(57)【要約】      （修正有）【課題】スリップリングを使用して回転可能なペデスタルに、ＲＦ電力と非ＲＦ電力をアーキングを生じることなく供給することができる電力伝送システムを提供する。【解決手段】処理システム４００を構成するプラズマシステム４０４はＲＦ電源１０４と、マッチネットワーク１０６と、分配器および結合器をさらに含む。チャンバ１０２ｂ内の回転可能なペデスタル１４０には、絶縁システム４０２を介してプラズマ処理用のＲＦ信号と加熱器要素４１６ａ用のＡＣ信号が供給され、ペデスタルからは熱電対４１８ａの検知温度信号（ＤＣ信号）が絶縁システムを介して温度制御装置ＴＣに供給される。絶縁システムは複数のチャネルからなるスリップリングと異なるタイプの信号を遮断するコンデンサを有する。任意の２つの隣接するチャネル間のアーキングを防止するために、チャネル間の電圧降下が均等になるように各チャネルに電圧のレベル及び極性が割り当てられる。【選択図】図４
2017143057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チャンバに電力を提供するためのシステムであって、
電極を含むチャンバと、
前記電極にＲＦ電力を提供するための無線周波（ＲＦ）電源と、
前記電極を加熱するための第１の加熱器に非ＲＦ電力を提供するための非ＲＦ電源と、
第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを有する底部インターフェースと、前記第１および第２のコンデンサはそれぞれ入力端および出力端を有し、前記ＲＦ電源は、前記第１および第２のコンデンサの前記入力端に結合され、前記非ＲＦ電源は、前記第１および第２のコンデンサの前記出力端に結合され、
複数の入力端および複数の出力端を有するスリップリングと、前記スリップリングの前記入力端は、前記第１および第２のコンデンサの前記出力端に結合され、
第３のコンデンサおよび第４のコンデンサを有する上部インターフェースと、前記第３および第４のコンデンサはそれぞれ入力端および出力端を有し、前記第３および第４のコンデンサの前記入力端は、前記スリップリングの前記出力端に結合され、かつ前記電極の前記第１の加熱器に通じる第１および第２の加熱器接続線に結合され、前記第３および第４のコンデンサの前記出力端は前記電極に接続することを備え、
それにより、前記ＲＦ電力は前記第１および第２のコンデンサ、前記スリップリング、ならびに前記第３および第４のコンデンサを介して前記電極に伝送され、前記非ＲＦ電力は、前記第１および第２のコンデンサを含むセットと前記第３および第４のコンデンサを含むセットとの間に位置された前記スリップリングを介して伝送される
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１および第２のコンデンサは、前記非ＲＦ電力が前記ＲＦ電源に向けて伝送し返されることを遮断し、第３および第４のコンデンサは、前記非ＲＦ電力が前記電極に向けて伝送されることを遮断するシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記非ＲＦ電源は、複数のチャネルのうちの第１のチャネルおよび第２のチャネルに関連付けられ、前記第１のチャネルは、前記第１および第３のコンデンサを含み、前記第２のチャネルは、前記第２および第４のコンデンサを含むシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムはさらに、
前記電極を加熱するための第２の加熱器であって、前記複数のチャネルのうちの第３のチャネルおよび第４のチャネルに関連付けられている第２の加熱器を備え、前記第１、第２、第３および第４のチャネルは、前記底部インターフェースの一部および前記上部インターフェースの一部の内部に組み込まれ、前記第１、第２、第３および第４のチャネルは、前記ＲＦ電力と前記非ＲＦ電力との両方を伝送するために前記スリップリングの一部を含む
、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、前記スリップリングは、前記ＲＦ電力と前記非ＲＦ電力との両方を同時に伝送するように構成され、前記スリップリングは、前記上部インターフェースと共に前記電極の回転を可能にし、前記底部インターフェースは固定されている、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記底部インターフェースは第１のプリント回路基板によって画定され、前記上部インターフェースは第２のプリント回路基板によって画定されている、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＲＦ電力は、複数のチャネルの間で分配され、前記複数のチャネルは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを含み、前記第１のチャネルは前記第１および第３のコンデンサを含み、前記第２のチャネルは前記第２および第４のコンデンサを含むシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、各前記チャネルには、電圧のレベルおよび電圧の極性が割り当てられて、前記チャネルのうちの任意の２つの隣接するチャネル間における電圧の破壊の変化を低減し、前記チャネル間で電圧降下を均等に分配させるシステム。
【請求項９】
プラズマ処理チャンバに電力を提供するためのシステムであって、
電極を含むチャンバと、
前記電極にＲＦ電力を提供するための無線周波（ＲＦ）電源と、
