(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-01
(54)【発明の名称】二重周波数、直接駆動誘導結合プラズマ源
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20220624BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20220624BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H05H1/46 L
H01L21/302 101C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021564414
(86)(22)【出願日】2020-04-24
(85)【翻訳文提出日】2021-12-27
(86)【国際出願番号】 US2020029877
(87)【国際公開番号】W WO2020223127
(87)【国際公開日】2020-11-05
(31)【優先権主張番号】62/840,554
(32)【優先日】2019-04-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ロング・マオリン
(72)【発明者】
【氏名】ワン・ユホウ
(72)【発明者】
【氏名】パターソン・アレクサンダー・ミラー
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA03
2G084AA04
2G084AA05
2G084BB21
2G084BB28
2G084CC04
2G084CC09
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD13
2G084DD25
2G084DD35
2G084DD38
2G084DD65
2G084EE01
2G084EE06
2G084EE10
2G084EE24
2G084EE25
2G084FF35
5F004BA20
5F004BB13
5F004BB21
5F004BB22
(57)【要約】
基板処理システムにＲＦ電力を供給するための直接駆動システムが直接駆動筐体を含み、直接駆動筐体は、直接駆動筐体内に位置し第１の周波数で動作する第１の直接駆動回路と、第１の直接駆動回路に接続された第１のコネクタとを含む。ジャンクションボックスは、直接駆動筐体に隣接して配置され第１の直接駆動回路に接続された第１の容量性回路と、ジャンクションボックスの一方の側に位置し、第１の容量性回路の１つの端子に接続され、直接駆動筐体の第１のコネクタと嵌合する、第２のコネクタと、第１の容量性回路の別の端子に接続された第３及び第４のコネクタと、ジャンクションボックスに隣接して配置されたコイル筐体であって、第１及び第２のコイル並びにジャンクションボックスの第３及び第４のコネクタと嵌合する第５及び第６のコネクタを含む、コイル筐体と、を含む。
【選択図】図４
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理システムにＲＦ電力を供給するための方法であって、第１の直接駆動回路に接続するように構成された第１のコネクタと、
コイル筐体に接続するように構成された複数の第２のコネクタと、
前記第１のコネクタと前記複数の第２のコネクタとの間に接続された第１の容量性回路と、
を含むジャンクションボックスを提供することと；
コイル筐体を提供することであって、前記コイル筐体は、
前記ジャンクションボックスの前記複数の第２のコネクタに接続された複数の第３のコネクタと、
前記コイル筐体の前記複数の第３のコネクタに接続された第１及び第２のコイルと、
を含む、ことと；
前記ジャンクションボックス及び前記コイル筐体を処理チャンバの窓に隣接して配置することと；
前記第１の容量性回路の静電容量値を較正することと；
を含む方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法であって、前記較正は、前記処理チャンバ内でプラズマを発生させることなく実施される、方法。
【請求項3】
請求項１に記載の方法であって、前記較正は大気圧で実施される、方法。
【請求項4】
請求項１に記載の方法であって、前記較正は、前記第１の直接駆動回路の第１の周波数において直列共振をもたらすように実施される、方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法であって、前記第１の容量性回路の前記静電容量値を較正した後、前記第１の直接駆動回路を含む直接駆動筐体を、前記ジャンクションボックスに隣接させて配置することを更に含む、方法。
【請求項6】
請求項１に記載の方法であって、前記ジャンクションボックスは、
第２の直接駆動回路に接続するように構成された第４のコネクタと、
前記コイル筐体に接続するように構成された複数の第５のコネクタと、
前記第４のコネクタと前記複数の第５のコネクタとの間に接続された第２の容量性回路と、を更に含む方法。
【請求項7】
請求項６に記載の方法であって、前記コイル筐体は、前記ジャンクションボックスの前記複数の第５のコネクタに接続された複数の第６のコネクタと、
前記コイル筐体の前記複数の第６のコネクタに接続された第３及び第４のコイルと、を含む方法。
【請求項8】
請求項７に記載の方法であって、前記第２の容量性回路の静電容量値を較正することを更に含む、方法。
【請求項9】
請求項１に記載の方法であって、前記コイル筐体の前記複数の第３のコネクタが、前記ジャンクションボックスの前記複数の第２のコネクタに対する相対的移動を可能にする、方法。
【請求項10】
請求項８に記載の方法であって、前記第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれ、
前記第３及び第４のコイルは互いに反対方向に巻かれ、
前記第１及び第２のコイルは、前記第３及び第４のコイルの内側又は外側の一方に配置されている、方法。
【請求項11】
請求項５に記載の方法であって、前記第１の直接駆動回路は、
前記第１の周波数にてクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック発生器の出力に接続されたゲートドライバと、
