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特開2024-159826伸長RFストラップを有するインピーダンス整合器
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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】P2024159826
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】伸長RFストラップを有するインピーダンス整合器
(51)【国際特許分類】
   H05H 1/46 20060101AFI20241031BHJP
【FI】
H05H1/46 R
【審査請求】有
【請求項の数】23
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024138360
(22)【出願日】2024-08-20
(62)【分割の表示】P 2022545022の分割
【原出願日】2021-01-12
(31)【優先権主張番号】62/967,992
(32)【優先日】2020-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】LAM RESEARCH CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】コザケヴィッチ・フェリックス・レイブ
(72)【発明者】
【氏名】マラクタノフ・アレクセイ
(72)【発明者】
【氏名】ジ・ビング
(72)【発明者】
【氏名】ボウミック・ラナディープ
(72)【発明者】
【氏名】ホランド・ジョン
(57)【要約】
【解決手段】インピーダンス整合器について説明されている。インピーダンス整合器は、底部分および上部分を有するハウジングを備える。底部分は整合要素を有し、上部分は伸長体を有する。低周波入力は、ハウジングの底部分を介して接続され、第1セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続される。高周波入力は、ハウジングの底部分を介して接続され、第2セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続される。伸長ストラップは、ハウジングの底部分と上部分との間に延びる。伸長ストラップの下方部分は、第2セットのコンデンサおよびインダクタに結合され、伸長ストラップの上方部分は、伸長体の端でRFロッドに接続される。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線周波数(RF)電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器であって、
底部分および上部分を有するハウジングであって、前記底部分は整合要素を有し、前記上部分は伸長体を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記底部分を介して接続された低周波入力であって、第1セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続する低周波入力と、
前記ハウジングの前記底部分を介して接続された高周波入力であって、第2セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続する高周波入力と、
前記ハウジングの前記底部分と前記上部分との間に延び、下方部分および上方部分を有する伸長ストラップであって、前記伸長ストラップの前記下方部分は、前記第2セットのコンデンサおよびインダクタに結合され、前記伸長ストラップの前記上方部分は、前記伸長体の端でRFロッドに接続される、伸長ストラップと、
前記下方部分と前記上方部分との間である中間接続部において、第1端で前記伸長ストラップに結合され、第2端で補助コンデンサに接続される中間ストラップと、
を備える、インピーダンス整合器。
【請求項2】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップに対する前記中間ストラップの前記中間接続部は、前記ハウジングの前記伸長体の基部に近接して位置する、インピーダンス整合器。
【請求項3】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記伸長体は、前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップの前記上方部分の収納を提供する、インピーダンス整合器。
【請求項4】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップは、前記RFロッドにつながる追加インダクタンスを提供する、インピーダンス整合器。
【請求項5】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップおよび前記中間ストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
【請求項6】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、正面側および裏側を有し、前記裏側は前記プラズマチャンバの方に向くように構成され、前記RFロッドは、前記伸長ストラップの前記上方部分から、前記ハウジングの前記裏側から延びる、インピーダンス整合器。
【請求項7】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間ストラップは、前記中間接続部が前記補助コンデンサのインダクタンスおよび可変容量を提供するための場所を提供するように、前記伸長ストラップの前記下方部分と接触することなく重なるように構成された部分を有する、インピーダンス整合器。
【請求項8】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長体は、前記ハウジングの前記底部分よりも細い、インピーダンス整合器。
【請求項9】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記高周波入力は、RFケーブルを介して高周波RF発生器に接続されるように構成され、前記低周波入力は、RFケーブルを介して低周波RF発生器に接続されるように構成され、前記低周波RF発生器は、前記高周波RF発生器の動作周波数よりも低い周波数で動作するように構成される、インピーダンス整合器。
【請求項10】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記底部分は、前記低周波入力を低周波RF発生器に結合する第1RFケーブルを受け入れるように構成された第1ポートを有する、インピーダンス整合器。
【請求項11】
請求項10に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記底部分は、前記高周波入力を高周波RF発生器に結合する第2RFケーブルを受け入れるように構成された第2ポートを有する、インピーダンス整合器。
【請求項12】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップは、前記中間ストラップよりも長い、インピーダンス整合器。
【請求項13】
請求項1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、別のハウジング内に設置され、前記別のハウジングは、チャック電源およびフィルタを含むコンパートメントを備え、前記別のハウジングは、さらに、チューナブルエッジリング用の整合回路を含む別のコンパートメントを備える、インピーダンス整合器。
【請求項14】
RF電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器であって、
底部分および上部分を有するハウジングであって、前記底部分は整合要素を有し、前記上部分は伸長体を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記底部分と前記上部分との間に延び、上方部分および下方部分を有する伸長ストラップであって、前記伸長ストラップの前記下方部分は、前記整合要素に結合され、前記伸長ストラップの前記上方部分は、前記伸長体の端でRFロッドに接続される、伸長ストラップと、
前記下方部分と前記上方部分との間である中間接続部において、第1端で前記伸長ストラップに結合され、第2端で補助コンデンサに接続される中間ストラップと、
を備える、インピーダンス整合器。
【請求項15】
請求項14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記整合要素は、
高周波入力に結合された第1セットのコンデンサおよびインダクタと、
低周波数入力に結合された第2セットのコンデンサおよびインダクタと、
を備える、インピーダンス整合器。
【請求項16】
請求項14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップおよび前記中間ストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
【請求項17】
請求項14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップは、前記上方部分を通じて前記RFロッドにつながる追加インダクタンスを提供する、インピーダンス整合器。
【請求項18】
請求項14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、別のハウジング内に設置され、前記別のハウジングは、チャック電源およびフィルタを含むコンパートメントを備え、前記別のハウジングは、さらに、チューナブルエッジリング用の整合回路を含む別のコンパートメントを備える、インピーダンス整合器。
【請求項19】
インピーダンス整合器であって、
上部分および底部分を有するハウジングであって、前記上部分は前記底部分よりも細いハウジングと、
第1無線周波数(RF)発生器に結合されるように構成された第1分岐と、
第2RF発生器に結合されるように構成された第2分岐と、
出力と、を備え、
前記第2分岐は、第1コンデンサ、第2コンデンサ、前記出力、第1RFストラップ、ならびに、第1RFストラップ部分および第2RFストラップ部分を含む第2RFストラップを備え、