前記電極の第１の加熱器に関連して配置されている熱電対によって測定された温度信号を受信するための温度制御装置と、
第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを有する底部インターフェースと、前記第１および第２のコンデンサはそれぞれ入力端および出力端を有し、前記ＲＦ電源は前記第１および第２のコンデンサの前記入力端に結合され、前記温度制御装置は前記第１および第２のコンデンサの前記出力端に結合され、
複数の入力端および複数の出力端を有するスリップリングと、前記スリップリングの前記入力端は前記第１および第２のコンデンサの前記出力端に結合され、
第３のコンデンサおよび第４のコンデンサを有する上部インターフェースと、前記第３および第４のコンデンサはそれぞれ入力端および出力端を有し、前記第３および第４のコンデンサの前記入力端は前記スリップリングの前記出力端に結合され、かつ前記熱電対の熱電対接合部に通じる熱電対接続線に結合され、前記第３および第４のコンデンサの前記出力端は前記電極に接続し、
それにより、前記ＲＦ電力は、前記第１および第２のコンデンサ、前記スリップリング、ならびに前記第３および第４のコンデンサを介して前記電極に伝送され、前記温度信号は、前記第１および第２のコンデンサを含むセットと前記第３および第４のコンデンサを含むセットとの間に位置された前記スリップリングを介して伝送される
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および第２のコンデンサが、前記非ＲＦ電力が前記ＲＦ電源に向けて伝送し返されることのを遮断し、第３および第４のコンデンサが、前記非ＲＦ電力が前記電極に向けて伝送されることを遮断する、システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムであって、前記温度制御装置は、複数のチャネルのうちの第１のチャネルおよび第２のチャネルに関連付けられ、前記第１のチャネルは前記第１および第３のコンデンサを含み、前記第２のチャネルは前記第２および第４のコンデンサを含む、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムはさらみ、
前記電極の第２の加熱器に関連して位置された第２の加熱器であって、前記複数のチャネルのうちの第３のチャネルおよび第４のチャネルに関連付けられている第２の加熱器を備え、前記第１、第２、第３および第４のチャネルは、前記底部インターフェースの一部および前記上部インターフェースの一部の内部に組み込まれ、前記第１、第２、第３および第４のチャネルは、前記ＲＦ電力と前記温度信号との両方を伝送するために前記スリップリングの一部を含む
、システム。
【請求項１３】
請求項９に記載のシステムであって、前記スリップリングは、前記ＲＦ電力と前記温度信号との両方を同時に電送するように構成され、前記スリップリングは、前記上部インターフェースと共に前記電極の回転を可能にし、前記底部インターフェースは固定されている、システム。
【請求項１４】
請求項９に記載のシステムであって、前記底部インターフェースは第１のプリント回路基板によって画定され、前記上部インターフェースは第２のプリント回路基板によって画定されている、システム。
【請求項１５】
請求項９に記載のシステムであって、前記ＲＦ電力は複数のチャネルの間で分配され、前記複数のチャネルは第１のチャネルおよび第２のチャネルを含み、前記第１のチャネルは前記第１および第３のコンデンサを含み、前記第２のチャネルは前記第２および第４のコンデンサを含む、システム。
【請求項１６】
絶縁システムであって、
コンデンサの第１のアレイを含む上部インターフェースプレートと、前記第１のアレイはコンデンサの複数のグループを含み、前記第１のアレイのコンデンサの各グループは、複数のチャネルの１つに関連付けられ、
コンデンサの第２のアレイを含む底部インターフェースプレートと、前記第２のアレイはコンデンサの複数のグループを含み、前記第２のアレイのコンデンサの各グループは複数のチャネルの１つに関連付けられ、
前記上部インターフェースプレートの前記チャネルおよび前記底部インターフェースプレートの前記チャネルに接続されているスリップリングと、を備え、
前記上部インターフェースプレートは回転するように構成され、前記底部インターフェースプレートは固定されるように構成され、
前記スリップリングは前記上部インターフェースプレートと前記底部インターフェースプレートとの間で無線周波（ＲＦ）電力と非ＲＦ電力との両方を伝送するように構成され、
コンデンサの前記第１のアレイとコンデンサの前記第２のアレイとはそれぞれ、前記非ＲＦ電力を遮断するように構成されている、
絶縁システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の絶縁システムであって、前記第１のアレイのコンデンサの前記グループの１つは入力端および出力端を有し、前記入力端は加熱器要素に接続され、前記出力端はプラズマチャンバの電極に接続されている絶縁システム。
【請求項１８】
請求項１６に記載の絶縁システムであって、前記第２のアレイのコンデンサの前記グループの１つは入力端および出力端を有し、前記入力端はＲＦ電源に接続され、前記出力端が非ＲＦ電源に接続されている絶縁システム。
【請求項１９】
請求項１６に記載の絶縁システムであって、前記第１のアレイのコンデンサの前記グループの１つは入力端および出力端を有し、前記入力端は熱電対に接続され、前記出力端はプラズマチャンバの電極に接続されている絶縁システム。
