特表 2024-532193 均一性調整を含む多相回転クロスフローを備えたプラズマチャンバ

(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】2024-09-05

(54)【発明の名称】均一性調整を含む多相回転クロスフローを備えたプラズマチャンバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240829BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240829BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240829BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20240829BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/205

H01L21/31 C

C23C16/455

H05H1/46 M

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024510316

(86)(22)【出願日】2022-07-22

(85)【翻訳文提出日】2024-04-16

(86)【国際出願番号】 US2022038023

(87)【国際公開番号】W WO2023027843

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】63/236,166

(32)【優先日】2021-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/831,781

(32)【優先日】2022-06-03

(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】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】清水 大亮

(72)【発明者】

【氏名】竹下 健二

(72)【発明者】

【氏名】カルドゥッチ， ジェームズ ディー．

(72)【発明者】

【氏名】リン， リー

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 光

(72)【発明者】

【氏名】コリンズ， ケネス エス．

(72)【発明者】

【氏名】ライス， マイケル アール．

【テーマコード（参考）】

2G084

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084AA05

2G084AA07

2G084BB14

2G084CC12

2G084CC13

2G084CC33

2G084DD02

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2G084DD38

2G084FF13

2G084FF15

4K030AA03

4K030AA09

4K030AA14

4K030AA16

4K030AA18

4K030FA01

4K030HA01

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4K030KA45

5F004AA01

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5F004BA04

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5F004CA04

5F004CA06

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5F004CA09

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5F004DB01

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5F045EE05

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5F045EF20

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5F045EH02

5F045EH11

5F045EH14

5F045EH20

5F045EM05

5F045EN04

5F045GB04

5F045GB05

5F045GB06

5F045GB16

(57)【要約】

プラズマ処理チャンバは、１つ以上の側壁を含み、側壁内の支持体面は、ワークピースを保持する。側壁の周囲には、個々のガスインジェクタのアレイが分散されている。チャンバからガスを排出するために、ポンプポートが側壁に沿って位置する。ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、ワークピースにわたって１つ以上のガス流を注入するためにアレイガスインジェクタを使用すること、ワークピース上で材料をエッチングするために、隣接する個々のガスインジェクタの第１のセットから第１のガス流を注入すること、及び残りのガスインジェクタから第２のガス流を同時に注入することによって制御される。第２のガス流は、第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるか、又は追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるかのどちらかである。
【選択図】図１Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバであって、
１つ以上の側壁と、
ワークピースを保持するための、前記１つ以上の側壁内の支持体と、
前記１つ以上の側壁の外周の周囲に分散された個々のガスインジェクタのアレイと、
前記プラズマ処理チャンバからガスを排出するための、前記１つ以上の側壁に沿った１つ以上のポンプポートと、
エッチング適用中に前記プラズマ処理チャンバを制御するように構成されたコントローラであって、前記ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、
前記ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつ前記ワークピースの表面にわたって、１つ以上のガス流を注入するために、前記個々のガスインジェクタのアレイを使用することと、
前記ワークピース上で前記材料をエッチングするために、前記個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから第１のガス流を注入することと、
前記個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から第２のガス流を同時に注入することであって、ｉ）前記第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有する前記ワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、前記より速いエッチング速度を有する前記ワークピースの前記エリア内の前記エッチング速度を増加させるために、前記第２のガス流が使用される、第２のガス流を同時に注入することとを行うことと
によって調整又は制御される、コントローラと
を備える、プラズマ処理チャンバ。

【請求項2】

前記第１のガス流が、エッチャントガスを含むプロセス混合ガスを含み、前記第２のガス流が、独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を含む、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項3】

前記コントローラが、前記プロセス混合ガスのガス流注入角度又は前記ＩＧＩ混合物のガス流注入角度を変化させて、前記エッチャントガスの濃度をそれぞれ増加又は減少させるように更に構成される、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項4】

前記プロセス混合ガス及び前記ＩＧＩ混合物が、ガス流の回転を伴わずに１相の間に注入される、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項5】

前記プロセス混合ガス及び前記ＩＧＩ混合物が、前記ワークピース上の半径方向のエッチング速度の均一性を実現するために、ガス流の回転を伴って多相の間に注入される、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項6】

前記プロセス混合ガスが、Ｃ_ＸＦ_Ｙ、Ｃ_ＸＨ_ＹＦ_Ｚ、及びＣ_ＸＨ_Ｙのうちの１つを含む、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項7】

前記ＩＧＩ混合物が、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｒｎ、Ｎ、又はＸｅを含む希釈ガスを含む、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項8】

前記ＩＧＩ混合物が、Ｏ_Ｘ、Ｎ_２、ＳＦ_ｘ、又はＮＦ_ｘを含む洗浄ガスを含む、請求項２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項9】

前記個々のガスインジェクタのアレイが、前記１つ以上の側壁内の１つ以上の開口部内に位置する、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項10】

前記１つ以上のポンプポートの位置が、前記個々のガスインジェクタのアレイの位置から垂直方向にオフセットされている、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項11】

前記第１のガス流と前記第２のガス流とが、ガス流の回転を制御するためにオン／オフに切り替えられる、請求項１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項12】

前記第１のガス流と前記第２のガス流の少なくとも一方の流量に適用されるか、又は前記第１のポンプポートと前記第２のポンプポートの少なくとも一方によって生じる出口コンダクタンスに適用される変調関数を更に含む、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項13】

プラズマ処理チャンバであって、
１つ以上の側壁と、
ワークピースを保持するための、前記１つ以上の側壁内の支持体と、
前記１つ以上の側壁の外周の周囲に分散された個々のガスインジェクタのアレイと、
前記プラズマ処理チャンバからガスを排出するための、前記１つ以上の側壁に沿った１つ以上のポンプポートと、
エッチング適用中に前記プラズマ処理チャンバを制御するように構成されたコントローラであって、前記ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、
前記ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつ前記ワークピースの表面にわたって、ガス流を注入するために、前記個々のガスインジェクタのアレイを使用することと、
ガス流注入の前に又はガス流注入の間に、前記個々のガスインジェクタの隣接するものの広いセットと、前記個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットと、の間で選択することによって、前記ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させることであって、前記個々のガスインジェクタの隣接するものの前記狭いセットを選択することが、前記ガス流注入角度を減少させる、前記ガス流注入角度を変化させることと
を行うことによって調整又は制御される、コントローラと
を備える、プラズマ処理チャンバ。

【請求項14】

前記個々のガスインジェクタのアレイが、前記個々のガスインジェクタの多数のものを各々が有している複数のガスインジェクタアレイを含み、隣接するガスインジェクタの選択されたセットが、ガスインジェクタアレイの特定のものからの前記個々のガスインジェクタを含む、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項15】

前記個々のガスインジェクタのアレイが、前記個々のガスインジェクタの多数のものを各々が有する複数のガスインジェクタアレイを含み、隣接するガスインジェクタの選択されたセットが、前記ガスインジェクタアレイの隣接するものからの前記個々のガスインジェクタを含む、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項16】

前記ガス流が第１のガス流を含み、前記コントローラが、前記個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から第２のガス流を同時に注入するように更に構成され、ｉ）前記第１のガス流を希釈して、より速いエッチング速度を有する前記ワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用し、前記より速いエッチング速度を有する前記ワークピースの前記エリア内の前記エッチング速度を増加させるために、前記第２のガス流が使用される、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項17】

前記ガス流注入角度を減少させることが、前記エッチング速度の均一性を増加させる、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項18】

前記個々のガスインジェクタのアレイが、前記１つ以上の側壁内の１つ以上の開口部内に位置する、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項19】

前記１つ以上のポンプポートの位置が、前記個々のガスインジェクタのアレイの位置から垂直方向にオフセットされている、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項20】

前記第１のガス流と前記第２のガス流とが、ガス流の回転を制御するためにオン／オフに切り替えられる、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項21】

前記第１のガス流と第２のガス流の少なくとも一方の流量に適用されるか、又は前記第１のポンプポートと第２のポンプポートの少なくとも一方によって生じる出口コンダクタンスに適用される変調関数を更に含む、請求項１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【請求項22】

プラズマ処理チャンバ内のワークピース上の材料のエッチング速度の均一性を制御する方法であって、
前記ワークピース上の材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから、前記ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつ前記ワークピースの表面にわたって、第１のガス流を注入することと、
前記個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から、前記ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつ前記ワークピースの表面にわたって、第２のガス流を同時に注入することであって、ｉ）前記第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有する前記ワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、前記より速いエッチング速度を有する前記ワークピースの前記エリア内の前記エッチング速度を増加させるために、前記第２のガス流が使用される、第２のガス流を同時に注入することと
を含む、方法。

【請求項23】

前記第１のガス流と前記第２のガス流の注入を制御するために機械学習（ＭＬ）モデルに問い合わせることを更に含む、請求項２２に記載の方法。

【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、２０２１年８月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／２３６，１６６号の利益を主張する、２０２２年６月３日に出願された米国特許出願第１７／８３１，７８１号の優先権を主張するものであり、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示の実施形態は、半導体処理の分野に関し、特に、回転クロスフロー及び均一性調整を含むプラズマチャンバに関する。

【背景技術】

【0003】

プラズマエッチング、堆積又は他の処理プロセスの間、半導体ウエハのようなワークピースが、密閉されたプラズマリアクタチャンバに挿入され、ウエハ上でチャンバ内にガスが注入され、その後チャンバからポンプで送られる。プラズマチャンバは、多くの場合、（１）平行板の容量結合プラズマ（ＣＣＰ）ソース（一方の電極がプラズマに面する表面にワークピースを有し、他方の電極がプラズマに面する表面にガス入り口孔（シャワーヘッド）のアレイを有する）、又は（２）誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）又はマイクロ波源（ワークピースの概して反対側にありワークピースの方を向く高周波（ＲＦ）のウインドウ、及びウインドウ内若しくはウインドウ付近にガス入り口孔を備える）を含んでいる。

【0004】

上記の軸対称ガス流の手法では、圧力及び濃度勾配により、ワークピースの中心からエッジまでの処理に差異が生じる。更に、高密度プラズマへの接近や高電界による破壊により、異質な（ｅｘｔｒａｎｅｏｕｓ）プラズマがガス入り口孔に形成され、時間の経過とともに不均一性が変化する可能性がある。より具体的には、ガス入り口孔は通常、ケイ素又は炭化ケイ素などの材料の板に形成される。孔のエッジに高エネルギーのイオンが衝突すると、孔は時間と共に変形又は切開（ｄｅｆｏｒｍ ｏｒ ｆａｃｅｔ）されうる。変形した孔は、次いで、板を破壊する高強度のプラズマを発生させ、ある程度の時間（例えば６００時間）後にシャワーヘッドの交換が必要となる。用途によっては、半導体ウエハのコストの約１５ドルがシャワーヘッドのコストだけに割り当てられることもある。

【発明の概要】

【0005】

本明細書に開示される実施形態は、１つ以上の側壁を含むプラズマ処理チャンバを含む。１つ以上の側壁内の支持面は、ワークピースを保持する。個々のガスインジェクタのアレイは、１つ以上の側壁の外周周囲に分散されている。プラズマ処理チャンバからガスを排出するための１つ以上のポンプポートが、１つ以上の側壁に沿って位置する。コントローラは、エッチング適用中にプラズマ処理チャンバを制御するように構成される。ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、１つ以上のガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用すること、ｉｉ）ワークピース上で材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから第１のガス流を注入すること、及びｉｉｉ）個々のガスインジェクタの少なくとも残りのセットから第２のガス流を同時に注入することによって、調整又は制御される。実施形態によれば、第２のガス流は、ｉ）第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、使用される。

【0006】

本明細書に開示される実施形態は、１つ以上の側壁を含むプラズマ処理チャンバを更に含む。１つ以上の側壁内の支持面は、ワークピースを保持する。個々のガスインジェクタのアレイは、１つ以上の側壁の外周周囲に分散されている。プラズマ処理チャンバからガスを排出するための１つ以上のポンプポートが、１つ以上の側壁に沿って位置する。コントローラは、エッチング適用中にプラズマ処理チャンバを制御するように構成される。ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、ガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用すること、及びｉｉ）ガス流注入の前に又はガス流注入の間に、個々のガスインジェクタの隣接するものの広いセットと、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットと、の間で選択することによって、ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させることであって、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットを選択することが、ガス流注入角度を減少させる、前記ガス流注入角度を変化させることとを行うことによって調整又は制御される。

【0007】

本明細書に開示される実施形態は、プラズマ処理チャンバ内のワークピース上の材料のエッチング速度の均一性を制御する方法を含む。本方法は、ワークピース上の材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから、ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、第１のガス流を注入することを含む。本方法は、個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から、ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、第２のガス流を同時に注入することであって、ｉ）第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、第２のガス流が使用される、第２のガス流を同時に注入することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】１つの実施形態による多相回転クロスフロー動作を有するプラズマ処理チャンバの上面図を示す図である。

【図1B】異なる実施形態におけるプラズマ処理チャンバの断面図を示す。

【図1C】異なる実施形態におけるプラズマ処理チャンバの断面図を示す。

【図2A】１つの実施形態による３相回転クロスフロープラズマ処理チャンバの斜視半透明図の概略図である。

【図2B】別の実施形態による、３相回転クロスフロープラズマ処理チャンバの上面図の概略図である。

【図2C】プラズマ処理チャンバによって実行される３相回転クロスフロー動作のタイミング図を示す。

【図2D】実施形態による、上方にガス供給システムを示す、チャンバリッド上部の斜視図を示す。

【図2E】実施形態によるプラズマチャンバの斜視断面図を示す。

【図2F】実施形態による、ポンプポートが形成される真空チャンバの斜視断面図を示す。

【図2G】実施形態による、ポンプポートが形成される真空チャンバの斜視断面図を示す。

【図2H】実施形態による、ポンプポートが形成される真空チャンバの斜視断面図を示す。

【図2I】１つの実施形態による、３相回転クロスフローを有する例示的な誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバの斜視半透明図を示す図である。

【図2J】１つの実施形態による、３相回転クロスフローを有する例示的な誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバの斜視半透明図を示す図である。

