(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給するための電力供給システムであって、
入力ポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、第３の出力ポートとを有する金属製の格納容器と、
前記格納容器内に設けられた配電ボックスであって、前記金属製の格納容器の外部から前記入力ポートを介してＡＣ電力を受け取り、かつ、前記金属製の格納容器の外部のＡＣ負荷に前記第１の出力ポートを介してＡＣ電力を供給するための第１のＡＣ入力ポートを備える、配電ボックスと、
前記配電ボックスに電気的に接続されたＤＣ電源であり、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されているＤＣ電源であって、前記ＤＣ電力は、前記金属製の格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ＤＣ電源と、
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に接続されて前記ＤＣ電力の供給を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第１の高周波発生器と、
前記第１の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第１の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第１のインピーダンス整合器であり、インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギを前記プラズマ処理室の第１の電極に前記第３の出力ポートを介して供給するための第１のインピーダンス整合器出力を有し、前記金属製の格納容器内に配置されている第１のインピーダンス整合器と、を備え、
前記金属製の格納容器の外部には、前記プラズマ処理室と関連づけられた他の高周波発生器は設けられていない、電力供給システム。
【請求項２】
請求項１記載の電力供給システムであって、
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２の高周波発生器と、
前記第２の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第２の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第２のインピーダンス整合器であり、インピーダンスを整合した第２の高周波エネルギを前記第３の出力ポートを介して前記第１の電極に供給するための第２のインピーダンス整合器出力を有し、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２のインピーダンス整合器と
を更に備える電力供給システム。
【請求項３】
請求項２記載の電力供給システムであって、
前記第１のインピーダンス整合器の出力と前記第２のインピーダンス整合器の出力とが導電ストラップで接続され、インピーダンスの整合された前記第１の高周波エネルギと前記第２の高周波エネルギとが、前記第１の電極に供給される電力供給システム。
【請求項４】
前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器との接続は、同軸ケーブルを利用せずに実現されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器とが同軸コネクタによらずに接続されている請求項１ないし４のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記金属製の格納容器の外部に設けられて前記第２の出力ポートから前記ＤＣ電力の供給を受ける前記ＤＣ負荷が、前記プラズマ処理室内の圧力を感知する圧力センサである請求項１ないし５のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記金属製の格納容器の外部に設けられて前記第２の出力ポートから前記ＤＣ電力の供給を受ける前記ＤＣ負荷が、前記プラズマ処理室の制御電子機器である請求項１ないし６のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記金属製の格納容器の外部に設けられて前記第１の出力ポートから前記ＡＣ電力の供給を受ける前記ＡＣ負荷が、前記プラズマ処理室から副産物ガスを排出するターボポンプである請求項１ないし７のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項９】
請求項１記載の電力供給システムであって、
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２の高周波発生器と、
前記第２の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第２の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第２のインピーダンス整合器であり、インピーダンスを整合した第２の高周波エネルギを前記第３の出力ポートを介して前記プラズマ処理室の第２の電極に供給するための第２のインピーダンス整合器出力を有し、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２のインピーダンス整合器と
を更に備える電力供給システム。
【請求項１０】
緊急停止（ＥＭＯ）サブシステムが、前記金属製の格納容器内に設けられており、前記入力ポートの下流側には、前記電力供給システムと関連づけられた他の緊急停止サブシステムは設けられていない、請求項１ないし９のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項１１】
緊急停止（ＥＭＯ）サブシステムが、前記金属製の格納容器内に設けられており、前記金属製の格納容器の外部には、前記電力供給システムと関連づけられた他の緊急停止サブシステムは設けられていない、請求項１ないし１０のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項１２】
基板を処理するプラズマ処理室の電極に、プラズマを維持するエネルギを供給するための電力供給システムであって、
電磁波シールド格納容器内に前記電力供給システムの装置を格納するとともに、入力ポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、第３の出力ポートとを備える電磁波シールド手段と、
前記格納容器内に設けられ、前記電磁波シールド手段の外部から前記入力ポートを介してＡＣ電力の供給を受けるとともに、少なくとも該電磁波シールド手段の外部にあるＡＣ負荷に前記第１の出力ポートからＡＣ電力を供給する配電手段と、
前記配電手段に電気的に接続されたＤＣ電源であり、前記配電手段から前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記電磁波シールド手段内に配置されているＤＣ電源であって、前記ＤＣ電力は、前記電磁波シールド手段の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ＤＣ電源と、
前記電極に供給すべき前記エネルギを生成する第１のエネルギ生成手段であって、前記ＡＣ電力を受けとることができるように前記配電手段に電気的に接続されており、前記ＤＣ電力を受けとることができるように前記ＤＣ電源に接続されており、さらに、前記電磁波シールド手段内に配置されている第１のエネルギ生成手段と、を備え、