ＤＣ電源と、
前記ゲートドライバ及び前記ＤＣ電源に接続されたハーフブリッジと、を含む、方法。
【請求項12】
基板処理システムにＲＦ電力を供給するための直接駆動システムであって、直接駆動筐体であって、
前記直接駆動筐体内に位置し第１の周波数で動作する第１の直接駆動回路と、
前記第１の直接駆動回路に接続された第１のコネクタと、
を含む、直接駆動筐体と；
前記直接駆動筐体に隣接して配置されたジャンクションボックスであって、
前記第１の直接駆動回路に接続された第１の容量性回路と、
前記ジャンクションボックスの一方の側に位置し、前記第１の容量性回路の１つの端子に接続され、前記直接駆動筐体の前記第１のコネクタと嵌合する、第１のコネクタと、
前記第１の容量性回路の別の端子に接続された第２及び第３のコネクタと、
を含む、ジャンクションボックスと；
前記ジャンクションボックスに隣接して配置されたコイル筐体であって、
第１及び第２のコイルと、
前記ジャンクションボックスの前記第２及び第３のコネクタと嵌合する第１及び第２のコネクタと、
を含む、コイル筐体と、
を備える、直接駆動システム。
【請求項13】
請求項１２に記載の直接駆動システムであって、前記コイル筐体の前記第１及び第２のコネクタと、前記ジャンクションボックスの前記第２及び第３のコネクタとが、前記第１及び第２のコイルの移動を可能にする、直接駆動システム。
【請求項14】
請求項１２に記載の直接駆動システムであって、前記第１の直接駆動回路は、
前記第１の周波数にてクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック発生器の出力に接続されたゲートドライバと、
ＤＣ電源と、
前記ゲートドライバ及び前記ＤＣ電源に接続されたハーフブリッジと、を含む、直接駆動システム。
【請求項15】
請求項１２に記載の直接駆動システムであって、前記第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれている、直接駆動システム。
【請求項16】
請求項１２に記載の直接駆動システムであって、前記直接駆動筐体は、
前記直接駆動筐体内に位置し第２の周波数で動作する第２の直接駆動回路と、
前記第２の直接駆動回路に接続された第２のコネクタと、を更に含む、直接駆動システム。
【請求項17】
請求項１６に記載の直接駆動システムであって、前記ジャンクションボックスは、
前記第２の直接駆動回路に接続された第２の容量性回路と、
前記ジャンクションボックスの一方の側に位置し、前記第２の容量性回路の１つの端子に接続され、前記直接駆動筐体の前記第２のコネクタと嵌合する、第２のコネクタと、
前記第２の容量性回路の別の端子に接続された第４及び第５のコネクタと、を更に含む、直接駆動システム。
【請求項18】
請求項１７に記載の直接駆動システムであって、前記コイル筐体は、
第３及び第４のコイルと、
前記ジャンクションボックスの前記第４及び第５のコネクタと嵌合する第３及び第４のコネクタと、を更に含む、直接駆動システム。
【請求項19】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれ、
前記第３及び第４のコイルは互いに反対方向に巻かれている、直接駆動システム。
【請求項20】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記第１及び第２のコイルは、前記第３及び第４のコイルの内側又は外側のうちの一方に配置されている、直接駆動システム。
【請求項21】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記第１及び第２のコイルの第１の端子は、前記第１の容量性回路に接続され、
前記第３及び第４のコイルの第１の端子は、前記第２の容量性回路に接続され、
前記第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子が、基準電位に接続されている、直接駆動システム。
【請求項22】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記第１、第２、第３、及び第４のコイルの第１の端子はそれぞれ、前記コイル筐体の前記第１、第２、第３、及び第４のコネクタに接続され、
前記コイル筐体は、前記第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子にそれぞれ接続されている第５、第６、第７、及び第８のコネクタを更に含み、
前記ジャンクションボックスは、基準電位に接続され前記コイル筐体の前記第５、第６、第７、及び第８のコネクタとそれぞれ嵌合する第６、第７、第８、及び第９のコネクタを更に含む、直接駆動システム。
【請求項23】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記ジャンクションボックスは、第３の容量性回路を更に含み、
前記第１及び第２のコイルの第１の端子が、前記第１の容量性回路に接続され、
前記第３及び第４のコイルの第１の端子が、前記第２の容量性回路に接続され、
前記第１及び第２のコイルの第２の端子が、基準電位に接続され、
前記第３及び第４のコイルの第２の端子が、前記第３の容量性回路に接続されている、直接駆動システム。
【請求項24】
請求項１８に記載の直接駆動システムであって、前記ジャンクションボックスは、第３の容量性回路を更に含み、
前記第１、第２、第３、及び第４のコイルの第１の端子がそれぞれ、前記コイル筐体の前記第１、第２、第３、及び第４のコネクタに接続され、
前記コイル筐体は、前記第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子にそれぞれ接続されている第５、第６、第７、及び第８のコネクタを更に含み、
前記ジャンクションボックスは、基準電位に接続された第６及び第７のコネクタを更に含み、前記第３の容量性回路に接続された第８及び第９のコネクタを更に含み、
前記ジャンクションボックスの前記第６、第７、第８、及び第９のコネクタはそれぞれ、前記コイル筐体の前記第５、第６、第７、及び第８のコネクタと嵌合している、直接駆動システム。