【図2K】１つの実施形態による、３相回転クロスフローを有する例示的な誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバの斜視半透明図を示す図である。

【図3A】実施形態による、４相回転クロスフローを有するプラズマ処理チャンバの上面図を示す図である。

【図3B】実施形態による４相回転クロスフロー動作を説明する図である。

【図3C】開示された実施形態の更なる態様による、反対側のサイドポートポンピングによる意図的な不均一な中心及びエッジガス注入を伴う４相回転クロスフロー動作を示す図である。

【図3D】開示された実施形態の更なる態様による、反対側のサイドポートポンピングによる意図的な不均一な中心及びエッジガス注入を伴う４相回転クロスフロー動作を示す図である。

【図3E】実施形態による、ガス流の少なくとも一部が、ワークピースにわたって１００％のクロスフローではなく、ワークピースの側面に迂回される、多相回転クロスフロー動作のうちの１相（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈａｓｅ）を説明する図である。

【図3F】実施形態による、より小さな幅のポンプポイントを用いてガス流がワークピースにわたって方向付けられる多相サイクルのうちの１相の図である。

【図3G】ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させるエッチング速度均一性調整の第１の態様による、４相回転クロスフローの図である。

【図3H】プロセス混合ガス及び独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を注入するエッチング速度均一性調整の第２の態様を示す、多相サイクルのうちの１相を示す図である。

【図3I】プロセス混合ガス及び独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を注入するエッチング速度均一性調整の第２の態様を示す、多相サイクルのうちの１相を示す図である。

【図3J】プロセス混合ガス及び独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を注入するエッチング速度均一性調整の第２の態様を示す、多相サイクルのうちの１相を示す図である。

【図3K】プロセス混合ガス及び独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を注入するエッチング速度均一性調整の第２の態様を示す、多相サイクルのうちの１相を示す図である。

【図3L】ワークピース上の半径方向のエッチング速度均一性を実現するために、多数のガスフローの位相又は回転の結果を示す図である。

【図4A】実施形態による、６０°ごとに時間で描写された３相回転クロスフローにおける回転ガス流の上面図を示す図である。

【図4B】実施形態による、６０°ごとに時間で描写された３相回転クロスフローにおける回転ガス流の上面図を示す図である。

【図4C】実施形態による、６０°ごとに時間で描写された３相回転クロスフローにおける回転ガス流の上面図を示す図である。

【図5】実施形態による、回転ガスクロスフローを含むプラズマ処理チャンバによって処理されうる積層メモリデバイスを含むウエハの一部の断面図を示す。

【図6】ここで図６を参照すると、実施形態による、機械学習（ＭＬ）モデルを利用した処理ツールのブロック図が示される。

【図7A】実施形態による、ＭＬモデルを生成するためのプロセスを示すフロー図である。

【図7B】実施形態による、ＭＬモデルを生成するためのプロセスを示すフロー図である。

【図8】実施形態による、示されたＭＬモデルを用いてプロセスレシピを開発するためのプロセスを示すフロー図である。

【図9】実施形態による、処理ツールのベースライン化するためのプロセスを示すフロー図を示す。

【図10】実施形態による、本明細書に記載される方法のいずれか１つ以上をマシンに実行させるための命令セットが実行されうるコンピュータシステムの例示的な形態におけるマシンの図式的表示である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

開示される実施形態は、回転変調クロスフローと均一性調整を有するプラズマチャンバに関する。以下の説明では、本開示の実施形態を十分に理解するために、多数の具体的な詳細が示される。当業者であれば、本開示の実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることは明らかであろう。他の例では、集積回路製造などの周知の態様は、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないよう、詳細には説明しない。更に、図に示す様々な実施形態は例示的な表現であり、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。

【0010】

従来のプラズマチャンバ（すなわち、ＣＣＰ又はＩＣＰ）は、通常、ワークピースの真上又はワークピースの外周に対称に通常位置するガス入り口孔から、ワークピース上に線対称にガスを注入する。上記のように、軸対称のガス流により圧力及び濃度勾配が生じ、ガス孔の入り口が破損して、ワークピースに不均一性が生じる可能性がある。つまり、高密度で高い｜Ｅ｜のプラズマ領域のガス孔で摩耗が発生するため、孔の形状寸法が変化し、プラズマが浸透するにつれて、孔が孔付近の局所的なプラズマ特性を変化させる可能性がある。更に、形状寸法が変化した結果、局所的なガス流量及び速度が変化することがある。そのため、シャワーヘッドを比較的頻繁に交換する必要があり、ワークピースのコストが上昇する。

【0011】

従って、本明細書に開示される実施形態は、エッチング、堆積又は他の材料処理のための多相回転変調ガスクロスフローを有するプラズマチャンバ（例えば、ＣＣＰ又はＩＣＰ）を対象とする。プラズマ処理チャンバは、側壁に沿って２つ以上のガスインジェクタと２つ以上のポンプポートを含む。第１の位相では、ガスインジェクタの１つにより、ガス流が、ワークピース又はデバイスの表面に概して平行かつその表面にわたって一方向になり、ガスは次に、ポンプポートを介してポンプで送り出される。第２の位相では、別のガスインジェクタを使ってガス流を回転させ、ガス流を、ワークピースの表面に概して平行にかつその表面にわたって別の方向にし、そこで次に、ガスを別のポンプポートを介してポンプで送り出す。別の実施形態では、回転ガス流を変調するために、ガスインジェクタに接続されたガス入り口バルブ及び／又はポンプポートに接続されたスロットルバルブが使用されうる。

【0012】

回転する変調ガスクロスフローを備えたプラズマ処理チャンバにより、高密度の｜Ｅ｜プラズマ領域においてシャワーヘッド（及びガス入り口孔）が必要とされなくなる。よって、プラズマ不均一性の原因が阻止される。開示された実施形態により、高密度プラズマへの近接又は高電界による破壊によってガス孔内にプラズマが形成され、不均一性及びプラズマ特性が経時的に変化することが防止される。開示された実施形態により、中心からエッジへの処理の差の原因となる高い中心からエッジへの圧力及び濃度勾配が回避される。プラズマの不均一性を最小化するために、プラズマ空間にわたって圧力分布が調整されうる。更に、開示された実施形態は、均一な反応物及び副生成物を除去するために、ガス流速の低い滞留領域（すなわち、ワークピースの中心）を排除する。

【0013】

図１Ａ～１Ｃは、多相回転クロスフロー動作を有するプラズマリアクタのプラズマ処理チャンバの実施形態を示す図である。図１Ａは、１つの実施形態による多相回転クロスフロー動作を有するプラズマ処理チャンバの上面図を示す図である。図１Ｂ及び図１Ｃは、異なる実施形態におけるプラズマ処理チャンバの断面図を示す。

【0014】

図１Ａ及び図１Ｂの両方を参照すると、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、処理用のワークピース１１６（例えば、半導体ウエハ）を保持するために、その中に支持面１１４を有する１つ以上のチャンバ側壁１１２を含む。プラズマ処理チャンバ１００は、チャンバ内にガスを分配することにより、エッチング、堆積、表面処理、材料変更（ｍａｔｅｒｉａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）など、ワークピース１１６に対して様々な処理を実行するために使用されうる。例えば、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、プラズマエッチングチャンバ、プラズマ励起化学気相堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、イオン注入チャンバ、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ、又は様々なデバイスを製造するための他の適切な真空処理チャンバを含みうるが、これらに限定されない。

【0015】

図示された１つの実施形態では、１つ以上の側壁１１２が、ワークピース１１６（例えば、ウエハ又は基板）が処理される処理領域１１０を取り囲んでいる。図示された例では、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、単一の円筒形側壁１１２をもたらす軸対称形状（例えば、円筒形）で示されている。しかしながら、他の実施形態では、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、楕円形のよう任意の他の形状を有してもよく、この場合も単一の側壁１１２となり、又は正方形若しくは長方形などの形状を有していてもよく、この場合、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、４つの側壁を有することになろう。

【0016】

開示された実施形態によれば、プラズマ処理チャンバ１００は、少なくとも２つのガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂ（集合的にガスインジェクタ１１８と称される）と、概して１つ以上の側壁１１２に沿って位置する少なくとも２つのポンプポート１２０Ａ及び１２０Ｂ（まとめてポンプポート１２０と称される）とを含む。１つの実施形態では、ガスインジェクタは側壁１１２のライナを貫通する開口部内に形成される。プラズマ処理チャンバ１００Ａは、ガスインジェクタ１１８及びポンプポート１２０を使用して、ガス流１２４をワークピース１１６にわたって側方に回転させ、多相回転クロスフロー動作を提供するように構成されうる。１つの実施形態では、多相回転クロスフロー動作は、少なくとも２相サイクルを含み、３相サイクル、４相サイクルなどを含んでもよい。この際に、各相ガスは、プラズマ処理チャンバ１００Ａの一方の側から注入され、概ね反対側からポンプで送り出される。本明細書で使用される場合、「概して１つ以上の側壁に沿って位置する（ｌｏｃａｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｓｉｄｅｗａｌｌ（ｓ））」という用語は、ガスインジェクタ１１８及び／又はポンプポート１２０のいずれかが、側壁に位置していても、側壁に水平に当接若しくは隣接して位置していてもよく、又はチャンバリッドの外周領域若しくはチャンバ底部の外周領域に位置していてもよいことを説明することを意図している。

【0017】

ワークピース１１６にわたるガス流の側方への回転は、ガス速度と圧力勾配の制御を改善し、ウエハ全体及びウエハからウエハへの良好なプロセスの均一性をもたらす。

【0018】

図１Ｂを参照すると、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、側壁１１２を覆うチャンバリッド１０４を更に含む。支持ペデスタル１０８は、ワークピース１１６が載置される支持面１１４を含みうる。実施形態では、支持ペデスタル１０８及び支持面１１４は固定され、回転不可能であり、そこに貼付されたワークピース１１６は処理中に回転しない。実施形態では、ワークピース１１６は支持面１１４に静電的に貼付される。別の実施形態では、支持体面１１４は、プラズマ間隙調整又はウエハ移送のために軸方向に移動可能である。プラズマ処理チャンバ１００Ａ内の処理領域１１０は、チャンバリッド１０４、支持ペデスタル１０８（及び支持面１１４）、並びに側壁１１２の間のエリアによって画定される。側壁１１２の下にはチャンバフロア１０６があり、チャンバフロア１０６は処理領域１１０の下にある。支持ペデスタル１０８は、チャンバリッド１０４の下、かつチャンバ床１０６の上にあり、側壁１１２によって取り囲まれている。実施形態では、チャンバリッド１０４と支持面１１４とは、約２５ｍｍ～２００ｍｍの距離、分離されうる。実施形態において、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、上部電極１０５がワークピース１１６の上方にある平行板容量結合プラズマ（ＣＣＰ）プロセスチャンバである。底部電極は、支持面１１４の下の支持ペデスタル１０８内の位置１１３に含まれる。１つの実施形態では、上部電極１０５は、２００～１００００ワットの範囲の電力を含む、４０～２００ＭＨｚの範囲の周波数を有するＲＦ源に接続される。１つの実施形態では、下部電極は接地に接続される。ウエハの上方、かつ２つの電極の間にプラズマが発生する。１つの実施形態では、ワークピース１１６は、支持面１１４内又は支持面１１４の下にある１つ以上のクランプ電極によって、支持面１１４に静電クランプされる。実施形態において、ワークピース１１６は、処理中の追加のプラズマ制御のために、バイアス電極に（例えば、０．１～２０ＭＨｚの範囲の低ＲＦ周波数で）接続される。生成されたプラズマは、第１の電極１０５への電力をパルス状することにより、処理中にパルス化されうる。

【0019】

実施形態では、ワークピース１１６は、半導体製造環境において一般的に使用される任意の基板を含みうる。例えば、ワークピースは半導体ウエハを含みうる。実施形態では、半導体材料は、ケイ素又はＩＩＩ－Ｖ族半導体材料を含みうるが、これらに限定されない。半導体ウエハは、いくつかの実施形態では、半導体オンインシュレータ（ＳＯＩ）基板であってもよい。通常、半導体ウエハは標準的な寸法（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍなど）を有する。しかしながら、ワークピース１１６は任意の寸法を有しうることを理解されたい。実施形態はまた、ガラス又はセラミック材料などの非半導体材料を含むワークピースを含んでもよい。実施形態では、ワークピース１１６は、半導体処理機器を用いて製造された回路又は他の構造を含みうる。更に別の実施形態では、ワークピース１１６は、レチクル又は他のリソグラフィマスクオブジェクトを含みうる。

【0020】

図１Ａ及び図１Ｂは、２相サイクル回転クロスフロー動作の例を示している。第１の位相において、ガスインジェクタ１１８Ａは、ワークピース１１６の表面に対して概ね平行に、かつワークピース１１６の表面にわたって第１の方向に第１のガス流１２４Ａを注入し、ガス流１２４Ａをポンプで送り出すために、ガスインジェクタ１１８Ａの概ね反対側の１つ以上の側壁１１２に沿って反対側にあるポンプポート１２０Ａを有している。第２の位相において、ガスインジェクタ１１８Ｂは、ワークピース１１６の表面に対して概ね平行に、かつワークピース１１６の表面にわたって第２の方向に第２のガス流１２４Ｂを注入し、ガス流１２４Ｂをポンプで送り出すために、ガスインジェクタ１１８Ｂの概ね反対側の１つ以上の側壁１１２に沿って反対側にあるポンプポート１２０Ｂを有している。実施形態では、第２のガス流１２４Ｂの方向は、第１のガス流１２４Ａの方向とは異なる。１つの実施形態では、概ね平行とは約０°～１５°以内を意味し、概ね反対側とは約０°～３０°以内を意味する。

【0021】

したがって、ガスインジェクタ１１８Ａと反対側のポンプポート１２０Ａが１つのガスインジェクタ・ポンプポートペアを形成する一方で、ガスインジェクタ１１８Ｂと反対側のポンプポート１２０Ｂは第２のガスインジェクタ・ポンプポートペアを形成する。１つの実施形態では、ガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂの各々は、図１Ａに示されるように、個々のガスインジェクタのアレイを含みうる。代替的な実施形態では、ガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂの各々は、単一のベントガスインジェクタのみを含む。いくつかの実施形態では、ガスインジェクタ１１８Ａは個々のガスインジェクタのアレイを含み、ガスインジェクタ１１８Ｂは単一のベントガスインジェクタであるか、又はその逆である。

