特表 2025-503691 ＲＦパルス出力によるエッチングプロファイル制御方法

(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】2025-02-04

(54)【発明の名称】ＲＦパルス出力によるエッチングプロファイル制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20250128BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20250128BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

H05H1/46 R

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024541934

(86)(22)【出願日】2022-12-19

(85)【翻訳文提出日】2024-08-26

(86)【国際出願番号】 US2022053400

(87)【国際公開番号】W WO2023136913

(87)【国際公開日】2023-07-20

(31)【優先権主張番号】63/299,588

(32)【優先日】2022-01-14

(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】アガーワル・ダクシュ

(72)【発明者】

【氏名】ジアン・ベイベイ

(72)【発明者】

【氏名】ピー・シュアン

(72)【発明者】

【氏名】チェン・チェン

(72)【発明者】

【氏名】オゼル・タナー

(72)【発明者】

【氏名】スー・チン

(72)【発明者】

【氏名】ウォン・マーレット

(72)【発明者】

【氏名】ムコパダヤイ・アミット

(72)【発明者】

【氏名】グプタ・アカンクシャ

(72)【発明者】

【氏名】オー・タエセオク

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084CC09

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084DD55

5F004AA09

5F004BA09

5F004BA14

5F004BA20

5F004BB13

5F004BB22

5F004BB29

5F004CA03

5F004DA01

5F004DA15

5F004DA16

5F004DA17

5F004DA18

5F004DA24

5F004EA03

5F004EA13

5F004EA37

5F004EB01

5F004EB04

(57)【要約】

【課題】
【解決手段】
プラズマエッチングプロセスを行う方法を提供する。方法は、基板をチャンバ内に受け取ることで開始する。高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号が生成され、ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む少なくとも３状態サイクルでパルス出力される。第１の状態は、第１の電力レベルに構成される。第２の状態は、第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成される。第３の状態は、第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成される。ＨＦＲＦ信号の第２の電力レベルは、約０Ｗから３５００Ｗの範囲内である。ＨＦＲＦ信号は、プラズマエッチングプロセスを行うためにチャンバの電極に適用される。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマエッチングプロセスを行う方法であって、
基板をチャンバ内に受け取ることと、
高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成することであって、前記ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力されることと
を含み、
前記第１の状態は、第１の電力レベルに構成され、
前記第２の状態は、前記第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成され、
前記第３の状態は、前記第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成され、
前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の電力レベルは、約０から３５００Ｗの範囲内であり、
前記ＨＦＲＦ信号は、前記プラズマエッチングプロセスを行うために前記チャンバの電極に適用される、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の状態のデューティサイクルは、約０％から９０％の範囲内である、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、
前記第３の電力レベルは、実質的に０、またはおおよそ０である、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記プラズマエッチングプロセスは、基板上の高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャをエッチングするように構成され、前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記ＨＡＲフィーチャの側壁のボーイングを低減するように構成され、かつ前記ＨＡＲフィーチャのネック領域におけるパッシベーションの堆積を低減するようにさらに構成される、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号を生成することであって、前記ＬＦＲＦ信号は、前記ＬＦＲＦ信号の少なくとも第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む多状態サイクルでパルス出力されることをさらに含む、方法。

【請求項6】

請求項５に記載の方法であって、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第１の状態は、第４の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記第４の電力レベルよりも低い第５の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第３の状態は、前記第５の電力レベルよりも低い第６の電力レベルに構成され、
前記第５の電力レベルは、約０から２００００Ｗの範囲内であり、
前記ＬＦＲＦ信号は、前記チャンバの前記電極に適用される、方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法であって、
前記ＬＦＲＦ信号は、基板のマスク層上におけるパッシベーションの堆積を制御するように構成される、方法。

【請求項8】

プラズマエッチングプロセスを行うためのシステムであって、
処理のために基板を受け取るように構成されるチャンバと、
高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成する高周波数発生器であって、前記ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力される、高周波数発生器と
を含み、
前記第１の状態は、第１の電力レベルに構成され、
前記第２の状態は、前記第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成され、
前記第３の状態は、前記第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成され、
前記第２の電力レベルは、約０Ｗから３５００Ｗの範囲内であり、
前記ＨＦＲＦ信号は、前記プラズマエッチングプロセスを行うために前記チャンバの電極に適用される、システム。

【請求項9】

請求項８に記載のシステムであって、
前記第２の状態のデューティサイクルは、約０％から９０％の範囲内である、システム。

【請求項10】

請求項８に記載のシステムであって、
前記第３の電力レベルは、実質的に０、またはおおよそ０である、システム。

【請求項11】

請求項８に記載のシステムであって、
前記プラズマエッチングプロセスは、基板上の高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャをエッチングするように構成され、前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記ＨＡＲフィーチャの側壁のボーイングを低減するように構成され、かつ前記ＨＡＲフィーチャのネック領域におけるパッシベーションの堆積を低減するようにさらに構成される、システム。

【請求項12】

請求項８に記載のシステムであって、
低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号を生成する低周波数発生器であって、前記ＬＦＲＦ信号は、前記ＬＦＲＦ信号の第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力される、低周波数発生器をさらに含む、システム。

【請求項13】

請求項１２に記載のシステムであって、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第１の状態は、第４の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記第４の電力レベルよりも低い第５の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第３の状態は、前記第５の電力レベルよりも低い第６の電力レベルに構成され、
前記第５の電力レベルは、約０から２００００Ｗの範囲内であり、
前記ＬＦＲＦ信号は、前記チャンバの前記電極に適用される、システム。

【請求項14】

請求項１３に記載のシステムであって、
前記ＬＦＲＦ信号は、基板のマスク層上におけるパッシベーションの堆積を制御するように構成される、システム。

【請求項15】

少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合に、前記少なくとも１つのプロセッサにプラズマエッチングプロセスを行う方法を実行させるプログラム命令を有し、前記プログラム命令がその上で具現される非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
基板をチャンバ内に受け取ることと、
高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成することであって、前記ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力されることと
を含み、
前記第１の状態は、第１の電力レベルに構成され、
前記第２の状態は、前記第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成され、
前記第３の状態は、前記第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成され、
前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の電力レベルは、約０から３５００Ｗの範囲内であり、
前記ＨＦＲＦ信号は、前記プラズマエッチングプロセスを行うために前記チャンバの電極に適用される、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項16】