【請求項２０】
請求項１６に記載の絶縁システムであって、前記第２のアレイのコンデンサの前記グループの１つは入力端および出力端を有し、前記入力端はＲＦ電源に接続され、前記出力端は温度制御装置に接続されているＲＦフィルタに接続されている絶縁システム。
【請求項２１】
請求項１６に記載の絶縁システムであって、コンデンサの前記第１のアレイは、前記非ＲＦ電力による電極の損壊を保護するために前記非ＲＦ電力を遮断するように構成され、コンデンサの前記第２のアレイは、前記非ＲＦ電力によるＲＦ電源の損壊を保護するために前記非ＲＦ電力を遮断するように構成されている絶縁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スリップリングを使用して、複数の隣接するチャネルを介して無線周波（ＲＦ）電力と非ＲＦ電力を伝送するため、およびＲＦ混合信号からの交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）の絶縁を実現するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウェハ、例えばシリコンウェハに対する操作を処理するためにプロセスリアクタが使用される。典型的には、これらのウェハは、それらの上に集積回路を形成するために様々なリアクタで複数回処理される。これらのプロセス操作のいくつかは、例えば、ウェハの選択された表面または層の上に材料を堆積することを含む。１つのそのようなリアクタは、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）リアクタである。
【０００３】
例えば、ＰＥＣＶＤリアクタは、酸化ケイ素（ＳｉＯ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン酸化炭素（ＳｉＯＣ）などの絶縁被膜を堆積するために使用されてよい。導体被膜も、ＰＥＣＶＤリアクタを使用して堆積されてよい。そのような材料被膜は、いくつか例を挙げると、ケイ化タングステン（ＷＳｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、アルミニウム（Ａｌ）合金などを含んでいてよい。堆積される被膜のタイプに応じて、特定の反応ガスがＰＥＣＶＤリアクタ内に導入され、無線周波（ＲＦ）電力が、堆積を可能にするプラズマを発生するために供給される。
【０００４】
堆積プロセス中、パワーシステムおよび回路構成が、リアクタの様々な部分に電力供給するため、ならびに環境および動作パラメータを設定および／または監視するために使用される。１つの例示的なパラメータは例えば温度であり、温度は、リアクタの基板支持体内に埋め込まれた加熱器によって制御される。電力を提供し、環境および動作パラメータを監視することによって、ウェハが処理される。しかし、ウェハの処理は、リアクタの部分のいくつかに電力供給するために使用される電力とは異なり、環境および動作パラメータを監視するために使用される電力とも異なるタイプの電力を使用して行われる。異なるタイプの電力は、互いに干渉し、リアクタの部分のいくつかの損壊をもたらすこともある。１つの解決策は、異なるタイプの電力によって引き起こされる電気アーキングを防止するために、異なるタイプの電力を伝送する様々な信号線間に離隔距離（例えば空間距離や沿面距離など）を提供することである。しかし、信号線での電圧電位のレベルおよび信号線の絶縁体の材料に応じて破壊が生じ得る。さらに、リアクタ内部の空間が限られているとき、この解決策は適用可能でないことがある。
【０００５】
この文脈で、本開示で述べる実施形態が生じる。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施形態は、スリップリングを使用して、複数の隣接するチャネルを介して無線周波（ＲＦ）電力と非ＲＦ電力（例えば直流（ＤＣ）電力や交流（ＡＣ）電力など）との両方を伝送するため、およびＲＦ混合信号からのＡＣまたはＤＣの絶縁を実現するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の開示を、多くのやり方、例えばプロセス、装置、システム、デバイス、または方法としてコンピュータ可読媒体に実装することができることを理解すべきである。いくつかの実施形態を以下に述べる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々なタイプの電力（例えばＲＦ電力、ＡＣ電力、またはＤＣ電力など）が、プラズマチャンバ内部の限られた空間を共有する。例えば、ＲＦ電力は、チャンバ内部の加熱器へのＡＣ電力の供給、および熱電対によって発生されたＤＣ電力の受信と同時に、プラズマチャンバの電極に供給される。異なるタイプの電力を搬送する隣接する信号線間の電圧差が大きい場合、信号線間での電気絶縁破壊電圧、例えばアーキングなど、を防止するために、ＡＣまたはＤＣ電力とＲＦ電力とを供給するために隣接する信号線間で維持される所定量の空間距離および沿面距離がある。しかし、通常、プラズマチャンバ内部の空間は限られている。そのような場合には、隣接する信号線間に十分な物理的距離またはギャップを有することは可能でなくなる。
【０００８】
様々な実施形態において、絶縁システムが、プラズマチャンバ内部に提供される。絶縁システムは、スリップリングの隣接するチャネルを含む。各チャネルが、ＲＦ電力と非ＲＦ電力（例えばＡＣ電力やＤＣ電力など）との両方を伝送する。各チャネルを介するＲＦ電力と非ＲＦ電力との両方の伝送は、任意の２つの隣接するチャネル間の電気アーキングの可能性を低減する。使用されるスリップリングは、既製スリップリングまたはカスタム設計スリップリングである。