【0022】

図１Ａに示すように、ワークピース１１６の配向に概ね平行な水平面に沿って、各ガスインジェクタ・ポンプポートペア（すなわち、ガスインジェクタと反対側のポンプポート）は、プラズマ処理チャンバ１００Ａの側壁１１２に沿って対称的に位置する。任意の数のガスインジェクタ１１８及びポンプポート１２０が提供されうる。概して、１つのガスインジェクタ・ポンプポートペアは、合計３６０度をインジェクタ・ポンプポートペアの数で除算したものに等しい角度だけ、隣接するインジェクタ・ポンプポートペアの位置からオフセットされ、ガスの分布が確実に等しくなりうる。例えば、２つのインジェクタ・ポンプポートペアがある場合、インジェクタ・ポンプポートペアは互いに１８０°（３６０°／２）オフセされる。インジェクタ・ポンプポートペアが３つある場合、インジェクタ・ポンプポートペアは１２０°オフセットされる（図２Ａ及び図２Ｂ）。いくつかの実施形態では、示されているように、ガスインジェクタのスパンは、対応するポンプポートのスパンよりも小さい。他の実施形態では、ガスインジェクタのスパンは、対応するポンプポートのスパンと同じである。他の実施形態では、ガスインジェクタのスパンは、対応するポンプポートのスパンよりも大きい。ガスは、孔、スロットなど様々な形状寸法のガスインジェクタ開口部から注入することができ、異なるガスインジェクタは、同じ又は異なる形状寸法及びサイズを有することができる。

【0023】

いくつかの実施形態では、ガスインジェクタ１１８及びポンプポート１２０の数は等しいが、他の実施形態では、ガスインジェクタ１１８及びポンプポート１２０の数は異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、単一のポンプポートが、描かれているように、対応するガスインジェクタと関連している。他の実施形態では、ポンプポートのアレイは、対応するガスインジェクタと関連付けられている。

【0024】

図１Ｂに示すように、ガスインジェクタ１１８は、処理領域１１０内の側壁１１２の開口部内に位置する。例えば、開口部は側壁１１２のライナ内に配置しうる。実施形態では、側壁１１２の開口部は、チャンバリッド１０４と基板支持ペデスタル１０８との間の垂直方向の位置にある。図示された実施形態では、側壁１１２の開口部は、チャンバリッド１０４の底部に隣接している。

【0025】

支持ペデスタル１０８の配向に概ね平行な垂直面に沿って、ポンプポート１２０の位置は、１つの実施形態では、チャンバリッド１０４の底部と支持ペデスタル１０８の上部との間の距離にほぼ等しい距離だけ、ガスインジェクタ１１８の位置から垂直にオフセットされうる。この実施形態では、ポンプポート１２０は、側壁１１２と支持ペデスタル１０８との間、かつチャンバ床１０６の上方の空洞に位置しうる。別の実施形態では、ポンプポート１２０は、チャンバリッド１０４とチャンバ床１０６との間のどこであっても側壁１１２の追加の開口部内に位置しうる。別の実施形態では、ガスは、チャンバリッドの外周領域から注入され、及び／又は、チャンバ底部の外周領域からポンプで送り込まれ、ワークピース処理領域上を、なおもワークピースに対して実質的に平行に流れうる。

【0026】

上述したように、開示された実施形態のプラズマ処理チャンバ１００Ａは、概して平行に、かつワークピース１１６にわたってガスを注入する。これは、ＣＣＰソースリアクタにおける「シャワーヘッド」電極からの典型的な軸対称トップダウンガス流注入と対照的であり、かつＩＣＰ又はマイクロ波ソースリアクタにおける中心軸近傍のノズルアレイからの放射状外向き／下向きガス注入と対照的である。加えて、実施形態では、ワークピースの外周に軸対称に位置するポンプポート又はポンピングプレナムの代わりに、ガスは、注入側とは概して反対側のワークピースの側から優先的にポンプで送り出される。

【0027】

実施形態では、各クロスフロー相のガス流１２４は、ガス流の回転を制御するためにオン／オフに切り替え可能である。別の実施形態では、ガス流１２４のオン／オフを切り替える代わりに、変調関数が、ガスインジェクタ１１８からのガス流１２４の流量、及び／又はポンプポート１２０によって生じる出口コンダクタンス（又は圧力）に適用されてもよく、開閉状態を近似するか、又は正弦波などの変調関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用して状態間でランプする（ｒａｍｐ）。図１Ｂに示されるように、第１及び第２のガス流１２４Ａ及び１２４Ｂの一方又は両方の流量は、それぞれガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂに接続される１つ以上のガス入り口バルブ１２２Ａ及び１２２Ｂ（例えば、圧電バルブ）を使用して変調されうる。実施形態では、ガス入り口バルブ１２２Ａ及び１２２Ｂは、単一種類のガス、又は異なる種類の混合ガスが、各回転位相の間に処理領域１１０に注入されうるように、１つ以上のガス源１２６に接続される。１つの実施形態では、ガスインジェクタ１１８によって一定の合計ガス流が印加され、完全なサイクルでワークピース１１６の異なる側面にわたってガス流を円滑にかつ順次、注入することができ、その後、必要に応じてこれが繰り返されうる。

【0028】

加えて、いくつかの実施形態では、ポンプポート１２０の１つ以上が変調されうる。例えば、ポンプポートのコンダクタンス（圧力）は、ポンプポート１２０Ａ及び１２０Ｂ上の個々の圧力制御バルブ１２７Ａ及び１２７Ｂを用いて変調されうる。また、ポンプポート１２０Ａ及び１２０Ｂが、ガスを排出するために１つ以上のポンプ１３２に接続されていることも示されている。図示された例では、ポンプポート１２０Ａの圧力制御バルブ１２７Ａが閉位置にあり、その一方で、圧力制御バルブ１２７Ｂは、第１のガス流１２４Ａを排出するために開位置に示されている。圧力制御バルブ１２７Ａ及び１２７Ｂは、コンダクタンス又は圧力の２つの状態の間で滑らかに作動させることができ、その後、ガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂと同様の順序で循環される。１つの実施形態では、圧力制御バルブ１２７Ａと１２７Ｂはスロットルバルブを含む。

【0029】

プラズマチャンバ１００Ａは、様々な種類のプロセスガスを注入しうる。例示的なプロセスガスは、以下のもの、即ち、ｉ）Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、ＣＨ_２Ｆ_２、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_４のうちの１つ以上を含む誘電体エッチングするガス、ｉｉ）ＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２のうちの１つ以上を含む堆積ガス、ｉｉｉ）Ａｒ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＣＯＳのうちの１つ以上を含む、エッチング又は堆積のいずれかのための共流（ｃｏ－ｆｌｏｗ）用の追加ガス、ｉｖ）ＳｉＣｌ_４、ＳｉＣＨ_２Ｃｌ_２のうちの１つ以上を含む半導体材料エッチング堆積ガス、ｖ）ＢＨ_３、ＡｌＨ_３、ＧａＨ_３、ＮＨ_３のうちの１つ以上を含む水素化物系堆積ガス、ｖｉ）ＳｉＣｌ_４、ＳｉＣＨ_２Ｃｌ_２、Ｏ_２のうちの１つ以上を含む酸化物材料エッチング堆積ガス、及びｖｉｉ）ＮＨ_３、Ｎ_２、Ａｒのうちの１つ以上を含むアニーリングガスを含みうる。

【0030】

いくつかの実施形態では、プラズマ処理チャンバ１００Ａは、ガス流、速度、圧力、温度などを含むモニタプロセスチャンバ条件を高感度かつリアルタイムでモニタするためのセンサ１３１及びシステムを更に含みうる。特定の実施形態は、セラミック基板、又はガラス基板若しくはシリコン基板若しくはフレキシブル基板などの基板上に、容量性壁センサ、オンチップ若しくはオフチップ熱センサ、圧力センサ、及び／又は統合センサ（容量性センサ及び熱センサ）を含みうる。いくつかの実施形態では、センサがチャンバ全体に分散され、チャンバ条件をさまざまな場所でモニタし、それをエッチング速度、エッチング不均一性、粒子発生、プロセスドリフト、圧力均一性などの全体的なプロセス性能に相関させることができる。１つの実施形態では、処理中のガス流（例えば、回転速度、均一性、速度）に関するデータを提供するために、複数の又はアレイの圧力センサがチャンバ全体に分布されうる。

【0031】

図１Ｂは更に、プラズマ処理チャンバ１００Ａがコントローラ１４０に接続され、このコントローラがユーザインターフェース１４２に接続されうることを示している。いくつかの実施形態では、コントローラは、プラズマ処理チャンバ１００Ａの動作を制御するために、ガス入り口バルブ１２２、圧力制御バルブ１２７、ガス源１２６、ポンプ１３２、及びセンサ１３１に接続されうる。ユーザは、ユーザインターフェース１４２からコントローラ１４０を通してプラズマ処理チャンバ１００Ａのプロセスパラメータ及びモニタ動作を設定しうる。

【0032】

プラズマ処理チャンバの多相アーキテクチャは、多くの異なる構成オプションを可能にする。例えば、図１Ｃは、サイドツーサイド（ｓｉｄｅ－ｔｏ－ｓｉｄｅ）のガス流を提供する１つ以上のペアのガスインジェクタ１１８とポンプポート１２０に加えて、トップダウン（ｔｏｐ－ｄｏｗｎ）のガス流を含む実施形態における、プラズマ処理チャンバ１００Ｂの断面図を示す。この実施形態では、チャンバリッド１０４は、シャワーヘッドプレート１２８と共に構成されうる（図１Ｂのコントローラ及びＵＩは、簡略化する目的で図示されていない）。シャワーヘッドプレート１２８は、ガスインジェクタ１１８Ａ及び１１８Ｂによって分配されるガスと共に処理領域１１０内にガスを分配するための中央マニホールド１２９及び１つ以上の外側マニホールド１３０を有しうる。シャワーヘッドプレート１２８を使用すると、追加のガスが垂直の速度成分でチャンバ内に導入されうる。しかし、ガスインジェクタ１１８Ａによる一方の側からのガスの注入と、ポンプポート１２０Ｂによるワークピース１１６の他方側へのポンプでの送り出しにより、概して、ワークピース１１６の大部分にわたるガス速度の水平方向構成要素が生じる。同様に、ポンプポート１２０は、側壁１１２上、又はチャンバの上面もしくは下面にありうるが、概して、注入側の向かい側にある。従って、垂直方向には排出ガスの速度成分が存在しうるが、ガス速度は、概して水平であり、ワークピース１１６の上方の領域ではワークピース１１６に平行である。

【0033】

図２Ａ～２Ｃは、１つの実施形態による３相回転クロスフロー動作を有するプラズマリアクタのプラズマ処理チャンバを示す図である。図２Ａは、３相回転クロスフロープラズマ処理チャンバの斜視半透明図の概略図である。図２Ｂは、別の実施形態による、３相回転クロスフロープラズマ処理チャンバの上面図の概略図である。

【0034】

図２Ａを参照すると、３相回転クロスフロー動作を有するプラズマ処理チャンバ２００Ａは、チャンバ２００がワークピース２１６を取り囲む側壁２１２を含むという点で、図１Ａ～１Ｃに関して示された実施形態に類似している。しかしながら、２つのガスインジェクタ２１８Ａ及び２１８Ｂ並びに２つの反対側にあるポンプポート２２０Ａ及び２２０Ｂに加えて、プラズマ処理チャンバ２００は、ガス流をポンプで送り出すために側壁２１２の概ね反対側に位置するガスインジェクタ２１８Ｃ及び反対側のポンプポート２２０Ｃを更に含む。ガスインジェクタ２１８Ａと反対側のポンプポート２２０Ａが、１つのガスインジェクタ・ポンプポートペアを形成する。ガスインジェクタ２１８Ｂと反対側のポンプポート２２０Ｂが、第２のガスインジェクタ・ポンプポートペアを形成する。そして、ガスインジェクタ２１８Ｃと反対側のポンプポート２２０Ｃが、第３のガスインジェクタ・ポンプポートペアを形成する。（ガスインジェクタ２１８Ａ～２１８Ｃは、まとめてガスインジェクタ２１８と称され、ポンプポート２２０Ａ～２２０Ｃは、まとめてポンプポート２２０と称される）。

【0035】

この実施形態では、ガスインジェクタ２１８は各々、図示されたように、側壁２１２内の単一のベントとして構成される。１つの実施形態では、図示されたように、ガスインジェクタ２１８は、プラズマ処理チャンバ２００の中心軸に関して対称に配置され、ポンプポート２２０は、プラズマ処理チャンバ２００の中心軸に関して対称に配置される。３つのインジェクタ・ポンプポートペアを含む３相回転クロスフローの実施形態では、インジェクタ・ポンプポートペアは互いに１２０°（３６０°／３）だけオフセットされる。より具体的には、ガスインジェクタ２１８は互いから約１２０°のところに位置し、ポンプポート２２０は互いから１２０°のところに位置する。ポンプポート２２０は、間隔をあけて配置されたガスインジェクタ２１８の間で側方に配置されるとともに、ガスインジェクタ２１８から垂直にオフセットされている。

【0036】

図２Ｂは、ガスインジェクタアレイ２１８Ｄと称される個々のガスインジェクタのアレイを含むプラズマ処理チャンバ２００Ｂの上面図を示す。ここで、個々のガスインジェクタは、側壁２１２の外周周囲に分散されている。また、ポンプポート１２０ごとに１つずつ、３つのガス入り口バルブ１２２Ａ～１２２Ｃ、及び３つの圧力制御バルブ１２７Ａ～１２７Ｃが示されている（図１Ｂ参照）。ガスインジェクタアレイ２１８内のより小さい個々のガスインジェクタのセット（図示されるように、４つのインジェクタなど）は、ガス入り口バルブ１２２Ａ～１２２Ｃのうちの単一のバルブによって変調されて、ワークピース２１６にわたって様々な方向のガス流を形成しうる。次いで、ガス流は、調節ガス入り口バルブ１２２Ａ～１２２Ｃから概ね反対側の圧力制御バルブ１２７Ａ～１２７Ｃの対応するバルブによって制御されるポンプポートの１つによって送り出される。この場合、実施形態では、ガスインジェクタのスパンは、対応するポンプポートのスパンよりも大きく、その結果、比較的狭いポンプポートにいくらか収束した流れ（例えば、流れ２９９）が生じる。