請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記第２の状態のデューティサイクルは、約０から９０％の範囲内である、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項17】

請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記第３の電力レベルは、実質的にゼロ電力レベルである、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項18】

請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記プラズマエッチングプロセスは、基板上の高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャをエッチングするように構成され、前記ＨＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記ＨＡＲフィーチャの側壁のボーイングを低減するように構成され、かつ前記ＨＡＲフィーチャのネック領域におけるパッシベーションの堆積を低減するようにさらに構成される、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項19】

請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号を生成することであって、前記ＬＦＲＦ信号は、前記ＬＦＲＦ信号の第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力されることをさらに含む、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項20】

請求項１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第１の状態は、第４の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第２の状態は、前記第４の電力レベルよりも低い第５の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第３の状態は、前記第５の電力レベルよりも低い第６の電力レベルに構成され、
前記ＬＦＲＦ信号の前記第５の電力レベルは、約０から２００００Ｗの範囲内であり、
前記ＬＦＲＦ信号は、前記チャンバの前記電極に適用される、非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、多状態パルス出力形態が、半導体ウエハ上のフィーチャのＲＦプラズマエッチングにおいて典型的に観察されるボウ（ｂｏｗ）ＣＤとマスク詰まりとの間のトレードオフ関係を克服するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマツールは、無線周波数（ＲＦ）発生器と、整合ネットワークと、プラズマリアクタとを含む。ＲＦ発生器は、整合ネットワークを介してプラズマリアクタに結合される。ウエハは、プラズマチャンバ内に配置され、エッチングされる。

【0003】

ＲＦ発生器は、ＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号は、整合ネットワークに供給される。整合ネットワークは、ＲＦ発生器に向かう反射電力を減少させ、出力ＲＦ信号をプラズマリアクタに提供する。出力ＲＦ信号は、ウエハのエッチングに使用される。しかしながら、場合によっては、出力ＲＦ信号によって所望のものとは異なるプロセス結果が得られる場合がある。

【0004】

高アスペクト比のエッチング処理についての重大な課題は、ボウ限界寸法（critical dimension：ＣＤ）制御とキャッピングマージンとの間のトレードオフ関係である。現在、ボウ限界寸法（ＣＤ）を減少させるために使用される主要なメカニズムは、より重合する化学物質の使用である。しかしながら、この重合する化学物質からの堆積は、ボウ領域よりも、高アスペクト比（ＨＡＲ）構造（ネック領域）の頂部領域でより多く発生する。これは、ボウＣＤよりもネックＣＤを大きく減少させ、ボウ領域における所望のパッシベーションを達成する前に、キャッピング（マスク開口の詰まり）を引き起こす。加えて、重合する化学物質からの堆積は、マスクの頂部でも発生し、それによってマスクの形態を悪化させ、同等のネックＣＤを有する場合であっても早期のキャッピングの発生を引き起こす。したがって、ボウ制御に用いられる現在の技術は、プロセス中にキャップマージンも減少させ、目標を満たさない。このボウ限界寸法（ＣＤ）制御とキャップマージンとの間のトレードオフ関係は、所望のＨＡＲフィーチャ寸法を達成するためのエッチングプロセスの能力を制限する。

【0005】

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。この背景技術のセクションで説明される範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施形態は、多状態パルス出力形態が、高アスペクト比エッチング中の堆積コンフォーマリティ（conformality）を向上し、ボウＣＤとキャッピング－ネックＣＤとの間のトレードオフ関係を克服するためのシステム、装置、方法、およびコンピュータプログラムを提供する。本実施形態は、数多くの方法、例えば、プロセス、装置、システム、デバイス、またはコンピュータ可読媒体上の方法で実施可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態が、以下で説明される。

【0007】

高アスペクト比のエッチング処理についての重大な課題は、ボウ限界寸法（ＣＤ）制御とキャッピングマージンとの間のトレードオフ関係である。ボウＣＤを大きくする横方向エッチングは、典型的に、重合する化学物質を用いた側壁パッシベーションによって防止される。この側壁パッシベーションは、マスクの頂部近くにも堆積することでネッキングを引き起こし、いくつかの例では、マスクのキャッピングまたは詰まりを引き起こす。したがって、提供され得る側壁パッシベーションの量は、キャッピングのためのプロセスマージンによって制限される。

【0008】

しかしながら、本開示の実施態様に従って、ボウＣＤの減少とマスクキャッピングとの間のトレードオフ関係は、高いＨＦＲＦ電力の中間の状態を伴う、多状態パルス出力形態の導入によって克服できる。中間のパルス出力状態は、マスク上および高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャ上の堆積コンフォーマリティを向上させる。これは、ネック領域内の堆積を減少させるだけでなく、底部領域内の堆積を増加させ、それによって、従来のプロセス制御ノブを用いたパッシベーションと比較して、より大きなネックＣＤを伴うボウの保護（および、それに対応してより小さなボウＣＤ）をもたらす。

【0009】

加えて、中間のパルス状態における高密度の中性種がマスクの頂部における不規則性を低減することで、マスクの形態の改善につながる。このマスクの頂部におけるマスク形態の改善は、同等のネックＣＤｓを有する場合であっても、多状態パルス出力を用いない場合と比較して、多状態パルス出力を用いたキャッピングの可能性をさらに低減させる。

【0010】

いくつかの実施態様では、プラズマエッチングプロセスを行う方法が提供され、基板をチャンバ内に受け取ることと、高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成することであって、ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力されることとを含む。第１の状態は、第１の電力レベルに構成される。第２の状態は、第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成される。第３の状態は、第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成される。ＨＦＲＦ信号の第２の電力レベルは、約０から３５００Ｗの範囲内である。ＨＦＲＦ信号は、プラズマエッチングプロセスを行うためにチャンバの電極に適用される。

【0011】

いくつかの実施態様では、第２の状態のデューティサイクルは、約０％から９０％の範囲内である。

【0012】

いくつかの実施態様では、第３の電力レベルは、実質的に０、またはおおよそ０である。

【0013】

いくつかの実施態様では、プラズマエッチングプロセスは、基板上の高アスペクト比（ＨＡＲ）フィーチャをエッチングするように構成され、ＨＦＲＦ信号の第２の状態は、ＨＡＲフィーチャの側壁のボーイングを減少させるように構成され、かつＨＡＲフィーチャのネック領域におけるパッシベーションの堆積を低減するようにさらに構成される。

