【手続補正書】
【提出日】平成27年1月19日(2015.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデルエッチング速度に基づいて、エッチング速度のチャンバ間整合を実施するための方法であって、
第１のプラズマシステムの高周波（ＲＦ）発生器の出力において測定される電圧及び電流を受信することと、
前記電圧及び電流、及び電力に基づいて、第１のモデルエッチング速度を算出することであって、前記電力は、前記電圧及び電流、及び前記電圧と前記電流との間の位相に基づいて算出される、ことと、
第２のプラズマシステムのＲＦ発生器の出力において測定される電圧及び電流を受信することと、
前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電圧及び電流に基づいて、第２のモデルエッチング速度を決定することと、
前記第２のモデルエッチング速度を前記第１のモデルエッチング速度と比較することと、
前記第２のモデルエッチング速度が前記第１のモデルエッチング速度に一致しないことが決定された際に、前記第１のプラズマシステムに関係付けられた前記第１のモデルエッチング速度を実現するために、前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における電力を調整することと、
を備え、
プロセッサによって実行される方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記第１のプラズマシステムに関係付けられた前記第１のモデルエッチング速度を実現するために、前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電圧又は電流を調整することを備える方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のモデルエッチング速度を算出するために使用される前記電圧及び電流は、電圧振幅、及び電流振幅、及び前記電圧振幅と前記電流振幅との間の位相を含み、前記第１のモデルエッチング速度を算出するために使用される前記電力は、電力振幅を含み、前記電力振幅は、前記電圧振幅と、前記電流振幅と、前記位相との積として算出される、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される周波数を受信することと、
前記周波数に基づいて、第３のモデルエッチング速度を算出することと、
前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される周波数を受信することと、
前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される前記周波数に基づいて、第４のモデルエッチング速度を算出することと、
前記第３のモデルエッチング速度を前記第４のモデルエッチング速度と比較することと、
前記第１のプラズマシステムに関係付けられた前記第３のモデルエッチング速度を実現するために、前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電力を調整することと、
を備える方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、更に、
前記第１のプラズマシステムに関係付けられた前記第３のモデルエッチング速度を実現するために、前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記周波数を調整することを備える方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される前記電圧及び電流、及び前記周波数を受信することは、前記第１のプラズマシステムのプラズマチャンバ内でダミーウエハを使用して実施される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器は、ケーブルを通じてインピーダンス整合回路に接続され、前記インピーダンス整合回路は、ＲＦ伝送路を通じてプラズマチャンバに接続される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力は、インピーダンス整合回路の入力に接続され、前記出力は、前記インピーダンス整合回路を通じてプラズマチャンバにＲＦ信号を送ることを促すために使用される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電力を調整することは、前記第２のプラズマシステムが半導体ウエハをエッチングするために使用されるときに実施される、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