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公開番号2025016556
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024187052,2023080491
出願日2024-10-24,2018-02-20
発明の名称複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムおよび方法
出願人ラムリサーチコーポレーション,LAM RESEARCH CORPORATION
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250128BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】方法は、反射電力が複数の状態に対して低減されるように、インピーダンス整合回路の1または複数のパラメータの値を決定する工程を備える。反射電力のかかる低減は、複数の状態を用いて基板を処理すると同時に、インピーダンス整合回路に接続された高周波発生器の寿命を延ばす。
【選択図】図5A
特許請求の範囲【請求項１】
複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするための方法であって、
インピーダンス整合回路を介したプラズマチャンバへのデジタルパルス信号の第１状態中に、電力を高周波（ＲＦ）発生器によって供給する工程と、
前記第１状態中に前記ＲＦ発生器の出力に反射される電力の量を測定する工程と、
前記インピーダンス整合回路を介した前記プラズマチャンバへの前記デジタルパルス信号の第２状態中に、電力を前記ＲＦ発生器によって供給する工程と、
前記第２状態中に前記ＲＦ発生器の前記出力に反射される電力の量を測定する工程と、
前記第１状態中に測定される前記電力の量を最小値に低減すると共に前記第２状態中に測定される前記電力の量を最小値に低減するように、前記インピーダンス整合回路のパラメータを制御する工程と、
を備える、方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１状態の前記最小値は、予め定められたレベルよりも小さく、前記第２状態の前記最小値は、前記予め定められたレベルよりも小さい、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記第１状態の前記最小値および前記第２状態の前記最小値は、互いから予め定められた閾値内にある、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１状態の前記最小値は、前記第１状態の別の最小値よりも小さく、
前記第１状態の前記別の最小値は、前記パラメータが第１値を有する時に達成され、
前記第１状態の前記最小値および前記第２状態の前記最小値は、前記パラメータが第２値を有する時に達成される、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１状態の前記最小値は、前記第１状態の別の最小値よりも大きく、
前記第１状態の前記別の最小値は、前記パラメータが第１値を有する時に達成され、
前記第１状態の前記最小値および前記第２状態の前記最小値は、前記パラメータが第２値を有する時に達成され、
前記第１状態の前記他の最小値は、予め定められたレベルよりも小さく、
前記パラメータが前記第１値を有する時に、前記第２状態の別の最小値が達成され、
前記第２状態の前記別の最小値は、前記予め定められたレベルよりも小さい、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記パラメータを制御する工程は、前記インピーダンス整合回路のキャパシタまたはインダクタを制御する工程を含み、
前記第１および第２状態の前記最小値は、前記第１および第２状態の前記パラメータの一定値に対応する、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記パラメータは、前記インピーダンス整合回路の直列回路のパラメータまたは前記インピーダンス整合回路のシャント回路のパラメータであり、
前記制御する工程は、機械学習処理を用いて実行される、方法。
【請求項８】
複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムであって、
デジタルパルス信号の第１状態中に電力を供給するよう構成された高周波（ＲＦ）発生器と、
ＲＦケーブルを介して前記ＲＦ発生器に接続されたインピーダンス整合回路と、
ＲＦ伝送ラインを介して前記インピーダンス整合回路に接続されたプラズマチャンバと、
前記ＲＦ発生器の出力に接続されたセンサであって、前記第１状態中に前記ＲＦ発生器の前記出力に反射される電力の量を測定するよう構成された、センサと、
を備え、
前記ＲＦ発生器は、前記インピーダンス整合回路を介して前記プラズマチャンバへ前記デジタルパルス信号の第２状態中に電力を供給するよう構成され、
前記センサは、前記第２状態中に前記ＲＦ発生器の前記出力に反射される電力の量を測定するよう構成され、
前記システムは、さらに、
前記インピーダンス整合回路のパラメータを制御するために前記インピーダンス整合回路に接続されたプロセッサを備え、
前記パラメータは、前記第１状態中に測定される前記電力の量を最小値に低減すると共に前記第２状態中に測定される前記電力の量を最小値に低減するように制御される、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１状態の前記最小値は、予め定められたレベルよりも小さく、
前記第２状態の前記最小値は、前記予め定められたレベルよりも小さい、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記第１状態の前記最小値および前記第２状態の前記最小値は、互いから予め定められた閾値内にある、システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムおよび方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、プラズマツールは、高周波発生器、インピーダンス整合回路網、および、プラズマチャンバを備える。高周波発生器は、インピーダンス整合回路網を介してプラズマチャンバへ電力を供給する。電力が供給されると、プラズマチャンバ内でプラズマを生成するために、１または複数のガスもプラズマチャンバに提供される。プラズマは、プラズマチャンバ内でウエハに実行される様々な洗浄動作およびその他の動作に用いられる。
【０００３】
しかしながら、電力が供給される時、プラズマの電力が、ＲＦ発生器に向かって反射される。この反射電力は、ソースと負荷との間の伝送ライン上に定在波を発生させ、定在波は、ＲＦ発生器の出力ドライブの破損につながりうる。
【０００４】
