特表 2024-545641 改良型ピラニ真空計アーキテクチャを使用してラジカルイオンフラックスを測定するための方法

(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】2024-12-10

(54)【発明の名称】改良型ピラニ真空計アーキテクチャを使用してラジカルイオンフラックスを測定するための方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20241203BHJP

   G01K 7/25 20060101ALI20241203BHJP

   G01N 27/04 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 A

G01K7/25 A

G01N27/04 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024534445

(86)(22)【出願日】2022-11-18

(85)【翻訳文提出日】2024-07-11

(86)【国際出願番号】 US2022050483

(87)【国際公開番号】W WO2023113973

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】17/549,703

(32)【優先日】2021-12-13

(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】ヒルケン， マーティン

(72)【発明者】

【氏名】ハウエルズ， サミュエル

【テーマコード（参考）】

2F056

2G060

2G084

【Ｆターム（参考）】

2F056RA01

2G060AA01

2G060AE19

2G060AF07

2G060AG03

2G060BB02

2G060BB15

2G060BD02

2G060KA01

2G084CC33

2G084FF02

2G084HH15

2G084HH17

2G084HH20

2G084HH43

(57)【要約】

本明細書で開示される実施形態は、ラジカルイオンフラックスを検出するためのセンサを含む。一実施形態では、センサは、第１の抵抗器を備え、ここで、第１の抵抗器は、第１の触媒組成物のある長さのワイヤを備える。一実施形態では、第２の抵抗器が、第１の抵抗器に電気的に結合され、ここで、第２の抵抗器は、第１の触媒組成物のある長さのワイヤを備える。一実施形態では、第２の抵抗器は、非触媒材料でコーティングされる。一実施形態では、センサは、第２の抵抗器に電気的に結合された第３の抵抗器と、第１の抵抗器および第３の抵抗器に電気的に結合された第４の抵抗器とをさらに備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の触媒組成物の第１の表面を備える第１の温度センサと、
第２の表面を備える第２の温度センサであって、前記第２の表面が、非触媒材料でコーティングされた、第２の温度センサと
を備える、ラジカルフラックスを検出するためのセンサ。

【請求項2】

前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサが、ホイートストンブリッジ構成で互いに接続された、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記ホイートストンブリッジにわたる電圧の変化が、ラジカルイオン再結合によって誘起された前記第１の温度センサの温度変化に相関する、請求項２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記第１の触媒組成物が、白金を備える、請求項１に記載のセンサ。

【請求項5】

前記第１の触媒組成物が、ニッケルを備える、請求項１に記載のセンサ。

【請求項6】

前記非触媒材料が、シリコンおよび酸素を備える、請求項１に記載のセンサ。

【請求項7】

前記非触媒材料が、アルミニウムおよび酸素を備える、請求項１に記載のセンサ。

【請求項8】

前記センサが、プラズマチャンバの中に挿入可能である基板の上に統合された、請求項１に記載のセンサ。

【請求項9】

前記センサが、プラズマチャンバ内のプローブの端部に設けられた、請求項１に記載のセンサ。

【請求項10】

前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサが、抵抗器または熱電対である、請求項１に記載のセンサ。

【請求項11】

チャンバと、
前記チャンバ中のセンサであって、前記センサは、
第１の触媒表面と、
第２の表面であって、前記第２の表面が、非触媒材料によってカバーされた、第２の表面と
を備える、センサと
を備える、プラズマ処理ツール。

【請求項12】

前記センサが、基板を保持するための支持体の上で延在するプローブ上にある、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項13】

前記センサが、前記チャンバと真空ポンプとの間に結合された排気ライン中にある、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項14】

遠隔プラズマ源であって、前記センサが、前記遠隔プラズマ源内に配置された、遠隔プラズマ源をさらに備える、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項15】

前記第１の触媒表面および前記第２の表面が、白金を備える、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項16】

前記第１の触媒表面および前記第２の表面が、ニッケルを備える、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項17】

前記非触媒材料が、シリコンおよび酸素を備える、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項18】

前記非触媒材料が、アルミニウムおよび酸素を備える、請求項１１に記載のプラズマ処理ツール。

【請求項19】

遠隔プラズマ源と、
チャンバであって、前記チャンバが、前記遠隔プラズマ源に流体的に結合された、チャンバと、
基板を固定するための、前記チャンバ中の支持体と、
前記チャンバに流体的に結合された排気と、
前記チャンバ中の第１のラジカルセンサと、
前記遠隔プラズマ源中の第２のラジカルセンサと、
前記排気中の第３のラジカルセンサと
を備える、プラズマ処理ツール。