【0037】

図２Ｃは、プラズマ処理装置チャンバ２００Ｂにより実行される３相回転クロスフロー動作のためのタイミング図を更に詳細に示している。タイミング図は、３つのガス入り口バルブ１２２（ＧＶ１、ＧＶ２、ＧＶ３）と、３つの圧力制御バルブ１２７（ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３）が存在することを想定している。Ｘ軸は時間を表し、Ｙ軸は、ｉ）底部の列で開いているガスバルブの割合、中央の列で閉じているポンプポートの割合、及び最上列でバラトロン（マノメータ）により測定されたチャンバ圧力を表す。

【0038】

コントローラは、プラズマ処理チャンバ２００に接続され、ガス入り口バルブ１２２Ａ～１２２Ｃ及び圧力制御バルブ１２７Ａ～１２７Ｃを制御するように構成されうる。コントローラは、ＧＶ１を１００％まで全開にし、ＧＶ２とＧＶ３を例えば約２～５％で部分的に開くことにより第１の位相を開始する。第１の位相では、ＰＶ１は開放されるが、ＰＶ２とＰＶ３は閉鎖され、チャンバ圧力は１ｍＴと５００ｍＴとの間にある。

【0039】

ＧＶ１は第１の位相と第２の位相との間の移行部付近で閉じ始め、ＧＶ２を１００％まで全開にすることでガス流の方向を回転させ、第２の位相を開始する。ＧＶ１とＧＶ３は、約２～５％で部分的に開いている。第２の位相の間、コントローラは、ＰＶ２を開き、ＰＶ１とＰＶ３を閉じたままにする。チャンバ圧力は、いくつかの実施形態では、１ｍＴと５００ｍＴとの間、他の実施形態では、１０ｍＴと２００ｍＴとの間に維持しうる。

【0040】

第２の位相と第３の位相との間の移行部付近で、ＧＶ２がランプダウンされ、ＧＶ３を１００％に開くことによってガス流の方向が回転され、第３の位相が開始される。ＧＶ１とＧＶ２は、約２～５％で部分的に開いている。第３の位相の間、コントローラは、ＰＶ３を開き、ＰＶ１とＰＶ２を閉じたままにする。これで３相サイクルが完了し、必要に応じて繰り返えされうる。図示したように、３つのガス流位相において、比較的一定のチャンバ圧力が保持される。１つの実施形態では、ＧＶ１、ＧＶ２、ＧＶ３を順次開閉することで、ウエハの回転を模倣しうる回転ガス流が効果的に作り出される。１つの実施形態では、ガス流の単一の全回転は、およそ１００ミリ秒から１０秒の範囲の速度で実行される。

【0041】

ガス流の位相とサイクルとの間には、様々な変化が生じうる。つまり、プラズマ処理チャンバの動作を制御する各パラメータは、位相やサイクルにわたって変化しうる。例えば、全サイクルを完了する時間は、様々なサイクルにわたって同じであっても異なっていてもよい。ある位相を完了する時間は、１サイクルの中で同じであっても異なっていてもよく、様々なサイクルにわたって同じであっても異なっていてもよい。ガス流の回転方向（例えば、時計回り、反時計回り）は、サイクルの位相内で同じであっても異なっていてもよく、非連続的であってもよく、サイクルにわたって同じであっても異なっていてもよい。ガス流の速度は、サイクルの位相内で同じであっても異なっていてもよく、サイクルにわたって同じであっても異なっていてもよい。ガスバルブの開放率（％）、及びガスバルブが開放されている時間は、サイクルの位相内で同じであっても異なっていてもよく、又はサイクル全体にわたって同じであっても異なっていてもよい。圧力制御バルブの開放率（％）、及び圧力制御バルブが開放されている時間は、サイクルの位相内で同じであっても異なっていてもよく、又はサイクル全体にわたって同じであっても異なっていてもよい。例えば、実施形態では、回転はプロセスの第１の部分に対してある速度で実行され、次にプロセスの第２の部分に対して第２の速度まで減速される。実施形態では、回転はプロセスの第１の部分に対してある速度で実行され、その後プロセスの第２の部分に対して第２の速度まで加速される。実施形態では、回転は、単一の回転サイクルの第１の部分では速く、回転の第２の部分では遅くなる。実施形態では、単一の回転サイクルの第１の部分では回転が遅く、回転の第２の部分では加速される。単一のサイクル内又はサイクル間で回転速度を変えることによって、プロセスの不均一性が補償されうる。他の実施形態では、方向は、サイクル内、サイクル間、又はサイクルのセット間で、時計回りと反時計回りの間で変更される。同様に、実施形態では、第１の位相と、第２の位相と、第３の位相との間のガス流量は、サイクル内、サイクル間、又はサイクルのセット間で変更されうる。

【0042】

図２Ｄは、チャンバリッド１０４の上部の斜視図を示し、その上方にガス供給システムが示されている。１つの実施形態では、ガス供給システム２２５は、ガス入り口バルブ１２２のアレイを含み、ガス入り口バルブ１２２の各々は、チャンバリッド１０４の外周周囲の上方に位置し、対称的に配置される。図示された実施形態では、ガス供給システム２２５は、６つのガス入り口バルブ１２２を含むが、具体的な数は、例えば、２つ以上など、変化しうる。ガス入り口バルブ１２２の各々の上側は、スポーク及びハブ形成に配置されたガスラインアセンブリ２５０に接続されうる。ここで、ハブは、図１Ｂ及び図１Ｃに示されるガス源１２６に接続される。ガス入り口バルブ１２２の底側は、再帰的ガスライン２５２のそれぞれのセットに接続されうる。再帰的ガスライン２５２の各セットは、１つ以上のガスインジェクタ１１８に接続されうる。図示された特定の実施形態では、各々のガスインジェクタ１１８に接続された４つの入り口を備えた６セットの再帰的ガスライン２５２があり、合計２４の入り口がある。

【0043】

実施形態において、ガス入り口バルブ１２２は、ガスの点灯若しくはアーク放電につながる又はＲＦ整合制御の追従を困難にする過度の圧力スパイクを伴わずに、高速応答を許容するアナログ可変コンダクタンス高速ガスバルブを含みうる。ガス入り口バルブの特定の例は、市販のＳｗａｇｅｌｏｋ ｅＤＥバルブ及びＦｕｊｉｋｉｎ Ｐｉｅｚｏバルブを含む。Ｓｗａｇｅｌｏｋ ｅＤＥバルブの開閉時間は１５～２０ミリ秒でありうる。また、大気／真空の密閉に良好であり、寿命は４０００万サイクルである。Ｆｕｊｉｋｉｎ Ｐｉｅｚｏバルブは比例流を有し、開閉時間は１０ミリ秒であり、使用によっては４０００万サイクルをはるかに超える寿命を有しうる。どちらも上流圧力４００Ｔで最大２．５ｓｌｍのガス流を供給しうる。

【0044】

図２Ｅはプラズマチャンバの斜視断面図を示す。この図は、再帰的ガスライン２５２とガスインジェクタ１１８との間の接続を示している。また、１つの実施形態では、側壁１１２が、外側側壁１１２Ａと内側側壁１１２Ｂ（又はライナ）とを含み、ガスインジェクタが、外側側壁１１２Ａと内側側壁１１２Ｂとの間の空間内に形成され、ガスが、内側側壁１１２Ｂの開口部を通って再帰的ガスライン２５２から注入されることが示されている。

【0045】

図２Ｆ～２Ｈは、ポンプポート１２０が形成される真空チャンバの斜視図と断面図である。実施形態では、真空チャンバ２７５は、ポンプ１３２（図１Ｂ及び図１Ｃ）によって制御される動的真空下にある。１つの実施形態では、真空圧は１ｍＴから５００ｍＴの範囲にありうる。１つの実施形態では、チャンバ床１０６は、上部チャンバ床１０６Ａと下部チャンバ床１０６Ｂとを含む。ポンプポート１２０は、上部チャンバ床１０６Ａと下部チャンバ床１０６Ｂとの間の真空チャンバ２７５内の空洞内に形成される。ポンプポート１２０はまた、支持ペデスタル１０８を中心に対称に配置される。

【0046】

アクチュエータ２７７は、各ポンプポート１２０を制御するために圧力制御バルブ１２７に接続される。図２Ｈは、ポンプポート１２０が、各ポンプポート１２０の空洞内で対応する圧力制御バルブ２２９を昇降させるアクチュエータ２７７の１つによって開閉されることを示している。図２Ｆが、１つの実施形態において、圧力制御バルブ２２９が、関連するポートを密閉するための単一の一体型本体を含みうることを示す一方で、図２Ｇは、別の実施形態において、圧力制御バルブ２２９が、対応するアクチュエータ２７７によって各々が制御される、１つ以上の隣接するセクション（この場合２つ）に分割されうることを示す。実施形態では、図２Ｈを参照すると、左側の圧力制御バルブ１２７は下向き（開）であり、右側の圧力制御バルブ１２７は上向き（閉）である。図２Ｆ及び図２Ｇでは、すべての圧力制御バルブが閉位置にあることが示されている。

【0047】

図２Ｉ～図２Ｋは、１つの実施形態による３相回転クロスフローを有する例示的な誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバの斜視半透明図を示す図である。図２Ｉに示すように、ＩＣＰプラズマチャンバ２８０は、チャンバリッド（図示せず）に隣接する平面のマルチスパイラルコイルの形態の電極２８２を含む。電極２８２は、ＲＦ駆動されるポスト２８６を含み、最大半径に沿って３つの接地端２８４を含みうる。図２Ｊは、チャンバリッドの外周周囲に対称的に配置されたガスインジェクタ２８８を示す。１つの実施形態では、ガスインジェクタ２８８は、その間に６０°幅の空間を有する６０°幅の入り口を含みうる。図２Ｋは、チャンバ底部の外周周囲に対称的に配置されたポンプポート２９０を示し、各ポンプポートは、ガスインジェクタ２８８の１つの１８０°正反対側に位置する。

【0048】

図３Ａ～図３Ｆは、１つの実施形態による４相回転クロスフロー動作を有するプラズマ処理チャンバの上面図を示す図である。図３Ａは、４つの側壁３１２を有する正方形の形状を有しうるプラズマ処理チャンバ３００を示す図である。４つの側壁３１２の各々は、４つのガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄのうちの１つと、４つの反対側にあるポンプポート３２０Ａ～３２０Ｄのうちの１つを含む。

【0049】

図３Ｂは、４相回転クロスフロー動作を説明する図である。４相サイクルで、４つの側壁３１２の各々からガスが注入され、反対側からポンプで送り出される。各ポンプポート３２０Ａ～３２０Ｄのコンダクタンスは、高速の個別スロットルバルブで変調できる。第１の位相は左から右への第１のガス流を示す。フェイズ２は、上部から底部への第２のガス流までの時計回りの回転を示す。位相３は、右から左への第３のガス流までの時計回りの回転を示す。そして位相４は、底部から上部への第４のガス流までの時計回りの回転を示す。１つの実施形態では、各位相は用途に応じて約０．５秒から２秒続くことがある。

【0050】

図３Ｃ及び図３Ｄは、開示された実施形態の更なる態様による、反対側にあるサイドポートポンピングによる意図的に不均一な中心及びエッジガス注入を伴う４相回転クロスフロー動作を示す図である。この実施形態では、ガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄの各々における個々のガスインジェクタは、オン／オフに切り替えられうるか、又はガス入り口バルブ１２２によって制御される変調された流量を有しうる。図３Ｃは、中心からエッジへのガス流の４相の例を示す。ここで、各相において、ガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄの各々の個々のガスインジェクタの中心のガスインジェクタから注入されるガス流は、ガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄのエッジのガスインジェクタに対してより大きな流量を有している。図３Ｄは、エッジから中心へのガス流の４相の例を示している。ガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄの各々における個々のガスインジェクタのエッジのガスインジェクタから注入されるガス流は、ガスインジェクタアレイ３１８Ａ～３１８Ｄにおける中心のガスインジェクタに対してより大きな流量を有している。開示された実施形態のこのような不均一な中心及びエッジガス注入は、ワークピースプロセスの均一性を制御するために、意図的に変更され、経時的に制御されうる。１つの実施形態では、１サイクル中、サイクル間、又はサイクルのセット間で、ガスインジェクタの１つ以上の相対的な中心の流れとエッジの流れが変更される。

【0051】

図３Ｅは、多相（例えば４相）回転クロスフロー動作のうちの１相を示す図であり、ガス流の少なくとも一部は、ワークピースにわたった１００％のクロスフローではなく、ワークピースの側面に迂回される。この極端なケースでは、反対側のポンプポートは閉じられ、その一方で、サイドポンプポートは開いており、ワークピースの中心にわたってガス流と速度を最小にする。このプロセスは、均一性を制御するために使用されうる。実施形態では、図３Ｅに示すこのような迂回ガス流は、プロセスの全体、又はサイクルの一部のみ、又はプロセススキームにおけるサイクルの１セット又はより小さいセットに使用される。実施形態では、迂回されたガス流は、チャンバの周囲で１サイクル又は何サイクルも回転される。

