(57)【要約】  半導体プロセスチャンバ内でプラズマを点火するための方法が提供される。一実施形態では、電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバにおいてプロセスチャンバのカソードにプラズマ点火電圧を印加した際にプラズマが点火しなかった場合にプラズマを点火する方法は、カソードに印加される電圧の大きさを減少するステップと、カソードにプラズマ点火電圧を再印加するステップと、プロセスチャンバを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、を備えている。プロセスチャンバを監視するステップは、第１時間周期の期間を有してもよい。カソードに印加される電圧の大きさを減少するステップは、第２時間周期の期間を有してもよい。カソード電圧の大きさを減少するステップ及びプラズマ点火電圧を再印加するステップは、プラズマが点火するまで繰り返すことができる。
2009526155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバにおいて上記プロセスチャンバのカソードにプラズマ点火電圧を印加した際にプラズマが点火しなかった場合にプラズマを点火する方法において、
（ａ）上記カソードに印加される電圧の大きさを減少するステップと、
（ｂ）上記カソードにプラズマ点火電圧を再印加するステップと、
（ｃ）上記プロセスチャンバを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記プラズマ点火電圧は、約−１００から−２０００ＶＤＣである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記プラズマ点火電圧は、約−１６００ＶＤＣである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記監視するステップは、約１ミリ秒から１秒の期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記監視するステップは、約５から１００ミリ秒の期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記監視するステップは、約１０ミリ秒より長い期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルへ減少することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約５０％へ減少することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、約１から１００ミリ秒の期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、約５から５０ミリ秒の期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、約２５ミリ秒より大きな期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
（ｄ）プラズマが点火するまで上記ステップ（ａ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記ステップ（ａ）は、上記カソード電圧の大きさを上記プラズマ点火電圧の大きさの約５０％へ減少することを更に含み、
上記方法は、プラズマ点火が発生するまで上記ステップ（ａ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバ内でプラズマを点火する方法において、
（ａ）上記プロセスチャンバのカソードにプラズマ点火電圧を印加するステップと、
（ｂ）上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルに減少するステップと、
（ｃ）上記カソードに上記プラズマ点火電圧を再印加するステップと、
を備えた方法。
【請求項１５】
上記カソードへ上記プラズマ点火電圧を再印加する前に、上記減少された大きさの電圧を、約１から１００ミリ秒間、維持するステップを更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
プラズマが点火するまで上記ステップ（ｂ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバにおいてカソードにプラズマ点火電圧を印加することによりプラズマが点火しなかった後に、コンピュータによって実行されたときに、
（ａ）上記カソードに印加される電圧の大きさを減少するステップと、
（ｂ）上記カソードにプラズマ点火電圧を再印加するステップと、
（ｃ）上記プロセスチャンバを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、
を備えたプラズマ点火シーケンスを遂行するインストラクションを含むコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１８】