【請求項20】

前記第１のラジカルセンサ、前記第２のラジカルセンサ、および前記第３のラジカルセンサは、
第１の触媒表面と、
第２の表面であって、前記第２の表面が、非触媒材料によってカバーされた、第２の表面と
を備える、請求項１９に記載のプラズマ処理ツール。

【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、それの内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年１２月１３日に出願された、米国特許出願第１７／５４９，７０３号の優先権を主張する。

【0002】

実施形態は、半導体製造の分野に関係し、とりわけ、ピラニ真空計を用いてラジカルイオンフラックスを測定するための方法および装置に関係する。

【背景技術】

【0003】

プラズマ処理チャンバ中のラジカルイオンフラックスが、プラズマ処理チャンバ内での基板の物理的変化の大部分を担う。しかしながら、現在、遠隔プラズマツールまたはインシトゥベースのプラズマ処理チャンバ中のラジカルイオンフラックスを検出するために利用可能である、コスト効率の良いセンサがない。ラジカルイオンフラックスを測定するための能力がない場合、プラズマ源のヘルスチェックを実装する、プロセスドリフトを検出する、またはプロセス最適化を実装することは難しくなる。

【発明の概要】

【0004】

本明細書で開示される実施形態は、ラジカルイオンフラックスを検出するためのセンサを含む。一実施形態では、センサは、第１の抵抗器を備え、ここで、第１の抵抗器は、第１の触媒組成物のある長さのワイヤを備える。一実施形態では、第２の抵抗器が、第１の抵抗器に電気的に結合され、ここで、第２の抵抗器は、第１の触媒組成物のある長さのワイヤを備える。一実施形態では、第２の抵抗器は、非触媒材料でコーティングされる。一実施形態では、センサは、第２の抵抗器に電気的に結合された第３の抵抗器と、第１の抵抗器および第３の抵抗器に電気的に結合された第４の抵抗器とをさらに備える。

【0005】

実施形態は、プラズマ処理ツールをさらに備え得る。一実施形態では、プラズマ処理ツールは、チャンバと、チャンバ中のセンサとを備える。一実施形態では、センサは、第１の触媒ワイヤおよび第２の触媒ワイヤを備え、ここで、第２の触媒ワイヤは、非触媒材料によってカバーされる。

【0006】

実施形態は、プラズマ処理ツールをさらに備え得る。一実施形態では、プラズマ処理ツールは、遠隔プラズマ源とチャンバとを備え、ここで、チャンバは、遠隔プラズマ源に流体的に結合される。一実施形態では、ツールは、基板を固定するためのチャンバ中の支持体と、チャンバに流体的に結合された排気と、チャンバ中の第１のラジカルイオンセンサとをさらに備える。一実施形態では、第２のラジカルイオンセンサが、遠隔プラズマ源中にあり、第３のラジカルイオンセンサが、排気中にある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態による、ラジカルイオンフラックスを検出するためのセンサの概略図である。

【図2】一実施形態による、白金ワイヤの抵抗対温度のグラフである。

【図3】一実施形態による、様々なプラズマ設定にわたるプラズマチャンバ中のワイヤの温度のグラフである。

【図4A】一実施形態による、基板の各４分円および中心にラジカルイオンフラックスセンサをもつ基板の平面図である。

【図4B】一実施形態による、基板の表面にわたって複数のラジカルイオンフラックスセンサをもつ基板の平面図である。

【図4C】一実施形態による、基板の表面にわたってラインパターンで複数のラジカルイオンフラックスセンサをもつ基板の平面図である。

【図5】一実施形態による、チャンバ中の基板の上で延在するプローブの端部にラジカルイオンフラックスセンサをもつ処理チャンバの斜視図である。

【図6A】一実施形態による、メインチャンバ中に、および排気ラインに沿ってラジカルイオンフラックスセンサをもつプラズマ処理チャンバの断面図である。

【図6B】一実施形態による、遠隔プラズマ源および複数のラジカルイオンフラックスセンサをもつプラズマ処理チャンバの断面図である。

【図7】一実施形態による、処理ツールと連携して使用され得る例示的なコンピュータシステムのブロック図を図示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書で説明されるシステムは、ピラニ真空計に基づくデバイスを用いてラジカルイオンフラックスを測定するための方法および装置を含む。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることが、当業者には明らかであろう。他の事例では、よく知られている態様は、実施形態を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明されない。その上、添付の図面に示されている様々な実施形態は、例示的表現であり、必ずしも一定の縮尺で描画されているとは限らないことを理解されたい。