前記電磁波シールド手段の外部には、前記プラズマ処理室と関連づけられた他のエネルギ生成手段は設けられていない、電力供給システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の電力供給システムであって、さらに、
前記電極に供給すべき前記エネルギを生成する第２のエネルギ生成手段であって、前記ＡＣ電力を受けとることができるように前記配電手段に電気的に接続されており、前記ＤＣ電力を受けとることができるように前記ＤＣ電源に接続されており、さらに、前記電磁波シールド手段内に配置されている第２のエネルギ生成手段を備える電力供給システム。
【請求項１４】
前記第１のエネルギ生成手段および前記第２のエネルギ生成手段が、高周波発生器とインピーダンス整合器とを備えている請求項１３記載の電力供給システム。
【請求項１５】
前記高周波発生器と前記インピーダンス整合器とが同軸ケーブルによらずに接続されている請求項１４記載の電力供給システム。
【請求項１６】
前記高周波発生器と前記インピーダンス整合器とが同軸コネクタによらずに接続されている請求項１３または１４に記載の電力供給システム。
【請求項１７】
前記電磁波シールド手段の外部に設けられて前記第２の出力ポートから前記ＤＣ電力の供給を受ける前記ＤＣ負荷が、前記プラズマ処理室内の圧力を感知する圧力センサである請求項１２ないし１６のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項１８】
前記電磁波シールド手段の外部に設けられて前記第２の出力ポートから前記ＤＣ電力の供給を受ける前記ＤＣ負荷が、前記プラズマ処理室の制御電子機器である請求項１２ないし１７のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項１９】
前記電磁波シールド手段の外部に設けられて前記第１の出力ポートから前記ＡＣ電力の供給を受ける前記ＡＣ負荷が、前記プラズマ処理室から副産物ガスを排出するターボポンプを含む請求項１２ないし１８のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項２０】
請求項１２記載の電力供給システムであって、さらに、
前記プラズマ処理室の他方の電極に供給すべきエネルギを生成する第２のエネルギ生成手段であって、であって、前記ＡＣ電力を受けとることができるように前記配電手段に電気的に接続されており、前記ＤＣ電力を受けとることができるように前記ＤＣ電源に接続されており、さらに、前記電磁波シールド手段内に配置されている第２のエネルギ生成手段を備える電力供給システム。
【請求項２１】
基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給する方法であって、
入力ポートと第１の出力ポートと第２の出力ポートと第３の出力ポートとを有する金属製の格納容器を準備するステップと、
配電ボックスを、該格納容器内に設けるステップであって、前記配電ボックスは、前記金属製の格納容器の外部から前記入力ポートを介してＡＣ電力を受け取り、かつ、前記金属製の格納容器の外部のＡＣ負荷に前記第１の出力ポートを介してＡＣ電力を供給するための第１のＡＣ入力ポートを備える、ステップと、
ＤＣ電源を、該配電ボックスに電気的に接続するステップであって、前記ＤＣ電源は、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されており、前記ＤＣ電力は、前記金属製の格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ステップと、
第１の高周波発生器を、前記ＡＣ電力を受けとることができるように前記配電ボックスに電気的に接続するステップであって、前記第１の高周波発生器は、前記ＤＣ電力の供給を受けとることができるように前記ＤＣ電源に接続されており、前記金属製の格納容器内に配置されている、ステップと、
第１のインピーダンス整合器を、前記第１の高周波発生器から高周波エネルギを受けとることができるように該第１の高周波発生器に電気的に接続するステップであって、前記第１のインピーダンス整合器は、インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギを前記第３の出力ポートを介して電極に供給するための第１のインピーダンス整合器出力を有し、かつ、前記金属製の格納容器内に配置されているステップと、を備え、
前記金属製の格納容器の外部には、前記プラズマ処理室に関連づけられた他の高周波発生器は存在しない、方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法であって、さらに、
第２の高周波発生器を、前記ＡＣ電源の供給を受けとることができるように前記配電ボックスに電気的に接続するステップであって、前記第２の高周波発生器は、前記ＤＣ電力を受けとることができるように前記ＤＣ電源に電気的に接続されており、前記金属製の格納容器内に配置されている、ステップと、
第２のインピーダンス整合器を、前記第２の高周波発生器から高周波エネルギを受けることができるように該第２の高周波発生器に電気的に接続するステップであって、前記第２のインピーダンス整合器は、インピーダンスを整合した第２の高周波エネルギを前記第３の出力ポートを介して前記電極に供給するための第２のインピーダンス整合器出力を有し、前記ＤＣ電力を受けとることができるように前記ＤＣ電源に電気的に接続されており、さらに、前記金属製の格納容器内に配置されている、ステップと、を備える方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法であって、
インピーダンスの整合された前記第１の高周波エネルギと前記第２の高周波エネルギとを前記電極に供給すべく、前記第１のインピーダンス整合器の出力と前記第２のインピーダンス整合器の出力とを導電ストラップで接続するステップを、更に備える方法。
【請求項２４】
前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器とが同軸ケーブルによらずに接続されている請求項２１ないし２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給するための電力供給システムであって、
入力ポートと第１の出力ポートと第２の出力ポートと第３の出力ポートとを有する金属製の格納容器と、
前記格納容器内に設けられた第１のＡＣ入力ポートからＡＣ電力の供給を受けるとともに、前記第１の出力ポートを介して前記金属製の格納容器の外部のＡＣ負荷にＡＣ電力を供給する配電ボックスと、
前記配電ボックスに電気的に接続されたＤＣ電源であり、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されているＤＣ電源であって、前記ＤＣ電力は、前記金属製の格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ＤＣ電源と、
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に接続されて前記ＤＣ電力の供給を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第１の高周波発生器と、
前記第１の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第１の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第１のインピーダンス整合器であり、インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギを前記プラズマ処理室の第１の電極に前記第３の出力ポートを介して供給するための第１のインピーダンス整合器出力を有し、前記金属製の格納容器内に配置されている第１のインピーダンス整合器と
