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特許7634528変圧器および／または変圧器結合コンバイナを含む無線周波数分配回路
(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】2025-02-13
(45)【発行日】2025-02-21
(54)【発明の名称】変圧器および／または変圧器結合コンバイナを含む無線周波数分配回路
(51)【国際特許分類】
H01F 27/28 20060101AFI20250214BHJP
C23C 16/509 20060101ALI20250214BHJP
H01F 30/08 20060101ALI20250214BHJP
H01F 30/10 20060101ALI20250214BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20250214BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20250214BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20250214BHJP
【ＦＩ】
H01F27/28 123
C23C16/509
H01F30/08
H01F30/10 C
H01F30/10 L
H01L21/302 101G
H01L21/31 C
H05H1/46 M
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022520163
(86)(22)【出願日】2020-09-28
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-30
(86)【国際出願番号】 US2020053014
(87)【国際公開番号】W WO2021067160
(87)【国際公開日】2021-04-08
【審査請求日】2023-08-30
(31)【優先権主張番号】62/908,846
(32)【優先日】2019-10-01
(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】カプール・サニル
【審査官】小林 大介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－０５２０６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４３０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２２６８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ ２７／２８
Ｈ０１Ｆ ３０／０８
Ｈ０１Ｆ ３０／１０
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｃ２３Ｃ １６／５０９
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
変圧器であって、一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える一次コイルと、
二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する直接ループを構成する一対の導電線と
を備える二次コイルと
を備え、
前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記変圧器によって送信される無線周波数信号の波長の１／ｎ倍（ｎは正の整数）に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、変圧器。
【請求項2】
請求項１に記載の変圧器であって、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、変圧器。
【請求項3】
請求項１に記載の変圧器であって、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、（ｉ）前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に等しい長さか、（ｉｉ）前記倍数に基づいて決定された長さである、変圧器。
【請求項4】
無線周波数分配回路であって、無線周波数における周波数成分を含む第１の無線周波数信号を生成するための無線周波数発生器と、
請求項１の前記変圧器と
を備え、前記変圧器は、前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換するためのものであり、前記第２の無線周波数信号は、前記無線周波数における周波数成分を含む、無線周波数分配回路。
【請求項5】
基板処理システムであって、請求項４の前記無線周波数分配回路と、
プロセスチャンバと、
電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体と
を備え、
前記変圧器は、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給するためのものである、基板処理システム。
【請求項6】
無線周波数分配回路であって、少なくとも１つの無線周波数発生器から第１の無線周波数信号および第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第１のフィルタであって、前記第１の無線周波数信号が、第１の周波数にあり、前記第２の無線周波数信号が、第２の周波数にあり、かつ前記第２の周波数が、前記第１の周波数よりも小さい第１のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器から前記第１の無線周波数信号および前記第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第２のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第１のフィルタの入力に整合させるための第１の整合ネットワークと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第２のフィルタの入力に整合させるための第２の整合ネットワークと、
前記第１の無線周波数信号を第３の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を第４の無線周波数信号に変換し、かつ前記第１の無線周波数信号を前記第２の無線周波数信号と結合するか、あるいは前記第３の無線周波数信号を前記第４の無線周波数信号と結合するかのいずれかのための変圧器結合コンバイナであって、前記第３の無線周波数信号が、前記第１の周波数における周波数成分を含み、かつ前記第４の無線周波数信号が、前記第２の周波数における周波数成分を含む変圧器結合コンバイナと
を備え、
前記変圧器結合コンバイナは、
前記第１のフィルタの出力を受信するための第１の変圧器と、
前記第２のフィルタの出力を受信するための第２の変圧器と
を備え、
前記第１の変圧器は、
前記第１のフィルタに接続された一次コイルと、
二次コイルと
を備え、かつ
前記第２の変圧器は、
前記第２のフィルタおよび前記第１の変圧器の前記一次コイルに接続された一次コイルと、
前記第１の変圧器の前記二次コイルに接続された二次コイルと
を備え、
前記第１の変圧器は、
前記一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える前記一次コイルと、
前記二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する直接ループを構成する一対の導電線と
を備える前記二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
【請求項7】
請求項６に記載の無線周波数分配回路であって、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、無線周波数分配回路。
【請求項8】
請求項６に記載の無線周波数分配回路であって、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、（ｉ）前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に等しい長さか、（ｉｉ）前記倍数に基づいて決定された長さである、無線周波数分配回路。
【請求項9】
請求項６に記載の無線周波数分配回路であって、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１の無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、無線周波数分配回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月１日に出願された、米国仮出願第６２／９０８，８４６号の利益を主張する。上記関連出願は、参照によりその全体の開示が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１０月１日に出願された、米国仮出願第６２／９０８，８４６号の利益を主張する。上記関連出願は、参照によりその全体の開示が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、半導体および固体デバイスの製造および処理のための装置に関し、より詳細には、基板処理システムの無線周波数（ＲＦ）分配回路に関する。
【背景技術】
【0003】
本明細書で提供される背景技術の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。ここに名前を挙げられている発明者らによる研究は、この背景技術の欄で説明される範囲内において、出願時に先行技術としてみなされ得ない説明の態様と同様に、明示的にも黙示的にも本開示に対抗する先行技術として認められない。
【0004】
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板を処理するために使用されてもよい。基板処理の例としては、エッチング、堆積などが挙げられる。処理中に、基板は静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体上に配置され、１つまたは複数のプロセスガスは処理チャンバ内に導入されてもよい。
【0005】
１つまたは複数のプロセスガスは、ガス供給システムによって処理チャンバに供給されてもよい。いくつかのシステムでは、ガス供給システムは、処理チャンバ内に位置するシャワーヘッドに接続されたマニホールドを含む。一例として、エッチングプロセス中、基板は基板処理システムのＥＳＣ上に配置されてもよく、基板上の薄膜がエッチングされる。別の例として、薄膜は、原子層堆積（ＡＬＤ）を用いて基板上に堆積される。基板の処理中に、１つまたは複数のＲＦ信号をシャワーヘッドの電極に供給して、プラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整してもよい。
【発明の概要】
【0006】
変圧器が提供され、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタとを含む。前記二次コイルは、前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線とを含む。
【0007】
他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている。他の特徴では、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記変圧器によって送信される無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である。
【0008】