【0009】

上述のように、現在、プラズマ処理チャンバ中のラジカルイオンフラックスを測定するためのコスト効率の良いセンサが欠如している。それゆえに、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の中に容易に統合されるか、または処理チャンバの中に挿入される基板上に設けられることができるセンサを含む。特定の実施形態では、センサは、改良型ピラニ真空計センサであり得る。たとえば、センサは、第１のワイヤと第２のワイヤとを含み得る。第１のワイヤは、露出され、第２のワイヤは、絶縁層によって囲まれる。一実施形態では、第１のワイヤおよび第２のワイヤは、白金またはニッケルなど、触媒材料であり得る。第１のワイヤは露出されるので、触媒材料は、ラジカルイオンの再結合を促進し、これは、第１のワイヤの温度変化につながる。温度変化は、第１のワイヤの抵抗の増加に対応し、抵抗変化は、直接的に測定され得る。第２のワイヤは、非触媒材料によってカバーされるので、第２のワイヤは、基準の働きをすることができる。その上、第２のワイヤの寸法（たとえば、表面積、長さ、質量）は、第１のワイヤの寸法に実質的に等しいことを諒解されたい。したがって、第１のワイヤの温度と第２のワイヤの温度との間の差は、チャンバ内のラジカルイオンフラックスに相関され得る。

【0010】

一実施形態では、センサは、プラズマチャンバの中に挿入される基板上に設けられる。たとえば、複数のセンサが、プラズマチャンバ内のラジカルイオンフラックスの空間的解像度を提供するために、基板上に作製され得る。一実施形態では、センサは、プローブアーキテクチャをもつ基板の上で延在され得る。追加として、センサは、プラズマチャンバの異なる部分全体にわたって設けられ得る。たとえば、センサは、チャンバの排気ライン中の下流に、遠隔プラズマチャンバ中に、または出口（たとえば、遠隔プラズマチャンバ／源のプロセスチャンバ側）に隣接して配置され得る。

【0011】

一実施形態では、ラジカルイオンフラックスセンサの使用は、チャンバ監視における数個の利益を可能にする。いくつかの実施形態では、そのようなセンサは、プラズマ源（たとえば、遠隔またはインシトゥのいずれか）のヘルスチェックソリューションの一部として使用され得る。他の実施形態では、そのようなセンサは、プロセスドリフト検出を助けるために使用され得る。他の実施形態は、プロセス最適化を実装するために、センサを使用し得る。

【0012】

次に図１を参照すると、一実施形態による、センサ１００の概略図が示されている。一実施形態では、センサ１００は、ホイートストンブリッジアーキテクチャを備える。すなわち、４つの抵抗器１１０、１１２、１１４、および１１６のセットが、リングアーキテクチャにおいて互いに電気的に結合され得る。一実施形態では、第１の抵抗器１１０および第２の抵抗器１１２は、触媒ワイヤによって形成され得る。たとえば、触媒ワイヤは、ラジカルイオンの再結合を補助する材料であり得る。たとえば、水素および酸素ラジカルイオンの場合、第１の触媒ワイヤは、白金またはニッケルを含み得る。もちろん、異なる核種をもつプラズマは、他のタイプの触媒ワイヤを含み得る。

【0013】

一実施形態では、第１の抵抗器１１０および第２の抵抗器１１２は、実質的に互いに同じであり得る。第１の抵抗器１１０と第２の抵抗器１１２との間の違いは、第２の抵抗器１１２が非触媒材料１１５によってカバーされることである。たとえば、第２の抵抗器１１２は、シリコンおよび酸素（たとえば、ＳｉＯ_２）またはアルミニウムおよび酸素（たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３）を備える材料１１５でコーティングされ得る。一実施形態では、コーティング１１５は、任意の好適な堆積プロセスを用いて第２の抵抗器１１２の上に堆積される。特定の実施形態では、コーティング１１５は、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを用いて第２の抵抗器１１２の上に設けられる。一実施形態では、ＡＬＤコーティングは、第１の抵抗器１１０の触媒白金／ニッケル抵抗器構成要素を除いて、全ての接液部をカバーし得る。これは、第２の抵抗器１１２の受動構成要素ならびに基準白金／ニッケルセンサの反応を最小限に抑える。そのような構造を製造するために、全ての接液構成要素は、ＡＬＤプロセスでコーティングされ得、膜は、触媒白金／ニッケルの第１の抵抗器１１０からエッチングされ得る。