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２の高周波発生器と、
前記第２の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第２の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第２のインピーダンス整合器であり、インピーダンスを整合した第２の高周波エネルギを前記第３の出力ポートを介して前記第１の電極に供給するための第２のインピーダンス整合器出力を有し、前記ＤＣ電源に電気的に接続されて前記ＤＣ電力を受け、前記金属製の格納容器内に配置されている第２のインピーダンス整合器と、を備え、
前記金属製の格納容器の外部には、前記プラズマ処理室と関連づけられた他の高周波発生器は設けられていない、電力供給システム。
【請求項２６】
緊急停止（ＥＭＯ）サブシステムが、前記金属製の格納容器内に設けられており、前記金属製の格納容器の外部には、前記電力供給システムと関連づけられた他の緊急停止サブシステムは設けられていない、請求項２５記載の電力供給システム。
【請求項２７】
半導体基板を処理するクラスタツールモジュールの複数のプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給する電力供給システムであって、
入力ポートと第１の出力ポートと第２の出力ポートと第３の出力ポートとを有する金属製の格納容器と、
前記格納容器内に設けられた第１のＡＣ入力ポートからＡＣ電力の供給を受けるとともに、前記第１の出力ポートを介して該格納容器の外部のＡＣ負荷にＡＣ電力を供給する配電ボックスと、
前記配電ボックスに電気的に接続されたＤＣ電源であり、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されているＤＣ電源であって、前記ＤＣ電力は、前記金属製の格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ＤＣ電源と、
前記配電ボックスに電気的に接続されて前記ＡＣ電力を受けるとともに、前記ＤＣ電源に接続されて前記ＤＣ電力の供給を受け、前記金属製の格納容器内に配置されており、さらに、前記複数のプラズマ処理室に高周波電力を供給する複数の高周波発生器と
を備える電力供給システム。
【請求項２８】
請求項２７記載の電力供給システムであって、さらに、
複数のインピーダンス整合器を備え、
各インピーダンス整合器は、
前記ＤＣ電源に電気的に接続されており、かつ、前記複数の高周波発生器から高周波エネルギを受け取ることができるように、各高周波発生器に電気的に接続されており、
前記複数のプラズマ処理室のうちの一つと関連づけられており、前記複数のプラズマ処理室のうちの前記一つの電極にインピーダンスの整合された高周波エネルギを供給するためのインピーダンス整合器出力を備える、電力供給システム。
【請求項２９】
半導体基板を処理するクラスタツールモジュールの複数のプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給する方法であって、
入力ポートと第１の出力ポートと第２の出力ポートと第３の出力ポートとを有する金属製の格納容器を準備するステップと、
配電ボックスを、該格納容器内に設けるステップであって、前記配電ボックスは、前記金属製の格納容器の外部から前記入力ポートを介してＡＣ電力を受け取り、かつ、前記金属製の格納容器の外部のＡＣ負荷に前記第１の出力ポートを介してＡＣ電力を供給するための第１のＡＣ入力ポートを備える、ステップと、
ＤＣ電源を、該配電ボックスに電気的に接続するステップであって、前記ＤＣ電源は、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されており、前記ＤＣ電力は、前記金属製の格納容器の外部に設けられたＤＣ負荷に、前記第２の出力ポートを介して供給される、ステップと、
複数の高周波発生器を、前記ＡＣ電力を受けとることができるように前記配電ボックスに電気的に接続するステップであって、前記複数の高周波発生器は、前記ＤＣ電力の供給を受けとることができるように前記ＤＣ電源に接続されており、前記金属製の格納容器内に配置されており、さらに、前記複数のプラズマ処理室に高周波電力を供給する用に構成されている、ステップと、
を備える方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法であって、さらに、
複数のインピーダンス整合器を、前記ＤＣ電源と、前記複数の高周波発生器のそれぞれと、に電気的に接続するステップであって、各インピーダンス整合器は、前記複数のプラズマ処理室のうちの一つと関連づけられており、前記複数のプラズマ処理室のうちの前記一つの電極にインピーダンスの整合された高周波エネルギを供給するためのインピーダンス整合器出力を備える、ステップを備える方法。
【請求項３１】
基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給するための電力供給システムであって、
ＥＭＩシールドと、
前記ＥＭＩシールド内に配置され、前記ＥＭＩシールドの外部からＡＣ電力を受ける第１のＡＣ入力ポートを備える配電ボックスと、
前記配電ボックスに電気的に接続されたＤＣ電源であって、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けてＤＣ電力を出力するよう構成され、前記ＥＭＩシールド内に配置されているＤＣ電源と、
前記配電ボックスに電気的に接続されて、前記ＡＣ電力を受ける第１の高周波発生器であって、前記ＥＭＩシールド内に配置されている第１の高周波発生器と、
前記第１の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第１の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第１のインピーダンス整合器であって、インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギを前記プラズマ処理室の第１の電極に供給するための第１のインピーダンス整合器出力を有し、前記ＥＭＩシールド内に配置されている第１のインピーダンス整合器と、
を備える、電力供給システム。
【請求項３２】
請求項３１に記載の電力供給システムであって、
前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器とは、第１の導電ストラップを介して直接的に接続されており、
前記第１の高周波エネルギは、前記第１の導電ストラップを介して前記第１のインピーダンス整合器に供給される、電力供給システム。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載の電力供給システムであって、
前記第１のインピーダンス整合器出力と、前記第１の電極とは、第２の導電ストラップを介して直接的に接続されており、
前記インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギは、前記第２の導電ストラップを介して前記第１の電極に供給される、電力供給システム。
【請求項３４】
請求項３１ないし３３のいずれかに記載の電力供給システムであって、さらに、
前記ＥＭＩシールド内に制御部を備え、
前記制御部は、
前記第１のインピーダンス整合器の出力からの入力を受けて、
前記第１のインピーダンス整合器と前記第１の高周波発生器とにフィードバック出力を供給する、電力供給システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の電力供給システムであって、さらに、
