特許 7599428 基板処理チャンバ向けのチャッキングのプロセス及びシステム

(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】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】基板処理チャンバ向けのチャッキングのプロセス及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241206BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241206BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20241206BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/31 C

C23C16/458

H02N13/00 D

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021552812

(86)(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-27

(86)【国際出願番号】 US2020020127

(87)【国際公開番号】W WO2020185413

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2023-02-21

(31)【優先権主張番号】62/815,674

(32)【優先日】2019-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】クマール， バスカー

(72)【発明者】

【氏名】バラスブラマニアン， ガネーシュ

(72)【発明者】

【氏名】シャー， ヴィヴェーク バラト

(72)【発明者】

【氏名】ジャオ， ジヘン

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００９０６１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３０９２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００２－５０５０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００８４６５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１３８８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０３６８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５１４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１８１５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理チャンバ内で一又は複数の基板をチャックする方法であって、
基板がペデスタルの支持面上に配置されている状態で前記ペデスタルにチャック電圧を印加することと、
前記チャック電圧を、印加された電圧からランピングさせることと、
前記チャック電圧をランピングさせている間に、インピーダンスシフトを検出することと、
前記インピーダンスシフトが発生した、対応するチャック電圧を特定することと、
前記インピーダンスシフトと前記対応するチャック電圧とに基づいて、リファインされたチャック電圧を特定することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記インピーダンスシフトが、前記基板処理チャンバに高周波エネルギーを供給する高周波エネルギー生成装置のインピーダンスシフトである、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記インピーダンスシフトを検出することが、前記インピーダンスシフトを測定することを含み、前記方法が、堆積プロセス中に、前記リファインされたチャック電圧を印加することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ペデスタルに前記チャック電圧を印加することが、前記インピーダンスシフトが発生するまで前記チャック電圧をランプ上昇させることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記リファインされたチャック電圧が、前記ペデスタルの前記支持面に前記基板をチャックする最小電圧値であり、前記リファインされたチャック電圧は前記基板の反りを低減し、前記方法が、プラズマを生成することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

一又は複数の追加の基板に対して、前記ペデスタルに前記チャック電圧を印加することと、前記インピーダンスシフトを検出することと、前記リファインされたチャック電圧を特定することとが反復される、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

基板処理チャンバ内で一又は複数の基板をチャックする方法であって、
基板がペデスタルの支持面上に配置されている状態で、予め選択された値に向けてチャック電圧をランプ上昇させることによって、前記ペデスタルに前記チャック電圧を印加することと、
前記チャック電圧をランプ上昇させている間に、インピーダンスシフトを検出することと、
前記インピーダンスシフトに基づいて、リファインされたチャック電圧を特定することと、
前記リファインされたチャック電圧を使用して、印加される前記チャック電圧を調整することと、を含む、方法。

【請求項8】

前記インピーダンスシフトが、前記基板処理チャンバに高周波エネルギーを供給する高周波エネルギー生成装置のインピーダンスシフトである、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記インピーダンスシフトを検出することが、前記インピーダンスシフトを測定することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

堆積プロセスを実施することを更に含む、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記インピーダンスシフトが発生するまで、前記予め選択された値に向けて前記チャック電圧をランプ上昇させることを更に含む、請求項７に記載の方法。

【請求項12】

前記リファインされたチャック電圧が、前記ペデスタルの前記支持面に前記基板をチャックする最小電圧値であり、前記リファインされたチャック電圧は前記基板の反りを低減し、前記方法が、プラズマを生成することを更に含む、請求項７に記載の方法。

【請求項13】

一又は複数の追加の基板に対して、前記ペデスタルに前記チャック電圧を印加することと、前記インピーダンスシフトを検出することと、前記リファインされたチャック電圧を特定することとが反復される、請求項７に記載の方法。

【請求項14】

基板処理チャンバシステム向けのコントローラであって、
プロセッサと、
コンピュータ命令のセットとを備え、前記コンピュータ命令のセットは、実行されると、前記プロセッサに、
直流電圧生成装置に、ペデスタルにチャック電圧を印加させ、前記チャック電圧を、印加された電圧からランピングさせ、
前記チャック電圧をランピングさせている間に、インピーダンス検出器に基板処理チャンバの構成要素のインピーダンスシフトを検出させ、更に
前記インピーダンスシフトに基づいて、リファインされたチャック電圧を特定する
よう指示する、コントローラ。