記電力を調整することは、前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される前記電力を引き上げる又は引き下げることを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムは、前記第２のプラズマシステムのツールと機能的に同一であって前記第２のプラズマシステムの前記ツールと異なる識別情報を有するツールを含む、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムは、前記第２のプラズマシステムのツールと構造的に同一であって前記第２のプラズマシステムの前記ツールと異なる識別情報を有するツールを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のプラズマシステムは、前記第２のプラズマシステムのツールと構造的に及び機能的に同一であって前記第２のプラズマシステムの前記ツールと異なる識別情報を有するツールを含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１のモデルエッチング速度を算出することは、テイラー級数である和を算出することを含む、方法。
【請求項１５】
モデルエッチング速度に基づいて、エッチング速度のチャンバ内整合を実施するための方法であって、
プラズマシステムの高周波（ＲＦ）発生器の出力において第１の時点において測定される電圧及び電流を受信することと、
前記電圧、前記電流、及び電力に基づいて、第１のモデルエッチング速度を算出することであって、前記電力は、前記電圧と前記電流との間の位相に基づいて算出される、ことと、
前記ＲＦ発生器の前記出力において第２の時点において測定される電圧及び電流を受信することと、
前記第２の時点で測定される前記電圧、前記第２の時点で測定される前記電流、及び電力に基づいて、第２のモデルエッチング速度を算出することであって、前記電力は、前記第２の時点において測定される前記電圧と前記電流との間の位相に基づいて算出される、ことと、
前記第１のモデルエッチング速度を前記第２のモデルエッチング速度と比較することと、
前記第２のモデルエッチング速度が前記第１のモデルエッチング速度に一致しないことが決定された際に、前記第１のモデルエッチング速度を実現するために、前記ＲＦ発生器の前記出力における電力を調整することと、
を備え、
プロセッサによって実行される方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、更に、
前記ＲＦ発生器の前記出力において前記第１の時点において測定される周波数を受信することと、
前記周波数に基づいて、第３のモデルエッチング速度を算出することと、
前記ＲＦ発生器の前記出力において前記第２の時点において測定される周波数を受信することと、
前記第２の時点において測定される前記周波数に基づいて、第４のモデルエッチング速度を算出することと、
前記第３のモデルエッチング速度を前記第４のモデルエッチング速度と比較することと、
前記第３のモデルエッチング速度が前記第４のモデルエッチング速度に一致しないことが決定された際に、前記第３のモデルエッチング速度を実現するために、前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電力を調整することと、
を備える方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、更に、
前記第３のモデルエッチング速度を実現するために、前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電圧又は電流又は周波数を調整することを備える方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記ＲＦ発生器の前記出力において前記第１の時点において測定される前記電圧、前記電流、及び前記周波数を受信することは、前記プラズマシステムのプラズマチャンバ内でダミーウエハを使用して実施される、方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第２の時点は、前記第１の時点の後に起きる、方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、
前記第１のモデルエッチング速度を算出するために使用される前記電圧及び電流は、電圧振幅、及び電流振幅、及び前記電圧振幅と前記電流振幅との間の位相を含み、前記第１のモデルエッチング速度を算出するために使用される前記電力は、電力振幅を含む、方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載の方法であって、