前記配電ボックスに電気的に接続されて、前記ＡＣ電力を受ける第２の高周波発生器であって、前記ＥＭＩシールド内に配置されている第２の高周波発生器を備え、
前記制御部は、前記第２の高周波発生器にフィードバック出力を供給する、電力供給システム。
【請求項３６】
請求項３５に記載の電力供給システムであって、さらに、
前記第２の高周波発生器の出力に電気的に接続されて、前記第２の高周波発生器から高周波エネルギを受ける第２のインピーダンス整合器であって、第２のインピーダンス整合器出力を有する第２のインピーダンス整合器を備え、
前記制御部は、前記第２のインピーダンス整合器の出力からの入力を受けて、前記第２のインピーダンス整合器にフィードバック出力を供給する、電力供給システム。
【請求項３７】
請求項３１ないし３６のいずれかに記載の電力供給システムであって、
前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器との接続は、同軸ケーブルを利用せずに実現されている、電力供給システム。
【請求項３８】
請求項３１ないし３７のいずれかに記載の電力供給システムであって、さらに、
前記ＥＭＩシールド内に配置された緊急停止（ＥＭＯ）サブシステムを備え、
前記緊急停止サブシステムは、前記配電ボックスを停止できる、電力供給システム。
【請求項３９】
請求項３１ないし３８のいずれかに記載の電力供給システムであって、
前記ＤＣ電源は、前記ＥＭＩシールドの外部にあるＤＣ負荷にＤＣ電力を供給する、電力供給システム。
【請求項４０】
請求項３１ないし３９のいずれかに記載の電力供給システムであって、
前記配電ボックスは、前記ＥＭＩシールドの外部にあるＡＣ負荷にＡＣ電力を供給する、電力供給システム。
【請求項４１】
請求項３１ないし４０のいずれかに記載の電力供給システムであって、
前記第１の電極と前記第１のインピーダンス整合器との接続は、同軸ケーブルを利用せずに実現されている、電力供給システム。
【請求項４２】
請求項３６ないし４１のいずれかに記載の電力供給システムであって、
前記第２の高周波発生器と前記第２のインピーダンス整合器との接続は、同軸ケーブルを利用せずに実現されている、電力供給システム。
【請求項４３】
基板を処理するプラズマ処理室に、プラズマを維持するエネルギを供給する方法であって、
金属製の格納容器を準備する工程と、
前記金属製の格納容器の外部からＡＣ電力を受けるための第１のＡＣ入力ポート備える配電ボックスを、前記金属製の格納容器内に設ける工程と、
ＤＣ電源を前記配電ボックスに電気的に接続する工程であって、前記ＤＣ電源は、前記配電ボックスから前記ＡＣ電力を受けて、ＤＣ電力を出力するよう構成され、前記金属製の格納容器内に配置されている、工程と、
前記ＡＣ電力を受けられるように第１の高周波発生器を前記配電ボックスに電気的に接続する工程であって、前記第１の高周波発生器は、前記金属製の格納容器内に配置されている、工程と、
前記第１の高周波発生器から高周波エネルギを受けられるように第１のインピーダンス整合器を前記第１の高周波発生器の出力に電気的に接続する工程であって、前記第１のインピーダンス整合器は、インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギを前記プラズマ処理室の第１の電極に供給するための第１のインピーダンス整合器出力を有し、前記金属製の格納容器内に配置されている、工程と、
を備える、方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法であって、
前記第１のインピーダンス整合器を前記第１の高周波発生器の出力に電気的に接続する工程は、前記第１の高周波発生器と前記第１のインピーダンス整合器とを第１の導電ストラップで接続する工程を備える、方法。
【請求項４５】
請求項４３または４４に記載の方法であって、
前記第１のインピーダンス整合器出力と、前記第１の電極とは、第２の導電ストラップを介して直接的に接続されており、
前記インピーダンスを整合した第１の高周波エネルギは、前記第２の導電ストラップを介して前記第１の電極に供給される、方法。
【請求項４６】
請求項４３ないし４５のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記金属製の格納容器内に制御部を配置する工程を備え、
前記制御部は、前記第１のインピーダンス整合器の出力からの入力を受けて、前記第１のインピーダンス整合器と前記第１の高周波発生器とにフィードバック出力を供給する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造において使用するプラズマ処理システムに関し、詳しくは、信頼性を改善するとともに取得／維持コストの低減を可能とするプラズマ処理システムＩＰＭ（統合電源モジュール）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ処理システムは、以前から半導体デバイス（集積回路又はフラットパネルディスプレイ等）の製造に利用されてきた。代表的なプラズマ処理システムでは、処理に際して、基板（ウェーハ又はガラスパネル等）が通常、プラズマ処理室内に配置される。その後、プラズマ処理室に供給されたエッチング剤や蒸着ソースガスからプラズマを発生させるために、ＡＣ、ＤＣ、高周波、又はマイクロ波の形態でエネルギがプラズマ処理室に導入される。このプラズマは、その後、基板表面上に物質の層を蒸着させるため、あるいは基板表面をエッチングするために用いられる。
【０００３】
電極でプラズマを点火して維持するためにはエネルギが必要であるため、電力供給システムは、通常、高圧送電網からＡＣ電力の供給を受けて、ＡＣ電力をプラズマの点火及び維持に必要な適切な形態のエネルギに変換するとともに、制御電子機器を動作させるためのＤＣ電圧を供給する。
【０００４】
説明を容易にするために、図１では、カリフォルニア州フレモントのラム・リサーチ・コーポレーションから入手可能なプラズマ処理システム４５２０ＸＬTMの電力供給システムを簡略化して表している。図１の例では、プラズマ処理システム１００は、平行平板型多重周波数プラズマ処理システムを表している。しかしながら、以下での説明は、この特定のタイプのプラズマ処理システムに限定されるものではない。実際、以下で説明する概念は、電極の数、チャンバの形状、又は利用するエネルギ源の形態に関係なく、一般のプラズマ処理システムに応用することができる。更に、説明を容易にするためにプラズマ処理システム１００の単一のチャンバのみを表示しているが、プラズマ処理システムは、一つ以上のモジュールを含んだクラスタツールの形態をとることも可能であり、各モジュールあたり一つ以上のチャンバを備える構成とすることとしても良い。
【０００５】
図１に関して、ウェーハ１０２は、処理のためにプラズマ処理室１０４に配置されている。より詳しくは、ウェーハ１０２は、チャック１０６上に配置されており、チャック１０６は一方の電極を兼ねている。他方の電極１０８は、図示のように、ウェーハ１０２の上方に配置されている。高周波発生器１１０は、２７ＭＨｚの高周波発生器であり、発生器は同軸ケーブル１２２を通じてインピーダンス整合器（match network ）１１４に高周波エネルギを供給する。広く知られているように、インピーダンス整合器の機能の一つは、電力の伝達を最大にするためにプラズマと発生器とのインピーダンスを整合させることである。インピーダンス整合器１１４から、二重送受信器（diplexer）１１８を介して、電極１０８に高周波エネルギが供給される。二重送受信器は、周知のように、一定の周波数のエネルギを通過させ、他の周波数のエネルギは接地する装置である。電極１０８は２７ＭＨｚ用の電極であることと対応して、二重送受信器１１８は２７ＭＨｚの高周波エネルギは電極１０８へ供給し、他の周波数の高周波エネルギは接地する。
