特許7536451トランス結合容量性同調切り替えを用いたトランス結合プラズマパルス化のためのシステムおよび方法
(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】2024-08-09
(45)【発行日】2024-08-20
(54)【発明の名称】トランス結合容量性同調切り替えを用いたトランス結合プラズマパルス化のためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20240813BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240813BHJP
H05H 1/00 20060101ALI20240813BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H05H1/46 L
H01L21/302 101C
H05H1/00 A
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2019567599
(86)(22)【出願日】2018-05-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-08-06
(86)【国際出願番号】 US2018035026
(87)【国際公開番号】W WO2018226468
(87)【国際公開日】2018-12-13
【審査請求日】2021-05-28
【審判番号】
【審判請求日】2023-02-24
(31)【優先権主張番号】15/617,366
(32)【優先日】2017-06-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(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】ロング・マオリン
(72)【発明者】
【氏名】パターソン・アレックス
【合議体】
【審判長】秋田 将行
【審判官】松川 直樹
【審判官】山村 浩
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－９７３３号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２３８８８１号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０００９５４５号明細書（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１３５０５８号明細書（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００００８８７号明細書（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００００８８８号明細書（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１７９９４８号明細書（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２６０６９号明細書（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H01J37/00-37/36
H05H1/00-1/54
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板処理システムであって、基板を支持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
前記処理チャンバの周りに配置されたコイルと、
第１振幅および第１パルス化周波数の第１ＲＦ電力を供給するための第１ＲＦ源と、
デューティサイクルを前記第１ＲＦ源に適用するための第１パルス化回路と、
前記第１パルス化回路の出力を受信するための同調回路であって、第１可変キャパシタを備え、前記処理チャンバ内でプラズマを生成するために前記コイルと通信する出力を有する、同調回路と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
フィードバックを生成するためのデータ取得モジュールと、
前記フィードバックを受け取り、ゲイン値に基づいて前記第１パルス化周波数および前記第１可変キャパシタの少なくとも一方を調整するためのフィードバック制御モジュールと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１パルス化周波数および前記第１可変キャパシタの少なくとも一方の調整に先だって、前記第１パルス化周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方に基づいて前記ゲイン値を選択する、システム。
【請求項2】
請求項１に記載の基板処理システムであって、さらに、前記プラズマの電流および電圧を検知するためのＶＩプローブと、
前記プラズマの位相および振幅を検出するための位相／振幅検出器と、
を備え、
前記データ取得モジュールは、前記ＶＩプローブおよび前記位相／振幅検出器の出力に基づいて、前記フィードバックを生成する、システム。
【請求項3】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記デューティサイクルおよび前記第１パルス化周波数の少なくとも一方でインデックス付けされたゲインルックアップテーブルを備え、前記ゲインルックアップテーブルから前記ゲイン値を選択する、システム。
【請求項4】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１パルス化周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたマスク期間ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記マスク期間ルックアップテーブルからマスク期間を選択する、システム。
【請求項5】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１パルス化周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたデータ取得ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記データ取得ルックアップテーブルからデータ取得期間を選択する、システム。
【請求項6】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１パルス化周波数および前記デューティサイクルに基づいて、前記フィードバックに対して前記データ取得モジュールによって実行される平均化のためのサンプル数を調整する、システム。
【請求項7】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１可変キャパシタの可変静電容量と前記第１パルス化周波数との粗同調を決定するためのフィードフォワードコントローラを備える、システム。
【請求項8】
請求項７に記載の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つでインデックス付けされた学習済みルックアップテーブルを備える、システム。
【請求項9】
請求項７に記載の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つを含む入力を有するニューラルネットワークを備える、システム。