【0014】

一実施形態では、触媒ワイヤは、ある温度に加熱される。これを行うために必要とされる電圧は、ホイートストンブリッジアーキテクチャを使用して監視される。電圧の変化は、ラジカルイオン再結合によって誘起された触媒ワイヤの温度変化に相関する。

【0015】

次に図２を参照すると、一実施形態による、触媒ワイヤの温度対抵抗のグラフが示されている。示されているように、温度と抵抗との間には線形関係がある。したがって、抵抗の変化が、温度の変化を検出するために測定され得る。図示の実施形態では、グラフで示されている触媒材料は白金である。しかしながら、温度と抵抗との間の関係は、ニッケルなど他の触媒材料が使用されるときも提供され得ることを諒解されたい。白金は線形関係を有するが、ニッケルは、非線形関係を有し得、これは、そのような実施形態への較正曲線の適用を必要とし得る。

【0016】

次に図３を参照すると、一実施形態による、経時的な第１の触媒ワイヤ１１０の温度のグラフが示されている。約６２５秒まで、プラズマは、アルゴンプラズマだけである。したがって、ラジカルイオン再結合による加熱はない。たとえば、第１の触媒ワイヤ１１０の温度は、約１００℃であり得る。約６２５秒において、酸素および水素などの処理ガスが、チャンバに加えられ得る。処理ガスは、イオン化されて、ラジカルイオン核種を形成する。第１のステップ３２１に示されているように、第１の触媒ワイヤ１１０の温度は増加する。第１のステップ３２１における１ｋＷから第２のステップ３２２における２ｋＷへの電力増加が、温度の増加を生じる。さらに、第３のステップ３２３における３ｋＷへの増加は、温度のさらに他の増加を生じる。したがって、触媒ワイヤ１１０の温度の変化は、ラジカルイオンフラックスの変化に相関され得る。一実施形態では、触媒ワイヤ１１０は、温度の急速な変化を提供するように構成される。これは、低い質量をもつワイヤを有することによって可能にされる。したがって、ラジカルイオンフラックスの変化の迅速な検出が可能性である。

【0017】

次に図４Ａ～図４Ｃを参照すると、異なる実施形態による、ラジカルイオンフラックスセンサを利用する様々なアーキテクチャを描く一連の平面図が示されている。一実施形態では、センサは、基板上に設けられる。基板は、シリコン基板など、半導体基板であり得る。他の実施形態では、基板は、ガラス、または半導体製造プロセスに共通の任意の他のタイプの基板であり得る。

【0018】

次に図４Ａを参照すると、一実施形態による、センサデバイス４５０の平面図が示されている。一実施形態では、センサデバイス４５０は、基板４５１の表面の上で分散させられた複数のラジカルイオンフラックスセンサ４００_Ａ～４００_Ｅを備える。たとえば、センサ４００_Ａ～４００_Ｄは、各々、基板４５１の異なる４分円中にあり得、センサ４００_Ｅは、基板４５１の中心にあり得る。したがって、ラジカルイオンフラックス示度が、チャンバ内の複数の異なるロケーションについて提供され得る。

【0019】

一実施形態では、センサ４００_Ａ～４００_Ｅのための電気回路構成は、基板４５１の一部として作製され得る。他の実施形態では、センサ４００_Ａ～４００_Ｅは、基板４５１に装着された個別のセンサであり得る。いくつかの実施形態では、センサ４００_Ａ～４００_Ｅからのデータは、基板４５１上に作製されたまたは基板４５１に取り付けられたメモリに記憶され得る。代替的に、基板から処理チャンバの外部のデバイスへの接続は、真空フィードスルーを通って、またはチャンバのＯリングの上を通過する薄いテープ層を通ってなされ得る。