【請求項15】

前記コンピュータ命令のセットは、実行されると、前記プロセッサに、前記リファインされたチャック電圧をメモリに記憶するよう指示する、請求項１４に記載のコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

技術分野
［０００１］本開示の態様は概して、基板をチャックする方法を含む、基板処理チャンバを動作させるための方法及びシステムに関する。

【0002】

関連技術の説明
［０００２］基板の処理中、基板は、基板処理チャンバ内でペデスタルにチャックされることがある。例えば、反って（ｂｏｗｅｄ）いる基板が、処理中にペデスタルにチャックされることがある。しかし、ペデスタルの特性のばらつき及び／又は基板の特性のばらつきにより、処理中にペデスタルに印加されるべきチャック電圧を特定することは、困難であり、かつ費用と時間のかかることである。印加されるチャック電圧が低すぎると、基板処理中にアーク放電が発生しうる。印加されるチャック電圧が高すぎると、基板が裏面損傷（ｂａｃｋｓｉｄｅ ｄａｍａｇｅ）を受けることもあり、このことは、欠陥及び基板処理工程の歩留まり低下につながる。

【0003】

［０００３］したがって、裏面損傷及びアーク放電を減少させるか又はなくし、かつコストパフォーマンスの良い様態で歩留まりを向上させる、基板をチャックする改良型の方法が必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］本開示の実行形態は概して、基板をチャックする方法を含む、基板処理チャンバを動作させるための方法及びシステムに関する。

【0005】

［０００５］一実行形態では、基板処理チャンバ内で一又は複数の基板をチャックする方法は、ペデスタルにチャック電圧を印加することを含む。基板はペデスタルの支持面上に配置される。この方法は、チャック電圧を印加電圧からランピングさせる（ｒａｍｐｉｎｇ）こと、チャック電圧をランピングさせている間に、インピーダンスシフトを検出すること、及びインピーダンスシフトが発生した、対応するチャック電圧を特定することも、含む。方法は、インピーダンスシフト及びそれに対応するチャック電圧に基づいて、リファインされた（ｒｅｆｉｎｅｄ）チャック電圧を特定することも含む。

【0006】

［０００６］一実行形態では、基板処理チャンバ内で一又は複数の基板をチャックする方法は、予め選択された値を使用して、ペデスタルにチャック電圧を印加することを含む。基板はペデスタルの支持面上に配置される。この方法は、インピーダンスシフトを検出すること、インピーダンスシフトに基づいて、リファインされたチャック電圧を特定すること、及びリファインされたチャック電圧を使用して印加されるチャック電圧を調整することも、含む。

【0007】

［０００７］一実行形態では、基板処理チャンバシステム向けのコントローラは、プロセッサを含む。コントローラはコンピュータ命令のセットを含み、このコンピュータ命令のセットは、実行されると、直流電圧生成装置にペデスタルにチャック電圧を印加させるよう、プロセッサに指示する。コンピュータ命令のセットは、実行されると、インピーダンス検出器に高周波エネルギー生成装置のインピーダンスシフトを検出させ、かつ、インピーダンスシフトに基づいてリファインされたチャック電圧を特定する。

【0008】

［０００８］上述した本開示の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡潔に要約した本開示のより詳細な説明が、実行形態を参照することにより得られる。実行形態の一部は付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実行形態も許容しうるので、付随する図面は、この開示の共通の実行形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】［０００９］一実行形態による、基板処理チャンバシステムの概略部分断面図である。

【図2】［００１０］一実行形態による、基板処理チャンバ内で基板をチャックする方法の概略図である。

【図3】［００１１］一実行形態による、インピーダンスシフトを示す画像を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［００１２］理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実行形態で開示されている要素は、具体的な記述がなくとも、他の実行形態で有益に利用されうると、想定される。

【0011】

［００１３］本開示は、基板処理チャンバ内で基板をチャックするための方法及びシステムに関する。図１は、一実行形態による、基板処理チャンバシステム１０１の概略部分断面図を示している。基板処理チャンバシステム１０１はチャンバ１００を含み、チャンバ１００内にはペデスタル１３８が配置されている。チャンバ１００は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）チャンバ、又は物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバでありうる。チャンバ１００はチャンバ本体１０２とチャンバリッド１０４とを有する。チャンバ本体１０２は、その中の内部空間１０６と、ポンピング経路１０８とを含む。内部空間１０６は、チャンバ本体１０２及びチャンバリッド１０４によって画定された空間である。ポンピング経路１０８は、ポンピングプレート１１４内に形成されたポンピング空間１１２に連結された、チャンバ本体１０２内に形成された経路である。ポンピング経路１０８により、内部空間１０６からのガスの除去が促進される。

