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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024112851
(43)【公開日】2024-08-21
(54)【発明の名称】基板を処理するための方法及び装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/3065 20060101AFI20240814BHJP
   H01L 21/205 20060101ALI20240814BHJP
   H01L 21/31 20060101ALI20240814BHJP
   C23C 16/52 20060101ALI20240814BHJP
【FI】
H01L21/302 101G
H01L21/205
H01L21/31 C
C23C16/52
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024076670
(22)【出願日】2024-05-09
(62)【分割の表示】P 2022567538の分割
【原出願日】2021-03-30
(31)【優先権主張番号】16/870,438
(32)【優先日】2020-05-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
【住所又は居所原語表記】3050 Bowers Avenue Santa Clara CA 95054 U.S.A.
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】シルベイラ, フェルナンド
(72)【発明者】
【氏名】フォベル, リチャード
(72)【発明者】
【氏名】チャン, チュンレイ
(57)【要約】      (修正有)
【課題】プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却されるプロセスチャンバ内の構成要素の温度を制御する方法及び装置を提供する。
【解決手段】温度制御システム100は、それぞれの冷却プレート110を含むチャックアセンブリ(ESC)104及び/又はプラズマソース124、それぞれの冷却プレートと熱交換器150との間に接続された比例バイパス弁(PBV)140、それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定する温度センサ112、114及び温度センサから測定された温度を受け取り、測定された温度を受け取ったことに応じて、比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン146及び第2の冷却剤出力ライン148を通る冷却剤の流量を制御する温度コントローラ130を含む。
【選択図】図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれの冷却プレートを含むチャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方であって、前記それぞれの冷却プレートは、熱交換器の冷却剤供給ラインに結合された入口チャネルと、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続した出口チャネルと、を有する冷却剤チャネルを含む、チャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方、
前記それぞれの冷却プレートと前記熱交換器との間に接続された比例バイパス弁であって、前記冷却剤供給ラインに接続した冷却剤入力ライン、前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルに接続した第1の冷却剤出力ライン、及び前記冷却剤戻りラインに接続した第2の冷却剤出力ラインを含む比例バイパス弁、
前記それぞれの冷却プレートの前記出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定するように構成された温度センサ、並びに
前記温度センサ測定から測定された温度を受け取り、前記測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御するコントローラを備える、処理チャンバ。
【請求項2】
基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項1に記載の処理チャンバ。
【請求項3】
内部に前記比例バイパス弁が収容されるハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)を更に備える、請求項1に記載の処理チャンバ。
【請求項4】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項1に記載の処理チャンバ。
【請求項5】
前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルは、第1の入口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは、第2の入口チャネルを更に含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとにそれぞれ接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の前記冷却剤戻りラインに接続している、請求項1から4のいずれか一項に記載の処理チャンバ。
【請求項6】
プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法であって、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
前記チャックアセンブリ又は前記プラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
前記それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを含む、方法。
【請求項7】
前記基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、請求項6又は7に記載の方法。
【請求項9】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項6に記載の方法。
【請求項10】
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
測定された温度を受け取ったことに応じて、第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン又は第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の少なくとも一方の流量を制御すること、及び、前記第1の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを更に含む、請求項6、7、又は9から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
指示命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記指示命令は、プロセッサによって実行されると、プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法を実行させ、前記方法は、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
前記チャックアセンブリ又は前記プラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
前記それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項15】
前記基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項16】
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、請求項14又は15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項17】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項18】