前記第1RFストラップ、前記第1RFストラップ部分、および前記第2RFストラップ部分は、ある地点で互いに結合され、
前記第1コンデンサは、前記第1RFストラップ部分および前記第2RFストラップ部分を介してインピーダンス整合器の前記出力に結合され、
前記第2コンデンサは、前記第1RFストラップおよび前記第2RFストラップ部分を介して前記インピーダンス整合器の前記出力に結合され、前記上部分は、前記第2RFストラップ部分を収容するように構成される、インピーダンス整合器。
【請求項20】
請求項19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RFストラップおよび前記第2RFストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
【請求項21】
請求項19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RF発生器は、前記第2RF発生器の動作周波数よりも低い周波数で動作するように構成される、インピーダンス整合器。
【請求項22】
請求項19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RFストラップは、前記第1RFストラップ部分と接触することなく重なるように構成された部分を有する、インピーダンス整合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示に記載の実施形態は、伸長無線周波数(RF)ストラップを有するインピーダンス整合回路システムに関する。
【背景技術】
【0002】
本明細書に記載の背景技術は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄、および出願時の先行技術に該当しない説明の態様において記載される範囲で、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
【0003】
無線周波数(RF)発生器は、RF信号を生成し、整合器を介してプラズマリアクタにRF信号を供給する。プラズマリアクタは、プラズマリアクタにRF信号が供給され、エッチングガスが供給されたときにエッチングされる半導体ウエハを有する。しかし、整合器は特定の予め設定された制約を満たすことが望ましい。
【0004】
本開示に記載の実施形態は、このような背景の下生じたものである。
【発明の概要】
【0005】
本開示の実施形態は、伸長無線周波数(RF)ストラップを有するインピーダンス整合回路システムを提供する。本実施形態は、いくつかの手法(例えば、プロセス、装置、システム、1つのハードウェア、またはコンピュータ可読媒体における方法)で実施できることを認識されたい。いくつかの実施形態が以下に説明される。
【0006】
一実施形態では、RF電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器が提供される。底部分および上部分を有するハウジングが設けられる。底部分は整合要素を有し、上部分は伸長体を有する。伸長ストラップは、ハウジングの底部分と上部分との間に延び、伸長ストラップの下方部分は、整合要素に結合される。伸長ストラップの上方部分は、伸長体の端でRFロッドに接続される。中間ストラップは、下方部分と上方部分との間である中間接続部において、第1端で伸長ストラップに結合される。中間ストラップは、第2端で補助コンデンサに接続される。
【0007】
一実施形態では、RF電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器が説明される。インピーダンス整合器は、底部分および上部分を有するハウジングを備える。底部分は整合要素を有し、上部分は伸長体を有する。低周波入力は、ハウジングの底部分を通じて接続され、第1セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続される。高周波入力は、ハウジングの底部分を通じて接続され、第2セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続される。伸長ストラップは、ハウジングの底部分と上部分との間に延びる。伸長ストラップの下方部分は、第2セットのコンデンサおよびインダクタに結合され、伸長ストラップの上方部分は、伸長体の端でRFロッドに接続される。中間ストラップは、下方部分と上方部分との間である中間接続部において、第1端で伸長ストラップに結合される。中間ストラップは、第2端で補助コンデンサに接続される。
【0008】
本明細書に記載の、伸長RFストラップを有するインピーダンス整合回路システムのいくつかの利点は、製造設備のクリーンルームの床面積を節約することを含む。RFストラップは細長く、RFストラップを備えるインピーダンス整合回路システムのハウジングは細くなる。このハウジングは、別の整合システムのハウジングよりも少ない床面積を占める。
【0009】
本明細書に記載のインピーダンス整合回路システムのさらなる利点は、インピーダンス整合器のハウジングを含む。インピーダンス整合器のハウジングは、インピーダンス整合回路システムのハウジング内にあり、チャック電源およびフィルタ、チューナブル端シース(TES)整合器などの構成要素をインピーダンス整合回路システムのハウジング内に固定するために細長い。また、インピーダンス整合器の伸長ハウジングは、伸長RFストラップを収容する。
【0010】
他の態様は、添付の図面と併せて記載される以下の発明を実施するための形態から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
実施形態は、添付の図面と併せて記載される以下の説明を参照して理解される。
【0012】
図1A図1Bに関して本明細書で説明される他のプラズマツールに費やされるよりも大きい床面積を費やす複数のプラズマツールを示す、システムの実施形態図。
【0013】
図1B図1Aのプラズマツールに費やされるよりも小さい床面積を費やす複数のプラズマツールを示す、システムの実施形態図。
【0014】
図2図1Bのプラズマツールのうちの1つの積層配置された構成要素を示す、システムの実施形態図。
【0015】
図3】インピーダンス整合回路の無線周波数(RF)ストラップに関連付けられたインダクタンスを示す、インピーダンス整合回路の実施形態図。
【0016】
図4A】インピーダンス整合回路のRFストラップの配置を示す、インピーダンス整合回路のハウジング内の内部図。
【0017】
図4B】インピーダンス整合回路のハウジングの正面図の実施形態図。
【0018】
図4C】インピーダンス整合回路のハウジングの側面図の実施形態図。
【0019】
図5】インピーダンス整合回路の使用を示す、システムの実施形態図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下の実施形態は、伸長無線周波数(RF)ストラップを有するインピーダンス整合回路について説明する。本実施形態が、これらの特定の詳細の一部または全てなしに実行されてよいことは明白だろう。他の例では、本実施形態を必要以上に分かりにくくしないように、周知のプロセス動作は詳細には説明されていない。
【0021】
図1Aは、図1Bに関して本明細書で説明される他のプラズマツールによって費やされるよりも大きい床面積を費やす複数のプラズマツールを示すための、システム100の上面図の実施形態図である。システム100は、複数のプラズマツール102A、102B、102C、102D、102E、102F、102G、および102Hを備える。
【0022】
本明細書に記載の各プラズマツールは、一定の長さ、幅、および深さを有する。例えば、プラズマツール102Aは幅105Aを有し、プラズマツール102Bは幅105Bを有する。幅105Aは、X軸に沿って測定される。プラズマツール102Aは、Z軸に沿って測定される深さ107Aを有する。プラズマツール102A~102Hは、製造設備の床104に設置されて、以下に図1Bに関して説明されるプラズマツールよりも大きい空間を床104において占める八角形配置を形成する。各プラズマツール102A~102Hは、それらの他のプラズマツールと同じ寸法(例えば、幅、深さ、および高さ)を有する。
【0023】
プラズマツール102A~102Hの任意の2つの隣り合うプラズマツール間には空間があることに注意されたい。例えば、プラズマツール102Aの側面103Aは、プラズマツール102Bの側面103Bに隣接しておらず、2つの側面103Aと103Bとの間には空間があり、側面103Aと103Bとの間に鋭角が形成される。この空間は、そこに人が入ってプラズマツール102Aまたはプラズマツール102Bを開けるのに十分である。
【0024】
実施形態において、床面積および設置面積との用語は、本明細書では同義で用いられる。
【0025】
図1Bは、プラズマツール102A~102Hによって費やされるよりも小さい床面積を費やす複数のプラズマツールを示すための、システム110の実施形態図である。システム110は、複数のプラズマツール110A、110B、110C、110D、110E、110F、110G、および110Hを備える。各プラズマツール110A~110Hは、同じ寸法(例えば、幅、深さ、および高さ)を有する。
【0026】
プラズマツール110Aは幅113Aを有し、プラズマツール110Bは幅113Bを有する。幅113Aは、Z軸に沿って測定される。また、プラズマツール110Aは深さ115Aを有する。深さ115Aは、プラズマツール102A(図1A)の深さ107Aよりも小さい。深さ115Aは、X軸に沿って測定される。
【0027】
プラズマツール110A~110Hは、床104に設置されて四角形配置を形成し、この四角形配置は、図1Aに関して上記された八角形配置によって占められた空間よりも小さい空間を占める。例えば、プラズマツール110A~110Hの任意の2つの隣り合うプラズマツールの間の空間に人は入れない。別の例として、プラズマツール110Aの側面111Aとプラズマツール110Bの側面111Bとの間にごくわずかな空間しかないように、または空間が全くないように、側面111Aは側面111Bに隣接している。さらに別の例として、深さ115Aは深さ107Aよりも小さく、幅113Aは幅105Aよりも小さい。
【0028】
