特許7166746結合リング内に電極を使用することによってエッジ領域におけるイオンの方向性を制御するためのシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-28
(45)【発行日】2022-11-08
(54)【発明の名称】結合リング内に電極を使用することによってエッジ領域におけるイオンの方向性を制御するためのシステム
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20221031BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20221031BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20221031BHJP
C23C 16/505 20060101ALI20221031BHJP
C23C 16/52 20060101ALI20221031BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 L
H05H1/46 A
H01L21/302 101B
H01L21/302 101G
H01L21/302 101C
H01L21/302 101D
H01L21/31 C
C23C16/505
C23C16/52
【請求項の数】
7
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2017117428
(22)【出願日】2017-06-15
(65)【公開番号】P2017228526
(43)【公開日】2017-12-28
【審査請求日】2020-06-12
(31)【優先権主張番号】15/190,082
(32)【優先日】2016-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【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】マイケル・シー．・ケロッグ
(72)【発明者】
【氏名】アレクセイ・マラクタノフ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・パトリック・ホランド
(72)【発明者】
【氏名】ジーガン・チェン
(72)【発明者】
【氏名】フェリックス・コザケビッチ
(72)【発明者】
【氏名】ケニス・ルチェッシ
【審査官】藤本 加代子
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０４７５２１４３（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５２４１５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０４９５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１０９６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３１５３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０４１６５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／００１８１２７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｃ２３Ｃ １６／５０－１６／５１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、第１のＲＦ信号を生成するように構成された第１の高周波数（ＲＦ）発生器と、
前記第１のＲＦ発生器に結合され、前記第１のＲＦ信号を受信して第１の修正ＲＦ信号を生成するための第１のインピーダンス整合回路と、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記第１の修正ＲＦ信号を受信するために前記第１のインピーダンス整合回路に結合された結合リングであって、前記第１の修正ＲＦ信号を受信すると電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備え、
前記電極は、複数の電力ピンを介してフィードリングに接続されて、前記第１のインピーダンス整合回路から前記第１の修正ＲＦ信号を受信するように構成されており、
前記フィードリングは、前記電極からの直流（ＤＣ）電力を除去するように構成されたフィルタに接続されている、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、更に、第２のＲＦ信号を生成するように構成された第２のＲＦ発生器と、
前記第２のＲＦ発生器に結合され、前記第２のＲＦ信号を受信して第２の修正ＲＦ信号を生成するように構成された第２のインピーダンス整合回路と、
前記第２のインピーダンス整合回路に結合され、前記第２の修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムであって、前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
【請求項4】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた第２の絶縁体リングと、
を備え、
前記複数の電力ピンのうちの１つの電力ピンは、前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されているケーブルであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、ケーブルを有する、システム。
【請求項5】
請求項４に記載のシステムであって、更に、前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数の電力ピンのうちの１つの電力ピンは、前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルを有し、
前記同軸ケーブルは、前記フィードリングと１点において接続するように構成され、
前記システムは、前記フィードリング及び前記第１のインピーダンス整合回路に結合されたＲＦロッドを更に備える、システム。
【請求項7】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、前記イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される電力の量が修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記第１のインピーダンス整合回路を通じて前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される前記電力の量を変更するために、前記第１のＲＦ発生器に結合される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、結合リング内に電極を使用することによってプラズマチャンバのエッジ領域におけるイオンの方向性を制御するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマプロセスを制御するために、プラズマシステムが使用される。プラズマシステムは、複数の高周波数（ＲＦ）源と、インピーダンス整合部と、プラズマリアクタとを含む。プラズマチャンバの内部に被加工物が配置され、その被加工物を処理するためにプラズマチャンバ内にプラズマが生成される。
【0003】
被加工物は、同様な又は均一なやり方で処理されることが重要である。同様な又は均一なやり方で被加工物を処理するために、プラズマリアクタに関係付けられた様々なパラメータが制御される。一例として、被加工物の処理中にイオン束の方向性を制御することが重要である。方向性の制御は、エッチング速度の増加に有用であり、特定のアスペクト比を有する被加工物の特徴を実現する。
【0004】
被加工物を均一なやり方で処理する際は、それと同時に、プラズマチャンバの各種コンポーネントの寿命を維持することが重要である。幾つかのコンポーネントにＲＦ電力を印加すると、これらのコンポーネントは、速く摩耗し、それらの寿命を全うすることができなくなる。更に、このような摩耗ゆえに、これらのコンポーネントは、イオン束の方向性に悪影響を及ぼし、これは、被加工物の処理の均一性に悪影響を及ぼす。
【0005】
本開示で説明される実施形態が想起されるのは、このような状況においてである。
【発明の概要】
【0006】
本開示の実施形態は、結合リング内に電極を使用することによってプラズマチャンバのエッジ領域におけるイオンの方向性を制御するための装置、方法、及びコンピュータプログラムを提供する。これらの実施形態は、例えば、プロセス、装置、システム、ハードウェア、又はコンピュータ読み取り可能媒体上の方法などの、数々の形態で実現できることがわかる。以下で、幾つかの実施形態が説明される。
【0007】
ウエハがエッチングされるところにおけるプロフィールの角度又は傾斜と、エッチング速度との間の二律背反性ゆえに、ウエハのエッジにおけるプロセス仕様を満たすことは困難である。エッチング速度は、ウエハのエッジにおけるイオン束と、ウエハを処理するために使用される１種類以上のプロセスガスの例えば混合やタイプ等の化学的性質とに依存する。ウエハに到達する、エッジにおけるイオン束は、プラズマシースに進入するイオン束と、エッジにおけるプラズマシースの形状との関数である。イオン集束効果は、ウエハの上方におけるウエハプラズマシースの厚さと、ウエハのエッジを超えたところにおけるプラズマシースを制御するエッジリングの上方におけるエッジリングプラズマシースの厚さとの差の関数である。エッチング速度を向上させるためには、及びプロフィール角度を例えば８９．５度と９０．５度との間や８９度と９１度との間等のように約９０度に維持するためには、ウエハのエッジを超えたところにおいて均一なプラズマ密度を維持すること、及びウエハプラズマシースとエッジリングプラズマシースとの差を最小限に抑えることが重要である。また、エッジリングが例えば５００時間を超える等のようにその寿命を全うするまで使用できるように、エッジリングの摩耗を制御することが望まれる。
【0008】
一部の実施形態では、エッジリングに関係付けられたプラズマパラメータを独立制御するためのつまみが提供される。つまみは、結合リングに通電電極を埋め込むことと、高周波数（ＲＦ）電力を電極に提供する又は可変インピーダンスＲＦフィルタを通じて電極を接地することとによって提供される。ＲＦ電力の提供は、電極への能動（有効）電力の提供として言及されることもあり、可変インピーダンスを通じた電極の接地は、電極への受動電力の提供として言及されることもある。プラズマパラメータを制御するために、上部電極の段差位置、エッジリングの高さ及び形状、エッジリングの結合材料等を最適化することは行われない。しかしながら、一部の実施形態では、プラズマパラメータを制御するために、電極に提供される能動電力又は受動電力に加えて上部電極の段差位置、エッジリングの高さ及び形状、並びに／又はエッジリングの材料が制御される。
【0009】
様々な実施形態では、ウエハのエッジにおけるパフォーマンスを向上させるために、容量結合ＲＦ通電エッジリングが説明される。エッジリングに結合される能動電力又は受動電力の量を変化させることによって、エッジ領域におけるプラズマのプラズマ密度、エッジ領域におけるプラズマのシース均一性、エッジ領域におけるプラズマのエッチング速度均一性、及びエッジ領域においてウエハがエッチングされる傾斜が制御される。エッジリングへの、ＲＦ電力又は直流（ＤＣ）電力の直接的な提供はない。エッジリングへの電力の容量結合は、エッジリングの材料と、エッジリングに電力を直接的に供給するために使用されるＲＦフィードパーツとの間におけるアーク放電の可能性を、例えば排除する等のように低減する。
【0010】
一部の実施形態では、プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムが説明される。システムは、ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ発生器と、該ＲＦ発生器に結合され、ＲＦ信号を受信して修正ＲＦ信号を生成するためのインピーダンス整合回路と、プラズマチャンバとを含む。プラズマチャンバは、エッジリングと、該エッジリングの下方に位置付けられ、修正ＲＦ信号を受信するためにインピーダンス整合回路に結合された結合リングとを含む。結合リングは、修正ＲＦ信号を受信すると電極とエッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御する電極を含む。