他の特徴では、無線周波数分配回路が提供され、無線周波数発生器と前記変圧器とを含む。前記無線周波数発生器は、無線周波数における周波数成分を含む第１の無線周波数信号を生成するためのものである。前記変圧器は、前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換するためのものであり、前記第２の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数における周波数成分を含む。
【0009】
他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記無線周波数分配回路と、プロセスチャンバと、シャワーヘッドと、基板支持体とを含む。前記シャワーヘッドは、電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装される。前記基板支持体は、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される。前記変圧器は、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給するためのものである。
【0010】
他の特徴では、無線周波数分配回路が提供され、第１のフィルタと、第２のフィルタと、第１の整合ネットワークと、第２の整合ネットワークと、変圧器結合コンバイナとを含む。前記第１のフィルタは、少なくとも１つの無線周波数発生器から第１の無線周波数信号および第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するためのものであり、前記第１の無線周波数信号は、第１の周波数にあり、前記第２の無線周波数信号は、第２の周波数にあり、かつ前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも小さい。前記第２のフィルタは、少なくとも１つの無線周波数発生器から前記第１の無線周波数信号および前記第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するためのものである。前記第１の整合ネットワークは、少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第１のフィルタの入力に整合させるためのものである。前記第２の整合ネットワークは、少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第２のフィルタの入力に整合させるためのものである。前記変圧器結合コンバイナは、前記第１の無線周波数信号を第３の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を第４の無線周波数信号に変換し、かつ前記第１の無線周波数信号を前記第２の無線周波数信号と結合するか、あるいは前記第３の無線周波数信号を前記第４の無線周波数信号と結合するかのいずれかのためのものである。前記第３の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数における周波数成分を含む。前記第４の無線周波数信号は、前記第２の無線周波数における周波数成分を含む。
【0011】
他の特徴では、前記変圧器結合コンバイナは、前記第１のフィルタの出力を受信するための第１の変圧器と、前記第２のフィルタの出力を受信するための第２の変圧器とを含む。
【0012】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、前記第１のフィルタに接続されている。前記第２の変圧器は、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、前記第２のフィルタおよび前記第１の変圧器の前記一次コイルに接続されている。前記二次コイルは、前記第１の変圧器の前記二次コイルに接続されている。
【0013】
他の特徴では、前記第１の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、接地基準に接続されている。前記第２の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、前記接地基準に接続されている。
【0014】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタとを含む。前記二次コイルは、前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線とを含む。
【0015】
他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている。他の特徴では、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１の無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である。
【0016】
他の特徴では、前記変圧器結合コンバイナは、第１の変圧器を含む。前記第１の変圧器は、前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、前記第３の無線周波数信号を受信するために接続された第１の二次コイルと、前記第４の無線周波数信号を受信するために接続された第２の二次コイルとを含む。
【0017】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、第３の二次コイルを含む。前記第３の二次コイルは、第５の無線周波数信号を受信するためのものである。前記第５の無線周波数信号は、前記第１の周波数における周波数成分と前記第２の周波数における周波数成分とを含む。
【0018】
他の特徴では、前記変圧器結合コンバイナは、第１の一次コイルと、第２の一次コイルと、第１の二次コイルと、第２の二次コイルとを含む。前記第１の一次コイルは、前記第１のフィルタに接続されている。前記第２の一次コイルは、前記第２のフィルタに接続されている。前記第１の二次コイルは、前記第３の無線周波数信号を出力する。前記第３の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む。前記第２の二次コイルは、前記第４の無線周波数信号を出力する。前記第４の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む。
【0019】
他の特徴では、前記変圧器結合コンバイナは、第３の二次コイルと第４の二次コイルとを含む。前記第３の二次コイルは、第５の無線周波数信号を出力する。前記第５の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む。前記第４の二次コイルは、第６の無線周波数信号を出力する。前記第６の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む。
【0020】
他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記無線周波数分配回路と、プロセスチャンバと、シャワーヘッドと、基板支持体とを含む。前記シャワーヘッドは、前記電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装される。前記基板支持体は、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される。
【0021】
また、基板処理システムでは、ＲＦ電力を電極に供給するためのＲＦ分配回路が提供され、第１のＲＦ発生器と、第１のフィルタと、第１の整合ネットワークと、第１の変圧器とを含む。前記第１のＲＦ発生器は、第１のＲＦにおける周波数成分を含む第１のＲＦ信号を生成する。前記第１のフィルタは、前記第１のＲＦ信号以外の、前記基板処理システムにおいて生成された１つまたは複数のＲＦ信号をフィルタで遮断する。前記第１の整合ネットワークは、前記第１のＲＦ発生器の出力を前記第１のフィルタの入力に整合させる。前記第１の変圧器は、前記第１のＲＦ信号を第２のＲＦ信号に変換し（ここで、前記第２のＲＦ信号は、前記第１のＲＦにおける周波数成分を含む）、かつ前記第２のＲＦ信号を前記電極に供給して、前記基板処理システムのプロセスチャンバ内でプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調節する。
【0022】
他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記ＲＦ分配回路と、前記プロセスチャンバと、シャワーヘッドと、基板支持体とを含む。前記シャワーヘッドは、前記電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装される。前記基板支持体は、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される。
【0023】
他の特徴では、前記変圧器は、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタとを含む。前記二次コイルは、前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線とを含む。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている。
【0024】
他の特徴では、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの４倍に等しい。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１のＲＦ信号の波長の４分の１に等しい。
【0025】
他の特徴では、前記ＲＦ分配回路は、第２のＲＦにおける周波数成分を含む第３のＲＦ信号を生成するための第２のＲＦ発生器と（ここで、前記第２のＲＦは、前記第１のＲＦよりも小さい）、前記第１のＲＦ信号をフィルタで遮断するための第２のフィルタと（ここで、前記第１のフィルタは、前記第３のＲＦ信号をフィルタで遮断する）、前記第２のＲＦ発生器の出力を前記第２のフィルタの入力に整合させるための第２の整合ネットワークとをさらに含む。
【0026】
他の特徴では、前記ＲＦ分配回路は、前記第２のフィルタの出力を受信し、前記第３のＲＦ信号を第４のＲＦ信号に変換し、かつ前記第４のＲＦ信号を前記電極に供給するための第２の変圧器をさらに含む。
【0027】
他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記ＲＦ分配回路と、前記プロセスチャンバと、前記電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体とを含む。
【0028】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、前記第１のフィルタに接続された一次コイルと前記電極に接続された二次コイルとを含む。前記第２の変圧器は、前記第２のフィルタおよび前記第１の変圧器の前記一次コイルに接続された一次コイルと、前記第１の変圧器の前記二次コイルおよび前記電極に接続された二次コイルとを含む。
【0029】
他の特徴では、前記第１の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、接地基準に接続されている。前記第２の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、前記接地基準に接続されている。
【0030】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、一次コイルと二次コイルとを含む。前記一次コイルは、第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタとを含む。前記二次コイルは、前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線とを含む。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている。他の特徴では、前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの４倍に等しい。他の特徴では、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１のＲＦ信号の波長の４分の１に等しい。