上記プラズマ点火電圧は、約−１００から−２０００ＶＤＣである、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１９】
上記プラズマ点火電圧は、約−１６００ＶＤＣである、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２０】
上記監視するステップは、約１ミリ秒から１秒の期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２１】
上記監視するステップは、約５ミリ秒から１００ミリ秒の期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２２】
上記監視するステップは、約１０ミリ秒より長い期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２３】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルへ減少することを含む、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２４】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約５０％へ減少することを含む、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２５】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、約１から１００ミリ秒の期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２６】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、約５から５０ミリ秒の期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２７】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、約２５ミリ秒より大きな期間を有する、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項２８】
（ｄ）プラズマが点火するまで上記ステップ（ａ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１７に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、半導体デバイスの分野におけるプラズマ処理に関する。より詳細には、本発明は、半導体デバイスの製造中にプロセスチャンバ内でプラズマを点火する方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]幾つかの半導体製造プロセスでは、半導体デバイスの形成を助成するために、正イオン、負イオン及び中性子のプラズマがプロセスチャンバへ導入される。処理中に、新たな基板が処理のためにチャンバへ導入されるときに、プラズマの消火及び再点火が繰り返される。幾つかのプロセスでは、単一チャンバ内で基板に対して行われる多ステッププロセスのステップとステップとの間にプラズマの消火及び再点火を行うことがある。更に、プロセス条件が不安定になった場合にはプロセスステップの中間でもプラズマが不意に自己消火し（self-extinguish）又は落ち（drop-out）、プラズマの再点火が必要になることもある。時々、プロセスチャンバに厳しい条件（プラズマの点火に不都合な条件）が存在する場合にはプラズマの再点火が困難なこともある。
【０００３】
[0003]ＤＣ（直流）プラズマ点火の場合には、プラズマの点火に必要な電圧がガス圧力及びソース−基板寸法の関数であることを表わす「パッシェン曲線」を一般的にたどる。それ故、通常、得られるカソード電圧電位が高いほど、プラズマ点火の確率が高くなると仮定される。このため、一般に、プラズマが点火するまで全カソード点火電圧を印加して保持することが従来賢明とされている。この解決策が一般的に機能するのは、アノード（一般的に基板）が低い電位に保持され且つ電位差が充分に大きい場合である。
【０００４】
[0004]しかしながら、アノード（基板）が電気的に分離されるチャンバ設計では、アノードをカソード電位に向けて浮動させることができる。アノードがカソード電位に向けて浮動するときには、カソードとアノードとの間の電位差が低下する。電位差のこの減少は、プラズマの点火を妨げるに充分なものとなり得る。更に、プラズマが点火せずにカソード電圧が全点火に保持される時間が長いほど、浮動するアノード電位がカソード電位により近づいて、プラズマの点火を更に妨げることになる。
【０００５】