【0020】

一実施形態では、各センサ４００_Ａ～４００_Ｅは、露光された第１の触媒ワイヤと、非触媒材料でコーティングされた第２の触媒ワイヤとを含み得る。すなわち、各センサは、ラジカルイオンフラックスを検知するためのワイヤと、温度基準の働きをするためのワイヤとを含み得る。そのような実施形態では、第１の触媒ワイヤおよび第２の触媒ワイヤは、１対１の比を有する。他の実施形態では、各センサ４００_Ａ～４００_Ｅは、第１の触媒ワイヤを含み得、各センサ４００_Ａ～４００_Ｅは、第２のコーティングされた触媒ワイヤを含まないことがある。すなわち、第１の触媒ワイヤおよび第２のコーティングされたワイヤは、いくつかの実施形態では、１対１の比を有しないことがある。

【0021】

次に図４Ｂを参照すると、追加の実施形態による、センサデバイス４５０の平面図が示されている。示されているように、複数のセンサ４００が、基板４５１の表面にわたって配列される。そのような実施形態は、等高線センサ４００レイアウトと呼ばれることがある。図示の実施形態では、４９個のセンサ４００が使用される。しかしながら、任意の数のセンサ４００が、所望のレベルの解像度を提供するために使用され得ることを諒解されたい。

【0022】

一実施形態では、センサ４００の各々は、露出された第１の触媒ワイヤと、コーティングでカバーされた第２の触媒ワイヤとを含み得る。そのような実施形態は、１対１アーキテクチャと呼ばれることがある。他の実施形態では、各センサ４００は、露出された第１の触媒ワイヤを含み得、全てよりも少ないセンサ４００は、基準ワイヤ（換言すれば、コーティングされた触媒ワイヤ）を有し得る。そのような実施形態では、第１の触媒ワイヤは、コーティングされた第２の触媒ワイヤと多対１の比を有し得る。

【0023】

図４Ａに関して説明された実施形態と同様に、センサ４００からのデータを記憶するように動作するための電子回路が、基板４５１に搭載されていることがある。他の実施形態では、ワイヤが、真空フィードスルーの中を、またはＯリングを横切って通過し得る。センサ４００は、基板４５１に取り付けられた個別の構造物であり得る。他の実施形態では、センサ４００は、基板４５１の一部として統合され得る。

【0024】

次に図４Ｃを参照すると、追加の実施形態による、センサデバイス４５０の平面図が示されている。示されているように、複数のセンサ４００が、基板４５１の表面にわたって一列に配列される。そのような実施形態は、ラインスキャンレイアウトと呼ばれることがある。図示の実施形態では、１１個のセンサ４００が使用される。しかしながら、任意の数のセンサ４００が、所望のレベルの解像度を提供するために使用され得ることを諒解されたい。

【0025】

一実施形態では、センサ４００の各々は、露出された第１の触媒ワイヤと、コーティングでカバーされた第２の触媒ワイヤとを含み得る。そのような実施形態は、１対１アーキテクチャと呼ばれることがある。他の実施形態では、各センサ４００は、露出された第１の触媒ワイヤを含み得、全てよりも少ないセンサ４００は、基準ワイヤ（換言すれば、コーティングされた触媒ワイヤ）を有し得る。そのような実施形態では、第１の触媒ワイヤは、コーティングされた第２の触媒ワイヤと多対１の比を有し得る。

【0026】

図４Ａに関して説明された実施形態と同様に、センサ４００からのデータを記憶するように動作するための電子回路が、基板４５１に搭載されていることがある。他の実施形態では、ワイヤは、真空フィードスルーの中を、またはＯリングを横切って通過し得る。センサ４００は、基板４５１に取り付けられた個別の構造物であり得る。他の実施形態では、センサ４００は、基板４５１の一部として統合され得る。

【0027】

次に図５を参照すると、一実施形態による、プラズマチャンバ５６０の一部分の斜視図が示されている。一実施形態では、基板５６１が、チャンバ５６０中で支持される。たとえば、基板５６１は、シリコンウエハなど、半導体基板であり得る。エッジリング５６３が、基板５６１の外周を囲み得る。チャンバ壁５６４が、エッジリング５６３の外周を囲み得る。