【請求項10】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記第１ＲＦ源は、第２振幅および第２パルス化周波数の第２ＲＦ電力を供給し、
前記第１パルス化回路は、前記第１パルス化周波数および前記第１振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第２パルス化周波数および前記第２振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
【請求項11】
請求項１０に記載の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第２パルス化周波数を調整する、システム。
【請求項12】
請求項１０に記載の基板処理システムであって、さらに、第３振幅および第３周波数の第３ＲＦ電力と、第４振幅および第４周波数の第４ＲＦ電力とを出力するための第２ＲＦ源と、
前記デューティサイクルを前記第２ＲＦ源に適用するための第２パルス化回路であって、前記基板支持体と通信する出力を有する、第２パルス化回路と、
を備える、システム。
【請求項13】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第３周波数および前記第４周波数を制御する、システム。
【請求項14】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、前記第２パルス化回路は、前記第３周波数および前記第３振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第４周波数および前記第４振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
【請求項15】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記コイルは、第１および第２コイルを含み、前記同調回路は、
前記第１可変キャパシタおよび第２可変キャパシタを備えた整合回路と、
前記第１および第２コイルの間で電力を分割するための電力分割器であって、第３可変キャパシタおよび第４可変キャパシタを備える、電力分割器と、
を備える、システム。
【請求項16】
請求項１５に記載の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、前記フィードバックおよび前記ゲイン値の少なくとも一方に基づいて、前記第１パルス化周波数と、前記第１可変キャパシタ、前記第２可変キャパシタ、前記第３可変キャパシタ、および、前記第４可変キャパシタの静電容量値とを調整する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本願は、２０１７年６月８日出願の米国特許出願第１５／６１７，３６６号の優先権を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０１７年６月８日出願の米国特許出願第１５／６１７，３６６号の優先権を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、一般に、基板処理システムに関し、特に、トランス結合容量性同調（ＴＣＣＴ）切り替えを用いたトランス結合プラズマ（ＴＣＰ）パルス化のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【0004】
半導体ウエハなどの基板上の薄膜をエッチングするために、通例は、基板処理システムが用いられる。エッチングは、通常、ウェット化学エッチングまたはドライエッチングのいずれかを含む。ドライエッチングは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって生成されたプラズマを用いて実行されうる。誘導結合プラズマは、処理チャンバの外側に誘電体窓と隣接して配置されたコイルによって生成されうる。プラズマを生成するために、処理チャンバの内部に流れる処理ガスに点火される。
【発明の概要】
【0005】
基板処理システムが、基板を支持するための基板支持体を備えた処理チャンバを備える。コイルが、処理チャンバの周りに配置されている。第１ＲＦ源が、第１振幅および第１周波数の第１ＲＦ電力を供給する。第１パルス化回路が、デューティサイクルを第１ＲＦ源に適用する。同調回路が、第１パルス化回路の出力を受信し、第１可変キャパシタを備え、処理チャンバ内でプラズマを生成するためにコイルと通信する出力を有する。コントローラが、フィードバックを生成するためのデータ取得モジュールを備える。フィードバック制御モジュールが、フィードバックおよびゲイン値に基づいて、第１周波数および第１可変キャパシタの少なくとも一方を制御する。コントローラは、第１周波数およびデューティサイクルの少なくとも一方に基づいて、ゲイン値を選択する。
【0006】
別の特徴において、ＶＩプローブが、プラズマの電流および電圧を検知する。位相／振幅検出器が、プラズマの位相および振幅を検出する。データ取得モジュールは、ＶＩプローブおよび位相／振幅検出器の出力に基づいて、フィードバックを生成する。
【0007】
別の特徴において、コントローラは、デューティサイクルおよび第１周波数の少なくとも一方でインデックス付けされてゲイン値を出力するゲインルックアップテーブルを備える。コントローラは、第１周波数およびデューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされてデータ取得モジュールへマスキング期間を出力するマスキング期間ルックアップテーブルを備える。コントローラは、周波数およびデューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされてデータ取得モジュールへデータ取得期間を出力するデータ取得ルックアップテーブルを備える。
【0008】
別の特徴において、コントローラは、周波数およびデューティサイクルの少なくとも一方に基づいて、フィードバックに対してデータ取得モジュールによって実行される平均化のためのサンプル数を調整する。コントローラは、さらに、可変静電容量と第１周波数との粗同調を決定するためのフィードフォワードコントローラを備える。フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つでインデックス付けされた学習済みルックアップテーブルを備える。
【0009】
別の特徴において、フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つを含む入力を有するニューラルネットワークを備える。第１ＲＦ源は、第２振幅および第２周波数の第２ＲＦ電力を供給する。第１パルス化回路は、第１周波数および第１振幅でデューティサイクルの第１部分を出力し、第２周波数および第２振幅でデューティサイクルの第２部分を出力する。
【0010】
別の特徴において、フィードバック制御モジュールは、さらに、第２周波数を制御する。
【0011】
別の特徴において、第２ＲＦ源が、第３振幅および第３周波数の第３ＲＦ電力と、第４振幅および第４周波数の第４ＲＦ電力とを出力する。第２パルス化回路が、デューティサイクルを第２ＲＦ源に適用し、基板支持体と通信する出力を有する。
【0012】