[0005]従って、この技術では、半導体プロセスチャンバ内でプラズマを点火する（又は再点火する）改良された方法が要望される。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]半導体プロセスチャンバ内でプラズマを点火する（又は再点火する）方法のための実施形態がここに提供される。半導体プロセスチャンバ内でプラズマを点火するための方法がここに提供される。一実施形態では、電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバにおいてプロセスチャンバのカソードにプラズマ点火電圧を印加した際にプラズマが点火しなかった場合にプラズマを点火する方法は、カソードに印加される電圧の大きさを減少するステップと、カソードにプラズマ点火電圧を再印加するステップと、プロセスチャンバを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、を備えている。プロセスチャンバを監視するステップは、第１時間周期の期間を有してもよい。カソードに印加される電圧を減少するステップは、第２時間周期の期間を有してもよい。カソード電圧の大きさを減少するステップ及びプラズマ点火電圧を再印加するステップは、プラズマが点火するまで繰り返されてもよい。
【０００７】
[0007]別の実施形態では、電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバ内でプラズマを点火する方法は、プロセスチャンバのカソードにプラズマ点火電圧を印加するステップと、カソードに印加される電圧の大きさを、プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルに減少するステップと、カソードにプラズマ点火電圧を再印加するステップと、を備えている。この方法は、プラズマが点火するまで繰り返すことができる。
【０００８】
[0008]本発明の教示は、添付図面を参照した以下の詳細な説明を考慮することによって明らかとなろう。
【０００９】
[0012]複数の図面に共通した同じ要素を示すために、ここでは、できる限り、同じ参照番号を使用する。図面内の描写は、説明上簡略化し、正しいスケールで示されていない。
【００１０】
[0013]添付図面は、本発明の実施形態を例示するもので、本発明の範囲をそれらに限定するものではなく、他の等しく効果的な実施形態も認められる。
【詳細な説明】
【００１１】
[0014]本発明は、一般に、集積半導体回路及びデバイスの製造に使用されるようなプロセスチャンバ内でプラズマを点火する方法に係る。この方法は、一般的に、厳しい条件のもとでもプラズマを点火するのに有用なプラズマ点火アルゴリズムを提供する。
【００１２】
[0015]図１は、本発明の一実施形態によりプロセスチャンバ内でプラズマ点火プロセスを実施するための方法１００を示すフローチャートである。この方法１００のステップは、当業者に知られた他の適当なプラズマベースの処理チャンバの中で、例えば、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバを使用して遂行することができる。本発明の方法を遂行するのに適したＰＶＤチャンバは、図３を参照して以下に簡単に説明する。方法１００を遂行するのに適した１つの例示的なＰＶＤチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手できるＥＮＤＵＲＡ（登録商標）アルミニウムＰＶＤリアクタである。
【００１３】
[0016]図３は、図１の方法の一実施形態を使用してプラズマ点火プロセスを遂行するのに適したプロセスチャンバの断面図である。図３の描写は、正しいスケールで示されておらず、説明上、簡単化されている。本発明を最も良く理解するためには、読者は、図１と３を同時に参照すべきである。
【００１４】
[0017]方法１００を開始する前に、プロセスチャンバ３００内の基板支持ペデスタル３１６上に基板３１４が配置されて、基板３１４の更なる処理に関連してプラズマを点火すべきであると仮定する。基板３１４は、電気的に分離され、それ故、電気的に浮動であることが許される。基板３１４は、典型的に、結晶シリコン、酸化シリコン、歪入りシリコン、シリコンオンインスレータ（ＳＯＩ）、シリコンゲルマニウム、ドープ又は非ドープのポリシリコンウェハ、等の半導体ウェハを含む。しかしながら、プラズマ処理を受ける他の基板も同様に使用できることが意図される。
【００１５】
[0018]方法１００は、ステップ１０２で開始して、ステップ１０４へ進み、プラズマ点火電圧がカソード（即ち、ターゲット３０８）に印加される。プラズマ点火電圧は、チャンバのサイズ及びそこに存在するプロセス条件（例えば、雰囲気、圧力、温度、等）に基づいて変化し得る。３００ｍｍシリコン基板を処理する一実施形態では、印加するプラズマ点火電圧は、約−１００から−２０００ＶＤＣである。一実施形態では、印加するプラズマ点火電圧は、約−１６００ＶＤＣである。
【００１６】