【0028】

一実施形態では、プローブ５６２が、エッジリング５６３に取り付けられ、基板５６１の表面の上で広がり得る。基板５６１の上のプローブ５６２の端部に、触媒ワイヤ５１０が設けられ得る。触媒ワイヤ５１０は、いくつかの実施形態では、白金ワイヤまたはニッケルワイヤであり得る。一実施形態では、プローブ５６２は、ＳｉＯ_２またはＡｌ_２Ｏ_３など、非触媒層でコーティングされた第２の触媒ワイヤ（図示せず）をさらに備え得る。コーティングされた第２の触媒ワイヤは、代替的に、（図５に示されていない）異なるプローブ上に設けられてもよい。基板５６１の表面の上で延在するものとして示されているが、プローブ５６２は、これが、シャドーイング（Shadowing）を生じ、金属汚染の可能性を加え得るので、処理中に基板５６１の表面の上で延在しないことがあることを諒解されたい。代わりに、プローブ５６２は、エッジリング５６３上に置かれ得る。追加として、エッジリング５６３の周りに複数のセンサがあってもよいことを諒解されたい。

【0029】

一実施形態では、プローブ５６２は、データを記憶し、センサを制御する、外部コンピューティングシステムに結合され得る。エッジリング５６３に取り付けられたプローブの端部にある１つまたは複数のワイヤは、チャンバ壁５６４を通る真空フィードスルーの中を通過するか、またはチャンバリッド（図示せず）とチャンバ壁５６４との間のＯリング（図示せず）の上を通過し得る。

【0030】

図示の実施形態では、簡単のために、単一のプローブ５６２が示されている。しかしながら、任意の数のプローブ５６２が、ラジカルイオンフラックスの所望の空間的解像度を提供するために使用され得ることを諒解されたい。また別の実施形態では、プローブ５６２は、所与のプラズマプロセスのためのラジカルイオンフラックスの空間的チャートを提供するために、基板５６１の表面の上で走査され得る。たとえば、プローブ５６２は、テレスコーピングプローブであり、フロントガラスのワイパーのようなパターンで基板５６１にわたって前後に走査することが可能であり得る。追加として、プローブ５６２は、基板５６１および／またはチャンバ５６０にわたって線形に走査し得る。

【0031】

次に図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、様々な実施形態による、プラズマ処理ツールの断面図が示されている。プラズマ処理ツール６６０は、チャンバ６６４中に保持された基板６６１上で１つまたは複数のプラズマプロセスを実装するために使用され得る。

【0032】

次に図６Ａを参照すると、一実施形態による、プラズマ処理ツール６６０の断面図が示されている。一実施形態では、プラズマ処理ツール６６０は、リッド６６５をもつチャンバ６６４を備える。処理ガスは、（たとえば、リッド６６５を通って）チャンバ６６４に流入し得、プラズマが、リッド６６５と基板６６１との間でチャンバ６６４内でストライクされ得る。一実施形態では、基板６６１は、シリコンウエハまたは任意の半導体基板など、ウエハであり得る。一実施形態では、基板６６１は、ペデスタル６７１によって支持され得る。ペデスタル６７１は、（たとえば、真空チャッキングプロセス、静電チャッキングプロセスなどを用いて）基板６６１を固定する、温度制御された構成要素であり得る。

【0033】

一実施形態では、チャンバ６６４は、排気システム６６６の補助を借りて真空圧に（たとえば、大気圧未満に）保持され得る。排気システム６６６は、チャンバ６６４の内部の圧力を低下させるように構成された１つまたは複数のポンプ（図示せず）を含み得る。

【0034】

一実施形態では、複数のセンサ６００が、プラズマ処理ツール６６０内に設けられ得る。図６Ａに示されている実施形態では、第１のセンサ６００_Ａは、基板６６１の表面の上に設けられる。センサ６００_Ａは、第１の触媒ワイヤと、非触媒コーティングでカバーされた第２の触媒ワイヤとを備え得る。一実施形態では、センサ６００_Ａは、基板６６１の上に設けられた多くのセンサのうちの１つであり得る。たとえば、センサ６００は、（図４Ａに示されている実施形態と同様に）基板６６１の各４分円の上に設けられ得るか、センサ６００は、（図４Ｂに示されている実施形態と同様に）等高線図アーキテクチャとして設けられ得るか、またはセンサ６００は、（図４Ｃに示されている実施形態と同様に）ラインパターンに設けられ得る。他の実施形態では、センサ６００_Ａは、基板６６１の上方に設けられ得る。たとえば、プローブ（図示せず）が、基板６６１の上面の上で延在し得、センサ６００_Ａは、プローブの端部にあり得る。しかし、センサ６００_Ａは、セットアップおよび／またはヘルスチェック中に基板ホルダの上方にあるだけでよく、基板６６１の処理中は基板６６１の上から除去され得ることを諒解されたい。