【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４月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／８４０，５５４号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／８４０，５５４号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、基板処理システム用の二重周波数の直接駆動誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源に関する。
【背景技術】
【0003】
本明細書で提供される「背景技術」の記載は、本開示の文脈を概略的に提示することを目的としている。本明細書の「背景技術」に記載されている範囲における、本明細書にて名前を挙げた発明者の業績、並びに、出願時点で先行技術と見なされないかも知れない本明細書の態様は、明示的にも暗黙的にも本開示に対する先行技術として認められていない。
【0004】
基板処理システムは、典型的には、半導体ウェハーなどの基板上の薄膜をエッチングするために使用される。エッチングは通常、ウェット化学エッチング又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）又は容量結合プラズマ（ＣＣＰ）によって生成されたプラズマを使用して実施されてよい。ＩＣＰは、ＲＦ駆動システムと、処理チャンバの外側に配置され誘電体窓に隣接するコイルによって生成されてよい。処理チャンバ内を流れる処理ガスが点火されてプラズマが生成される。元来、ＲＦ駆動システムは、コイルのインピーダンスと処理チャンバのインピーダンスに整合する出力インピーダンスを有するべきである。インピーダンスの不整合が生じると電力が反射され、これは非効率であり、他の問題を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【0005】
プラズマ処理システムにＲＦ電力を供給する方法は、第１の直接駆動回路に接続するように構成された第１のコネクタと、コイル筐体に接続するように構成された複数の第２のコネクタと、第１のコネクタと複数の第２のコネクタとの間に接続された第１の容量性回路と、を含むジャンクションボックスを提供することを含む。本方法は、コイル筐体を提供することを含み、コイル筐体は、ジャンクションボックスの複数の第２のコネクタに接続された複数の第３のコネクタと、コイル筐体の複数の第３のコネクタに接続された第１及び第２のコイルと、を含む。本方法は、ジャンクションボックス及びコイル筐体を処理チャンバの窓に隣接して配置することを含む。本方法は、第１の容量性回路の静電容量値を較正することを含む。
【0006】
他の特徴では、較正は、処理チャンバ内でプラズマを発生させることなく実施される。較正は大気圧で実施される。較正は、第１の直接駆動回路の第１の周波数において直列共振をもたらすように実施される。
【0007】
他の特徴では、本方法は、第１の容量性回路の静電容量値を較正した後、第１の直接駆動回路を含む直接駆動筐体を、ジャンクションボックスに隣接させて配置することを更に含む。
【0008】
他の特徴では、ジャンクションボックスは、第２の直接駆動回路に接続するように構成された第４のコネクタと、コイル筐体に接続するように構成された複数の第５のコネクタと、第４のコネクタと複数の第５のコネクタとの間に接続された第２の容量性回路と、を更に含む。
【0009】
他の特徴では、コイル筐体は、ジャンクションボックスの複数の第５のコネクタに接続された複数の第６のコネクタと、コイル筐体の複数の第６のコネクタに接続された第３及び第４のコイルと、を含む。
【0010】
他の特徴では、本方法は、第２の容量性回路の静電容量値を較正することを含む。コイル筐体の複数の第３のコネクタが、ジャンクションボックスの複数の第２のコネクタに対する相対的移動を可能にする。
【0011】
他の特徴では、第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれ、第３及び第４のコイルは互いに反対方向に巻かれ、第１及び第２のコイルは、第３及び第４のコイルの内側又は外側の一方に配置されている。
【0012】
他の特徴では、第１の直接駆動回路は、第１の周波数にてクロック信号を生成するクロック発生器と、クロック発生器の出力に接続されたゲートドライバと、ＤＣ電源と、ゲートドライバ及びＤＣ電源に接続されたハーフブリッジと、を含む。
【0013】
基板処理システムにＲＦ電力を供給するための直接駆動システムが直接駆動筐体を含み、直接駆動筐体は、直接駆動筐体内に位置し第１の周波数で動作する第１の直接駆動回路と、第１の直接駆動回路に接続された第１のコネクタとを含む。ジャンクションボックスは、直接駆動筐体に隣接して配置され第１の直接駆動回路に接続された第１の容量性回路と、ジャンクションボックスの一方の側に位置し、第１の容量性回路の１つの端子に接続され、直接駆動筐体の第１のコネクタと嵌合する、第２のコネクタと、第１の容量性回路の別の端子に接続された第３及び第４のコネクタと、ジャンクションボックスに隣接して配置されたコイル筐体であって、第１及び第２のコイルと、ジャンクションボックスの第３及び第４のコネクタと嵌合する第５及び第６のコネクタとを含む、コイル筐体と、を含む。
【0014】
他の特徴では、コイル筐体の第５及び第６のコネクタと、ジャンクションボックスの第３及び第４のコネクタとが、第１及び第２のコイルの移動を可能にする。第１の直接駆動回路は、第１の周波数にてクロック信号を生成するクロック発生器と、クロック発生器の出力に接続されたゲートドライバと、ＤＣ電源と、ゲートドライバ及びＤＣ電源に接続されたハーフブリッジと、を含む。
【0015】
他の特徴では、第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれている。
【0016】
他の特徴では、直接駆動筐体は、直接駆動筐体内に位置し第２の周波数で動作する第２の直接駆動回路と、第２の直接駆動回路に接続された第７のコネクタと、を更に含む。
【0017】