[0019]カソードにおける実際の電圧は、印加された点火電圧に直ちに到達せず、時間と共に点火電圧に近づく。更に、アノード（例えば、基板３１４）が電気的に分離されているときには、アノードが時間と共にカソード電位に向かって浮動する。プラズマは、一般に、カソードとアノードとの間の電位差が充分である場合に（適当なプロセス条件のもとで）点火する。一実施形態では、カソードとアノードとの間の電位差が少なくとも−２００Ｖの場合にプラズマが点火することが予想される。３００ｍｍのシリコン基板を処理する一実施形態では、カソードとアノードとの間の電位差が少なくとも−５５０Ｖの場合にプラズマが点火することが予想される。また、種々のプロセスチャンバサイズ、幾何学的形状、等、及び／又は種々の処理条件、例えば、チャンバ圧力、ガス形式、スパッター（例えば、ターゲット）材料、等のもとでは、他の電位差もプラズマを点火するのに適していることが意図される。それ故、プラズマが素早く点火しない場合に、カソードとアノードとの間の低い電位差では、通常、プラズマを当て又は点火するのに不十分となる。
【００１７】
[0020]従って、ステップ１０６では、チャンバが、プラズマ点火に対して第１の時間周期中、監視される。チャンバは、この技術で知られた適当な仕方、例えば、カソード及び／又はアノードの電圧及び／又は電流を監視し、電源の電力を監視し、チャンバの内部を光学的に関し、等々により、プラズマ点火に対して監視することができる。プラズマの点火を検証するためにプラズマ検出装置（１つ又は複数）がプロセスチャンバ内に配置されてもよいし装着されてもよい。或いは又、チャンバオペレータ又は自動監視システムがカソード電圧を監視してプラズマの存在を検出することもできる。
【００１８】
[0021]第１の時間周期は、プロセスチャンバ３００のサイズ、その中のプロセス条件、印加される点火電圧、等に基づいて変化されてもよい。また、第１の時間周期は、理論的に計算されてもよいし、経験的に導出されてもよいし、時間と共に監視されてもよいし、又は他の何らかの仕方で導出されてもよい。３００ｍｍのシリコン基板を処理する一実施形態では、第１の時間周期は、約１ミリ秒から約１秒以上の範囲でよい。別の実施形態では、第１の時間周期は、約５ミリ秒から約１００ミリ秒である。更に別の実施形態では、第１の時間周期は、約５ミリ秒から約１０ミリ秒である。
【００１９】
[0022]ステップ１０８において、プロセスチャンバ内でプラズマが点火したかどうか決定される。ステップ１０８において、プラズマが点火したと決定されると、この方法は、ステップ１１２で終了となる。任意であるが、点火されたプラズマの存在中で基板処理（例えば、ＰＶＤによるアルミニウムの堆積）が行われるステップ１１２が破線で示されている。この基板処理ステップ１１２は、本プラズマ点火アルゴリズムの一部分ではなく、説明上示されたに過ぎないことに注意されたい。従って、ステップ１１２は、本発明の方法を完全に理解し、認識し又は実施するために行う必要のあるものではない。
【００２０】
[0023]ステップ１０８において、第１の時間周期の満了時にプラズマが点火しない場合には、この方法は、ステップ１１０へ進む。ステップ１１０では、カソードに印加される電圧の大きさがアノードより低いレベルに減少される。カソードの電圧の大きさをアノードの電位より下げると、アノードの電位は、ステップ１１０の間にカソードに印加される低い電位に向かって浮動させられる。アノードの電位は、推定されてもよいし、計算されてもよいし、直接測定されてもよいし、又はその他で決定されてもよい。更に、ステップ１１０の間に、カソードにおける低い電圧は、第２の時間周期中、保持されてもよい。上述したように、アノードの浮動電位は、時間と共にカソードに近づく。従って、この大きさの低い電圧をカソードに第２の時間周期中保持すると、アノードの電位を新たなレベルに調整することができる。
【００２１】
[0024]第２の時間周期は、プロセスチャンバ３００のサイズ、その中のプロセス条件、カソードに印加される電圧、等に基づいて変化されてもよい。また、第２の時間周期は、理論的に計算されてもよいし、経験的に導出されてもよいし、時間と共に監視されてもよいし、又は他の何らかの仕方で導出されてもよい。第２の時間周期は、チャンバ内にプラズマが存在しない時間長さを最小にするように選択されてもよい。３００ｍｍのシリコン基板を処理する一実施形態では、第２の時間周期は、約１ミリ秒から約１００秒以上の範囲でよい。別の実施形態では、第２の時間周期は、約５ミリ秒から約５０ミリ秒である。更に別の実施形態では、第２の時間周期は、約２５ミリ秒以上である。
【００２２】
[0025]第２の時間周期の終りにプラズマが点火しない場合には、この方法は、ステップ１０４へ進み、プラズマ点火電圧がカソードに再印加される。プラズマ点火電圧は、ステップ１０４について上述したようにカソードに再印加されてもよい。或いは又、プラズマ点火電圧は、最初に印加したものとは異なってもよい。更に、プラズマ点火電圧は、第１の時間周期とは異なる第３の時間周期中、保持されてもよい。
【００２３】
[0026]この方法は、ステップ１０４から、上述したように、プラズマが点火するまで、繰り返しパターンで続けられる。カソードに印加される電圧を、ここに述べるように繰り返すことにより、この方法は、カソードとアノードとの間の平均電位差を最大にし続け、プラズマ点火の確率を高める。
【００２４】