【０００９】
いくつかの実施形態では、絶縁システムがプラズマチャンバ内部に提供されて、ＡＣまたはＤＣ電力を遮断し、それにより、プラズマチャンバの電極がＡＣまたはＤＣ電力によって損壊されないように保護され、ＲＦ電源がＡＣまたはＤＣ電力によって損壊されないように保護される。ＡＣまたはＤＣ電力を遮断するためのコンデンサの使用によって、隣接する線間の距離は、プラズマチャンバ内部で利用可能な限られた空間に適合するように最小に保たれる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、絶縁システムにおいて、絶縁システムの各チャネルで、ＲＦ電力がＡＣまたはＤＣ電力と合成される。ＲＦ電力とＡＣまたはＤＣ電力との合成は、ＡＣまたはＤＣ電力の遮断と共に、２つの隣接するチャネル間の空間を、プラズマチャンバで利用可能な限られた空間に適合するように容易に減少させる。
【００１１】
様々な実施形態において、プラズマチャンバで利用可能な限られた空間内でＲＦ信号と非ＲＦ信号（例えばＡＣまたはＤＣ信号など）とを共有するための方法が提供される。この方法は、合成電力を発生するためにＡＣまたはＤＣ電力をＲＦ電力と合成する回路を提供するステップを含む。合成電力が発生されると、ＡＣまたはＤＣ電力が回路によって遮断されて、電極またはＲＦ電源に対するＡＣまたはＤＣ電力による損壊の可能性を低減する。ＡＣまたはＤＣ電力とＲＦ電力との合成は、限られた空間内で行われる。
【００１２】
高電圧信号線と低電圧信号線との間の空間距離または沿面距離が十分でない場合、２つの隣接する信号線間でＲＦ電圧破壊を生じる可能性がかなり高い。したがって、いくつかの実施形態では、信号線のいくつかの端子間で単一の指定のＲＦ信号線を有する代わりに、ＲＦ電力を送給するためにすべてのチャネルが使用される。すべてのチャネル間でのＲＦ電力の均等な分配によって、チャネルのうちの２つの隣接するチャネル間でのＲＦ電圧降下はゼロまたは実質的にゼロボルトであり、ＲＦ電力による電圧破壊が防止される。均等な分配は、チャネルのうちの隣接するチャネル間でのＲＦ電力のアーキングの可能性を低減する。それと同時に、各チャネルが、ＤＣまたはＡＣ電力を送給するために割り当てられる。さらに、各チャネルで、１つのコンデンサは、ＤＣ電力入力端またはＡＣ電力入力端の前に配置され、別のコンデンサは、ＤＣ電力入力端またはＡＣ電力出力端の後に配置される。絶縁システムにおいて、ＲＦ電力と非ＲＦ電力（例えばＡＣ電力やＤＣ電力など）は同じ送給経路を共有し、非ＲＦ電力は、チャネルのコンデンサによって絶縁される。コンデンサによる絶縁は、電極およびＲＦ電源がＡＣまたはＤＣ電力によって悪影響を及ぼされないように保護する。
【００１３】
また、様々な実施形態において、ＲＦ電力をＡＣまたはＤＣ電力と合成するチャネルの部分の前および後の点でＲＦフィルタを使用することによって、ＡＣまたはＤＣ電力を加熱器に提供する電源と、加熱器の温度を測定する熱電対から電圧信号を受信する制御装置とが、ＲＦ電力から保護される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、絶縁システムの各チャネルが、ある量のＡＣまたはＤＣ電力を割り当てられる。ＲＦ電力を全てのチャネル間で均等にまたは実質的に均等に分配させることによって、チャネル間でのＲＦ電位差はないか、または最小であるが、ＡＣまたはＤＣ電力からの電圧降下がある。絶縁システムの複数のチャネルＣＨ１〜ＣＨ８から、最高のＡＣまたはＤＣ電圧がチャネルＣＨ１に割り当てられ、最低のＡＣまたはＤＣ電圧がチャネルＣＨ８に割り当てられる。割当てによって、絶縁システムは、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の間で均等に分配されるＡＣまたはＤＣ電圧降下を実現する。均等な分配は、プラズマチャンバの構成要素に対するアーキングまたは他の永久的な電気的損壊の危険を最小限にする。
【００１５】
いくつかの実施形態では、絶縁システムが述べられている。絶縁システムは、コンデンサの第１のアレイを含む上部インターフェースプレートを含む。第１のアレイは、コンデンサの複数のグループを含み、第１のアレイのコンデンサの各グループは、複数のチャネルの１つに関連付けられる。絶縁システムは、コンデンサの第２のアレイを含む底部インターフェースプレートをさらに含む。第２のアレイは、コンデンサの複数のグループを含む。第２のアレイのコンデンサの各グループが、複数のチャネルの１つに関連付けられる。上部インターフェースプレートが回転し、底部インターフェースプレートが、固定されるように構成される。絶縁システムが、上部インターフェースプレートのチャネルおよび底部インターフェースプレートのチャネルに接続されたスリップリングをさらに含む。スリップリングは、上部インターフェースプレートと底部インターフェースプレートとの間でＲＦ電力と非ＲＦ電力との両方を伝送する。コンデンサの第１のアレイとコンデンサの第２のアレイとはそれぞれ、非ＲＦ電力を遮断する。
【００１６】
本明細書で述べる実施形態のいくつかの利点は、２つの隣接する信号線間で維持される必要がある空間距離または沿面距離を減少することを含む。空間距離または沿面距離は、チャネル内部で伝送されるＡＣまたはＤＣ電力を遮断するコンデンサの使用によって、またチャネル間でＲＦ電力と非ＲＦ電力とを分配させることによって減少される。例えば、絶縁システムの各チャネルは、ＲＦ信号と非ＲＦ信号とを同時に伝送する。ＲＦ電力と非ＲＦ電力との分配に関連するチャネルのコンデンサによるＡＣまたはＤＣ電力の遮断は、２つの隣接するチャネル間の距離の減少を容易にする。距離の減少は、プラズマチャンバ内部の所定量の空間内に絶縁システムを収めることを容易にする。