【0014】

いくつかの実施態様では、方法は、低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号を生成することであって、ＬＦＲＦ信号は、ＬＦＲＦ信号の少なくとも第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む多状態サイクルでパルス出力されることをさらに含む。

【0015】

いくつかの実施態様では、ＬＦＲＦ信号の第１の状態は、第４の電力レベルに構成される。ＬＦＲＦ信号の第２の状態は、第４の電力レベルよりも低い第５の電力レベルに構成される。ＬＦＲＦ信号の第３の状態は、第５の電力レベルよりも低い第６の電力レベルに構成される。第５の電力レベルは、０～６０００Ｗの範囲内である。ＬＦＲＦ信号は、チャンバの電極に適用される。

【0016】

いくつかの実施態様では、ＬＦＲＦ信号は、基板のマスク層上におけるパッシベーションの堆積を制御するように構成される。

【0017】

いくつかの実施態様では、プラズマエッチングプロセスを行うためのシステムが提供され、処理のために基板を受け取るように構成されるチャンバと、高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成する高周波数発生器であって、ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力される、高周波数発生器とを含む。第１の状態は、第１の電力レベルに構成される。第２の状態は、第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成される。第３の状態は、第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成される。第２の電力レベルは、約０から３５００Ｗの範囲内である。ＨＦＲＦ信号は、プラズマエッチングプロセスを行うためにチャンバの電極に適用される。

【0018】

いくつかの実施態様では、少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合に、少なくとも１つのプロセッサにプラズマエッチングプロセスを行う方法を実行させるプログラム命令を有し、プログラム命令がその上で具現される非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。方法は、基板をチャンバ内に受け取ることと、高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号を生成することであって、ＨＦＲＦ信号は、第１の状態と、第２の状態と、第３の状態とを含む３状態サイクルでパルス出力されることとを含む。第１の状態は、第１の電力レベルに構成される。第２の状態は、第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルに構成される。第３の状態は、第２の電力レベルよりも低い第３の電力レベルに構成される。ＨＦＲＦ信号の第２の電力レベルは、約０から３５００Ｗの範囲内である。ＨＦＲＦ信号は、プラズマエッチングプロセスを行うためにチャンバの電極に適用される。

【0019】

他の態様は、添付の図面と併せて捉えれば、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

本実施形態は、添付図面と併せて捉えれば、以下の説明を参照することによって、最もよく理解され得る。

【0021】

【図1】図１は、本開示の実施態様に従って、エッチングプロセスを行うためのシステム１００の実施形態の図である。

【0022】

【図2A】図２Ａは、本開示の実施態様に従って、３状態ＲＦパルス出力形態の相を概念的に示すグラフである。

【0023】

【図2B】図２Ｂは、本開示の実施態様に従って、３状態ＲＦパルス出力形態の相を概念的に示すグラフである。

【0024】

【図3A】図３Ａは、本開示の実施態様に従って、異なるエッチングプロセスを経たエッチングフィーチャの断面図を概念的に示す。

【図3B】図３Ｂは、本開示の実施態様に従って、異なるエッチングプロセスを経たエッチングフィーチャの断面図を概念的に示す。

【図3C】図３Ｃは、本開示の実施態様に従って、異なるエッチングプロセスを経たエッチングフィーチャの断面図を概念的に示す。

【0025】

【図4A】図４Ａは、本開示の実施態様に従って、低周波数ＲＦ電力に対する低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号（例えば、４００ｋＨｚ）のパルス出力時間を示すグラフである。

【0026】

【図4B】図４Ｂは、本開示の実施態様に従って、ＬＦＲＦ電力に対するＬＦＲＦ信号のパルス出力時間を示すグラフである。

【0027】

【図5A】図５Ａは、本開示の実施態様に従って、マスク形状の制御におけるＬＦＲＦ電力の影響を示す基板表面の概念的な上面概略図である。

【図5B】図５Ｂは、本開示の実施態様に従って、マスク形状の制御におけるＬＦＲＦ電力の影響を示す基板表面の概念的な上面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下の実施形態は、多状態パルス出力形態が、高アスペクト比エッチング中の堆積コンフォーマリティを向上させ、ボウＣＤとキャッピング－ネックＣＤとの間のトレードオフ関係を克服するためのシステムおよび方法について説明する。本実施形態は、これらの具体的な詳細の一部または全てが欠けている場合も実施し得ることが明らかであろう。他の例では、本実施形態を不必要に曖昧にしないように、周知の動作を詳細には説明していない。

【0029】

第３の状態で高いＨＦＲＦ電力を用いた多状態パルス出力は、ボウ限界寸法（ＣＤ）制御とキャッピングマージンとの間のトレードオフ関係の問題に２つの方法で対処する。第１に、それは、ＨＡＲ構造内の堆積のコンフォーマリティを向上し、その結果、ネック領域内の堆積を減少させ、ボウ領域内の堆積を増加させる。ボウの不動態化を高速で実行するたけでなく、ネックＣＤの減少も低減する。したがって、キャッピングの発生前により多くのパッシベーションを達成できる。第２に、高いＨＦＲＦ電力状態の間に生成された中性種がマスクの頂部を洗浄することで、マスクの形態の改善につながり、それによってキャッピングマージンがさらに増大する。これは、マスクの形態がより良好であるため、高いＨＦＲＦ電力の中間の状態を有するプロセスにおいて、そうでない場合に達成可能であるよりも、同等のネックＣＤｓについてキャッピングがより少ない／存在しないと言い換えられる。

【0030】

パッシベーションの程度は、ＨＦＲＦ電力の中間の状態を制御することによって制御できる。ボウＣＤをより減少させるために、中間の状態のＨＦＲＦ電力を増加できる。あるいは、中間の状態の継続時間もまた、パルス幅を増加させることによって増やされ、それによってパッシベーションを増大できる。これらの２つのノブ（手段）を併用することにより、所望のパッシベーションを達成できる。

【0031】

本開示の多状態パルス出力形態の大きな利点は、ボウＣＤと、ネックＣＤ－キャッピングとの間のトレードオフ関係の克服である。ＨＦＲＦ電力の中間の状態は、ＨＡＲ構造上へのよりコンフォーマルな堆積につながり、それは、別の方法ではＨＡＲエッチングプロセスにおける制御が非常に困難である。これは、ネック領域内の堆積を減少させるが、ボウ領域内の堆積を増加させる。結果的に、従来の化学物質チューニングノブと比較して、キャッピングを引き起こすことなくより良いボウの保護が達成可能である。