【0031】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、前記電極に接続された、前記第１のＲＦ信号および前記第３のＲＦ信号を受信するための第１の二次コイルとを含む。他の特徴では、前記電極は、第１の電極である。前記第１の変圧器は、第２の電極に接続された、前記第２のＲＦ信号および前記第４のＲＦ信号を受信するための第２の二次コイルを含む。
【0032】
他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記ＲＦ分配回路と、前記プロセスチャンバと、シャワーヘッドと、基板支持体とを含む。前記シャワーヘッドは、前記電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装される。前記基板支持体は、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される。
【0033】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、第３のシャワーヘッドに接続された、前記第２のＲＦ信号および前記第４のＲＦ信号を受信するための第３の二次コイルを含む。他の特徴では、前記第１の変圧器は、前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、前記電極に接続された、前記第２のＲＦ信号を出力する第１の二次コイルと（ここで、前記第２のＲＦ信号は、前記第２のＲＦにおける周波数成分を含み、かつ前記電極は、第１の電極である）、第２の電極に接続された、第４のＲＦ信号を出力する第２の二次コイルとを含む。前記第４のＲＦ信号は、前記第１のＲＦおよび前記第２のＲＦにおける周波数成分をそれぞれ含む。
【0034】
他の特徴では、前記第１の変圧器は、第５のＲＦ信号を第３の電極に出力する第３の二次コイルと、前記第１のＲＦおよび前記第２のＲＦにおける周波数成分をそれぞれ含む前記第５のＲＦ信号と、第６のＲＦ信号を第４の電極に出力する第４の二次コイルと、前記第１のＲＦおよび前記第２のＲＦにおける周波数成分をそれぞれ含む前記第６のＲＦ信号とを含む。
【0035】
他の特徴では、基板処理システムにおいて、ＲＦ電力を電極に供給するためのＲＦ分配回路が提供され、ＲＦ発生器と、変圧器と、整合ネットワークとを含む。前記ＲＦ発生器は、第１のＲＦ信号を生成するためのものである。前記変圧器は、前記第１のＲＦ信号を第２のＲＦ信号に変換し、前記第２のＲＦ信号を前記電極に供給して、前記基板処理システムのプロセスチャンバ内でプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整するためのものである。前記整合ネットワークは、前記ＲＦ発生器の出力を前記変圧器の入力に整合させるためのものである。他の特徴では、基板処理システムが提供され、前記ＲＦ分配回路と、前記プロセスチャンバと、シャワーヘッドと、基板支持体とを含む。前記シャワーヘッドは、前記電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装される。前記基板支持体は、前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される。
【0036】
本開示を適用可能なさらなる領域は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0037】
本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用される場合がある。
【発明を実施するための形態】
【0050】
半導体処理システムでは、２つの異なるＲＦ周波数を供給して、プラズマ電離密度およびイオン化エネルギーの独立した制御を提供することが一般的である。基板処理システムは、特定の数のステーション（例えば、４つのステーション）を有する処理チャンバを含んでもよい。ステーションの各々は、それぞれ基板支持体とシャワーヘッドとを含んでもよい。シャワーヘッドは、それぞれＲＦコンバイナおよび分配回路からＲＦ電力を受け取る。ＲＦコンバイナおよび分配回路の各々は、ＬＦおよびＨＦ経路を含んでもよい。ＬＦ経路は、ＨＦ経路によって生成されたＲＦ信号よりも低い周波数を有するＲＦ信号を生成する。一例として、ＬＦ経路は４００キロヘルツ（ｋＨｚ）のＲＦ信号を生成し、ＨＦ経路は１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）のＲＦ信号を生成してもよい。ＬＦ発生器は、ＬＦ信号を生成し、このＬＦ信号は第１の整合ネットワークに提供され、第１の整合ネットワークがＲＦコンバイナおよび分配回路のＬＦ経路の各々に供給する。第１の整合ネットワークは、ＬＦ発生器の出力のインピーダンスをＬＦ経路の入力インピーダンスに一括して整合させる。ＨＦ発生器は、ＨＦ信号を生成し、このＨＦ信号は第２の整合ネットワークに提供され、第２の整合ネットワークがＲＦコンバイナおよび分配回路のＨＦ経路の各々に供給する。第２の整合ネットワークは、ＨＦ発生器の出力のインピーダンスをＨＦ経路の入力インピーダンスに一括して整合させる。
【0051】
ＬＦ経路はそれぞれ、ＬＦバラスト装置と、ＨＦ信号がＬＦ発生器で受信されないようにすべくＨＦ信号をフィルタで遮断するためのＬＦフィルタとを含む。ＨＦ経路はそれぞれ、ＨＦバラスト装置と、ＬＦ信号がＨＦ発生器で受信されないようにすべくＬＦ信号をフィルタで遮断するためのＨＦフィルタとを含む。ＬＦおよびＨＦバラスト装置は、インダクタおよび／またはキャパシタを含んでもよく、（ｉ）ステーションの各々を他のステーションから絶縁し、かつ（ｉｉ）コンバイナおよびＲＦ分配回路の入力を負荷変動から絶縁する。
【0052】
ＲＦコンバイナおよび分配回路の各々は、ダミー負荷と、ＬＦおよびＨＦ経路とを切り替えるためのスイッチを含む。ダミー負荷は、対応するステーションが使用されていないときに、使用される。これにより、ステーション全体にわたって凡そ等しい負荷が維持される。例えば、ステーションのうちの１つまたは複数が使用されていないとき、使用されているステーションのスイッチが切り替えられて、ＬＦおよびＨＦ信号がＲＦ発生器からステーションの電極のうちの対応する１つに給電する同軸ケーブルまで通過できるようにする。使用されていない１つまたは複数のステーションのスイッチは、ダミー負荷に切り替えられ、ＬＦおよびＨＦ信号が同軸ケーブルを介して１つまたは複数のステーションの対応する電極まで通過できないようにする。
【0053】
ＲＦコンバイナおよび分配回路は、高周波で共振するように設計されている。これにより、電極全体にわたって高電圧が発生しやすくなり、高速かつ円滑な点火を提供するのに役立つ。この電極は、シャワーヘッドおよびステーションの基板支持体における電極（または接地された導電性要素）を参照してもよい。
【0054】
ＲＦコンバイナおよび分配回路は、負荷インピーダンスの小さな変化の結果として、大きな入力インピーダンス変動を受ける。一例として、図１Ａ～１Ｃに、３つの異なる負荷インピーダンスに対する３つの異なる入力インピーダンスを示す。図１Ａ～１Ｃは、可能性のある入力インピーダンス値の対数表現である、スミスチャート１００、１０４、１０８を含む。一例として、負荷インピーダンス（またはシャワーヘッドにおけるインピーダンス）は、１３２ピコファラッド（ｐＦ）であってもよく、これにより、図１Ａにおいてドット１０２で示される入力インピーダンスが生じる。負荷インピーダンスは、２３０ｐＦに変化してもよく、これにより、図１Ｂにおいてドット１０６で示されるように、入力インピーダンスに変化が生じる場合がある。負荷インピーダンスは、再び２４０ｐＦに変化してもよく、これにより、図１Ｃにおいてドット１１０で示されるように、入力インピーダンスに変化が生じる場合がある。これらのプロットによって示されるように、負荷インピーダンスの小さな変化により、ドット１０２、１０６、１１０のスミスチャート１００、１０４、１０８において大きな位置変化が生じ、これは入力インピーダンスにおける大きな変動に相当する。複数のステーションを含む処理チャンバでは、１つのステーションの負荷インピーダンスの変化は、他のステーションにおける性能にも悪影響を及ぼす可能性がある。
【0055】
ＲＦコンバイナおよび分配回路が負荷インピーダンスの小さな変化の結果として、入力インピーダンスに大きな変化を示すため、整合ネットワークを調整するための自動整合回路が使用される。また、同じ基板処理ツールを用いて異なる種類の基板処理を実行するために、調整範囲の大きい自動整合回路が使用される。さらに、ＲＦコンバイナおよび分配回路は、絶縁のために高インピーダンスバラスト装置を必要とする。高インピーダンスバラスト装置は、対応するステーションへの電流の流れを減少させる。また、整合ネットワーク構成要素、バラスト装置、およびフィルタ構成要素のサイズは、電力が増加するにつれて増大する。ＲＦコンバイナおよび分配回路のトポロジーは、本質的に不均衡である。
【0056】
プロセスチャンバのすべてのステーションを利用しないプロセスが実行される場合、自動整合回路の必要な調整範囲は、実質的に増加する。マルチステーションツールは、単一のステーションツールとは異なり、各々が、生成されたＲＦ信号を受信する複数のシャワーヘッドを含む。ステーションのうちの１つまたは複数が利用されない場合、そのステーションの負荷インピーダンスは、他のステーションの負荷インピーダンスとは実質的に異なる。これにより、ステーションに対する自動整合回路がこのステーションの負荷の不均衡を補償するために、より広い調整範囲を有する必要がある。
【0057】
本明細書に記載された例は、上述の欠点を克服し、１つまたは複数の変圧器および／または変圧器結合コンバイナを含むＲＦ分配回路を含む基板処理システムを提供する。変圧器および／または変圧器結合コンバイナは、負荷インピーダンスの変化の結果としての入力インピーダンス変動を最小限にする。開示されたＲＦ分配回路のいくつかは、効率的なコンバイナ回路を含む。本明細書で使用されるように、「コンバイナ回路」は、２つ以上のＲＦ信号を単一のＲＦ信号に結合する。
【0058】
ＲＦ分配回路は、ステーションから負荷、ステーション間、および入力から出力への絶縁を提供して、別のステーションにおける負荷インピーダンスの変動による特定のステーションへの影響を最小限にする。ＲＦ分配回路は、負荷インピーダンス変動に対して減少した感度を示し、広範囲の対応する負荷インピーダンスを有する基板処理に対して広範囲にわたるレシピを可能にし、処理チャンバへの基板の搬入および搬出による最小限の入力インピーダンス変動を受け、かつプラズマ生成に関連した高速かつ円滑な点火のために、各脚（または各ステーションへのＲＦ信号経路）が共振または近共振することを可能にする自己持続システムを提供する。特定の実施形態では、ＲＦコンバイナおよび分配回路は、２つ以上のＲＦ周波数信号を結合し、２つ以上の周波数を有する信号を１つまたは複数のステーションに供給する。ＲＦ分配回路により、ＬＦ信号とＨＦ信号の両方に対するインピーダンス整合が可能となる。本明細書に記載されるＲＦ分配回路の他の利点および態様は、以下でさらに説明される。
【0059】
図２は、変圧器２０２を含むＲＦ分配回路２０１を組み込んだ基板処理システム２００の一例の機能ブロック図である。ＲＦ分配回路２０１は、本明細書に開示されるＲＦ分配回路のいずれかと同一または類似して構成されてもよい。変圧器２０２は、本明細書に開示される任意の変圧器および／または変圧器結合コンバイナとして構成されてもよい。図２は容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムを示しているが、本明細書に開示される実施形態は、他のプラズマ処理システムに適用可能である。実施形態は、堆積、エッチング、および他の基板処理プロセスに適用可能である。他の基板処理プロセスは、プラズマ励起原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）およびプラズマ励起化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスを含む。