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項19】
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、請求項18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項20】
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、請求項14、15、又は17から19のいずれか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001] 本開示の実施形態は、広くは、基板を処理するための方法及び装置に関し、特に、基板の処理中に処理チャンバ内の構成要素の温度を制御するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002] プラズマエッチング又はプラズマ堆積チャンバのようなプラズマ処理チャンバでは、動作中に、処理チャンバ内に配置された構成要素(例えば、基板、基板支持体、ソースなど)の温度が、プラズマプロセスの有効性又は速度を制御する重要なパラメータである。例えば、基板を支持する基板支持体上に配置されたチャックアセンブリ又はソース(例えば、ターゲット、シャワーヘッドなど)の温度は、温度制御システムを使用して制御することができ、エッチング/堆積速度を制御するために、例えば、構成要素を加熱又は冷却するために、プラズマプロセス中にプロセスレシピの特定の設定点について調整する。
【0003】
[0003] 更に、マイクロエレクトロニクスの特徴がより小さくなり、ダイ及びその結果としての製品をより小さくすることができるようになると、プラズマ処理中に温度制御のより精密さが要求される。例えば、より高出力のプラズマは、比較的大量の熱を生成し、典型的には、より効果的な冷却を必要とする。その結果、温度制御システムは、非常に正確な必要があり、種々のプロセスを支援するために広範囲の温度にわたって動作しなければならない。
【0004】
[0004] 更に、従来の温度制御システムは、チャンバ構成要素に冷却剤を供給するのに適しているが、そのようなシステムは、冷却剤が温度制御システムの熱交換器に戻る前に冷却剤の温度を制御するように構成されておらず、熱交換器への損傷及び/又は熱交換器での冷却剤の冷却時間の増加を招く可能性がある。
【発明の概要】
【0005】
[0005] プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却されるプロセスチャンバ内の構成要素の温度を制御する方法及び装置が、本明細書において提供される。幾つかの実施形態では、処理チャンバが、それぞれの冷却プレートを含むチャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方を含み、それぞれの冷却プレートは、熱交換器の冷却剤供給ラインに結合された入口チャネルと、熱交換器の冷却剤戻りラインに接続した出口チャネルと、を有する冷却剤チャネルを含む。処理チャンバは、それぞれの冷却プレートと熱交換器との間に接続された比例バイパス弁であって、冷却剤供給ラインに接続した冷却剤入力ライン、それぞれの冷却プレートの入口チャネルに接続した第1の冷却剤出力ライン、及び冷却剤戻りラインに接続した第2の冷却剤出力ラインを含む比例バイパス弁、それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定するように構成された温度センサ、並びに、温度センサ測定から測定された温度を受け取り、測定された温度を受け取ったことに応じて、比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る冷却剤の流量を制御するコントローラを更に含む。
【0006】
[0006] 少なくとも幾つかの実施形態によれば、プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法が、プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けてプラズマを導くこと、チャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定すること、及び、測定された温度を受け取ったことに応じて、比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る冷却剤の流量を制御することを含む。
【0007】
[0007] 少なくとも幾つかの実施形態によれば、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が、指示命令を記憶している。該指示命令は、プロセッサによって実行されると、プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法を実行する。該方法は、プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けてプラズマを導くこと、チャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定すること、及び、測定された温度を受け取ったことに応じて、比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る冷却剤の流量を制御することを含む。
【0008】
[0008] 本開示の他の及び更なる実施形態が、以下で説明される。
【0009】
[0009] 上記で簡潔に要約され、以下でより詳細に説明される本開示の実施形態は、添付の図面に示す本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することができる。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容し得ることから、付随する図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、範囲を限定するものと見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1A】[0010] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、温度制御システムの図である。
図1B】[0011] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、温度制御システムの図である。
図2】[0012] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、温度制御システムの図である。
図3】[0013] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、温度制御システムの図である。
図4】[0014] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、プラズマシステムの概略図である。
図5】[0015] 本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、基板を処理するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[0016] 理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。図は縮尺どおりではなく、分かりやすくするために簡略化されていることがある。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、その他の実施形態に有益に組み込まれてよい。
【0012】
[0017] 処理チャンバ内の1以上の構成要素の温度を制御するための方法及び装置の実施形態が、本明細書で提供される。より具体的には、該方法が、例えば、プロセス構成要素の出口チャネルを通る冷却剤の測定された温度を受け取ること、及び、測定された温度を受け取ったことに応じて、プロセス構成要素の冷却プレートに接続された比例バイパス弁の第1の冷却剤出力と第2の冷却剤出力とを通る冷却剤の流量を制御することを含む。本明細書で説明される方法及び装置は、プロセス時間を大幅に短縮し、例えばプラズマを再衝突させる必要性を排除することによってアーク放電のリスクを低減させ、スループットを増加させ、改善された熱制御を提供する。