他の特徴では、ジャンクションボックスは、第２の直接駆動回路に接続された第２の容量性回路と、ジャンクションボックスの一方の側に位置し、第２の容量性回路の１つの端子に接続され、直接駆動筐体の第７のコネクタと嵌合する、第８のコネクタと、第２の容量性回路の別の端子に接続された第９及び第１０のコネクタと、を更に含む。
【0018】
他の特徴では、コイル筐体は第３及び第４のコイルと、ジャンクションボックスの第９及び第１０のコネクタと嵌合する第１１及び第１２のコネクタと、を更に含む。
【0019】
他の特徴では、第１及び第２のコイルは互いに反対方向に巻かれている。第３及び第４のコイルは互いに反対方向に巻かれている。第１及び第２のコイルは、第３及び第４のコイルの内側又は外側の一方に配置されている。
【0020】
他の特徴では、第１及び第２のコイルの第１の端子は、第１の容量性回路に接続されている。第３及び第４のコイルの第１の端子が、第２の容量性回路に接続されている。第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子が、基準電位に接続されている。
【0021】
他の特徴では、第１、第２、第３、及び第４のコイルの第１の端子がそれぞれ、コイル筐体の第５、第６、第１１、及び第１２のコネクタに接続されている。コイル筐体は、第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子にそれぞれ接続されている第１３、第１４、第１５、及び第１６のコネクタを更に含む。ジャンクションボックスは更に、基準電位に接続されコイル筐体の第１３、第１４、第１５、及び第１６のコネクタとそれぞれ嵌合する第１７、第１８、第１９、及び第２０のコネクタを更に含む。
【0022】
他の特徴では、ジャンクションボックスは第３の容量性回路を更に含む。第１及び第２のコイルの第１の端子が、第１の容量性回路に接続されている。第３及び第４のコイルの第１の端子が、第２の容量性回路に接続されている。第１及び第２のコイルの第２の端子が、基準電位に接続されている。第３及び第４のコイルの第２の端子が、第３の容量性回路に接続されている。
【0023】
他の特徴では、ジャンクションボックスは第３の容量性回路を更に含む。第１、第２、第３、及び第４のコイルの第１の端子がそれぞれ、コイル筐体の第５、第６、第１１、及び第１２のコネクタに接続されている。コイル筐体は、第１、第２、第３、及び第４のコイルの第２の端子にそれぞれ接続されている第１３、第１４、第１５、及び第１６のコネクタを更に含む。ジャンクションボックスは、基準電位に接続された第１７及び第１８のコネクタを更に含み、第３の容量性回路に接続された第１９及び第２０のコネクタを更に含む。ジャンクションボックスの第１７、第１８、第１９、及び第２０のコネクタはそれぞれ、コイル筐体の第１３、第１４、第１５、及び第１６のコネクタと嵌合している。
【0024】
本開示の適用可能な更なる領域が、「発明を実施するための形態」、「特許請求の範囲」、及び図面から明らかとなるであろう。「発明を実施するための形態」及び具体例は、例示のみを目的としており、開示の範囲を限定することを意図していない。
【0025】
本開示は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
図面において、参照番号は、類似の及び／又は同一の要素を識別するために再利用される場合がある。
【0036】
元来、ＲＦ駆動システムは、コイルのインピーダンスと処理チャンバのインピーダンスに整合する出力インピーダンスを有するべきである。インピーダンスの不整合が生じると電力が反射され、これは非効率であり、他の問題を引き起こす可能性がある。Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＤｉｒｅｃｔ－Ｄｒｉｖｅ（商標）技術を使用すると、駆動回路の出力インピーダンスとコイル／チャンバの出力インピーダンスとの間でインピーダンス整合をする必要はない。直接駆動回路に関連する追加情報は、同一出願人により２０１８年６月１３日に出願された、「Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｒｉｖｅ ＲＦ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題する米国特許出願第１６／００７，４８１号に見出すことができ、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
【0037】
ここで図１を参照すると、本開示による基板処理システム１１０の一実施例が示される。基板処理システム１１０は、直接駆動回路１１２と、共振キャパシタ回路１１４と、内側コイル及び外側コイル、並びにコイルを支持する任意選択のフレーム（図４及び図６に示す）を含むコイルアセンブリ１１６と、を含む。いくつかの例では、直接駆動回路１１２、共振キャパシタ回路１１４、及びコイルアセンブリ１１６は、図２に示す対応する筐体内に配置されている。いくつかの例では、共振キャパシタ回路１１４は１つ以上の可変キャパシタを含み、インダクタを含まない。いくつかの例では、ＲＦ電力をパルスオン及びパルスオフすることができ、及び／又はＲＦ電力の振幅又はレベルを変化させることができる。
【0038】
誘電体で作製された窓１２４が、処理チャンバ１２８の一方の側に沿って配置されている。処理チャンバ１２８は、基板支持体（又はペデスタル）１３２を更に含む。基板支持体１３２は、静電チャック（ＥＳＣ）、又は基板１３４を支持するための機械式チャック若しくは他のタイプのチャックを含んでよい。プロセスガスが処理チャンバ１２８に供給され、処理チャンバ１２８の内部でプラズマ１４０が生成される。プラズマ１４０は、基板１３４の露出面をエッチングする。ＲＦバイアス回路１５２を使用して、作業中に基板支持体１３２内の電極にＲＦバイアスを供給してよい。
【0039】
ガス供給システム１５６を使用して、処理チャンバ１２８にプロセスガス混合物を供給してよい。ガス供給システム１５６は、プロセス及び不活性ガス源１５７、ガス計量システム１５８（バルブ及びマスフローコントローラなど）、及びマニホールド１５９を含んでよい。ヒーター／クーラ１６４を使用して、基板支持体１３２を所定の温度に加熱／冷却してよい。排気システム１６５は、パージ又は排気によって処理チャンバ１２８から反応物を除去するためのバルブ１６６及びポンプ１６７を含む。