【0012】

［００１４］チャンバ１００は、一又は複数のガスの流れを処理領域１１０内に供給するために、チャンバリッド１０４に連結されかつ／又はチャンバリッド１０４内に配置されたガス分配アセンブリ１１６を含む。処理領域１１０は、内部空間１０６の、基板支持体１３８とチャンバリッド１０４との間に位置する部分を含む。ガス分配アセンブリ１１６によって供給されるガスは、例えば、一又は複数の処理ガス（例えば一又は複数の不活性ガス、及び／又は一又は複数の前駆体ガス）を含みうる。一例では、一又は複数の処理ガスは、基板１３６上に膜を形成するための、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を含む前駆体ガスを含む。ガス分配アセンブリ１１６は、チャンバリッド１０４内に形成されたガス注入通路１２０に連結されたガスマニホールド１１８を含む。ガスマニホールド１１８は、一又は複数のガス源１２２（２つのガス源を図示している）からのガス流を受容する。一又は複数のガス源１２２から受容されたガス流は、ガスボックス１２４内に分散し、バッキング板１２６の複数の開口を通って流れ、更に、バッキング板１２６及び面板１３０によって画定されたプレナム１２８内に分散する。次いで、このガス流は、面板１３０の複数の開口１３２を通って、内部空間１０６の処理領域１１０に流入する。処理領域１１０内の圧力を制御し、処理領域１１０からポンピング空間１１２及びポンピング経路１０８を通してガス及び副生成物を排出するために、ポンプ１３３が、導管１３４によってポンピング経路１０８に接続される。

【0013】

［００１５］内部空間１０６はペデスタル１３８を含み、ペデスタル１３８は、チャンバ１００内で、ペデスタル１３８の支持面１３８ａ上に基板１３６を支持する。ペデスタル１３８は、ペデスタル１３８内に配置された電極１４０を含む。電極１４０は、導電メッシュ（例えばタングステンを含有するか、銅を含有するか、又はモリブデンを含有する導電メッシュ）を含みうる。電極１４０は、交流（ＡＣ）コイルを含む、加熱に使用される任意の材料を含みうる。電極１４０は電源１５９（直流（ＤＣ）電圧生成装置など）に連結される。電極１４０は、ＤＣ電圧生成装置１５９から受信されたチャック電圧を、ペデスタル１３８に供給するよう構成される。チャック電圧は、基板１３６がペデスタル１３８の支持面１３８ａにチャックされるように、基板１３６にチャック力を印加する。基板１３６に静電力が印加されることにより、基板が電極１４０の方へと引き寄せられて、支持面１３８ａへの基板１３６のチャッキングが促進される。基板１３６にチャック力が作用することで、基板１３６の反りをなくすこと又は基板１３６を平らにすることが促進される。

【0014】

［００１６］電極１４０は、高周波（ＲＦ）エネルギー生成装置１５６に連結される。電極１４０は、ＲＦエネルギー生成装置１５６から受信したＲＦを、ペデスタル１３８を通じて処理領域１１０内へと伝播させるよう構成される。電極１４０は、例えば、一又は複数の処理ガスが処理領域１１０内に存在している間にＲＦエネルギーを伝播させることが可能であり、これにより、処理領域１１０内にプラズマ１４１が生成される。

【0015】

［００１７］電極１４０は、電極１４０に加熱電力を供給する加熱電源１８０に連結される。加熱電力は、例えば、交流（ＡＣ）でありうる。電極１４０は、加熱電源１８０から受信した加熱電力を用いて、ペデスタル１３８を加熱するよう構成される。