【0013】
[0018] 図1Aは、本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、温度制御システム100(制御システム100)の図である。図1Aでは、制御システム100が、静電チャック(ESC)104(例えば、チャックアセンブリ)との使用に関して説明される。ESC104は、以下でより詳細に説明されるように、1以上の種類の処理チャンバ(例えば、プラズマ124処理チャンバ)内で基板106を支持する。本開示は、プラズマ処理チャンバの文脈でESCを説明するが、本明細書で説明されるESCは、様々な異なるチャンバ内で、様々な異なるプロセス用に使用されてよい。制御システム100の特定の一実施態様に応じて、ESCの代わりに異なる基板支持体が使用されてよい。
【0014】
[0019] 制御システム100は、1以上の比例バイパス弁140(PBV140)を含む。PBV140は、そこを通る冷却剤の流量を連続的に調整するように構成され得る。多入力多出力(MIMO)コントローラ又は任意の他の種類のコントローラなどの温度コントローラ130が、PBV140の弁を制御し、ESC104及び/又はESC104によって支持される基板106の温度を調節するように構成される。より具体的には、温度コントローラ130が、以下でより詳細に説明されるように、ESC104及び/又は基板106の温度、ならびにESC104を通る冷却剤の流量又はランプ速度を制御するためのフィードバックとして、ESC104の光学温度センサなどの1以上のセンサ/プローブ112、114から温度測定値を受け取るように構成される。冷却剤は、ESC104の上部プレート108及び/又は基板106を冷却するのに適した任意の流体であり得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、冷却剤が、非限定的に、水、脱イオン水/エチレングリコール、3MのFluorinert(登録商標)若しくはSolvay Solexis, Inc.のGalden(登録商標)などのフッ素化冷却剤、又は過フッ素化不活性ポリエーテルを含有するものなどの任意の他の好適な流体を含み得る。
【0015】
[0020] 図1Aを引き続き参照すると、ESC104は、シリコンウエハ又は他の種類の基板のような、基板106を支持するように構成された上部プレート108(例えば、基板支持体)を含む。上部プレート108は、冷却プレート110上に支持され、冷却プレート110の下方に提供され得る1以上の他の支持体(図示せず)は、基板106を移動させ、支持し、上部プレート108及び/又は基板106にガス、電流、及び/又は他の材料を提供するように構成され得る。
【0016】
[0021] 幾つかの基板プロセス、例えば、エッチング、堆積などの最中、熱126が、プラズマ124から上部プレート108及び/若しくは基板106に、並びに/又は処理チャンバ内の上部プレート108及び/若しくは基板106を加熱するのに適した1以上の他の要素及び構成要素、例えば、ヒータ(図示せず)によって印加され得る。熱126は、少なくとも部分的に、基板106を通して上部プレート108に伝導され、冷却プレート110に伝導される。上部プレート108は、基板106の又はその近傍の温度を測定するように構成されたセンサ112、114を含む。
【0017】
[0022] 冷却プレート110は、1以上の入口チャネルを介して冷却剤を受け取り、1以上の出力チャネルを介して冷却剤を放出する1以上の冷却剤チャネルを含む。例示目的で、複数の冷却剤チャネル122が、冷却プレート110内で図示されている。複数の冷却剤チャネル122を設けることにより、冷却プレート110の異なる部分の温度を独立して制御することが可能になる。例えば、ESC104の周縁部はESC104の中央部よりも高温になる傾向があるので、別個の周縁部又は外側流体チャネルが、より多くの冷却剤がESC104の周縁部に与えられることを可能にし得る。冷却プレート110は、1以上の入口チャネル116及び1以上の出力チャネル118を含み得る(入口チャネル116及び出力チャネル118を図示するために、矢印が使用されている)。入口チャネル116は、PBVの第1の冷却剤出力ラインに接続し、出力チャネル118は、熱交換器の戻りラインに接続する。
【0018】
[0023] 温度コントローラ130の1以上の熱交換器は、ESC104に冷却剤を提供するように構成されている。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、熱交換器150が、それぞれ、ESC104に冷却剤を提供し、ESC104から冷却剤を受け取るための、冷却剤供給ライン152及び冷却剤戻りライン154を含む。熱交換器150は、戻り冷却剤を受け取り、戻り冷却剤を所定の温度に又は調節された量だけ冷却する。熱交換器150は、サーモスタット制御されてよく、又は、熱交換器150は、処理チャンバの特定の設計に基づいて、一定量の冷却を与えてもよい。ESC104を通して循環される冷却剤の温度は、供給される冷却剤の温度によって、且つ、ESC104を通る冷却剤の流量によって制御される。ESC104を通る冷却剤は、例えば、動作中に複数の冷却剤チャネル122を通って循環する。
【0019】
[0024] PBV140は、ESC104と熱交換器150との間に接続される。PBV140は、熱交換器150の冷却剤供給ライン152に接続される冷却剤入力ライン142を含む。冷却剤入力ライン142は、弁144に接続されている。弁144は、ESC104の入口チャネル116に接続した第1の冷却剤出力ライン146(PBV140の内側に仮想線で示されている)と、熱交換器150の冷却剤戻りライン154に接続した第2の冷却剤出力ライン148(これもPBV140の内側に仮想線で示されている)とに接続されている。弁144は、以下でより詳細に説明されるように、PBV140を通る冷却剤の流路を制御するために、温度コントローラ130によって制御される複数のポート(図示せず、例えば少なくとも2つのポート)を含む。
【0020】
[0025] 温度コントローラ130は、上部プレート108及び/又は基板106の温度を特定するために、センサ112、114から温度測定値/信号を受け取る。受け取られた温度測定値に基いて、温度コントローラ130は、PBV140内の弁144の複数のポートを開閉して、PBV140を通る冷却剤の流路と、ESC104の複数の冷却剤チャネル122を通る冷却剤の流量とを制御する。より具体的には、受け取られた温度測定値を使用して、温度コントローラ130が、弁制御信号、例えば、アナログ電圧信号、デジタルパルス幅変調信号、及び/又はガス圧信号を生成し得、その制御信号をPBV140に供給する。更に、温度コントローラ130はまた、PBV140及びセンサ112、114から圧力、温度、及び/又は他の信号も受け取り得る。それらを使用して、熱交換器150内に配置された1以上の弁、及び/又は熱交換器150によって提供される冷却剤の温度を制御することができる。
【0021】
[0026] 図1Bは、本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、制御システム100の図である。例示目的で、熱交換器150は、冷却剤供給ライン152及び冷却剤戻りライン154が熱交換器150の上部にある状態で図示されている。
【0022】
[0027] 制御システム100は、図1Aに関して前述されたものと実質的に同様に機能する。したがって、図1Bに特有の特徴のみが、本明細書で説明される。例えば、制御システム100はまた、処理チャンバ内の1以上の他の構成要素の温度を制御するように構成することもできる。例えば、図1Bで示されているように、温度コントローラ130は、処理チャンバ内のソース160(例えば、ターゲット、シャワーヘッド、又は他のプロセス構成要素)の温度を制御するように構成することができる。ESC104と同様に、処理中、ソース160の温度は、例えばプラズマ124からの熱126によって上昇する傾向がある。したがって、冷却プレート110をESC104に結合する代わりに、冷却プレート110をソース160に結合することができる。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、例えばソース160がシャワーヘッドであるときに、冷却プレート110は、ブロッカプレート161及び/又はシャワーヘッドなどのガス分配プレート162に結合され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、冷却プレート110が、ブロッカプレート161に結合され得る。そのような一実施形態では、センサ112、114が、ブロッカプレート161又はガス分配プレート162に結合され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、センサ112、114が、ブロッカプレート161に結合され得る。処理中、ブロッカプレート161及び/又はガス分配プレート162の温度は、以下でより詳細に説明されるように、それらに供給される冷却剤を介して制御/監視される。