実施形態では、8つのプラズマツールの代わりに、4つ、5つ、または6つなどの任意の他の数のツールが床104に配置されうる。
【0029】
実施形態では、プラズマツール110Aの深さは、プラズマツール102Aの深さよりも大きい。一実施形態では、プラズマツール110Aの幅は、プラズマツール102Aの幅よりも大きい。
【0030】
図2は、プラズマツール(図1Bのプラズマツール110A~110Hのいずれかなど)の構成要素の積層配置を示すためのシステム200の実施形態図である。システム200は、システム202およびインピーダンス整合回路システム(IMCS)203を備える。システム200は、プラズマツール110A~110H(図1B)のいずれかの例である。
【0031】
IMCS203は、ハウジング211を備えるハウジングである。本明細書で用いられるハウジングの例は、コンパートメント、筺体、ボックス、容器などを含む。ハウジング211は、インピーダンス整合回路(IMC)204を取り囲む。IMCS203はさらに、チューナブル端シース(TES)整合筺体205、チャック電源(PS)・フィルタ筺体207、および、ヘリウム無線周波数(RF)構成要素のセット209を備える。セット209は、本明細書において設備およびRF構成要素のセットと呼ばれることもある。本明細書で用いられる筺体の例は、コンパートメント、ハウジング、ボックス、容器などを含む。チャックPS・フィルタ筺体207は、チャックなどの電極に直流(DC)電力を提供するチャック電源を備える。チャックPS・フィルタ筺体207はさらに、RF電力がDC電力と干渉する可能性を低減するため、RF電力がDC電力に結合されないようにするフィルタを備える。TES整合筺体205は、電極を囲むチューナブルエッジリング(TER)に結合されたTES整合器を備える。TES整合器は、1つ以上のインダクタ、1つ以上の抵抗器、1つ以上のコンデンサ、またはこれらの組み合わせなどの電気部品を備え、電気部品は互いに結合される。TES整合器の電気部品は、TES整合器の出力に結合されたTERなどの負荷のインピーダンスと、TES整合器の入力に結合された供給源との間で整合するインピーダンスを有する。TES整合器の入力に結合された供給源の例は、RF発生器、およびRF発生器をTES整合器の入力に結合するRFケーブルを含む。
【0032】
ハウジング211は、上部分211Aおよび底部分211Bを有する。上部分211Aの形状は細長い。例えば、上部分211Aの形状は、TES整合筺体205がIMCS203内に容易に収まるように、底部分211Bの形状よりも実質的に細い。また、上部分211Aの伸長形状により、チャックPS・フィルタ筺体207およびTES整合筺体205がIMCS203内に収まることができる。TES整合筺体205は、底部分211Bの上方に位置し、チャックPS・フィルタ筺体207は、TES整合筺体205の上方に位置する。ヘリウム構成要素のセット209は、TES整合筺体205が位置する側とは反対側の、IMC204のハウジング211の横に位置する。
【0033】
ヘリウムRF構成要素のセット209は、プラズマチャンバの電極(下部電極など)の温度を制御するための冷却ガスの通路用の複数の導管(ヘリウム流路など)を備える。複数の導管が電極に延びて、プラズマチャンバの上部電極と下部電極との間のギャップ内の異なる区画を冷却する。温度は、電極への冷却ガス流を増減させることにより制御される。例えば、電極への冷却ガス流が増加するときは温度が上昇し、電極への冷却ガス流が減少するときは温度が低下する。冷却ガスの例はヘリウムを含み、電極の例はチャックおよび基板支持体を含む。
【0034】
また、ヘリウムRF構成要素のセット209は、電極を回転させて電極の上面に設置された基板を処理するために電極に接続されうる電気モータに電力を提供するための交流電流(AC)電源を備える。ヘリウムRF構成要素のセット209はまた、プラズマチャンバの下部電極と上部電極との間のギャップ量を制御(増加または低減)するために、モータおよび1対のトランジスタを備えるギャップ駆動機構も備える。ヘリウムRF構成要素のセット209はさらに、IMC204の出力またはIMC204の入力において変数を感知するためにセンサ(複合電流電圧センサ、電圧センサ、電力センサなど)を備える。変数の例は、複素電圧電流、インピーダンス、電圧、電力、反射電力、および供給電力を含む。
【0035】
一実施形態では、電極(チャックなど)とチューナブルエッジリングとの間に誘電体リングが位置する。
【0036】
システム202は、低周波(LF)RF発生器および高周波RF発生器を備え、IMCS203の上方に位置する。低周波RF発生器の例は、400キロヘルツ(kHz)のRF発生器という低い動作周波数を有するRF発生器であり、高周波RF発生器の例は、27メガヘルツ(MHz)または60MHzのRF発生器という高い動作周波数を有するRF発生器である。低周波RF発生器の別の例は、2MHzの低い動作周波数を有するRF発生器である。システム202は、床104(図1Aおよび図1B)の空間を節約するためにIMCS203の上に設置される。
【0037】
IMC204のハウジング211は、底壁206Bを有する。システム202の低周波RF発生器は、底壁206Bの開口を介してインピーダンス整合回路204の回路要素に接続される。例えば、低周波RF発生器は、底壁206Bの開口を通るRFケーブル208Aを介して結合されて、インピーダンス整合回路204の回路要素に結合される。同様に、システム202の高周波RF発生器は、底壁206Bの開口を介してインピーダンス整合回路204の回路要素に接続される。例えば、低周波RF発生器は、底壁206Bの開口を通るRFケーブル208Bを介して結合されて、インピーダンス整合回路204の回路要素に結合される。
【0038】
一実施形態では、インピーダンス整合回路、インピーダンス整合ネットワーク、整合器、インピーダンス整合器、整合ネットワーク、整合回路、および整合網との用語は、本明細書において同義で用いられる。
【0039】
一実施形態では、システム202は、IMCS203の上ではなく、その上方に設置される。例えば、IMCS203の上方に支持棒網などのキャリアが設けられ、システム202がキャリアによって支持される。
【0040】
実施形態では、システム202はIMCS203の内部に位置する。
【0041】
実施形態では、RF伝送路502は基板支持体506を含み、基板支持体506はRF伝送路502のRFシースに囲まれる。
【0042】
一実施形態では、基板支持体および給電電極との用語は、本明細書において同義で用いられる。
【0043】
図3は、インピーダンス整合回路300のRFストラップに関連付けられたインダクタンスを示すための、インピーダンス整合回路300の実施形態図である。インピーダンス整合回路300は、インピーダンス整合回路204(図2)の例である。
【0044】
インピーダンス整合回路300は、分岐302Aおよび第2分岐302Bを備える。分岐302Aは、インダクタL1、インダクタL2、コンデンサC1、コンデンサC4、コンデンサC5、コンデンサC6、およびインダクタL3などの回路要素を含む。コンデンサC5およびC6は、以下にさらに説明される、直流(DC)阻止コンデンサである。分岐302Bは、インダクタL4、コンデンサC2、コンデンサC7、およびコンデンサC3などの回路要素を含む。コンデンサC1、C2、およびC3は、可変コンデンサである。C1およびC2は主コンデンサであり、C3は補助コンデンサである。インダクタL1~L4は、インダクタを形成するように巻かれたコイルであり、RFストラップではない。
【0045】
分岐302Bはさらに、RFストラップ部分304A、RFストラップ部分304B、RFストラップ304C、RFストラップ304D、およびRFストラップ304Eを含む。部分304Aおよび304Bは、1つのRFストラップの一部である。例として、本明細書で用いられるRFストラップは、銅または銅合金などの導体から作られた扁平状の伸長金属片である。例えば、RFストラップは、一定の長さ、幅、および厚さを有する。RFストラップの長さはその幅よりも大きく、RFストラップの幅はその厚さよりも大きい。別の例として、RFストラップは、ほぼ長方体または長方体を占め、曲げやすいまたは再形成しやすい。長方体の例は、角棒が占める体積である。
【0046】
インダクタL1は、接続部を介してインピーダンス整合回路300の入力I1に結合され、接続部を介してインダクタL2に結合される。入力I1の例は、入力I1とインダクタL1との間の接続部の端である。本明細書で用いられる接続部の例は、導電線、ケーブル、RFストラップ、一連のRFストラップ、コネクタ、またはこれらの組み合わせを含む。また、コンデンサC1は、インダクタL1とL2との間の接続部のある地点に結合され、接地電位に結合される。本明細書で用いられる地点の例は、ある接続部を別の接続部につなぐコネクタ(金属ボルトおよびナット、導電性ボルトおよびナット、または溶接点など)を含む。
【0047】
インダクタL2は、接続部を介してコンデンサC6に結合され、コンデンサC4は、インダクタL2とコンデンサC6との間の接続部のある地点に結合される。コンデンサC4は、接地電位にも結合される。コンデンサC5は、コンデンサC5に平行に結合される。コンデンサC6は、接続部を介してインダクタL3に結合され、インダクタL3は、接続部を介してインピーダンス整合回路300の出力O1に結合される。
【0048】
インダクタL4は、接続部を介してインピーダンス整合回路300の入力I2に結合され、接地接続部に結合される。入力I2の例は、入力I2とインダクタL4との間の接続部の端である。インダクタL4は、RFストラップ304Dのある地点に結合される。入力I2の例は、RFストラップ304Dの端である。コンデンサC2は、RFストラップ304Dと304Eとの間の地点P2に結合される。RFストラップ304Dおよび304Eは、地点P2で互いに接続される。コンデンサC2は、接地接続部にも結合される。コンデンサC7は、RFストラップ304EおよびRFストラップ部分304Aに結合される。
【0049】
コンデンサC3は、分岐302Bの地点P1に結合されたRFストラップ304Cに結合される。コンデンサC3は、接地接続部にも結合される。RFストラップ部分304Aは、地点P1でRFストラップ部分304Bに結合される。RFストラップ部分304Bは、インピーダンス整合回路300の出力O1に結合される。
【0050】