【0040】
コントローラ１５４を使用して、エッチングプロセスを制御してよい。コントローラ１５４は、システムパラメータを監視し、ガス混合物の供給、プラズマの発生、維持及び消滅、反応物の除去、冷却ガスの供給などを制御する。
【0041】
ここで図２を参照すると、直接駆動システム２００が示される。直接駆動回路１１２は、直接駆動筐体２１０内に配置され得る。キャパシタ回路１１４は、ジャンクションボックス２２２内に配置されてもよい。コイルアセンブリ１１６は、コイル筐体２３０内に配置されてもよい。
【0042】
直接駆動筐体２１０は、１つ以上の直接駆動回路１１２を収容する。例えば、直接駆動筐体２１０は、第１の周波数で動作する第１の直接駆動回路２１４－１及び第２の周波数で動作する第２の直接駆動回路２１４－２（直接駆動回路２１４と総称される）を収容する。いくつかの例では、第１及び第２の直接駆動回路２１４－１及び２１４－２の第１及び第２の周波数は異なる。いくつかの例では、第１の周波数及び第２の周波数は、０．２ＭＨｚ～２０ＭＨｚの範囲にある。いくつかの例では、第１の周波数は１～６ＭＨｚの範囲にあり、第２の周波数は７ＭＨｚ～２０ＭＨｚの範囲にある。いくつかの例では、第１の周波数は２～４ＭＨｚの範囲にあり、第２の周波数は１１～１５ＭＨｚの範囲にある。いくつかの例では、第１の周波数は２ＭＨｚであり、第２の周波数は１３．５６ＭＨｚである。
【0043】
第１の直接駆動回路２１４－１は、第１のＲＦ信号を、ジャンクションボックス２２２内に位置し並列に接続された、キャパシタ回路１１４の第１及び第２のキャパシタＣ１及びＣ２の第１の端子に出力する。第１及び第２のキャパシタＣ１及びＣ２の第２の端子はそれぞれ、コイルアセンブリ１１６の外側コイル２３４－Ａ及び２３４－Ｂ（一括して外側コイル２３４）の第１の端子に接続されている。キャパシタ回路１１４の第１及び第２のキャパシタＣ１及びＣ２は、第１の容量性回路と呼ばれてよい。いくつかの例では、コイルアセンブリ１１６は、コイル２３４及び２３８を支持するためのフレーム（以下の図４及び図６に示される）を更に含む。コイルアセンブリ１１６の外側コイル２３４－Ａ及び２３４－Ｂの第２の端子は接地に接続されている。いくつかの例では、第１の端子は、外側コイル２３４の半径方向の内側端部に位置し、第２の端子は、外側コイル２３４の半径方向の外側端部に位置し、コイルは、互いに反対方向に巻かれている。
【0044】
第２の直接駆動回路２１４－２は、第２のＲＦ信号を、ジャンクションボックス２２２内のキャパシタ回路１１４の第３のキャパシタＣ３の第１の端子に出力する。第３のキャパシタＣ３の第２の端子は、コイルアセンブリ１１６の内側コイル２３８－Ａ及び２３８－Ｂの第１の端子に接続されている。内側コイル２３８－Ａ及び２３８－Ｂの第２の端子は、接地に接続されている。キャパシタ回路１１４の第３のキャパシタＣ３は、第２の容量性回路と呼ばれてよい。外側コイル２３４及び内側コイル２３８は、コイル筐体２３０内に配置されてよい。いくつかの例では、第１の端子は、内側コイル２３８の半径方向の内側端部に位置し、第２の端子は、内側コイル２３８の半径方向の外側端部に位置し、コイルは互いに反対方向に巻かれている。
【0045】
ここで図３を参照すると、直接駆動回路２１４の一実施例が示される。直接駆動回路の特定の実施例が示されているが、他のタイプの直接駆動回路が使用されてよい。直接駆動回路２１４は、ＲＦ周波数ｆRF（例えば、第１の周波数又は第２の周波数）でクロック信号を出力するクロック発生器３１０を含む。クロック発生器３１０の出力が、ゲートドライバ３２２に入力される。ゲートドライバ３３２の出力が、ハーフブリッジ３２４のスイッチに入力される。いくつかの例では、ゲートドライバ３２２は、増幅器３４４及び反転増幅器３４６を含む。ゲートドライバ３２２の出力が、ハーフブリッジ３２４の第１のスイッチ３４０の制御端子に入力される。反転増幅器３４６の出力が、ハーフブリッジ３２４の第２のスイッチ３４２の制御端子に入力される。
【0046】
第１のスイッチ３４０の第１の端子が、ＤＣ電源３２６に接続されている。第１のスイッチ３４０の第２の端子が、第２のスイッチ３４２の第１の端子に接続されている。第２のスイッチ３４２の第２の端子が、接地に接続されている。いくつかの例では、クロックオン／オフ回路３６４は、乗算器３６５の１つの入力にオン／オフ信号を供給する。乗算器３６５の別の入力は、クロック発生器３１０の出力を受け取る。クロックオン／オフ回路３６４及び乗算器３６５を使用して、クロック発生器３１０からの出力を有効又は無効にすることができる。
【0047】
いくつかの例では、調整回路３６２が、乗算器３６３の１つの入力にオン／オフ信号又は可変信号を生成する。乗算器３６３の別の入力は、ＤＣ電源３２６の出力を受け取る。調整回路３６２及び乗算器３６３は、ＤＣ電源３２６によって出力される振幅を選択的に変化させる。いくつかの例では、クロックオン／オフ回路３６４及び調整回路３６２は、プラズマのパルス化のため又はレベル間のシフトのために使用され得る。
【0048】
ここで図４を参照すると、直接駆動筐体２１０は、ジャンクションボックス２２２に隣接し接触して配置されている。ジャンクションボックス２２２は、コイル筐体２３０に隣接し接触して配置されている。窓１２４は、コイル筐体２３０と処理チャンバ１２８との間に配置されている。
【0049】
嵌合コネクタ４１８は、直接駆動筐体２１０の第１及び第２の直接駆動回路２１４－１、２１４－２を、それぞれ、ジャンクションボックス２２２のキャパシタＣ１及びＣ２及びＣ３に取り外し可能に接続するために使用される。いくつかの例では、嵌合コネクタ４１８は、雌型コネクタ４２０及び雄型コネクタ４２２を含む。いくつかの例では、雄型コネクタ４２２は、絶縁ベース部分によって取り囲まれ、そこから延びる中心導体又はシャフトを含む。いくつかの例では、雌型コネクタ４２０は、絶縁ベース部分によって取り囲まれた中心導電性空洞を含む。いくつかの例では、雄型コネクタ４２２は、雌型コネクタ４２０との間の電気接続を維持しながら、雌型コネクタ４２０に対して垂直に移動することができる。
【0050】