【0060】
基板処理システム２００は、１つまたは複数のステーションを含み、それらのステーションの各々は静電チャック（ＥＳＣ）２０４などの基板支持体を有する。１つまたは複数のステーションは、処理チャンバ２０５内に配置される。ＥＳＣ２０４は、トッププレート２０６とベースプレート２０７とを含んでもよい。上部電極２０８などの他の構成要素は、処理チャンバ２０５内に配置されてもよい。動作中、基板２０９は、ＥＳＣ２０４のトッププレート２０６上に配置され、静電的にクランプされ、ＲＦプラズマが処理チャンバ２０５内に生成される。
【0061】
一例として、上部電極２０８は、ガスを導入し分配するシャワーヘッド２１０を含んでもよい。シャワーヘッド２１０は、処理チャンバ２０５の上面に接続された一端を含むステム部分２１１を含んでもよい。シャワーヘッド２１０は一般に、円筒形であり、処理チャンバ２０５の上面から離間した位置におけるステム部分２１１の対向する端部から外側に半径方向に延びている。シャワーヘッド２１０の基板対向面は、プロセスガスまたはパージガスが流通する孔を含む。あるいは、上部電極２０８は導電性プレートを含んでもよく、ガスは別の方法で導入されてもよい。プレート２０６、２０７のうちの一方または両方は、下部電極として機能してもよい。
【0062】
プレート２０６、２０７うちの一方または両方は、温度制御要素（ＴＣＥｓ）を含んでもよい。中間層２１４は、プレート２０６とプレート２０７との間に配置される。中間層２１４は、トッププレート２０６をベースプレート２０７に結合してもよい。ベースプレート２０７は、基板２０９の裏側に裏面ガスを流し、ベースプレート２０７を通る冷媒を流すための１つまたは複数のガスチャネルおよび／または１つまたは複数の冷媒チャネルを含んでもよい。
【0063】
ＲＦ発生システム２２０は、ＲＦ電圧を生成し、上部電極２０８に出力する。ＲＦ発生システム２２０は、ＲＦ電圧を生成し、ＥＳＣ２０４に出力してもよい。上部電極２０８およびＥＳＣ２０４のうちの一方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地、または浮遊電位であってもよい。一例として、ＲＦ発生システム２２０は、ＲＦ電圧を生成する１つまたは複数のＲＦ発生器２２３（例えば、容量結合プラズマＲＦ電力発生器および／または他のＲＦ電力発生器）を含んでもよく、このＲＦ電圧は、１つまたは複数の整合ネットワーク２２７およびＲＦ分配回路２０１によって上部電極２０８に供給される。ＲＦ発生器２２３は、例えば、６～１０キロワット（ｋＷ）以上の電力を生成する高出力ＲＦ発生器であってもよい。ＲＦ発生器２２３は、それぞれのＲＦ周波数における周波数成分を有するそれぞれのＲＦ信号を生成してもよい。
【0064】
ガス供給システム２３０は、１つまたは複数のガス源２３２－１、２３２－２、．．．、および２３２－Ｎ（総称してガス源２３２）を含む。ここで、Ｎは、０よりも大きい整数である。ガス源２３２は、１つまたは複数の前駆体およびそれらのガス混合物を供給する。また、ガス源２３２は、エッチングガス、キャリアガスおよび／またはパージガスを供給してもよい。また、気化した前駆体が使用されてもよい。ガス源２３２は、バルブ２３４－１、２３４－２、．．．、および２３４－Ｎ（総称してバルブ２３４）とマスフローコントローラ２３６－１、２３６－２、．．．、および２３６－Ｎ（総称してマスフローコントローラ２３６）とによってマニホールド２４０に接続されている。マニホールド２４０の出力は、処理チャンバ２０４に供給される。一例として、マニホールド２４０の出力は、シャワーヘッド２１０に供給される。
【0065】
基板処理システム２００は、温度コントローラ２４２を含む冷却システム２４１をさらに含み、この温度コントローラ２４２はＴＣＥｓに接続されていてもよい。システムコントローラ２６０とは別々に示されているが、温度コントローラ２４２は、システムコントローラ２６０の一部として実装されてもよい。プレート２０６、２０７のうちの１つまたは複数は、複数の温度制御ゾーン（例えば、４つのゾーンであって、ここで、ゾーンの各々が、４つの温度センサを含む）を含んでもよい。
【0066】
温度コントローラ２４２は、プレート２０６、２０７および基板（例えば、基板２０９）の温度を制御するために、ＴＣＥｓの動作、ひいては温度を制御してもよい。温度コントローラ２４２および／またはシステムコントローラ２６０は、ガス源２３２のうちの１つまたは複数からガスチャネルへの流れを制御することによって、基板を冷却するためのＥＳＣ２０４内のガスチャネルへの裏面ガス（例えば、ヘリウム）の流量を制御してもよい。また、温度コントローラ２４２は、ＥＳＣ２０４内のチャネルを通る第１の冷媒の流れ（冷却流体の圧力および流量）を制御するために、冷媒アセンブリ２４６と通信してもよい。第１の冷媒アセンブリ２４６は、リザーバ（図示せず）から冷却流体を受け取ってもよい。例えば、冷媒アセンブリ２４６は、冷媒ポンプとリザーバとを含んでもよい。温度コントローラ２４２は、冷媒アセンブリ２４６を動作して、チャネル２１６を通して冷媒を流し、ベースプレート２０７を冷却する。温度コントローラ２４２は、冷媒が流れる速度および冷媒の温度を制御してもよい。温度コントローラ２４２は、処理チャンバ２０５内のセンサ２４３から検出されたパラメータに基づいて、ＴＣＥｓに供給される電流と、チャネルに供給されるガスおよび／または冷媒の圧力および流量とを制御する。温度センサ２４３は、抵抗温度デバイス、熱電対、デジタル温度センサ、および／または他の適切な温度センサを含んでもよい。エッチングプロセス中、基板２０９は、高出力プラズマの存在下において所定の温度（例えば、摂氏１２０度（℃））で加熱される場合がある。チャネルを通るガスおよび／または冷媒の流れは、ベースプレート２０７の温度を下げ、これにより基板２０９の温度を下げる（例えば、１２０℃から８０℃までの冷却）。
【0067】
バルブ２５６およびポンプ２５８は、処理チャンバ２０５から反応物質を排出するために使用されてもよい。システムコントローラ２６０は、供給されるＲＦ電力レベル、供給されるガスの圧力および流量、ＲＦ整合などを制御することを含む基板処理システム２００の構成要素を制御してもよい。システムコントローラ２６０は、バルブ２５６およびポンプ２５８の状態を制御する。ロボット２７０は、ＥＳＣ２０４上に基板を供給し、ＥＳＣ２０４から基板を除去するために使用されてもよい。例えば、ロボット２７０は、ＥＳＣ２０４とロードロック２７２との間で基板を搬送してもよい。ロボット２７０は、システムコントローラ２６０によって制御されてもよい。システムコントローラ２６０は、ロードロック２７２の動作を制御してもよい。
【0068】
電力源２８０は、基板２０９をトッププレート２０６に静電的にクランプするために、ＥＳＣ２０４内の電極に高電圧を含む電力を提供してもよい。電力源２８０は、システムコントローラ２６０によって制御されてもよい。
【0069】
バルブ、ガスおよび／または冷媒ポンプ、電力源、ＲＦ発生器などは、アクチュエータと呼ばれてもよい。ＴＣＥｓ、ガスチャネル、冷媒チャネルなどは、温度調整要素と呼ばれてもよい。
【0070】
次に、図２および図３を参照すると、ＲＦ分配回路３００が示されており、ＲＦ分配回路３００は、ＲＦ発生器３０２と、整合ネットワーク３０４と、フィルタ３０６と、変圧器３０８と、負荷３１０とを含んでもよい。一実施形態では、フィルタ３０６は、含まれない。負荷３１０は、キャパシタとして示され、例えば、シャワーヘッド２１０と接地基準３１６との間のインピーダンスを表してもよい。ＲＦ発生器３０２は、ＲＦ発生器２２３のうちの１つであってもよく、ＲＦ信号を生成する。整合ネットワーク３０４は、整合ネットワーク２２７のうちの１つであってもよく、（ｉ）ＲＦ発生器３０２の出力と、（ｉｉ）フィルタ３０６および／または変圧器３０８の入力とのインピーダンスを整合させる。整合ネットワーク３０４は、ＲＦ発生器３０２の出力と、フィルタ３０６および／または変圧器３０８の入力とをインピーダンス整合させるために、１つまたは複数の構成要素を調整することを含む自動整合動作を実行してもよい。これは、例えば、整合ネットワーク３０４のキャパシタを調整することを含んでもよい。
【0071】
フィルタ３０６は、含まれる場合、ＲＦ発生器３０２以外の１つまたは複数の他のＲＦ発生器によって生成された１つまたは複数のＲＦ信号をフィルタで遮断してもよい。フィルタ３０６は、ＲＦ発生器によって生成されたＲＦ信号が、変圧器３０８まで通過できるようにする。
【0072】
変圧器３０８は、一次コイル３１２と二次コイル３１４とを含み、これらは対応する巻線および／または電圧変換比を有する。いくつかの例として、比率は、３：４または１：２であってもよい。変圧器３０８は、整合ネットワーク３０４またはフィルタ３０６から受信した周波数における第１の無線周波数信号を同じ周波数における第２の無線周波数信号に変換してもよい。次いで、変圧器３０８は、第２の無線周波数信号を、例えば、電極および／またはシャワーヘッドに提供して、プロセスチャンバ内のプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整してもよい。
【0073】
変圧器３０８は、変圧器３０８の一次側と二次側との間でバラストおよび絶縁を提供することと、ひいては（ｉ）ＲＦ発生器３０２および整合ネットワーク３０４と、（ｉｉ）負荷３１０との間の絶縁を提供することを含む複数の機能を提供する。一実施形態では、バラスト装置は、（ｉ）ＲＦ発生器３０２と整合ネットワーク３０４との間、（ｉｉ）整合ネットワーク３０４とフィルタ３０６との間、（ｉｉｉ）フィルタ３０６と変圧器３０８との間、および／または（ｉｖ）整合ネットワーク３０４と変圧器３０８との間に接続されない。説明された絶縁は、対応する入力回路（またはＲＦ発生器３０２および整合ネットワーク３０４）上の負荷インピーダンス変化の影響を低減する。負荷３１０のインピーダンスは、基板の処理中に変化し得る。変動の量は、レシピおよび実行されるプロセスに基づく。適切な変圧比を選択することによって、入力インピーダンス変動も制御される。入力インピーダンスとは、整合ネットワーク３０４から分かるフィルタ３０６の入力のインピーダンスを指す。また、変圧器３０８は、入力インピーダンスに関連する変化が負荷インピーダンスの変化に相対して低減されるため、より速く整合ネットワーク３０４の構成要素を調整できる。また、変圧器３０８は、ＲＦ発生器３０２で受け取られた反射電力の量を最小限にし、負荷３１０に高電力（例えば、１０ＫＷ）を供給することを可能にする。
【0074】
図３には、単一のＲＦ分配回路３００が示されているが、図３に示された種類の複数のＲＦ分配回路は、ＲＦ電力をプロセスチャンバのそれぞれのステーションに供給するために使用されてもよい。変圧器の二次巻線は、図７にて同様に示されるように、それぞれの同軸ケーブルを介して電力をステーションに供給してもよい。また、図７に示されるように、スイッチおよび対応するダミー負荷が、ステーションの各々に含まれてもよい。スイッチは、図２のコントローラ２４２、２６０のうちの１つによって制御されてもよい。
【0075】
図４Ａおよび４Ｂは、第１の負荷インピーダンスおよび第２の負荷インピーダンスに対する図３のＲＦ分配回路３００の例示的な入力インピーダンスを示すスミスチャート４００、４０２を示す。入力インピーダンスは、ドット４０４、４０６によって表される。示された例では、第１の負荷インピーダンスは１３０ピコファラッド（ｐＦ）であり、第２の負荷インピーダンスは３，０００，０００ｐＦである。スミスチャート４００、４０２から分かるように、ドット４０４、４０６間の距離、ひいては、入力インピーダンスの差は、負荷インピーダンスの差と比較して、最小である。
【0076】