【０００６】
同様に、高周波発生器１１２は２ＭＨｚの高周波発生器であり、同軸ケーブル１２４を介してインピーダンス整合器１１６にエネルギを供給する。インピーダンス整合器１１６からは、同軸ケーブル１２６を通じて、二重送受信器１２０に高周波エネルギが供給される。二重送受信器１２０は２ＭＨｚの高周波エネルギはチャック１０６へ供給し、その他の周波数の高周波エネルギは、そのまま接地する。
【０００７】
最近では、電力供給システムの様々な主要な機能ブロック（電源、インピーダンス整合器、二重送受信器その他）は通常、複数のサブシステムに分散して置かれ、その多くは、それぞれの電磁波シールド格納容器（EHI enclosure ）に格納され、それぞれにＤＣ電源を内蔵している。これは、電力供給システムの現在の設計慣行が、主要な機能ブロックあるいはサブシステムを可能な限りモジュールにまとめているためである。言い換えれば、現在の慣行では、各サブシステムに十分なローカルリソース（ローカルの電子機器を動作させるために供給するＤＣ電力等）を搭載しており、これは、プラグアンドプレイの形態で多くの異なるプラズマ処理システムで容易に使用可能とするためである。こうしたサブシステムを商品化することにより、これらサブシステムのベンダは、プラズマ処理装置市場向けに設計し在庫を持っておかなければならないサブシステムを少なくすることが可能となり、スケールメリットを享受し得るようになる。
【０００８】
半導体処理装置業界には、各サブシステムに必要なリソース（ＤＣ電源など）をサブシステム自体に設けるという別の設計思想も存在している。プラズマ処理システムが更に複雑及び高価になるにつれ、装置が故障してプラズマ処理システムを修理するための時間を減らすことで、所有コストを低減することが可能となる。サブシステムの品質を改善することに加え、プラズマ電力供給システムのベンダは、リソースを様々なモジュールサブシステムに分散して配置することにより、サブシステムの障害の影響を分離して、素早く対処することが可能になると考えている。サブシステムをモジュールとし、必要なリソースについては自己完結型にすることで、障害のあるサブシステムを交換して取り外すことが可能となり、プラズマ処理システムを素早く稼働状態に戻すことができる。
【０００９】
現実的な問題として、こうした各モジュールサブシステム（インピーダンス整合器１１４及び１１６、二重送受信器１１８及び１２０、高周波発生器１１０及び１１２）は、かなりのスペースを占有する。したがって、こうしたサブシステムをプラズマ処理室の近くに配置し、更に保守のための十分なスペースを確保するのは現実的ではない場合が多い。密集化の問題は、複数のチャンバが互いにごく接近して配置されるクラスタツールの場合には深刻なものとなる。
【００１０】
従来技術においては、密集化の問題は、あるサブシステムを離れた場所に移動させ、サブシステム同士を導線及び又は同軸ケーブルで結合させることにより対処されている。例えば、図１では、高周波発生器１１０及び１１２は、密集化を緩和するために水冷システム及び制御電子機器と共に、プラズマ処理室から離して配置されている。代表的な例において、高周波発生器１１０及び１１２は、プラズマ処理室からある程度の距離（場合によっては５０〜６０フィート）だけ離れたラックに設置される。インピーダンス整合器及び又は二重送受信器等のその他のサブシステムは、プラズマ処理モジュール１５０として表示されたアセンブリの中の、チャンバ１０４の近くに配置される。その後、ラック１５２上の高周波発生器とプラズマ処理モジュール１５０のサブシステムとを接続するために、同軸ケーブル１２２及び１２４が用いられる。
【００１１】
こうして、電力供給システムのサブシステムが複数箇所に分割して配置されているために、独立した配電ボックスが必要になる。図１では、高圧送電網からＡＣ電力を受け取り（２０８ボルト、３相の形態等）、導線１５６及び１５８を介してＡＣ電力を高周波発生器１１０及び１１２に配分する配電ボックス１５４が、ラック１５２に設けられている。これら導線１５６及び１５８は高周波発生器１１０及び１１２に接続されており、また発生器には、素早く接続し及び接続を解除するために相補プラグ（complementary plug）が設けられている。発生器１１０は更に、同軸ケーブル１２２（このケーブルが、高周波エネルギをインピーダンス整合器１１４に供給する）を接続するための追加コネクタが設けられている。同様に、高周波発生器１１２にも、同軸ケーブル１２４（このケーブルが、高周波エネルギをインピーダンス整合器１１６に供給する）を接続するための追加コネクタが設けられている。
【００１２】
高周波発生器１１０及び１１２内に設けられた制御電子機器へのＤＣ電圧は、ＤＣ電源から供給され、ＤＣ電源は通常、モジュール設計ガイドラインを満たすべく各々の高周波発生器に搭載されている。図１の例では、高周波発生器１１０には、高周波発生器１１０が受け取ったＡＣ電圧を、制御電子機器が必要とするＤＣ電圧に変換するためのＤＣ電源１６２が設けられているものとして表現されている。同様に、高周波発生器１１２には、高周波発生器１１２が受け取ったＡＣ電圧を制御電子機器が必要とするＤＣ電圧に変換するためのＤＣ電源１６４が設けられているものとして表現されている。発生器の外に他のセンサ又は制御電子機器がラック１５２上に存在している場合は、追加のＤＣ電源をラック１５２上に設けても良い。ラック１５２には通常、安全のためにＥＭＯ（緊急停止）サブシステム１６０が設けられており、このサブシステムは本質的には、緊急時にＡＣ電力を素早く遮断することが可能なパニックスイッチである。
【００１３】
プラズマ処理モジュール１５０はラック１５２から離れて設けられているために、プラズマ処理モジュール１５０用に独立した配電ボックスが必要になる。この配電ボックスは、配電ボックス１７０として表示されており、配電ボックスには、プラズマ処理モジュール１５０内の制御電子機器に必要なＤＣ電圧を供給するための独立したＤＣ電源１７２が設けられている。配電ボックス１５４と同様に、配電ボックス１７０には、ポンプ、ヒータといったプラズマ処理モジュール１５０の様々なＡＣ負荷にＡＣ電力を供給するための接触器と、リレーと、コネクタとが設けられている。ＤＣ電源１７２からの導線は、様々な制御電子機器（チャンバに取り付けられたもの、あるいはインピーダンス整合器に内蔵されているものを含む）と、センサと、プラズマ処理モジュール１５０内のその他のＤＣ負荷とに接続されている。安全上の理由から、ＥＭＯ（緊急停止）サブシステム１７４がプラズマ処理モジュール１５０に設けられており、緊急時にはプラズマ処理モジュール１５０のサブシステムへ電力供給を遮断することが可能となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の発明者は、現在の電力供給システムには一定の不都合があることを認識している。例えば、電力供給システムの主要な各機能ブロック（電源、インピーダンス整合器、二重送受信器、その他）をモジュール化しようとすると、個々のサブシステムを組み立てたときに、電力供給システムに不必要な構成要素が重複して存在することになる。これは、モジュールサブシステムを組み立てると、電力供給システム内に、ＤＣ電源とＥＭＯサブシステムと配電ボックスと電力ラインフィルタ（power line filter ）とリレーとコネクタと接触器と同軸ケーブルと導線とが、複数存在することになるためである。組み立て後の電力供給システムの構成要素が多くなると、取得コストを増加させてしまう。
【００１５】