【0023】
[0028] 図2は、本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、制御システム200の図である。制御システム200は、ESC104及び/又はソース160のいずれかと共に動作するように構成され得るが、例示目的で、制御システム200は、ESC104との使用に関して説明される。例えば、PBV140は、ハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)260の中に組み込まれ得る。ハイブリッドwFib260の中に組み込まれたPBV140を含む制御システム200は、図1A及び図1Bの制御システム100と実質的に同様に機能する。したがって、本明細書では、図2の制御システム200に特有の態様のみを説明する。
【0024】
[0029] ハイブリッドwFib260は、冷却流体ライン、1以上のモード(例えば、PWMモード)において流量制御のための遮断弁及び/又はパルス弁として作用し得るガス圧弁、ティー、流体分配マニホールドなどのうちの1以上を含み得る。PBV140の冷却剤入力ライン142が熱交換器150の冷却剤供給ライン152に直接接続され、PBV140の第2の冷却剤出力ライン148が熱交換器150の冷却剤戻りライン154に直接接続される図1A及び図1Bとは異なり、冷却剤入力ライン142及び第2の冷却剤出力ライン148は、ハイブリッドwFib260の1以上の構成要素、例えば、ハイブリッドwFib260内の冷却剤ラインに接続される。例示目的で、PBV140の冷却剤入力ライン142は、熱交換器150の冷却剤供給ライン152に接続されているハイブリッドwFib260の冷却剤供給ライン262に接続されるように図示されており、PBV140の第2の冷却剤出力ライン148は、熱交換器150の冷却剤戻りライン154に接続されているハイブリッドwFib260の冷却剤戻りライン264に接続されるように図示されている。
【0025】
[0030] 更に、温度コントローラ130は、使用中にハイブリッドwFib260を制御するために、PBV140及びハイブリッドwFib260に接続され得る。例えば、温度コントローラ130は、ハイブリッドwFib260内の1以上の弁を開閉して、そこを通る冷却剤の流路と、ESC104の複数の冷却剤チャネル122を通る冷却剤の流量と、を制御するように構成されている。
【0026】
[0031] 図3は、少なくとも幾つかの実施形態による、制御システム300の図である。より具体的には、図3の制御システム300が、2つの独立した冷却剤流ゾーンを有する2つのゾーン(又は2つのループ)システムを示している。制御システム300は、ESC104及び/又はソース160のいずれかと共に動作するように構成され得るが、例示目的で、制御システム300は、ESC104との使用に関して説明される。そのような一実施形態では、1以上のPBV140が、前述されたやり方で使用され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、2つの独立して制御されるPBV(例えば、2つのPBV140)を、熱交換器150の冷却剤供給ライン152及び冷却剤戻りラインに接続することができる。例示目的で、2つのPBV140a及び140bが、温度コントローラ130に接続されたPBVハウジング340内に配置されるように図示されている。代替的に、2つのPBV140a及び140bは、図1A及び図1Bに関して上述されたたような、PBV内に収容されていない2つの別個のPBVであり得る。
【0027】
[0032] PBV140a、140bの各々は、熱交換器150に接続されている。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、熱交換器150の冷却剤供給ライン152が、PBVハウジング340内に配置された例えばティー342を介して、PBV140a、140bの各々に冷却剤を供給する。ティー342は、PBV140a、140bの各々の冷却剤入力ライン(図示せず)のそれぞれに接続している。代替的に、2つの別個の冷却剤供給ライン152が、PBV140a、140bの各々の冷却剤供給ラインのそれぞれに冷却剤を供給し得る。同様に、PBV140a、140bの各々の第1の冷却剤出力ライン146a、146bの各それぞれが、PBVハウジング340の第1の冷却剤出力ライン346a、346bに接続されている。今度は、それらが、入口チャネル116a、116bのそれぞれに接続されている。入口チャネル116a、116bは、冷却プレート110内の複数の冷却剤チャネル122のうちの独立したものに冷却剤を供給する。冷却剤は、冷却剤戻りライン348a、348bのそれぞれに接続された出力チャネル118a、118bを介して、冷却プレート110から戻され得る。冷却剤戻りライン348a、348bは、ESC104を出た後の任意のポイントで結合されてよい。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、冷却剤戻りライン348a、348bが、熱交換器150の冷却剤戻りライン154に接続したPBVハウジング340の冷却剤戻りライン346に接続した逆ティー344で結合され得る。更に、PBV140a、140bの各々は、冷却剤戻りライン346に接続したそれぞれの第2の冷却剤戻りライン148a、148bを含む。
【0028】
[0033] 少なくとも幾つかの実施形態では、上述されたように、ESC104の周縁部がESC104の中央部よりも高温になる傾向があるため、入口チャネル116a、116bのうちの一方は、複数の冷却剤チャネル122の別個の周縁部又は外側流体チャネル(OFC)に接続し得る。一方で、入口チャネル116a、116bのうちの他方は、複数の冷却剤チャネル122の中央部又は内側流体チャネル(IFC)に接続し得る。
【0029】
[0034] 少なくとも幾つかの実施形態では、ハイブリッドwFib260が、PBVハウジング340に接続され得るか、又はその内部に配置され得る。そのような一実施形態では、ハイブリッドwFib260が、ティー342と熱交換器150との間に接続され得る。それによって、冷却剤流路が、熱交換器150の冷却剤供給ライン152から、ハイブリッドwFib260へ、次いでティー342へ、次いでPBV140a、140bの各々に至る。
【0030】
[0035] 図4は、本開示の少なくとも幾つかの実施形態による、プラズマシステム400(システム400)の概略図である。システム400は、基板上で1以上のプラズマプロセスを実行するように構成され得る。例えば、システム400は、物理的堆積プロセス、化学気相堆積プロセス、原子層堆積プロセス、エッチングプロセスなどを実行するように構成され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、システム400が、エッチングプロセスを実行するように構成され得、例えば、装置のエッチングラインのうちの1以上、例えば、アプライドマテリアルズ社から入手可能なCENTRIS(登録商標)、CENTURA(登録商標)、PRODUCER(登録商標)などのプロセスチャンバを含むことができる。他の市販のエッチングチャンバが、本明細書で説明されるESCを同様に利用してよい。
【0031】
[0036] システム400は、接地され得るチャンバ本体405を含む処理チャンバ402を含む。処理ガスが、チャンバ本体405に接続された(1以上の)ガス源429から、質量流量コントローラ449を介して、処理チャンバ402の内部空間403(例えば、処理領域)に供給される。
【0032】
[0037] 処理チャンバ402は、高容量減圧ポンプスタック455に接続された排気バルブ451を介して排気され得る。プラズマ電力が処理チャンバ402に印加されると、プラズマが、基板410(例えば、基板106)の上の内部空間403内に生成され得る。