前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電力を調整することは、前記プラズマシステムが半導体ウエハをエッチングするために使用されるときに実施される、方法。
【請求項２２】
第１のプラズマシステムであって、
ＲＦ信号を生成するための高周波（ＲＦ）発生器であって、前記ＲＦ信号の送出を促すための出力を含むＲＦ発生器と、
前記ＲＦ信号の電圧及び電流を測定するための、前記出力に接続された複素インピーダンスセンサと、
プラズマを発生するプラズマチャンバと、
ＲＦ信号を修正して修正ＲＦ信号を生成するための、ケーブルを通じて前記ＲＦ発生器に及びＲＦ伝送路を通じて前記プラズマチャンバに接続されたインピーダンス整合回路と、
を備え、
前記プラズマチャンバは、前記インピーダンス整合回路から前記修正ＲＦ信号が受信されたときに前記プラズマを発生させるように構成されており、
前記第１のプラズマシステムは、更に、
前記複素インピーダンスセンサに接続されたプロセッサであって、
前記ＲＦ発生器の前記出力において測定される前記電圧及び電流を受信するためと、
前記電圧及び電流、及び電力に基づいて、第１のモデルエッチング速度を算出するためであって、前記電力は、前記電圧及び電流、及び前記電圧と前記電流との間の位相に基づいて算出される、ためと、
第２のプラズマシステムのＲＦ発生器の出力において測定される電圧及び電流を受信することと、
前記第２のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電圧及び電流に基づいて、第２のモデルエッチング速度を決定するためと、
前記第２のモデルエッチング速度を前記第１のモデルエッチング速度と比較するためと、
前記第２のモデルエッチング速度が前記第１のモデルエッチング速度に一致しないことが決定された際に、前記第１のモデルエッチング速度を実現するために、前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における電力を調整するためと、
である、プロセッサと、
を備える第１のプラズマシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の第１のプラズマシステムであって、
前記プロセッサは、更に、前記第１のモデルエッチング速度を実現するために、前記第１のプラズマシステムの前記ＲＦ発生器の前記出力における前記電圧又は前記電流を調整するように構成される、第１のプラズマシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
一例として、時刻ｔ2において、エッチング速度を決定するために使用される電圧振幅Ｖ1及び／又は電流振幅Ｉ1及び／又は周波数Ｆ1に変動があるときに、ｘＭＨｚＲＦ発生器は、プラズマシステム１００に関係付けられたエッチング速度を一定に維持するために、その出力における、例えば供給電力、送達電力、反射電力などの電力Ｐ1を調整する。例示すると、時刻ｔ2において、電圧振幅Ｖ1及び／又は電流振幅Ｉ1及び／又は周波数Ｆ1に変動があるときに、ｘＭＨｚＲＦ発生器は、プラズマシステム１００に関係付けられたエッチング速度ＥＲ１００７を一定に維持するために、ｘＭＨｚＲＦ発生器の出力１０２における電力Ｐ1を調整する。別の例として、時刻ｔ2において、電圧振幅Ｖ1及び／又は電流振幅Ｉ1に変動があるときに、ｘＭＨｚＲＦ発生器は、プラズマシステム１００に関係付けられたエッチング速度ＥＲ１００５を一定に維持するために、ｘＭＨｚＲＦ発生器の出力１０２における電力Ｐ1を調整する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
一部の実施形態では、第１の圧力が第２の圧力から一定範囲内であるときに、プラズマチャンバ１２８内で同様な圧力が維持されている。様々な実施形態において、第１の温度が第２の温度から一定範囲内であるときに、プラズマチャンバ１２８内で同様な温度が維持されている。様々な実施形態において、第１の周波数が第２の周波数から一定範囲内であるときに、ＲＦ発生器の周波数は同様に維持されている。一部の実施形態では、第１のギャップが第２のギャップから一定範囲内であるときに、プラズマチャンバ１１８内で同様なギャップが維持されている。多岐にわたる実施形態において、プラズマチャンバ１１８内で各プロセスガスの量が既定の範囲内に維持されているときに及び／又は複数のプロセスガスの組み合わせが既定の範囲内に維持されているときに、プラズマチャンバ１１８内で同様な化学的性質が維持されている。一部の実施形態では、プラズマチャンバ１１８内で複数のプロセスガスの組み合わせが既定の範囲内に維持されているときに、プラズマチャンバ１１８内で同様な化学的性質が維持されている。プロセスガスの種類の例として、酸素含有ガスやフッ素含有ガスが挙げられる。例示すると、フッ素含有ガスは、酸素含有ガスと異なる種類である。一部の実施形態では、第１のプロセスガスが第２のプロセスガスに含まれない化学元素を含むときに、第１のプロセスガスは第２のプロセスガスと異なる種類である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