【0011】
様々な実施形態では、プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムが説明される。システムは、第１のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成された第１のＲＦフィルタと、該第１のＲＦフィルタに結合され、第１のフィルタリングされたＲＦ信号を受信して第２のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するための第２のＲＦフィルタと、プラズマチャンバとを含む。プラズマチャンバは、エッジリングと、該エッジリングの下方に位置付けられ、第２のＲＦフィルタに結合された結合リングとを含む。結合リングは、第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信し、該第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信すると更に電極とエッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成される。
【0012】
一部の実施形態では、プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムが説明される。システムは、フィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成されたＲＦフィルタと、プラズマチャンバとを含む。プラズマチャンバは、エッジリングと、該エッジリングの下方に位置付けられ、フィルタリングされたＲＦ信号を受信するためにＲＦフィルタに結合された結合リングとを含む。結合リングは、フィルタリングされたＲＦ信号を受信すると電極とエッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御する電極を含む。
【0013】
本書で説明されるシステム及び実施形態の利点の幾つかとして、おおよそ９０度のプロフィール角度を実現することが挙げられる。エッジリングに結合された結合リング内の電極に供給される能動電力又は受動電力の量が、９０度のプロフィール角度を実現するために変更される。イオン束が測定され、該イオン束は、測定結果に基づいて制御される。イオン束は、結合リング内の電極に結合された能動電源又は受動電源を制御して電極とエッジリングとの間のキャパシタンスを変更することによって制御される。キャパシタンスは、おおよそ９０度のプロフィール角度を実現するように変更される。キャパシタンスは、エッジリングの電圧を制御して更にエッジ領域におけるウエハのエッチング速度を制御するために使用される。エッジリングの電圧は、大地と比べたエッジリングのインピーダンスに比例する。プロフィール角度は、例えば頂部ＣＤや反りＣＤ等のエッジプロフィールの均一性を例えば３％未満、２％未満、４％未満等のように所定の量未満に実現するのに有用である。
【0014】
更に、本書で説明されるシステム及び方法のその他の利点として、エッジリング電圧を変化させることによってエッジリング寿命が延びることが挙げられる。エッジリングが例えば高さが減る等のように摩耗されると、プラズマシースが曲がり、イオン束がウエハエッジに集中する。その結果、エッジの傾斜が、仕様に定められた範囲外になる。エッジリング電圧の調整は、プラズマシースを更に均一にし、ウエハエッジプロセスパラメータを、仕様に定められた範囲内に戻す。エッジリングの代わりに結合リング内に電極を実装することによって、エッジリングの寿命が延びる。
【0015】
添付の図面に関連付けた以下の詳細な説明から、その他の態様が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
実施形態は、添付の図面に関連付けた以下の説明を参照することによって理解されるだろう。
【0017】
【図1】結合リングを使用してプラズマチャンバのエッジ領域におけるイオンの方向性を制御することを説明するための、プラズマシステムの一実施形態の図である。
【0018】
【図2A】高周波数（ＲＦ）フィルタを通じて結合リング内の電極をインピーダンス整合回路（ＩＭＣ）に結合すること、及び電極に能動電力を提供することを説明するための、システムの一実施形態の図である。
【0019】
【図2B】結合リングに埋め込まれた電極に受動電力を提供することを説明するための、システムの一実施形態の図である。
【0020】
【図3A】エッジ領域内におけるプラズマのインピーダンスを制御して、更にエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するために、ｘメガヘルツ（ＭＨｚ）ＲＦ発生器又はｘ１キロヘルツ（ｋＨｚ）ＲＦ発生器によって供給される電力をイオン束を使用して調整することを説明するための、一実施形態の図である。
【0021】
【図3B】エッジ領域内におけるインピーダンスを制御して、更にエッジ領域内におけるイオン束の方向性を制御するために、イオン束を使用してＲＦフィルタを調整することを説明するための、システムの一実施形態の図である。
【0022】
【図3C】エッジ領域内におけるプラズマのインピーダンスを制御して、更にエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するために、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給される電力を直流（ＤＣ）バイアスを使用して調整することを説明するための、一実施形態の図である。
【0023】
【図3D】エッジ領域内におけるインピーダンスを制御して、更にエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するために、ＤＣバイアスを使用してＲＦフィルタを調整することを説明するための、システムの一実施形態の図である。
【0024】
【図4A】結合リングに埋め込まれる電極の一例であるメッシュ電極の一実施形態の図である。
【0025】
【図4B】電極の別の一例であるリング状電極の一実施形態の図である。
【0026】
【図5】フィードリングの一部分、及び該部分と電力ピンとの間の接続を説明するための、プラズマチャンバの一実施形態の図である。
【0027】
【図6】電極の場所をプラズマチャンバのその他のコンポーネントに関連付けて説明するための、プラズマチャンバの一部分の一実施形態の図である。
【0028】
【図7】ＲＦロッドに結合されるフィードリングを説明するための、システムの一実施形態の図である。
【0029】
【図8A】電極に供給される電力の量の変化にともなう、プラズマチャンバ内で処理されるウエハの正規化エッチング速度の変化を説明するための、グラフの一実施形態の図である。
【0030】
【図8B】電極に供給される電力の量の変化にともなうイオン束の方向性の変化を説明するための、プラズマチャンバの一部分の図である。
【0031】
【図9A】ＲＦフィルタのキャパシタンスの変化にともなう基板のエッチング速度の変化を説明するための、グラフの一実施形態の図である。
【0032】
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下の実施形態は、結合リング内に電極を使用してプラズマチャンバのエッジ領域におけるイオンの方向性を制御するためのシステム及び方法を説明する。本実施形態は、これらの具体的詳細の一部又は全部を伴わずに実施されてもよいことが明らかである。また、本実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス動作の詳細は説明されていない。
【0034】
図１は、結合リング１１２を使用してプラズマチャンバ１０４のエッジ領域１０２におけるイオンの方向性を制御することを説明するための、プラズマシステム１００の一実施形態の図である。プラズマシステム１００は、ｘメガヘルツ（ＭＨｚ）高周波数（ＲＦ）発生器と、ｚＭＨｚ ＲＦ発生器と、ｘ１キロヘルツ（ｋＨｚ）ＲＦ発生器と、インピーダンス整合回路（ＩＭＣ）１０８と、別のＩＭＣ１１３と、プラズマチャンバ１０４とを含む。プラズマチャンバ１０４は、エッジリング１１０と、結合リング１１２と、例えば静電チャック（ＥＳＣ）等のチャック１１４とを含む。エッジリング１１０は、チャック１１４上に基板１２０を位置決めすること、プラズマチャンバ１０４の下の、基板１２０によって保護されていないコンポーネントを、プラズマチャンバ１０４内で形成されるプラズマのイオンによって損傷されないように遮断することなどの、多くの機能を実施する。例えば下部電極等のチャック１１４は、例えば陽極酸化アルミニウムやアルミニウム合金等の金属で作成される。
【0035】
結合リング１１２は、エッジリング１１０の下方に位置付けられ、エッジリング１１０に結合される。結合リング１１２は、例えば誘電体材料、セラミック、ガラス、複合ポリマ、酸化アルミニウム等の電気絶縁体材料で作成される。エッジリング１１０は、プラズマを基板１２０の上方のエリアに閉じ込める、及び／又はチャック１１４をプラズマによる浸食から保護する。エッジリング１１０は、例えば結晶シリコン、多結晶シリコン、炭化シリコン、石英、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化シリコン等の、１種類以上の材料で作成される。エッジリング１１０及び結合リング１１２は、ともに、チャック１１４の側方に位置付けられる。基板１２０のエッジが、エッジリング１１０の上に置かれ、エッジリング１１０のエッジは、エッジ領域１０２内に位置付けられる。一例として、エッジ領域１０２は、チャック１１４のエッジからチャック１１４の半径に沿って１０ミリメートルから１５ミリメートルの所定の距離にわたって広がる。プラズマチャンバ１０４は、接地されるチャンバ壁１１５を有する。
【0036】
ｘＭＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦケーブル１２６、ＩＭＣ１０８、及びＲＦ伝送路１２２を通じて結合リング１１２に結合される。更に、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器及びｚＭＨｚ ＲＦ発生器は、ＩＭＣ１１３及び別のＲＦ伝送路１２４を通じてチャック１１４に結合される。ＲＦ伝送路は、ＲＦロッドと、該ＲＦロッドを取り巻く絶縁体スリーブとを含む。ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦケーブル１２８を通じてＩＭＣ１１３に結合され、ｚＭＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦケーブル１３０を通じてＩＭＣ１１３に結合される。ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器の例には、４００ｋＨｚの動作周波数を有する発生器や、３６０ｋＨｚから４４０ｋＨｚの範囲にわたる動作周波数を有する発生器等がある。ｘＭＨｚ ＲＦ発生器の例には、２ＭＨｚの動作周波数を有する発生器や、２７ＭＨｚの動作周波数を有する発生器等がある。ｚＭＨｚ ＲＦ発生器の例には、２７ＭＨｚの動作周波数を有する発生器や、６０ＭＨｚの動作周波数を有する発生器等がある。
【0037】
ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号をＩＭＣ１１３に送信する。同様に、ｚＭＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号をＩＭＣ１１３に送信する。ＩＭＣ１１３は、その出力において修正ＲＦ信号を提供するために、ＩＭＣ１１３の出力に結合された、例えばＲＦ伝送路１２４やプラズマチャンバ１０４等の負荷のインピーダンスを、ＩＭＣ１１３の入力に結合された、例えばＲＦケーブル１２８、ＲＦケーブル１３０、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器、及びｚＭＨｚ ＲＦ発生器等のソースのインピーダンスに一致させる。同様に、ＩＭＣ１０８は、その出力において修正ＲＦ信号を提供するために、ＩＭＣ１０８の出力に結合された、例えばプラズマチャンバ１０４やＲＦ伝送路１２２等の負荷のインピーダンスを、ＩＭＣ１０８の入力に結合された、例えばｘＭＨｚ ＲＦ発生器やＲＦケーブル１２６等のソースのインピーダンスに一致させる。