皮肉なことに、こうして構成要素が重複しているにもかかわらず信頼性が増加することはない、というのは、重複する構成要素は異なるサブシステムに設けられていて互いにバックアップすることがないため、ある構成要素が作動しなくなると、サブシステムがこの影響を受けて、プラズマ処理システム全体を停止させてしまうからである。実際には、構成要素数が多いことから、故障する構成要素が増えるので信頼性はむしろ低下してしまう。
【００１６】
前記したように、電力伝達サブシステムの主要な機能ブロックをモジュール化しようとすると、更に、プラズマ処理室の周囲の狭いスペースに大きなＥＭＩ格納容器を個別に設けたサブシステムを構成することが困難になる。あるサブシステムをプラズマ処理室から離して配置することによって密集化を緩和しようとすると、長い同軸ケーブルと導線とが必要になって、電力供給システムに損失が発生するだけでなく、ＥＭＩ上の（電磁気間の相互作用による）問題も増加する。高電圧／大電流信号を供給するために、種々のサブシステム（高周波発生器とインピーダンス整合器等）を、同軸ケーブルおよび同軸コネクタで接続することによっても信頼性は減少してしまう。これは、高電圧／大電流信号が要求されると、時間の経過とともに、同軸ケーブル及び又はコネクタが断線し易くなるためである。
【００１７】
以上のような観点から、プラズマ処理室内でプラズマを点火し、且つ維持するために必要な電力を供給する電力供給システムの改良が望まれている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
一つの実施形態においては、本発明は、基板を処理するように構成されたプラズマ処理室に、プラズマを維持するためのエネルギを供給する電力供給システムに関するものである。この電力供給システムには、入力ポート、第一の出力ポート、第二の出力ポート、及び第三の出力ポートを備えた金属製の格納容器が設けられている。更に、格納容器内には配電ボックスが設けられている。この配電ボックスには、金属製の格納容器の外側からＡＣ電力の供給を受ける第一のＡＣ入力ポートが設けられており、受け取ったＡＣ電力は金属製の格納容器の外側にあるＡＣ負荷に第一の出力ポートを介して供給される。更に、配電ボックスと電気的に接続されたＤＣ電源も設けられている。このＤＣ電源は、配電ボックスからＡＣ電力を受け取って、ＤＣ電力を出力するように構成されている。このＤＣ電源は金属製の格納容器内に設けられている。ＤＣ電力は、金属製の格納容器の外側にあるＤＣ負荷に、第二の出力ポートを介して供給される。
【００１９】
加えて、ＡＣ電力を受け取るために配電ボックスに電気的に接続された第一の高周波発生器が設けられている。この第一の高周波発生器は、ＤＣ電力を受け取るためにＤＣ電源に接続されている。この第一の高周波発生器は、金属製の格納容器内に設けられている。更に、第一の高周波発生器から高周波エネルギを受け取るべく第一の高周波発生器の出力に電気的に接続された第一のインピーダンス整合器が設けられている。この第一のインピーダンス整合器には、インピーダンスを整合した第一の高周波エネルギを、第三の出力ポートを介してプラズマ処理室の第一の電極に供給するための、第一のインピーダンス整合器出力が設けられている。この第一のインピーダンス整合器は金属製の格納容器内に設けられており、金属製の格納容器の外側には、プラズマ処理室に接続される他の高周波発生器は存在していない。
【００２０】
他の実施形態においては、本発明は、基板を処理するように構成されたプラズマ処理室に、プラズマを維持するためのエネルギを供給する方法に関するものである。この方法では、金属製の格納容器に、入力ポート、第一の出力ポート、第二の出力ポート、及び第三の出力ポートが設けられている。更に、格納容器内には、配電ボックスが設けられている。この配電ボックスには、金属製の格納容器の外側からＡＣ電力の供給を受ける第一のＡＣ入力ポートが設けられており、受け取ったＡＣ電力は金属製の格納容器の外側にあるＡＣ負荷に、第一の出力ポートを介して供給される。更に、配電ボックスと電気的に接続されたＤＣ電源も設けられている。このＤＣ電源は、配電ボックスからＡＣ電力を受け取って、ＤＣ電力を出力するように構成されている。このＤＣ電源は金属製の格納容器内に設けられている。ＤＣ電力は、金属製の格納容器の外側にあるＤＣ負荷に、第二の出力ポートを介して供給される。
【００２１】
加えて、この方法では、ＡＣ電力を受け取るために配電ボックスと電気的に接続された第一の高周波発生器が設けられている。この第一の高周波発生器は、ＤＣ電力を受け取るためにＤＣ電源に接続されている。この第一の高周波発生器は金属製の格納容器内に設けられている。更に、この方法では、第一の高周波発生器から高周波エネルギを受け取るべく第一の高周波発生器の出力に電気的に接続された第一のインピーダンス整合器が設けられている。この第一のインピーダンス整合器には、インピーダンスを整合した第一の高周波エネルギを、第三の出力ポートを介してプラズマ処理室の電極に供給するための、第一のインピーダンス整合器出力が設けられている。この第一のインピーダンス整合器は金属製の格納容器内に設けられており、金属製の格納容器の外側には、プラズマ処理室に接続される他の高周波発生器は存在していない。
【００２２】
本発明の前記した利点及びその他の利点は、以下の詳細な説明を読みながら、各図面を参照することによって明らかとなろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に示したいくつかの好適な実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。以下の説明において、本発明の完全な理解を可能とするために多数の具体的な詳細について述べる。しかしながら、当業者にとっては、こうした具体的な詳細の一部又は全部がなくとも本発明を実施し得ることは明らかであろう。また、公知のステップ及び又は構造については、本発明を不必要に曖昧にすることを避けるために、詳細な説明は省略する。
【００２４】
本発明の一実施態様では、現状のモジュール設計思想に基づいて重複して設けられている構成要素を、電力供給システムの主要な機能ブロックから取り除くことで、組み立て後の電力供給システムの設置面積を大幅に減少させることが可能である。更に、モジュール化されスタンドアロン型のサブシステムで採用されていた別体のＥＭＩ格納容器も取り除かれている。その代わりに、ＥＭＩシールド性能を付与するために、電力供給システムの主要な機能ブロックは統合電源モジュール（ＩＰＭ）にグループ化され、単一のシステムレベルのＥＭＩ格納容器（金属製の格納容器等）に格納される。重複した構成要素および別体のＥＭＩ格納容器の両方を取り除くことで、サブシステムを密接に近接させることが可能になる。サブシステムを互いに密接な近接状態にグループ化し、電力供給システムのサブシステムを単一のシステムレベルのＥＭＩ格納容器に収容することで、サブシステム（高周波発生器及びインピーダンス整合器等）を互いに結合するための長い同軸ケーブルは不要となる。
【００２５】
電力供給システムの主要な機能ブロックが互いに離れて設けられていたのでは決して実現できなかったであろう、このようなシステムレベルのＥＭＩ格納容器を採用することにより、サブシステム間を単純な導線とストラップとで電気的に接続することが可能となる。こうした導線とストラップとはＥＭＩ格納容器に格納されていなければＥＭＩシールド要件を満足しないので、サブシステムが互いに離れて設けられていたのでは、このことは実現不可能であると思われる。サブシステムとその電気的な接続部分とは、システムレベルのＥＭＩ格納容器に格納されていることから、電気的な接続部分自体は、（電磁波に）晒される導線及びコネクタのＥＭＩシールド要件を満足しておく必要はない。このことから、同軸ケーブルおよび同軸コネクタを使用して高電圧／大電流信号を伝達することに起因した信頼性の問題は大幅に軽減される。サブシステムをＥＭＩ格納容器内で共に接近して配置することで、長い同軸ケーブルの使用による電力の損失も大幅に減少する。