同様に、嵌合コネクタ４２８は、キャパシタＣ１及びＣ２を外側コイル２３４に接続し、キャパシタＣ３を内側コイル２３８に接続するために使用される。いくつかの例では、嵌合コネクタ４２８は、雄型コネクタ４３０及び雌型コネクタ４３４を含む。いくつかの例では、雄型コネクタ４３０は、絶縁外側部分によって取り囲まれ、そこから延びる中心導体又はシャフトを含む。いくつかの例では、雌型コネクタ４３４は、絶縁外側部分によって取り囲まれた中心導体空洞を含む。いくつかの例では、雄型コネクタ４３０は、雌型コネクタ４３４との間の電気接続を維持しながら、雌型コネクタ４３４に対して移動することができる。外側コイル２３４及び内側コイル２３８の相対位置を支持及び維持するためにフレーム４３６を使用してよい。フレーム４３６は、雌型コネクタ４３４が外側コイル２３４及び内側コイル２３８に接続するためのアクセス穴を含んでよい。
【0051】
基板処理チャンバ１２８が真空で動作するとき、窓１２４は内向きに湾曲し得る。処理チャンバ内の圧力が大気圧に戻ると、窓１２４は公称位置に戻る。嵌合コネクタ４１８及び４２８は、窓１２４に対して静止している外側コイル２３４及び内側コイル２３８の移動を補償して、窓１２４に対するそれらの位置を維持し、これにより、インピーダンス変動が低減される。
【0052】
ここで図５を参照すると、較正中の直接駆動システムが示される。（直接駆動回路２１４を有する）直接駆動筐体２１０をジャンクションボックス２２２に接続する前に、較正が実施される。ジャンクションボックス２２２は、外側コイル２３４及び内側コイル２３８が、ジャンクションボックス２２２内に位置するそれらの対応するキャパシタと直列共振するように較正される。いくつかの例では、較正は、ジャンクションボックス２２２への入力の各々に対して、それぞれ、対応する公称中心動作周波数で（例えば、２ＭＨｚ又は１３．５６ＭＨＺでのみ）実施される。いくつかの例では、較正は（プラズマがない大気圧のプロセスチャンバに対応する）無負荷状態で実施される。較正により、設計公差によって引き起こされる変動が除去されるので、二重周波数直接駆動システムにおいて、ある処理チャンバから別の処理チャンバへと同じ負荷が提示される。
【0053】
いくつかの例では、較正回路５２０は、ジャンクションボックス２２２の一方の入力に接続され、ネットワークアナライザ５３０は、ジャンクションボックス２２２の他方の入力に接続される。較正回路５２０は試験信号を生成し、ネットワークアナライザ５２０は応答を測定する。キャパシタに対する調整機構がモータを含む場合、ネットワークアナライザ５２０からのフィードバックを使用してプロセスを繰り返すことができる。このプロセスは、較正回路５２０及びネットワークアナライザ５２０の位置を切り替えることにより、ジャンクションボックス２２２の他の入力に対して繰り返すことができる。
【0054】
ここで図６を参照すると、コイルアセンブリ６００が示されている。コイルアセンブリ６００は、外側コイル２３４及び内側コイル２３８、フレーム４３６、並びに雌型コネクタ４３４を含む。いくつかの例では、フレーム４３６は、アーム６１０が９０°間隔で配置されアーム６１０の端部の近くで弓状部分６２０が円周方向に両方向に延びる「Ｘ」形状を有する。ねじ又はリベットなどの締結具６４０を使用して、フレーム４３６が外側コイル２３４及び内側コイル２３８に直接接続されてよい。いくつかの例では、フレーム４３６は絶縁材料で作製されている。
【0055】
ここで図７を参照すると、ジャンクションボックス２２２は、直接駆動筐体２１０内の直接駆動回路２１４を、外側コイル２３４及び内側コイル２３８に接続している。ジャンクションボックス２２２は、側壁７１０、７１２、７１６及び７１８を含む。側壁７１０と７１６との間に、内壁７２２及び７２４が配置されている。内壁７２４と側壁７１２との間に、内壁７２６が配置されている。側壁７１０、７１６、７１８と内壁７２０との間に、キャパシタＣ１及びＣ２が配置されている。側壁７１０、７１２、７１６と内壁７２４及び７２６との間に、キャパシタＣ３が配置されている。
【0056】
ファンアセンブリ７３０が側壁７１２に隣接して配置されて、側壁７１２にある穴７３４を通してジャンクションボックス２２２内へと空気流が供給される。またファンアセンブリ７４０が、側壁７１８に隣接して配置されて、側壁７１８にある穴７４４を通してジャンクションボックス２２２内へと空気流が供給される。雄型コネクタのうちの第１のもの４２２－１が、ストラップ７５２によってキャパシタＣ３の１つのプレートに接続されている。キャパシタＣ３の第２のプレートが、ストラップ７５４によって（絶縁体７５５によって取り囲まれている）導体７５６に接続されている。導体７５６はストラップ７５７に接続され、ストラップ７５７は雄型コネクタ４３０のうちの２つに接続されている。ジャンクションボックス２２２の底面７８２を通る空気流を可能にするために、１つ以上の穴７８０を設けてよい。
【0057】
雄型コネクタ４３０のうちの１つをストラップ７５８がジャンクションボックス２２２に接続する。雄型コネクタ４３０のうちの２つにストラップ７６４が接続されている。ストラップ７７０及び７７２が、雄型コネクタ４３０のうちの２つをジャンクションボックス２２２に接続する。ストラップ７６４は、導体７６６によって（絶縁体７６８の中を通って）ストラップ７７０に接続されている。ストラップ７７０は、キャパシタＣ１及びＣ２の第１のプレートに接続されている。キャパシタＣ１及びＣ２の第２のプレートが、ストラップ７７２によって雄型コネクタのうちの第２のもの４２２－２に接続されている。
【0058】
いくつかの例では、キャパシタＣ１、Ｃ２、及びＣ３は、キャパシタＣ１、Ｃ２、及びＣ３のプレート間の関係を変更する調整機構を含む可変キャパシタである。いくつかの例では、キャパシタＣ１、Ｃ２、及びＣ３は、異なる直径を有し、同心円状に配置された第１及び第２の金属シリンダを含む。キャパシタＣ１、Ｃ２、及びＣ３の静電容量値は、第１及び第２の金属シリンダの重なりの量によって規定される。いくつかの例では、調整機構７４８は、第１の金属シリンダを第２の金属シリンダに対して軸方向に（又はその逆に）移動させて重なりの量を変化させるねじ、モータ、又は他の機構を含む。
【0059】