本開示に記載の実施形態は、このような背景から生まれたものである。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態は、複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムおよび方法を提供する。本実施形態は、処理、装置、システム、デバイス、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
【０００６】
半導体プラズマ処理中に、印加される高周波（ＲＦ）電力が、１ヘルツ～５０キロヘルツの間の周波数でパルス化される。チューニングされた整合回路網が、ＲＦ発生器とプラズマとの間の効率的な結合を保証するようにＲＦ電力をプラズマに結合するために利用される。連続波（ＣＷ）またはシングルレベルパルス化の間、整合回路網は固定される。しかしながら、一部の例では、２以上のレベルのパルス化が利用され、その場合、２以上の整合回路網ポジション、例えば、キャパシタの値、インダクタの値などが用いられる。整合回路網は、可変の反応構成要素、例えばキャパシタおよびインダクタなどを用いる。これらの可変の反応構成要素は、機械部品を有しており、機械部品は、マルチレベルパルス化に比べて動きが遅い。機械部品の遅い反応により、マルチレベルパルス化の複数レベルの電力レベルについていくことが困難になる。これは、複数の電力レベルに間での周波数チューニングを用いることによって部分的に軽減されうる。しかしながら、周波数チューニングだけでは、大きく異なる電力レベルに対応できない。方法およびシステムは、マルチレベルパルス化のための処理にわたって整合効率を最大化するように整合回路網ポジションをどのように最適化するのかを記載する。整合効率は改善され、ＲＦ発生器に向かって反射される電力が低減される。ＲＦ発生器に向かう平均反射ＲＦ電力が低減されることで、より幅広い作動空間が可能になる。
【０００７】
いくつかの実施形態において、複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするための方法が記載されている。その方法は、インピーダンス整合回路を介したプラズマチャンバへのデジタルパルス信号の第１状態中に、電力をＲＦ発生器によって供給する工程を備える。方法は、さらに、第１状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量を測定する工程を備える。方法は、インピーダンス整合回路を介したプラズマチャンバへのデジタルパルス信号の第２状態中に、電力をＲＦ発生器によって供給する工程を備える。方法は、さらに、第２状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量を測定する工程を備える。方法は、第１状態中に測定される電力の量を最小値に低減すると共に第２状態中に測定される電力の量を最小値に低減するように、インピーダンス整合回路のパラメータを制御する工程を備える。
【０００８】
様々な実施形態において、複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするためのシステムが記載されている。システムは、デジタルパルス信号の第１状態中に電力を供給するよう構成されたＲＦ発生器を備える。システムは、さらに、ＲＦケーブルを介してＲＦ発生器に接続されたインピーダンス整合回路と、ＲＦ伝送ラインを介してインピーダンス整合回路に接続されたプラズマチャンバと、を備える。システムは、ＲＦ発生器の出力に接続されたセンサを備える。センサは、第１状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量を測定するよう構成されている。ＲＦ発生器は、インピーダンス整合回路を介してプラズマチャンバへデジタルパルス信号の第２状態中に電力を供給するよう構成されている。センサは、第２状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量を測定するよう構成されている。システムは、インピーダンス整合回路のパラメータを制御するためにインピーダンス整合回路に接続されたプロセッサを備える。パラメータは、第１状態中に測定される電力の量を最小値に低減すると共に第２状態中に測定される電力の量を最小値に低減するように制御される。
【０００９】
様々な実施形態において、コンピュータに方法を実行させるプログラムを格納する非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体が記載されている。その方法は、インピーダンス整合回路を介したプラズマチャンバへのデジタルパルス信号の第１状態中に、電力をＲＦ発生器によって供給する工程を備える。方法は、さらに、第１状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量の測定値を受信する工程を備える。方法は、インピーダンス整合回路を介したプラズマチャンバへのデジタルパルス信号の第２状態中に、電力をＲＦ発生器によって供給する工程を備える。方法は、第２状態中にＲＦ発生器の出力に反射される電力の量の測定値を受信する工程を備える。方法は、第１状態中に測定される電力の量を最小値に低減すると共に第２状態中に測定される電力の量を最小値に低減するように、インピーダンス整合回路のパラメータを制御する工程を備える。
【００１０】
複数の状態で反射電力を低減するようにチューニングするための本明細書に記載のシステムおよび方法のいくつかの利点。例えば、インピーダンス整合回路の直列回路が値Ａを有する、および／または、インピーダンス整合回路のシャント回路が値Ｂを有する場合に、直列回路が値Ｃを有するおよび／またはシャント回路が値Ｄを有する状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３などの内の任意の１状態に対してＲＦ発生器に向かって反射される電力に比べて、ＲＦ発生器に向かって反射される電力が、複数の状態Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３などに対して低減される。複数の状態に対する反射電力のかかる低減は、電力が反射される先のＲＦ発生器の寿命を延ばす。さらに、複数の状態は、様々な動作を基板に実行するために利用される。例えば、複数の状態の内の１状態の間に、材料（酸化物など）が基板上に蒸着され、複数の状態の内の別の状態の間に、基板または材料がエッチングされる。別の例として、複数の状態の内の１状態の間に、蒸着動作が基板に実行され、複数の状態の内の別の状態の間に、基板が洗浄される。さらに別の例として、複数の状態の内の１状態の間に、蒸着動作が基板に実行され、複数の状態の内の別の状態の間に、基板が洗浄され、複数の状態の内のさらに別の状態の間に、エッチング動作が基板に実行される。インピーダンス整合回路が値ＡおよびＢを有し、複数の状態で電力が低減される場合、ＲＦ発生器の構成要素を保護すると同時に、様々な動作が基板に実行される。
（【００１１】以降は省略されています）

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