【0052】

図３Ｆは、多相サイクルのうちの１相の図であり、ガス流は、より小さな幅のポンプポイントを使用してワークピースにわたって方向付けられる。図３Ｃのように、各ガスインジェクタアレイの個々のガスインジェクタの中心のガスインジェクタからのガス流は、ガスインジェクタアレイのエッジのガスインジェクタに対して流量が大きく、反対側のポンプポートは開いており、その一方で、他のポートは閉じている。更なる実施形態では、上記実施形態と比較して幅の小さいポンプポートにより、ガス流が、ワークピースの中心領域にわたることになる。この実施形態では、典型的な３００ｍｍウエハチャンバの場合、より小さいポンプポートは、幅３．５インチ×（１／複数）×（１４インチ）の長さの中心ライン半径方向のアーク長の寸法を有しうる。その一方で、より大きい単一ポンプポートは、幅３．５インチ×長さ１４インチの長さの中心ライン半径方向のアーク長の寸法を有しうる。概して、ポンプポートは、プロセス用途のフローコンダクタンスに適した寸法又はサイズを有するべきであり、その一方で、チャンバのガス入り口側からポンプポート側まで、ウエハ上の均一な「クロスフロー」を促進するのに十分な狭いポート幅の開口部を有するべきである。

【0053】

エッチング速度均一性調整のための多相回転クロスフロー
回転変調クロスフローを使用すると、チャンバの外周境界からプロセス均一性の制御が可能になりうる。この調整能力により、形状寸法の不連続性（つまり、ガス注入孔）を導入することなく、外周境界において及び高密度プラズマ領域の外側でのガス注入及び／又はポンピングを制御入力として使用して、露出したプラズマに面する表面、すなわち、ガス孔又はガスノズルを備えた電極／シャワーヘッド、のエッチング、磨耗、又はコーティングによるドリフトや時間の経過による変化を最小限に抑えつつ、均一なプラズマの形成が可能になる。

【0054】

開示された実施形態のエッチング速度均一性の調整は、２つの態様を含む。図３Ｇに示すように、エッチング速度の均一性を調整する第１の態様は、ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させることを含む。

【0055】

エッチング速度の均一性調整の第２の態様は、単独で又は第１の態様と組み合わせて使用することができ、プロセス混合ガスと独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物とをワークピースにわたって同時に注入することを含み、ＩＧＩ混合物は、図３Ｈ～図３Ｋに示すように、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリアを増加又は減少させるガスカーテンとして使用される。

【0056】

図３Ｇを参照すると、ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させるエッチング速度均一性調整の第１の態様による４相回転クロスフローが示されている。この例では、側壁が円筒形であり、明瞭にするためにポンプポートが示されていないことを除いて、図３Ａに示される実施形態と同様に、プラズマ処理チャンバは、ワークピース３１６を取り囲む側壁の外周周囲に分散された個々のガスインジェクタを含む１つ以上のガスインジェクタアレイ３１８を含む。図示された例では、３つのガスインジェクタアレイ３１８が示されている。位相１では、ガス流３２４は、１セットの矢印で示すように、ワークピース３１６に向かって上部から注入され、ワークピース３１６から離れる方に向かう別の１セットの矢印で示すように、反対側からポンプで送り出される。

【0057】

この実施形態では、ガスインジェクタアレイ３１８の各々における個々のガスインジェクタは、オン／オフ切り替えられうるか、又はガス入り口バルブ１２２（図２Ｂ）によって制御されるは変調された流量を有し、ワークピース３１６にわたってガス流注入角度を変更する。コントローラ１４０（図１Ｂ）は、ガス流３２４を注入するために使用される隣接する個々のガスインジェクタの数を変更することによって、ガス流注入角度を位相ごとに変更するように構成されうる。ガス流注入の前、間、又は後に、コントローラ１４０は、隣接する個々のガスインジェクタの広いセット又は隣接する個々のガスインジェクタの狭いセットの間での選択が可能である。隣接する個々のガスインジェクタの広いセット（すなわち、インジェクタの数が多いセット）を選択すると、ガス流の注入角度が大きくなる。隣接する個々のガスインジェクタの狭いセット（すなわち、インジェクタの数が少ないセット）を選択すると、ガス流注入角度が小さくなる。更に、隣接するガスインジェクタのセットは、図示されるように、単一のガスインジェクタアレイ３１８からの個々のガスインジェクタ、又は隣接するガスインジェクタアレイ３１８からの個々のガスインジェクタを含みうる。

【0058】

図３Ｇの例では、ガス流３１６の注入角度は、ある位相から次の位相へと減少している。第１の位相でのガス流注入角度は、比較的広く、例えば約１１６°である。第２の位相でのガス流注入角度は、約７９°まで減少する。第３の位相でのガス流注入角度は、約４２°まで減少する。そして、第４の位相のガス流の注入角度は、６°という比較的狭い注入角度まで減少する。

【0059】

ある相から次の相へとガス流の注入角度を増減させることで、異なる流量を有する相が提供でき、ワークピース上のエッチング速度の均一性が変化する。開示された実施形態のこのような不均一なガス流注入角度は、ワークピースプロセスの均一性を制御するために、意図的に変更され、経時的に制御されうる。一例として、ガス流注入角度を小さくすることで、エッチング速度の均一性を高めうる。１つの実施形態では、１つの位相又はサイクルの間、位相又はサイクルの間、又はサイクルのセットの間で、ガスインジェクタの１つ以上のガス流注入角度が変更されうる。

【0060】

図３Ｈ～図３Ｋを参照すると、エッチング速度均一性調整の第２の態様に従って、プロセス混合ガスと独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物との両方が注入される多相サイクルのうちの１相を示す図が示されている。図３Ｇに示される実施形態と同様に、プラズマ処理チャンバは、ワークピース３１６を取り囲む側壁の外周周囲に分散された個々のガスインジェクタを含む１つ以上のガスインジェクタアレイ３１８を含む。コントローラ１４０（図１Ｂに示される）は、エッチング適用中にプラズマ処理チャンバを制御するように構成されうる。ここで、ワークピース３１６上の材料のエッチング速度均一性及び限界寸法均一性（ＣＤＵ）は、ワークピース３１６の表面に概ね平行な方向に、かつワークピース３１６の表面にわたって、１つ以上のガス流を注入するために、ガスインジェクタアレイ３１８を使用することによって、調整又は制御される。

【0061】

各クロスフロー相は、エッチャントガスなどのプロセス混合ガス３２４Ａ又は３２４Ｂと、ＩＧＩ混合物３２６Ａ又は３２６Ｂとを含むガス流を注入しうる。開示された実施形態によれば、ＩＧＩ混合物３２６Ａは、プロセス混合ガス３２４Ａに対する希釈ブースターとして作用するガスカーテンとして使用され、ＩＧＩ混合物３２６Ｂは、プロセス混合ガス３２４Ｂに対するエッチャント濃度比ブースターとして作用するガスカーテンとして使用される。

【0062】

図３Ｈ及び図３Ｉは、最も速いエッチング速度を有するワークピース３１６上のエリアを低減するために、プロセス混合ガス３２４に対する希釈ブースターとして作用するガスカーテンとしてのＩＧＩ混合物３２６Ａの使用を示す。図３Ｈは、動作中、プロセス混合ガス３２４Ａを含む第１のガス流が、個々のガスインジェクタのサブセットからワークピース３１６にわたって注入され、反対側からポンプで送り出されることを示している。同時に、ＩＧＩ混合物３２６Ａを含む第２のガス流が、残りの個々のガスインジェクタの少なくとも一部からワークピース３１６にわたって注入される。一例では、第１のガス流又はプロセス混合ガス３２４Ａは、ベースラインガスを含み、第２のガス流又はＩＧＩ混合物３２６Ａはクリプトン（Ｋｒ）ガスカーテンを含みうる。プロセス混合ガス３２４Ａを注入するために使用されない個々のガスインジェクタのすべて又はほんの一部が、ＩＧＩ混合物３２６Ａを注入するために使用されうる。また、代替的な実施形態では、プロセス混合ガスとＩＧＩ混合物は、同時にではなく、重なる時間に注入されてもよい。

【0063】

図３Ｉは、プロセス混合ガス３２４Ａがエッチャントガスを含む場合に、プロセス混合ガス３２４Ａがワークピース３１６の一部のみの上に集中するため、ワークピース３１６のエッチング速度が異なることを示している。最も速いエッチング速度が、ガス流源に隣接するワークピース３１６のエッジに沿ったエリア３２８Ａで発生する一方で、最も低いエッチング速度は、ＩＧＩ混合物３２６Ａによって覆われたワークピース３１６の残りのエッジエリアに沿ったエリア３３０Ａで発生する。ＩＧＩ混合物３２６Ｂはプロセス混合ガス３２４Ａを希釈するので、希釈されたエッチャントは、最も速いエッチング速度を有するワークピースのエリア３２８Ａを減少させる。したがって、ワークピース３１６の半径方向の均一性は、エッジスロープロファイルになる。ＩＧＩ混合物３２６Ｂを注入し、ＩＧＩ混合物３２６Ｂの希釈効果を増加又は減少させるために使用されるガスインジェクタの数を変更することによって、より速いエッチング速度のエリア３２８Ａが、それぞれ更に減少又は増加されうる。

【0064】

図３Ｊは、最も速いエッチング速度を有するワークピースのエリアを増加させるために、プロセス混合ガス３２４Ｂのエッチャント濃度ブースターとして作用するガスカーテンとしてＩＧＩ混合物３２６Ｂを使用することを示している。動作中、プロセス混合ガス３２４Ｂを含む第１のガス流は、個々のガスインジェクタのサブセットからワークピース３１６にわたって注入され、反対側からポンプで送り出される。同時に、ＩＧＩ混合物３２６Ｂを含む第２のガス流が、個々のガスインジェクタの残りのものからワークピース３１６にわたって注入される。個々のガスインジェクタの残りのすべて又は一部のみが、ＩＧＩ混合物３２６Ｂを注入するために使用されうる。一例として、第１のガス流又はプロセス混合ガス３２４Ｂがベースラインガスを含みうる一方で、第２のガス流又はＩＧＩ混合ガス３２６Ｂは、Ｃ_３Ｆ_６／Ｏ_２ガスカーテンを含みうる。

【0065】

図３Ｋは、最も速いエッチング速度３２８Ｂが、ガス流源に隣接するワークピース３１６のエッジに沿ったエリア３２８Ｂで生じる一方で、最も低いエッチング速度が、ＩＧＩ混合物３２６Ｂによって覆われたワークピース３１６の残りのエッジに沿ったエリア３３０Ｂで生じることを示している。ＩＧＩ混合物３２６Ｂはプロセス混合ガス３２４Ｂを濃縮するので、追加のエッチャントは、最も速いエッチング速度を有するワークピース３１６のエリア３２８Ｂを増加させる。こうして、半径方向の均一性がエッジの高速プロファイルとなる。

【0066】

図３Ｈ～図３Ｋは、第１のガス流又はプロセス混合ガス３２４Ａ若しくは３２４Ｂのガス流注入角度及び／又は第２のガス流又はＩＧＩ混合ガス３３０Ａ及び３３０Ｂのガス流注入角度を変化させることによって（例えば、使用するガスインジェクタの数を変化させることによって）、最も速いエッチング速度のエリアをそれぞれ増加又は減少させるために、エッチャント濃度が増加又は減少されうる。図３Ｈ～３Ｋは、プロセス混合ガスとＩＧＩ混合物が回転せずに１相の間に注入されることを示している。

【0067】

図３Ｌは、ワークピース上の半径方向のエッチング速度の均一性を達成するために、複数のガス流位相又は回転の結果を示す図である。複数のガス流位相又は回転（例えば、３回の１２０°回転を）の間にプロセス混合ガスとＩＧＩ混合物の同時注入を繰り返すことにより、より速いエッチング速度とより遅いエッチング速度との間の差は、図示するように、ワークピース上の半径方向のエッチング速度の均一性を達成しうる。

【0068】

実施形態において、プロセス混合ガス３２４Ａ及び３２４Ｂは、エッチャントガス又は堆積ガスを含みうる。エッチャントガスの例は、Ｃ_ＸＦ_Ｙ（Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、Ｃ_５Ｆ_８など）、Ｃ_ＸＨ_ＹＦ_Ｚ（ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_４など）、フッ素リッチガス（ＮＦ_３、ＳＦ_６など）、Ｃ_ＸＨ_Ｙ（ＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２など）を含みうる。

【0069】

プロセス混合ガス３２４Ａ及び３２４Ｂ又はＩＧＩ混合物３２６Ａ及び３２６Ｂは、希釈剤、不活性ガス又は洗浄ガスを含みうる。希釈ガスの例は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｒｎ、Ｎ、及びＸｅを含みうる。洗浄ガスの例は、Ｏ_Ｘ、Ｎ_２、ＳＦ_ｘ、ＮＦ_ｘなどを含みうる。プラズマエッチングの技術分野でよく知られているように、概して、炭素対フッ素比率及び水素対フッ素比率が高いほど、表面の堆積確率が増加し、比率が低いほど、表面のエッチング確率が増加する傾向にある。すなわち、炭素対フッ素比率が高い（例えば１／１）、又は水素／フッ素比が高い（例えば３／１）ガス（ＣＨ_３Ｆなど）は、概して、より堆積ガスとして作用し、その一方で、炭素対フッ素比が低い（例えば１／３）、又は水素／フッ素比が低い（例えば１／３）ガス（ＣＨＦ_３など）は、よりエッチングガスとして作用する。誘電体エッチング／堆積ガスは、プラズマ（存在する他のガスとそれらの濃度、バルクプラズマ中の電子密度と電子エネルギー分布、表面におけるイオンエネルギー分布）及び表面条件（温度と材料組成）に応じて、エッチャントガス又は堆積（重合）ガスとして作用することができる。

【0070】

開示された実施形態のこれらの態様の利点は、以下を含む。（１）クロスフローガス流は、シャワーヘッドを使用する場合よりも、ワークピースのエッジに沿って少なくとも２倍、中心部では最大５倍速い水平流速を有している。（２）クロスフロー設計は、ワークピース上のあらゆる場所で、いつでも１を上回るペクレ数を維持することができる。即ち、移流輸送によりプラズマ下での再解離を最小限に抑えることができる。（３）クロスフロー動作では、フッ化炭素とエッチング副生成物の全体的な密度がより均一であるため、プラズマ（シース）の均一性が向上する。