別の特徴において、フィードバック制御モジュールは、さらに、第３周波数および第４周波数を制御する。第２パルス化回路は、第３周波数および第３振幅でデューティサイクルの第１部分を出力し、第４周波数および第４振幅でデューティサイクルの第２部分を出力する。
【0013】
別の特徴において、コイルは、第１および第２コイルを含み、同調回路は、第１可変キャパシタおよび第２可変キャパシタを備えた整合回路を備える。電力分割器が、第１および第２コイルの間で電力を分割し、第３可変キャパシタおよび第４可変キャパシタを備える。
【0014】
別の特徴において、フィードバック制御モジュールは、フィードバックおよびゲイン値の少なくとも一方に基づいて、第１周波数と、第１可変キャパシタ、第２可変キャパシタ、第３可変キャパシタ、および、第４可変キャパシタの静電容量値とを制御する。
【0015】
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0016】
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
【0017】
【図1】本開示に従って、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）基板処理システムの一例を示す機能ブロック図。
【0018】
【図2】本開示に従って、内側コイルおよび外側コイルの一例を示す平面図。
【0019】
【図3】本開示に従って、トランス結合容量性同調（ＴＣＣＴ）回路の一例を示す電気接続図。
【0020】
【図4A】本開示に従って、或る動作モード中のＲＦ入力信号およびＴＣＰおよびＲＦバイアス信号の例を示すグラフ。
【図4B】本開示に従って、或る動作モード中のＲＦ入力信号およびＴＣＰおよびＲＦバイアス信号の例を示すグラフ。
【図4C】本開示に従って、或る動作モード中のＲＦ入力信号およびＴＣＰおよびＲＦバイアス信号の例を示すグラフ。
【図4D】本開示に従って、或る動作モード中のＲＦ入力信号およびＴＣＰおよびＲＦバイアス信号の例を示すグラフ。
【0021】
【図5A】本開示に従って、ＴＣＰ ＲＦ電力およびバイアスＲＦ電力のためのパルス化回路の例を示す図。
【0022】
【0023】
【図6】パルス化エンベロープ中のマスクおよびデータ取得期間の例を時間の関数として示すグラフ。
【0024】
【図7】本開示に従って、適応フィードバックコントローラの一例を示す機能ブロック図。
【0025】
【図8】本開示に従って、フィードバックコントローラを用いて、可変キャパシタ、ならびに／もしくは、ＴＣＰ ＲＦ電力および／またはバイアスＲＦ電力のパルス化周波数を制御するための方法の一例を示すフローチャート。
【0026】
【図9】本開示に従って、フィードフォワードコントローラの一例を示す機能ブロック図。
【0027】
【図10】本開示に従って、フィードフォワードコントローラを用いて、可変キャパシタ、ならびに／もしくは、ＴＣＰ ＲＦ電力および／またはバイアスＲＦ電力のパルス化周波数を制御するための方法の一例を示すフローチャート。
【0028】
【図11】本開示に従って、フィードフォワードコントローラおよび適応フィードバックコントローラを備えたコントローラを示す機能ブロック図。
【0029】
【0030】
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本開示に従った基板処理システムおよび方法は、インピーダンス整合および／または電力分割のための可変キャパシタを備えたトランス結合容量性同調（ＴＣＣＴ）回路を含む。本開示に従った基板処理システムおよび方法は、混合モードパルシング（ＭＭＰ）動作モードで動作し、そのモードの間、ＴＣＰ ＲＦ電力および／またはバイアスＲＦ電力が、或るデューティサイクルならびに１または複数のパルス化周波数でパルス化される。ＭＭＰ動作モードのデューティサイクルは、１％から９９％まで変更されうる。
【0032】
一部の例において、電圧および電流の測定が、パルス化周波数および／またはデューティサイクルの少なくとも１つに基づいて選択された調節可能なマスク期間およびデータ取得期間を用いて行われる。一部の例において、コントローラは、学習能力（学習済みルックアップテーブルまたはトレーニング済みニューラルネットワークなど）を備えたフィードフォワード制御を用いて、フィードバックコントローラが通常必要とする反復を行うことなしに、定常位置に直接同調させる。一部の例において、コントローラは、粗同調およびその後の適応フィードバック制御のためにフィードフォワード制御を用いる。さらに別の例において、（デューティサイクルおよびパルス化周波数によって規定された）パルス化条件に固有の可変データ平均化が利用される。
【0033】
ここで、図１を参照すると、本開示に従った基板処理システムの一例１０が示されている。基板処理システム１０は、コイル駆動回路１１を備える。いくつかの例において、コイル駆動回路１１は、パルス化回路１４、ＲＦ源１２、および、同調回路１３を備える。パルス化回路１４は、ＲＦ信号のＴＣＰエンベロープを制御し、動作中にＴＣＰエンベロープのデューティサイクルを１％～９９％の間で変化させる。理解できるとおり、パルス化回路１４およびＲＦ源１２は、一体化されてもよいし、別個であってもよい。
【0034】
同調回路１３は、１または複数の誘導コイル１６に直接接続されてよい。あるいは、同調回路１３は、コイル１６の内の１または複数に任意選択的な反転回路１５によって接続されてもよい。同調回路１３は、ＲＦ源１２の出力を所望の周波数および／または所望の位相に同調させ、コイル１６のインピーダンスを整合して、コイル１６の間で電力を分割する。反転回路１５は、コイル１６の内の１または複数を通して電流の極性を選択的に切り替えるために用いられる。
【0035】
反転回路１５の例は、２０１５年３月３０日出願のＳａｔｏ ｅｔ ａｌ．による同一出願人の米国特許出願第１４／６７３，１７４号「Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ＲＦ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｔｙ Ａｔ Ｏｎｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆ Ａ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ ＲＦ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ」に図示および記載されており、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0036】
いくつかの例において、プレナム２０が、温風および／または冷風の流れで誘電体窓の温度を制御するために、コイル１６と誘電体窓２４との間に配置される。誘電体窓２４は、処理チャンバ２８の片側に沿って配置される。処理チャンバ２８は、さらに、基板支持体（すなわち、ペデスタル）３２を備える。基板支持体３２は、静電チャック（ＥＳＣ）、機械式チャック、または、その他のタイプのチャックを含みうる。処理ガスが、処理チャンバ２８に供給され、プラズマ４０が、処理チャンバ２８の内部で生成される。プラズマ４０は、基板３４の露出面をエッチングする。ＲＦ源５０、パルス化回路５１、および、バイアス整合回路５２が、動作中に基板支持体３２をバイアスしてイオンエネルギを制御するために用いられてよい。
【0037】