【0032】

第２の利点は、多状態パルス出力形態がボウを改善する一方で、マスクの頂部の洗浄も行い、それによってマスクの形態を改善する点である。この改善されたマスクの形態は、同等またはより小さなネックＣＤｓについても、キャッピングのリスクを低減する。

【0033】

図１は、本開示の実施態様に従って、エッチングプロセスを行うためのシステム１００の実施形態の図である。

【0034】

システム１００は、高周波数（ＨＦ）ＲＦ発生器と、低周波数（ＬＦ）ＲＦ発生器と、整合器１０４と、プラズマチャンバ１０６と、ホストコンピュータ１０８とを含む。ＬＦＲＦ発生器の例示としては、１００キロヘルツ（ｋＨｚ）、または４００ｋＨｚ、または１メガヘルツ（ＭＨｚ）、または２ＭＨｚの低動作周波数を有するＲＦ発生器が挙げられる。ＨＦＲＦ発生器の例示としては、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、または１２０ＭＨｚの高動作周波数を有するＲＦ発生器が挙げられる。さらに例示すると、ＨＦＲＦ発生器は、ＬＦＲＦ発生器の動作周波数よりも高い周波数を有する。ＬＦＲＦ発生器は第１発生器の例であり、ＨＦＲＦ発生器は第２ＲＦ発生器の例である。

【0035】

本明細書において、整合器１０４は、インピーダンス整合回路またはインピーダンス整合ネットワークと称される場合がある。例として、整合器１０４は、互いに結合される回路部品のネットワークを含む。回路部品の例としては、抵抗器、インダクタ、またはキャパシタが挙げられる。

【0036】

ホストコンピュータ１０８の例としては、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、およびコントローラが挙げられる。ホストコンピュータ１０８は、プロセッサ１１２とメモリデバイス１１４とを含む。例えば、プロセッサ１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵおよび画像処理装置（ＧＰＵ）の組み合わせ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、またはマイクロコントローラであり得る。メモリデバイス１１４の例としては、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられる。プロセッサ１１２は、メモリデバイス１１４と結合される。

【0037】

プラズマチャンバ１０６は、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持部１１６を含む。プラズマチャンバ１０６は、基板支持部１１６の上方に位置する上部電極１１８をさらに備え、上部電極１１８と基板支持部１１６との間にギャップ１２０を形成する。基板支持部１１６内に埋め込まれる、下部電極は、アルミニウムまたはアルミニウムの合金など、金属製である。基板支持部１１６は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）など、金属製、およびセラミック製である。上部電極１１８は、金属で製作され、接地電位または負電位など、基準電気に結合される。プラズマチャンバ１０６の例は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）チャンバである。

【0038】

本明細書で使用される、基板Ｓの例としては、複数の層を有する半導体ウエハが挙げられる。例えば、基板は、ＡＳＩＣまたはＰＬＤなど、集積回路を形成する複数の層を含む。プロセッサ１１２は、ＬＦＲＦ発生器、ＨＦＲＦ発生器、および電子顕微鏡１１０に結合される。

【0039】

ＬＦＲＦ発生器の出力Ｏ１は、整合器１０４の入力Ｉ１にＲＦケーブルＲＦＣ１を介して結合される。さらに、整合器１０４の出力ＯＭは、ＲＦ伝送線路ＲＦＴを介して基板支持部１１６の下部電極に結合される。ＲＦ伝送線路ＲＦＴの例としては、ＲＦシースによって囲まれるＲＦケーブルが挙げられ、ＲＦケーブルとＲＦシースとの間には絶縁体を有する。

【0040】

プラズマチャンバ１０６は、側壁１２２と、上壁１２４と、底壁１２６とを含む。側壁１２２は、上壁１２４と底壁１２６との間に位置する。側壁１２２には、上壁１２４および底壁１２６が取り付けられる。スロット１２９が、側壁１２２を通って延びる。

【0041】

プロセッサ１１４は、レシピ信号１２８を生成し、レシピ信号１２８をＬＦＲＦ発生器に送信する。レシピ信号１２８は、ＬＦＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号１３０のパラメータの状態数、ＲＦ信号１３０の各状態についてのパラメータレベル、各状態のデューティサイクル、およびＲＦ信号１３０の周波数などのＬＦレシピ情報を含む。同様に、プロセッサ１１４は、レシピ信号１３２を生成し、レシピ信号１３２をＨＦＲＦ発生器に送信する。レシピ信号１３２は、ＨＦＲＦ発生器によって生成されるＲＦ信号１０２のパラメータの状態数、ＲＦ信号１０２の各状態についてのパラメータレベル、各状態のデューティサイクル、およびＲＦ信号１０２の周波数を含む。

【0042】

レシピ信号１２８を受信した後、ＬＦＲＦ発生器は、レシピ信号１２８内で受け取った数の状態についてのパラメータレベルに基づいてＲＦ信号１３０を生成する。例えば、いくつかの実施態様では、ＲＦ信号１３０は３つの状態を有し、３つの状態の各々が、レシピ信号１２８内で受け取ったパラメータレベルのうち対応するパラメータレベルを有する。ＲＦ信号１３０は、レシピ信号１２８内で受け取った周波数も有する。さらに、レシピ信号１３２を受信した後、ＨＦＲＦ発生器は、レシピ信号１３２内で受け取った数の状態についてのパラメータレベルを有するＲＦ信号１３４を生成する。例えば、いくつかの実施態様では、ＲＦ信号１３４は３つの状態を有し、各状態が、レシピ信号１３２内で受け取ったパラメータレベルのうち対応するパラメータレベルを有する。ＲＦ信号１３４は、レシピ信号１３２内で受け取った周波数も有する。

【0043】

ＲＦ信号１３０は、出力Ｏ１からＲＦケーブルＲＦＣ１および入力Ｉ１を介して整合器１０４に送られる。さらに、ＲＦ信号１３４は、出力Ｏ２からＲＦケーブルＲＦＣ２および入力Ｉ２を介して整合器１０４に送られる。