[0027]図２は、図１を参照して上述した方法１００に関連して使用するのに適したカソード電圧を繰り返すための方法２００の一実施形態を示すフローチャートである。この方法２００は、プロセスチャンバ３００においてプラズマが点火しなかったときに実施される。点火しないことは、プロセスの始めに生じるか、又は処理中に早目にプラズマが消火した（又はプラズマが落ちた）後に生じることがある。方法２００は、点火しなかったときに開始するので、この方法が開始する間にプラズマ点火電圧Ｖｉがカソードに印加されている。図１の方法１００を参照して上述したように、プラズマ点火電圧Ｖｉは、望ましいプロセス条件のもとで特定のプロセスチャンバ内にプラズマを当てるのに適した任意の電圧でよい。３００ｍｍのシリコン基板を処理するための一実施形態では、プラズマ点火電圧Ｖｉがほぼ−１６００Ｖである。
【００２５】
[0028]従って、方法２００は、ステップ２０２において開始して、ステップ２０４へ進み、ここで、カソード電圧は、プラズマ点火電圧Ｖｉ（即ち、プラズマを点火するためにカソードに印加される電圧）より大きさの低い電圧Ｖ２へ低下される。この電圧Ｖ２は、通常、プラズマ点火電圧Ｖｉの大きさの約３３から６７％である。一実施形態では、電圧Ｖ２は、その大きさがプラズマ点火電圧Ｖｉの約４５から５５％である。また、一実施形態では、電圧Ｖ２は、その大きさがプラズマ点火電圧Ｖｉの約５０％である。また、プラズマ点火に作用する変数、例えば、チャンバの幾何学形状及び圧力、プロセスガス、スパッター材料、等に基づいて他の割合の大きさ減少を使用してもよいことが意図される。
【００２６】
[0029]ステップ２０６では、大きさの低い電圧Ｖ２が、時間周期Ｔ２中、カソードに印加される。時間周期Ｔ２は、アノード電位が低い電圧Ｖ２に向かって減衰するのを許すに充分な任意の時間でよい。また、時間周期Ｔ２は、プロセスチャンバ３００のサイズ、その中のプロセス条件、カソードに印加される電圧、等に基づいて変化してもよい。また、時間周期Ｔ２は、理論的に計算されてもよいし、経験的に導出されてもよいし、時間と共に監視されてもよいし、又は他の何らかの仕方で導出されてもよい。３００ｍｍのシリコン基板を処理する一実施形態では、時間周期Ｔ２は、約１ミリ秒から約１００秒以上の範囲でよい。別の実施形態では、時間周期Ｔ２は、約５ミリ秒から約５０ミリ秒である。更に別の実施形態では、時間周期Ｔ２は、約２５ミリ秒以上である。
【００２７】
[0030]次いで、ステップ２０８では、プラズマ点火電圧Ｖｉに等しい電圧がカソードに印加される。上述したように、カソードの電位は、アノードの電位の浮動より速い速度で増加する。従って、カソードとアノードとの間には、プラズマを点火するのに充分でなければならない電位差が発生される。
【００２８】
[0031]ステップ２１０では、チャンバ３００がプラズマ点火について監視される。上述したように、プラズマは、この技術で知られたように検出することができる。監視ステップ２１０は、図１のステップ１０６に対して上述した第１の時間周期と同様の時間周期Ｔ１の間、持続できる。プラズマが検出されずに時間周期Ｔ１が満了になると、この方法は、ステップ２０４へ戻り、そこで、カソード電圧の大きさが上述したように減少される。この方法２００は、プラズマが点火するまで必要に応じて何回も繰り返すことができる。ステップ２１０の間のどこかでプラズマが検出された場合には、この方法は、ステップ２１２で終了となる。任意であるが、あるサイクル数又はある時間周期の後にプラズマが点火しない場合には、方法２００又は方法３００のいずれかを停止して、適切な修正処置をとることもできる。次いで、処理を再開するときに、その方法を再開することができる。
【００２９】
[0032]図３は、本発明のプラズマ点火プロセスを遂行するのに適したＰＶＤチャンバ３００の概略断面図である。このチャンバ３００は、一般に、接地されたエンクロージャー壁３０２と、ターゲット３０８と、基板支持ペデスタル３１６と、ＤＣ電源３２２とを備えている。
【００３０】
[0033]エンクロージャー壁３０２は、一般に、内部容積部３２５を画成する。エンクロージャー壁３０２は、一般に、１つ以上のプロセスガス、パージガス、クリーニングガス、等を内部容積部３２５へ送り込むための少なくとも１つのガス入口３０４を有する。エンクロージャー壁３０２は、更に、ガス及び／又はプロセス副産物を内部容積部３２５から除去するために排出ポンプ（図示せず）に接続された少なくとも１つの排出出口３０６も有している。また、基板をチャンバ３００に入れたり出したりするためのアクセスポート（図示せず）のような他のポートをチャンバ３００に設けてもよい。
【００３１】
[0034]ターゲット３０８は、典型的に、チャンバ３００の上部又はその付近に配置される。ターゲット３０８は、チャンバ３００の蓋３２６に装着されてもよい。ターゲット３０８は、接地されたエンクロージャー壁３０２から分離される。図３に示す実施形態では、ターゲット３０８を接地されたエンクロージャー壁３０２から分離するために蓋３２６とエンクロージャー壁３０２との間に絶縁体３１０が配置される。ＤＣ電源３２２は、ターゲット３０８に結合され、処理中に接地されたエンクロージャー壁３０２に対してターゲット３０８に負の電圧を維持するように構成される。ＰＶＤターゲット３０８は、チャンバ３００の内部容積部３２５内で、通常、ターゲット３０８の実質的に真下に配置された支持部材上に位置された基板３１４に材料を堆積するためのスパッター面３１２を備えている。図３に示す実施形態では、基板支持ペデスタル３１６が、その上に基板３１４を支持するために、ターゲット３０８の下に配置される。