ガス供給システム５６が、処理チャンバ２８に処理ガス混合物を供給するために用いられてよい。ガス供給システム５６は、処理ガス／不活性ガス源５７と、ガス計量システム５８（バルブおよびマスフローコントローラなど）と、マニホルド５９とを備えてよい。ガス供給システム６０が、バルブ６１を介してガス６２をプレナム２０へ供給するために用いられてよい。ガスは、コイル１６および誘電体窓２４を冷却するために用いられる冷却ガス（空気）を含みうる。ヒータ／クーラ６４が、所定の温度まで基板支持体３２を加熱／冷却するために用いられてよい。排気システム６５が、バルブ６６およびポンプ６７を備え、パージまたは排出によって処理チャンバ２８から反応物質を除去する。
【0038】
電圧（Ｖ）／電流（Ｉ）プローブ（すなわち、ＶＩプローブ）７１が、プラズマの電圧および電流を検出するために、処理チャンバ内に配置されている。さらに、位相／振幅検出器７３が、プラズマの位相および振幅を検出するために、処理チャンバ内に配置されている。
【0039】
コントローラ５４が、エッチング処理を制御するために用いられてよい。コントローラ５４は、システムパラメータを監視し、ガス混合物の供給、プラズマの点火、維持、および、消火、反応物質の除去、冷却ガスの供給などを制御する。さらに、後に詳述するように、コントローラ５４は、様々な態様のコイル駆動回路１１、ＲＦ源５０、および、バイアス整合回路５２などを制御してよい。
【0040】
ここで、図２を参照すると、コイル１６の一例が示されている。特定のコイル構成が図２に示されているが、他のコイル構成が用いられてもよい。コイル１６は、内側コイル８０および外側コイル８２を備えてよい。内側コイル８０は、入力端Ｉｎ１および出力端Ｏｕｔ１を有する第１導電体８０－１と、入力端Ｉｎ２および出力端Ｏｕｔ２を有する第２導電体８０－２とを備える。第１導電体８０－１および第２導電体８０－２は、互いに隣接する略円形またはループ状の経路に巻かれている。外側コイル８２は、入力端Ｉｎ３および出力端Ｏｕｔ３を有する第１導電体８２－１と、入力端Ｉｎ４および出力端Ｏｕｔ４を有する第２導電体８２－２とを備える。第１導電体８２－２および第２導電体８２－２は、互いに隣接する略円形またはループ状の経路に巻かれている。
【0041】
ここで、図３を参照すると、ＴＣＣＴ回路の一例９０（同調回路１３など）は、コイル１６を駆動する整合回路９２および電力分割器９４を備える。整合回路９２は、ＲＦ源１２からＲＦ入力信号ＲＦＩＮを受信する。整合回路９２は、複数のキャパシタＣ１、Ｃ２、および、Ｃ３と、インダクタＬ５とを備える。ＲＦ入力信号ＲＦＩＮは、キャパシタＣ１の第１端子で受信される。キャパシタＣ１の第２端子は、キャパシタＣ２およびＣ３の第１端子に接続されている。キャパシタＣ３の第２端子は、インダクタＬ５の第１端子に接続されている。
【0042】
いくつかの例において、キャパシタＣ１およびＣ３は、コイル（およびプラズマ）のインピーダンスを整合するために調整される容量値を有する可変キャパシタである。いくつかの例において、キャパシタＣ１およびＣ３は、２以上のキャパシタと少なくとも１つのスイッチとを備えたスイッチドキャパシタ回路である。スイッチドキャパシタの例が、２０１６年１２月６日発行の同一出願人による米国特許第９，５１５，６３３号「Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｔｕｎｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｗｉｔｈ Ｆａｓｔ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈ Ｃｈａｍｂｅｒｓ」に図示および記載されており、この特許は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。いくつかの例において、キャパシタＣ１およびＣ３は、モータ制御された真空キャパシタを含む。整合回路９２は、ＲＦ源１２のインピーダンスをコイル１６のインピーダンスに整合させる。可変キャパシタＣ１およびＣ３の値は、後に詳述するように、動作中にコイル１６のインピーダンスを整合するために変更される。整合回路９２の出力は、電力分割器９４に接続される。
【0043】
電力分割器９４は、図に示すように、内側および外側コイル８０、８２（すなわち、コイル１６）に接続されている。電力分割器９４は、整合回路９２から受けたＲＦ電力を、内側および外側コイル８０、８２に供給する。電力分割器９４は、複数のキャパシタＣ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７と、（ストラップの）インダクタＬｓｔｒａｙおよびＬ３とを備える。インダクタＬ５の第２端子は、キャパシタＣ４およびＣ６の第１端子に接続されている。キャパシタＣ４の第２端子は、（漂遊インダクタンスＬｓｔｒａｙを有する）ストラップを介してコイルＬ２の第１端に接続されている。コイルＬ２の第２端は、キャパシタＣ７に接続されている。キャパシタＣ６の第２端子は、キャパシタＣ５の第１端子に接続されている。キャパシタＣ５の第２端子は、コイルＬ１の第１端子に接続されている。コイルＬ１の第２端は、インダクタＬ３に接続されている。
【0044】
いくつかの例において、キャパシタＣ４およびＣ５は、可変キャパシタである。いくつかの例において、可変キャパシタＣ４およびＣ５は、２以上のキャパシタと少なくとも１つのスイッチとを備えたスイッチドキャパシタ回路である。いくつかの例において、キャパシタＣ４およびＣ５は、モータ制御された真空キャパシタを含む。キャパシタＣ４およびＣ５の値は、可変キャパシタＣ１およびＣ３の値に関連して（または独立して）変更されてよい。
【0045】
いくつかの例では、混合モードパルシング（ＭＭＰ）が、コイル１６および基板支持体３２を駆動するために用いられてよい。ＭＭＰの例は、２０１５年９月２３日出願のＬｏｎｇ ｅｔ ａｌ．による同一出願人の米国特許出願第１４／８６３，３３１号「Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐｕｌｓｉｎｇ」に図示および記載されており、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0046】
ここで、図４Ａ～図４Ｄを参照すると、ＭＭＰのいくつかの例が示されている。概して、混合モードパルシングでは、ＲＦ源１２および５０からの信号は、デューティサイクルを規定するクロック（Ｃｌｋと示されている）に同期される。ＲＦ源１２からの信号（ＴＣＰと示されている）が、ＲＦ源５０からの信号（ＲＦ Ｂｉａｓと示されている）と時間的に交互になるまたはオフセットされるようにパルス化される。２つの信号の信号レベルまたは振幅は様々であってよい。また、クロックのデューティサイクルは、１％～９９％の間で変化してよい。
【0047】
いくつかの例において、図１に示したコントローラ５４は、クロックを生成し、ＲＦ源１２からの信号が、図４Ａ～図４Ｄに示すように、ＲＦ源５０からの信号と時間的にオフセットされてパルス化されるように、２つの信号をクロックに同期させてよい。コントローラ５４は、図に示すように、２つの信号の振幅も制御してよい。
【0048】