【0035】

一実施形態では、第２のセンサ６００_Ｂは、排気ライン６６６に沿って設けられ得る。第２のセンサ６００_Ｂは、第１の触媒ワイヤと、非触媒コーティングでコーティングされた第２の触媒ワイヤとを含み得る。たとえば、第２のセンサ６００_Ｂは、図１に示されているものと同様であるセンサアーキテクチャを含み得る。したがって、ラジカルイオンフラックスは、チャンバ６６４の下流のロケーションにおいて測定され得る。

【0036】

次に図６Ｂを参照すると、追加の実施形態による、プラズマ処理ツール６６０の断面図が示されている。一実施形態では、プラズマ処理ツール６６０は、リッド６６５をもつチャンバ６６４を備える。一実施形態では、遠隔プラズマ源６７２が、チャンバ６６４に結合される。プラズマ６７３は、遠隔プラズマ源６７２において生成され、パイプ６７４を通ってリッド６６５に流れ得る。プラズマ６７３は、チャンバ６６４の中に（いくつかの実施形態ではバッフルであり得る）リッド６６５を通って分散し得る。

【0037】

一実施形態では、基板６６１は、ペデスタル６７１によって支持され得る。ペデスタル６７１は、（たとえば、真空チャッキングプロセス、静電チャッキングプロセスなどを用いて）基板６６１を固定する、温度制御された構成要素であり得る。一実施形態では、基板６６１は、シリコンウエハまたは任意の半導体基板など、ウエハであり得る。

【0038】

一実施形態では、チャンバ６６４は、排気システム６６６の補助を借りて真空圧に（たとえば、大気圧未満に）保持され得る。排気システム６６６は、チャンバ６６４の内部の圧力を低下させるように構成された１つまたは複数のポンプ（図示せず）を含み得る。

【0039】

一実施形態では、複数のセンサ６００が、プラズマ処理ツール６６０中に設けられる。図６Ｂに示されている実施形態では、第１のセンサ６００_Ａは、基板６６１の表面の上に設けられる。センサ６００_Ａは、第１の触媒ワイヤと、非触媒コーティングでカバーされた第２の触媒ワイヤとを備え得る。一実施形態では、センサ６００_Ａは、基板６６１の上に設けられた多くのセンサのうちの１つであり得る。たとえば、センサ６００は、（図４Ａに示されている実施形態と同様に）基板６６１の各４分円の上に設けられ得るか、センサ６００は、（図４Ｂに示されている実施形態と同様に）等高線図アーキテクチャとして設けられ得るか、またはセンサ６００は、（図４Ｃに示されている実施形態と同様に）ラインパターンに設けられ得る。他の実施形態では、センサ６００_Ａは、基板６６１の上方に設けられ得る。たとえば、プローブ（図示せず）が、基板６６１の上面の上で延在し得、センサ６００_Ａは、プローブの端部にあり得る。

【0040】

一実施形態では、第２のセンサ６００_Ｂは、排気ライン６６６に沿って設けられ得る。第２のセンサ６００_Ｂは、第１の触媒ワイヤと、非触媒コーティングでコーティングされた第２の触媒ワイヤとを含み得る。たとえば、第２のセンサ６００_Ｂは、図１に示されているものと同様であるセンサアーキテクチャを含み得る。したがって、ラジカルイオンフラックスは、チャンバ６６４の下流のロケーションにおいて測定され得る。

【0041】

一実施形態では、第３のセンサ６００_Ｃは、遠隔プラズマ源６７２とリッド６６５との間に設けられ得る。たとえば、第３のセンサ６００_Ｃは、パイプ６７４に沿って設けられ得る。他の実施形態では、第３のセンサ６００_Ｃは、遠隔プラズマ源６７２内に設けられ得る。第３のセンサ６００_Ｃの包含は、ラジカルイオンフラックスがチャンバ６６４の上流および下流で読み取られること可能にする。