【００２６】
最も重要なことは、従来技術の電力供給システムにおけるモジュール設計思想において必然的に発生する構成要素の重複を取り除くことで、組み立て後の電力供給システムの構成要素数が減少する点である。構成要素数が減ると、電力供給システム全体の取得コストは減少する。更に、構成要素数が減ることで、動作不良を起こす構成要素も少なくなるため、信頼性が高くなる。構成要素の一つが動作不良を起こした場合でも、電力供給システム自体の大きさが小さいため、図１の従来技術の例において、個々のサブシステムを取り外し交換したのと同じ方法で、統合電源モジュール全体を取り外し交換することができる。したがって、このプラズマ処理システムは、素早く生産状態に復帰させることが可能であり、これに伴い所有コストも減少する。
【００２７】
本発明の特徴と利点との説明を容易にするために、以下の図と説明とを参照することができる。図２には、統合電源モジュール２００が図示されており、これは平行平板型多重周波数プラズマ処理室の電極に、二重の周波数を有する高周波エネルギを供給する電力供給システムである。図２において、統合電源モジュール２００には、システム規模のＥＭＩ格納容器２０２が設けられており、これは通常、ＥＭＩ放射を格納容器内にほぼ封じ込める金属素材で形成される。
【００２８】
ＥＭＩ格納容器２０２内には、電力供給システムの主要機能ブロックが収容される。ＥＭＩ格納容器２０２内には、配電ボックス２０４が表示されており、この配電ボックス２０４は高圧送電網からＡＣ電力を受け取る入力ポートを有する。図２の例において、配電ボックス２０４に供給されるＡＣ電力は、例えば、３相２０８ボルトＡＣの形態をとることができる。前記のように、緊急時には配電ボックス２０４によって、電力供給システムの様々な機能ブロックへのＡＣ電力を素早く遮断できる。
【００２９】
配電ボックス２０４には、発生器と、ＤＣ電源と、プラズマ処理室に関連する他のＡＣ負荷とにＡＣ電力を出力するために、少なくとも３つの出力が設けられる。図２では、配電ボックス２０４は高周波発生器２０６及び２０８へＡＣ電力を出力する。一実施形態において、配電ボックス２０４と高周波発生器２０６及び２０８とは、柔軟な導線によって結合される。
【００３０】
高周波発生器２０６は、第一の周波数（図２の例において２７ＭＨｚ）を有する高周波エネルギを生成し、これはその後、インピーダンス整合器２１４を介して、プラズマ処理室２１２の電極２１０へ供給される。同様に、高周波発生器２０８は、第二の周波数（図２の例において２ＭＨｚ）を有する高周波エネルギを生成し、これはその後、インピーダンス整合器２１６を介して、電極２１０へ供給される。同軸ケーブル／同軸コネクタによる高電圧／大電流信号の供給に伴う信頼性の問題をほぼ取り除くために、高周波発生器とインピーダンス整合器とは、好ましくは、同軸ケーブルと同軸コネクタとを使用せずに結合される。統合電源モジュールにおける結合距離が短いことと、これらのサブシステムが結合部分を含め、システム規模のＥＭＩ格納容器にほぼ収容されている事実とから、この結合は単純な導線／ストラップを使用して達成できる。
【００３１】
注意点として、高周波発生器２０６と高周波発生器２０８とは、どちらも独自のＤＣ電源を必要としない。代わりに、これらの高周波発生器に関連する制御電子機器へのＤＣ電力の供給は、統合電源モジュール２００の中央ＤＣ電源によって行われる。これにより、従来技術の図１の例において見られたＤＣ電源の重複を排除できる。
【００３２】
ＤＣ電源２２０は、配電ボックス２０４からＡＣ電力を受け取り、センサと、制御電子機器と、統合電源モジュール２００及びプラズマ処理室２１２のその他のＤＣ負荷とに必要なＤＣ電圧を生成する。例えば、ＤＣ電源２２０は、統合電源モジュール２００とプラズマ処理室２１２内のデジタル及びアナログ回路向けに、＋５ボルト、＋／−１２ボルト、＋／−１５ボルト、及び又は＋２４ボルトを生成することができる。好ましくは、このＤＣ電源２２０は、統合電源モジュール２００の様々なサブシステムを動作させるために統合電源モジュール２００に設けられた唯一のＤＣ電源となる。
【００３３】
ＤＣ電源２２０は、統合電源モジュール２００の外部にあるＤＣ負荷（プラズマ処理室２１２に関連するセンサ、ＣＰＵ、質量流量コントローラ、制御電子機器その他）へＤＣ電力を出力する。ＤＣ電源２２０の別の出力は、高周波発生器２０６と、高周波発生器２０８と、インピーダンス整合器２１４と、インピーダンス整合器２１６とに結合され、それらの制御電子機器にＤＣ電力を供給する。統合電源モジュール２００内に他のＤＣ負荷が存在する場合、こうしたＤＣ負荷も、好ましくは、ＤＣ電源２２０からＤＣ電圧を受け取る。これにより、ＤＣ電源の数は大幅に減少し、統合電源モジュールの設置面積は都合良く減少する。
【００３４】
図２の実施において、コントローラ２３０もＤＣ電源２２０からＤＣ電力を受け取る。コントローラ２３０は、電極２１０へ供給される電圧又は電流を示すＶ／Ｉプローブ２３２（電流計）から信号を受け取るフィードバック制御回路である。Ｖ／Ｉプローブ２３２からの信号に反応して、コントローラ２３０は、高周波発生器２０６、高周波発生器２０８、インピーダンス整合器２１４、及びインピーダンス整合器２１６の一つ以上に命令を出し、電力出力を調節し、高周波発生器の出力と電極２１０との間の導電経路での損失を補正する。
【００３５】
前記のように、配電ボックス２０４も、１相又は３相となるＡＣ電力を、ＥＭＩ格納容器２０２外部の様々なＡＣ負荷に供給できる。例えば、こうしたＡＣ負荷には、プラズマ処理室２１２内部から副産物を排出するターボポンプ、ヒータ、モータ、及び又はプラズマ処理室２１２に関連するその他のＡＣ負荷が含まれる。
【００３６】
ＥＭＯサブシステム２４０も、ＥＭＩ格納容器内に設けられる。好ましくは、ＥＭＯサブシステム２４０は、配電ボックス２０４と関連し、緊急時には、ＤＣ電源２２０、外部ＡＣ負荷、及び高周波発生器へのＡＣ電力を素早く遮断できる。電力供給システムのあらゆる主要機能ブロックがＥＭＩ格納容器２０２内に集中しているため、必要となるＥＭＯサブシステムは一つのみとなり、少なくとも２つのＥＭＯサブシステムが設けられる図１の従来技術の状況とは対照的である。
【００３７】
本発明の別の態様によれば、インピーダンス整合器２１４及び２１６の出力が結合され、結合二重周波数信号がプラズマ処理室２１２の単一の電極のみに供給される。これを達成するために、インピーダンス整合器２１４及び２１６はそれぞれ、他方の周波数をブロックするように機能する。この直接結合手法の一実施形態については、図５に関連して、後で説明する。
【００３８】
図２の例において、インピーダンス整合器２１４及び２１６の出力は、単純な導電ストラップ２４０を使用して直接結合され、これにより高周波エネルギが電極２１０へ供給される。このため、同軸ケーブル及びこれに関連する同軸コネクタは必要なくなり、インピーダンス整合器から電極まで、同軸ケーブル／（複数の）コネクタを使用して大電流／高電圧信号を伝える際の信頼性の問題は都合よく未然に回避される。好ましくは、ＥＭＩ格納容器２０２は、インピーダンス整合器と電極２１０との間の導電ストラップが、その全長に渡って何らかの形態のＥＭＩ格納容器に収容される形で、プラズマ処理室２１２と結合される。例えば、ＥＭＩ格納容器２０２は、プラズマ処理室２１２の格納容器と直接接触する状態で配置され、導電ストラップはインピーダンス整合器出力と電極２１０との間の全長に渡って、いずれかの格納容器内に常に収容される。
【００３９】