例えば、図４Ａにおいて、ＲＦ源５０からの信号は、クロックの最初の部分中にレベル０を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ１を有してよい。ＲＦ源１２からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ２を有し、クロックの２番目の部分中にレベル０を有してよい。一部の例において、最初の部分および２番目の部分によって規定される期間が、１クロックサイクルに対応する。あるいは、図４Ｂにおいて、ＲＦ源５０からの信号は、クロックの最初の部分中にレベル０を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ１を有してよい。ＲＦ源１２からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ２を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ３を有してよい。
【0049】
別の例で、図４Ｃにおいて、ＲＦ源５０からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ４を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ１を有してよい。ＲＦ源１２からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ２を有し、クロックの２番目の部分中にレベル０を有してよい。あるいは、図４Ｄにおいて、ＲＦ源５０からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ４を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ１を有してよい。ＲＦ源１２からの信号は、クロックの最初の部分中にレベルＡ２を有し、クロックの２番目の部分中にレベルＡ３を有してよい。
【0050】
いくつかの例において、Ｌｏｎｇ ｅｔ ａｌ．による同一出願人の米国特許出願第１４／８６３，３３１号にさらに図示および記載されているように、ＲＦ源１２および５０の各々は、複数のＲＦ信号発生器を備えてもよい。ＲＦ源１２および５０の各々において、複数のＲＦ信号は、異なる周波数および異なる信号レベルを有してよい。複数のＲＦ信号は、クロック信号に同期されてよい。複数のＲＦ信号は、混合モードパルシングを用いてコイル１６および基板支持体３２をそれぞれ駆動する合成信号を生成するために合成されてよい。
【0051】
ここで、図５Ａを参照すると、ＴＣＰ ＲＦ電力およびバイアスＲＦ電力のためのパルス化回路１４、５１が図示されている。ＲＦ源１２は、１または複数のＲＦ源を含む。この例において、ＲＦ源１２は、第１ＲＦ源ＲＦ１および第２ＲＦ源ＲＦ２を含む。パルス化回路１４は、第１ＲＦ源ＲＦ１に接続された第１スイッチＳＷ１と、第２ＲＦ源ＲＦ２に接続された第２スイッチＳＷ２とを備える。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、選択的に、第１または第２ＲＦ源ＲＦ１およびＲＦ２を供給するか、もしくは、どちらも供給しないように制御される。
【0052】
ＲＦ源５０は、１または複数のＲＦ源を含む。この例において、ＲＦ源５０は、第３ＲＦ源ＲＦ３および第４ＲＦ源ＲＦ４を含む。パルス化回路５１は、第３ＲＦ源ＲＦ３に接続された第３スイッチＳＷ３と、第４ＲＦ源ＲＦ４に接続された第４スイッチＳＷ４とを備える。スイッチＳＷ３およびＳＷ４は、選択的に、第３または第４ＲＦ源ＲＦ３およびＲＦ４を供給するか、もしくは、どちらも供給しないように制御される。スイッチＳＷ１および／またはＳＷ２によって規定されるデューティサイクルは、スイッチＳＷ３および／またはＳＷ４によって規定されるデューティサイクルと同じであっても、異なってもよい。
【0053】
ここで、図５Ｂ～図５Ｅを参照すると、図５Ａのスイッチのためのスイッチ制御信号の例が、時間の関数として示されている。図５Ｂには、図４Ａに対応する第１モード中のスイッチングが示されている。スイッチＳＷ１は、１％～９９％の間の選択されたデューティサイクル（この例では、約５０％）でオンおよびオフされ、第２スイッチＳＷ２は、オフのままである（０％のデューティサイクル）。第３スイッチＳＷ３は、選択されたデューティサイクルで（第１スイッチＳＷ１のタイミングと逆のタイミングで）オンおよびオフされ、第４スイッチＳＷ４は、オフのままである。
【0054】
図５Ｃには、図４Ｂに対応する第２モード中のスイッチングが示されている。スイッチＳＷ１は、１％～９９％の間の選択されたデューティサイクル（この例では、約５０％）でオンおよびオフされ、第２スイッチＳＷ２は、選択されたデューティサイクルでオフおよびオンされる（第１スイッチＳＷ１と逆）。第３スイッチＳＷ３は、選択されたデューティサイクルで（第１スイッチＳＷ１のタイミングと逆であり、第２スイッチＳＷ２と同じタイミングで）オンおよびオフされ、第４スイッチＳＷ４は、オフである。
【0055】
図５Ｄには、図４Ｃに対応する第３モード中のスイッチングが示されている。スイッチＳＷ１は、１％～９９％の間の選択されたデューティサイクル（この例では、約５０％）でオンおよびオフされ、第２スイッチＳＷ２は、オフである。第３スイッチＳＷ３は、選択されたデューティサイクルで（第１スイッチＳＷ１のタイミングと逆のタイミングで）オンおよびオフされ、第４スイッチＳＷ４は、オフおよびオンされる（スイッチＳＷ３と逆）。
【0056】
図５Ｅには、図４Ｄに対応する第４モード中のスイッチングが示されている。スイッチＳＷ１は、１％～９９％の間の選択されたデューティサイクル（この例では、約５０％）でオンおよびオフされ、第２スイッチＳＷ２は、選択されたデューティサイクルでオフおよびオンされる（第１スイッチＳＷ１と逆）。第３スイッチＳＷ３は、選択されたデューティサイクルで（第１スイッチＳＷ１のタイミングと逆のタイミングで）オンおよびオフされ、第４スイッチＳＷ４は、オフおよびオンされる（スイッチＳＷ３と逆）。
【0057】
ここで、図６を参照すると、プラズマの電圧（Ｖ）および電流（Ｉ）が、ＶＩプローブによって動作中にサンプリングされている。従来のＴＣＰパルス化アプローチでは、マスク期間の後に起きるデータ取得期間中に、スイッチＳＷ１～ＳＷ４の内の１つがアクティブである時に、ＲＦの電圧および電流（ＶＩ）の測定値が取られる。マスク期間およびデータ取得期間は、固定された時間間隔またはＯＮ時間（ＴＯＮ）の特定の割合に対応する。さらに、インピーダンス同調およびＴＣＣＴ比制御のための一般的なセットの制御ゲインが、パルス化窓全体に適用される。測定値は、固定数の生データポイントにわたって平均される。このアプローチは、一般に、特定の周波数に対して、デューティサイクルが約５０％である時に良好に機能する。
【0058】
しかしながら、パルス化周波数が数Ｈｚ～数ｋＨｚの範囲であり、デューティサイクルが１％（または３００μＳの最少ＯＮ時間）～９９％の範囲である時、マスク期間およびデータ取得期間のための単一の設定（固定、または、ＯＮ時間の割合のいずれか）は、パルス化周波数およびデューティサイクルの全動作窓に対して良好に機能しない。
【0059】
例えば、１ｋＨｚおよび５０％のパルス化条件では、１０％すなわち５０マイクロ秒のマスク時間、および、５０％すなわち２５０マイクロ秒のデータ取得時間が、良好に機能しうる。しかしながら、５０μＳおよび２５０μＳの同じ設定を用いると、１０Ｈｚおよび５０％のデューティサイクルのパルス化条件では良好に機能しない。これは、１０Ｈｚでのパルス化では、１ｋＨｚでのパルス化よりも、各サイクル内に安定なプラズマを確立するのに時間が掛かるという事実による。それぞれ１０％および５０％の同じ割合を１０Ｈｚパルス化で用いると、１０Ｈｚでのデータ取得時間は、各サイクルについて１ｋＨｚパルス化よりもはるかに長くなる。
【0060】