図５は、第１の（または高）ＲＦ経路５０２と第２の（または低）ＲＦ経路５０４とを含むデュアルＲＦ分配回路５００を示す。第１のＲＦ経路５０２は、第１のＲＦ発生器５０６と、第１の整合ネットワーク５０８と、第１のフィルタ５１０と、第１の変圧比を有する第１の変圧器５１２とを含む。第２のＲＦ経路５０４は、第２のＲＦ発生器５２０と、第２の整合ネットワーク５２２と、第２のフィルタ５２４と、第２の変圧比を有する第２の変圧器５２６とを含む。第１の変圧器５１２は、第２の変圧器５２６に接続される。変圧器５１２、５２６は、変圧器結合コンバイナを提供し、この変圧器結合コンバイナはＲＦ経路５０２、５０４によって生成された２つのＲＦ信号を結合して、単一のＲＦ信号を負荷５３０に提供する。単一のＲＦ信号は、２つのＲＦ信号の周波数成分を有する。変圧器５１２、５２６は、２つのＲＦ信号を単一のＲＦ信号に変換する。これは、例えば、２つのＲＦ信号の振幅を変更して、２つのＲＦ信号とは異なる振幅を有する単一のＲＦ信号を提供することを含んでもよい。負荷５３０は、例えば、図２のシャワーヘッド２１０と接地基準５４０との間の負荷インピーダンスを表すキャパシタとして示されている。負荷５３０は、１つまたは複数の処理チャンバ内の１つまたは複数の処理ステーションの１つまたは複数の電極であってもよく、ここで、各ステーションは１つまたは複数の電極を含んでもよく、各処理チャンバは１つまたは複数のステーションを含んでもよい。
【0077】
ＲＦ発生器５０６、５２０は、それぞれＲＦ信号を生成する。一例として、第１のＲＦ発生器５０６は１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号を生成してもよく、第２のＲＦ発生器５２０は４００ｋＨｚの信号を生成してもよい。第１の整合ネットワーク５０８は、第１のＲＦ発生器５０６の出力インピーダンスを第１のフィルタ５１０の入力インピーダンスに整合させてもよい。第２の整合ネットワーク５２２は、第２のＲＦ発生器５２０の出力インピーダンスを第２のフィルタ５２４の入力インピーダンスに整合させてもよい。
【0078】
第１のフィルタ５１０は、ハイパスフィルタとして機能し、（ｉ）第１のＲＦ発生器５０６によって生成された第１のＲＦ信号の経路が、第１の変圧器５１２まで通過できるようにし、かつ（ｉｉ）第２のＲＦ発生器５２０によって生成されたＲＦ信号が、第１のＲＦ発生器５０６で受信されることを防止する。第２のフィルタ５２４は、ローパスフィルタとして機能し、（ｉ）第２のＲＦ発生器５２０によって生成された第２のＲＦ信号の経路が、第２の変圧器５２６まで通過できるようにし、かつ（ｉｉ）第１のＲＦ発生器５０６によって生成されたＲＦ信号が、第２のＲＦ発生器５２０で受信されることを防止する。ＲＦ発生器５０６、５２０の両方は、示されるように、ＲＦ経路５０２、５０４に別々の一次コイルを含み、一次コイルの各々の適切な数の一次巻線を選択し、整合ネットワーク５０８、５２２に適切な整合回路を含むことによって適切に整合されてもよい。
【0079】
第１の変圧器５１２は、一次コイル５３２と二次コイル５３４とを含む。第２の変圧器５２６は、一次コイル５３６と二次コイル５３８とを含む。一次コイル５３２、５３６の第１の端部は、フィルタ５１０、５２４に接続されている。一実施形態では、フィルタ５１０、５２４は含まれず、一次コイル５３２、５３６が整合ネットワーク５０８、５２２に接続されている。一次コイル５３２、５３６の第２の端部は、接地基準５４０に接続されている。二次コイル５３４、５３８の第１の端部は、接地基準５４０に接続されている。二次コイル５３４、５３８の第２の端部は、負荷５３０に接続されている。第１の変圧器５１２は、第１のフィルタ５１０から受信した第１の周波数における第１の無線周波数信号を第１の周波数における第２の無線周波数信号に変換してもよい。第２の変圧器５２６は、第２のフィルタ５２４から受信した第２の周波数における第３の無線周波数信号を第２の周波数における第４の無線周波数信号に変換してもよい。次いで、変圧器５１２、５２６は、第２の無線周波数信号および第４の無線周波数信号を、例えば、電極および／またはシャワーヘッドに提供して、プロセスチャンバ内のプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整してもよい。
【0080】
ＬＦおよびＨＦ経路の入力インピーダンスの例は、図６のスミスチャート６００によって示されている。スミスチャート６００は、図５のＬＦおよびＨＦ経路５０２、５０４の負荷インピーダンスを提供する短絡、開回路、および５０Ωの入力インピーダンスを示す。図６では、円形のドットが示され、ＨＦ経路に対応しており、ならびに四角形のドットが示され、ＬＦ経路に対応している。スミスチャート６００は、可能性のある入力インピーダンス値の対数表現である。入力インピーダンスが変化すると、対応するドットは、スミスチャート上の異なる位置に移動する。
【0081】
ドット６０２、６０４、６０６は、ＨＦ経路５０２の負荷インピーダンスを提供する短絡、開回路、および５０Ωの入力インピーダンスをそれぞれ表す。負荷インピーダンスを提供する５０Ωとは、５０Ωの入力インピーダンスを提供する負荷インピーダンスを指す。ドット６１０、６１２、６１４は、ＬＦ経路５０４の負荷インピーダンスを提供する短絡、開回路、および５０Ωの入力インピーダンスを表す。短絡とは、シャワーヘッド２１０と接地基準５４０との間の直接的または間接的な導電接続（または経路）を指す。短絡とは、負荷インピーダンスが０Ωである場合を指す。開回路とは、シャワーヘッド２１０と接地基準５４０との間に導電経路がないことを指す。この開回路は、負荷インピーダンスが無限に近づいている場合を指す。スミスチャートから分かるように、ドット（または点）６０２、６０４、６０６間の距離およびドット（または点）６１０、６１２、６１４間の距離は最小であり、スミスチャート全体にわたって配置されず、むしろスミスチャートの小さな部分に位置する。したがって、対応する入力インピーダンスの差も最小である。
【0082】
変圧器５１２、５２６は、図３の変圧器３０８と同様に、変圧器５１２、５２６の一次側と二次側との間でバラストおよび絶縁を提供することを含む複数の機能を提供する。一実施形態では、バラスト装置は、（ｉ）ＲＦ発生器５０６、５２０と整合ネットワーク５０８、５２２との間、（ｉｉ）整合ネットワーク５０８、５２２とフィルタ５１０、５２４との間、（ｉｉｉ）フィルタ５１０、５２４と変圧器５１２、５２６との間、および／または（ｉｖ）整合ネットワーク５０８、５２２と変圧器５１２、５２６との間に接続されない。
【0083】
単一のＲＦ分配回路５００が図５に示されているが、図５に示される種類の複数のＲＦ分配回路は、ＲＦ電力をプロセスチャンバのそれぞれのステーションに供給するために使用されてもよい。変圧器の二次巻線は、図７に同様に示されるように、対応する同軸ケーブルを介して電力をステーションに供給してもよい。また、図７に示されるように、スイッチおよび対応するダミー負荷が、ステーションの各々のために含まれてもよい。一例として、スイッチは、端子５５０から下流に接続されており、（ｉ）電極および／またはシャワーヘッドに接続されたそれぞれの同軸ケーブルと、（ｉｉ）ダミー負荷とを切り替えてもよい。スイッチは、図２のコントローラ２４２、２６０のうちの１つによって制御されてもよい。
【0084】
図７は、クワッドＲＦ分配回路７００が第１（または高）ＲＦ経路７０２と第２（または低）ＲＦ経路７０４とを含むことを示す。第１のＲＦ経路７０２は、第１のＲＦ発生器７０６と、第１の整合ネットワーク７０８と、第１のフィルタ７１０とを含む。第２のＲＦ経路７０４は、第２のＲＦ発生器７２０と、第２の整合ネットワーク７２２と、第２のフィルタ７２４とを含む。クワッドＲＦ分配回路７００は、２つの入力と、４つの出力と、この４つの出力によって共有される変圧比とを有する変圧器７１２とを含む。この４つの出力は、処理チャンバの４つのステーションの４つの負荷（またはシャワーヘッド）７５０、７５２、７５４、７５６に接続されている４つのチャネルに給電する。
【0085】
ＲＦ発生器７０６、７２０は、それぞれＲＦ信号を生成する。一例として、第１のＲＦ発生器７０６は１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号を生成してもよく、第２のＲＦ発生器７２０は４００ＫＨｚの信号を生成してもよい。第１の整合ネットワーク７０８は、第１のＲＦ発生器７０６の出力インピーダンスを第１のフィルタ７１０の入力インピーダンスに整合させてもよい。第２の整合ネットワーク７２２は、第２のＲＦ発生器７２０の出力インピーダンスを第２のフィルタ７２４の入力インピーダンスに整合させてもよい。第１のフィルタ７１０は、ハイパスフィルタとして機能し、（ｉ）第１のＲＦ発生器７０６によって生成された第１のＲＦ信号の経路が、第１の変圧器７１２まで通過できるようにし、かつ（ｉｉ）第２のＲＦ発生器７２０によって生成されたＲＦ信号が、第１のＲＦ発生器７０６で受信されることを防止する。第２のフィルタ７２４は、ローパスフィルタとして機能し、（ｉ）第２のＲＦ発生器７２０によって生成された第２のＲＦ信号の経路が、変圧器７１２まで通過できるようにし、かつ（ｉｉ）第１のＲＦ発生器７０６によって生成されたＲＦ信号が、第２のＲＦ発生器７２０で受信されることを防止する。ＲＦ発生器７０６、７２０の両方は、示されるように、ＲＦ経路７０２、７０４に対して別々の一次コイル（または一次巻線）を含み、一次コイルの各々の適切な数の一次巻線を選択し、整合ネットワーク７０８、７２２に適切な整合回路を含むことによって適切に整合されてもよい。
【0086】
変圧器７１２は、変圧器結合コンバイナであり、この変圧器結合コンバイナはＲＦ経路７０２、７０４によって生成された２つのＲＦ信号を結合して、４つのＲＦ信号を提供し、この４つのＲＦ信号を負荷７５０、７５２、７５４、７５６に提供する。負荷７５０、７５２、７５４、７５６は、キャパシタとして示されており、このキャパシタは、例えば、シャワーヘッドと接地基準７６０との間の負荷インピーダンスを表す。変圧器７１２が２つの入力と４つの出力とを有するものとして示されているが、変圧器７１２は、２つ以上の入力と１つ以上の出力とを有してもよい。
【0087】
変圧器７１２は、第１の一次コイル７３０と、第２の一次コイル７３２と、第１の二次コイル７３４と、第２の二次コイル７３６と、第３の二次コイル７３８と、第４の二次コイル７４０とを含む。一実施形態では、一次コイル７３０、７３２は、同じ数の巻線を有し、二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０は、同じ数の巻線を有する。一次コイル７３０、７３２の第１の端部は、フィルタ７１０、７２４に接続されている。一実施形態では、フィルタ７１０、７２４は含まれず、一次コイル７３０、７３２の第１の端部は、整合ネットワーク７０８、７２２に接続されている。一次コイル７３０、７３２の第２の端部は、接地基準７６０に接続されている。二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０の第１の端部は、負荷７５０、７５２、７５４、７５６にそれぞれ接続されている。二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０の第２の端部は、接地基準７６０に接続されている。変圧器は、経路７０２、７０４からＲＦ信号を受信し、信号を結合し、二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０を介して、結合されたＲＦ信号を負荷７５０、７５２、７５４、７５６の各々に提供する。
【0088】
変圧器７１２は、第１のフィルタ７１０から受信した第１の周波数における第１の無線周波数信号と、第２のフィルタ７２４から受信した第２の周波数における第２の無線周波数信号とを第３の無線周波数信号に変換し、結合してもよい。第３の無線周波数信号は、第１の無線周波数と第２の無線周波数の両方を含む。その後、変圧器７１２は、第３の無線周波数信号を、例えば、電極および／またはシャワーヘッドに供給して、プロセスチャンバ内のプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整してもよい。
【0089】
変圧器７１２は、図３の変圧器３０８と同様に、変圧器７１２の一次側と二次側との間にバラストおよび絶縁を提供することを含む複数の機能を提供する。一実施形態では、バラスト装置は、（ｉ）ＲＦ発生器５０６、５２０と整合ネットワーク５０８、５２２との間、（ｉｉ）整合ネットワーク５０８、５２２とフィルタ５１０、５２４との間、（ｉｉｉ）フィルタ５１０、５２４と変圧器５１２、５２６との間、および／または（ｉｖ）整合ネットワーク５０８、５２２と変圧器５１２、５２６との間に接続されない。