【0042】

次に図７を参照すると、一実施形態による、処理ツールの例示的なコンピュータシステム７００のブロック図が図示されている。一実施形態では、コンピュータシステム７００は、処理ツールに結合され、処理ツールにおける処理を制御する。コンピュータシステム７００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、またはインターネットにおいて他のマシンに接続（たとえば、ネットワーク化）され得る。コンピュータシステム７００は、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバまたはクライアントマシンの能力内で、あるいはピアツーピア（または分散された）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作し得る。コンピュータシステム７００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）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、セルラー電話、ウエブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはそのマシンによってとられるべきアクションを指定する（連続したまたはそれ以外の）命令のセットを実行することが可能な任意のマシンであり得る。さらに、単一のマシンのみがコンピュータシステム７００のために図示されているが、「マシン」という用語は、本明細書で説明される方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実行するために、命令の（１つまたは複数の）セットを個々にまたは一緒に実行するマシン（たとえば、コンピュータ）の任意の集合を含むとも解釈されるべきである。

【0043】

コンピュータシステム７００は、命令を記憶した非一時的マシン可読媒体を有するコンピュータプログラム製品またはソフトウェア７２２を含み得、これは、実施形態によるプロセスを実施するようにコンピュータシステム７００（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る。マシン可読媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）によって可読な形態で情報を記憶または送信するための任意の機構を含む。たとえば、マシン可読（たとえば、コンピュータ可読）媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）可読ストレージ媒体（たとえば、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイスなど）、マシン（たとえば、コンピュータ）可読伝送媒体（電気、光、音響または他の形態の伝搬信号（たとえば、赤外線信号、デジタル信号など））などを含む。

【0044】

一実施形態では、コンピュータシステム７００は、バス７３０を介して互いと通信する、システムプロセッサ７０２、メインメモリ７０４（たとえば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）またはランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などの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７０６（たとえば、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）など）、および２次メモリ７１８（たとえば、データストレージデバイス）を含む。

【0045】

システムプロセッサ７０２は、マイクロシステムプロセッサ、中央処理ユニットなど、１つまたは複数の汎用処理デバイスを表す。より詳細には、システムプロセッサは、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロシステムプロセッサ、他の命令セットを実装するシステムプロセッサ、または命令セットの組合せを実装するシステムプロセッサであり得る。システムプロセッサ７０２はまた、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）、デジタル信号システムプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークシステムプロセッサなど、１つまたは複数の専用処理デバイスであり得る。システムプロセッサ７０２は、本明細書で説明される動作を実施するための処理論理７２６を実行するように構成される。

【0046】

コンピュータシステム７００は、他のデバイスまたはマシンと通信するためのシステムネットワークインターフェースデバイス７０８をさらに含み得る。コンピュータシステム７００は、ビデオディスプレイユニット７１０（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、または陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力デバイス７１２（たとえば、キーボード）、カーソル制御デバイス７１４（たとえば、マウス）、および信号生成デバイス７１６（たとえば、スピーカー）をも含み得る。

【0047】

２次メモリ７１８は、本明細書で説明される方法論または機能のうちのいずれか１つまたは複数を具現する命令の１つまたは複数のセット（たとえば、ソフトウェア７２２）が記憶される、マシンアクセス可能ストレージ媒体７３２（またはより具体的には、コンピュータ可読ストレージ媒体）を含み得る。ソフトウェア７２２はまた、コンピュータシステム７００によるそれの実行中に、完全にまたは少なくとも部分的にメインメモリ７０４内におよび／またはシステムプロセッサ７０２内に常駐し得、メインメモリ７０４およびシステムプロセッサ７０２はマシン可読ストレージ媒体をもなす。ソフトウェア７２２はさらに、システムネットワークインターフェースデバイス７０８を介してネットワーク７２０上で送信または受信され得る。一実施形態では、ネットワークインターフェースデバイス７０８は、ＲＦ結合、光結合、音響結合、または誘導性結合を使用して動作し得る。

【0048】

マシンアクセス可能ストレージ媒体７３２は、単一の媒体であるように例示的な実施形態では示されているが、「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、命令の１つまたは複数のセットを記憶する、単一の媒体または複数の媒体（たとえば、集中されたまたは分散されたデータベース、ならびに／あるいは関連するキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、マシンによる実行のための命令のセットを記憶または符号化することが可能であり、マシンが方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実施することを引き起こす、任意の媒体を含むとも解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、したがって、限定されないが、ソリッドステートメモリ、ならびに光および磁気媒体を含むと解釈されるべきである。

【0049】

上記の明細書では、具体的で例示的な実施形態が説明された。様々な変更が、以下の請求項の範囲から逸脱することなく実施形態になされ得ることは明白である。本明細書および図面は、したがって、限定的意味ではなく例示的意味で顧慮されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【国際調査報告】