RFストラップ部分304Aおよび304Bの各々、ならびに、RFストラップ304C~304Eの各々は、それぞれのインダクタンスを有する。例えば、RFストラップ部分304AはインダクタンスLAを有し、RFストラップ部分304Bは別のインダクタンスLBを有し、RFストラップ304Cはさらに別のインダクタンスLCを有し、RFストラップ304DはインダクタンスLDを有し、RFストラップ304EはインダクタンスLEを有する。本明細書に記載のあらゆるRFストラップ(RFストラップ304A~304Eのいずれかなど)は、インダクタを形成するようにコイル状に巻かれておらず、扁平状の伸長金属片である。
【0051】
例として、インダクタL1は、45マイクロヘンリ(μH)から55マイクロヘンリのインダクタンスを有する。例えば、インダクタL1は、40マイクロヘンリのインダクタンスを有する。別の例として、インダクタL2は、35マイクロヘンリから41マイクロヘンリのインダクタンスを有する。例えば、インダクタL2は、38マイクロヘンリのインダクタンスを有する。さらに別の例として、コンデンサC1は、60ピコファラッド(pF)から2000ピコファラッドの容量を有する。別の例として、コンデンサC4は、110ピコファラッドから120ピコファラッドの容量を有する。また、例として、コンデンサC5は、2700ピコファラッドから2900ピコファラッドの容量を有する。例えば、コンデンサC5は、2800ピコファラッドの容量を有する。別の例として、インダクタL3は、2.1マイクロヘンリから2.3マイクロヘンリのインダクタンスを有する。例えば、インダクタL3は、2.2マイクロヘンリのインダクタンスを有する。
【0052】
さらに別の例として、インダクタL4は、0.44マイクロヘンリから0.46マイクロヘンリのインダクタンスを有する。例えば、インダクタL4は、0.45マイクロヘンリのインダクタンスを有する。また例として、コンデンサC2は、25ピコファラッドから250ピコファラッドの容量を有する。別の例として、コンデンサC7は、7ピコファラッドから17ピコファラッドの容量を有する。さらに別の例として、コンデンサC3は、3ピコファラッドから30ピコファラッドの容量を有する。
【0053】
低周波RF発生器によって生成されたRF信号は、入力I1で受信され、インダクタL1、インダクタL2、コンデンサC5およびC6、ならびにインダクタL3を通じて出力O1に送信される。コンデンサC1およびC4は、入力I1で受信したRF信号のインピーダンスを変更する。
【0054】
また、高周波RF発生器によって生成されたRF信号は、入力I2で受信され、RFストラップ304D、地点p2、RFストラップ304E、コンデンサC7、RFストラップ部分304A、およびRFストラップ部分304Bを通じて出力O1に送信される。インダクタL4、コンデンサC2、RFストラップ304C、およびコンデンサC3は、入力I2で受信したRF信号のインピーダンスを変更する。
【0055】
分岐回路302Aは、入力I1で受信した低周波RF信号のインピーダンスを変更して、プラズマチャンバからインピーダンス整合回路300を通じて低周波RF発生器に向けて反射された電力を低減する。インピーダンスは、出力O1に結合された負荷のインピーダンスが入力I1に結合された供給源のインピーダンスと一致するように変更されて、インダクタL3の出力から修正RF信号310Aが出力される。負荷の例は、プラズマチャンバ、および、インピーダンス整合回路300をプラズマチャンバに結合するRF伝送路を含む。入力I1に結合された供給源の例は、低周波RF発生器、および、低周波RF発生器を入力I1に結合するRFケーブル208A(図2)を含む。
【0056】
同様に、分岐回路302Bは、入力I2で受信した高周波RF信号のインピーダンスを変更して、プラズマチャンバからインピーダンス整合回路300を通じて高周波RF発生器に向けて反射された電力を低減する。インピーダンスは、出力O1に結合された負荷のインピーダンスが入力I2に結合された供給源のインピーダンスと一致するように変更されて、RFストラップ部分304Bの出力から修正RF信号310Bが出力される。入力I2に結合された供給源の例は、高周波RF発生器、および、高周波RF発生器を入力I2に結合するRFケーブル208B(図2)を含む。インダクタL3およびRFストラップ部分304Bから出力された修正信号310Aおよび310Bは、出力O1において合成(加算など)されて、出力O1から合成RF信号312が出力される。
【0057】
一実施形態では、図3に示されたコンデンサまたはインダクタのいずれかは、固定または可変である。例えば、コンデンサC4~C7の1つ以上は固定コンデンサである。別の例として、インダクタL1~L4の1つ以上は可変インダクタであり、そのインダクタンスは変更可能である。
【0058】
実施形態では、RFストラップ部分304Aおよび304Bの代わりに、2つのRFストラップが用いられる。例えば、RFストラップ部分304Aのインダクタンスを有する第1RFストラップは、コネクタを介して、RFストラップ部分304Bのインダクタンスを有する第2RFストラップに接続される。コネクタの例は、以下に提供される。
【0059】
実施形態では、インピーダンス整合回路300は、図3に示されたコンデンサとは異なる数のコンデンサを備える。例えば、コンデンサC5およびC6の代わりに、1つのコンデンサが用いられる。一実施形態では、インピーダンス整合回路300は、図3に示されたインダクタとは異なる数のインダクタを備える。
【0060】
図4Aは、インピーダンス整合回路400のRFストラップの配置を示すための、インピーダンス整合回路400のハウジング413の内部図である。インピーダンス整合回路400は、インピーダンス整合回路300(図3)の例であり、ハウジング413は、インピーダンス整合回路204(図2)のハウジング211(図2)の例である。
【0061】
インピーダンス整合回路400は、RFストラップ部分404A、RFストラップ部分404B、および、本明細書では中間ストラップと呼ばれることもあるRFストラップ404Cを備える。RFストラップ部分404Aは、RFストラップ部分304A(図3)の例であり、RFストラップ部分404Bは、RFストラップ部分304B(図3)の例であり、RFストラップ404Cは、RFストラップ304C(図3)の例である。RFストラップ部分404Aは、本明細書では下方部分と呼ばれることもあり、RFストラップ部分404Bは、本明細書では上方部分と呼ばれることもある。RFストラップ部分404Aおよび404Bは、本明細書では伸長ストラップと呼ばれることもあるRFストラップ404の一部である。例えば、RFストラップ部分404Aおよび404Bは、1つの伸長金属片から作られている。RFストラップ404Cは、RFストラップ404よりも長さが短い。
【0062】
RFストラップ404は、ハウジング413の上部424Aとハウジング413の底部424Bとの間に延びる。例えば、RFストラップ404は、底部424Bから架空基線428を介して上部424Aに延びる。上部424Aは、上部分211A(図2)の例であり、底部424Bは、底部分211B(図2)の例である。架空基線428は、以下に図4Bを参照してさらに説明される。
【0063】
インピーダンス整合回路400はさらに、低周波RF発生器の出力に結合されたRFケーブル208A(図2)を受け入れるためのポート408Aと、高周波RF発生器の出力に結合されたRFケーブル208B(図2)を受け入れるためのポート408Bとを備える。ポート408Aは、低周波RF発生器によって生成された低周波RF信号をインピーダンス整合回路400に通信するためのRFケーブル208Aの通信エンドポイント(コネクタなど)を含み、ポート408Bは、高周波RF発生器によって生成された高周波RF信号をインピーダンス整合回路400に通信するためのRFケーブル208Bの通信エンドポイント(コネクタなど)を含む。インピーダンス整合回路400は、コンデンサC1~C3を備え、さらに、DC電力がインピーダンス整合回路400の回路要素に悪影響を及ぼすことを防ぐDC阻止コンデンサ406Aおよび406Bを備える。DC阻止コンデンサ406Aおよび406Bは、DC阻止コンデンサC5およびC6(図3)の例である。インピーダンス整合回路400は、低周波で動作する回路要素(コンデンサC1など)を保護するために、入力I2で受信したRF信号の高い周波数をフィルタリングするためのフィルタ411を備える。
【0064】
RFストラップ404Cの第1端432は、コネクタ410(ねじまたはボルトなど)を介してRFストラップ部分404Aおよび404Bに結合される。コネクタ410は、本明細書では中間接続部と呼ばれることもあり、RFストラップ部分404AとRFストラップ部分404Bとの間にある。RFストラップ404Cの第2端434は、コンデンサC3に接続される。第1端432は第2端434の反対側に位置し、RFストラップ404Cの本体は、2つの端432と434との間に位置する。RFストラップ404Cの部分415は、Z軸に沿った方向でRFストラップ部分404Bの一部と重なるが、RFストラップ部分404Bのその部分と物理的に接触しない。例として、RFストラップ部分404AおよびRFストラップ404Cは、コネクタ410を介して互いに接続され、RFストラップ部分404Aは、RFストラップ部分404Aに沿った他の地点ではRFストラップ404Cに接続されない。
【0065】
コネクタ410は、図3の地点P1の例である。インピーダンス整合回路400の出力O1は、RF伝送路を介してプラズマチャンバの電極に結合される。また、RFストラップ部分404Bも出力O1に結合されるように細長く、コネクタ410を介してRFストラップ404Cに結合されるように細長い。RFストラップ部分404Aも、コネクタ410を介してRFストラップ404Cに結合されるように細長い。
【0066】
一実施形態では、伸長RFストラップは、RFストラップの幅よりも実質的に大きい長さを有する。例えば、RFストラップ404Cの長さは、RFストラップ404Cの幅の10~20倍である。別の例として、RFストラップ部分404Aおよび404Bの全長は、RFストラップ部分404Aおよび404Bの幅の10~30倍である。伸長RFストラップ部分404Aおよび404BならびにRFストラップ404Cは、インピーダンス整合回路400のハウジング413の幅狭構造を容易にして床面積を節約する。また、ハウジング413の幅狭構造は、構成要素(ヘリウムRF構成要素のセット209(図2)など)ならびにコンパートメント(チャックPS・フィルタコンパートメント207(図2)およびTES整合コンパートメント205(図2)など)がIMCS203(図2)内に収まることを容易にする。