【0044】

整合器１０４は、ＲＦ信号１３０および１３４を受信し、出力ＯＭに結合された負荷のインピーダンスと、入力Ｉ１およびＩ２に結合されたソースのインピーダンスとを整合する。インピーダンス整合によってＲＦ信号１３０および１３４のインピーダンスを修正し、修正されたＲＦ信号１３６が出力ＯＭにおいて出力される。負荷の例としては、ＲＦ伝送線路ＲＦＴおよびプラズマチャンバ１０６が挙げられる。入力Ｉ１およびＩ２に結合されたソースの例としては、ＬＦＲＦ発生器、ＲＦケーブルＲＦＣ１、ＨＦＲＦ発生器、およびＲＦケーブルＲＦＣ２が挙げられる。修正されたＲＦ信号１３６は、出力ＯＭからＲＦ伝送線路ＲＦＴを介して基板支持部１１６の下部電極に送られる。

【0045】

修正されたＲＦ信号１３６に加えて、１つ以上のプロセスガスがプラズマチャンバ１０６内のギャップ１２０に供給されると、プラズマが打たれるか、またはギャップ１２０内に維持されることで、基板Ｓを処理する。基板Ｓの処理の例としては、基板Ｓ上への材料の堆積、基板Ｓの層のエッチング、基板Ｓの洗浄、および基板Ｓのスパッタリングが挙げられる。１つ以上のプロセスガスの例としては、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、およびそれらの組み合わせが挙げられる。例示すると、１つ以上のプロセスガスは、例えば、ＣＨＦ３など、炭素および水素を含む。いくつかの実施態様では、１つ以上のプロセスガスは、Ｈ２、ＣＦ４、ＮＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＳＦ６、および／またはＣＨ３Ｆを含む。別の例示として、炭素および水素の量が減少される場合には、水素ガスまたは三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを１つ以上のプロセスガスとして使用できる。

【0046】

１５分間または２０分間など、所定の時間の基板処理の直後に、基板Ｓをプラズマチャンバ１０６からスロット１２９を介して除去できる。例として、いくつかの実施態様では、基板Ｓの処理を終えるのに、おおよそ１時間を要する。

【0047】

図２Ａは、本開示の実施態様に従って、３状態ＲＦパルス出力形態の相を概念的に示すグラフである。図示のグラフでは、ＲＦ電力対時間が示され、２つのサイクルのパルス出力高周波数（ＨＦ）ＲＦ信号が示される。いくつかの実施態様では、パルス出力ＨＦＲＦ信号は、高周波数ＲＦ発生器によっておおよそ２から１００ＭＨｚ（例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ等）の範囲の周波数で生成されたＲＦ信号のパルス出力ＨＦＲＦ信号である。他の実施態様では、パルス出力ＲＦ信号は、エッチングプロセスに使用される別の周波数のＲＦ信号のパルス出力ＲＦ信号である。

【0048】

引き続き図２Ａを参照すると、各ＲＦパルス出力サイクルは、少なくとも３つの別個の状態からなる。状態Ｓ１は、ＲＦ電力レベルＰ１およびデューティサイクルＤＣ１を有する高電力状態である。状態Ｓ２は、ＲＦ電力レベルＰ２およびデューティサイクルＤＣ２を有する中電力状態である。状態Ｓ０は、ＲＦ電力レベルＰ０およびデューティサイクルＤＣ０を有する低電力状態である。例示された３状態パルス出力ＲＦサイクルは、高電力状態Ｓ１および低電力状態Ｓ０のみを採用する２状態パルス出力ＲＦ信号とは対照的である。しかしながら、本開示の実施態様に従って、本明細書に記載の中電力状態Ｓ２の導入が、ボウＣＤとキャッピングマージンとの間のトレードオフ関係の克服に大きな利益をもたらす。

【0049】

３状態パルス出力ＲＦ信号は、ＨＦＲＦ電力および状態Ｓ２のパルス幅を含むチューニングパラメータによって、少なくとも一部がチューニングされる。単なる説明のための一例として、Ｓ１電力は１０００Ｗとすることができ、Ｓ２電力は１００Ｗとすることができる。

【0050】

原理を説明するための単なる一例として、Ｓ１デューティサイクルがＲＦパルスサイクルの全パルス幅の３３％である場合、Ｓ２デューティサイクルは、パルス幅の３３％であり得る。加えて、パルス幅の残りの３４％は、３状態パルス出力サイクルにおける状態Ｓ０となり得る。

【0051】

状態Ｓ１、Ｓ２、およびＳ０の特定のデューティサイクルは、所与のエッチングプロセスのためにパルス出力されるＲＦ信号の特定のチューニングに応じて変動可能であるが、典型的には、Ｓ１は最も短いデューティサイクルである。Ｓ２のデューティサイクルは、プロセスおよび所望の結果に応じて、Ｓ１のデューティサイクルよりも長いか、または短くできる。Ｓ０のデューティサイクルは、典型的には、最も長いデューティサイクルであるが、Ｓ２のデューティサイクルが非常に長い場合には、場合によっては最も長いデューティサイクルでなくてもよい。概して、いくつかの実施態様では、Ｓ２のデューティサイクルが所与のプロセスのためにチューニングされ、Ｓ１のデューティサイクルは固定され、Ｓ０のデューティサイクルはＳ２のデューティサイクルのチューニング後の残りである。言い換えると、いくつかの実施態様では、Ｓ２のデューティサイクルの増加は、Ｓ０のデューティサイクルに相当および同等の減少をもたらすが、Ｓ１のデューティサイクルには影響を与えない。

【0052】

いくつかの実施態様では、状態Ｓ２の高周波数（ＨＦ）ＲＦ電力は、約０から３５００Ｗの範囲内である。いくつかの実施態様では、状態Ｓ２のＨＦＲＦ電力は、約１０００Ｗから３５００Ｗの範囲内である。いくつかの実施態様では、状態Ｓ２のＨＦＲＦ電力は、約１０００Ｗから２０００Ｗの範囲内である。

【0053】

いくつかの実施態様では、状態Ｓ２のパルス幅（デューティサイクル）は、（１つのパルス出力サイクルの合計継続時間の）約０から９０％の範囲内である。いくつかの実施態様では、状態Ｓ２のパルス幅は、約２０％から９０％の範囲内である。いくつかの実施態様では、状態Ｓ２のパルス幅は、約３０％から７０％の範囲内である。