【0038】
ＩＭＣ１１３の出力における修正ＲＦ信号は、例えばプラズマチャンバ１０４内のその中央領域１３２においてプラズマを発生させて維持するなどのようにプラズマのインピーダンスを修正するために、チャック１１４に送信される。中央領域１３２は、エッジ領域１０２に隣接して位置付けられ、エッジ領域１０２に取り囲まれる。中央領域は、エッジ領域１０２の一端からチャック１１４の中央を経てエッジ領域１０２の反対側の端に到る。更に、ＩＭＣ１０８の出力における修正ＲＦ信号は、プラズマチャンバ１０４のエッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンス及びイオンの方向性を修正するために、結合リング１１２に送信される。プラズマは、例えば酸素含有ガスやフッ素含有ガス等の１種類以上のプロセスガスが上部電極１２１を通じてプラズマチャンバ１０４の中央領域１３２に供給されるときに生成又は維持される。
【0039】
上部電極１２１は、チャック１１４に面しており、上部電極１２１とチャック１１４との間には、隙間が形成される。上部電極１２１は、プラズマチャンバ１０４内に位置付けられ、導電性材料で作成される。プラズマチャンバ１０４内のプラズマは、基板１２０を処理するために使用される。例えば、プラズマは、基板１２０をエッチングする、基板１２０上に材料を堆積させる、基板１２０を洗浄する等のために使用される。
【0040】
一部の実施形態では、プラズマチャンバ１０４は、例えば上部電極１２１を取り巻く上部電極延長部、上部電極と上部電極延長部との間の誘電体リング、プラズマチャンバ１０４内で隙間を取り囲むために上部電極１２１及びエッジリング１１０のエッジの側方に位置付けられる閉じ込めリング等の、追加のパーツを含む。
【0041】
様々な実施形態では、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号及びｚＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号と同期化される。例えば、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号が、パルス状で低い状態から高い状態に移行するときに、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、パルス状で低い状態から高い状態に移行し、ｚＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、パルス状で低い状態から高い状態に移行する。別の例として、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号が、パルス状で高い状態から低い状態に移行するときに、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、パルス状で高い状態から低い状態に移行し、ｚＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、パルス状で高い状態から低い状態に移行する。高い状態のＲＦ信号は、低い状態のＲＦ信号と比較して、ＲＦ信号の電力の例えば二乗平均平方根値やピーク・ツー・ピーク振幅等のレベルが高い。
【0042】
一部の実施形態では、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号は、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号に同期化されない、又はｚＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号と同期化されない、又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号と同期化されない尚且つｚＭＨｚ ＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号と同期化されない。
【0043】
図２Ａは、ＲＦフィルタ２０８を通じて結合リング１１２内の電極２０２をＩＭＣ１０８に結合すること、及び電極２０２に能動電力を提供することを説明するための、システム２００の一実施形態の図である。ＲＦフィルタ２０８は、ｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器又はｘＭＨｚ ＲＦ発生器への及びＩＭＣ１０８と電極２０２との間のＲＦ供給システムの任意のコンポーネントへのＲＦ電流のＲＦ電力によって引き起こされるあらゆる損傷を防ぐために、ＩＭＣ１０８を通じてＲＦフィルタ２０８に結合されたｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器又はｘＭＨｚ ＲＦ発生器に到達するＲＦ電流の量を減少させる。一例として、ＲＦフィルタ２０８は、１つ以上のコンデンサ、又は１つ以上のインダクタ、又はコンデンサとインダクタとの組み合わせを含む。ＲＦ電流は、プラズマチャンバ２０６内のプラズマによって生成される。
【0044】
システム２００は、プラズマチャンバ１０４（図１）の一例であるプラズマチャンバ２０６を含む。システム２００は、更に、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器と、ＩＭＣ１０８と、ＲＦフィルタ２０８とを含む。ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、ＲＦケーブル１２６を通じてＩＭＣ１０８に結合され、ＩＭＣ１０８は、ＲＦ伝送路１２２を通じてＲＦフィルタ２０８に結合される。ＲＦフィルタ２０８は、電力ピン２０４を通じて電極２０２に結合される。電極２０２は、結合リング１１２に埋め込まれる。例えば、電極２０２のいかなる部分も、結合リング１１２の外に露出されない。別の例として、電極２０２は、結合リング１１２の下面２１４よりも結合リング１１２の上面２１２に近いように、結合リング１１２に埋め込まれる。上面２１２は、エッジリング１１０に隣接し、下面２１４は、プラズマチャンバ２０６の絶縁体リング２１６に隣接する。絶縁体リング２１６は、結合リング１１２の下方に位置付けられ、例えば石英等の電気絶縁材料で作成される。
【0045】
電力ピン２０４は、同軸ケーブル２２０及びスリーブ２２２を含む。スリーブ２２２は、同軸ケーブル２２０を取り巻く電場から同軸ケーブル２２０を絶縁するために、同軸ケーブル２２０を覆う。スリーブ２２２は、例えばプラスチック、ガラス、プラスチックとガラスとの組み合わせ等の、電気絶縁体材料で作成される。電力ピン２０４は、電極２０２に結合され、フィードリングを通じてＲＦ伝送路に結合され、該ＲＦ伝送路は、ＲＦフィルタ２０８に結合される。一例として、フィードリングは、例えばアルミニウムや銅等の導電性材料で作成される。電力ピン２０４の一部分は、絶縁体リング２１６及び設備板２２４の側方に位置付けられ、電力ピン２０４の残りの部分は、結合リング１１２に取り囲まれる。設備板２２４は、例えばアルミニウム等の金属で作成される。
【0046】
設備板２２４は、チャック１１４の下方に位置付けられ、ＲＦ伝送路１２４に結合される。例えばアルミニウム等の金属で作成される複数の接地リング２２６が、絶縁体リング２２８の一部分及び絶縁体リング２１６を取り囲み、接地される。絶縁体リング２２８は、例えば石英等の絶縁材料で作成され、エッジリング１１０が直流（ＤＣ）電力に結合されないように保護する。
【0047】
プラズマチャンバ２０６は、更に、チャック１１４に面した上部電極１２１を含む。上部電極１２１とチャック１１４との間には、隙間２３２が形成される。隙間２３２内で、基板１２０を処理するためのプラズマが形成される。隙間２３２、及び上部電極１２１の一部分を取り囲むために、複数の閉じ込めリング２３８が積み重ねられる。閉じ込めリング２３８は、隙間２３２内の圧力を制御するために、及び／又は隙間２３２から流れ出てプラズマチャンバ２０６の下方に位置付けられた１つ以上の真空ポンプに到るプラズマの量を制御するために、モータメカニズムを通じて開かれる又は閉じられる。接地リング２２６の上には、接地リング２２６をプラズマのＲＦ電力から保護するために、例えば石英カバーリング等のカバーリング２４１が被せられる。
【0048】
ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、ＩＭＣ１０８にＲＦ信号を供給する。ＩＭＣ１０８は、修正ＲＦ信号を提供するために、例えばＲＦ伝送路１２２、ＲＦフィルタ２０８、及びプラズマチャンバ２０６等の負荷のインピーダンスを、例えばＲＦケーブル１２６、及びｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器等のソースのインピーダンスに一致させる。修正ＲＦ信号は、ＲＦ伝送路１２２、ＲＦフィルタ２０８、フィードリング、及び電力ピン２０４を経て電極２０２に到る。電極２０２による修正ＲＦ信号の受信は、その一部分が隙間２３２内に位置付けられるエッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させる。インピーダンスの変化は、エッジ領域１０２におけるイオン束の方向性を変化させて、エッジ領域１０２内における基板１２０の例えばエッチング、堆積、洗浄等のプラズマ処理を制御するために使用される。
【0049】
一実施形態では、システム２００は、ＲＦフィルタ２０８を排除しており、ＩＭＣ１０８は、ＲＦ伝送路１２２を通じてフィードリングに結合される。
【0050】
図２Ｂは、結合リング１１２に埋め込まれた電極２０２に受動電力制御を提供することを説明するための、システム２５０の一実施形態の図である。システム２５０は、出力においてＲＦケーブル２５４を通じてＲＦフィルタ２０８に結合された、接地されるＲＦフィルタ２０７を含むことを除いて、システム２００と同じである。ＲＦフィルタ２０７は、１つ以上のコンデンサ、又は１つ以上のインダクタ、又はコンデンサとインダクタとの組み合わせを含む。例えば、ＲＦフィルタ２０７は、インダクタと並列なコンデンサを含む。別の例として、ＲＦフィルタ２０７は、コンデンサを含む。更に別の例として、ＲＦフィルタ２０７は、インダクタと直列なコンデンサを含む。一実施形態では、ＲＦフィルタ２０７の１つ以上のコンデンサが可変であり、ＲＦフィルタ２０７の１つ以上のインダクタが可変である。
【0051】
ＲＦフィルタ２０７は、エッジ領域１０２内のプラズマから受信されるＲＦ信号に対し、大地へのインピーダンス経路を提供する。ＲＦ信号は、エッジ領域１０２内のプラズマから生成され、エッジリング１１０、及び電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスを経て電極２０２に流れ、電極２０２は、ＲＦ信号を出力する。電極２０２からのＲＦ信号は、電力ピン２０４及びフィードリングを経てＲＦフィルタ２０８に到る。ＲＦフィルタ２０８は、フィルタリングされたＲＦ信号を出力するために、ＲＦ信号内のＤＣ電力をフィルタリング除去する。フィルタリングされたＲＦ信号は、ＲＦケーブル２５４及びＲＦフィルタ２０７を経て大地に到る。エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを修正して、更にエッジ領域１０２におけるイオン束の方向性を制御するために、ＲＦフィルタ２０７のキャパシタンス、又はインダクタンス、又はキャパシタンスとインダクタンスとの組み合わせが、大地へ流れるフィルタリングされたＲＦ信号の量を決定する。
【0052】
様々な実施形態では、ＲＦフィルタ２０７は、フィルタリングされた信号をＲＦ伝送路２５４を通じてＲＦフィルタ２０８に出力するために、エッジ領域１０２内のプラズマから受信されたＲＦ信号の一部分をフィルタリングする。ＲＦ信号の上記一部分は、ＲＦフィルタ２０７に結合された大地へ流れる。ＲＦ伝送路２５４を通じてＲＦフィルタ２０８によって受信されたフィルタリングされた信号は、フィルタリングされた信号を電力ピン２０４の同軸ケーブルに出力するために、ＲＦフィルタ２０８によってフィルタリングされてＤＣ電力を除去される。フィルタリングされた信号は、電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスを変更するために、同軸ケーブル２２０を通じて電極２０２に提供される。キャパシタンスは、エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるために変更される。