【0067】
図4Bは、インピーダンス整合回路400(図4A)のハウジング413の実施形態図である。ハウジング413は、コネクタ410を介してRFストラップ404Cに接続されたRFストラップ部分404Aおよび404Bを備える。また、RFストラップ部分404Bの端430Aは、出力O1を介してRF伝送路のRFロッド422に接続され、RFストラップ部分404Bの反対端430Bは、図3を参照して示されたようにコンデンサC2およびC7に接続される。RFロッドは、ハウジング413の裏面426Gに面するプラズマチャンバに接続する。RF伝送路は、RFロッド422と、RFロッド422を囲むRFシースとを含む。RFシースは、RFロッド422を囲む絶縁材によってRFロッド422から分離される。絶縁材は、RFロッド422とRFシースとの間に位置する。
【0068】
ハウジング413は、上部424Aおよび底部424Bを有する。上部424Aは、本明細書では上部分と呼ばれることがあり、底部424Bは、本明細書では底部分と呼ばれることがある。上部424Aは、底部424BよりもX軸に沿って細長い。例として、上部424Aは、底部424Bよりも狭い幅を有する。また、上部424Aは、Y軸に沿って一定の長さを有する。例として、上部424Aの長さは、6~12インチ(15.24~30.48センチメートル)である。例えば、上部424Aの長さは、8~10インチ(20.32~25.4センチメートル)である。上部424Aは、RFストラップ部分404B用のハウジングを提供し、またはRFストラップ部分404Bを収容し、底部424Bは、RFストラップ部分404A用のハウジングを提供する、またはRFストラップ404Aを収容する。例えば、上部424Aは、RFストラップ部分404Bのカバーを提供し、底部424Bは、RFストラップ部分404Aのカバーを提供する。X軸はY軸に垂直であり、X軸およびY軸の両方はZ軸に垂直である。
【0069】
底部424Bは、側面426A、底面426B、側面部分426C1、前面部分426F1、および裏面部分426G1を有する。上部424Aは、側面426E、上面426D、側面部分426C2、前面部分426F2、および裏面部分426G2を有する。
【0070】
側面部分426C1および426C2は互いに隣接しており、ハウジング413の側面426Cの一部である。同様に、前面部分426F1および426F2は互いに隣接しており、ハウジング413の前面426Fの一部であり、裏面部分426G1および426G2は互いに隣接しており、ハウジング413の裏面426Gの一部である。
【0071】
上部424Aの仮想基線428は、上部424Aを底部424Bと分離する。例えば、仮想基線428は、側面部分426C1を側面部分426C2と分離する。コネクタ410は、仮想基線428に近接する。例えば、コネクタ410は、上面426Dよりも仮想基線428の近くに位置する。
【0072】
上面426Dは湾曲している。また、底部424Bよりも細い上部424Aは、底部424Bの体積よりも小さい体積を有する。さらに上部424Aは、RFストラップ部分404Bが上部404Bの内部に収まるように、プラズマツール102A~102H(図1A)のいずれかの整合器の上部よりも幅が狭い。また、上部424Aは、プラズマツール102A~102Hのいずれかの整合器の上部よりも長い。幅狭の上部424Aは、構成要素(ヘリウムRF構成要素のセット209(図2)など)ならびにコンパートメント(チャックPS・フィルタコンパートメント207(図2)およびTES整合コンパートメント205(図2)など)がIMCS203(図2)に収まることを容易にする。
【0073】
ある実施形態では、コネクタ410は、上部424Aの内部に位置する代わりに底部424Bの内部に位置し、仮想基線428に近接する。例えば、コネクタ410は、底面426Bよりも仮想基線428の近くに位置する。
【0074】
一実施形態では、RFストラップ部分404Bの一部は、上部424Aから底部424Bに延びる。ある実施形態では、RFストラップ部分404Aの一部は、底部424Bから上部424Aに延びる。
【0075】
ある実施形態では、RFストラップ404Cの一部は、底部424Bから上部424Aに延びる。
【0076】
図4Cは、図4Bの断面A-Aからの側面図を表す。この図は、RFロッド422に接続する出力O1まで伸長RFストラップ部分404Aを延ばすために、上部424Aが伸長されていることを示す。例えば、上部424Aは、X軸に沿ったその幅が、Y軸に沿ったその長さよりも短くなる、または実質的に短くなるように伸長されている。例えば、仮想基線428の幅は、上部424Aの長さの半分または約半分である。この図4Cの側面図は、RFロッド422が図4Cの正面図に垂直または実質的に垂直であることも示す。補修のための利点として、図4Bの正面図は、ハウジング413を引き延ばす必要なく、インピーダンス整合回路300(図3)の全ての回路要素へのフルアクセスを可能にする。例えば、インピーダンス整合回路300のハウジング413は、ハウジング413の正面(側面426Fなど)からのアクセスを可能にする。例えば、正面側426は、処理モジュール(例えば、プラズマチャンバ)の反対側である。
【0077】
また、底部424Bは、プラズマツール102A~102H(図1A)のいずれかの整合器の最大幅よりも狭い。プラズマツール102A~102Hのいずれかの整合器の最大幅は、整合器の底部の幅である。また、図4Cに示されたように、上部424Aは、Z軸に沿った方向に底部424Bよりも狭い。さらに、図4Bに示されたように、上部424Aは、X軸に沿った方向に底部424Bよりも狭い。幅狭の上部424Aおよび底部424Bは、床104(図1B)の床面積を節約する。
【0078】
図5は、インピーダンス整合回路204の使用を示すためのシステム500の実施形態図である。システム500は、低周波RF発生器(LF RFG)、高周波RF発生器(HF RFG)、RFケーブル208Aおよび208B、インピーダンス整合回路204、RF伝送路502、ならびにプラズマチャンバ504を備える。システム500はさらに、TES RF発生器などの別のRF発生器を備える。また、システム500は、RFケーブル511、TES整合器509、およびRF伝送路517を備える。
【0079】
TES RF発生器は、低周波または高周波のRF発生器である。例えば、TES RF発生器は低周波または高周波を有し、低周波および高周波の例は上記されている。TES整合器509は、TES整合筐体205(図2)の内部に位置する。
【0080】
RF伝送路502は、RFロッド422(図4B)およびRFシースを含む。RFロッド422は、RF伝送路502の絶縁材で囲まれ、絶縁材は、RF伝送路502のRFシースに囲まれる。同様に、RF伝送路517は、RFロッドと、RFロッドを囲むRFシースとを含む。また、絶縁材はRF伝送路517のRFロッドを囲み、RF伝送路517のRFシースは絶縁材を囲む。
【0081】
プラズマチャンバ504は、基板支持体506および上部電極508を備える。基板支持体506の例は、下部電極を備えるチャックである。下部電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で作られる。基板支持体506は、金属および酸化アルミニウム(Al23)などのセラミックで作られる。上部電極508はシリコンから作られ、接地接続部に結合される。プラズマチャンバ504はさらに、基板支持体506を囲むTER507を備える。TER507は、1つ以上の材料(例えば、結晶シリコン、多結晶質シリコン、炭化シリコン、石英、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化シリコンなど)から作られる。TER507は、基板Sを基板支持体506の上に位置決めすることと、基板Sによって保護されないプラズマチャンバ504の下にある構成要素(結合リングなど)を、プラズマチャンバ504の内部に形成されたプラズマのイオンによる損傷から保護することとを含む、多くの機能を実行する。TER507はまた、プラズマを基板S上方の領域に閉じ込め、基板支持体506をプラズマによる腐食から保護する。
【0082】
TES RF発生器は、RFケーブル511を介してTES整合器509の入力に結合される。TES整合器519の出力は、RF伝送路517を介してTER507に結合される。
【0083】
低周波RF発生器は、低周波RF信号504Aを生成し、RFケーブル208Aを通じて低周波RF信号504Aをインピーダンス整合回路204の入力I1に送信する。同様に、高周波RF発生器は高周波RF信号504Bを生成し、RFケーブル208Bによって高周波RF信号504Bをインピーダンス整合回路204の入力I2に送信する。
【0084】
インピーダンス整合回路204の分岐(分岐302A(図3)など)は、入力I1から低周波RF信号504Aを受信し、出力O1に結合された負荷のインピーダンスが入力I1に結合された供給源のインピーダンスと一致するように低周波RF信号504Aのインピーダンスを変更して、第1修正RF信号(修正RF信号310A(図3)など)を出力する。出力O1に結合された負荷の例は、プラズマチャンバ504およびRF伝送路502を含む。入力I1に結合された供給源の例は、低周波RF発生器およびRFケーブル208Aを含む。
【0085】
同様に、インピーダンス整合回路204の分岐(分岐302B(図3)など)は、入力I2から高周波RF信号504Bを受信し、出力O1に結合された負荷のインピーダンスが入力I2に結合された供給源のインピーダンスと一致するように高周波RF信号504Bのインピーダンスを変更して、第2修正RF信号(修正RF信号310B(図3)など)を出力する。第1および第2の修正RF信号310Aおよび310Bは、出力O1において合成(追加など)されて、出力O1において合成RF信号510が出力される。入力I2に結合された供給源の例は、高周波RF発生器およびRFケーブル208Bを含む。合成RF信号312(図3)は、合成RF信号510の例である。
【0086】
合成RF信号510は、プラズマチャンバ内でプラズマを生成または維持するために、RF伝送路502を通じてプラズマチャンバ504の下部電極に供給される。例えば、合成RF信号510の供給と共に、1つ以上の処理ガス(酸素含有ガスまたはフッ素含有ガスなど)が上部電極508と基板支持体506との間のギャップに供給されたときは、プラズマがプラズマチャンバ504の内部で生成または維持される。