【００３２】
[0035]ペデスタル３１６は、典型的に、基板３１４を支持するための一般的に平坦な面３１８を含む。ペデスタル３１６は、その上に配置された基板３１４を電気的に分離するように構成される。ペデスタル３１６は、チャンバ３００の内部容積部３２５内で基板３１４を上げ下げするように構成された可動ペデスタルでよい。例えば、ペデスタル３１６は、処理中にターゲット３０８に接近した位置に基板３１４を保持する上方位置と、例えば、アクセスポート（図示せず）を経てチャンバ３００への基板３１４の導入及びそこからの除去を容易にする下方位置との間で移動することができる。
【００３３】
[0036]任意であるが、ペデスタル３１６上の希望の場所に基板３１４を受け入れ、位置付けし、及び／又は保持するのを容易にするために、付加的なメカニズム、例えば、位置付けピン２２０が設けられてもよい。任意であるが、ペデスタル３１６への及びペデスタル３１６からの基板の交換を容易にするためにペデスタル３１６に対して基板３１４を上げ下げするリフトピンメカニズム２２４が設けられてもよい。また、処理中に基板３１４の温度制御を容易にするために、ヒーター、ランプ、冷却プレート、冷却ジャケット、等の温度制御メカニズム（図示せず）が設けられてもよい。また、シャドーフレーム、基板クランプ、シャッター、等の付加的なコンポーネント（図示せず）がチャンバ３００内に設けられてもよいことも意図される。
【００３４】
[0037]上述したチャンバ３００の制御を容易にするためにコントローラ３３０を使用することができる。コントローラ３３０は、種々のチャンバやサブ処理装置を制御するための工業用設定に使用される任意の形式の汎用コンピュータプロセッサの１つでよい。コントローラ３３０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）のようなプロセッサ３３２と、支援回路３３４と、コントローラ３３０のメモリ３３６とを備えている。コントローラ３３０は、プロセスの制御を容易にするためにプロセスチャンバ３００の種々のコンポーネントに結合される。支援回路３３４は、プロセッサを従来の仕方で支援するためにプロセッサ３３０に結合される。これらの回路は、典型的に、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路及びサブシステム、等を含む。メモリ３３６は、コントローラ３３０に結合される。メモリ３３６又はコンピュータ読み取り可能な媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、或いは他の形式のローカル又はリモートのデジタル記憶装置のような、容易に入手できるメモリの１つ以上でよい。ソフトウェアルーチン３３８は、コントローラ３３０により実行されたときに、リアクタが本発明のプロセスを遂行するようにさせ、このルーチンは、一般的に、メモリ３３６に記憶される。また、ソフトウェアルーチン３３８は、コントローラ３３０により制御されるハードウェアから離れた場所にある第２のＣＰＵ（図示せず）により記憶及び／又は実行されてもよい。
【００３５】
[0038]ソフトウェアルーチン３３８は、基板３００がペデスタル３１６に位置付けられた後に実行される。ソフトウェアルーチン３３８は、コントローラ３３０により実行されたときに、汎用コンピュータを、エッチングプロセスが遂行されるようにチャンバ動作を制御する特殊目的コンピュータへ変換させる。本発明のプロセスは、ソフトウェアルーチンとして実施されるものとして説明したが、ここに開示した方法ステップの幾つかは、ハードウェアで遂行されてもよいしソフトウェアコントローラにより遂行されてもよい。従って、本発明は、コンピュータシステムで実行されるときにはソフトウェアで実施されてもよく、特定用途向け集積回路又は他の形式のハードウェア実施としてハードウェアで実施されてもよく、或いはソフトウェア及びハードウェアの組合せで実施されてもよい。
【００３６】
[0039]従って、アノードの浮動電位と、カソードに印加される電圧との間の遅れを利用することにより、カソードとアノードとの間の平均電位差を最大にし続けてプラズマ点火の確率を高めるプラズマ点火アルゴリズムが提供された。以上の説明は、ＰＶＤチャンバにおけるプラズマ点火を参照するものであったが、集積回路の処理に使用される他のプラズマチャンバも、ここに開示するプラズマ点火アルゴリズムから利益が得られることが意図される。
【００３７】
[0040]以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の実施形態及び更に別の実施形態も案出することができ、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマ点火プロセスを遂行する方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態によるプラズマ点火プロセスを遂行する方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明のプラズマ点火プロセス及びその後のＰＶＤプロセスを遂行するのに適したプロセスチャンバの概略断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