【0053】
一部の実施形態では、ＲＦフィルタ２０８は、除外され、ＲＦフィルタ２０７は、ＲＦ伝送路２５４を通じて電力ピン２０４に結合される。
【0054】
図３Ａは、エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを制御して、更にエッジ領域１０２におけるイオン束の方向性を制御するために、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給される電力を調整することを説明するための、一実施形態の図である。システム３００は、平面イオン束プローブ３０２と、測定センサ３０４と、ホストコンピュータシステム３０６とを更に含むことを除いて、図２Ａのシステム２００と同じである。平面イオン束プローブの一例は、Ｌａｎｇｍｕｉｒプローブである。ホストコンピュータシステム３０６の例には、コンピュータ、タブレット、スマートフォン等がある。測定センサ３０４の例には、複合電圧センサ又は複合電流センサがある。
【0055】
平面イオン束プローブ３０２は、上部電極１２１の開口を通して挿入され、イオン束プローブ３０２の例えばシリコン等の導電性部分と上部電極１２１との間にスペーサを有する。平面イオン束プローブ３０２は、エッジ領域１０２に関係付けられたプラズマに曝される表面を有する例えば円筒形部分や多角形部分等の部分を有する。平面イオン束プローブ３０２は、ＲＦケーブル３０８を通じて測定センサ３０４に結合され、該測定センサ３０４は、例えばシリアル転送ケーブル、パラレル転送ケーブル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブル等の転送ケーブル３１０を通じてホストコンピュータシステム３０６に結合される。ホストコンピュータシステム３０６は、例えばシリアル転送ケーブル、パラレル転送ケーブル、ＵＳＢケーブル等の転送ケーブル３１２を通じてｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器に結合される。シリアル転送ケーブルは、例えば一度に１ビットずつ等のようにシリアル方式でデータを転送するために使用される。パラレル転送ケーブルは、例えば一度に複数ビットずつ等のようにパラレル方式でデータを転送するために使用される。
【0056】
平面イオン束プローブ３０２は、ＲＦ信号を生成するために、エッジ領域１０２に関係付けられたプラズマの、例えばイオン束プローブ３０２の単位表面積あたりのイオンフローの量やイオン束プローブ３０２の単位表面積あたりの電流の量等のイオン束を測定する。ＲＦ信号は、ＲＦケーブル３０８を経て測定センサ３０４に到り、測定センサ３０４は、ＲＦ信号の複合電圧又は複合電流を測定する。測定センサ３０４は、測定された複合電圧又は測定された複合電流を、転送ケーブル３１０を通じてデータとしてホストコンピュータシステム３０６に出力する。ホストコンピュータシステム３０６は、プロセッサと、メモリデバイスとを含む。プロセッサの例には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、コントローラ、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）等がある。メモリデバイスの例には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスク、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ストレージディスクの冗長アレイ、フラッシュメモリ等がある。
【0057】
ホストコンピュータシステム３０６のプロセッサは、測定された複合電圧又は測定された複合電流に基づいて、ＩＭＣ１０８に結合されたｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力の量を決定する。例えば、プロセッサに結合されたメモリデバイスに、所定の複合電圧又は所定の複合電流と、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力との間の例えば１対１の関係、関係付け、マッピング等などの対応関係が保存される。所定の複合電圧又は所定の複合電流は、エッジ領域１０２内で生成される所定の量のイオン束に対し、例えば１対１の関係を有する、マッピングされる等のように対応し、該関係は、ホストコンピュータシステム３０６のメモリデバイスに格納される。プロセッサは、測定された複合電流から、その測定された複合電流が、実現されるべき所定の複合電流に一致しない又は実現されるべき所定の複合電流から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定の複合電流と、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力の量との間の対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、その量の電力がｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべきであることをｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器に示す制御信号を生成する。
【0058】
一実施形態では、プロセッサは、測定された複合電圧から、その測定された複合電圧が、実現されるべき所定の複合電圧に一致しない又は実現されるべき所定の複合電圧から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定の複合電圧と、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力の量との間の対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、その量の電力がｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべきであることをｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器に示す制御信号を生成する。
【0059】
上記電力の量を受信すると、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、その電力の量を有するＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号をＲＦケーブル１２６を通じてＩＭＣ１０８に供給する。ＩＭＣ１０８は、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器から受信されたＲＦ信号から修正ＲＦ信号を生成するために、ＩＭＣ１０８に結合された負荷のインピーダンスをＩＭＣ１０８に結合されたソースのインピーダンスに一致させる。修正ＲＦ信号は、ＲＦフィルタ２０８、該ＲＦフィルタ２０８に結合されたフィードリング、及び同軸ケーブル２２０を通じて電極２０２に提供される。エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させて、更にエッジ領域１０２内におけるイオン束の方向を修正するために、電極２０２と、エッジリング１１０の下面との間のキャパシタンスは、電極２０２が修正ＲＦ信号を受信するときに変化する。
【0060】
図３Ｂは、エッジ領域１０２内におけるインピーダンスを制御して、更にエッジ領域１０２内におけるイオン束の方向性を制御するために、ＲＦフィルタ２０７を調整することを説明するための、システム３２０の一実施形態の図である。システム３２０は、平面イオン束プローブ３０２、測定センサ３０４、ホストコンピュータシステム３０６、電源３２８、及び例えばＤＣモータや交流（ＡＣ）モータ等のモータ３２２を含むことを除いてシステム２５０（図２Ｂ）と同じである。電源３２８の例には、ＡＣ電源又はＤＣ電源がある。電源３２８は、転送ケーブル３２４を通じてホストコンピュータシステム３０６に結合される。更に、モータ３２２は、ケーブル３３０を通じて電源３２８に結合され、接続メカニズム３２６を通じてＲＦフィルタ２０７に結合される。接続メカニズム３２６の例には、１本以上のロッド、１つ以上のギア、又はそれらの組み合わせがある。接続メカニズム３２６は、ＲＦフィルタ２０７の例えばインダクタやコンデンサ等の回路コンポーネントに、該回路コンポーネントの例えばキャパシタンスやインダクタンス等のパラメータを変化させるために接続される。例えば、接続メカニズム３２６は、ＲＦフィルタ２０７のコンデンサの２枚の並行板の間のエリア及び／又はそれらの板の間の距離を変化させるために回転する。別の例として、接続メカニズム３２６は、ＲＦフィルタ２０７のインダクタのインダクタンスを変化させるために、そのインダクタのコイルに取り囲まれたコアを変位させる。
【0061】
プロセッサは、測定センサ３０４によって測定された複合電流から、該測定された複合電流が、実現されるべき所定の複合電流に一致しない又は実現されるべき所定の複合電流から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定の複合電流と、電源３２８によって供給されるべき例えばＤＣ電力やＡＣ電力等の電力の量と、実現されるべきＲＦフィルタ２０７の所定のキャパシタンスとの対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、ＲＦフィルタ２０７の所定のキャパシタンスを実現するために上記量の電力が電源３２８によって供給されるべきであることを示す制御信号を生成する。
【0062】
一実施形態では、プロセッサは、測定された複合電圧から、該測定された複合電圧が、実現されるべき所定の複合電圧に一致しない又は実現されるべき所定の複合電圧から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定の複合電圧と、実現されるべきＲＦフィルタ２０７の所定のキャパシタンスと、電源３２８によって供給されるべき電力の量との対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、上記量の電力が電源３２８によって供給されるべきであることを示す制御信号を生成する。
【0063】
制御信号は、転送ケーブル３２４を通じて電源３２８に送信される。上記電力の量を受信すると、電源３２８は、上記量の電力を生成し、ケーブル３３０を通じてモータ３２２に供給する。モータ３２２のステータが、上記量の電力を受信して電場を形成し、該電場は、モータ３２２のロータを回転させる。ロータの回転は、所定のキャパシタンスを実現するために、ＲＦフィルタ２０７のパラメータを変化させるように接続メカニズム３２６を回転させる。例えばキャパシタンス等のパラメータの変化は、ＲＦフィルタ２０７に結合された大地へＲＦフィルタ２０７を経て流れるＲＦ電力の量を変化させて、更に電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスを変化させる。電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスは、ＲＦケーブル２５４、ＲＦフィルタ２０８、該ＲＦフィルタ２０８に結合されたフィードリング、及び同軸ケーブル２２０を通じて変化される。キャパシタンスの変化は、ＲＦ伝送路２５４を通ってＲＦフィルタ２０７からＲＦフィルタ２０８に流れるフィルタリングされた信号の電力の量を変化させる。電力の量の変化は、エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させて、更にエッジ領域１０２内におけるイオン束の方向性を修正する。
【0064】
図３Ｃは、エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを制御して、更にエッジ領域１０２におけるイオン束の方向性を制御するために、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給される電力をＤＣバイアスを使用して調整することを説明するための、一実施形態の図である。システム３５０は、平面イオン束プローブ３０２（図３Ａ）及び測定センサ３０４（図３Ａ）の代わりに測定センサ３５４及びＤＣバイアスプローブ３５２を含むことを除いてシステム３００（図３Ａ）と同じである。測定センサ３５４の一例が、ＤＣバイアス電圧センサである。