【0054】

図２Ｂは、本開示の実施態様に従って、３状態ＲＦパルス出力形態の相を概念的に示すグラフである。図示のグラフでは、ＲＦ電力対時間が示され、２つのサイクルのパルス出力ＲＦ信号が示される。ＲＦパルスサイクルは、図２Ｂの実施態様において、ＲＦパルスサイクル内で状態Ｓ０が状態Ｓ１の直後に続き、状態Ｓ２が状態Ｓ０の直後に続く点を除いて、図２ＡのＲＦパルスサイクルと同様である。対照的に、図２Ａの実施態様では、状態Ｓ２とＳ０の順番が入れ替わり、Ｓ２がＳ１の直後に続き、Ｓ０がＳ２の直後に続く。

【0055】

図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、本開示の実施態様に従って、異なるエッチングプロセスを経たエッチングフィーチャの断面図を概念的に示す。

【0056】

図３Ａは、従来の高アスペクト比（ＨＡＲ）エッチングプロセスによるエッチングフィーチャ３００の断面図を概念的に示す。典型的なＨＡＲエッチングプロセスでは、エッチャントおよびパッシバントの組み合わせが利用される。しかしながら、エッチングがＨＡＲフィーチャ内でより深く進行すると、イオン散乱がより深いフィーチャ内でより顕著になるため、フィーチャ３００内の側壁３０２のボーイングが発達する傾向がある。これは、エッチングプロセスの指向性（異方性）に悪影響を及ぼし、ボーイングおよびボウＣＤを増大させるプロファイルを引き起こす側壁のいくらかのエッチングをもたらす。高いボウＣＤは、短絡によるデバイスの故障を引き起こし得る。

【0057】

図３Ｂは、ボウ制御に適用される化学物質チューニングを用いたＨＡＲエッチングプロセスによるエッチングフィーチャ３００の概念的な断面図を示す。上述のような高ボウＣＤの問題に対抗するために、パッシベーション化学物質が適用され、それによってフィーチャの側壁に沿ってパッシベーション３０６（例えば、ポリマー）の堆積を生成し、したがってフィーチャをボーイングから保護する。しかしながら、そのようなパッシベーション化学物質は、マスク層３０８の頂部上にも堆積し、フィーチャの頂部／ネック領域内により多くのパッシベーション３０４が堆積する傾向がある。これにより、ネックＣＤが減少し、ネック領域内の堆積が穴を詰まらせるか、または完全に閉じる場合に、フィーチャのキャッピングリスクが生じる。したがって、フィーチャプロファイルのボーイングを減少させようとすると、フィーチャのキャッピングの可能性とトレードオフの関係となる。キャッピングのリスクは、ボウプロファイルを改善するために適用可能なパッシベーション化学物質の量を制限する。

【0058】

図３Ｃは、本開示の実施態様に従って、ボウ制御に適用される化学物質チューニングおよび上述の３状態ＲＦパルス出力を用いたＨＡＲエッチングプロセスによるエッチングフィーチャ３００の概念的な断面図を示す。図示のように、ＨＦＲＦ電力およびパルス幅を含む多状態パルス出力の使用により、パッシベーション化学物質のよりコンフォーマルな堆積が可能となる。従来通り、パッシベーション３０６が側壁に沿って堆積してボウＣＤを減少させるが、フィーチャ３００のネック／頂部内のパッシベーション３０４の堆積も減少させ、ネックＣＤを開けてキャッピングマージンを改善する。したがって、ボウＣＤを減少させると同時にキャッピングマージンを改善し、典型的なトレードオフ関係を克服する。

【0059】

動作のいかなる特定のセオリに縛られることなく、様々な状態Ｓ１、Ｓ２、およびＳ０は、ＨＡＲエッチングにおいてボウ制御とキャッピンマージンとの間のトレードオフ関係を克服できるように組み合わせる異なる活動を提供すると考えられる。状態Ｓ１は、高エネルギーイオンを提供する高電力状態であり、高電力状態は、エッチングフロントにおいて高アスペクト比のエッチングをもたらす。高エネルギーイオンは垂直に移動し、その高いエネルギーによって非常に深く移動する。しかしながら、これらの高エネルギーイオンは、膜の頂部からパッシベーションも除去する。したがって、Ｓ１は、ＲＦサイクルの全体については望ましくない。

【0060】

状態Ｓ０は、非常に低い電力状態（例えば、いくつかの実施態様では、０、またはおおよそ０電力、いくつかの実施態様では、数百ワット未満、いくつかの実施態様では、５００Ｗ未満、いくつかの実施態様では、１０００Ｗ未満等）であり、非常に低い電力状態により、堆積反応が発生し得る。エッチング反応は非常に高速であるが、堆積反応は大抵それよりも遅く、したがって、Ｓ０は、エッチングされるフィーチャの側壁に堆積種が付着するのに十分な時間を提供する。しかしながら、より低いアスペクト比（より浅い深さ）においてより多く堆積し、それによってキャッピングを引き起こし、次のステップでは、貫通およびエッチング可能な高エネルギーイオンの量を減少させる問題がある。

【0061】

状態Ｓ２は、Ｓ０よりも高い電力を提供するが、中間スタックからのパッシベーションの除去を引き起こすほどには高くない。Ｓ２は、低ＡＲ領域から堆積された種を除去するのに十分であるが、穴の中間領域からパッシベーションを除去するのには十分ではない電力を提供する。Ｓ２は、キャッピングを引き起こすマスクの頂部における不要な堆積を除去するのに十分な量の中性種およびイオンを生成する高いＨＦＲＦ電力を提供する。そのため、これによって、キャッピングマージンを改善すると同時に、より深い領域においてフィーチャの側壁に沿ったパッシベーションも提供する。

【0062】

いくつかのエッチングプロセスでは、上述のようなパルス出力ＨＦＲＦ信号が単体で適用される。しかしながら、他のエッチングプロセスでは、パルス出力低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号も提供される。例えば、いくつかの実施態様では、エッチングプロセスは、パルス出力ＨＦＲＦ信号を単体で利用するように構成され、一方で他の実施態様では、そのようなエッチングプロセスは、パルス出力ＨＦＲＦ信号ならびにパルス出力ＬＦＲＦ信号の両方を利用するように構成される。

【0063】

図４Ａは、本開示の実施態様に従って、低周波数ＲＦ電力に対する低周波数（ＬＦ）ＲＦ信号（例えば、４００ｋＨｚ）のパルス出力時間を示すグラフである。いくつかの実施態様では、パルス出力ＬＦＲＦ信号は、上述のようにＬＦＲＦ発生器によって生成される。