【0033】
[0038] プラズマバイアス電力425(例えば、RF電源又はDC電源)が、ESC442(例えば、ESC104)に結合されて、プラズマを励起する。少なくとも幾つかの実施形態では、プラズマバイアス源425はRF電源である。プラズマバイアス電力425は、約2MHzから約60MHz(例えば、13.56MHz帯域内であってよい)の周波数でバイアス電力を提供し得る。プラズマバイアス電力425は、電力導管428を介して、RF整合ネットワーク(図示せず)及び下部電極(図示せず、例えば、チャッキング電極)に結合され得る。更に、少なくとも幾つかの実施形態では、処理チャンバ402が、第2のプラズマバイアス電力(図示せず、例えば、RF電源又はDC電源)を含み得る。例えば、第2のプラズマソースが第2のRF電源である場合、第2のRF電源をRF整合ネットワークに接続することもできる。第2のプラズマバイアス電力は、約2MHzから約60MHz(例えば、2MHz帯域内であってよい)で動作し得る。
【0034】
[0039] プラズマソース電力430が、別の整合ネットワーク(図示せず)を介して結合され、高周波ソース電力を提供して、プラズマ436を誘導的又は容量的に励起する。プラズマソース電力430は、プラズマバイアス電力425よりも高い周波数(例えば、100MHzと180MHzとの間など、例えば、162MHz帯域内であってよい)を有し得る。少なくとも幾つかの実施形態では、プラズマが、エッチングプロセスを実行するのに適した1種類以上のガスを使用して生成され得る。プラズマは、例えば、ソース435(例えば、シャワーヘッド138)を介して基板410の表面に導かれる。
【0035】
[0040] 基板410は、チャンバ本体405を通して画定された開口部415を通して装填され得る。基板410(例えば、半導体ウエハなど)は、半導体処理技術分野で使用される任意のウエハ、基板、又は他の材料であってよい。基板410は、ESC442の誘電体層(又はパック)445の上面上に装填され得る。クランプ電極(図示せず)が、誘電体層445内に埋め込まれ、バイアス電力源479に結合されて、静電力を提供し、基板410を誘電体層445にクランプすることができる。
【0036】
[0041] 1以上の冷却プレート444が、処理チャンバ402の1以上の構成要素上に提供され得る。例示目的で、それぞれの冷却プレート444a、444bは、ソース435及びESC442上に設けられるように図示されている。前述されたように、冷却プレート444は、1以上の冷却剤チャネル422(複数の冷却剤チャネル422が、冷却プレート444内に図示されている)を含み得る。それらは、1以上の入口チャネル416を介して冷却剤を受け取り、1以上の出力チャネル418を介して冷却剤を放出する(単一の入口チャネル416および出力チャネル418を示すために、矢印が使用されている)。少なくとも幾つかの実施形態では、熱交換器150の冷却剤供給ライン152に接続された入口チャネル416が、冷却剤を受け入れるためのPBV140の第1の冷却剤出力ライン146に接続され、出力チャネル418は、熱交換器150の冷却剤戻りライン154に接続されている。冷却剤戻りライン154は、上述されたように、PBV140の第2の冷却剤出力ライン148に接続されている。
【0037】
[0042] 少なくとも幾つかの実施形態では、図4で示されているように、冷却プレート444a、444bの各々を、同じ熱交換器に接続することができる。代替的に、冷却プレート444a、444bの各々を、別個の熱交換器に接続することができる。
【0038】
[0043] 処理チャンバ402の制御を容易にするために、処理チャンバ402はコントローラ470を含む。コントローラ470は、中央処理装置(CPU)472を含む。CPU472は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための、プログラム可能な論路制御装置(PLC)などの産業設定で使用され得る任意の形態を採る汎用コンピュータプロセッサのうちの1つであってよい。メモリ473が、CPU472に結合され、メモリ473は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり得、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又は任意の他の形態を採るデジタルストレージ(ローカル若しくはリモート)などの、容易に利用可能なメモリのうちの1以上であってよい。電源、クロック、キャッシュなどのうちの1以上を含むサポート回路474(例えば、I/O回路)が、従来のやり方でプロセッサをサポートするためにCPU472に結合されている。荷電種の生成、加熱、及びその他のプロセスは、通常、典型的にはソフトウェアルーチンとしてメモリ473に記憶される。更に、ソフトウェアルーチンはまた、CPU472によって制御されている処理チャンバ402から遠隔に位置する第2のCPU(図示せず)によって記憶及び/又は実行されてもよい。
【0039】
[0044]メモリ473は、指示命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態を採る。該指示命令は、CPU472によって実行されると、処理チャンバ402の動作を促進する。メモリ473内の指示命令は、本開示の方法を実装するプログラムなどのプログラム製品の形態を採る。プログラムコードは、幾つかの異なるプログラミング言語のうちの任意の1つに適合してよい。一実施例では、本開示が、コンピュータシステムと共に使用されるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品として実装されてよい。プログラム製品の(1以上)のプログラムは、実施形態(本明細書で説明される方法を含む)の機能を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、非限定的に、(i)情報が永続的に記憶される書込み不能な記憶媒体(例えば、CD‐ROMドライブ、フラッシュメモリ、ROMチップ、又は任意の種類の固体不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なCD‐ROMディスクなどのコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス)、及び(ii)変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体(例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内のフロッピーディスク或いは任意の種類の固体ランダムアクセス半導体メモリ)を含む。本明細書で説明される方法の機能を指示するコンピュータ可読指示命令を運ぶときに、そのようなコンピュータ可読記憶媒体が、本開示の実施形態となる。
【0040】
[0045] 更に、コントローラ470は、少なくとも図1A図3の制御システムに関して上述された制御機能を実行するように構成され、温度コントローラ130を含み、メモリ473内に記憶され得る温度制御アルゴリズム(例えば、温度フィードバック制御)を実行する。温度コントローラ130は、1以上の温度センサ(プローブ)443(例えば、センサ112及び/又は114)に結合されている。それらは、ESC442の上部プレート446の中または上、及びソース435の中又は上にあってよい。
【0041】
[0046] 温度コントローラ130は、1以上の熱交換器(HTX)/冷却機に結合されている。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、温度コントローラ130が、熱交換器150に結合されている。ソース435及びESC442の冷却プレート444a、444b内の1以上の冷却剤チャネルを通る熱流体又は熱伝達流体(例えば、冷却剤)の流量は、上述されたように、1以上のPBV140によって制御される。
【0042】
[0047] PBV140は、温度コントローラ130によって制御されて、冷却プレート444a、444b内の1以上の冷却剤チャネルの各々への冷却剤の流量を独立して制御することができる。また、温度コントローラ130は、熱流体を冷却又は加熱するために熱交換器150によって使用される温度設定点を制御してもよい。少なくとも幾つかの実施形態では、
【0043】