【0065】
ＤＣバイアスセンサ３５２の一部分が、エッジリング１１０の開口を通ってエッジリング１１０内へ伸びており、ＤＣバイアスセンサ３５２の残りの部分が、絶縁体リング２２８の開口を通って絶縁体リング２２８内へ伸びている。ＤＣバイアスセンサ３５２は、ケーブル３５６を通じて測定センサ３５４に接続される。測定センサ３５４は、エッジリング１１０のＲＦ電力によって生成される例えばＤＣバイアス電圧等のＤＣバイアスの測定を提供する。エッジリング１１０のＲＦ電力は、エッジ領域１０２内におけるプラズマのＲＦ電力に基づく。測定センサ３５４は、転送ケーブル３１０を通じてホストコンピュータシステム３０６に接続される。
【0066】
ＤＣバイアスプローブ３５２は、電気信号を生成するためにエッジリング１１０のＤＣバイアス電圧を検出し、該ＤＣバイアス電圧は、エッジ領域１０２におけるプラズマのＲＦ電力によって誘起される。電気信号は、ケーブル３５６を通って測定センサ３５４に送信され、測定センサ３５４は、電気信号に基づいてＤＣバイアス電圧を測定する。測定されたＤＣバイアス電圧の大きさが、測定センサ３５４から転送ケーブル３１０を通じてデータとしてホストコンピュータシステム３０６に送信される。
【0067】
ホストコンピュータシステム３０６のプロセッサは、測定されたＤＣバイアス電圧に基づいて、ＩＭＣ１０８に結合されたｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力の量を決定する。例えば、ＤＣバイアス電圧と、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力との間の例えば１対１の関係、関係付け、マッピング等などの対応関係が、プロセッサに結合されたメモリデバイスに格納される。ホストコンピュータシステム３０６のプロセッサは、測定されたＤＣバイアス電圧から、その測定されたＤＣバイアス電圧が、実現されるべき所定のＤＣバイアス電圧に一致しない又は実現されるべき所定のＤＣバイアス電圧から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定のＤＣバイアス電圧と、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべき電力の量との間の対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、その量の電力がｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器によって供給されるべきであることをｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器に示す制御信号を生成する。
【0068】
上記電力の量を受信すると、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器は、その電力の量を有するＲＦ信号を生成し、該ＲＦ信号をＲＦケーブル１２６を通じてＩＭＣ１０８に供給する。ＩＭＣ１０８は、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器又はｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器から受信されたＲＦ信号から修正ＲＦ信号を生成するために、ＩＭＣ１０８に結合された負荷のインピーダンスをＩＭＣ１０８に結合されたソースのインピーダンスに一致させる。修正ＲＦ信号は、ＲＦフィルタ２０８、該ＲＦフィルタ２０８に結合されたフィードリング、及び同軸ケーブル２２０を通じて電極２０２に提供される。エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させて、更にエッジ領域１０２内におけるイオン束の方向を修正するために、電極２０２と、エッジリング１１０との間のキャパシタンスは、電極２０２が修正ＲＦ信号を受信するときに変化する。
【0069】
図３Ｄは、エッジ領域１０２内におけるインピーダンスを制御して、更にエッジ領域１０２におけるイオン束の方向性を制御するために、ＤＣバイアス電圧を使用してＲＦフィルタ２０７を調整することを説明するための、システム３７０の一実施形態の図である。システム３７０は、平面イオン束プローブ３０２（図３Ｂ）及び測定センサ３０４（図３Ｂ）の代わりに測定センサ３５４及びＤＣバイアスプローブ３５２を含むことを除いてシステム３２０（図３Ｂ）と同じである。図３Ｃを参照にして説明されたように、測定センサ３５４は、測定されたＤＣバイアス電圧を転送ケーブル３１０を通じてホストコンピュータシステム３０６に出力する。
【0070】
ホストコンピュータシステム３０６のプロセッサは、測定されたＤＣバイアス電圧に基づいて、電源３２８によって供給されるべき電力の量を決定する。例えば、ＤＣバイアス電圧と、電源３２８によって供給されるべき電力との間の例えば１対１の関係、関係付け、マッピング等などの対応関係が、プロセッサに結合されたメモリデバイスに格納される。ホストコンピュータシステム３０６のプロセッサは、測定されたＤＣバイアス電圧から、その測定されたＤＣバイアス電圧が、実現されるべき所定のＤＣバイアス電圧に一致しない又は実現されるべき所定のＤＣバイアス電圧から所定の範囲内にないことを決定する。プロセッサは、所定のＤＣバイアス電圧と、電源３２８によって供給されるべき電力の量との間の対応関係に基づいて、電力の量を決定する。プロセッサは、その量の電力が電源３２８によって供給されるべきであることを電源３２８に示す制御信号を生成する。
【0071】
制御信号は、転送ケーブル３２４を通じて電源３２８に送信される。図３Ｂを参照にして上述されたように、電源３２８は、上記電力の量を受信すると、その量の電力を生成し、ケーブル３３０を通じてモータ３２２に供給する。モータ３２２は、ＲＦフィルタ２０７のパラメータを変化させるように回転し、パラメータの変化は、電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスを変化させる。電極２０２とエッジリング１１０との間のキャパシタンスは、エッジ領域１０２内におけるプラズマのインピーダンスを変化させて更にエッジ領域１０２内におけるイオン束の方向性を変化させるように変化される。
【0072】
一部の実施形態では、例えば複合電流等の電流、又は例えばＤＣバイアス電圧や複合電圧等の電圧が、本書において変数として言及される。
【0073】
図４Ａは、結合リング１１２（図１）に埋め込まれるメッシュ電極４０２の一実施形態の図である。メッシュ電極４０２は、網の目状構造を形成するための複数の配線の交わりを含み、電極２０２（図２Ａ）の一例である。メッシュ電極４０２は、例えばアルミニウムや銅等の金属で作成される。
【0074】
図４Ｂは、電極２０２（図２Ａ）の一例であるリング状電極４０４の一実施形態の図である。リング状電極４０４は、筒状の構造である、又は例えば板状のように平坦な構造である。リング状電極４０４は、例えばアルミニウムや銅等の金属で作成される。
【0075】
図５は、フィードリング５０２の一部分、及び該部分と電力ピン２０４との間の接続を説明するための、プラズマチャンバ５００の一実施形態の図である。プラズマチャンバ５００は、プラズマチャンバ１０４（図１）の一例である。フィードリング５０２は、一方の端５０６においてＲＦ伝送路１２２（図１）のＲＦロッド５０４に接続され、反対側の端５０８において電力ピン２０４の同軸ケーブル２２０に接続される。プラズマチャンバ５００は、ＲＦ伝送路１２４（図１）のＲＦロッド５１０を含む。ＲＦロッド５１０は、ＲＦシリンダ５１２内に位置し、該ＲＦシリンダ５１２は、その底部を別のＲＦシリンダ５１４に取り囲まれる。
【0076】
ＲＦ伝送路１２２を通じてＩＭＣ１０８から送信される修正ＲＦ信号は、ＲＦ伝送路１２２のＲＦロッド５０４及び端５０６を通じてフィードリング５０２に送信される。修正ＲＦ信号の一部分は、電極２０２とエッジリング１１０との間に容量結合を提供するために、端５０６から端５０８及び同軸ケーブル２２０を経て、結合リング１１２に埋め込まれた電極２０２に移動する。
【0077】
電極２０２に受動電力が提供される一部の実施形態では、ＲＦロッド５０４は、ＲＦ伝送路１２２（図１）に代わってＲＦ伝送路２５４である。ＲＦ伝送路２５４は、ＲＦフィルタ２０７をＲＦフィルタ２０８（図２Ｂ）に結合する。
【0078】
様々な実施形態では、ＲＦフィルタ２０８は、ＲＦ伝送路２５４のＲＦロッド５０４に結合され、フィードリング５０２に結合される。例えば、ＲＦフィルタ２０７に接続された大地から電極２０２に向かって受動ＲＦ電力が流れる一実施形態では、ＲＦフィルタ２０８の入力が、ＲＦロッド５０４に結合され、ＲＦフィルタ２０８の出力が、フィードリング５０２に結合される。別の一例として、エッジ領域１０２からの受動ＲＦ電力が、ＲＦフィルタ２０７に結合された大地に流れる一実施形態では、ＲＦフィルタ２０８の入力が、フィードリング５０２に結合され、ＲＦフィルタ２０８の出力が、ＲＦロッド５０４に結合される。更に別の一例として、ＲＦフィルタ２０８は、アーム７１６の端５０６に結合され、ＲＦロッド５０４に結合される。
【0079】
能動電力が使用される一実施形態では、ＲＦフィルタ２０８の入力が、ＩＭＣ１０８（図２Ａ）に更に結合されるＲＦロッド５０４に結合され、ＲＦフィルタ２０８の出力が、フィードリング５０２に結合される。
【0080】
図６は、電極２０２の場所をプラズマチャンバのその他のコンポーネントに関連付けて説明するための、プラズマチャンバ１０４（図１）の一例であるプラズマチャンバの一部分６５０の一実施形態の図である。部分６５０は、プラズマチャンバの絶縁体リング６５２を含む。絶縁体リング６５２は、絶縁体リング６０４の一部分を取り囲み、絶縁体リング６５２の一部分は、絶縁体リング６０４の下方に位置付けられる。絶縁体リング６０４は、別の絶縁体リング６５４の下方に位置付けられる。
【0081】
絶縁体リング６５４は、結合リング１１２に隣接しており、エッジリング１１０を取り巻く絶縁体リング６１２の下方である。結合リング１１２は、チャック１１４に隣接している。エッジリング１１０は、結合リング１１２の一部分６０８の上に被せられる。結合リング１１２の部分６０８は、電極２０２とエッジリング１１０との間に容量結合が確立されるように、電極２０２とエッジリング１１０の下面との間で誘電体のように機能する。部分６０８は、エッジリング１１０と、結合リング１１２の残りの部分６０６との間に誘電体を形成する。絶縁体リング６１２は、接地される可動接地リング６１４に取り囲まれる。可動接地リング６１４は、やはり接地される固定接地リング６１６の上に位置付けられる。
【0082】
絶縁体６５４は、その内側で、チャック１１４、設備板２２４、及び結合リング１１２に隣接して位置付けられ、その外側で、固定接地リング６１６に隣接して位置付けられる。更に、絶縁体リング６０４は、チャック１１４を支える設備板２２４の下方に位置付けられる。固定接地リング６１６は、絶縁体リング６５４に隣接して絶縁体リング６５４を取り囲み、尚且つ絶縁体リング６５２の上にある。
【0083】
閉じ込めリング２３８（図２Ａ及び図２Ｂ）は、閉じ込めリング部分６５６と、例えばスロットを開けられたリング等の閉じ込めリング水平部分６５８とを含む。上部電極１２１は、上部電極延長部６６０に取り囲まれる。
【0084】
上部電極１２１とチャック１１４との間に形成された隙間２３２は、上部電極１２１、上部電極延長部６６０、閉じ込めリング部分６５６、閉じ込めリング水平部分６５８、絶縁体リング６１２、エッジリング１１０、及びチャック１１４に取り囲まれる。
【0085】
結合リング１１２は、エッジリング１１０、絶縁体リング６５４、及びチャック１１４に取り囲まれる。例えば、結合リング１１２は、チャック１１４、エッジリング１１０、及び絶縁体リング６５４に隣接している。別の一例として、エッジリング１１０は、電極２０２が埋め込まれた結合リング１１２の上に位置付けられ、チャック１１４は、結合リング１１２の内側に隣接して位置付けられ、絶縁体リング６５４は、結合リング１１２の外側に隣接して位置付けられる。同軸ケーブル２２０は、結合リング１１２の部分６０６内に位置付けられた電極２０２に接続されるために、絶縁体リング６０４及び絶縁体リング６５４を通る。