一方、１０Ｈｚおよび５０％のパルス化条件では、５０％すなわち５０ｍＳのマスク時間、および、１０％すなわち１ｍＳのデータ取得時間が、良好に機能しうる。１ｋＨｚおよび１０％デューティサイクルの同じ設定では、電圧および電流の測定を行うのに十分な時間がない（すなわち、１０μＳのみ）。極端な状況では、より高い周波数でのパルス化は、むしろ、ＲＦ周波数（中心周波数として）およびサイドバンドを含む複数の周波数によって駆動される連続波（ＣＷ）プラズマに近い。低デューティサイクルを用いた低周波数端でのパルス化は、各サイクルが著しい遷移性を有する一連のプラズマのオンオフ動作になりうる。結果として、マスク時間およびデータ取得時間の設定は、全パルス化動作窓のための特定のパルス化周波数およびデューティサイクルに基づいて調整可能である必要がある。
【0061】
データ取得期間中にＶＩプローブ７１および位相／振幅検出器７３によって得られた測定値は、インピーダンス同調およびＴＣＣＴ比調整の閉ループ制御のためのフィードバックとして用いられる。例えば、コントローラが、１ｋＨｚの更新速度を有する場合、単一のＴＣＣＴ比ステップアップまたはステップダウン調整が、良好な動的応答を持つ遷移（振動が最小限の速い遷移）を完了させるのに数百の制御サイクルを必要としうる。しかし、１０％のデューティサイクルを用いて１０Ｈｚでパルス化する場合、ＯＮ時間は、１０ｍＳである。結果として、制御ループは、各パルス化サイクルに最大で１０回しか更新しない（マスク時間が０％であり、データ取得時間がＯＮ時間の１００％である時）。所与の制御システムおよびゲイン設定のためのＴＣＣＴ比の設定点に到達するのに、最大で４０～５０パルスサイクルを要しうる。一部の例では、ＴＣＣＴ調整を完了させるのに、４～５秒を必要とする場合があり、これは、望まれるよりも長い。より高速の調整（１秒未満など）を達成するために、本明細書に記載のシステムおよび方法は、学習能力を有する。トレーニングの後、本明細書に記載のシステムおよび方法は、（特に、低パルス化周波数および低デューティサイクルの条件に対して）より高速に調整を行う。
【0062】
いくつかの例において、ＶＩプローブ７１および位相／振幅検出器７３は、各測定値を得るのに１マイクロ秒（μｓ）以上掛かりうる。生測定値は、フィードバック制御ループで用いられる前にノイズをデジタル的にフィルタアウトするために平均されてよい。データ取得時間に応じて、各制御更新サイクル内に平均される生データポイントの数が十分である場合も十分でない場合もある。結果として、本明細書に記載のシステムおよび方法は、（デューティサイクルおよび／またはパルス周波数によって規定される）所望の設定点に基づいて、平均されるデータポイントの数を調整する。
【0063】
データ取得期間は、（高パルス化周波数条件のマスク時間を最小化することによって）ＯＮ時間が最も短い時に最大化される。いくつかの動作条件がブロックされる必要がある。例えば、下限のパルス化周波数（例えば、１０Ｈｚ）を有する短いＯＮ時間（例えば、３００μＳ）は、安定したプラズマを点火および／または維持するのに十分な平均ＲＦ電力を有しえない。
【0064】
ここで、図７を参照すると、いくつかの例において、コントローラ５４は、フィードバックコントローラ２１０を備える。フィードバックコントローラ２１０は、フィードバック信号を受信し、可変ゲイン２２２を用いて同調回路内の可変キャパシタおよび／またはパルス化周波数を調整する適応コントローラ２２０を備える。いくつかの例において、適応コントローラは、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラを備えるが、他のタイプのコントローラが用いられてもよい。
【0065】
所望設定点モジュール２２４が、ユーザによって設定された所望の設定点を格納する。所望の設定点は、ＴＣＰ ＲＦ電力およびＲＦバイアス電力のために用いられるデューティサイクルならびに１または複数のパルス化周波数（ｆ）を含みうる。ＤＣは、１％～９９％の間で変更されうる。
【0066】
所望設定点モジュール２２４は、ゲインルックアップテーブル２２８、マスク期間ルックアップテーブル２３８、データ取得（ＤＡ）ルックアップテーブル２４２、および／または、反復当たりサンプル数ルックアップテーブル２４８に、所望の設定点を出力する。ゲインルックアップテーブル２２８は、周波数および／またはデューティサイクルの設定点に基づいて、ゲイン値をルックアップし、そのゲイン値を適応コントローラ２２０に出力する。マスク期間ルックアップテーブルは、周波数および／またはデューティサイクルの設定点に基づいて、マスク期間をルックアップして、マスク期間をデータ取得モジュール２３２に出力する。データ取得期間ルックアップテーブル２４２は、周波数および／またはデューティサイクルの設定点に基づいて、データ取得期間をルックアップして、データ取得期間をデータ取得モジュール２３２に出力する。反復当たりサンプル数ルックアップテーブル２４８は、周波数および／またはデューティサイクルの設定点に基づいて、平均化のために用いられるサンプル数をルックアップして、サンプル数をデータ取得モジュール２３２に出力する。
【0067】
データ取得モジュール２３２は、ＶＩプローブ７１の出力および位相／振幅検出器７３の出力を受信し、マスク期間、データ取得期間、および、平均化に用いられるサンプル数に基づいて、フィードバックデータを適応コントローラ２２０に提供する。
【0068】
ここで、図８を参照すると、可変キャパシタならびに／もしくはＴＣＰ ＲＦ電力および／またはバイアスＲＦ電力のＲＦ周波数を制御するための方法２８０が示されている。工程２８４で、デーティサイクル、パルス化モード、パルス化周波数が、初期値に設定される。所望の設定点は、ゲイン、マスク期間、データ取得期間、および／または、平均化に用いられるサンプル数を選択するために用いられる。
【0069】
工程２８８で、適応コントローラのゲインが、デューティサイクル、パルス化モード、および／または、パルス化周波数の内の１以上に基づいて設定される。工程２９０で、適応コントローラのマスク期間が、デューティサイクル、パルス化モード、および／または、パルス化周波数の内の１以上に基づいて設定される。工程２９４で、適応コントローラのデータ取得期間が、デューティサイクル、パルス化モード、および／または、パルス化周波数の内の１以上に基づいて設定される。工程２９８で、同調回路内の可変キャパシタの静電容量、および／または、パルス化周波数が、マスク期間、データ取得期間、および／または、平均化のためのサンプル数を用いて取得されたフィードバックデータに基づいて、適応ゲインを用いて繰り返し制御される。
【0070】
ここで、図９を参照すると、いくつかの例において、コントローラ５４は、フィードフォワードコントローラ３２０を備える。フィードフォワードコントローラ３２０は、１または複数のトレーニング済みルックアップテーブルならびに／もしくは１または複数のニューラルネットワーク（符号３２４）を備える。トレーニング済みルックアップテーブルならびに／もしくは１または複数のニューラルネットワーク３２４は、既知の入力／出力データセットを用いてトレーニングされる。フィードフォワードコントローラ３２０は、デューティサイクル、パルス化周波数、および／または、チャンバ条件（チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、ＲＦバイアス電力、および／または、ＴＣＰ ＲＦ電力など）に関する入力データを受信する。さらなる入力は、ＶＩプローブ７１および位相／振幅検出器７３の検知された出力を含みうる。トレーニング済みルックアップテーブルならびに／もしくは１または複数のニューラルネットワーク３２４は、同調回路１４の可変静電容量値、ＲＦ源１２および５０のパルス化周波数、ならびに／もしくは、パルス化回路１３および５１の変化を制御する。