ファンアセンブリ７３０及び７４０は、空気流をジャンクションボックス２２２の側部コンパートメント７９０及び７９２内へと送り、次いでジャンクションボックス２２２の中央コンパートメント７９４へと送る。空気は、底面７８２にある穴７８０を通って、及び／又は排気経路７９６を通って出る。
【0060】
ここで図８を参照すると、雌型コネクタ４３４は、雄型コネクタ４３０と雌型コネクタ４３４との間の相対的移動を可能にしている。いくつかの例では、雌型コネクタ４３４は本体８１０を含む。本体８１０からシャフト８１４が延び、ねじ付きの外側表面８１８を含む。雄型コネクタ４３０のシャフトは、雌型コネクタ４３４の本体８１０によって画定される空洞８２０内へと挿入される。空洞８２０の内側表面は、雄型コネクタ４３０と雌型コネクタ４３４との間の移動を可能にしながら、それらの間の電気接続を維持しながら、雄型コネクタ４３０のシャフトの外側表面と係合する、ばね状の表面８３０を画定する。
【0061】
ここで図９を参照すると、ジャンクションボックス２２２－１を備える直接駆動システム２００－１が示される。直接駆動システム２００－１のジャンクションボックス２２２－１は、内側コイル２３８－Ａ及び２３８－Ｂ（Ｔ３及びＴ４として識別）の第２の端子が接地に接続されておらず、図示するように第４のキャパシタＣ４に接続されているという点で、図２を参照して示し説明した、直接駆動システム２００のジャンクションボックス２２２とは異なる。第４のキャパシタＣ４は、第３の容量性回路と呼ばれてよい。
【0062】
例えば、第４のキャパシタＣ４は、固定真空キャパシタＣ４（例えば、４００ｐＦ）であってよい。第４のキャパシタＣ４を含まない、（Ｔ１及びＴ２として識別される）内側コイル２３８－Ａ及び２３８－Ｂの第１の端子のＲＦ電圧は、図２に示す構成と比較して、内側コイル２３８－Ａ及び２３８－ＢにおけるＲＦ電流が同じ場合に、約半分に減少する。同時に、第４のキャパシタＣ４はまた、端子Ｔ３及びＴ４のＲＦ電圧を、端子Ｔ１及びＴ２のＲＦ電圧とほぼ同じ電圧に増加させるが、極性は逆である。対照的に、図２に示す構成では、端子Ｔ３及びＴ４は接地されているので、端子Ｔ３及びＴ４におけるＲＦ電圧はゼロボルトである。第４のキャパシタＣ４は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４のうちのＲＦ電圧の最大値を低減させ、その結果、内側コイルの端子は、セラミック窓１２４へのスパッタリングを生じさせる閾値を超える大きさのＲＦ電圧を持つことはない。窓１２４へのスパッタリングは、基板１３４上への金属汚染及び粒子を生成し得るので、これは有利である。第４のキャパシタＣ４は、窓１２４上へのスパッタリングを防止し、これは次いで、基板１３４上への金属汚染及び粒子を防止する。
【0063】
前述の説明は本質的に単なる例示に過ぎず、本開示、その適用又は使用を限定することは決して意図されていない。本開示の広範な教示は、様々な形で実装することができる。したがって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正形態が明らかになるであろうから、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。方法における１つ以上のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（又は同時に）実行されてよいことを理解すべきである。更に、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載されているこれらの特徴のうちのいずれか１つ以上を、他の実施形態のいずれかに実装することができ、及び／又は、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、その組み合わせは、たとえ明示的に説明されていなくてよい。換言すれば、記載した実施形態は相互排他的ではなく、１つ以上の実施形態の順序を互いに並べ換えることは、本開示の範囲内にとどまる。
【0064】
要素間の空間的及び機能的関係（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣の」、「上の」、「上方の」、「下方の」、「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。「直接」であると明示的に記載されていない限り、上述した開示に、第１の要素と第２の要素との間の関係が記載されている場合、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が、１つ以上の介在要素が（空間的又は機能的のいずれかで）第１の要素と第２の要素との間に存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ、という語句は、非排他的論理和ＯＲを使用した論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、及びＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。
【0065】
いくつかの実装形態では、コントローラは、上述した実施例の一部であってよいシステムの一部である。このようなシステムは、処理ツール（単数又は複数）、チャンバ（単数又は複数）、処理用プラットフォーム（単数又は複数）、及び／又は特定の処理構成要素（ウェハーペデスタル、ガスフローシステムなど）を含む、半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウェハー又は基板の処理前、処理中、及び処理後の作業を制御するための電子機器に組み込まれてよい。電子機器は、システム（単数又は複数）の様々な構成要素又は副部品を制御してよい「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件及び／又はシステムのタイプに応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、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、流体送達設定、位置及び作業設定、特定のシステムと接続しているか又はインターフェースしているツール及び他の搬送ツール並びに／又はロードロックに対するウェハーの搬出入、を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれをも制御するようにプログラムされてよい。