【0016】

［００１８］電極１４０は、導電ロッド１６０及び整合回路１５８を通じて、ＲＦエネルギー生成装置１５６、加熱電源１８０、及びＤＣ電圧生成装置１５９に連結される。インピーダンス検出器１９０が、ＲＦエネルギー生成装置１５６に連結される。インピーダンス検出器１９０は、ＤＣ電圧生成装置１５９が電極１４０を通じてペデスタル１３８にチャック電圧を印加している間に、ＲＦエネルギー生成装置１５６のインピーダンスシフトを検出するよう構成される。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、インピーダンス検出器１９０は、追加的又は代替的に、基板処理チャンバシステム１０１の他の構成要素に連結される。例えば、インピーダンス検出器１９０は、基板１３６、ペデスタル１３８、電極１４０、加熱電源１８０、ＤＣ電圧生成装置１５９、チャンバ本体１０２、チャンバリッド１０４、支持面１３８ａ、面板１３０、バッキング板１２６、及び／又は第２ＲＦエネルギー生成装置１６６、のうちの一又は複数に連結されてよく、かつ、これらのうちの一又は複数におけるインピーダンスシフトを検出するよう構成されうる。本開示では、インピーダンス検出器１９０が、基板処理チャンバシステム１０１のどの構成要素のインピーダンスシフトも検出するよう、かつ、かかる情報を本書で開示している態様にしたがって使用するよう、構成されうると、想定されている。

【0017】

［００１９］ペデスタル１３８は、リフトシステムに連結されたステム１４２によって可動であるように、内部空間１０６内に配置される。ペデスタル１３８が動くことで、チャンバ本体１０２を通るように形成されたスリットバルブを通じての、内部空間１０６を出入りする基板１３６の移送が促進される。ペデスタル１３８は、基板１３６の処理のために、種々の処理位置に動かされることも可能である。ペデスタル１３８は、ペデスタル１３８を貫通して配置された開口を有してもよく、複数のリフトピン１５０が、この開口を通って可動であるように配置されうる。下降位置では、複数のリフトピン１５０が、チャンバ本体の底部１５４に連結されたリフトプレート１５２に接触することによって、ペデスタル１３８から突出する。リフトピン１５０が突出することで、基板１３６がペデスタル１３８から離間関係に配置されて、基板１３６の移送が促進される。

【0018】

［００２０］基板処理中、ガスが処理領域１１０に流入している時に、電極１４０はペデスタル１３８を加熱する。また、基板処理中、処理領域１１０内でのプラズマ生成を促進するため、かつ／又はペデスタル１３８への基板１３６のチャッキングを促進するために、電極１４０は、高周波（ＲＦ）エネルギー、交流電流（ＡＣ）、又は直流電流（ＤＣ）を伝播させる。熱、ガス、及び電極１４０からのエネルギーにより、基板処理中の、基板１３６上への膜の堆積が促進される。

【0019】

［００２１］面板１３０（チャンバ本体１０２への連結を介して接地されている）及び電極１４０により、プラズマ１４１の生成が促進される。例えば、ＲＦエネルギー生成装置１５６は、ペデスタル１３８とガス分配アセンブリ１１６の面板１３０との間でのプラズマ１４１の生成を促進するために、ペデスタル１３８内の電極１４０にＲＦエネルギーを提供する。ＲＦエネルギー生成装置１５６は接地１７１に接続されている。第２ＲＦエネルギー生成装置１６６も、チャンバ１００にＲＦエネルギーを提供するよう構成される。第２ＲＦエネルギー生成装置１６６は接地１７３に接続されている。第２ＲＦエネルギー生成装置１６６を図示しているが、本開示では、第２ＲＦエネルギー生成装置１６６の代わりに又は第２ＲＦエネルギー生成装置１６６と併せて、他の電源も使用されうると、想定されている。例えば、第２交流（ＡＣ）電源又は第２直流（ＤＣ）電源が使用されることもある。本開示では、第２ＡＣ電源及び／又は第２ＤＣ電源はインピーダンス検出器１９０に連結されうると、想定されている。