【0087】
加えて、TES RFGは、RF信号513を生成し、RFケーブル511を通じてRF信号513をTES整合器509の入力に送信する。TES整合器509は、RF信号513を受信すると、TES整合器509の出力に結合された負荷のインピーダンスとTES整合器509の入力に結合された供給源とを一致させて、TES整合器519の出力において修正RF信号515を出力する。TES整合器519の入力に結合された供給源の例は、TES RFGおよびRFケーブル511を含み、TES整合器509の出力に結合された供給源の例は、TER507およびRF伝送路517を含む。TER507は、基板Sのエッジ領域を処理するために修正RF信号515を受信する。
【0088】
一実施形態では、結合リングはTER507の下方に位置し、基板支持体506を囲む。結合リングは、電気絶縁材(例えば、誘電体材料、セラミック、ガラス、複合ポリマ、酸化アルミニウムなど)で作られる。
【0089】
本明細書に記載の実施形態は、携帯型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による、またはプログラム可能な家電製品、小型コンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、様々なコンピュータシステム構成によって実施されてよい。本明細書に記載の実施形態は、コンピュータネットワークを通じて結ばれたリモート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においても実施されうる。
【0090】
いくつかの実施形態では、コントローラは、上述の例の一部でありうるシステムの一部である。このシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および/または、特定の処理部品(ウエハ台座、ガス流システムなど)を備える半導体処理装置を含む。このシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後の動作を制御するための電子機器と一体化される。この電子機器は、システムの様々な構成部品または副部品を制御できる「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件および/またはシステムの種類に応じて、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発生器の設定、RF整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置動作設定、ツールおよび他の搬送ツールおよび/またはシステムに接続もしくは結合されたロードロックに対するウエハ搬入出を含む、本明細書に開示されたあらゆるプロセスを制御するようにプログラムされる。
【0091】
概して、様々な実施形態において、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、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、プログラム命令を記憶するファームウェア形式のチップ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)として定義されるチップ、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、プログラム命令(例えば、ソフトウェア)を実行する1つ以上のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、半導体ウエハ上でもしくは半導体ウエハ向けにプロセスを実行するための動作パラメータを定義する様々な個別設定(または、プログラムファイル)の形でコントローラに伝達される命令である。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、1つ以上の層、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、ウエハ金型の製造時における1つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部である。
【0092】
いくつかの実施形態では、コントローラは、システムと一体化もしくは結合された、そうでなければシステムにネットワーク接続された、もしくはこれらが組み合わされたコンピュータの一部である、またはそのコンピュータに結合される。例えば、コントローラは、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にする「クラウド」内にある、またはファブホストコンピュータシステムの全てもしくは一部である。コントローラはシステムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の進捗状況を監視し、過去の製造動作の経歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能の基準を調査して、現行の処理のパラメータを変更する、または現行の処理に続く処理工程を設定する、または新しいプロセスを開始する。
【0093】
いくつかの実施形態では、リモートコンピュータ(例えば、サーバ)は、ローカルネットワークまたはインターネットを含むコンピュータネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供する。リモートコンピュータは、次にリモートコンピュータからシステムに伝達されるパラメータおよび/もしくは設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含む。いくつかの例では、コントローラは、ウエハを処理するための設定の形で命令を受信する。この設定は、ウエハで実施されるプロセスの種類、および、コントローラが接続するまたは制御するツールの種類に固有であることを理解されたい。よって、上述のように、コントローラは、例えば互いにネットワーク接続された1つ以上の別々のコントローラを含むことと、本明細書に記載のプロセスの遂行などの共通の目的に向けて協働することとによって分散される。かかる目的で分散されたコントローラの例は、遠隔に(例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として)位置し、協働してチャンバにおけるプロセスを制御する1つ以上の集積回路と連通する、チャンバ上の1つ以上の集積回路を含む。
【0094】
制限するものではないが、様々な実施形態において、本明細書に記載のプラズマシステムは、プラズマエッチングチャンバ、堆積チャンバ、スピンリンスチャンバ、金属めっきチャンバ、洗浄チャンバ、ベベルエッジエッチングチャンバ、物理蒸着(PVD)チャンバ、化学蒸着(CVD)チャンバ、原子層堆積(ALD)チャンバ、原子層エッチング(ALE)チャンバ、イオン注入チャンバ、トラックチャンバ、または、半導体ウエハの製作および/もしくは製造において関連もしくは使用する任意の他の半導体処理チャンバを含む。
【0095】
上記の動作は、平行平板型プラズマチャンバ(例えば、容量結合プラズマチャンバなど)に関して説明されたが、いくつかの実施形態では、上記の動作は他の種類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(ICP)リアクタ、導体ツール、誘電体ツール、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。例えば、XMHzのRF発生器、YMHzのRF発生器、およびZMHzのRF発生器がICPプラズマチャンバ内のインダクタに結合される(X、Y、およびZは整数)。別の例として、400kHzのRF発生器、YMHzのRF発生器、およびZMHzのRF発生器がICPプラズマチャンバ内のインダクタに結合される。
【0096】
上記のように、コントローラは、ツールによって実施されるプロセス動作に応じて、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、半導体製造工場においてツール位置および/もしくはロードポートに対してウエハ容器を搬入出する材料搬送に用いられるツール、のうちの1つ以上と連通する。
【0097】
上記の実施形態を念頭に置いて、いくつかの実施形態は、コンピュータシステムに記憶されたデータを含む様々なコンピュータ実施動作を用いることを理解されたい。これらのコンピュータ実施動作は、物理的数量を操作する動作である。
【0098】
いくつかの実施形態は、これらの動作を実施するためのハードウェアユニットまたは装置にも関する。装置は、専用コンピュータのために特別に構築される。コンピュータは、専用コンピュータとして定義されたときは、特定用途のために動作することもできつつ、特定用途の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンを実施する。
【0099】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の動作は、選択的に作動されるコンピュータによって実施される、または、コンピュータメモリに記憶された1つ以上のコンピュータプログラムによって構成される、または、コンピュータネットワークを通じて取得される。コンピュータネットワークを通じてデータが取得されたときは、データは、コンピュータネットワーク(例えば、コンピュータ資源のクラウド)の他のコンピュータによって処理されてよい。
【0100】
本明細書に記載の1つ以上の実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体におけるコンピュータ可読コードとしても作成されうる。非一時的コンピュータ可読媒体は、その後にコンピュータシステムによって読み込まれるデータを記憶するあらゆるデータストレージハードウェアユニット(例えば、メモリデバイスなど)である。非一時的コンピュータ可読媒体の例は、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)、書き込み可能CD(CD-R)、書き換え可能CD(CD-RW)、磁気テープ、ならびに、他の光学および非光学データストレージハードウェアユニットを含む。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散されて記憶および実行されるように、ネットワーク結合コンピュータシステムにおいて分散されたコンピュータ可読有形媒体を含む。