【0066】
大まかに言って、コントローラは、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し、命令を受信し、命令を発行し、作業を制御し、クリーニング作業を有効にし、エンドポイント測定を有効にするような電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶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）として定義されたチップ、及び／又は１つ以上のマイクロプロセッサ、又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラ、を含んでよい。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）の形態でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウェハー上で若しくは半導体ウェハー用に、又はシステムに対して実施するための作業パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、作業パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び／又はウェハーダイの作製時に、１つ以上の処理ステップを実現するために、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ってよい。
【0067】
いくつかの実装形態では、コントローラは、システムに組み込まれた、システムに結合された、若しくはシステムにネットワーク接続された、又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か、又はそのコンピュータに結合されていてよい。例えば、コントローラは「クーラウド」内にあるか、又はファブホストコンピュータシステムの全て若しくは一部であってよく、それによりウェハー処理のリモートアクセスが可能になり得る。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、製造作業の現在の進行状況を監視し、過去の製造作業の履歴を調査し、複数の製造作業から傾向又は性能の指標を調査して、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か、又は新しいプロセスを開始してよい。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、ローカルネットワーク又はインターネットを含んでよいネットワークを経由して、プロセスレシピをシステムに提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータ及び／又は設定の入力若しく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よく、パラメータ及び／又は設定は次いで、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、１つ以上の作業中に実施される各処理ステップのためのパラメータを指定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、及びコントローラがインターフェースするか、又は制御するように構成されているツールのタイプに固有のものであって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、１つ以上の個別のコントローラを備え、これらが一緒にネットワーク化され、本明細書に記載されるプロセス及び制御などの共通の目的に向けて動作することなどによって分散されてよい。そのような目的のための分散コントローラの例は、遠隔に置かれた（例えば、プラットフォームレベルで、又はリモートコンピュータの一部として）１つ以上の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つ以上の集積回路であってよく、これらが組み合わされてチャンバでのプロセスを制御する。
【0068】
限定するわけではないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバ又はモジュール、堆積チャンバ又はモジュール、スピンリンスチャンバ又はモジュール、金属めっきチャンバ又はモジュール、クリーニングチャンバ又はモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ又はモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ又はモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ又はモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ又はモジュール、イオン注入チャンバ又はモジュール、トラックチャンバ又はモジュール、及び半導体ウェハーの作製及び／又は製造に関連するか若しくは使用されてよい任意の他の半導体処理システム、を含んでよい。
【0069】
上述したように、ツールによって実施されるプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路又はモジュール、他のツール構成要素、クーラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、隣り合うツール、工場全体に置かれたツール、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内のツール場所及び／又はロードポートとの間でウェハー容器を搬出入する材料搬送に使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】