【0020】

［００２２］基板処理チャンバシステム１０１は、基板処理チャンバシステム１０１の構成要素のうちの一又は複数を制御するよう構成されている、コントローラ１９２を含む。コントローラ１９２は、中央処理装置（ＣＰＵ）１９３と、サポート回路１９４と、関連する制御ソフトウェア１９６を包含するメモリ１９５とを含む。ＣＰＵ１９３はプロセッサを含みうる。制御ソフトウェア１９６はコンピュータ命令のセットを含み、このコンピュータ命令のセットは、実行されると、基板処理チャンバシステム１０１の一又は複数の構成要素を使用して一又は複数の工程の実施を引き起こすよう、コントローラ１９２のＣＰＵ１９３に指示する。コントローラ１９２は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために産業用設定で使用されうる、任意の形態の汎用コンピュータプロセッサを含みうる。ＣＰＵ１９３は、任意の好適なメモリ１９５（ランダムアクセスメモリ、読出専用メモリ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、ハードディスク、又は、ローカル若しくはリモートの、その他の任意の形態のデジタル記憶装置など）を使用しうる。様々なサポート回路が、チャンバ１００をサポートするために、ＣＰＵ１９３に連結されうる。コントローラ１９２は、個々のチャンバ構成要素の近隣に配置される別のコントローラに連結されることもある。コントローラ１９２とチャンバ１００の他の様々な構成要素との間の双方向通信は、多数の信号ケーブル（集合的に信号バスと称され、その一部を図１に示している）を通じて処理される。

【0021】

［００２３］図１に示しているコントローラ１９２は、少なくとも、一又は複数のガス源１２２、ポンプ１３３、ＲＦエネルギー生成装置１５６、ＤＣ電圧生成装置１５９、第２ＲＦエネルギー生成装置１６６、加熱電源１８０、及びインピーダンス検出器１９０を制御するよう構成される。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、コントローラ１９２は、プロセッサ（ＣＰＵ１９３など）によって実行されると、図２の方法２００に示している工程のうちの一又は複数の実施を引き起こすよう構成される。一例では、制御ソフトウェア１９６はコンピュータ命令のセットを含み、このコンピュータ命令のセットは、実行されると、図２の方法２００に示している一又は複数の工程の実施を引き起こすよう、コントローラ１９２のＣＰＵ１９３に指示する。

【0022】

［００２４］図２は、基板処理チャンバ内で基板をチャックする方法２００の概略図である。工程２０１において、基板がペデスタルの支持面上に配置されている状態でペデスタルにチャック電圧が印加され、かつ／又は、基板処理チャンバに高周波（ＲＦ）エネルギーが供給される。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、チャック電圧は、チャック電圧として予め選択された値を使用して印加される。この予め選択された値は、例えば、処理チャンバ、基板、ペデスタル、若しくは電極の仕様、又はこれらの材料に基づいて、取得されうる。予め選択された値は、先の基板処理又はチャッキングの工程から取得されることもある。一例では、予め選択された値は、基板処理工程において新しいペデスタル、チャンバ、及び／又は基板が使用される時に、一又は複数の実験運転（ｒｕｎ）を使用して取得される。

【0023】

［００２５］オプションの工程２０３において、プラズマ（不活性プラズマなど）が生成される。オプションの工程２０５において、インピーダンスシフトが発生するまでチャック電圧のランプ上昇又はランプ下降が行われる。あるいは、印加電圧と、それより大きな、インピーダンスシフトが発生する第２電圧との間の電圧を特定するために、チャック電圧は、印加電圧からより大きな第２電圧まで、ランプ上昇しうる。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、より大きな第２電圧は、予め選択された値である。工程２０７において、インピーダンスシフトが検出される。インピーダンスシフトは、基板がペデスタルの支持面にチャックされていることを信号伝達する。

【0024】

［００２６］他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、チャック電圧は、インピーダンスシフトが発生するまで、一又は複数の電圧増分でランプ上昇又はランプ下降する。一例では、チャック電圧は、インピーダンスセンサの安定化を可能にするために、インピーダンスシフトが発生するまで、５０ボルトの増分であって、各々が５秒以上、例えば１０秒以上にわたって印加される増分で、上方へとランピングされる。一例では、チャック電圧は、インピーダンスシフトが発生するまで、１００ボルトの増分であって、各々が５秒以上、例えば１０秒以上にわたって印加される増分で、下方へとランピングされる。

【0025】

［００２７］インピーダンスシフトは、少なくとも所定の量（例えば０．５オーム以上）の、インピーダンスのシフトである。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、第１インピーダンス値は、ブロック２０１においてチャック電圧が印加された後に、所定の期間（例えば５秒間以上、例としては１０秒間以上）にわたって測定される。かかる実施形態では、ブロック２０５においてチャック電圧をランピングさせ、ランピングされたチャック電圧を、別の等しい又は異なる期間（例えば約５秒間以上、例としては１０秒間以上）にわたって印加した後に、第２インピーダンス値が測定される。所定の期間にわたってチャック電圧を印加することで、正確な測定のためにインピーダンス値が安定することが可能になる。第１インピーダンス値と第２インピーダンス値との差が、インピーダンスシフトを示す。測定されたインピーダンス値間のデルタが所定の閾値量を超えていれば、シフトが発生したと考えられる。一例では、０．５オーム以上のシフトは、基板がチャックされていること、及び／又は、基板の反りが減少している若しくはなくなっていることを示す。しかし、その他のシフト値も想定されることに留意されたい。