[0048] 図5は、少なくとも幾つかの実施形態による、基板を処理するための方法500のフローチャートである。説明目的で、方法500は、処理チャンバ402との使用に関して説明される。
【0044】
[0049] 502では、プラズマ(例えば、プラズマ436)が、処理チャンバ(例えば、処理チャンバ402)内で生成され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、プラズマが、プラズマソース電力430を使用して生成され得、高周波ソース電力を提供して、1以上のガス源(例えば、ガス源429)から供給される1種類以上のプロセスガスを誘導点火又は容量点火して、プラズマを生成することができる。
【0045】
[0050] 次に、504では、プラズマが、基板(例えば、基板410)を支持するように構成されたチャックアセンブリ(例えば、ESC442)に向けて導かれ得る。上述されたように、プラズマがチャックアセンブリに向けて導かれるにつれて、プラズマからの熱437も、チャックアセンブリ(及び基板)及び/又はソース(例えば、ソース435)の上部プレートに印加され/導かれ得る。
【0046】
[0051] したがって、チャックアセンブリ及び/又はソースの上部プレートの温度を制御するために、506で、チャックアセンブリ及び/又はソースに接続されたPBVを介して、熱交換器(例えば、熱交換器150)からの冷却剤が、チャックアセンブリ及び/又はソースの冷却プレートに提供され得る。例えば、PBVは、前述されたPBV(例えば、PBV140)のうちの1以上であり得る。
【0047】
[0052] 基板の処理中、508では、冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度が測定され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、温度コントローラ(例えば、温度コントローラ130)が、例えば温度センサ(例えば、温度センサ443)を使用して、冷却プレートの出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定し得る。
【0048】
[0053] 次に、510では、測定された温度を受け取ったことに応じて、PBVの第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る冷却剤の流量が、連続的に制御され得る。例えば、PBVの第1の冷却剤出力ラインは、チャックアセンブリ及び/又はソースを通して、比較的高い/低い流量の冷却剤を提供するように制御され得る。チャックアセンブリ及び/又はソースを通る冷却剤の流量は、チャックアセンブリ及び/又はソースから冷却剤に伝達され得る熱の量に正比例し、例えば、冷却剤の流量が大きいほど、伝達され得る熱の量は大きい。更に、第2の冷却剤出力ラインは、例えば、冷却剤が熱交換器に戻る前に冷却剤を冷却するために、熱交換器の戻りラインへの比較的高い/低い流量の冷却剤を提供するように制御され得る。
【0049】
[0054] PBVは、PBVの第1の出力ライン及び第2の出力ラインの各々を通る複数の冷却剤流れ機能を可能にする。特に、PBVを通る冷却剤の流れは、PBVの弁(例えば、弁144)のポートを通る流れが、PBVの第1の出力ライン及び第2の出力ラインに導かれ得るように制御され得る。より具体的には、PBVを通る冷却剤の流量出力が、常に100%(例えば、第1の出力ライン及び第2の出力ラインのいずれかを通る約0から約100%)である。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、第1の出力ラインへのポート上の0から100%は、第2の出力ラインへのポート上の100%から0の反対効果を有する。それは、両方のポートが50/50の分割を有するポイントまでである。例えば、第1の出力ラインへのポートが約100%(例えば、完全に開いた構成)にあるときに、第2の出力ラインへのポートは約0(例えば、完全に閉じた構成)にあり得、逆もまた同様である。
【0050】
[0055] 温度コントローラは、基板の処理中に、チャックアセンブリの上部プレート、ソース、及び/又は冷却プレートの(1以上の)出口チャネルを通る冷却剤の温度を連続的に測定/監視する。温度コントローラは、処理チャンバのチャックアセンブリの冷却プレート及び/又はソースの冷却プレート並びに熱交換器の戻りラインに一定の冷却剤の流れを提供する。したがって、チャックアセンブリの上部プレート、ソース、及び/又は冷却プレートの(1以上の)出口チャネルを通る冷却剤の測定される温度が変化(例えば、増加/減少)するときに、PBVは、処理チャンバ及び/又は熱交換器の戻りラインへの冷却剤の流れを増加又は減少させるように制御され得る。
【0051】
[0056] 例えば、処理中に処理チャンバ内のプラズマの結果として、チャックアセンブリ及び/又はソースの上部プレートの温度が上昇(例えば、所定の温度まで)したときに、PBVを使用して、処理チャンバのチャックアセンブリ及び/又はソースへの冷却剤流量が自動的に増加され得る。
【0052】
[0057] 例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、温度コントローラが、PBVを制御して、チャックアセンブリへの冷却剤流量を約50%から約75%に自動的に増加させるように構成され得る。そして、熱交換器への冷却剤流量は、50%から約25%に低減され得る。チャックアセンブリの上部プレート及び/又は基板の温度が低下した(例えば、所定の温度まで)ときに、温度コントローラは、PBVを制御して、チャックアセンブリへの冷却剤流量を約75%から約50%に自動的に戻して減少させるように構成され得る。そして、熱交換器への冷却剤流量は、25%から約50%に戻すように増加され得る。チャックアセンブリの上部プレート及び/又は基板におけるより安定した温度を維持することによって、仮に除去できないとしても、プラズマのオン及びオフによって引き起こされる熱スイングの影響を低減させることができ、これは、処理チャンバ性能、基板処理均一性を向上させることができ、所与のレシピに対するより一貫した基板処理結果を提供することができる。
【0053】
[0058] 理解され得るように、温度コントローラはまた、同様のやり方でソースへの冷却剤流量を自動的に増加/減少させるようにPBVを制御するよう構成することもできる。少なくとも幾つかの実施形態では、温度コントローラが、チャックアセンブリ及びソースの各々への冷却剤流量を同時に且つ独立して制御するように構成され得る。
【0054】
[0059] 処理中に上部プレート及び/又はソースを冷却した結果、熱交換器の戻りライン内の冷却剤の温度が上昇(例えば、所定の温度以上)したときに、PBVを使用して、熱交換器の戻りラインへの冷却剤流量が自動的に増加され得る。例えば、少なくとも幾つかの実施形態では、温度コントローラが、チャックアセンブリ(及び/又はソース)への冷却剤流量を約50%から約25%に自動的に減少させるようにPBVを制御するよう構成され得る。そして、熱交換器への冷却剤流量は、50%から約75%に増加され得る。戻りラインの冷却剤の温度が低下した(例えば、所定の温度まで)ときに、温度コントローラは、PBVを制御して、チャックアセンブリ(及び/又はソース)への冷却剤流量を約25%から約50%に自動的に戻して増加させるように構成され得る。そして、熱交換器への冷却剤流量は、約75%から約50%に戻すように低減され得る。熱交換器に戻る冷却剤の温度を一定に維持することによって、仮に除去できないとしても、熱交換器における圧力及び流量スパイクの影響を著しく低減させる。
【0055】
[0060] 少なくとも幾つかの実施形態では、コントローラが、1種類の制御システムに従ってチャックアセンブリを制御するように構成され得、別の種類の制御システムに従ってソースを制御するように構成され得る。例えば、コントローラは、図1Aの制御システム100に従ってチャックアセンブリを制御し、図2又は図3の制御システムに従ってソースを制御するように構成され得、逆も同様である。
【0056】
[0061] 上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態を考案してもよい。
図1A
図1B
図2
図3
図4
図5
【手続補正書】