【0071】

図４Ａ～４Ｃは、６０°ごとに時間でプロットした３相回転クロスフローにおける回転ガス流の上面図を示す図である。矢印は速度の大きさを示すベクトル、等高線は圧力勾配を表す。０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°におけるガス流のスナップショットが示される。図４Ｃのグラフは、ガスインジェクタとポンプポートの圧力が経時的に、３相にわたって比較的一定であることを示している。図４Ａ～４Ｃに示した例示的な工程は、プロセスの均一性を最大化するために、繰り返しサイクルにわたって、個別に又はより高い可能性では組み合わせて使用されうる。

【0072】

反応性イオンエッチング
例示的な応用として、プラズマ処理チャンバは、半導体製造の間、精密な反応性イオンエッチングを実行するために使用されうる。

【0073】

図５は、１つの実施形態による回転ガスクロスフローを有するプラズマ処理チャンバによって処理された積層メモリデバイスを含むウエハの一部の断面図を示す。１つの実施形態では、製造中の積層メモリデバイスの中間構造が示される。１つの実施形態では、中間構造４００は３Ｄ－ＮＡＮＤ構造を備え、基板４０２、基板４０２上の交互層スタック４０４、交互層スタック４０４上の層間誘電体（ＩＬＤ）層４０６、及びＩＬＤ層４０６上のマスク層４０８を含む。交互層スタック４０４は、交互配置された絶縁体層４０４Ａ及び４０４Ｂ（例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素など）を含みうる。ＩＬＤ層４０６の例は、スピンオングラス、ＳＯＣ、アモルファスカーボン（ａ－Ｃ）、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）、金属ハードマスク（Ｗ、ＷＢＣなど）、及びＳｉＯＮを含みうる。

【0074】

マスク層４０８は、集積回路のパターンを定義し、後続のパターニングステップにおけるウエハからの材料の堆積又は除去をガイドするパターンを有しうる。この例では、反応性イオンエッチングがプラズマ処理チャンバによって実行され、マスク層４０８内の開口部の一部の間の材料を除去して、ＩＬＤ層４０６及び交互層スタック４０４を通って基板４０２に至る開口部４１０を形成する。ここで、開口部４１０と金属層４０４Ａとの交差部が、最終的にメモリセルを形成しうる。プラズマ処理チャンバ（上述された）により注入されたガス流は、エッチング深さの均一性と、開口部４１０のアスペクト比（深さ対幅）の均一性との両方を制御するようにカスタマイズすることができる。１つの実施形態では、１つ以上の開口部４１０は、ＩＬＤ層４０６を通る第１のアスペクト比と、交互層スタック４０４を通る第２のアスペクト比とを有するようにエッチングされうる。実施形態において、開口部４１０の１つ以上は、図示されるように、交互層スタック４０４を通って、ボーイング（ｂｏｗｉｎｇ）と称される、変化するアスペクト比を有しうる。１つの実施形態では、開口部４１０は、８－１、９－１又は１０－１を超える高いアスペクト比を有するようにエッチングされうる。実施形態では、１つ以上の開口部４１０はまた、変化するエッチング深さを有しうる。

【0075】

実施形態において、３Ｄ－ＮＡＮＤイオンエッチング用途は、上述のピラーエッチング、スリットエッチング、周囲コンタクトエッチング（ｐｅｒｉ ｃｏｎｔａｃｔ ｅｔｃｈ）、階段コンタクトエッチング（ｓｔａｉｒｃａｓｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｅｔｃｈ）、セルコンタクト－１エッチング（ｃｅｌｌ ｃｏｎｔａｃｔ－１ ｅｔｃｈ）、及びセルコンタクト－１エッチング（ｃｅｌｌ ｃｏｎｔａｃｔ－１ ｅｔｃｈ）を含みうる。実施形態では、アスペクト比、エッチング深さ、及びボーイング特性は、以下に説明するように、機械学習モデルによってモニタされるパラメータでありうる。

【0076】

多相回転クロスフローを有するプラズマ処理チャンバを制御するための機械学習（ＭＬ）モデルの使用
ワークピース（例えば、ウエハ）上に所望の結果をもたらすように上述のプラズマ処理チャンバを構成するには、個別に制御可能な多くの異なる処理パラメータ（すなわち、ノブ）の複雑な組み合わせを含むプロセスレシピが必要である。実施例は、ガス流混合物、ガス圧力（ミリトル）、ガス流ランプ開放時間（ミリ秒）、ガス流時間（ミリ秒）、ガス流ランプ閉鎖時間（ミリ秒）などを含む。

【0077】

大量生産（ＨＶＭ）のプロセスレシピを開発するために、プロセスエンジニアは自身の経験と専門知識を頼りに、ウエハ上で望ましい結果の大まかな近似値を提供しうるベースラインレシピを特定する。次いで、ノブがどのように相互作用するかを特定するために、１セットのウエハ（又はクーポン）の処理に依存する実験計画（ＤｏＥ）が、ベースラインレシピを中心に生成される。ベースラインレシピを更に改良するために、ＤｏＥの結果がプロセスエンジニアによって解釈されうる。また、ウエハ上の所望の結果に収束させるために、追加のＤｏＥが実行されることもある。このような反復的なプロセスには、時間とリソースを要する。

【0078】

更に、最終的な処理レシピが開発されると、異なるウエハに対してプロセスを何度も繰り返す間にチャンバドリフトが発生し、ウエハ上の結果が変化する可能性がある。チャンバドリフトは、チャンバの消耗部分の侵食、構成要素（センサ、ランプなど）の劣化、表面への副生成物膜の堆積などの結果でありうる。従って、大規模なレシピ開発プロセスの後にさえ、更なる調整が必要となる。

【0079】

その結果、レシピ開発とチャンバのベースライン化には時間とリソースを要する。特に、所与のプロセスを調整し最適化するために利用可能なプロセス空間は非常に大きく、任意の合理的な時間枠内でプロセス空間全体を経験的に探索することは事実上不可能である。更に、処理パラメータ間の相互作用と、それらがプロセスの性能に与える影響のため、一度に１つの処理パラメータを手動でスキャンすることによって、複数の処理パラメータの同時変化の複合効果を予測することは極めて困難である。

【0080】

開示された実施形態の第２の態様は、多相回転クロスフローを有するプラズマ処理チャンバを制御するために１つ以上の機械学習（ＭＬ）モデルを利用する半導体製造ツールを備える。ＭＬモデルは、プロセスレシピの開発、及び／又はデバイス若しくはワークピースの処理に使用されうる。ＭＬモデルは、入力された処理パラメータをデバイスの出力に結合しうる。

【0081】

実施形態では、処理を制御する方法は、ガス流の回転のタイミングを制御するためにＭＬモデルに問い合わせることを含む。実施形態では、半導体製造プロセスレシピを開発するための方法は、１つ以上のデバイス結果を選択することと、多相回転クロスフローを有するプラズマ処理チャンバによって処理されるときにデバイス結果を取得するのに適したプロセスレシピの推奨を取得するためにＭＬモデルに問い合わせることとを含む。これは、フィードフォワードプロセス調整と称されうる。実施形態において、本方法は、ＭＬモデルによって推奨されるプロセスレシピを検証するために、ウエハのセットに対して実験計画（ＤｏＥ）を実行することを更に含みうる。ＤｏＥの測定値は、フィードバックプロセス調整のために、取得され、将来のウエハ用のプロセスレシピを変更するために使用されうる。

【0082】

更に、ＭＬモデルは、チャンバ内でのウエハ処理中にツール上の性能が利用可能になると更新され、その後、プロセス推奨事項を更新し、又は積極的にレシピを変更しうる。これは「オンザフライ（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）」又はリアルタイムのプロセス調整と称されうる。

【0083】

レシピの変更は、例えば、ウエハの上部をエッチングするときはガス流の回転周波数を上げ、下部に達する際には回転周波数を下げる、又はその逆など、ステップ内でのレシピの修正を含みうる。別の例は、図５の積層メモリデバイスの処理時にエッチングの深さをガス流回転の最初と最後でわずかに異ならせるなど、更新された機械学習モデルが単一の回転の範囲内で入力パラメータを修正することである。更新されたＭＬモデルは、チャンバドリフトの正確な追跡を提供可能にし、物理的なウエハの大規模なＤｏＥを用いることなく、又はプロセスエンジニアの経験と知識だけに頼らずに、プロセスレシピの修正を可能にする。

【0084】

したがって、本明細書で開示する実施形態は、大規模な実験計画（ＤｏＥ）において物理的ウエハを処理する必要なく、プロセス空間全体に問い合わせを行うためにＭＬモデルの使用を活用する。したがって、レシピ開発に費やす時間とリソースを大幅に削減することができる。

【0085】

ＭＬモデルは、統計モデルと物理的モデルの組み合わせから生成されたプロセス空間のモデルでありうる。本明細書で使用される際に、「プロセス空間」とは、処理パラメータをウエハ上の１つ以上のデバイス結果にマッピングする多次元プロセス空間を指す場合がある。処理パラメータは、ノブと呼ばれることもあり、プロセスを制御するために制御されうる変数である。例えば、ノブ又は処理パラメータは、温度、ＲＦソース電力、バイアス電力、ガス圧力（ミリトル）、ガス流ランプ開放時間（ミリ秒）、ガス流時間（ミリ秒）、ガス流ランプ閉鎖時間（ミリ秒）、様々なガスインジェクタでのガス流量（ｇａｓ ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎ）、様々なインジェクタでのガス組成、様々なインジェクタに向かうガス流量、ガス流回転周波数、ガス流組成周波数、ガス流速／速度（圧力勾配）、ガス流方向、ガス回転位相、電子／プラズマ密度、プラズマ密度勾配、電子温度、イオン電流密度、プラズマ電位、シース電界、電位、シース電界傾斜角、シース電界ｚ成分、質量分率、フラックス、ワークピースへのイオン電流密度の任意の組み合わせを含みうるが、これらに限定されない。

【0086】

デバイスの結果は、処理後のウエハ上のフィーチャの測定可能な特性を指す場合がある。例えば、選択されたデバイスの結果は、フィーチャプロファイル、層の厚さ、厚さの均一性、層の材料組成、組成の均一性、多孔性、膜応力、設備内のチャンバにわたったプロセスの均一性（例えば、チャンバ整合）、ウエハ間の均一性、異なるウエハロット間の均一性などの任意の組み合わせを含みうる。エッチングプロセスの間、選択されたデバイスの結果は、更に、エッチング速度、エッチング又は均一性の中心対エッジ（ｅｔｃｈ ｏｒ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｃｅｎｔｅｒ－ｔｏ－ｅｄｇｅ）、エッチング速度の均一性方位角（ａｚｉｍｕｔｈａｌ）、エッチングフィーチャの均一性（概して、上部対底部の限界寸法（ＣＤ）によって記述される）、傾斜、弓形、及びマスクの残りなどの任意の組み合わせを含みうる。つまり、デバイスの結果は、単一ウエハ上の結果に限定されない。プロセス空間の各ポイントは、処理パラメータ値のセットと、処理パラメータのセットによって生成されるデバイスの１つ以上の結果の表示でありうる。

【0087】

実施形態では、ＭＬモデルの統計モデルは、プロセス空間の一部を追加する（ｐｏｐｕｌａｔｅ）ために、実際のウエハのＤｏＥを使用して構築されうる。次に、プロセス空間の残りの部分を外挿するために、アルゴリズムが使用されうる。物理的モデルは、処理チャンバ内で発生する現実世界の物理的及び化学的相互作用に基づいている。物理的モデルを生成するために、様々な処理パラメータの範囲にわたる処理チャンバ内の物理的及び化学的相互作用のシミュレーションが使用されうる。実施形態では、ＭＬモデルを提供するために、物理的モデルが統計モデルと統合される。例えば、物理的モデルは、統計モデルのあらゆる間隙を充填するため、及び／又は、外挿されたデータ点を検証するために使用されうる。

【0088】

次に図６を参照すると、実施形態による、ＭＬモデルを利用した処理ツール６００のブロック図が示されている。処理ツール６００は、上述のプラズマ処理チャンバに対応するツールハードウェア６４０、機械学習モデルサーバ６２０、フロントエンドサーバ６６０、及び制御サーバ６５０を含む。

【0089】

実施形態では、ＭＬモデルサーバ６２０は、統計モデル６２５と物理的モデル６２７を含みうる。統計モデル６２５及び物理的モデル６２７は、統計モデル６２５及び物理的モデル６２７を構築及び／又は更新するために使用される入力データ（例えば、センサデータ、モデルデータ、計測学データなど）を格納するためのデータベース６３０に通信可能に接続されうる。

【0090】

実施形態では、統計モデル６２５は物理的ＤｏＥから生成され、補間を使用して拡張プロセス空間モデルを提供しうる。処理される物理的なウエハは、処理パラメータを特定のデバイス結果にマッピングするために使用されうる。物理的ＤｏＥはまた、異なる処理パラメータ間の相互作用を特定するために使用されてもよい。物理的なウエハのためのデータ（計測学データ、センサデータ、プロセスパラメータデータなど）が提供された後に、プロセス空間の間隙を充填するために補間が使用される。実施形態では、計測学データなどのデータは、データリンク（例えば、有線又は無線のデータリンク）によってＭＬモデルサーバ６２０と通信可能に接続される外部ツールを使用して、取得されうる。アルゴリズムは、ニューラルネットワーク、ディープラーニング、又は回帰分析のために使用される他の既知の技法（例えば、線形、部分最小二乗、ガウス、多項式、回帰用の畳み込みニューラルネットワーク、回帰ツリーなど）を含みうるが、これらに限定されない。

【0091】

実施形態では、統計モデル６２５は、処理ツールと併用するために販売又はライセンス供与されるモジュールとして提供されうる。すなわち、統計モデル６２５用の物理的ＤｏＥは、処理ツールの製造者によって実行されうる。他の実施形態では、統計モデル６２５は、現場で物理的ＤｏＥを実行することによって生成されうる。更に別の実施形態では、一般的な統計モデル６２５がツール製造業者から提供され、その後の物理的ＤｏＥが現場で実行され、調査対象の特定の処理ツールをより忠実にモデル化するために統計モデル６２５の較正を提供しうる。