【0026】

［００２８］他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、インピーダンスシフトは、基板がチャックされていること、及び／又は、基板の反りが減少している若しくはなくなっていることを、検証するために使用される。かかる実施形態では、基板がペデスタルにチャックされていることを検証するために、ターゲット値を下回る値（例えば０．１オーム以下）の、ブロック２０７におけるインピーダンスシフトが使用される。一例では、ブロック２０７においてインピーダンスシフトが測定された後に、第２インピーダンスシフトが測定される。第２インピーダンスシフトが、ターゲット値以下（例えば０．１オーム以下）である場合には、ペデスタルへの基板のチャッキングが検証される。第２インピーダンスシフトが、チャックを確認するための所定のターゲット値を上回っている場合には、基板が、少なくとも部分的に、ペデスタルから非チャック状態になっている可能性がある。

【0027】

［００２９］理論に束縛されるものではないが、インピーダンスシフトは、基板と基板処理チャンバシステムのその他の構成要素（複数可）との間の電荷の流れの変化によって引き起こされると、考えられている。例えば、基板をチャックすることで基板の反りが除去され、これにより、基板がペデスタルの支持面に向かって平らになり、基板と支持面との間の一又は複数の間隙が減少しうる。基板と支持面との間の一又は複数の間隙が減少することにより、基板とその他の構成要素（複数可）（ペデスタルなど）との間の電荷の流れに変化が生じる。この電荷の流れの変化が、基板処理チャンバシステムの一又は複数の構成要素におけるインピーダンスシフトを引き起こす。

【0028】

［００３０］他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、インピーダンスシフトを検出する工程は、インピーダンスシフトを測定することを含む。インピーダンスシフトを検出及び／又は測定するために、インピーダンス検出器（例えば、上述したインピーダンス検出器１９０）といったデバイスが使用されうる。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、インピーダンスシフトは、基板処理チャンバに高周波エネルギーを供給する高周波（ＲＦ）エネルギー生成装置のインピーダンスシフトである。本開示では、インピーダンスシフトは、基板処理チャンバのいかなる構成要素についても検出及び／又は測定されうると、想定されている。工程２０９において、インピーダンスシフトを使用して、リファインされたチャック電圧が特定される。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、リファインされたチャック電圧は、例えばいかなる反りも伴わずに、ペデスタルの支持面に基板をチャックする、最小電圧値である。一例では、リファインされたチャック電圧は、インピーダンスシフトが発生する瞬間に印加されているチャック電圧である。リファインされたチャック電圧を特定し、使用することで、色々な特性を有する基板、チャンバ、又はペデスタルが関与する工程において、基板がペデスタルの支持面にチャックされる確率の上昇が促進される。基板をチャックすることで、基板の反りを減少させること又はなくすことが促進され、かつ、基板支持面と基板の裏面との間の間隙が除去されるか又は軽減されることによる、アーク放電の発生確率の低減が促進される。アーク放電の確率の低減により、基板欠陥の低減、及び基板処理工程の歩留りの向上が促進される。リファインされたチャック電圧を使用することで、オペレータにとって、基板処理中に基板に裏面損傷を引き起こしうる高いチャック電圧を使用しないという選択肢も可能になる。裏面損傷の確率を減少させることで、基板欠陥の確率も減少し、基板処理工程の歩留まりが向上する。

【0029】

［００３１］一例では、リファインされたチャック電圧は、インピーダンスシフトの瞬間におけるチャック電圧に、チャッキングを確実にするための追加の電圧量を加えたものに、基づきうる。例えば、リファインされたチャック電圧は、インピーダンスシフトの瞬間におけるチャック電圧に、５パーセント、１０パーセント、１５パーセント、２０パーセント、２５パーセントなどを加えたものに、等しくなりうる。かかる例では、リファインされたチャック電圧は、第１基板又は基板の第１バッチについて特定されてよく、その後、複数の処理運転に適用されうる。追加の電圧量を含むことで、処理中に個々の基板に対して方法２００を実施することを必要とせずに、リファインされたチャック電圧によってチャッキングが促進され、多くのプロセス基板に本書に記載の利点がもたらされる可能性が上昇する。リファインされたチャック電圧が個々の基板に最適なチャック電圧となるように、方法２００が処理中に各基板に対して実施されうることも、想定されている。