【0086】
図７は、ＲＦロッド５０４に結合されるフィードリング５０２を説明するための、システム７００の一実施形態の図である。フィードリング５０２は、複数のアーム７１０、７１２、７１４、及び７１６に接続される円形部分７０８を含む。円形部分７０８は、平坦又はリング状である。アーム７１６は、端５０６においてＲＦロッド５０４に接続され、反対側の端７１８において円形部分７０８に接続される。例えば、アーム７１６は、例えばネジ、ボルト、クランプ（締め具）、ナット、又はそれらの組み合わせ等の取り付けメカニズムを通じて端５０６においてＲＦロッド５０４に取り付けられる。同様に、アーム７１０は、端７２０において電力ピン７０２に接続される。例えば、アーム７１０は、取り付けメカニズムを通じて端７２０において電力ピン７０２に取り付けられる。電力ピン７０２は、電力ピン２０４と構造的に及び機能的に同じである。例えば、電力ピン７０２は、同軸ケーブルと、該同軸ケーブルの少なくとも一部分を取り囲むスリーブとを含む。アーム７１０は、反対側の端７２２において円形部分７０８に接続される。
【0087】
更に、アーム７１２は、端７２４において電力ピン７０４に接続され、該電力ピン７０４は、電力ピン２０４と構造的に及び機能的に同じである。例えば、電力ピン７０４は、同軸ケーブルと、該同軸ケーブルの少なくとも一部分を取り囲むスリーブとを含む。一例として、アーム７１２は、取り付けメカニズムを通じて端７２４において電力ピン７０４に取り付けられる。アーム７１２は、反対側の端７２６において円形部分７０８に接続される。
【0088】
更に、アーム７１４は、端５０８において電力ピン２０４に接続される。アーム７１４は、反対側の端７２８において円形部分７０８に接続される。アーム７１０は、電力ピン７０２の同軸ケーブルに接続するために円形部分７０８から伸びており、アーム７１２は、電力ピン７０４の同軸ケーブルに接続するために円形部分７０８から伸びており、アーム７１４は、電力ピン２０４の同軸ケーブル２２０に接続するために円形部分７０８から伸びている。例えば電力ピン７０２の同軸ケーブル等の電力ピン７０２は、一点７３０において、結合リング１１２に埋め込まれた電極２０２に接続される。更に、例えば電力ピン７０４の同軸ケーブル等の電力ピン７０４は、一点７３２において電極２０２に接続され、例えば同軸ケーブル２２０等の電力ピン２０４は、一点７３４において電極２０２に接続される。
【0089】
ＲＦロッド５０４及びインピーダンス整合回路１０８（図１）を通じて受信された修正ＲＦ信号は、アーム７１６を通じて円形部分７０８に送信され、アーム７１０、７１２、及び７１４の間で分割される。修正ＲＦ信号の電力の一部分が、アーム７１０、及び例えば電力ピン７０２の同軸ケーブル等の電力ピン７０２を経て電極２０２に到り、修正ＲＦ信号の電力の別の一部分が、アーム７１２、及び例えば電力ピン７０４の同軸ケーブル等の電力ピン７０４を経て電極２０２に到り、電力の更に別の一部分が、アーム７１４、及び例えば同軸ケーブル２２０等の電力ピン２０４を経て電極２０２に到る。
【0090】
一部の実施形態では、フィードリング５０２は、円形部分７０８から伸びて結合リング１１２内の電極２０２に接続するアームを、例えば２本、１本、４本、５本等のように任意のその他の本数含む。
【0091】
様々な実施形態では、円形部分７０８に代わって、例えば楕円形や多角形等の別の形状の部分が使用される。
【0092】
図８Ａは、電極２０２（図２Ａ）に供給される電力の量の変化にともなう、プラズマチャンバ１０４内で処理されるウエハの正規化エッチング速度の変化を説明するための、グラフ８００の一実施形態の図である。ウエハは、基板１２０（図１）の一例である。グラフ８００は、プラズマチャンバ１０４のチャック１１４（図１）がＩＭＣ１１３（図１）を通じてｘ１ｋＨｚ ＲＦ発生器及びｚＭＨｚ ＲＦ発生器からＲＦ電力を供給されるときにおける、並びに電極２０２がＩＭＣ１０８（図１）を通じてｘＭＨｚ ＲＦ発生器からＲＦ電力を供給されるときにおける正規化エッチング速度を、ウエハの半径に対してプロットしている。
【0093】
グラフ８００は、３つのプロット８０２、８０４、及び８０６を含む。プロット８０２は、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器のＲＦ電力Ｐ１がＩＭＣ１０８を通じて電極２０２に供給されるときに生成される。プロット８０４は、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器のＲＦ電力Ｐ２がＩＭＣ１０８を通じて電極２０２に供給されるときに生成され、プロット８０６は、ｘＭＨｚ ＲＦ発生器のＲＦ電力Ｐ３がＩＭＣ１０８を通じて電極２０２に供給されるときに生成される。電力Ｐ３は、電力Ｐ２よりも大きく、電力Ｐ２は、電力Ｐ１よりも大きい。
【0094】
図８Ｂは、電極２０２に供給される電力の量の変化にともなうイオン束の方向性の変化を説明するための、プラズマチャンバ１０４（図１）の一部分の図である。上記量の電力Ｐ１が電極２０２に供給されるときに、イオン束８１０の方向性８１２ａは、基板１２０に向かって垂直に方向付けられるのではなく、結合リング１１２の直径に直角である９０度のイオン入射角に対して負の角度－θに方向付けられるような方向性である。角度θは、結合リング１１２の直径に直角である垂直軸に対して測定される。これは、エッジ領域１０２における基板１２０のエッチング速度を増加させる。
【0095】
更に、上記量の電力Ｐ２が電極２０２に供給されるときに、イオン束８１０の方向性８１２ｂは、イオンが垂直に方向付けられるような、例えばθ＝０であるような方向性である。電力Ｐ２は、エッジリング１１０の電圧を電力Ｐ１の場合と比べて増加させる。これは、エッジ領域１０２における基板１２０のエッチング速度を、上記量の電力Ｐ１が供給されるときと比べて低減させる。エッチング速度は、エッジ領域１０２において均一なエッチング速度を実現するために、及びエッジ領域１０２において平らなプラズマシースを実現するために低減される。例えば、ウエハの上方とエッジリング１１０の上方との間で、プラズマシースのレベルにはほとんど又は全く差がない。
【0096】
また、上記量の電力Ｐ３が電極２０２に供給されるときに、イオン束８１０の方向性８１２ｃは、イオンが基板１２０に向かって垂直に方向付けられるのではなく、正の角度θで方向付けられるような方向性である。これは、エッジ領域１０２における基板１２０のエッチング速度を、上記量の電力Ｐ２が供給されるときと比べて低減させる。電極２０２に供給される電力の量を制御することによって、電力ピン２０４（図２Ａ）及び電極２０２を通じてイオン束８１０の方向性が制御される。
【0097】
一部の実施形態では、角度θを負の値からゼロに及び更に正の値に変化させて、イオン束８１０の方向性を制御するために、電極２０２によって供給される電力を増加させる代わりにＲＦフィルタ２０７（図２Ｂ）のキャパシタンスの大きさが増加される。
【0098】
図９Ａは、ＲＦフィルタ２０７（図２Ｂ）のキャパシタンスの変化にともなう基板１２０（図１）のエッチング速度の変化を説明するための、グラフ９００の一実施形態の図である。グラフ９００は、ＲＦフィルタ２０７の様々なキャパシタンス値について、正規化エッチング速度をウエハの半径に対してプロットしている。ＲＦフィルタ２０７のキャパシタンスが増加するにつれて、エッジ領域１０２（図１）におけるウエハのエッチング速度が減少し、該エッチング速度の更なる均一性が実現される。
【0099】
図９Ｂは、エッジリング１１０（図１）のピーク電圧をＲＦフィルタ２０７（図２Ｂ）のキャパシタンスに対してプロットしたグラフ９０２の一実施形態の図である。ＲＦフィルタ２０７のキャパシタンスが増加するにつれて、エッジリング１１０のピーク電圧は増加し、イオン束８１０（図８Ｂ）の方向性を負のθからゼロに及び更に正のθに変化させる。
【0100】
留意すべきは、上述された実施形態の幾つかでは、ＲＦ信号がチャック１１４に供給され、上部電極１２１が接地されることである。様々な実施形態では、ＲＦ信号が上部電極１２１に供給され、チャック１１４が接地される。
【0101】
一部の実施形態では、電極２０２及び結合リング１１２は、それぞれ複数の区分に区分けされる。電極の各区分は、１つ以上のＲＦ発生器からＲＦ電力を独立に提供される。
【0102】
本書で説明される実施形態は、手持ち式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をベースにした若しくはプログラマブルな家庭用電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどの、様々なコンピュータシステム構成で実施されてよい。本書で説明される実施形態は、また、コンピュータネットワークを通じてリンク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施される分散コンピューティング環境内でも実施できる。
【0103】
一部の実施形態では、コントローラは、システムの一部であってよく、該システムは、上述された例の一部であってよい。システムは、１つ若しくは複数の処理ツール、１つ若しくは複数のチャンバ、処理のための１つ若しくは複数のプラットフォーム、及び／又は特定の処理コンポーネント（ウエハ台座、ガスフローシステム等）を含む。これらのシステムは、半導体ウエハ又は基板の処理の前、最中、及び後にそれら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」と称され、システムの様々なコンポーネント又は副部品を制御してよい。コントローラは、処理要件及び／又はシステムタイプに応じ、プロセスガスの配送、温度の設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力の設定、真空の設定、電力の設定、ＲＦ発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数の設定、流量の設定、流体配送の設定、位置及び動作の設定、ツールへの、及びシステムに接続された若しくはインターフェース接続されたその他の移送ツール及び／若しくはロードロックに対してウエハを出入りさせるウエハ移送などの、本書で開示される任意のプロセスを制御するようにプログラムされる。
【0104】
概して、多様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、終点測定を可能にするなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、及び／又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をとるチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定められたチップ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、及び／又はプログラム命令（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若しくはマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個別設定（又はプログラムファイル）の形でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対して又は半導体ウエハのためにプロセスを実行に移すため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、一部の実施形態では、１枚以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び／又はウエハダイの製作における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。
【0105】
コントローラは、一部の実施形態では、システムと一体化された、システムに結合された、それ以外の形でシステムにネットワーク接続された、若しくはこれらの組み合わせである、コンピュータの一部である、又はそのようなコンピュータに結合される。例えば、コントローラは、「クラウド」の中、即ちファブホストコンピュータシステムの全体若しくは一部の中にあり、これは、ウエハ処理のための遠隔アクセスを可能にする。コントローラは、製作動作の現進行状況を監視するために、又は過去の製作動作の履歴を調査するために、又は複数の製作動作から傾向若しくは性能基準を調査するために、又は現処理のパラメータを変更するために、又は処理工程を設定して現処理を追跡するために、又は新しいプロセスを開始させるために、システムへの遠隔アクセスを可能にする。