望ましい場合は、インピーダンス整合器からの出力をプラズマ処理室の電極へ別々に供給することができる。それぞれのインピーダンス整合器出力と、これに関連する電極とは、導電ストラップによって結合可能であり、又は望ましい場合は同軸ケーブルによっても結合できる。図３では、一方のインピーダンス整合器からの高周波エネルギが同軸ケーブルによって一方の電極に供給され、他方のインピーダンス整合器出力からの高周波エネルギは導電ストラップによって他方の電極に供給されている。この実施形態は、カリフォルニア州フレモントのラム・リサーチ・コーポレーションから入手可能なＴＣＰTMブランドの誘導結合プラズマ処理システム等の誘導結合型プラズマ処理システムにおいて特に有効である。ここでも、高周波発生器の出力及び又はインピーダンス整合器の設定のフィードバック制御を容易にするために、各インピーダンス整合器の出力にＶ／Ｉプローブを設けることができる。
【００４０】
図３においては、図面を簡単にするために単一のチャンバ２１２のみが図示されているが、本発明のＩＰＭは、クラスタツールのモジュール内にある任意の数のチャンバと連動させることができる。例えば、クラスタツールにおいて、１モジュールにつき複数のチャンバ２１２が設けられている場合、一実施形態において、複数のチャンバに設けられた高周波発生器２０６及び２０８の複数のセットを、ＩＰＭ２００の単一の配電ボックス２０４に結合させることが可能であり、これにより、単一の配電ボックス２０４（及びＥＭＯサブシステム２４０）によって、複数のチャンバに設けられた高周波発生器２０６及び２０８の複数のセットのニーズを満足させることができる。この代わりに又はこれに加えて、一実施形態においては、複数のチャンバに設けられた高周波発生器（２０６及び２０８）の複数のセットと、インピーダンス整合器（２１４及び２１６）と、Ｖ／Ｉプローブとは、ＩＰＭの単一のコントローラ２３０と通信させることが可能であり、これにより、単一のコントローラ２３０によって、複数のチャンバに設けられた高周波発生器（２０６及び２０８）の複数のセットと、インピーダンス整合器（２１４及び２１６）と、Ｖ／Ｉプローブとのニーズを満足させることができる。この代わりに又はこれに加えて、一実施形態においては、複数のチャンバに設けられた高周波発生器（２０６及び２０８）の複数のセットと、インピーダンス整合器（２１４及び２１６）とは、ＩＰＭの単一のＤＣ電源２２０からＤＣ電力を受け取ることが可能であり、これにより、単一のＤＣ電源２２０によって、複数のチャンバに設けられる高周波発生器（２０６及び２０８）の複数のセットと、インピーダンス整合器（２１４及び２１６）とのニーズを満足させることが可能になる。この方法では、ＩＰＭの配電ボックス２０４（及びＥＭＯサブシステム２４０）及び又はＤＣ電源２２０及び又はコントローラ２３０は、クラスタツールのモジュールの複数のチャンバのニーズを満足させるために収容能力の中で密封する必要があるが、複数の配電ボックス、ＥＭＯサブシステム、ＤＣ電源、及び又はコントローラ（及びその格納容器と相互接続）の必要性は都合よく排除される。
【００４１】
単一の電力電極のみを有し、単一の周波数のみで動作するシステムでは、図３の２セットの電源／インピーダンス整合器のうち、一方を取り除くことができる。図４は、この実施形態を表しており、ＥＭＩ格納容器２０２内で必要になるのは単一の高周波発生器と単一のインピーダンス整合器とのみである。図４の実施形態は、複数のチャンバを有するクラスタツールモジュールに関係するものであり、好ましくは、複数のチャンバに設けられた高周波発生器２０８の複数のセットと、インピーダンス整合器２１６と、Ｖ／Ｉプローブとは、すべて単一の配電ボックス２０４（及びＥＭＯサブシステム）及び又は単一のＤＣ電源２２０及び又は単一のコントローラ２３０によって機能を提供される。前記のように、こうしたクラスタツール装置では、各構成要素を収容範囲内で密封する必要があるものの、複数の配電ボックス、ＥＭＯサブシステム、ＤＣ電源、及び又はコントローラ（及びその格納容器と相互接続）の必要性は都合よく排除される。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態による、インピーダンス整合器の出力を結合する手法で、これによりプラズマ処理室内のプラズマに両方の高周波を供給する際に単一の導線のみが必要となる。図５に関して、インピーダンス整合器２１４は、２ＭＨｚの高周波を通過させるローパスフィルタとして機能する。インピーダンス整合器２１６は、２７ＭＨｚの高周波を通過させるハイパスフィルタとして機能する。どちらのインピーダンス整合器も、他の周波数は通過させないため、お互いの高周波発生器を効果的に分離する。
【００４３】
インピーダンス整合器２１４及び２１６の出力は、プラズマを点火及び又は維持する電極に大電流／高電圧信号を伝えるのに十分な能力を有する導電ストラップによって結合される。本発明の一態様によれば、ストラップ２４０によって伝えられる結合信号は、二重周波数プラズマ処理室の単一の電極のみに結合される。他の電極は接地される。単一の導電ストラップのみが必要であるため、このストラップを短縮し、その全長に渡って、統合電源モジュール２００の格納容器及び又はプラズマ処理室の格納容器によってＥＭＩシールドすることができる。更に、従来技術において設けられた二重送受信器は排除可能であり、その結果、複雑性とコストとが減少する。
【００４４】
上述したことから分かるように、本発明の設計手法により、電力モジュールの構成要素数は都合よく減少し、統合電源モジュールの構築及びサービス寿命中の動作に必要な原材料とエネルギとの量も減少する。これらの減少により、更に、ＩＰＭを環境に優しい形で利用することが都合よく可能となり、これによりＩＰＭ構成要素の製造、動作、及び（有効寿命終了時の）最終的な処分に伴うコストが低下する。
【００４５】
以上、本発明をいくつかの好適な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲に含まれる変更、変形、及び等価物が存在する。更に、本発明の方法及び装置を実施するうえで多数の代替方法が存在することにも注意すべきである。したがって、前記特許請求の範囲は、本発明の本来の趣旨及び範囲に入るこうしたあらゆる変更、変形、及び等価物を包含するものとして解釈されるべきである。
【００４６】
本発明は、同様の符号が同様の要素を表す添付図面の各図において、例示的且つ非限定的に図示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  平行平板型プラズマ処理システム用の従来技術の電力供給システムを示す図。
【図２】  本発明の一実施形態による二重周波数平行平板型プラズマ処理システム用統合電源モジュールを示す図。
【図３】  本発明の別の実施形態による別の二重周波数プラズマ処理システム用統合電源モジュールを示す図。
【図４】  本発明の一実施形態による単一周波数プラズマ処理システム用統合電源モジュールを示す図。
【図５】  本発明の一態様によるインピーダンス整合器出力を互いに直接結合する手法を示す図。
【符号の説明】
１０２  …  ウェーハ
１０４、２１２  …  プラズマ処理室
１０６  …  チャック
１０８、２１０  …  電極
１１０、１１２、２０６、２０８  …  高周波発生器
１１４、１１６、２１４、２１６  …  インピーダンス整合器
１１８、１２０  …  二重送受信器
１２２、１２４、１２６  …  同軸ケーブル
１５０  …  プラズマ処理モジュール
１５２  …  ラック
１５４、１７０、２０４  …  配電ボックス
１５６、１５８  …  導線
１６０、１７４、２４０  …  ＥＭＯサブシステム
１６２、１６４、１７２、２２０  …  ＤＣ電源
２００  …  統合電源モジュール
２０２  …  ＥＭＩ格納容器
２３０  …  コントローラ
２３２  …  Ｖ／Ｉプローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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