【0101】
上記のいくつかの方法動作は特定の順序で提示されたが、様々な実施形態では、他のハウスキーピング操作が方法動作間に実施される、または、方法動作はわずかな時間差で生じるように調節される、もしくは、方法動作が様々な間隔で生じることを可能にするシステムにおいて分散される、もしくは、上記とは異なる順序で実施される。
【0102】
実施形態において、上記の実施形態からの1つ以上の特徴は、本開示に記載の様々な実施形態に記載の範囲から逸脱することなく、他の実施形態の1つ以上の特徴と組み合わされることにさらに注意されたい。
【0103】
上記の実施形態は、明確な理解のためにいくらか詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更および修正が行われてよいことが明らかだろう。従って、本実施形態は制限的でなく例示的とみなされるべきであり、開示の実施形態は本明細書に記載の詳細に限定されるべきでなく、添付の特許請求およびその同等物の範囲内で修正されてよい。
図1A
図1B
図2
図3
図4A
図4B
図4C
図5
【手続補正書】
【提出日】2024-09-17
【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】
インピーダンス整合回路システムであって、
インピーダンス整合回路を含むハウジングであって、前記ハウジングは、上部分および底部分を有し、前記上部分は前記底部分よりも細い、ハウジングと、
前記底部分の上方に位置し、前記上部分の横に位置するチューナブル端シース(TES)整合筐体と、
前記インピーダンス整合回路の前記ハウジングの横に位置するヘリウム構成要素のセットと、
を備える、インピーダンス整合回路システム。
【請求項2】
請求項1に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記上部分は、前記底部分の第1幅よりも小さい第1幅を有し、前記底部分の体積よりも小さい体積を有し、前記上部分の前記第1幅および前記底部分の前記第1幅は、第1軸に沿って測定される、インピーダンス整合回路システム。
【請求項3】
請求項2に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記上部分は、前記底部分の第2幅よりも小さい第2幅を有し、前記上部分の前記第2幅および前記底部分の前記第2幅は、第2軸に沿って測定され、前記第2軸は、前記第1軸に垂直である、インピーダンス整合回路システム。
【請求項4】
請求項1に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記上部分は、前記底部分から延びる無線周波数(RF)ストラップを含み、前記RFストラップは、前記底部分の内部に収容された複数の回路要素を、プラズマチャンバに結合されたRF伝送路と結合するように構成され、前記複数の回路要素は、複数のコンデンサを含む、インピーダンス整合回路システム。
【請求項5】
請求項1に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記TES整合筐体は、TES整合器を含み、前記TES整合器は、前記TES整合器の出力に結合された負荷のインピーダンスを、前記TES整合器の入力に結合された供給源のインピーダンスと一致させるように構成された複数の電気部品を含み、前記出力は、プラズマチャンバ内のエッジリングに結合されるように構成される、インピーダンス整合回路システム。
【請求項6】
請求項1に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、前記TES整合筐体が位置する側に対して前記ハウジングの反対側に位置する、インピーダンス整合回路システム。
【請求項7】
請求項1に記載のインピーダンス整合回路システムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、プラズマチャンバに冷却ガスを供給するように構成された複数の導管と、前記プラズマチャンバ内の下部電極を回転させるために電気モータに電力を供給するように構成された電源と、前記プラズマチャンバの前記下部電極と上部電極との間のギャップ量を変更するように構成されたギャップ駆動機構と、前記インピーダンス整合回路に関連付けられた1つ以上の変数を感知するように構成された複数のセンサと、を備える、インピーダンス整合回路システム。
【請求項8】
システムであって、
インピーダンス整合回路を含む第1ハウジングであって、前記第1ハウジングは、上部分および底部分を有し、前記上部分は前記底部分よりも細い、第1ハウジングと、
前記底部分の上方に位置し、前記上部分の横に位置するチューナブル端シース(TES)整合筐体と、
前記インピーダンス整合回路の前記第1ハウジングの横に位置するヘリウム構成要素のセットと、
前記第1ハウジングの上方に位置する無線周波数(RF)発生器であって、RF信号を生成し、前記RF信号を前記インピーダンス整合回路に送信するように構成されたRF発生器と、
を備える、システム。
【請求項9】
請求項8に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分の第1幅よりも小さい第1幅を有し、前記底部分の体積よりも小さい体積を有し、前記上部分の前記第1幅および前記底部分の前記第1幅は、第1軸に沿って測定される、システム。
【請求項10】
請求項9に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分の第2幅よりも小さい第2幅を有し、前記上部分の前記第2幅および前記底部分の前記第2幅は、第2軸に沿って測定され、前記第2軸は、前記第1軸に垂直である、システム。
【請求項11】
請求項8に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分から延びるRFストラップを含み、前記RFストラップは、前記底部分の内部に収容された複数の回路要素を、プラズマチャンバに結合されたRF伝送路と結合させるように構成され、前記複数の回路要素は、複数のコンデンサを含む、システム。
【請求項12】
請求項8に記載のシステムであって、
前記TES整合筐体は、TES整合器を含み、前記TES整合器は、前記TES整合器の出力に結合された負荷のインピーダンスを、前記TES整合器の入力に結合された供給源のインピーダンスと一致させるように構成された複数の電気部品を含み、前記出力は、プラズマチャンバ内のエッジリングに結合されるように構成される、システム。
【請求項13】
請求項8に記載のシステムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、前記TES整合筐体が位置する側に対して前記第1ハウジングの反対側に位置する、システム。
【請求項14】
請求項8に記載のシステムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、プラズマチャンバに冷却ガスを供給するように構成された複数の導管と、前記プラズマチャンバ内の下部電極を回転させるために電気モータに電力を供給するように構成された電源と、前記プラズマチャンバの前記下部電極と上部電極との間のギャップ量を変更するように構成されたギャップ駆動機構と、前記インピーダンス整合回路に関連付けられた1つ以上の変数を感知するように構成された複数のセンサと、を備える、システム。
【請求項15】
請求項8に記載のシステムであって、
第2ハウジングをさらに備え、前記RF発生器は、前記第2ハウジングの上に設置される、システム。
【請求項16】
システムであって、
第1無線周波数(RF)発生器と、
第2RF発生器と、
前記第1RF発生器および前記第2RF発生器の下方に位置する第1ハウジングであって、前記第1ハウジングは、上部分および底部分を有し、前記上部分は前記底部分よりも細く、前記第1ハウジングは、インピーダンス整合回路を含む、第1ハウジングと、
前記底部分の上方に位置し、前記上部分の横に位置するチューナブル端シース(TES)整合筐体と、
前記インピーダンス整合回路の前記第1ハウジングの横に位置するヘリウム構成要素のセットと、
前記第1ハウジングに結合されたプラズマチャンバと、
を備える、システム。
【請求項17】
請求項16に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分の第1幅よりも小さい第1幅を有し、前記底部分の体積よりも小さい体積を有し、前記上部分の前記第1幅および前記底部分の前記第1幅は、第1軸に沿って測定される、システム。
【請求項18】
請求項17に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分の第2幅よりも小さい第2幅を有し、前記上部分の前記第2幅および前記底部分の前記第2幅は、第2軸に沿って測定され、前記第2軸は、前記第1軸に垂直である、システム。
【請求項19】
請求項16に記載のシステムであって、
前記上部分は、前記底部分から延びるRFストラップを含み、前記RFストラップは、前記底部分の内部に収容された複数の回路要素を、前記プラズマチャンバに結合されたRF伝送路と結合させるように構成され、前記複数の回路要素は、複数のコンデンサを含む、システム。
【請求項20】
請求項16に記載のシステムであって、
前記プラズマチャンバはエッジリングを含み、前記TES整合筐体はTES整合器を含み、前記TES整合器は、前記TES整合器の出力に結合された負荷のインピーダンスを、前記TES整合器の入力に結合された供給源のインピーダンスと一致させるように構成された複数の電気部品を含み、前記出力は、プラズマチャンバ内の前記エッジリングに結合されるように構成される、システム。
【請求項21】
請求項16に記載のシステムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、前記TES整合筐体が位置する側に対して前記第1ハウジングの反対側に位置する、システム。
【請求項22】
請求項16に記載のシステムであって、