【0106】
一部の実施形態では、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）が、ローカルネットワーク又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システムにプロセスレシピを提供する。遠隔コンピュータは、パラメータ及び／若しくは設定の入力又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含み、これらのパラメータ及び／又は設定は、次いで、遠隔コンピュータからシステムに伝えられる。一部の例では、コントローラは、ウエハを処理するための設定の形式で命令を受信する。理解すべきは、これらの設定が、ウエハに対して実施されるプロセスのタイプに、及びコントローラがインターフェース接続されるように又は制御するように構成されたツールのタイプに特有であることである。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワークによって結ばれて本書で説明される完成までの一連のプロセスなどの共通の目的に向かって作業する１つ以上の個別のコントローラを含むなどによって、分散される。このような目的のための分散コントローラの一例に、（プラットフォームレベルで又は遠隔コンピュータの一部としてなどで）遠隔設置されてチャンバにおけるプロセスを協同で制御する１つ以上の集積回路とやり取りするチャンバ上の１つ以上の集積回路がある。
【0107】
様々な実施形態では、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、化学気相成長（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、追跡チャンバ、並びに半導体ウエハの製作及び／若しくは製造に関係付けられた若しくは使用されるその他のあらゆる半導体処理システムがある。
【0108】
更に留意すべきは、上述された動作が、例えば容量結合プラズマチャンバ等の並行平板型プラズマチャンバに言及して説明されている一方で、一部の実施形態では、上述された動作が、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（ＴＣＰ）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）リアクタを含むプラズマチャンバ等の、その他のタイプのプラズマチャンバにも適用することである。例えば、１つ以上のＲＦ発生器が、ＩＣＰプラズマチャンバ内でインダクタに結合される。インダクタの形状の例として、ソレノイド、ドーム状コイル、平らな形状のコイル等が挙げられる。
【0109】
上記のように、ツールによって実施されるプロセス動作に応じて、コントローラは、その他のツール回路若しくはツールモジュール、その他のツールコンポーネント、クラスタツール、その他のツールインターフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場の随所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、又は半導体製造工場におけるツール場所及び／若しくは装填ポートに対してウエハが入った容器を出し入れする材料輸送に使用されるツールのうちの、１つ以上とやり取りする。
【0110】
上記の実施形態を念頭に置くと、理解すべきは、一部の実施形態が、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う様々なコンピュータ実行動作を利用することである。これらのコンピュータ実行動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。
【0111】
一部の実施形態は、また、これらの動作を実施するためのハードウェアユニット又は装置にも関する。装置は、特殊用途コンピュータ用に特別に構成される。特殊用途コンピュータとして定められるときは、コンピュータは、その特殊用途のために動作可能でありつつ、特殊用途の一部ではないその他の処理、プログラム実行、又はルーチンも実施する。
【0112】
一部の実施形態では、本書で説明される動作は、コンピュータメモリに格納された又はコンピュータネットワークを通じて得られた１つ以上のコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされた又は構成されたコンピュータによって処理される。データがネットワークを通じて得られるときは、そのデータは、例えばコンピューティングリソースのクラウドなどの、コンピュータネットワーク上のその他のコンピュータによって処理されてよい。
【0113】
本書で説明される１つ又は複数の実施形態が、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上のコンピュータ読み取り可能コードとしても製作できる。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータシステムによって後で読み出されるデータを格納する例えばメモリデバイス等の任意のデータストレージハードウェアユニットである。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例として、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）、記録可能ＣＤ（ＣＤ－Ｒ）、書き換え可能ＣＤ（ＣＤ－ＲＷ）、磁気テープ、並びにその他の光及び非光データストレージハードウェアユニットが挙げられる。一部の実施形態では、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コードが分散方式で格納及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分散された有形のコンピュータ読み取り可能媒体を含む。
【0114】
上述された方法の動作は、特定の順番で提示されているが、様々な実施形態では、これらの動作は、間にその他のハウスキーピング動作が実施されること、又は僅かに異なる時点で生じるように調整されること、又は方法動作が様々な時間間隔で発生する若しくは上述されたものとは異なる順番で実施されることを許容するシステム内で分散されることが、理解されるべきである。
【0115】
更に留意すべきは、一実施形態では、上述された任意の実施形態からの１つ又は複数の特徴が、本開示で説明された様々な実施形態で説明された範囲から逸脱することなくその他の任意の実施形態の１つ又は複数の特徴と組み合わされることである。
【0116】
以上の実施形態は、理解を明瞭にする目的で幾らか詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更及び修正が実施できることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的であって、限定的ではないと見なされ、本明細書で与えられる詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内で変更されえる。例えば、本開示は以下の形態により実現されてもよい。
［形態１］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
第１のＲＦ信号を生成するように構成された第１の高周波数（ＲＦ）発生器と、
前記第１のＲＦ発生器に結合され、前記第１のＲＦ信号を受信して第１の修正ＲＦ信号を生成するための第１のインピーダンス整合回路と、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記第１の修正ＲＦ信号を受信するために前記第１のインピーダンス整合回路に結合された結合リングであって、前記第１の修正ＲＦ信号を受信すると電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態２］
形態１に記載のシステムであって、更に、
第２のＲＦ信号を生成するように構成された第２のＲＦ発生器と、
前記第２のＲＦ発生器に結合され、前記第２のＲＦ信号を受信して第２の修正ＲＦ信号を生成するように構成された第２のインピーダンス整合回路と、
前記第２のインピーダンス整合回路に結合され、前記第２の修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態３］
形態１に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態４］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されているケーブルであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、ケーブルと、
を備えるシステム。
［形態５］
形態４に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態６］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
前記フィードリング及び前記第１のインピーダンス整合回路に結合されたＲＦロッドと、
を備えるシステム。
［形態７］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、前記イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される電力の量が修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記第１のインピーダンス整合回路を通じて前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される前記電力の量を変更するために、前記第１のＲＦ発生器に結合される、システム。
［形態８］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
第１のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成された第１の高周波数（ＲＦ）フィルタと、
前記第１のＲＦフィルタに結合され、前記第１のフィルタリングされたＲＦ信号を受信して第２のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するための第２のＲＦフィルタと、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記第２のＲＦフィルタに結合された結合リングであって、前記第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信し、前記第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信すると更に電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態９］
形態８に記載のシステムであって、更に、
ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ発生器と、
前記ＲＦ発生器に結合され、前記ＲＦ信号を受信して修正ＲＦ信号を生成するように構成されたインピーダンス整合回路と、
前記インピーダンス整合回路に結合され、前記修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態１０］
形態８に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態１１］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた一部分を有する第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されている電力ピンであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、電力ピンと、
を備えるシステム。
［形態１２］