【0071】
ここで、図１０を参照すると、フィードフォワードコントローラを用いて、可変キャパシタならびに／もしくはＴＣＰ ＲＦ電力および／またはバイアスＲＦ電力のＲＦ周波数を制御するための方法４００が示されている。工程４１０で、ニューラルネットワークおよび／またはトレーニング済みルックアップテーブルが、入力－出力データ値を用いて作成される。工程４１４で、静電容量値および／または周波数が、１または複数のパラメータ（ＴＣＰ ＲＦ電力、パルス化周波数、パルスデューティサイクル、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、バイアスＲＦ電力など）に基づいて設定される。設定された静電容量値および／またはパルス化周波数は、プラズマ処理中に利用されうる。また、フィードフォワードコントローラからの静電容量値および／またはパルス化周波数は、後にフィードバックコントローラによって同調される粗値として機能しうる。
【0072】
ここで、図１１～図１２を参照すると、フィードバック制御およびフィードフォワード制御の両方が、コントローラ５４によって用いられてもよい。図１１において、コントローラ５４は、適応フィードバックコントローラ２１０およびフィードフォワードコントローラ３２０を備える。図１２において、方法４２０は、フィードフォワードコントローラ３２０を用いて粗同調を実行する工程を備える。粗同調が実行された後、フィードバックコントローラ２１０が、微同調を実行する。
【0073】
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。
【0074】
要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。
【0075】
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【0076】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数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みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【0077】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。一部の例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【0078】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【0079】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板処理システムであって、
基板を支持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
前記処理チャンバの周りに配置されたコイルと、
第１振幅および第１周波数の第１ＲＦ電力を供給するための第１ＲＦ源と、
デューティサイクルを前記第１ＲＦ源に適用するための第１パルス化回路と、
前記第１パルス化回路の出力を受信するための同調回路であって、第１可変キャパシタを備え、前記処理チャンバ内でプラズマを生成するために前記コイルと通信する出力を有する、同調回路と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
フィードバックを生成するためのデータ取得モジュールと、
前記フィードバックおよびゲイン値に基づいて前記第１周波数および前記第１可変キャパシタの少なくとも一方を制御するためのフィードバック制御モジュールと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方に基づいて前記ゲイン値を選択する、システム。
適用例２：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、
前記プラズマの電流および電圧を検知するためのＶＩプローブと、
前記プラズマの位相および振幅を検出するための位相／振幅検出器と、
を備え、
前記データ取得モジュールは、前記ＶＩプローブおよび前記位相／振幅検出器の出力に基づいて、前記フィードバックを生成する、システム。
適用例３：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記デューティサイクルおよび前記第１周波数の少なくとも一方でインデックス付けされたゲインルックアップテーブルを備え、前記ゲインルックアップテーブルから前記ゲイン値を選択する、システム。
適用例４：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたマスク期間ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記マスク期間ルックアップテーブルからマスク期間を選択する、システム。
適用例５：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたデータ取得ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記データ取得ルックアップテーブルからデータ取得期間を選択する、システム。
適用例６：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルに基づいて、前記フィードバックに対して前記データ取得モジュールによって実行される平均化のためのサンプル数を調整する、システム。
適用例７：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１可変キャパシタの可変静電容量と前記第１周波数との粗同調を決定するためのフィードフォワードコントローラを備える、システム。
適用例８：
適用例８の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つでインデックス付けされた学習済みルックアップテーブルを備える、システム。
適用例９：
適用例８の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つを含む入力を有するニューラルネットワークを備える、システム。
適用例１０：
適用例１の基板処理システムであって、
前記第１ＲＦ源は、第２振幅および第２周波数の第２ＲＦ電力を供給し、
前記第１パルス化回路は、前記第１周波数および前記第１振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第２周波数および前記第２振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
適用例１１：
適用例１０の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第２周波数を制御する、システム。
適用例１２：
適用例１０の基板処理システムであって、さらに、
第３振幅および第３周波数の第３ＲＦ電力と、第４振幅および第４周波数の第４ＲＦ電力とを出力するための第２ＲＦ源と、
前記デューティサイクルを前記第２ＲＦ源に適用するための第２パルス化回路であって、前記基板支持体と通信する出力を有する、第２パルス化回路と、