３００…プロセスチャンバ、３０２…接地されたエンクロージャー壁、３０４…ガス入口、３０６…排出出口、３０８…ターゲット、３１０…絶縁体、３１４…基板、３１６…基板支持ペデスタル、３２２…ＤＣ電源、３２５…内部容積部、３２６…蓋、３３０…コントローラ、３３２…プロセッサ、３３４…支援回路、３３６…メモリ、３３８…ソフトウェアルーチン
【図１】
2009526155.tif 000003
【図２】
2009526155.tif 000004
【図３】
2009526155.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【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】
電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバーにおいて上記プロセスチャンバーのカソードにプラズマ点火電圧を印加した際にプラズマが点火しなかった場合にプラズマを点火する方法において、
（ａ）上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルへ減少するステップと、
（ｂ）上記カソードに上記プラズマ点火電圧を再印加するステップと、
（ｃ）上記プロセスチャンバーを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記プラズマ点火電圧は、約−１００から−２０００Ｖ  ＤＣである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記プラズマ点火電圧は、約−１６００Ｖ  ＤＣである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記監視するステップは、約１ミリ秒から１秒の第１時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記監視するステップは、約５から１００ミリ秒の第１時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上記監視するステップは、約１０ミリ秒より長い第１時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、更に、上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約５０％へ減少することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、約１から１００ミリ秒の第２時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、約５から５０ミリ秒の第２時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
電圧の大きさを減少する上記ステップは、約２５ミリ秒より大きな第２時間周期に等しい期間を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
（ｄ）プラズマが点火するまで上記ステップ（ａ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電気的に分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバー内でプラズマを点火する方法において、
（ａ）上記プロセスチャンバーのカソードにプラズマ点火電圧を印加するステップと、
（ｂ）上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルに減少するステップと、
（ｃ）上記カソードに上記プラズマ点火電圧を再印加するステップと、
を備えた方法。
【請求項１３】
上記カソードへ上記プラズマ点火電圧を再印加する前に、上記減少された大きさの電圧を、約１から１００ミリ秒間、維持するステップを更に備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
プラズマが点火するまで上記ステップ（ｂ）から（ｃ）を繰り返すステップを更に備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータにより実行されたときに、分離されたアノードを有する半導体基板プロセスチャンバーが、
（ａ）上記カソードに印加される電圧の大きさを、上記プラズマ点火電圧の大きさの約３３から６７％のレベルへ減少するステップと、
（ｂ）上記カソードに上記プラズマ点火電圧を再印加するステップと、
（ｃ）上記プロセスチャンバーを監視して、プラズマが点火したかどうか決定するステップと、
を備えたプラズマ点火シーケンスを遂行するようにさせるインストラクションを含むコンピュータ読み取り可能な媒体。
【国際調査報告】
2009526155.tif 000006