プラズマチャンバ１５８は、チャック１７４と、上部電極１７６と、上述のようなその他の部分とを含む。上部電極１７６は、チャック１７４の向かいに相対して位置付けられ、接地される。チャック１７４の上面１８０上で、例えば半導体ウエハなどの被加工物１７８が支えられる。生産時には、被加工物１７８に対し、上述のような様々なプロセスが実施される。被加工物の上には、集積回路が成長され、これらの集積回路は、例えば携帯電話、タブレット、スマートフォン、コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、ネットワーク機器などの多岐にわたる電子機器に使用される。プラズマチャンバ１５８の下部電極及び上部電極１７６は、それぞれ、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅などの金属で作成される。チャック１７４は、ＥＳＣ又は磁気チャックであってよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
プラズマチャンバの構造要素の例には、上部電極、下部電極、上部プラズマ排除ゾーン（ＰＥＺ）リング、下部ＰＥＺリング、閉じ込めリングアセンブリ、エッジリング、絶縁体層、ガス分布孔、プラズマチャンバ壁、上部電極を取り囲む上部誘電体リング、上部誘電体リングを取り囲む上部電極延長部、下部電極を取り囲む下部誘電体リング、上部電極内又は下部電極内に位置付けられた加熱要素、下部電極又は上部電極内に位置付けられた冷却要素、下部誘電体リングを取り囲む下部電極延長部などがある。様々な実施形態において、下部電極及び下部電極延長部は、例えば陽極酸化アルミニウムやアルミニウム合金などの金属で作成される。また、一部の実施形態では、上部電極及び上部電極延長部は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの金属で作成される。幾つかの実施形態では、上部電極は、下部電極の向かいに相対して位置付けられ、上部電極延長部は、上部電極の向かいに相対して位置付けられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
ＲＦ伝送ロッド１９４は、インピーダンス整合回路１９０の出力１９６に結合される。また、ＲＦスプーンとしても知られるＲＦストラップ１９８が、ＲＦ伝送ロッド１９４に及びＲＦロッド２０２に結合され、その一部分は、例えばシリンダなどのサポート２０４内に位置付けられる。一実施形態では、シリンダ１８８と、ＲＦストラップ１９８と、サポート２０４と、ＲＦロッド２０２との組み合わせが、ＲＦ伝送路１８６を形成する。サポート２０４は、プラズマチャンバ１１８（図２Ａ）又はプラズマチャンバ１５８（図２Ｂ）の一例であるプラズマチャンバ２０６の支えを提供する。サポート２０４は、プラズマチャンバ２０６のチャック２０８に取り付けられる。チャック２０８は、チャック１２０（図２Ａ）又はチャック１７４（図２Ｂ）の一例である。ＲＦ発生器から、ＲＦケーブル１９１、インピーダンス整合回路１９０、ＲＦロッド１９４、ＲＦストラップ１９８、及びＲＦロッド２０２を通じてチャック２０８にＲＦ信号が供給される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
図４Ａは、エッチング速度を決定するために使用される、電圧及び電流及び／若しくは電力の係数、並びに／又は電圧及び電流及び／若しくは電力の指数、並びに／又は周波数を決定するための、プラズマシステム２５０の一実施形態のブロック図である。プラズマシステム２５０は、プラズマシステム１００（図２Ａ）と、エッチング速度測定機器（ＥＲＭＤ）２５２とを含む。ＥＲＭＤ２５２は、ケーブル２５４を通じてプロセッサ１２８に接続され、プラズマチャンバ１１８の窓２５６を通る見通し線を有する。該見通し線は、プラズマチャンバ１１８内でプラズマが発生する空間内へ方向付けられる。例えば、ＥＲＭＤ２５２は、プラズマによって発せられて窓２５６を通る放射の強度を測定するために、プラズマチャンバ１１８内のプラズマを監視する分光光度計を含む。一部の実施形態では、窓２５６は、プラズマによって発せられた光が通過することを可能にする例えばガラスなどの透明材料で作成される。様々な実施形態において、窓２５６は、半透明窓である。