を備える、システム。
適用例１３：
適用例１２の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第３周波数および前記第４周波数を制御する、システム。
適用例１４：
適用例１２の基板処理システムであって、前記第２パルス化回路は、前記第３周波数および前記第３振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第４周波数および前記第４振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
適用例１５：
適用例１の基板処理システムであって、前記コイルは、第１および第２コイルを含み、
前記同調回路は、
前記第１可変キャパシタおよび第２可変キャパシタを備えた整合回路と、
前記第１および第２コイルの間で電力を分割するための電力分割器であって、第３可変キャパシタおよび第４可変キャパシタを備える、電力分割器と、
を備える、システム。
適用例１６：
適用例１５の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、前記フィードバックおよび前記ゲイン値の少なくとも一方に基づいて、前記第１周波数と、前記第１可変キャパシタ、前記第２可変キャパシタ、前記第３可変キャパシタ、および、前記第４可変キャパシタの静電容量値とを制御する、システム。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板処理システムであって、
基板を支持するための基板支持体を備えた処理チャンバと、
前記処理チャンバの周りに配置されたコイルと、
第１振幅および第１周波数の第１ＲＦ電力を供給するための第１ＲＦ源と、
デューティサイクルを前記第１ＲＦ源に適用するための第１パルス化回路と、
前記第１パルス化回路の出力を受信するための同調回路であって、第１可変キャパシタを備え、前記処理チャンバ内でプラズマを生成するために前記コイルと通信する出力を有する、同調回路と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
フィードバックを生成するためのデータ取得モジュールと、
前記フィードバックおよびゲイン値に基づいて前記第１周波数および前記第１可変キャパシタの少なくとも一方を制御するためのフィードバック制御モジュールと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方に基づいて前記ゲイン値を選択する、システム。
適用例２：
適用例１の基板処理システムであって、さらに、
前記プラズマの電流および電圧を検知するためのＶＩプローブと、
前記プラズマの位相および振幅を検出するための位相／振幅検出器と、
を備え、
前記データ取得モジュールは、前記ＶＩプローブおよび前記位相／振幅検出器の出力に基づいて、前記フィードバックを生成する、システム。
適用例３：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記デューティサイクルおよび前記第１周波数の少なくとも一方でインデックス付けされたゲインルックアップテーブルを備え、前記ゲインルックアップテーブルから前記ゲイン値を選択する、システム。
適用例４：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたマスク期間ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記マスク期間ルックアップテーブルからマスク期間を選択する、システム。
適用例５：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルの少なくとも一方でインデックス付けされたデータ取得ルックアップテーブルを備え、前記データ取得モジュールへ出力するために前記データ取得ルックアップテーブルからデータ取得期間を選択する、システム。
適用例６：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１周波数および前記デューティサイクルに基づいて、前記フィードバックに対して前記データ取得モジュールによって実行される平均化のためのサンプル数を調整する、システム。
適用例７：
適用例１の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記第１可変キャパシタの可変静電容量と前記第１周波数との粗同調を決定するためのフィードフォワードコントローラを備える、システム。
適用例８：
適用例８の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つでインデックス付けされた学習済みルックアップテーブルを備える、システム。
適用例９：
適用例８の基板処理システムであって、前記フィードフォワードコントローラは、チャンバ圧、ガス混合物、ガス流量、パルス化周波数、ＲＦ電力、および、ＲＦバイアス電力、の内の少なくとも３つを含む入力を有するニューラルネットワークを備える、システム。
適用例１０：
適用例１の基板処理システムであって、
前記第１ＲＦ源は、第２振幅および第２周波数の第２ＲＦ電力を供給し、
前記第１パルス化回路は、前記第１周波数および前記第１振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第２周波数および前記第２振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
適用例１１：
適用例１０の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第２周波数を制御する、システム。
適用例１２：
適用例１０の基板処理システムであって、さらに、
第３振幅および第３周波数の第３ＲＦ電力と、第４振幅および第４周波数の第４ＲＦ電力とを出力するための第２ＲＦ源と、
前記デューティサイクルを前記第２ＲＦ源に適用するための第２パルス化回路であって、前記基板支持体と通信する出力を有する、第２パルス化回路と、
を備える、システム。
適用例１３：
適用例１２の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、さらに、前記第３周波数および前記第４周波数を制御する、システム。
適用例１４：
適用例１２の基板処理システムであって、前記第２パルス化回路は、前記第３周波数および前記第３振幅で前記デューティサイクルの第１部分を出力し、前記第４周波数および前記第４振幅で前記デューティサイクルの第２部分を出力する、システム。
適用例１５：
適用例１の基板処理システムであって、前記コイルは、第１および第２コイルを含み、
前記同調回路は、
前記第１可変キャパシタおよび第２可変キャパシタを備えた整合回路と、
前記第１および第２コイルの間で電力を分割するための電力分割器であって、第３可変キャパシタおよび第４可変キャパシタを備える、電力分割器と、
を備える、システム。
適用例１６：
適用例１５の基板処理システムであって、前記フィードバック制御モジュールは、前記フィードバックおよび前記ゲイン値の少なくとも一方に基づいて、前記第１周波数と、前記第１可変キャパシタ、前記第２可変キャパシタ、前記第３可変キャパシタ、および、前記第４可変キャパシタの静電容量値とを制御する、システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】