形態１１に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態１３］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
前記フィードリングに結合された前記第２のＲＦフィルタに結合されたＲＦロッドと、
を備えるシステム。
［形態１４］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記第１のＲＦフィルタのキャパシタンスが修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
前記ホストコンピュータシステムに結合されたモータと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記モータを通じて前記第１のＲＦフィルタの前記キャパシタンスを修正するように構成される、システム。
［形態１５］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
フィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成された高周波数（ＲＦ）フィルタと、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記フィルタリングされたＲＦ信号を受信するために前記ＲＦフィルタに結合された結合リングであって、前記フィルタリングされたＲＦ信号を受信すると電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態１６］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ発生器と、
前記ＲＦ発生器に結合され、前記ＲＦ信号を受信して修正ＲＦ信号を生成するように構成されたインピーダンス整合回路と、
前記インピーダンス整合回路に結合され、前記修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態１７］
形態１５に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態１８］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた一部分を有する第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されている電力ピンであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、電力ピンと、
を備えるシステム。
［形態１９］
形態１８に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態２０］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
を備えるシステム。
［形態２１］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記ＲＦフィルタのキャパシタンスが修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
前記ホストコンピュータシステムに結合されたモータと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記モータを通じて前記ＲＦフィルタの前記キャパシタンスを修正するように構成される、システム。
［形態１］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
第１のＲＦ信号を生成するように構成された第１の高周波数（ＲＦ）発生器と、
前記第１のＲＦ発生器に結合され、前記第１のＲＦ信号を受信して第１の修正ＲＦ信号を生成するための第１のインピーダンス整合回路と、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記第１の修正ＲＦ信号を受信するために前記第１のインピーダンス整合回路に結合された結合リングであって、前記第１の修正ＲＦ信号を受信すると電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態２］
形態１に記載のシステムであって、更に、
第２のＲＦ信号を生成するように構成された第２のＲＦ発生器と、
前記第２のＲＦ発生器に結合され、前記第２のＲＦ信号を受信して第２の修正ＲＦ信号を生成するように構成された第２のインピーダンス整合回路と、
前記第２のインピーダンス整合回路に結合され、前記第２の修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態３］
形態１に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態４］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されているケーブルであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、ケーブルと、
を備えるシステム。
［形態５］
形態４に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態６］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
前記フィードリング及び前記第１のインピーダンス整合回路に結合されたＲＦロッドと、
を備えるシステム。
［形態７］
形態１に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、前記イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される電力の量が修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記第１のインピーダンス整合回路を通じて前記第１のＲＦ発生器によって前記電極に供給される前記電力の量を変更するために、前記第１のＲＦ発生器に結合される、システム。
［形態８］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
第１のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成された第１の高周波数（ＲＦ）フィルタと、
前記第１のＲＦフィルタに結合され、前記第１のフィルタリングされたＲＦ信号を受信して第２のフィルタリングされたＲＦ信号を出力するための第２のＲＦフィルタと、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記第２のＲＦフィルタに結合された結合リングであって、前記第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信し、前記第２のフィルタリングされたＲＦ信号を受信すると更に電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態９］
形態８に記載のシステムであって、更に、
ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ発生器と、
前記ＲＦ発生器に結合され、前記ＲＦ信号を受信して修正ＲＦ信号を生成するように構成されたインピーダンス整合回路と、
前記インピーダンス整合回路に結合され、前記修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態１０］
形態８に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態１１］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた一部分を有する第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されている電力ピンであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、電力ピンと、
を備えるシステム。
［形態１２］
形態１１に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態１３］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
前記フィードリングに結合された前記第２のＲＦフィルタに結合されたＲＦロッドと、
を備えるシステム。
［形態１４］
形態８に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記第１のＲＦフィルタのキャパシタンスが修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
前記ホストコンピュータシステムに結合されたモータと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記モータを通じて前記第１のＲＦフィルタの前記キャパシタンスを修正するように構成される、システム。
［形態１５］
プラズマチャンバ内でエッジ領域におけるイオン束の方向性を制御するためのシステムであって、
フィルタリングされたＲＦ信号を出力するように構成された高周波数（ＲＦ）フィルタと、
プラズマチャンバであって、
エッジリングと、
前記エッジリングの下方に位置付けられ、前記フィルタリングされたＲＦ信号を受信するために前記ＲＦフィルタに結合された結合リングであって、前記フィルタリングされたＲＦ信号を受信すると電極と前記エッジリングとの間にキャパシタンスを生成してイオン束の方向性を制御するように構成された前記電極を含む、結合リングと、
を含むプラズマチャンバと、
を備えるシステム。
［形態１６］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
ＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ発生器と、
前記ＲＦ発生器に結合され、前記ＲＦ信号を受信して修正ＲＦ信号を生成するように構成されたインピーダンス整合回路と、
前記インピーダンス整合回路に結合され、前記修正ＲＦ信号を受信して前記プラズマチャンバ内におけるプラズマのインピーダンスを変化させるように構成されたチャックであって、前記エッジリング及び前記結合リングの側方に位置付けられたチャックと、
を備えるシステム。
［形態１７］
形態１５に記載のシステムであって、
前記電極は、前記結合リングに埋め込まれ、ワイヤメッシュ又はリングである、システム。
［形態１８］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記結合リングの下方に位置付けられた第１の絶縁体リングと、
前記第１の絶縁体リングの下方に位置付けられた一部分を有する第２の絶縁体リングと、
前記電極に結合するために前記第２の絶縁体リング、前記第１の絶縁体リング、及び前記結合リングの一部分を通って延設されている電力ピンであって、前記結合リングにおける前記電極と前記エッジリングとの間の部分は、前記電極と前記エッジリングとの間の誘電体として機能する、電力ピンと、
を備えるシステム。
［形態１９］
形態１８に記載のシステムであって、更に、
前記第１の絶縁体リングの側方に位置付けられた接地リングを備えるシステム。
［形態２０］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記電極に結合された電力ピンの同軸ケーブルと、
一点において前記同軸ケーブルに結合されたフィードリングと、
を備えるシステム。
［形態２１］
形態１５に記載のシステムであって、更に、
前記プラズマチャンバ内に位置付けられたプローブと、
前記プローブに結合され、イオン束に関係付けられた変数を測定するように構成されたセンサと、
前記変数に基づいて、前記ＲＦフィルタのキャパシタンスが修正されるべきであるかどうかを決定するために、前記センサに結合されたホストコンピュータシステムと、
前記ホストコンピュータシステムに結合されたモータと、
を備え、
前記ホストコンピュータシステムは、前記モータを通じて前記ＲＦフィルタの前記キャパシタンスを修正するように構成される、システム。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】