強度は、プラズマによって消耗されるダミーウエハ１２４の層のエッチング速度に正比例する。プロセッサ１２８は、測定された強度をケーブル２５４を通じて受信し、強度に正比例するものとしてエッチング速度を決定する。別の例として、レシピが既知である場合は、ＥＲＭＤ２５２は、時刻ｔｍ１においてダミーウエハ１２４の厚さを測定し、時刻ｔｍ１の後で且つダミーウエハ１２４のエッチングの後である時刻ｔｍ２においてダミーウエハ１２４の厚さを測定する。ＥＲＭＤ２５２は、ダミーウエハ１２４のエッチング速度ＥＲ２５０１を、時刻ｔｍ２における厚さと時刻ｔｍ１における厚さとの差を時刻ｔｍ２と時刻ｔｍ１との差で割った比率として決定する。エッチング速度ＥＲ２５０１は、ケーブル２５４を通じてＥＲＭＤ２５２によってプロセッサ１２８に提供される。一部の実施形態では、ＥＲＭＤ２５２がエッチング速度ＥＲ２５０１を決定する代わりに、プロセッサ１２８が、測定された強度からエッチング速度ＥＲ２５０１を決定し、該エッチング速度ＥＲ２５０１を、記憶させるためにメモリデバイス１３２に提供する。既知のレシピの例は、プラズマチャンバ１１８内で維持される圧力、プラズマチャンバ１１８内で維持される温度、上部電極１２２とチャック１２０との間のギャップ、ｘＭＨｚＲＦ発生器、ｙＭＨｚＲＦ発生器、及びｚＭＨｚＲＦ発生器によって供給される電力の大きさ、ｘＭＨｚＲＦ発生器、ｙＭＨｚＲＦ発生器、及びｚＭＨｚＲＦ発生器の周波数、又はそれらの組み合わせを含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
上述のように、複素インピーダンスセンサ１１９は、複素電圧・電流の測定値をケーブル１２７を通じてプロセッサ１２８に提供する。プロセッサ１２８は、複素電圧・電流の測定値を受信し、該測定値から電圧振幅Ｖ3及び電流振幅Ｉ3及び／又は電力振幅Ｐ3を抽出し、これらの電圧振幅Ｖ3及び電流振幅Ｉ3及び電力振幅Ｐ3を、記憶させるためにメモリデバイス１３２に提供する。例えばプロセッサ１２８は、電力振幅Ｐ3を、電圧振幅Ｖ3と、電流振幅Ｉ3と、電圧振幅Ｖ3と電流振幅Ｉ3との間の位相であるφ3とを乗じた積として算出する。一部の実施形態では、電圧振幅Ｖ3は電圧振幅Ｖ1と同じであり、電流振幅Ｉ3は電流振幅Ｉ1と同じであり、電力振幅Ｐ3は電力振幅Ｐ1と同じであり、位相φ3はプラズマシステム１００を使用して決定される位相φ1と同じである。一部の実施形態では、出力１０２に接続された周波数センサが、ｘＭＨｚＲＦ発生器によって供給されるＲＦ信号の周波数Ｆ3を測定し、該周波数Ｆ3を、周波数センサをプロセッサ１２８に接続しているケーブルを通じてプロセッサ１２８に提供する。様々な実施形態において、周波数Ｆ3は、周波数Ｆ1と同じである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
様々な実施形態において、エッチング速度ＥＲ２０７１を決定する代わりに、ＥＲＭＤ２７２は、プラズマチャンバ１５８内で発生するプラズマによって発せられる光の強度を窓２７３を介して測定し、該測定された強度を、ケーブル２７４を通じてプロセッサ１２８に提供する。ケーブル２７４は、ＥＲＭＤ２７２をプロセッサ１２８に接続している。一部の実施形態では、プロセッサ１２８は、エッチング速度ＥＲ２７０１を、測定された強度に正比例するものとして決定し、該エッチング速度ＥＲ２７０１を、記憶させるためにメモリデバイス１３２に提供する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
図５は、ｚＭＨｚＲＦ発生器が例えば電力を供給している、作動している、機能しているなどのように稼働しており、ｘＭＨｚＲＦ発生器及びｙＭＨｚＲＦ発生器が例えば電力を供給していないなどのように稼働していないときにおける、例えば二次多項式エッチング速度、三次多項式エッチング速度、四次多項式エッチング速度などのエッチング速度モデルの平均値対ＥＲＭＤを使用して決定された測定エッチング速度の平均値のグラフの一実施形態２９０である。ＥＲＭＤを使用して決定された平均測定エッチング速度は、ｘ軸に沿ってプロットされ、平均エッチング速度モデルは、ｙ軸に沿ってプロットされる。グラフ２９０の各平均エッチング速度モデルの各点を通るように、最良適合直線が引かれてよい。図に示されるように、グラフ２９０における二次多項式平均エッチング速度モデルは、０．９９８の決定係数（Ｒ2）を有し、グラフ２９０における三次多項式平均エッチング速度モデルは、０．９９９９のＲ2を有し、グラフ２９０における四次多項式平均エッチング速度モデルは、０．９９９７のＲ2を有する。Ｒ2が大きいほど、エッチング速度モデルの平均値の正確さが増す。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ａ】
2015029093.tif 000001