【0064】

引き続き図４Ａを参照すると、各ＬＦＲＦパルスサイクルは、３つの別個の状態により構成される。それらの状態は、上述のＨＦＲＦ信号の３つの状態と時間的に同期し、かつそれらと同じデューティサイクルを有する。ＬＦＲＦ信号の状態Ｓ１は、ＨＦＲＦ信号のＳ１と同じデューティサイクルＤＣ１を有する高電力状態である。ＬＦＲＦ信号の状態Ｓ２は、ＨＦＲＦ信号のＳ２と同じデューティサイクルＤＣ２を有する中電力状態である。ＬＦＲＦ信号の状態Ｓ０は、ＨＦＲＦ信号のＳ０と同じデューティサイクルＤＣ０を有する低電力状態（いくつかの実施態様では、ゼロ電力）である。

【0065】

３状態パルス出力ＬＦＲＦ信号は、ＬＦＲＦ電力を含むチューニングパラメータによって、少なくとも一部がチューニングされる。単なる説明のための一例として、Ｓ１電力が１０００Ｗである場合、Ｓ２電力は５００Ｗであり得る。

【0066】

いくつかの実施態様では、ＬＦＲＦ電力は、約０から２００００Ｗの範囲内である。いくつかの実施態様では、ＬＦＲＦ電力は、約４０００Ｗから１６０００Ｗの範囲内である。いくつかの実施態様では、ＬＦＲＦ電力は、約６０００Ｗから１２０００Ｗの範囲内である。

【0067】

多状態パルス出力形態に低周波数電力を加えることにより、特定のプロセスのためのマスク形状の制御を提供できるようになる。この動向をさらに延長することにより、ボウＣＤとキャッピング／ネックＣＤとの間のトレードオフの克服を助けるボウ制御も提供される。

【0068】

いくつかのプロセスは、Ｓ２においてＬＦＲＦ電力を必要としない。そのような実施態様では、ＬＦＲＦ電力は、０に設定される。図４Ｂは、本開示の実施態様に従って、ＬＦＲＦ電力に対するＬＦＲＦ信号のパルス出力時間を示すグラフである。グラフに図示されるように、ＬＲＦＲ電力がゼロに設定された結果、ＬＦについての状態Ｓ０が本質的に延長されて、前述の状態Ｓ２のデューティサイクルを含む。これは、図示のような２状態パルス出力ＬＦＲＦ信号を生成し、ＬＦＲＦ信号のＳ１はＨＦＲＦ信号のＳ１と同期し、ＬＦＲＦ信号のＳ０はＨＦＲＦ信号のＳ２およびＳ０状態を組み合わせたデューティサイクルと同期する。

【0069】

図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の実施態様に従って、マスク形状の制御におけるＬＦＲＦ電力の影響を示す基板表面の概念的な上面概略図である。

【0070】

図５Ａは、ＬＦＲＦ電力を用いないエッチング処理後の基板の一部の上面図５００を示す。元の穴形は円形であるが、図示のように、エッチング処理後のエッチングされた穴５０２の形は一貫しておらず、しばしば非円形である。いくつかの穴は、所与の軸に沿って細長く、穴のサイズは一貫していない。これは、パッシベーションの目的で適用される重度に重合する化学物質によって、マスク上に制御されていない堆積が生じることに起因し得る。制御されていない堆積は、穴の歪みを引き起こし、その円形性を失わせる。非均一および非円形の穴は、エッチングフィーチャ内に一貫性のない側壁プロファイルを引き起こし、イオン偏向の影響によってボウＣＤを悪化させる。

【0071】

図５Ｂは、ＬＦＲＦ電力を用いたエッチング処理後の基板の一部の上面図５１０を示す。図示のように、均一性、および円形の維持の両方の点で、穴５１２の形が改善される。したがって、ＬＦＲＦ信号の電力の適用は、不要な堆積を制御する。

【0072】

いくつかの実施態様では、前述のように、ＬＦＲＦ電力は不要であり、したがってゼロに設定される。その結果、２状態ＬＦＲＦ信号となる。しかしながら、他のプロセス形態では、ＬＦＲＦ電力が適用されることで、マスク上の堆積を制御し、穴の形および一貫性を改善する。

【0073】

チューニングプロセスの間に、ＨＦＲＦ電力、Ｓ２のデューティサイクル、および、場合によってはＬＦＲＦ電力が、所与のプロセスのための適切な値に調整およびチューニングされることが理解されるであろう。ＨＦＲＦ信号のＲＦ電力およびＳ２のデューティサイクル、ならびに任意選択で（ＬＦＲＦ信号のＳ２状態についての）ＬＦＲＦ電力は、ボウの低減、およびネッキングの低減を同時に達成するために適用されるノブを提供し、この典型的なトレードオフ関係を克服する。このような多状態パルス出力により、側壁に沿ったよりコンフォーマルな堆積が可能となり、ボウＣＤを減少させると同時に、マスクの頂部により少ない堆積をもたらしてキャッピングマージンを改善する。

【0074】

いくつかの実施態様では、上述のＨＦＲＦ電力、デューティサイクル、およびＬＦＲＦ電力のパラメータは、コンピュータまたはコントローラを通じて提供されるユーザインターフェースを介して調整可能である。コンピュータまたはコントローラは、図１のホストコンピュータ１０８の一例であってもよい。いくつかの実施態様では、そのようなユーザインターフェースは、これらのパラメータの値を入力するためのフィールド、および／または値の段階的な調整を可能にする選択可能なアイコン、または、パラメータ設定用の他の種類のインターフェースメカニズムを提供する。いくつかの実施態様では、ＨＦＲＦ電力、デューティサイクル、および／またはＬＦＲＦ電力のパラメータについての所定の値および／または所定の範囲が、ユーザインターフェースを通じて提供される。いくつかの実施態様では、そのような所定の値または範囲は、プロセスの種類や、ＬＦＲＦ信号を含むか否かなど、プロセスに関する他の設定の選択または入力に応じて自動で生成される。いくつかの実施態様では、所定の値は、ユーザの要望に応じてチューニングまたは調整可能なデフォルト値として提供される。

【0075】

本明細書で説明される実施形態は、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。実施形態は、ネットワークを介してリンクされる遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実行される分散型コンピューティング環境で実施することも可能である。