【0030】

［００３２］他の実施形態と組み合わされうるオプションの一実施形態では、リファインされたチャック電圧は、印加チャック電圧及び／又はランピングされたチャック電圧が所定の期間（例えば５秒以上）にわたって基板に印加されている間に測定される、第１インピーダンストレース（例えば、一又は複数の印加電圧に関するインピーダンス値対時間のグラフ）の第１画像を生成することによって、特定される。第１インピーダンストレースの第１画像は、同じ期間にわたって別の基板に印加された同じ電圧について測定される、第２インピーダンストレースの第２画像と比較される。一例では、この別の基板は、反りを含まない、平坦なシリコン基板である。第１インピーダンストレースが第２インピーダンストレースと合致している場合には、第１インピーダンストレースの印加電圧は、リファインされたチャック電圧であると判定される。第１インピーダンストレースが第２インピーダンストレースと合致しない場合には、第１インピーダンストレースが第２インピーダンストレースと合致するまで、印加電圧はランピングされる。一例では、第１インピーダンストレースが第２インピーダンストレースと合致していることは、上述したように、リファインされたチャック電圧が所定の量を使用して特定される場合に、リファインされたチャック電圧としての適切な電圧値を確認するために使用される。

【0031】

［００３３］リファインされたチャック電圧を特定するためにインピーダンスシフトを使用することによって、基板処理工程中に、リファインされたチャック電圧がリアルタイムで特定されうる。基板処理工程で、印加チャック電圧が十分であるか否かを判定するために基板が検査されるように基板に対する堆積プロセスが終了するまで、待機することは必要ない。これにより、基板処理工程の時間及びコストの節約が促進され、歩留まりの向上も促進される。

【0032】

［００３４］オプションの工程２１１において、印加チャック電圧が、リファインされたチャック電圧に調整される。印加チャック電圧を、後続の処理のためのリファインされたチャック電圧に調整することで、本書に記載のリファインされたチャック電圧に関する利点が、適時に、かつコストパフォーマンスの良い様態で実現されうる。リファインされたチャック電圧により、基板処理工程が、種々の基板間で変動する特性に効率的に対処し、適応することも可能になる。例えば、基板処理工程において新しいペデスタルが使用される場合、このペデスタルは、その前に使用されていたペデスタルとは異なる熱伝導率を有していることがある。リファインされたチャック電圧を使用して印加チャック電圧を調整することで、基板処理工程が、先のペデスタルとは異なる新しいペデスタルの特性に効率的に適応することが可能になる。これは、新しいペデスタルが使用されるたびに行われうる。別の例としては、リファインされたチャック電圧は、新しいペデスタルの仕様から取得された、予め選択された値を調整するために使用されることもある。一態様においては、基板処理工程において新しいペデスタルが使用されるたびに、方法２００の一又は複数の工程が実施される。

【0033】

［００３５］別の例としては、基板処理チャンバ内で新しい基板が使用される場合、この新しい基板は、その前に処理された基板とは異なる反り特性を有していることがある。異なる反り特性には、その基板の反りをなくしうる、異なるチャック電圧が関与しうる。本書で開示している態様を利用することで、反りをなくすか又は軽減するチャック電圧が、過剰になることなく、基板に印加され、これにより、背面損傷の可能性が低減されうる。

【0034】

［００３６］オプションの工程２１３において、リファインされたチャック電圧は記憶される。他の実施形態と組み合わされうる一実施形態では、リファインされたチャック電圧は、後続の基板処理工程で使用されるように、メモリに記憶される。オプションの工程２１５において、リファインされたチャック電圧が印加される。オプションの工程２１７では、リファインされたチャック電圧の印加に応じて、一又は複数の基板がペデスタルの支持面にチャックされる。オプションの工程２１７の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板を含みうる。オプションの工程２１７の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板とは異なることもある。オプションの工程２１７の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板とは異なる第２基板及び／又は第３基板を含むこともある。

【0035】

［００３７］オプションの工程２１９において、リファインされたチャック電圧の印加に応じて、一又は複数の基板の反りが低減されるか又はなくなる。オプションの工程２１９の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板を含みうる。オプションの工程２１９の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板とは異なることもある。オプションの工程２１９の一又は複数の基板は、工程２０１で使用される基板とは異なる第２基板及び／又は第３基板を含むこともある。

【0036】

［００３８］オプションの工程２２１において、リファインされたチャック電圧を印加している間に堆積プロセスが実施される。例えば、一又は複数のプロセスガスを使用して一又は複数の基板上に膜が堆積されてよく、かつ、一又は複数の基板上に膜を堆積させる処理プラズマが生成されうる。

【0037】

［００３９］オプションの工程２２３において、一又は複数の追加の基板に対して、工程２０１、２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５、２１７、２１９、及び／又は２２１のうちの一又は複数が反復される。オプションの工程２２３の一又は複数の追加の基板は、工程２０１で使用される基板とは異なる第２基板及び／又は第３基板を含みうる。

【0038】

［００４０］方法２００は、図２に示している工程のシーケンス又は数に限定されず、工程２０１、２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５、２１７、２１９、２２１、及び／又は２２３のうちの一又は複数を並べ替えること、反復すること、追加すること、及び／又は除去することを含む、その他の実行形態も含みうる。

【0039】

［００４１］図３は、一実行形態による、インピーダンスシフトを示す画像３００の図である。画像３００は、チャック電圧がランプ上昇した後に発生する、インピーダンスシフトを示している。図示している実行形態では、第１チャック電圧（例えば５５０ボルト）が、所定の期間（例えば２０秒）にわたって基板に印加される。第１チャック電圧が印加されている間、２０秒間にわたってインピーダンスを測定することによって、第１インピーダンストレース３０１が生成される。所定の期間が経過した後に第１インピーダンス値３０２が測定される。チャック電圧は、所定の（例えば５０ボルトの又は約１０パーセントの）電圧増分だけランプ上昇し、第２チャック電圧（例えば６００ボルト）が、同じ基板に、追加の期間にわたって印加される。一例では、追加の期間は第１期間と同じ（例えば２０秒間）である。第２チャック電圧が印加されている間、追加の２０秒間にわたってインピーダンスを測定することによって、第２インピーダンストレース３０３が生成される。第２期間（例えば２０秒間）が経過した後に、第２インピーダンス値３０４が測定される。図示しているように、第２インピーダンストレース３０３のインピーダンスは、追加の２０秒間が経過した後には実質的に安定する。このプロセスが反復され、少なくとも閾値のインピーダンスのシフトが特定されるまで、安定したインピーダンスとその前に安定したインピーダンスとが比較される。

【0040】

［００４２］第２インピーダンス値３０４と第１インピーダンス値３０２との間の差３０５が、少なくとも閾値（例えば０．５オーム）であることは、基板の反りが低減されているか、又はなくなっていることを示す。このインピーダンスシフトは、第２チャック電圧が、支持面への基板のチャックが発生するチャック電圧に対応することを示す。ゆえに、チャッキングのための電力の過剰な印加が不要になる。

【0041】

［００４３］画像３００は一例にすぎず、他の画像も生成又は検出されうることに留意されたい。本開示の利点は、アーク放電の低減、ペデスタル支持面への基板のチャッキングの改善、背面損傷の低減、機器特性の変化への適時かつ効率的な適応、歩留まりの向上、及び運転コストの削減、を含む。本開示の態様は、ペデスタルにチャック電圧を印加することと、予め選択された値を使用して、ペデスタルにチャック電圧を印加することと、インピーダンスシフトが発生するまで、チャック電圧をランプ上昇させることと、インピーダンスシフトを検出することと、インピーダンスシフトに基づいて、リファインされたチャック電圧を特定することと、印加チャック電圧をリファインされたチャック電圧に調整することと、を含む。

【0042】

［００４４］本書で開示している上記の態様のうちの一又は複数は組み合わされることがあると、想定される。更に、かかる態様のうちの一又は複数は、前述した利点の一部又は全部を含みうると想定される。

【0043】

［００４５］上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されうる。本開示では、本書に記載の実施形態の一又は複数の態様が、記載されているその他の態様のうちの一又は複数で置換されうるとも、想定されている。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3】