【0090】
一実施形態では、二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０は、負荷７５０、７５２、７５４、７５６と、ダミー負荷７７０、７７２、７７４、７７６とを切替可能なスイッチ７６２、７６４、７６６、７６８に接続されていてもよい。別の実施形態では、スイッチ７６２、７６４、７６６、７６８およびダミー負荷７７０、７７２、７７４、７７６は、含まれない。二次コイル７３４、７３６、７３８、７４０またはスイッチ７６２、７６４、７６６、７６８は、同軸ケーブル７８０、７８２、７８４、７８６を介して、負荷７５０、７５２、７５４、７５６に接続されていてもよい。スイッチ７６２、７６４、７６６、７６８は、図２のコントローラ２４２、２６０のうちの１つによって制御されてもよい。ダミー負荷７７０、７７２、７７４、７７６のうちの１つまたは複数は、例えば、上述のように、基板が対応するステーションのうちの１つまたは複数で処理されていないとき、接続されてもよい。
【0091】
図７に示されるものなど、本明細書に開示されるＲＦコンバイナ回路のいくつかは、結合されたＲＦ信号をｎ個の等しいチャネルに分割する平衡分配システムを提供する。ここで、ｎは、２以上の整数である。ｎ個のチャネルの出力は、１つのチャネルの変化が他のチャネルの変化に影響を与えないか、あるいは影響が最小限になるように、互いに絶縁される。チャネルの入力は、変圧器７１２の入力から絶縁される。ＲＦコンバイナ回路は、プラズマ生成のための高速かつ円滑な点火を提供する。
【0092】
図３、５、および７の例は、ＲＦ分配回路３００、５００、７００の各々が、複数の異なる基板プロセスに使用可能であるように構成される。プロセスは、エッチング、堆積および／または他の基板処理プロセスを含んでもよい。
【0093】
図８は、ＲＦ分配回路において高周波ＲＦ信号に使用可能な例示的な変圧器８００の側面図を示す。一例として、図３および５の変圧器３０８、５１２は、各々、変圧器８００に置き換えられてもよい。変圧器８００は、同軸変圧器であり、一次コイル８０２と二次コイル８０４とを含んでもよい。一次コイル８０２は、（ｉ）２つの同軸ケーブル８０６、８１０の導電性シールド８２２、８３２と、（ｉｉ）導電性インターコネクタ８０８とを含む。導電性インターコネクタ８０８は、同軸ケーブル８０６、８１０の非導電性シース８２０、８３０を通って延びており、導電性シールド８２２、８３２に接続されている。導電性インターコネクタは、導電性プレート、または第１の同軸ケーブル８０６に相対的な第２の同軸ケーブル８１０の位置を維持する他の適切なインターコネクタであってもよい。
【0094】
同軸ケーブル８０６、８１０は、互いに平行して延びており、内部誘電絶縁体８２４、８３４によって導電性シールド８２２、８３２から絶縁される導電性コア８２５、８３５をさらに含む。導電性コア８２５、８３５は、導電線８２６Ａ、８２６Ｂによって直列ループで接続されている。導電線８２６Ａは、第１の同軸ケーブル８０６の第１の端部を第２の同軸ケーブル８１０の第１の端部に接続している。第２の同軸ケーブル８１０の第１の端部は、導電性インターコネクタ８０８における、第1の同軸ケーブル８０６の第1の端部側と反対側の端部にある。導電線８２６Ｂは、第１の同軸ケーブル８０６の第２の端部を第２の同軸ケーブル８１０の第２の端部に接続している。第２の同軸ケーブル８１０の第２の端部は、導電性インターコネクタ８０８における、第1の同軸ケーブル８０６の第2の端部側と反対側の端部にある。
【0095】
一例として、導電性シールド８２２、８３２、導電性コア８２５、８３５、および導電線８２６Ａ、８２６Ｂは、使用中に最小量の加熱を示す銅および／または他の適切な材料から形成されてもよい。非導電性シース８２０、８３０は、プラスチックから形成されてもよい。内部誘電絶縁体８２４、８３４は、非導電性であり、ポリエチレン（ＰＥ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など、様々な誘電材料から形成されてもよい。一実施形態では、示されるように、シース、シールドおよび／または内部誘電絶縁体は、導電線８２６Ａ、８２６Ｂ上にない。
【0096】
変圧器を過熱させることなく、例えば、１メガヘルツ（ＭＨｚ）を超える高周波数に対応できる低周波変圧器を製造することは困難であり得る。変圧器の透磁率（または分布インダクタンス）を低下させることが必要な場合があり、変圧器を特殊な材料から形成することが必要な場合がある。変圧器８００は、高周波数、マイクロ波周波数などに使用されてもよい。同軸ケーブル８０６、８１０の長さＬ1は、送信されるＲＦの波長の分数倍に基づく、かつ／あるいは、等しくてもよい。一例として、分数倍は、例えば、送信されるＲＦの波長の２分の１（１／２）未満であってよい。一実施形態では、同軸ケーブル８０６、８１０の長さＬ1は、送信されるＲＦの４分の１（１／４）の波長に等しい。４分の１の波長（またはその倍数）は、変圧器の対応するインピーダンスを、回路に応じて０オーム（Ω）（または短絡）から無限Ω（または開回路）、あるいはその逆に変換するという点で好都合である。導電性コア８２５、８３５および導電線８２６Ａ、８２６Ｂによって提供される直列ループの全長は、長さＬ1の倍数に基づく、かつ／あるいは等しくてもよい。一実施形態では、導電性コア８２５、８３５および導電線８２６Ａ、８２６Ｂによって提供される直列ループの全長は、長さＬ1（または４Ｌ1）の４倍に等しい。一例として、変圧器８００の変圧比は、一次巻線と二次巻線との間で１：２であってもよく、ここで、一次巻線は、一次コイル８０２として実装され、変圧器８００の入力を含み、かつ二次巻線は、二次コイル８０４として実装され、変圧器８００の出力を提供する。同軸ケーブル８０６、８１０はＲＧ５８Ｃ同軸ケーブルと同様に形成されてもよいが、ＲＧ５８Ｃ同軸ケーブルは、基板処理システムに関連するものなど、高出力用途には適さないであろう。同軸ケーブル８０６、８１０のサイズおよび／または材料は、ＲＧ５８Ｃ同軸ケーブルのものとは異なっていてもよい。
【0097】
上記開示されたＲＦ分配回路は、負荷インピーダンスの変化に対して入力インピーダンスの感度が低下するように、入出力間の高絶縁と、改良されたステーション間の絶縁と、ＬＦおよびＨＦ経路のためのインピーダンス整合とを示す。また、上記開示されたＲＦ分配回路は、堅牢であり、従来のＲＦコンバイナおよび分配回路よりも向上した信頼性を提供する。開示されたＲＦ分配回路は、平衡のとれたステーションを含み、高速調整を示し、ＲＦ信号を複数のステーションに供給することを可能にし、ＬＦとＨＦの両方の発生器に低い反射電力を示し、かつ無条件に安定したシステムを提供する。また、ＲＦ分配回路は、高出力（例えば、１０キロワット（ＫＷ）ＨＦおよび８ＫＷＬＦ）のＲＦ信号を供給できる。
【0098】
前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その用途、または使用を限定する意図は全くない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実装可能である。したがって、この開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正が明白となるので、本開示の真の範囲は、そのような例に限定されるべきでない。方法内の１つまたは複数のステップが、本開示の原理を変更することなく、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、実施形態の各々が特定の特徴を有するものとして上記に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明されたこれらの特徴のいずれか１つまたは複数は、他の実施形態において実装可能であり、かつ／あるいは、たとえそのような組み合わせが明示的に説明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可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態の順列は互いに本開示の範囲内に留まる。
【0099】
要素間（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）の空間的および機能的関係は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接した」、「隣に」、「上部に」、「上に」、「下に」、および「配置された」を含む、様々な用語を使用して説明される。上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るだけでなく、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素（空間的または機能的のいずれか）が存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用されるように、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味するように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」を意味するように解釈されるべきではない。
【0100】
いくつかの実施態様では、コントローラは、システムの一部であり、このシステムは上述した例の一部であってもよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む、半導体処理装置を含むことができる。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、システム動作を制御するための電子機器と統合されてもよい。この電子機器は、「コントローラ」と呼ばれる場合があり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。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、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、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、無線周波数（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、ツールおよび他の搬送ツール、および／または特定のシステムに接続または結合されたロードロックへのウエハの搬入および搬出が挙げられる。
【0101】
広義には、コントローラは、命令を受け取り、命令を発し、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、論理、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もよい。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式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）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つ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んでもよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに伝達される命令であって、半導体ウエハ上、半導体ウエハ、またはシステムに対する特定のプロセスを実行するための動作パラメータを定義してもよい。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、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って、ウエハの１つまたは複数の層、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／またはダイの製造中に１つまたは複数の処理ステップを達成してもよい。