【００１７】
本明細書で述べる実施形態のさらなる利点は、電気アーキングの危険を避けることを含み、電気アーキングは、両方の信号線が互いに近位に（例えば隣接してなど）位置されるときに、ＲＦ信号線と非ＲＦ信号線（例えばＤＣ電力またはＡＣ電力を伝送するために使用される端子）との間の電圧差によって生成される。そのようなアーキングを避けるために、いくつかの実施形態では、既製スリップリングが使用され、ＲＦ信号と非ＲＦ信号との両方が、スリップリングの各チャネルを介して伝送される。スリップリングの２つの隣接するチャネル間の電圧降下が最小であり、この電圧降下は、スリップリングに関連付けられる最大許容電圧降下を定義する製造仕様の範囲内である。
【００１８】
本明細書で述べる実施形態の利点は、ＡＣまたはＤＣ電力による損壊から電極またはＲＦ電源を保護することを含む。コンデンサは、ＡＣまたはＤＣ電力を遮断して、電極およびＲＦ電源の損壊の可能性を低減する。
【００１９】
追加の利点は、絶縁システムの上部部分と底部部分との間の単一スリップリングの使用を含む。従来のシステムでは、異なるタイプの複数のスリップリングが使用される。例えば、乾式のスリップリングは、１タイプの電力を提供するために使用され、湿式のスリップリングは、別のタイプの電力を提供するために使用される。絶縁システムにおいて、乾式または湿式の単一のスリップリングが使用されることが比較的多い。
【００２０】
他の態様は、添付図面に関連付けて読めば、以下の詳細な説明から明らかになろう。
【００２１】
いくつかの実施形態は、添付図面に関連付けられた以下の説明を参照することによって最も良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、ウェハを処理するために使用される基板処理システムを示す図である。
【００２３】
【図２】本開示で述べられる様々な実施形態による、４つの処理ステーションが提供されるマルチステーション処理ツールの上面図である。
【００２４】
【図３】本開示で述べられる様々な実施形態による、投入ロードロックおよび排出ロードロックを有するマルチステーション処理ツールの概略図である。
【００２５】
【図４】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）信号を混合無線周波（ＲＦ）信号から絶縁するための絶縁システムの使用を示す処理システムの図である。
【００２６】
【図５Ａ】本開示で述べるいくつかの実施形態による、回路による混合ＲＦ信号からのＡＣ電力の遮断を示すための回路図である。
【００２７】
【図５Ｂ】本開示で述べるいくつかの実施形態による、回路による混合ＲＦ信号からのＤＣ電力の遮断を示すための回路図である。
【００２８】
【図５Ｃ】回路の様々な部分間の接続を示すための図５Ａの回路の一実施形態の図である。
【００２９】
【図５Ｄ】回路の様々な部分間の接続を示すための図５Ｂの回路の一実施形態の図である。
【００３０】
【図６】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、ペデスタルの複数の加熱器要素と複数の熱電対とを有する絶縁システムの使用を例示するためのシステムの図である。
【００３１】
【図７Ａ】本開示で述べるいくつかの実施形態による絶縁システムの回路図である。
【００３２】
【図７Ｂ】本開示で述べるいくつかの実施形態による別の絶縁システムの回路図である。
【００３３】
【図７Ｃ】本開示で述べるいくつかの実施形態による別の絶縁システムの回路図である。
【００３４】
【図８】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、絶縁システムが実施されるハウジングを含むプラズマチャンバの一実施形態の図である。
【００３５】
【図９Ａ】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、絶縁システムの上部部分および底部部分を示すためのシステムのブロック図である。
【００３６】
【図９Ｂ】本開示で述べられる様々な実施形態による、絶縁システム内部の複数のチャネルの配置を示すためのスリップリングのハウジングの図である。
【００３７】
【図１０Ａ】本開示で述べられる様々な実施形態による、絶縁システムの上部プレートの上面図または絶縁システムの底部プレートの底面図である。
【００３８】
【図１０Ｂ】本開示で述べられるいくつかの実施形態による、上部プレートの底面図または底部プレートの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下の実施形態において、無線周波（ＲＦ）混合信号からの交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）の絶縁を実現するためのシステムおよび方法を述べる。それらの実施形態を、これらの特定の詳細のいくつかまたはすべてを伴わずに実施してもよいことは明らかであろう。なお、本発明の実施形態を不要に曖昧にしないように、周知のプロセス操作は詳細には述べていない。
【００４０】
被膜の堆積は、好ましくはプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）システムで実施される。ＰＥＣＶＤシステムは、多くの異なる形態を取ってよい。ＰＥＣＶＤシステムは、１つまたは複数のウェハを収容し、ウェハ処理に適した１つまたは複数のプラズマチャンバまたは「リアクタ」（時として複数のステーションを含む）を含む。各チャンバは、処理するための１つまたは複数のウェハを収容してよい。１つまたは複数のチャンバは、所定の位置で、（その位置内での運動、例えば回転、振動、または他の揺れを伴って、または伴わずに）ウェハを維持する。堆積を施されるウェハは、プロセス中にリアクタチャンバ内部で１つのステーションから別のステーションに移送されてよい。当然、被膜堆積は、単一のステーションで完全に行われてもよく、または被膜の任意の部分が、任意の数のステーションで堆積されてもよい。
【００４１】
プロセス中、各ウェハは、ペデスタル（例えばウェハチャックなど）および／または他のウェハ保持装置によって所定位置に保持される。いくつかの操作のために、装置は、ウェハを加熱するための加熱プレートなどの加熱器と、ウェハ処理中の温度を測定するための１組の熱電対とを含んでいてよい。さらに、ウェハの処理中にペデスタルを回転させるためにモータが提供される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、絶縁回路が提供される。絶縁回路はチャネルを含み、チャネルは、ＲＦ電力を受け取って、チャネル間で分配する。チャネル間でのＲＦ電力の分配は、２つの隣接するチャネル間の電力のインピーダンスの差を減少させて、隣接するチャネル間のアーキングの可能性を低減する。例えば、１つの経路がＡＣまたはＤＣ電力を供給し、別の経路がＲＦ電力を供給するシステムにおいて、２つの経路間のアーキングの可能性がある。すべてのチャネルがＲＦ電力およびＡＣまたはＤＣ電力を供給するとき、２つの隣接するチャネル間のアーキングの可能性が低減される。
【００４３】
様々な実施形態において、各チャネルは、ＡＣまたはＤＣ電力を遮断するフィルタ、例えば上部コンデンサや底部コンデンサなどを含む。上部コンデンサによるＡＣまたはＤＣ電力の遮断は、チャネルを介してＲＦ電力が提供される電極の損壊の可能性を低減する。さらに、底部コンデンサによるＡＣまたはＤＣ電力の遮断は、チャネル間で分配されるＲＦ電力を供給するＲＦ電源の損壊の可能性を低減する。
【００４４】
いくつかの実施形態では、絶縁システムのチャネルは互いに離隔されない。例えば、２つの隣接するチャネル間に数ミリメートルの距離がある。ＡＣまたはＤＣ電力の遮断と、チャネル間でのＲＦ電力の分配とが、距離の減少を容易にする。距離の減少は、絶縁システムがプラズマチャンバ内の限られた空間内に収まることができるようにする。
【００４５】
図１は、ウェハ１０１を処理するために使用される基板処理システム１００、例えばＰＥＣＶＤシステムなどを示す。基板処理システム１００は、下側チャンバ部分１０２ｂおよび上側チャンバ部分１０２ａを有するプラズマチャンバ１０２を含む。中心支柱は、ペデスタル１４０を支持するように構成され、ペデスタル１４０は、一実施形態では、通電された電極である。ペデスタル１４０は、マッチネットワーク１０６を介して無線周波（ＲＦ）電源１０４に電気的に結合される。ＲＦ電源１０４は、制御モジュール１１０、例えば制御装置などによって制御される。制御装置の例としては、プロセッサおよびメモリデバイスを挙げられる。プロセッサは、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、またはマイクロプロセッサなどである。メモリデバイスの例としては、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、記憶ディスクの冗長アレイ、ハードディスク、フラッシュメモリなどを挙げられる。制御モジュール１１０は、プロセス入力および制御機能１０８を実行することによって基板処理システム１００を操作する。プロセス入力および制御機能１０８は、ウェハ１０１の上に被膜を堆積または形成するために、電力レベル、タイミングパラメータ、プロセスガス、ウェハ１０１の機械的な運動などのプロセスレシピを含む。
【００４６】
また、中心支柱は、リフトピン１２０を含むものとして図示されており、リフトピン１２０は、リフトピン制御機能１２２によって制御される。リフトピン１２０は、エンドエフェクタがウェハ１０１を取り上げられるようにウェハ１０１をペデスタル１４０から持ち上げるため、およびエンドエンドエフェクタによって配置された後にウェハ１０１を下降させるために使用される。基板処理システム１００は、ガス供給マニホルド１１２をさらに含み、ガス供給マニホルド１１２は、ガス１１４、例えば施設からのガス化学物質供給などを処理するために接続される。実施される処理に応じて、制御モジュール１１０は、ガス供給マニホルド１１２を通したプロセスガス１１４の送給を制御する。次いで、選択されたガスは、シャワーヘッド１５０内に流され、そのウェハ１０１に面するシャワーヘッド１５０の面とペデスタル１４０との間に画定される空間体積（例えばギャップなど）内で分配される。
【００４７】
さらに、ガスは予め混合されていても予め混合されていなくてもよい。プロセスの堆積およびプラズマ処理段階中に適正なガスが送給されることを保証するために、適切な弁機構および質量流量制御メカニズムが採用されてもよい。プロセスガスは、プラズマチャンバ１０２から出口を通って出る。真空ポンプ（例えば、１または２段階の機械的なドライポンプおよび／またはターボ分子ポンプ）が、プロセスガスを引き出し、絞り弁または振子弁など閉ループ制御式の流量制限デバイスによってリアクタ内で適切に低い圧力を保つ。
【００４８】
キャリアリング２００も図示されており、キャリアリング２００は、ペデスタル１４０の外側領域を取り囲む。キャリアリング２００は、キャリアリング支持領域の上に位置し、このキャリアリング支持領域は、ペデスタル１４０の中央でのウェハ支持領域から下がった段差である。キャリアリングは、そのディスク構造の外縁側部、例えば外側半径と、そのディスク構造のウェハ側縁部、例えば内側半径とを含み、このウェハ側縁部は、ウェハ１０１が位置する場所に最も近い。キャリアリングのウェハ側縁部は、キャリアリング２００がスパイダフォーク１８０によって上昇されるときにウェハ１０１を上昇させる複数のコンタクト支持構造を含む。したがって、キャリアリング２００は、ウェハ１０１と共に上昇され、例えばマルチステーションシステムでは別のステーションに回転させることができる。
【００４９】
一実施形態では、シャワーヘッド１５０内部の上側電極は、ＲＦ電力がＲＦ電源１０４からペデスタル１４０内部の下側電極に供給されるときに接地される。
【００５０】
一実施形態では、ペデスタル１４０がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に電気的に結合される代わりに、シャワーヘッド１５０内部の電極が、ＲＦ電源１０４から電力を受け取るためにマッチネットワークを介してＲＦ電源１０４に結合され、ペデスタル１４０内部の下側電極は接地される。
【００５１】
いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１０４は、異なる周波数を有するＲＦ信号を発生する複数のＲＦ発生器、例えば周波数ＲＦ１を有するＲＦ信号を発生するためのＲＦ発生器と周波数ＲＦ２を有するＲＦ信号を発生するためのＲＦ発生器とを含む。
【００５２】
図２は、マルチステーション処理ツールの上面図を示し、ここでは４つの処理ステーションが提供されている。この上面図は、下側チャンバ部分１０２ｂのものであり（例えば、図示のために上側チャンバ部分１０２ａは省かれている）、ここで、４つのステーションがスパイダフォーク２２６によってアクセスされる。一実施形態では、１つのステーションを別のステーションから絶縁するための絶縁壁または他のメカニズムが存在しない。各スパイダフォークは、第１および第２のアームを含み、各アームが、ペデスタル１４０の各側の一部の周りに位置決めされる。この図では、スパイダフォーク２２６は破線で描かれており、スパイダフォーク２２６がキャリアリング２００の下にあることを示す。係合および回転メカニズム２２０を使用するスパイダフォーク２２６は、各ステーションからキャリアリング２００を（すなわちキャリアリング２００の下面から）同時に持ち上げて上昇させ、次いで２つ以上のステーションの間で回転し、その後、キャリアリング２００を次の位置に下降させる（ここでキャリアリングの少なくとも１つがウェハ１０１を支持する）ように構成され、それにより、それぞれのウェハ１０１に対してさらなるプラズマ処理（ｐｌａｓｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、処理（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）、および／または被膜堆積を行うことができる。
【００５３】
図３は、投入ロードロック３０２および排出ロードロック３０４を有するマルチステーション処理ツール３００の一実施形態の概略図を示す。ロボット３０６は、大気圧で、ポッド３０８を通して装填されたカセットから、大気ポート３１０を通して投入ロードロック３０２内に基板（例えばウェハ１０１など）を移動させるように構成される。投入ロードロック３０２は真空源（図示せず）に結合され、それにより、大気ポート３１０が閉じられるとき、投入ロードロック３０２が減圧されてよい。投入ロードロック３０２は、下側チャンバ部分１０２ｂとインターフェースされたチャンバ輸送ポート３１６も含む。したがって、チャンバ輸送３１６が開いているとき、別のロボット（図示せず）が、処理のために、投入ロードロック３０２から第１のプロセスステーションのペデスタル１４０に基板を移動させてよい。
【００５４】
図示される下側チャンバ部分１０２ｂは、図３に示される実施形態で１〜４の番号を付された４つのプロセスステーションを有する。いくつかの実施形態では、下側チャンバ部分１０２ｂは、低圧環境を維持し、それにより、基板は、真空破壊および／または空気への露出を受けることなくキャリアリング２００を使用してプロセスステーション間で移送されてよい。図３に示される各プロセスステーションは、プロセスステーション基板ホルダと、プロセスガス送給ライン入口とを含む。
【００５５】
図３は、下側チャンバ部分１０２ｂ内部で基板を移送するためのスパイダフォーク２２６も示す。以下により詳細に述べるように、スパイダフォーク２２６は回転し、１つのステーションから別のステーションへのウェハ１０１の移送を可能にする。この移送は、スパイダフォーク２２６がキャリアリング２００を外側下面から上昇させることができるようにすることによって行われ、これは、ウェハ１０１を上昇させ、ウェハ１０１とキャリアリング２００を一緒に次のステーションに回転させる。１つの構成では、スパイダフォーク２２６は、処理中の高レベルの熱に耐えられるようにセラミック材料から形成される。
【００５６】
図４は、混合されたＲＦ信号からＡＣまたはＤＣ信号を絶縁するための絶縁システム４０２の使用を示すための、処理システム４００の一実施形態の図である。処理システム４００は、プラズマシステム４０４と、プラズマシステム４０４と同様の追加のプラズマシステムとを含む。プラズマシステム４０４は、ＲＦ電源１０４と、マッチネットワーク１０６と、図４に「分配器および結合器」と表された電力分配器および結合器とをさらに含む。
【００５７】
ＲＦ電源１０４は、１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）ＲＦ発生器と、４００キロヘルツ（ｋＨｚ）ＲＦ発生器とを含む。マッチネットワーク１０６は、高無線周波インピーダンスマッチング回路と、低無線周波インピーダンスマッチング回路とを含む。プラズマシステム４０４は、電圧または電流センサ（Ｖ／Ｉセンサ）と、温度制御装置（ＴＣ）と、下側チャンバ部分１０２ｂと、絶縁システム４０２と、複数の高周波（ＨＦ）および低周波（ＬＦ）フィルタ４１０、４１２、および４１４と、加熱器用のＡＣ電源と、モータ用のＡＣ電源とを含む。各フィルタ４１０、４１２、および４１４は、２０１５年１０月１５日出願の、「Ｍｕｔｕａｌｌｙ  Ｉｎｄｕｃｔｅｄ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」という名称の米国特許出願第１４／８８４，４０１号にさらに述べられており、その特許出願の全体を参照により本明細書に援用する。図４で、加熱器用のＡＣ電源は、「加熱器電源」と表され、温度制御装置は、「ＴＣ」と表され、モータ用のＡＣ電源は、「モータ制御」と表されている。
【００５８】
ペデスタル１４０は、加熱器要素４１６ａ（例えば抵抗器やプレートなど）を含み、加熱器要素４１６ａを使用して、ペデスタル１４０を加熱して、シャワーヘッド１５０とペデスタル１４０との間のギャップ内に生成されたプラズマの温度を制御（例えば増加や減少など）する。熱電対４１８ａは、加熱器要素４１６ａの近位にある。例えば、熱電対４１８ａは、加熱器要素４１６ａの温度を検知するために、加熱器要素４１６から所定の距離内に配置される。別の例として、熱電対４１８ａは、加熱器要素４１６ａの温度を検知するために、加熱器要素４１６ａと接触して配置される。
【００５９】
絶縁システム４０２はスリップリングを含み、スリップリングは、一端で絶縁システム４０２の上部プレート（例えばプリント回路基板または上部インターフェースなど）に接続され、他端で絶縁システム４０２の底部プレート（例えばプリント回路基板または底部インターフェースなど）に接続される。上部プレートと底部プレートの両方について以下にさらに述べる。スリップリングの底部部分は固定され、スリップリングの上部部分は回転可能である。上部部分は、スリップリングの底部部分に比べて、ペデスタル１４０のより近くに位置される。いくつかの実施形態では、液体金属、例えば水銀などが、スリップリングの上部および底部部分のコンタクトに結合される。スリップリングの底部部分と上部部分の間での液体金属の使用は、底部部分と上部部分との電気的接続を提供する。液体金属が使用されるとき、本明細書では、スリップリングを湿式スリップリングと呼ぶ。様々な実施形態において、スリップリングは、液体金属コンタクトではなく摺動ブラシコンタクトを含む。絶縁システムの上部および底部プレートはそれぞれ、そこにコンデンサが取り付けられている。
【００６０】
モータ用のＡＣ電源は、ＡＣ信号をフィルタ４１０を介してモータに供給する。モータの固定子がＡＣ信号を提供されるとき、モータの回転子が回転して、ペデスタル１４０を回転させる。モータは、１つまたは複数の接続メカニズム、例えばギア、ロッド、シャフト、リンク、ベロー、磁性流体ブロックなど、を介してペデスタル１４０に接続される。ペデスタル１４０の回転は、ウェハ１０１の処理（例えばウェハ１０１上への材料の堆積やウェハ１０１の洗浄など）中にペデスタル１４０の上に配置されたウェハ１０１を回転させる。
【００６１】
ＲＦ電源１０４の各ＲＦ発生器は、対応するＲＦケーブルを介して、マッチネットワーク１０６の対応するマッチ回路にＲＦ信号を供給する。マッチネットワーク１０６の高無線周波マッチ回路は、１３．５６ＭＨｚ  ＲＦ発生器からＲＦ信号を受信して、高周波ＲＦ信号を発生し、マッチネットワーク１０６の低無線周波マッチ回路は、４００ｋＨｚ  ＲＦ発生器からＲＦ信号を受信して、低周波ＲＦ信号を発生する。電力分配器および結合器は、高無線周波マッチ回路および低周波マッチ回路から高周波および低周波ＲＦ信号を受信して、ＲＦ信号を合成して、修正ＲＦ信号をさらに発生する。高無線周波マッチ回路および低周波マッチ回路は、ＲＦ電源１０４からＲＦ信号を受信し、マッチネットワーク１０６に接続された負荷のインピーダンスをマッチネットワーク１０６に接続された電源のインピーダンスとマッチさせて、ＲＦ電源１０４から受信されたＲＦ信号からマッチネットワーク１０６によって修正ＲＦ信号を発生する。例えば、マッチネットワーク１０６は、下側チャンバ部分１０２ｂと絶縁システム４０２との合成インピーダンスを、ＲＦ電源１０４のインピーダンスとマッチさせる。修正ＲＦ信号は、電力分配器および結合器によって、プラズマシステム４０４および追加のプラズマシステムの間で分配される。
【００６２】
修正ＲＦ信号の一部が絶縁システム４０２に供給される。さらに、絶縁システム４０２は、加熱器用のＡＣ電源からフィルタ４１２を介してＡＣ信号を受信する。加熱器用のＡＣ電源は、ＡＣ電力を加熱器要素４１６ａに提供するためのＡＣ信号を発生する。絶縁システム４０２は、フィルタ４１２を介して受信されるＡＣ信号のＡＣ電力を遮断して、ＡＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に提供される可能性を低減し、ＡