときに、別のロボット(図示せず)が、ウエハ101を入口ロードロック302からステーション1のペデスタル140へ処理のために移動させる。
低周波整合回路網406の出力は、同軸ケーブル414を介して結合器/分配器121に接続され、高周波整合回路網408の出力は、結合器/分配器121に接続される。例えば、高周波整合回路網408の出力を結合器/分配器121の入力に接続する同軸ケーブルはない。いくつかの実施形態において、同軸ケーブルは、高周波整合回路網408の出力を結合器/分配器121の入力に接続する。
低周波発生器402は、例えば、2MHz周波数、400kHz周波数などの周波数を有するRF信号を発生し、同軸ケーブル410を介して低周波整合回路網406の入力にRF信号を供給する。低周波整合回路網406は、低周波RF発生器402からRF信号を受信した後に変調RF信号を生成するために、低周波整合回路網406の出力に接続された負荷(例えば、同軸ケーブル414、結合器/分配器121、同軸ケーブル416A〜416D、および、ステーション1〜4など)のインピーダンスを、低周波整合回路網406の入力に接続されたソース(例えば、同軸ケーブル410および低周波発生器402など)のインピーダンスと整合する。
同様に、高周波発生器404は、例えば、13MHz周波数、27MHz周波数、60MHz周波数などの周波数を有するRF信号を生成し、同軸ケーブル412を介して高周波整合回路網408の入力にRF信号を供給する。高周波整合回路網408は、高周波RF発生器404からRF信号を受信した後に変調RF信号を生成するために、高周波整合回路網408の出力に接続された負荷(例えば、結合器/分配器121、同軸ケーブル416A〜416D、および、ステーション1〜4など)のインピーダンスを、高周波整合回路網408の入力に接続されたソース(例えば、同軸ケーブル412および高周波発生器404など)のインピーダンスと整合する。
プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、パラメータプローブ408A〜408Dから受信したパラメータの値に基づいて、結合器/分配器121の対応する1または複数の同調回路の変数(例えば、静電容量など)の1または複数の値を決定する。例えば、プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、ステーション1に関連するパラメータの値が、ステーション2に関連するパラメータの値の所定の範囲内にある(例えば、同じである)ためには、結合器/分配器121の同調回路のうちの1回路の変数の値がV1であり、結合器/分配器121の同調回路のうちの別の回路の変数の値がV2であると決定する。プローブ制御/システム制御110のプロセッサは、変数の値V1およびV2を達成してパラメータの値の間に所定の範囲を達成するように、結合器/分配器121の同調回路を制御する。別の例として、結合器/分配器121のすべての同調回路の変数の値と、出力OUT#1〜OUT#4でのパラメータの値との間の対応関係(例えば、一対一の対応、関連づけ、マッピング、ルックアップテーブル内の行、など)が、プロセッサに接続されたメモリデバイス内に格納される。パラメータプローブ408Aからのパラメータの値およびパラメータプローブ408Bからのパラメータの値を受信した後に、プロセッサは、それらの値が互いから所定の範囲内にはないと決定する。プロセッサは、OUT#1でのパラメータの値が、OUT#2に接続された別の同調回路のパラメータの値からの所定の範囲内になるように、OUT#1に接続された1つの同調回路の変数の値を決定するために、メモリデバイスからの対応関係にアクセスする。プロセッサは、OUT#1でのパラメータの値がOUT#2でのパラメータの値から所定の範囲内になるように、OUT#1に接続された同調回路の変数の値および/またはOUT#2に接続された同調回路の変数の値を制御する。
インダクタL1〜L4の各々は、高周波数でコンデンサとして機能する。高周波遮断回路504A〜504Dは、出力回路510の入力522を介して高周波整合回路網408(図4)から受けた高周波数の変調RF信号の高周波数が、入力520、同軸ケーブル414、低周波整合回路網406、および、同軸ケーブル410を介して低周波RF発生器402へ到達するのを妨げる。
いくつかの実施形態において、スイッチS1〜S4の位置(例えば、開位置、閉位置など)は、処理パラメータ(後に例を挙げる)を達成するために、監視および制御される。例えば、スイッチが開位置にあるか閉位置にあるかを判定するために、センサ(例えば、電圧センサ、電流センサなど)が、スイッチのノーマルクローズ端子またはノーマルオープン端子に接続される。センサは、伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御110のプロセッサに接続される。センサは、伝送ケーブルを介してスイッチの位置をプロセッサに提供する。プロセッサは、位置が、所定の処理パラメータ(例えば、圧力、温度、エッチング速度、蒸着速度、複素電力、など)に対応するか否かを判定する。位置が所定の処理パラメータに対応しないと判定すると、プロセッサは、位置が所定の処理パラメータに対応するように、スイッチの位置を変更する。所定の処理パラメータとスイッチの位置との間の対応関係(例えば、一対一の関係、マッピングなど)が、メモリデバイスに格納される。このように、スイッチS1〜S4のうちの1または複数の位置に対応する所定の処理パラメータを達成するために、スイッチS1〜S4のうちの1または複数の位置が監視および制御される。
パラメータプローブ408Aは、伝送ケーブル604A(例えば、シリアル伝送ケーブル、パラレル伝送ケーブル、ユニバーサルシリアルバス(USB)などを介して、プローブ制御/システム制御110に接続される。同様に、パラメータプローブ408Bは、伝送ケーブル604Bを介してプローブ制御/システム制御110に接続され、パラメータプローブ408Cは、伝送ケーブル604Cを介してプローブ制御/システム制御110に接続され、パラメータプローブ408Dは、伝送ケーブル604Dを介してプローブ制御/システム制御110に接続される。
パラメータプローブ408Aは、OUT#1に結合され、パラメータプローブ408Bは、OUT#2に結合され、パラメータプローブ408Cは、OUT#3に結合され、パラメータプローブ408Dは、OUT#4に結合される。パラメータプローブ408Aは、OUT#1でパラメータプローブ408Aによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Aを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。同様に、パラメータプローブ408Bは、OUT#2でパラメータプローブ408Bによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Bを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。さらに、パラメータプローブ408Cは、OUT#3でパラメータプローブ408Cによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Cを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。パラメータプローブ408Dは、OUT#4でパラメータプローブ408Dによって測定されたパラメータの値を、伝送ケーブル604Dを介してプローブ制御/システム制御110へ提供する。
いくつかの実施形態において、出力OUT#1、OUT#2,OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの検知の代わりまたは追加として、OUT#1、OUT#2、OUT#3、および、OUT#4におけるパラメータの値が最小化されるように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の位置(例えば、プレート間の距離、プレート間の角度など)を決定するために、位置センサが用いられる。位置センサの例は、線形センサおよび回転センサを含む。説明すると、位置センサは、電位差計または誘導位置センサまたは回転エンコーダを含む。各位置センサは、コンデンサの位置を測定するために、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24の対応する1つに近接して配置される。位置は、位置センサから伝送ケーブルを介してプローブ制御/システム制御110のプロセッサに提供される。プローブ制御/システム制御110は、位置が所定の処理パラメータに対応するか否かを判定する。位置が所定の処理パラメータに対応しないと判定すると、プロセッサは、位置が所定の処理パラメータに対応する(例えば、一対一の関係を有する、対応関係を有する、など)ように、上述のようにコンデンサの位置を変化させる。コンデンサの位置と、所定の処理パラメータとの間の対応関係は、メモリデバイスに格納される。このように、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの1または複数のコンデンサの位置が、コンデンサC5、C6、C7、C8、C17、C19、C22、および、C24のうちの1または複数のコンデンサの位置に対応する所定の処理パラメータを達成するために、監視および制御される。
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例1:
システムであって、
第1周波数を有する第1RF信号を生成するよう構成された第1高周波(RF)発生器と、
第2周波数を有する第2RF信号を生成するよう構成された第2RF発生器と、
前記第1RF信号を受信するために前記第1RF発生器に接続された第1整合回路網であって、前記第1RF信号を受信して第1変調RF信号を出力するよう構成されている、第1整合回路網と、
前記第2RF信号を受信するために前記第2RF発生器に接続された第2整合回路網であって、前記第2RF信号を受信して第2変調RF信号を出力するよう構成されている、第2整合回路網と、
前記第1整合回路網の出力および前記第2整合回路網の出力に接続された結合器/分配器であって、前記第1変調RF信号および前記第2変調RF信号を結合して、結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成され、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を備え、前記結合器/分配器の前記複数の出力で測定されたパラメータに基づいて、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する複数のインピーダンスを調整するための前記第1および第2周波数用の複数の同調回路を備える、結合器/分配器と、
を備える、システム。
適用例2:
適用例1に記載のシステムであって、さらに、前記パラメータに基づいて、前記同調回路のうちの1または複数の変数を調節するよう構成されたシステムコントローラを備える、システム。
適用例3:
適用例1に記載のシステムであって、さらに、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの別の1つから所定の範囲内になるように、前記複数の同調回路のうちの1または複数の同調回路の、一つの変数を調節するよう構成されたシステムコントローラを備える、システム。
適用例4:
適用例1に記載のシステムであって、
前記複数の同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記同調回路のうちの別の1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つに基づいて変更される、システム。
適用例5:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、前記第2周波数が前記第1RF発生器に影響を与えないように、前記第2周波数をフィルタリングするよう構成された遮断回路を備える、システム。
適用例6:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、
前記複数のプラズマ処理ステーションに対応する複数の擬似負荷と、
複数のスイッチであって、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記結合器/分配器の前記出力の対応する1つに接続されるよう構成され、複数のスイッチの1つが前記擬似負荷の1つに接続されているときに、前記複数の出力の1つに接続された前記複数のプラズマ処理ステーションの1つの中で、プラズマが使用不能になり、複数のスイッチの1つが前記結合器/分配器の前記複数の出力の前記1つに接続されているときに、前記複数の出力の前記1つに接続された前記複数のプラズマ処理ステーションの1つの中で、プラズマが使用可能になる、複数のスイッチと、
前記結合器/分配器の前記複数の出力への接続と前記複数の擬似負荷への接続との間で前記複数のスイッチの位置を変更するために、前記複数のスイッチに接続されたシステムコントローラと、
複数の直流(DC)遮断コンデンサであって、前記複数のDC遮断コンデンサの各々は、DC電力が前記複数の擬似負荷の対応する1つに印加されることを妨げるために、前記複数の擬似負荷の前記対応する1つに接続されている、複数のDC遮断コンデンサと、
を備える、システム。
適用例7:
適用例1に記載のシステムであって、さらに、
前記結合器/分配器の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記結合器/分配器の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブと、
前記パラメータの前記複数の値を前記複数のパラメータプローブから受信するために、前記複数のパラメータプローブに接続されたシステムコントローラと、
を備え、
前記システムコントローラは、前記複数のパラメータプローブから受信した前記パラメータの前記複数の値に基づいて前記同調回路を調整するために、前記複数の同調回路に接続されている、システム。
適用例8:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、複数の平衡インダクタを備え、前記複数の平衡インダクタの各々は、前記結合器/分配器の前記複数の出力のうちの対応する1つに接続され、前記複数の平衡インダクタの各々は、動作周波数の達成を容易にするように前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの対応する1つの共振周波数を制御するために用いられる、システム。
適用例9:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器、前記第1整合回路網、および、第2整合回路網は、前記複数のプラズマ処理ステーションの動作を円滑にするために、前記複数のプラズマ処理ステーションから離して配置される、システム。
適用例10:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、複数の同軸ケーブルを介して前記複数のプラズマ処理ステーションに接続され、前記複数の同軸ケーブルの各々は、前記結合器/分配器の一部である、システム。
適用例11:
適用例1に記載のシステムであって、前記第1および第2周波数用の前記複数の同調回路は、RF電力が前記複数のプラズマ処理ステーションに供給されていて、前記パラメータが変化しているときに、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する前記インピーダンスを調整し、前記RF電力は、前記結合RF信号が前記複数のプラズマ処理ステーションに供給されるときに、前記複数のプラズマ処理ステーションに供給される、システム。
適用例12:
適用例1に記載のシステムであって、前記第1および第2周波数用の前記複数の同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連するさらなるパラメータに基づいて、前記複数のステーションにわたる前記パラメータの変動を最小化するように調整される、システム。
適用例13:
適用例1に記載のシステムであって、前記複数の出力は、前記複数のプラズマ処理ステーションの複数のペデスタル、または前記複数のプラズマ処理ステーションの複数のシャワーヘッドに、接続される、システム。
適用例14:
適用例1に記載のシステムであって、前記複数の同調回路は、複数の位置にあるように構成され、前記複数の位置は、前記複数のインピーダンスを調整するために監視および制御される、システム。
適用例15:
適用例1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記結合器/分配器の前記複数の出力の対応する1つに接続されるよう構成され、前記スイッチの各々は複数の位置を有し、前記複数の位置は、前記複数のインピーダンスを調整するために監視および制御される、システム。
適用例16:
結合器/分配器であって、
第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために、前記第1整合回路網を介して第1高周波(RF)発生器に接続された第1周波数回路であって、前記第1変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成されている、第1周波数回路と、
第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために、前記第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路であって、前記第2変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成され、前記第1周波数回路に接続されている、第2周波数回路と、
前記第2周波数回路に接続された出力回路であって、前記第1周波数回路から出力された前記複数のRF信号の各々を、前記第2周波数回路から出力された前記複数のRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成されている、出力回路と、
を備え、
前記出力回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有し、
前記第1周波数回路は、前記出力回路の前記複数の出力において測定されたパラメータに基づいて前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する複数のインピーダンスを調整するために、前記第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備え、
前記第2周波数回路は、前記出力回路の前記複数の出力において測定された前記パラメータに基づいて前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する前記複数のインピーダンスを調整するために、前記第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える、結合器/分配器。
適用例17:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータに基づいて調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータに基づいて調節される前記変数を有する、結合器/分配器。
適用例18:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの別の1つから所定の範囲内になるように調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記複数のインピーダンスのうちの前記1つが、前記複数のインピーダンスのうちの前記別の1つから前記所定の範囲内になるように調節される変数を有する、結合器/分配器。
適用例19:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、
前記複数の第1周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記複数の第2周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つに基づいて変更される、結合器/分配器。
適用例20:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、前記第1周波数回路は、前記第2周波数が前記第1RF発生器に影響を与えないように、前記第2周波数をフィルタリングするよう構成された遮断回路を備える、結合器/分配器。
適用例21:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、前記出力回路は、
前記複数のプラズマ処理ステーションに対応する複数の擬似負荷と、
複数のスイッチであって、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記出力回路の前記複数の出力の対応する1つに接続されるよう構成されている、複数のスイッチと、
を備える、結合器/分配器。
適用例22:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、さらに、
前記出力回路の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記出力回路の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブを備え、
前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成され、
前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成されている、結合器/分配器。
適用例23:
適用例16に記載の結合器/分配器であって、前記出力回路は、複数の平衡インダクタを備え、前記複数の平衡インダクタの各々は、前記出力回路の前記複数の出力のうちの対応する1つに接続され、前記複数の平衡インダクタの各々は、動作周波数の達成を容易にするように前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの対応する1つの周波数を制御するために用いられる、結合器/分配器。
適用例24:
システムであって、
結合器/分配器であって、
第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために、前記第1整合回路網を介して第1高周波(RF)発生器に接続された第1周波数回路であって、前記第1変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成されている、第1周波数回路と、
第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために、前記第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路であって、前記第2変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成され、前記第1周波数回路に接続されている、第2周波数回路と、
前記第2周波数回路に接続された出力回路であって、前記第1周波数回路から出力された前記複数のRF信号の各々を、前記第2周波数回路から出力された前記複数のRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成されている、出力回路と、を備え、
前記出力回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有し、
前記第1周波数回路は、前記第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備え、
前記第2周波数回路は、前記第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える、結合器/分配器と、
前記結合器/分配器に接続されたシステムコントローラであって、
前記システムコントローラは、前記出力回路の前記複数の出力で測定されたパラメータに基づいて、前記複数の第1周波数同調回路を調整するよう構成され、
前記システムコントローラは、前記出力回路の前記複数の出力で測定された前記パラメータに基づいて、前記複数の第2周波数同調回路を調整するよう構成されている、システムコントローラと、
を備える、システム。
適用例25:
適用例24に記載のシステムであって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに関連する第1インピーダンスが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する第2から所定の範囲内になるように、調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記第1インピーダンスが、前記第2インピーダンスから前記所定の範囲内になるように調節される前記変数を有する、システム。
適用例26:
適用例24に記載のシステムであって、
前記複数の第1周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記複数の第2周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連するインピーダンスに基づいて変更される、システム。
適用例27:
適用例24に記載のシステムであって、さらに、
前記出力回路の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記出力回路の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブを備え、
前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成され、
前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成されている、システム。

Claims (27)

  1. システムであって、
    第1周波数を有する第1RF信号を生成するよう構成された第1高周波(RF)発生器と、
    第2周波数を有する第2RF信号を生成するよう構成された第2RF発生器と、
    前記第1RF信号を受信するために前記第1RF発生器に接続された第1整合回路網であって、前記第1RF信号を受信して第1変調RF信号を出力するよう構成されている、第1整合回路網と、
    前記第2RF信号を受信するために前記第2RF発生器に接続された第2整合回路網であって、前記第2RF信号を受信して第2変調RF信号を出力するよう構成されている、第2整合回路網と、
    前記第1整合回路網の出力および前記第2整合回路網の出力に接続された結合器/分配器であって、前記第1変調RF信号および前記第2変調RF信号を結合して、結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成され、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を備え、前記結合器/分配器の前記複数の出力で測定されたパラメータに基づいて、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する複数のインピーダンスを調整するための前記第1および第2周波数用の複数の同調回路を備える、結合器/分配器と、
    を備える、システム。
  2. 請求項1に記載のシステムであって、さらに、前記パラメータに基づいて、前記同調回路のうちの1または複数の変数を調節するよう構成されたシステムコントローラを備える、システム。
  3. 請求項1に記載のシステムであって、さらに、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの別の1つから所定の範囲内になるように、前記複数の同調回路のうちの1または複数の同調回路の、一つの変数を調節するよう構成されたシステムコントローラを備える、システム。
  4. 請求項1に記載のシステムであって、
    前記複数の同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記同調回路のうちの別の1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
    前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つに基づいて変更される、システム。
  5. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、前記第2周波数が前記第1RF発生器に影響を与えないように、前記第2周波数をフィルタリングするよう構成された遮断回路を備える、システム。
  6. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、
    前記複数のプラズマ処理ステーションに対応する複数の擬似負荷と、
    複数のスイッチであって、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記結合器/分配器の前記出力の対応する1つに接続されるよう構成され、複数のスイッチの1つが前記擬似負荷の1つに接続されているときに、前記複数の出力の1つに接続された前記複数のプラズマ処理ステーションの1つの中で、プラズマが使用不能になり、複数のスイッチの1つが前記結合器/分配器の前記複数の出力の前記1つに接続されているときに、前記複数の出力の前記1つに接続された前記複数のプラズマ処理ステーションの1つの中で、プラズマが使用可能になる、複数のスイッチと、
    前記結合器/分配器の前記複数の出力への接続と前記複数の擬似負荷への接続との間で前記複数のスイッチの位置を変更するために、前記複数のスイッチに接続されたシステムコントローラと、
    複数の直流(DC)遮断コンデンサであって、前記複数のDC遮断コンデンサの各々は、DC電力が前記複数の擬似負荷の対応する1つに印加されることを妨げるために、前記複数の擬似負荷の前記対応する1つに接続されている、複数のDC遮断コンデンサと、
    を備える、システム。
  7. 請求項1に記載のシステムであって、さらに、
    前記結合器/分配器の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記結合器/分配器の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブと、
    前記パラメータの前記複数の値を前記複数のパラメータプローブから受信するために、前記複数のパラメータプローブに接続されたシステムコントローラと、
    を備え、
    前記システムコントローラは、前記複数のパラメータプローブから受信した前記パラメータの前記複数の値に基づいて前記同調回路を調整するために、前記複数の同調回路に接続されている、システム。
  8. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、複数の平衡インダクタを備え、前記複数の平衡インダクタの各々は、前記結合器/分配器の前記複数の出力のうちの対応する1つに接続され、前記複数の平衡インダクタの各々は、動作周波数の達成を容易にするように前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの対応する1つの共振周波数を制御するために用いられる、システム。
  9. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器、前記第1整合回路網、および、第2整合回路網は、前記複数のプラズマ処理ステーションの動作を円滑にするために、前記複数のプラズマ処理ステーションから離して配置される、システム。
  10. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は、複数の同軸ケーブルを介して前記複数のプラズマ処理ステーションに接続され、前記複数の同軸ケーブルの各々は、前記結合器/分配器の一部である、システム。
  11. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1および第2周波数用の前記複数の同調回路は、RF電力が前記複数のプラズマ処理ステーションに供給されていて、前記パラメータが変化しているときに、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する前記インピーダンスを調整し、前記RF電力は、前記結合RF信号が前記複数のプラズマ処理ステーションに供給されるときに、前記複数のプラズマ処理ステーションに供給される、システム。
  12. 請求項1に記載のシステムであって、前記第1および第2周波数用の前記複数の同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに関連するさらなるパラメータに基づいて、前記複数のステーションにわたる前記パラメータの変動を最小化するように調整される、システム。
  13. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数の出力は、前記複数のプラズマ処理ステーションの複数のペデスタル、または前記複数のプラズマ処理ステーションの複数のシャワーヘッドに、接続される、システム。
  14. 請求項1に記載のシステムであって、前記複数の同調回路は、複数の位置にあるように構成され、前記複数の位置は、前記複数のインピーダンスを調整するために監視および制御される、システム。
  15. 請求項1に記載のシステムであって、前記結合器/分配器は複数のスイッチを備え、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記結合器/分配器の前記複数の出力の対応する1つに接続されるよう構成され、前記スイッチの各々は複数の位置を有し、前記複数の位置は、前記複数のインピーダンスを調整するために監視および制御される、システム。
  16. 結合器/分配器であって、
    第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために、前記第1整合回路網を介して第1高周波(RF)発生器に接続された第1周波数回路であって、前記第1変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成されている、第1周波数回路と、
    第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために、前記第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路であって、前記第2変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成され、前記第1周波数回路に接続されている、第2周波数回路と、
    前記第2周波数回路に接続された出力回路であって、前記第1周波数回路から出力された前記複数のRF信号の各々を、前記第2周波数回路から出力された前記複数のRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成されている、出力回路と、
    を備え、
    前記出力回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有し、
    前記第1周波数回路は、前記出力回路の前記複数の出力において測定されたパラメータに基づいて前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する複数のインピーダンスを調整するために、前記第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備え、
    前記第2周波数回路は、前記出力回路の前記複数の出力において測定された前記パラメータに基づいて前記複数のプラズマ処理ステーションに関連する前記複数のインピーダンスを調整するために、前記第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える、結合器/分配器。
  17. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータに基づいて調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータに基づいて調節される前記変数を有する、結合器/分配器。
  18. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの別の1つから所定の範囲内になるように調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記複数のインピーダンスのうちの前記1つが、前記複数のインピーダンスのうちの前記別の1つから前記所定の範囲内になるように調節される変数を有する、結合器/分配器。
  19. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、
    前記複数の第1周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記複数の第2周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
    前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する前記複数のインピーダンスのうちの1つに基づいて変更される、結合器/分配器。
  20. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、前記第1周波数回路は、前記第2周波数が前記第1RF発生器に影響を与えないように、前記第2周波数をフィルタリングするよう構成された遮断回路を備える、結合器/分配器。
  21. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、前記出力回路は、
    前記複数のプラズマ処理ステーションに対応する複数の擬似負荷と、
    複数のスイッチであって、前記複数のスイッチの各々は、前記複数の擬似負荷の対応する1つまたは前記出力回路の前記複数の出力の対応する1つに接続されるよう構成されている、複数のスイッチと、
    を備える、結合器/分配器。
  22. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、さらに、
    前記出力回路の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記出力回路の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブを備え、
    前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成され、
    前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成されている、結合器/分配器。
  23. 請求項16に記載の結合器/分配器であって、前記出力回路は、複数の平衡インダクタを備え、前記複数の平衡インダクタの各々は、前記出力回路の前記複数の出力のうちの対応する1つに接続され、前記複数の平衡インダクタの各々は、動作周波数の達成を容易にするように前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの対応する1つの周波数を制御するために用いられる、結合器/分配器。
  24. システムであって、
    結合器/分配器であって、
    第1周波数の第1変調RF信号を第1整合回路網から受信するために、前記第1整合回路網を介して第1高周波(RF)発生器に接続された第1周波数回路であって、前記第1変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成されている、第1周波数回路と、
    第2周波数の第2変調RF信号を第2整合回路網から受信するために、前記第2整合回路網を介して第2RF発生器に接続された第2周波数回路であって、前記第2変調RF信号を受信して複数のRF信号を出力するよう構成され、前記第1周波数回路に接続されている、第2周波数回路と、
    前記第2周波数回路に接続された出力回路であって、前記第1周波数回路から出力された前記複数のRF信号の各々を、前記第2周波数回路から出力された前記複数のRF信号の対応する1つと結合して、複数の結合RF信号を複数のプラズマ処理ステーションに供給するよう構成されている、出力回路と、を備え、
    前記出力回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションに接続された複数の出力を有し、
    前記第1周波数回路は、前記第1周波数用の複数の第1周波数同調回路を備え、
    前記第2周波数回路は、前記第2周波数用の複数の第2周波数同調回路を備える、結合器/分配器と、
    前記結合器/分配器に接続されたシステムコントローラであって、
    前記システムコントローラは、前記出力回路の前記複数の出力で測定されたパラメータに基づいて、前記複数の第1周波数同調回路を調整するよう構成され、
    前記システムコントローラは、前記出力回路の前記複数の出力で測定された前記パラメータに基づいて、前記複数の第2周波数同調回路を調整するよう構成されている、システムコントローラと、
    を備える、システム。
  25. 請求項24に記載のシステムであって、前記複数の第1周波数同調回路は、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに関連する第1インピーダンスが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連する第2から所定の範囲内になるように、調節される変数を有し、前記複数の第2周波数同調回路は、前記第1インピーダンスが、前記第2インピーダンスから前記所定の範囲内になるように調節される前記変数を有する、システム。
  26. 請求項24に記載のシステムであって、
    前記複数の第1周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの1つに供給される前記第1周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサを備え、前記複数の第2周波数同調回路のうちの1つが、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの前記1つに供給される前記第2周波数の電力のレベルを変更するために調整されるコンデンサであり、
    前記第1周波数の電力の前記レベルおよび前記第2周波数の電力の前記レベルは、前記複数のプラズマ処理ステーションのうちの別の1つに関連するインピーダンスに基づいて変更される、システム。
  27. 請求項24に記載のシステムであって、さらに、
    前記出力回路の前記複数の出力で前記パラメータの複数の値を測定するために、前記出力回路の前記複数の出力に接続された複数のパラメータプローブを備え、
    前記複数の第1周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成され、
    前記複数の第2周波数同調回路は、前記パラメータの前記複数の値に基づいて調整されるよう構成されている、システム。
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