【0076】

いくつかの実施形態では、コントローラはシステムの一部であってもよく、システムは上述の例の一部であってもよい。そ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／または特定の処理部品（ウエハ台座、ガスフローシステム等）を含む半導体処理設備を含む。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、および処理後の電子機器の動作を制御するために、電子機器と統合される。電子機器は、１つまたは複数のシステムの様々な部品またはサブ部品を制御し得る「コントローラ」と称する。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、本明細書に開示のいずれかのプロセス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はとしては、プロセスガスの送達、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、ＲＦ発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハの搬出入、ならびに、システムに接続または結合された他の移送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハの搬出入が挙げられる。

【0077】

概して、多様な実施形態において、コントローラは、命令を受信し、命令を出し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント計測を可能にするなどの各種集積回路、ロジック、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る。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態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、ＡＳＩＣｓとして定義されたチップ、ＰＬＤｓ、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つ以上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む。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、半導体ウエハ上もしくは半導体ウエハ用に、またはシステムに対して特定のプロセスを実行するためのパラメータ、因子、変数などを定義する。いくつかの実施形態では、プログラム命令は、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハのダイの製作中に１つ以上の処理ステップを達成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もよい。

【0078】

いくつかの実施形態では、コントローラは、システムに統合されているか、結合されているか、そうでなければシステムにネットワーク接続されているか、それらの組み合わせであるコンピュータの一部であるか、あるいはコンピュータに結合されていてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあるか、またはファブホストコンピュータシステムの全体もしくは一部であってもよく、それによってウエハ処理の遠隔アクセスが可能になる。コンピュータは、システムへの遠隔アクセスを可能とすることで、製作動作の現在の進行を監視し、過去の製作動作の履歴を検証し、複数の製作動作からトレンドまたはパフォーマンスメトリクスを検証することで、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し、または新しいプロセスを開始する。

【0079】

いくつかの実施形態では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ローカルネットワークまたはインターネットを含む、ネットワークを通じてシステムにプロセスレシピを提供する。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能とするユーザインターフェースを含み、パラメータおよび／または設定はその後、リモートコンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実行される各処理ステップのパラメータ、因子、および／または変数を特定する、データの形式で命令を受信する。パラメータ、因子、および／または変数は、実行されるプロセスの種類、およびコントローラが結合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ることを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、互いにネットワーク接続されて、本明細書に記載のプロセスおよび制御など、共通の目的に向かって働く１つ以上の別個のコントローラを含めることなどにより、分散される。そのような目的のために分散されたコントローラの例としては、遠隔に配置されて（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）、チャンバ上でのプロセスを協働で制御する１つ以上の集積回路と通信するチャンバ上の１つ以上の集積回路が挙げられる。

【0080】

様々な実施形態において、方法が適用されるシステムの例としては、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、クリーン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、トラック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／または製造に関連づけられるか、または使用される他の任意の半導体処理システムが挙げられるが、これらに限定されない。

【0081】

いくつかの実施形態では、上述の動作は、いくつかの種類のプラズマチャンバ、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタを含むプラズマチャンバ、トランス結合プラズマチャンバ、導体ツール、誘電体ツール、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクタを含むプラズマチャンバ等に適用されることにさらに留意されたい。例えば、１つまたは複数のＲＦ発生器が、ＩＣＰリアクタ内でインダクタに結合される。インダクタの形状の例としては、ソレノイド、ドーム型コイル、フラット型コイル等が挙げられる。

【0082】

上述のように、ツールによって行われる１つまたは複数のプロセスステップに応じて、ホストコンピュータは、他のツール回路またはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、近隣ツール、工場全体に配置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内においてウエハの容器をツール位置および／あるいはロードポートに対して搬出入する材料搬送に使用されるツールのうちの１つ以上と通信する。

【0083】

上記の実施形態を念頭に置いて、実施形態のいくつかは、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う様々なコンピュータ実装動作を採用することを理解されたい。これらの動作は、物理量を物理的に操作する動作である。本明細書に記載の実施形態の一部を構成するあらゆる動作は、有用な機械動作である。

【0084】

また、実施形態のいくつかは、これらの動作を実施するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ用に特別に構築されている。専用コンピュータとして定義されるとき、コンピュータは、その専用の目的のために動作可能でありつつ、専用の目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンを実施する。

【0085】

いくつかの実施形態では、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されるか、またはコンピュータネットワークを介して取得される１つ以上のコンピュータプログラムによって、選択的にアクティブ化または構成されるコンピュータによって処理されてもよい。コンピュータネットワークを介してデータが取得される場合、そのデータは、コンピュータネットワーク上の他のコンピュータ、例えば、コンピューティング資源のクラウドによって処理されてもよい。

【0086】

また、１つ以上の実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして製作され得る。非一時的コンピュータ可読媒体は、データを格納する、任意のデータストレージハードウェアユニット、例えば、メモリデバイス等であり、データはその後、コンピュータシステムによって読み取られる。非一時的コンピュータ可読媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスクＲＯＭｓ（ＣＤ－ＲＯＭｓ）、ＣＤレコーダブル（ＣＤ－Ｒｓ）、ＣＤリライタブル（ＣＤ－ＲＷｓ）、磁気テープ、ならびに他の光学および非光学データストレージハードウェアユニットが挙げられる。いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で格納および実行されるように、ネットワーク結合コンピュータシステム上に分散されたコンピュータ可読有形媒体を含む。

【0087】

上記の方法動作は特定の順序で説明されたが、様々な実施形態において、各動作の間に他のハウスキーピング動作が実施されるか、または各方法動作がわずかに異なる時間に発生するように調整されるか、または各方法動作を様々な間隔で発生可能にするシステムに分散されるか、または上述の順序とは異なる順序で実施されることを理解されたい。

【0088】

一実施形態では、本開示で説明される様々な実施形態において説明される範囲から逸脱することなく、上述の、任意の実施形態の１つ以上の特徴が同じく上述の他の任意の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わされることにさらに留意されたい。

【0089】

前述の実施形態は、明確な理解のためにいくらか詳しく説明されているが、特定の変更および修正を添付の特許請求の範囲の範囲内で実施できることは明らかであろう。したがって、本実施形態は、限定ではなく例示と見なされるべきであり、実施形態は本明細書にて提供される詳細に限定されるべきではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【国際調査報告】