【提出日】2024-06-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれの冷却プレートを含むチャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方であって、前記それぞれの冷却プレートは、熱交換器の冷却剤供給ラインに結合された入口チャネルと、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続した出口チャネルと、を有する冷却剤チャネルを含む、チャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方、
冷却剤供給ラインと冷却剤戻りラインとを備えたハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)
前記ハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)内部に収容され、前記それぞれの冷却プレートと前記熱交換器との間に接続された比例バイパス弁であって、前記ハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)の前記冷却剤供給ラインを経由して前記熱交換器の前記冷却剤供給ラインに接続した冷却剤入力ライン、前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルに接続した第1の冷却剤出力ライン、及び前記ハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)の前記冷却剤戻りラインを経由して前記熱交換器の前記冷却剤戻りラインに接続した第2の冷却剤出力ラインを含む比例バイパス弁、
前記それぞれの冷却プレートの前記出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定するように構成された温度センサ、並びに
前記温度センサから測定された温度を受け取るように構成されかつ、前記測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の制御可能な複数のポートを通じて、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の個々の流量を制御するように構成されたコントローラを備える、処理チャンバ。
【請求項2】
板の処理の間に、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項1に記載の処理チャンバ。
【請求項3】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項1に記載の処理チャンバ。
【請求項4】
前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルは、第1の入口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは、第2の入口チャネルを更に含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとにそれぞれ接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の前記冷却剤戻りラインに接続している、請求項3に記載の処理チャンバ。
【請求項5】
理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法であって、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
れぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の制御可能な複数のポートを通じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の個々の流量を制御することを含む、方法。
【請求項6】
前記基板の処理の間に、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項に記載の方法。
【請求項7】
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、請求項又はに記載の方法。
【請求項8】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項に記載の方法。
【請求項9】
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、請求項に記載の方法。
【請求項10】
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、請求項に記載の方法。
【請求項11】
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の少なくとも一方の流量を制御すること、及び、前記第1の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを更に含む、請求項から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
指示命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記指示命令は、プロセッサによって実行されると、処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法を実行させ、前記方法は、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
れぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の制御可能な複数のポートを通じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の個々の流量を制御することを含む、
非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項14】
前記基板処理の間に、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、請求項13に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項15】
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、請求項13又は14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項16】
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、請求項13に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項17】
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、請求項16に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項18】
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項19】
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、請求項1314、又は16から18のいずれか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0056
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0056】
[0061] 上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態を考案してもよい。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
(態様1)
それぞれの冷却プレートを含むチャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方であって、前記それぞれの冷却プレートは、熱交換器の冷却剤供給ラインに結合された入口チャネルと、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続した出口チャネルと、を有する冷却剤チャネルを含む、チャックアセンブリ又はプラズマソースのうちの少なくとも一方、