【0092】

実施形態では、物理的モデル６２７は、現実世界の物理学と化学の関係を用いて生成されうる。例えば、物理的モデルを構築するために、処理チャンバ内の様々な相互作用に関する物理・化学方程式が使用されうる。物理的モデル６２７はまた、物理的モデル６２７の精度を高めるために、チャンバ形状寸法又は他のチャンバ構成を利用しうる。物理的モデル６２７は、複数の異なる処理パラメータにわたる処理ツール内の物理的及び化学的相互作用のシミュレーションの結果でありうる。物理的モデル６２７は、処理ツールと併用するために販売又はライセンス供与されるモジュールでありうる。

【0093】

実施形態では、物理的モデル６２７と統計モデル６２５は、（矢印で示すように）互いに参照可能でありうる。２つのモデル６２７と６２５の相互参照により、各モデルの検証、及び個々のモデルのあらゆる間隙の充填が許容される。実施形態では、より堅牢なＭＬモデルを提供するために、物理的モデル６２７と統計モデル６２５が組み合わされうる。

【0094】

図示されるように、ＭＬモデルサーバ６２０は、処理ツール６００と統合されうる。例えば、ＭＬモデルサーバ６２０は、矢印で示すように、ネットワーク接続によってフロントエンドサーバ６６０と通信可能に接続されうる。しかし、他の実施形態では、ＭＬモデルサーバ６２０は、処理ツール６００の外部にあってもよい。例えば、ＭＬモデルサーバ６２０は、外部ネットワークなどを通して処理ツール６００と通信可能に接続されうる。

【0095】

実施形態では、フロントエンドサーバ６６０は、ＭＬモデルサーバ６２０用のユーザインターフェース６６５を含みうる。ユーザインターフェース６６５は、プロセスエンジニアがＭＬモデリングを利用するためのインターフェースを提供し、これは、レシピ開発又はチャンバベースライニングなどの様々な動作を実行することを目的としている。１つの実施形態では、ユーザインターフェース６６５は、図１Ｂのユーザインターフェース１４２に対応しうる。

【0096】

コントロールサーバ６５０は、スマートモニタリング及び制御ブロック６５５を含みうる。スマートモニタリング及び制御ブロック６５５は、処理ツール６００の診断及び他のモニタリングを提供するためのモジュールを含みうる。モジュールは、ヘルスチェック、センサドリフト、欠陥回復、漏水検出などが含まれうるが、これらに限定されない。スマートモニタリング及び制御ブロック６５５は、ツールハードウェア６４０に実装された様々なセンサからのデータを入力として受信しうる。センサは、ツール６００の動作を可能にするために半導体製造ツール６００に一般的に存在する標準的なセンサ６４７を含みうる。センサは、ツール６００内に追加されるモデリングセンサ６４５も含みうる。モデリングセンサ６４５は、高度に詳細なＭＬモデルの構築に必要な追加情報を提供する。例えば、モデリングセンサは、仮想センサ及び／又は目撃センサを含みうる。仮想センサは、２つ以上の物理的センサから得られたデータを利用し、物理的センサだけでは得られない追加のセンサデータを提供するために、内挿及び／又は外挿を実施しうる。特定の例では、仮想センサは、ガスカートリッジのような処理ツールの一部を通る流量を計算するために、上流圧力センサと下流圧力センサを利用しうる。概して、モデリングセンサは、圧力センサ、温度センサ、ガス濃度センサなど、あらゆるタイプのセンサを含みうるが、これらに限定されない。実施形態では、スマートモニタリング及び制御ブロック６５５は、ＭＬモデルサーバ６２０によって使用されるデータを提供しうる。他の実施形態では、様々なモデリングセンサ６４５からの出力データは、ＭＬモデルサーバ６２０に直接提供されうる。１つの実施形態では、制御サーバ６５０は、図１Ｂのコントローラ１４０に対応しうる。

【0097】

次に図７Ａを参照すると、実施形態による、ＭＬモデルを生成するためのプロセスを示すフロー図が示されている。実施形態では、モデリングＤｏＥ７１５からの入力は統計モデルエンジン７２４に入力される。モデリングＤｏＥ７１５は、多数の物理的ウエハの処理を含みうる。ＤｏＥ７１５は、統計モデルエンジン７２４に供給される様々なデータソースを含みうる。例えば、ウエハの処理中又は処理後に取得された計測データ７１６は、統計モデルエンジン７２４に提供されうる。更に、処理ツール内のセンサからのセンサデータ２１７は、統計モデルエンジン７２４に提供されうる。プロセスパラメータ７１８（すなわち、ウエハの処理中の様々なプロセスパラメータの値）はまた、統計モデルエンジン７２４に提供されうる。

【0098】

実施形態では、統計モデルエンジン７２４は、様々なデータソースを分析し、統計モデル７２５を出力するのに適したハードウェア及び／又はソフトウェアとして実装されうる。統計モデルエンジン７２４は、物理的なＤｏＥデータのみから利用できるよりも大きなプロセス空間を補間するために、ニューラルネットワークに基づく機械学習、又は回帰分析に使用される任意の他の既知の技法（例えば、線形、部分最小二乗、ガウス、多項式、回帰のための畳み込みニューラルネットワーク、回帰トレスなど）を利用しうる。

【0099】

実施形態では、物理的モデル７２７を生成するために、物理的モデルエンジン７２６が使用される。実施形態では、物理的モデルエンジン７２６は、ハードウェア及び／又はソフトウェアとして実装されうる。物理的モデルエンジン７２６は、チャンバ構成及び現実世界の物理・化学方程式を入力とする。物理的モデルエンジン７２６は、物理的モデル７２７を構築するために、複数の異なる処理パラメータにわたって、処理ツール内の物理的及び化学的相互作用のシミュレーションを実施しうる。このように、処理ツール内の物理的及び／又は化学的反応を修正する処理パラメータに対する変更は、期待されるデバイスの結果にマッピングされうる。

【0100】

実施形態では、統計モデル７２５と物理的モデル７２７は、ＭＬモデル７２８を生成するための入力として使用される。例えば、統計モデル７２５と物理的モデル７２７は、ＭＬモデルエンジン７２９に対する入力でありうる。ＭＬモデルエンジン７２９は、物理的モデル７２７と統計モデル７２５を処理し、ＭＬモデル７２８を出力する。いくつかの実施形態では、物理的モデル７２７は、測定できないいくつかの物理的測定値を導出するために使用されうる。物理的モデル７２７の出力は、統計モデルへの追加入力として考慮されうる。このような状況では、ＭＬモデルエンジン７２９は、物理的モデル７２７からの情報を統計モデル７２５に追加して、ＭＬモデル７２８を提供する。したがって、ＭＬモデル７２８は、２つのモデル７２５及び７２７がプロセス空間内の個々の点の検証に使用されることを許容し、所定の処理ツールに個別に調整することができる、より完全なプロセス空間を提供する。しかし、いくつかの実施形態では、物理的モデル７２７及び統計モデル７２５は、出力によっては、スタンドアロンモデル（ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ ｍｏｄｅｌ）でありうる。すなわち、いくつかの実施形態では、統計モデル７２５と物理的モデル７２７は、ＭＬモデルにマージされない場合がある。

【0101】

実施形態では、ＭＬモデルはまた、統計モデル７２５の別のインスタンスとみなされうる。例えば、図７Ｂでは、物理的モデルエンジン７２６によって出力された物理的モデル７２７が、統計モデルエンジン７２４の入力として使用されうる。したがって、統計モデルエンジン７２４は、物理的モデル７２７からの情報を含む統計モデル７２５を生成するために、追加入力を有している。特に、統計モデルエンジン７２４は、物理的モデル７２７からのデータを既に含んでいてもよく、ＭＬモデルを生成するためにＭＬモデルエンジンを使用することが、すべての実施形態において必要ではないこともある。

【0102】

次に図８を参照すると、実施形態に従って、ＭＬモデルを使用してプロセスレシピを開発するためのプロセス８７０を示すフロー図が示されている。ターゲットのプロセスレシピは、ウエハ上で望ましいデバイスの結果をもたらすプロセスパラメータのセットを有するプロセスレシピである。実施形態では、プロセス８７０は、所望のデバイスの結果を決定することを含む工程８７１から開始しうる。実施形態では、デバイスの結果は、ウエハデバイス寸法、材料組成物などにありうる。例えば、デバイスの結果は、図５に示す積層メモリデバイスの層の厚さ、ウエハにわたった厚さの均一性、層の材料組成、又は材料組成の均一性を含みうる。

【0103】

実施形態では、プロセス８７０は、処理パラメータのセットを選択するためにＭＬモデルに問い合わせることを含む工程８７２を継続しうる。実施形態では、ＭＬモデルは、統計モデルと物理的モデルの組み合わせから生成されたプロセス空間のモデルでありうる。統計モデルは、上述のように実際のウエハのＤｏＥを用いて生成されうる。物理的モデルは、現実世界の物理学及び化学方程式に基づくことがある。例えば、物理的モデルは、複数の異なる処理パラメータにわたる処理ツール内の物理的及び化学的相互作用のシミュレーションから生成されうる。実施形態では、ＭＬモデルは、処理ツールが利用可能なプロセス空間全体をカバーしうる。

【0104】

ＭＬモデルは、プロセスエンジニアの経験と知識だけに頼ることなく、安定したプロセスレシピを特定できるようにする。その代わりに、ターゲットのデバイスの結果に厳密に整合するデバイス結果をもたらすと期待されるベースラインレシピが、ＭＬモデルのプロセス空間から選択可能である。

【0105】

実施形態では、プロセス８７０は、モデル推奨を検証するために小さなＤｏＥを実行することを含む工程８７３に継続しうる。ＭＬモデルの精度が高いため、モデルの推奨を検証するために必要なのは、小さなＤｏＥ（例えば、２０以下のウエハ）だけでありうる。実施形態では、ＤｏＥはプロセスのエンジニアにより設計されうる。別の実施形態では、ＭＬモデルを使用してＤｏＥが設計されうる。

【0106】

実施形態では、プロセス８７０は、ＤｏＥウエハ結果を１つ以上の計測ツールで測定することを含む工程８７４で継続しうる。計測データは、ウエハ上でターゲットのデバイスの結果が達成されたことを検証するために使用することができる。

【0107】

実施形態では、プロセス８７０は、所望のデバイスの結果が達成されたか否かを判定することを含む工程８７５で継続しうる。所望のデバイスの結果が得られた場合、プロセスは工程８７６に進み、プロセスは完了する。望ましい結果が得られなかった場合、プロセスは工程８７２を繰り返しうる又は工程８７２にフィードバックしうる。実施形態では、ＭＬモデルを更新するために、小さなＤｏＥからのデータがＭＬモデルにフィードバックされうる。例えば、プロセスが反復的に工程８７２に戻る場合、次に工程８７３で実行されるＤｏＥは、前のサイクルで実行されたＤｏＥから学習された追加的な知識に基づいて、ＭＬモデルが（例えば、特定のプロセス又はプラズマチャンバに対して）不足している場所の知識に基づいて設計されうる。更新されたＭＬモデルは、次いで、第２のベースラインレシピを提供するために問い合わせされうる。このようにして、第１の反復がうまくいかなかった場合でも、プロセスは、大規模なＤｏＥ及び無駄なリソースを必要とすることなく、なおも適切なレシピに迅速に収束しうる。

【0108】

次に図９を参照すると、実施形態に従って、処理ツールをベースライン化するためのプロセス９８０を示すフロー図が示されている。実施形態では、ベースラインプロセスは、処理ツール内でのウエハの処理中のチャンバドリフトを考慮するのに有益でありうる。実施形態では、ベースラインプロセスは、任意の所望の周波数で実施されうる。例えば、プロセス９８０は、ロットごと、計画保守（ＰＭ）イベントごと、又は処理されたウエハのデバイス結果が指定範囲外である場合に実施されうる。

【0109】

実施形態では、プロセス９８０は、チャンバ性能をベースライン化するために外部計測を用いてウエハの限定的なＤｏＥを実行することを含む工程９８１で開始しうる。実施形態では、限定されたＤｏＥは、２０以下のウエハを含みうる。限定されたＤｏＥは、ベースラインとして記録のプロセスレシピを利用しうる。外部計測は、処理されたウエハのデバイス結果を決定するのに適した任意の計測を含みうる。例えば、酸化プロセスの場合、ウエハ全体の膜の厚さと厚さの均一性を調査するために、エリプソメトリが使用されうる。

【0110】

実施形態では、プロセス９８０は、デバイスの結果及び他の計測データをＭＬモデルに追加することを含む工程９８２で継続しうる。ＭＬモデルに追加された追加データは、較正データセットと称されうる。較正データセットは、ＭＬモデルが処理ツールの現在の条件をより正確に反映するように、ＭＬモデルを更新するために使用される。例えば、プロセス５８０は、特定のチャンバ条件を考慮するためにモデル予測を調整することを含む工程５８３を含みうる。つまり、ＭＬモデルのプロセス空間は、調査対象の処理ツールの条件により厳密に整合するように更新される。

【0111】

実施形態では、ＭＬモデルは、統計モデルと物理的モデルの組み合わせから生成されたプロセス空間のモデルでありうる。統計モデルは、上述のように実際のウエハのＤｏＥを用いて生成されうる。物理的モデルは、現実世界の物理学及び化学方程式に基づくことがある。例えば、物理的モデルは、複数の異なる処理パラメータにわたる回転クロスフローを有するプラズマ処理チャンバのような処理ツール内の物理的及び化学的相互作用のシミュレーションから生成されうる。実施形態では、ＭＬモデルは、処理ツールが利用可能なプロセス空間全体をカバーしうる。

【0112】

実施形態では、プロセス９８０は、チャンバ内で引き続き処理されるウエハの所望のウエハ結果を達成するために最適化されたプロセスパラメータを予測することを含む工程９８４で継続しうる。最適化されたプロセスパラメータは、較正データセットを含むようにＭＬモデルが更新された後に選択されうる。従って、新しいプロセスレシピは、チャンバ条件の変更にもかかわらず、ターゲットの値により厳密に整合されたウエハ結果をもたらすウエハパラメータを提供する。このように、チャンバドリフトは、厳しいプロセスウィンドウを維持し、均一性、繰り返し精度、及び歩留まりを向上させるために、モニタ及び考慮されうる。更に、チャンバドリフトを考慮して処理レシピを正確に調整できるため、ツールの予定外のダウンタイムが削減される。更に、ＰＭが発生した場合には、回復時間を短縮し、ツールの使用を高めるために、プロセス９８０が実施されうる。