前記ヘリウム構成要素のセットは、前記プラズマチャンバに冷却ガスを供給するように構成された複数の導管と、前記プラズマチャンバ内の下部電極を回転させるために電気モータに電力を供給するように構成された電源と、前記プラズマチャンバの前記下部電極と上部電極との間のギャップ量を変更するように構成されたギャップ駆動機構と、前記インピーダンス整合回路に関連付けられた1つ以上の変数を感知するように構成された複数のセンサと、を備える、システム。
【請求項23】
請求項16に記載のシステムであって、
第2ハウジングをさらに備え、前記第1RF発生器および前記第2RF発生器は、前記第2ハウジングの上に設置される、システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0103
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0103】
上記の実施形態は、明確な理解のためにいくらか詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更および修正が行われてよいことが明らかだろう。従って、本実施形態は制限的でなく例示的とみなされるべきであり、開示の実施形態は本明細書に記載の詳細に限定されるべきでなく、添付の特許請求およびその同等物の範囲内で修正されてよい。本開示は以下の適用例を含む。
[適用例1]
無線周波数(RF)電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器であって、
底部分および上部分を有するハウジングであって、前記底部分は整合要素を有し、前記上部分は伸長体を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記底部分を介して接続された低周波入力であって、第1セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続する低周波入力と、
前記ハウジングの前記底部分を介して接続された高周波入力であって、第2セットのコンデンサおよびインダクタに相互接続する高周波入力と、
前記ハウジングの前記底部分と前記上部分との間に延び、下方部分および上方部分を有する伸長ストラップであって、前記伸長ストラップの前記下方部分は、前記第2セットのコンデンサおよびインダクタに結合され、前記伸長ストラップの前記上方部分は、前記伸長体の端でRFロッドに接続される、伸長ストラップと、
前記下方部分と前記上方部分との間である中間接続部において、第1端で前記伸長ストラップに結合され、第2端で補助コンデンサに接続される中間ストラップと、
を備える、インピーダンス整合器。
[適用例2]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップに対する前記中間ストラップの前記中間接続部は、前記ハウジングの前記伸長体の基部に近接して位置する、インピーダンス整合器。
[適用例3]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記伸長体は、前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップの前記上方部分の収納を提供する、インピーダンス整合器。
[適用例4]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップは、前記RFロッドにつながる追加インダクタンスを提供する、インピーダンス整合器。
[適用例5]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップおよび前記中間ストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
[適用例6]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、正面側および裏側を有し、前記裏側は前記プラズマチャンバの方に向くように構成され、前記RFロッドは、前記伸長ストラップの前記上方部分から、前記ハウジングの前記裏側から延びる、インピーダンス整合器。
[適用例7]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間ストラップは、前記中間接続部が前記補助コンデンサのインダクタンスおよび可変容量を提供するための場所を提供するように、前記伸長ストラップの前記下方部分と接触することなく重なるように構成された部分を有する、インピーダンス整合器。
[適用例8]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長体は、前記ハウジングの前記底部分よりも細い、インピーダンス整合器。
[適用例9]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記高周波入力は、RFケーブルを介して高周波RF発生器に接続されるように構成され、前記低周波入力は、RFケーブルを介して低周波RF発生器に接続されるように構成され、前記低周波RF発生器は、前記高周波RF発生器の動作周波数よりも低い周波数で動作するように構成される、インピーダンス整合器。
[適用例10]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記底部分は、前記低周波入力を低周波RF発生器に結合する第1RFケーブルを受け入れるように構成された第1ポートを有する、インピーダンス整合器。
[適用例11]
適用例10に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングの前記底部分は、前記高周波入力を高周波RF発生器に結合する第2RFケーブルを受け入れるように構成された第2ポートを有する、インピーダンス整合器。
[適用例12]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップは、前記中間ストラップよりも長い、インピーダンス整合器。
[適用例13]
適用例1に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、別のハウジング内に設置され、前記別のハウジングは、チャック電源およびフィルタを含むコンパートメントを備え、前記別のハウジングは、さらに、チューナブルエッジリング用の整合回路を含む別のコンパートメントを備える、インピーダンス整合器。
[適用例14]
RF電力をプラズマチャンバの電極に伝送するためのインピーダンス整合器であって、
底部分および上部分を有するハウジングであって、前記底部分は整合要素を有し、前記上部分は伸長体を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記底部分と前記上部分との間に延び、上方部分および下方部分を有する伸長ストラップであって、前記伸長ストラップの前記下方部分は、前記整合要素に結合され、前記伸長ストラップの前記上方部分は、前記伸長体の端でRFロッドに接続される、伸長ストラップと、
前記下方部分と前記上方部分との間である中間接続部において、第1端で前記伸長ストラップに結合され、第2端で補助コンデンサに接続される中間ストラップと、
を備える、インピーダンス整合器。
[適用例15]
適用例14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記整合要素は、
高周波入力に結合された第1セットのコンデンサおよびインダクタと、
低周波数入力に結合された第2セットのコンデンサおよびインダクタと、
を備える、インピーダンス整合器。
[適用例16]
適用例14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記伸長ストラップおよび前記中間ストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
[適用例17]
適用例14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記中間接続部の上方に延びる前記伸長ストラップは、前記上方部分を通じて前記RFロッドにつながる追加インダクタンスを提供する、インピーダンス整合器。
[適用例18]
適用例14に記載のインピーダンス整合器であって、
前記ハウジングは、別のハウジング内に設置され、前記別のハウジングは、チャック電源およびフィルタを含むコンパートメントを備え、前記別のハウジングは、さらに、チューナブルエッジリング用の整合回路を含む別のコンパートメントを備える、インピーダンス整合器。
[適用例19]
インピーダンス整合器であって、
上部分および底部分を有するハウジングであって、前記上部分は前記底部分よりも細いハウジングと、
第1無線周波数(RF)発生器に結合されるように構成された第1分岐と、
第2RF発生器に結合されるように構成された第2分岐と、
出力と、を備え、
前記第2分岐は、第1コンデンサ、第2コンデンサ、前記出力、第1RFストラップ、ならびに、第1RFストラップ部分および第2RFストラップ部分を含む第2RFストラップを備え、
前記第1RFストラップ、前記第1RFストラップ部分、および前記第2RFストラップ部分は、ある地点で互いに結合され、
前記第1コンデンサは、前記第1RFストラップ部分および前記第2RFストラップ部分を介してインピーダンス整合器の前記出力に結合され、
前記第2コンデンサは、前記第1RFストラップおよび前記第2RFストラップ部分を介して前記インピーダンス整合器の前記出力に結合され、前記上部分は、前記第2RFストラップ部分を収容するように構成される、インピーダンス整合器。
[適用例20]
適用例19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RFストラップおよび前記第2RFストラップの各々は、扁平状の導電棒材料によって規定される、インピーダンス整合器。
[適用例21]
適用例19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RF発生器は、前記第2RF発生器の動作周波数よりも低い周波数で動作するように構成される、インピーダンス整合器。
[適用例22]
適用例19に記載のインピーダンス整合器であって、
前記第1RFストラップは、前記第1RFストラップ部分と接触することなく重なるように構成された部分を有する、インピーダンス整合器。
【外国語明細書】