【0102】
いくつかの実施態様では、コントローラは、システムと連動しているか、システムに結合しているか、そうでない場合はシステムにネットワーク接続されているか、またはそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であっても結合していてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよく、あるいはファブホストコンピュータシステムのすべてまたは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能である。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定する、あるいは新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、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可能であり、そのようなネットワークはローカルネットワークまたはインターネットを含んでもよい。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ーフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／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。いくつかの例では、コントローラは、命令をデータの形式で受信し、そのようなデータは１つまたは複数の動作中に実行される処理ステップの各々に対するパラメータを特定する。パラメータが実行されるプロセスの種類およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールの種類に特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、互いにネットワーク接続され、本明細書で説明されるプロセスおよび制御などの共通の目的に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることなどによって、分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの一例としては、（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など）遠隔配置され、チャンバ上のプロセスを制御するように結合する１つまたは複数の集積回路と通信するチャンバ上の１つまたは複数の集積回路が挙げられるであろう。
【0103】
例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積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、金属めっき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、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（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、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連または使用される可能性がある任意の他の半導体処理システムを含んでもよいが、これらに限定されない。
【0104】
上述のように、ツールによって実行される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の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、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、あるいは半導体製造工場内のツール場所および／またはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料移送に使用されるツールと通信してもよい。
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：
変圧器であって、
一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える一次コイルと、
二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線と
を備える二次コイルと
を備える、変圧器。
適用例２：
適用例１の変圧器であって、
前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、変圧器。
適用例３：
適用例１の変圧器であって、
前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、変圧器。
適用例４：
適用例１の変圧器であって、
前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記変圧器によって送信される無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、変圧器。
適用例５：
無線周波数分配回路であって、
無線周波数における周波数成分を含む第１の無線周波数信号を生成するための無線周波数発生器と、
適用例１の前記変圧器と
を備え、前記変圧器は、前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換するためのものであり、前記第２の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数における周波数成分を含む、無線周波数分配回路。
適用例６：
基板処理システムであって、
適用例５の前記無線周波数分配回路と、
プロセスチャンバと、
電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体と
を備え、
前記変圧器は、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給するためのものである、基板処理システム。
適用例７：
無線周波数分配回路であって、
少なくとも１つの無線周波数発生器から第１の無線周波数信号および第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第１のフィルタであって、前記第１の無線周波数信号が、第１の周波数にあり、前記第２の無線周波数信号が、第２の周波数にあり、かつ前記第２の周波数が、前記第１の周波数よりも小さい第１のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器から前記第１の無線周波数信号および前記第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第２のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第１のフィルタの入力に整合させるための第１の整合ネットワークと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第２のフィルタの入力に整合させるための第２の整合ネットワークと、
前記第１の無線周波数信号を第３の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を第４の無線周波数信号に変換し、かつ前記第１の無線周波数信号を前記第２の無線周波数信号と結合するか、あるいは前記第３の無線周波数信号を前記第４の無線周波数信号と結合するかのいずれかのための変圧器結合コンバイナであって、前記第３の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数における周波数成分を含み、かつ前記第４の無線周波数信号が、前記第２の無線周波数における周波数成分を含む変圧器結合コンバイナと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例８：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
前記第１のフィルタの出力を受信するための第１の変圧器と、
前記第２のフィルタの出力を受信するための第２の変圧器と
を備える、無線周波数分配回路。
適用例９：
適用例８の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、
前記第１のフィルタに接続された一次コイルと、
二次コイルと
を備え、かつ
前記第２の変圧器は、
前記第２のフィルタおよび前記第１の変圧器の前記一次コイルに接続された一次コイルと、
前記第１の変圧器の前記二次コイルに接続された二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１０：
適用例９の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、接地基準に接続されており、かつ
前記第２の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、前記接地基準に接続されている、無線周波数分配回路。
適用例１１：
適用例９の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、
一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える一次コイルと、
二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線と
を備える二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１２：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、無線周波数分配回路。
適用例１３：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、無線周波数分配回路。
適用例１４：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１の無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、無線周波数分配回路。
適用例１５：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、第１の変圧器を備え、
前記第１の変圧器は、
前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、
前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、
前記第３の無線周波数信号を受信するために接続された第１の二次コイルと、
前記第４の無線周波数信号を受信するために接続された第２の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１６：
適用例１５の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、第３の二次コイルを備え、
前記第３の二次コイルは、第５の無線周波数信号を受信するためのものであり、かつ
前記第５の無線周波数信号は、前記第１の周波数における周波数成分と前記第２の周波数における周波数成分とを含む、無線周波数分配回路。
適用例１７：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、
前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、