【0113】

実施形態では、ＭＬモデルは更に、チャンバドリフトを考慮した処理レシピの連続的な（又はほぼ連続的な）修正を提供するために使用されうる。例えば、デバイスウエハの処理中に得られたウエハ及びプロセスデータが取得され、ＭＬモデルの更新するために使用されうる。つまり、較正データセットを提供するために専用のＤｏＥが必要とされなくてもよい。デバイスウエハからのウエハデータは、すべてのウエハについて、又は処理中のウエハのサブセットについて取得されうる。

【0114】

このような実施形態は、処理ツールのＭＬモデルを提供することを含みうる。ＭＬモデルは、上述のＭＬモデルと同様の統計モデルと物理的モデルを含みうる。実施形態では、プロセスは、第１のウエハを処理するために処理ツール内でレシピが実行されることから開始しうる。第１のウエハを処理した後、第１のウエハからのウエハデータと、レシピの実行に関する処理ツールからのプロセスデータが取得されうる。実施形態では、ウエハデータは、厚さ、厚さ均一性、及びプロファイルなどの計測データを含みうるが、これらに限定されない。実施形態において、プロセスデータは、処理ツール内のセンサから得られたデータ及び／又はツール構成情報を含みうる。実施形態では、ウエハデータとプロセスデータは、更新されたＭＬモデルを生成するためにＭＬモデルに提供される。実施形態では、更新されたＭＬモデルは、処理ツール内のチャンバドリフトを考慮した修正レシピを生成するために使用される。実施形態は、次に、第２のウエハを処理するために、処理ツール内で修正されたレシピを実行することを含みうる。単一の第１のウエハを処理することについて上述したが、更新されたＭＬモデルが生成される前に、複数の第１のウエハが処理されてもよいことを理解されたい。このような実施形態では、更新されたＭＬモデルを生成するために、ウエハデータとプロセスデータの複数のセットが使用されうる。

【0115】

図１０は、本明細書に記載される方法のいずれか１つ以上をマシンに実行させるための命令セットが実行されうるコンピュータシステム１０００の例示的な形態におけるマシンの図式的表現を示す。代替実施形態では、マシンは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、又はインターネット内の他のマシンに結合（例えば、ネットワーク接続）されうる。マシンは、クライアント－サーバネットワーク環境においてはサーバ若しくはクライアントマシンの役割で、又は、ピアツーピア（又は分散）ネットワーク環境においてはピアマシンとして、動作しうる。マシンは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又はそのマシンが実行すべきアクションを指定する指定する（順次の又はその他の）命令セットを実行可能な任意のマシンでありうる。更に、単一のマシンのみを図示しているが、「マシン（ｍａｃｈｉｎｅ）」という語は、本明細書に記載の方法のうちの任意の１つ以上を実行するために、命令のセット（又は複数のセット）を個別に又は連携的に実行する、マシン（コンピュータなど）の任意の集合体を含むとも解釈されよう。

【0116】

例示的なコンピュータシステム１０００は、バス１０３０を介して互いに通信する、プロセッサ１００２、メインメモリ１００４（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）又はランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）といったダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）など）、スタティックメモリ１００６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＭＲＡＭなど）、及び二次記憶装置１０１８（データ記憶デバイスなど）を含む。

【0117】

プロセッサ１００２は、マイクロプロセッサや中央処理装置などといった１つ以上の汎用処理デバイスを表わしている。より詳細には、プロセッサ１００２は、複雑命令セット演算（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セット演算（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、その他の命令セットを実装するプロセッサ、又は命令セットの組み合わせを実装するプロセッサでありうる。プロセッサ１００２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどといった、１つ以上の特殊用途処理デバイスでもありうる。プロセッサ１００２は、本明細市書に記載の工程を実行するための処理ロジック１０２６を実行するように設定される。

【0118】

コンピュータシステム１０００は、ネットワークインターフェースデバイス１００８を更に含みうる。コンピュータシステム１０００はまた、ビデオディスプレイユニット１０１０（液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、又は陰極線管（ＣＲＴ）など）、英数字入力デバイス１０１２（例えばキーボード）、カーソル制御デバイス１０１４（例えばマウス）、及び信号生成デバイス１０１６（例えばスピーカー）を含みうる。

【0119】

二次メモリ１０１８は、本明細書に記載の方法又は機能のうちの１つ以上の任意ものを具現化する、１つ以上の命令セット（例えば、ソフトウェア１０２２）が記憶されている、マシンアクセス可能記憶媒体（又はより具体的には、コンピュータ可読記憶媒体）１０３２を含みうる。ソフトウェア１０２２は、それがコンピュータシステム１０００によって実行されている間、メインメモリ１００４及び／又はプロセッサ１００２の中に、完全に又は少なくとも部分的に常駐してもよく、メインメモリ１００４及びプロセッサ１００２もまた、マシン可読記憶媒体を構成する。ソフトウェア１０２２は更に、ネットワークインターフェースデバイス１００８を介して、ネットワーク１０２０上で送受信されうる。

【0120】

例示的な実施形態では、マシンアクセス可能記憶媒体１０３２を単一の媒体として示しているが、「マシン可読記憶媒体（ｍａｃｈｉｎｅ－ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）」という語は、１つ以上の命令セットを記憶している単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中データベース若しくは分散データベース、並びに／又は、関連キャッシュ及びサーバ）を含むと解釈すべきである。「マシン可読記憶媒体」という語は、マシンによって実行される命令のセットを記憶又は符号化することが可能であり、かつ、マシンに、本開示の方法のうちの１つ以上の任意のものを実施させる、任意の媒体を含むとも解釈すべきである。したがって、「マシン可読記憶媒体」という語は、ソリッドステートメモリと、光媒体及び磁気媒体とを含むがこれらに限定されないと、解釈すべきである。

【0121】

本開示の実施形態によれば、マシンアクセス可能記憶媒体には、データ処理システムに、ＭＬモデルからの洞察（ｉｎｓｉｇｈｔ）を使用してウエハを処理する方法、及び／又はＭＬモデルを更新若しくは構築する方法を実行させる命令が記憶されている。

【0122】

回転変調クロスフローを有するプラズマチャンバの実施形態が開示されている。

【0123】

実施形態１ プラズマ処理チャンバは、１つ以上の側壁を含む。１つ以上の側壁内の支持面は、ワークピースを保持する。個々のガスインジェクタのアレイは、１つ以上の側壁の外周周囲に分散されている。プラズマ処理チャンバからガスを排出するための１つ以上のポンプポートが、１つ以上の側壁に沿って位置する。コントローラは、エッチング適用中にプラズマ処理チャンバを制御するように構成される。ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、１つ以上のガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用すること、ｉｉ）ワークピース上で材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから第１のガス流を注入すること、及びｉｉｉ）個々のガスインジェクタの少なくとも残りのセットから第２のガス流を同時に注入することによって、調整又は制御される。実施形態によれば、第２のガス流は、ｉ）第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、使用される。

【0124】

実施形態２ 第１のガス流が、エッチャントガスを含むプロセス混合ガスを含み、第２のガス流が、独立したガス注入（ＩＧＩ）混合物を含む、実施形態１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0125】

実施形態３ コントローラが、プロセス混合ガスのガス流注入角度又はＩＧＩ混合物のガス流注入角度を変化させて、エッチャントガスの濃度をそれぞれ増加又は減少させるように更に構成される、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0126】

実施形態４ プロセス混合ガス及びＩＧＩ混合物が、ガス流の回転を伴わずに１相の間に注入される、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0127】

実施形態５ プロセス混合ガス及びＩＧＩ混合物が、ワークピース上の半径方向のエッチング速度の均一性を実現するために、ガス流の回転を伴う多相の間に注入される、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0128】

実施形態６ プロセス混合ガスが、Ｃ_ＸＦ_Ｙ、Ｃ_ＸＨ_ＹＦ_Ｚ、及びＣ_ＸＨ_Ｙうちの１つを含む、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0129】

実施形態７ ＩＧＩ混合物が、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｒｎ、Ｎ、又はＸｅを含む希釈ガスを含む、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0130】

実施形態８ ＩＧＩ混合物が、Ｏ_Ｘ、Ｎ_２、ＳＦ_ｘ、又はＮＦ_ｘを含む洗浄ガスを含む、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0131】

実施形態９ 個々のガスインジェクタのアレイが、１つ以上の側壁内の１つ以上の開口部内に位置する、実施形態１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0132】

実施形態１０ １つ以上のポンプポートの位置が、個々のガスインジェクタのアレイの位置から垂直方向にオフセットされている、実施形態１に記載のプラズマ処理チャンバ。
実施形態１１ 第１のガス流と第２のガス流とが、ガス流の回転を制御するためにオン／オフに切り替えられる、実施形態１に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0133】

実施形態１２ 第１のガス流と第２のガス流の少なくとも一方の流量に適用されるか、又は第１のポンプポートと第２のポンプポートの少なくとも一方によって生じる出口コンダクタンスに適用される変調関数を更に含む、実施形態２に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0134】

実施形態１３ プラズマ処理チャンバは、１つ以上の側壁を含む。１つ以上の側壁内の支持面は、ワークピースを保持する。個々のガスインジェクタのアレイは、１つ以上の側壁の外周周囲に分散されている。プラズマ処理チャンバからガスを排出するための１つ以上のポンプポートが、１つ以上の側壁に沿って位置する。コントローラは、エッチング適用中にプラズマ処理チャンバを制御するように構成される。ワークピース上の材料のエッチング速度の均一性は、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、ガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用すること、及びｉｉ）ガス流注入の前に又はガス流注入の間に、個々のガスインジェクタの隣接するものの広いセットと、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットと、の間で選択することによって、ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させることであって、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットを選択することが、ガス流注入角度を減少させる、前記ガス流注入角度を変化させることとを行うことによって調整又は制御される。

【0135】

実施形態１４ 個々のガスインジェクタのアレイが、個々のガスインジェクタの多数のものを各々が有している複数のガスインジェクタアレイを含み、隣接するガスインジェクタの選択されたセットが、ガスインジェクタアレイの特定のものからの個々のガスインジェクタを含む、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0136】

実施形態１５ 個々のガスインジェクタのアレイが、個々のガスインジェクタの多数のものを各々が有する複数のガスインジェクタアレイを含み、隣接するガスインジェクタの選択されたセットが、ガスインジェクタアレイの隣接するものからの個々のガスインジェクタを含む、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0137】

実施形態１６ ガス流が第１のガス流を含み、コントローラが、個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から第２のガス流を同時に注入するように更に構成され、ｉ）第１のガス流を希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用し、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、第２のガス流が使用される、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0138】

実施形態１７ ガス流注入角度を減少させることが、エッチング速度の均一性を増加させる、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0139】

実施形態１８ 個々のガスインジェクタのアレイが、１つ以上の側壁内の１つ以上の開口部内に位置する、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0140】

実施形態１９ １つ以上のポンプポートの位置が、個々のガスインジェクタのアレイの位置から垂直方向にオフセットされている、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0141】

実施形態２０ 第１のガス流と第２のガス流とが、ガス流の回転を制御するためにオン／オフに切り替えられる、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0142】

実施形態２１ 第１のガス流と第２のガス流の少なくとも一方の流量に適用されるか、又は第１のポンプポートと第２のポンプポートの少なくとも一方によって生じる出口コンダクタンスに適用される変調関数を更に含む、実施形態１３に記載のプラズマ処理チャンバ。

【0143】

実施形態２１ 本明細書に開示される実施形態は、プラズマ処理チャンバ内のワークピース上の材料のエッチング速度の均一性を制御する方法を含む。本方法は、ワークピース上の材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから、ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、第１のガス流を注入することを含む。本方法は、個々のガスインジェクタの残りのセットの少なくとも一部から、ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、第２のガス流を同時に注入することであって、ｉ）第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、第２のガス流が使用される、第２のガス流を同時に注入することを含む。

【0144】

実施形態２３ 第１のガス流と第２のガス流のタイミングを制御するために機械学習（ＭＬ）モデルに問い合わせることを更に含む、実施形態２１に記載の方法。

【0145】

実施形態２４ 本明細書で開示される実施形態は、プラズマ処理チャンバ内で回転ガスクロスフローを実行する方法と、ソフトウェア命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読媒体とを含む。本ソフトウェア命令は、プロセッサによって実行されると、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、１つ以上のガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用するステップ、ｉｉ）ワークピース上で材料をエッチングするために、個々のガスインジェクタの隣接するものの第１のセットから第１のガス流を注入するステップ、及びｉｉｉ）個々のガスインジェクタの少なくとも残りのセットから第２のガス流を同時に注入するステップを実行することによって、プロセッサが、プラズマ処理チャンバ内のガスクロスフローを回転させるようにする。実施形態によれば、第２のガス流は、ｉ）第１のガスを希釈して、より速いエッチング速度を有するワークピース上のエリアを減少させるために、又はｉｉ）追加のエッチャントとして作用して、より速いエッチング速度を有するワークピースのエリア内のエッチング速度を増加させるために、使用される。

【0146】

実施形態２５ 本明細書で開示される実施形態は、プラズマ処理チャンバ内で回転ガスクロスフローを実行する方法と、ソフトウェア命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読媒体とを含む。本ソフトウェア命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサによって実行されると、ｉ）ワークピースの表面に概ね平行な方向に、かつワークピースの表面にわたって、ガス流を注入するために、個々のガスインジェクタのアレイを使用するステップ、及びｉｉ）ガス流注入の前に又はガス流注入の間に、個々のガスインジェクタの隣接するものの広いセットと、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットと、の間で選択することによって、ワークピースにわたってガス流注入角度を変化させるステップを実行することによって、プロセッサが、プラズマ処理チャンバ内のガスクロスフローを回転させるようにする。この際、個々のガスインジェクタの隣接するものの狭いセットを選択することが、ガス流注入角度を減少させる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図2I】

【図2J】

【図2K】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図3H】

【図3I】

【図3J】

【図3K】

【図3L】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】