前記それぞれの冷却プレートと前記熱交換器との間に接続された比例バイパス弁であって、前記冷却剤供給ラインに接続した冷却剤入力ライン、前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルに接続した第1の冷却剤出力ライン、及び前記冷却剤戻りラインに接続した第2の冷却剤出力ラインを含む比例バイパス弁、
前記それぞれの冷却プレートの前記出口チャネルを通る冷却剤の温度を測定するように構成された温度センサ、並びに
前記温度センサ測定から測定された温度を受け取り、前記測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御するコントローラを備える、処理チャンバ。
(態様2)
基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、態様1に記載の処理チャンバ。
(態様3)
内部に前記比例バイパス弁が収容されるハイブリッド水インターフェースボックス(wFib)を更に備える、態様1に記載の処理チャンバ。
(態様4)
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、態様1に記載の処理チャンバ。
(態様5)
前記それぞれの冷却プレートの前記入口チャネルは、第1の入口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは、第2の入口チャネルを更に含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとにそれぞれ接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の前記冷却剤戻りラインに接続している、態様1から4のいずれか一項に記載の処理チャンバ。
(態様6)
プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法であって、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
前記チャックアセンブリ又は前記プラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
前記それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを含む、方法。
(態様7)
前記基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、態様6に記載の方法。
(態様8)
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、態様6又は7に記載の方法。
(態様9)
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、態様6に記載の方法。
(態様10)
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、態様9に記載の方法。
(態様11)
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、態様10に記載の方法。
(態様12)
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、態様11に記載の方法。
(態様13)
測定された温度を受け取ったことに応じて、第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン又は第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の少なくとも一方の流量を制御すること、及び、前記第1の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを更に含む、態様6、7、又は9から12のいずれか一項に記載の方法。
(態様14)
指示命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記指示命令は、プロセッサによって実行されると、プラズマ又はヒータによって加熱され、熱交換器を通る冷却剤流によって冷却される処理チャンバ内の構成要素の温度を制御する方法を実行させ、前記方法は、
プラズマソースを使用して処理チャンバ内にプラズマを生成すること、
基板を支持するように構成されたチャックアセンブリに向けて前記プラズマを導くこと、
前記チャックアセンブリ又は前記プラズマソースのうちの少なくとも一方のそれぞれの冷却プレートに接続された比例バイパス弁を介して、熱交換器から冷却剤を提供すること、
前記それぞれの冷却プレートの出口チャネルを通る前記冷却剤の温度を測定すること、及び
測定された温度を受け取ったことに応じて、前記比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ライン及び第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の流量を制御することを含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様15)
前記基板が最初に処理されているときに、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインは、完全に開いた構成にあり、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインは、完全に閉じた構成にある、態様14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様16)
前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ライン及び前記第2の冷却剤出力ラインを通る前記冷却剤の前記流量を制御することは、前記比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインを部分的に閉じること、又は、前記比例バイパス弁の前記第2の冷却剤出力ラインを部分的に開くこと、のうちの少なくとも一方を含む、態様14又は15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様17)
前記比例バイパス弁は、第1の比例バイパス弁であり、前記処理チャンバは、第2の比例バイパス弁を更に備える、態様14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様18)
前記それぞれの冷却プレートは、第1の入口チャネル及び第2の入口チャネルを含み、前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々は、前記第1の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の第1の冷却剤出力ラインとに接続し、前記第1の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ライン又は前記第2の比例バイパス弁の第2の冷却剤出力ラインのうちの少なくとも一方が、前記熱交換器の冷却剤戻りラインに接続している、態様17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様19)
前記熱交換器から前記冷却剤を提供することは、前記第1の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインと前記第2の比例バイパス弁の前記第1の冷却剤出力ラインをそれぞれ介して、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の入口チャネルと前記第2の入口チャネルの各々に前記冷却剤を提供することを含む、態様18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(態様20)
前記出口チャネルは第1の出口チャネルであり、前記それぞれの冷却プレートは第2の出口チャネルを備え、前記方法は更に、前記それぞれの冷却プレートの前記第1の出口チャネルと前記第2の出口チャネルの各々を通る前記冷却剤の温度を測定することを含む、態様14、15、又は17から19のいずれか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【外国語明細書】