前記第３の無線周波数信号を出力する第１の二次コイルであって、前記第３の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第１の二次コイルと、
前記第４の無線周波数信号を出力する第２の二次コイルであって、前記第４の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第２の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１８：
適用例１７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
第５の無線周波数信号を出力する第３の二次コイルであって、前記第５の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第３の二次コイルと、
第６の無線周波数信号を出力する第４の二次コイルであって、前記第６の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第４の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１９：
基板処理システムであって、
適用例７の前記無線周波数分配回路と、
プロセスチャンバと、
電極を備え、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体と
を備える、基板処理システム。
適用例２０：
基板処理システムにおいて、無線周波数電力を電極に供給するための無線周波数分配回路であって、前記無線周波数分配回路は、
第１の無線周波数信号を生成するための無線周波数発生器と、
前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給して、前記基板処理システムのプロセスチャンバ内でプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整するための変圧器と、
前記無線周波数発生器の出力を前記変圧器の入力に整合させるための整合ネットワークと
を備える、無線周波数分配回路。
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：
変圧器であって、
一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える一次コイルと、
二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線と
を備える二次コイルと
を備える、変圧器。
適用例２：
適用例１の変圧器であって、
前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、変圧器。
適用例３：
適用例１の変圧器であって、
前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、変圧器。
適用例４：
適用例１の変圧器であって、
前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記変圧器によって送信される無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、変圧器。
適用例５：
無線周波数分配回路であって、
無線周波数における周波数成分を含む第１の無線周波数信号を生成するための無線周波数発生器と、
適用例１の前記変圧器と
を備え、前記変圧器は、前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換するためのものであり、前記第２の無線周波数信号は、前記第１の無線周波数における周波数成分を含む、無線周波数分配回路。
適用例６：
基板処理システムであって、
適用例５の前記無線周波数分配回路と、
プロセスチャンバと、
電極を含み、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体と
を備え、
前記変圧器は、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給するためのものである、基板処理システム。
適用例７：
無線周波数分配回路であって、
少なくとも１つの無線周波数発生器から第１の無線周波数信号および第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第１のフィルタであって、前記第１の無線周波数信号が、第１の周波数にあり、前記第２の無線周波数信号が、第２の周波数にあり、かつ前記第２の周波数が、前記第１の周波数よりも小さい第１のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器から前記第１の無線周波数信号および前記第２の無線周波数信号を受信し、前記第１の無線周波数信号をフィルタで遮断するための第２のフィルタと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第１のフィルタの入力に整合させるための第１の整合ネットワークと、
前記少なくとも１つの無線周波数発生器の出力を前記第２のフィルタの入力に整合させるための第２の整合ネットワークと、
前記第１の無線周波数信号を第３の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を第４の無線周波数信号に変換し、かつ前記第１の無線周波数信号を前記第２の無線周波数信号と結合するか、あるいは前記第３の無線周波数信号を前記第４の無線周波数信号と結合するかのいずれかのための変圧器結合コンバイナであって、前記第３の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数における周波数成分を含み、かつ前記第４の無線周波数信号が、前記第２の無線周波数における周波数成分を含む変圧器結合コンバイナと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例８：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
前記第１のフィルタの出力を受信するための第１の変圧器と、
前記第２のフィルタの出力を受信するための第２の変圧器と
を備える、無線周波数分配回路。
適用例９：
適用例８の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、
前記第１のフィルタに接続された一次コイルと、
二次コイルと
を備え、かつ
前記第２の変圧器は、
前記第２のフィルタおよび前記第１の変圧器の前記一次コイルに接続された一次コイルと、
前記第１の変圧器の前記二次コイルに接続された二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１０：
適用例９の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、接地基準に接続されており、かつ
前記第２の変圧器の前記一次コイルおよび前記二次コイルは、前記接地基準に接続されている、無線周波数分配回路。
適用例１１：
適用例９の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、
一次コイルであって、
第１の同軸ケーブルの第１のシールドと、
第２の同軸ケーブルの第２のシールドと、
前記第１のシールドを前記第２のシールドに接続する導電性インターコネクタと
を備える一次コイルと、
二次コイルであって、
前記第１の同軸ケーブルの第１のコアと、
前記第２の同軸ケーブルの第２のコアと、
前記第１のコアを前記第２のコアに接続する一対の導電線と
を備える二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１２：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１の同軸ケーブルは、前記第２の同軸ケーブルに平行して延びている、無線周波数分配回路。
適用例１３：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１のコア、前記第２のコアおよび前記一対の導電線の長さの合計は、前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さの倍数に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、無線周波数分配回路。
適用例１４：
適用例１１の無線周波数分配回路であって、
前記第１の同軸ケーブルおよび前記第２の同軸ケーブルの各々の長さは、前記第１の無線周波数信号の波長の分数倍に基づくか、あるいは等しいかの少なくとも一方である、無線周波数分配回路。
適用例１５：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、第１の変圧器を備え、
前記第１の変圧器は、
前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、
前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、
前記第３の無線周波数信号を受信するために接続された第１の二次コイルと、
前記第４の無線周波数信号を受信するために接続された第２の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１６：
適用例１５の無線周波数分配回路であって、
前記第１の変圧器は、第３の二次コイルを備え、
前記第３の二次コイルは、第５の無線周波数信号を受信するためのものであり、かつ
前記第５の無線周波数信号は、前記第１の周波数における周波数成分と前記第２の周波数における周波数成分とを含む、無線周波数分配回路。
適用例１７：
適用例７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
前記第１のフィルタに接続された第１の一次コイルと、
前記第２のフィルタに接続された第２の一次コイルと、
前記第３の無線周波数信号を出力する第１の二次コイルであって、前記第３の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第１の二次コイルと、
前記第４の無線周波数信号を出力する第２の二次コイルであって、前記第４の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第２の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１８：
適用例１７の無線周波数分配回路であって、
前記変圧器結合コンバイナは、
第５の無線周波数信号を出力する第３の二次コイルであって、前記第５の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第３の二次コイルと、
第６の無線周波数信号を出力する第４の二次コイルであって、前記第６の無線周波数信号が、前記第１の無線周波数および前記第２の無線周波数における周波数成分をそれぞれ含む第４の二次コイルと
を備える、無線周波数分配回路。
適用例１９：
基板処理システムであって、
適用例７の前記無線周波数分配回路と、
プロセスチャンバと、
電極を備え、前記プロセスチャンバ内に実装されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに隣接して前記プロセスチャンバ内に実装される基板支持体と
を備える、基板処理システム。
適用例２０：
基板処理システムにおいて、無線周波数電力を電極に供給するための無線周波数分配回路であって、前記無線周波数分配回路は、
第１の無線周波数信号を生成するための無線周波数発生器と、
前記第１の無線周波数信号を第２の無線周波数信号に変換し、前記第２の無線周波数信号を前記電極に供給して、前記基板処理システムのプロセスチャンバ内でプラズマ電離密度およびイオン化エネルギーを調整するための変圧器と、
前記無線周波数発生器の出力を前記変圧器の入力に整合させるための整合ネットワークと
を備える、無線周波数分配回路。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】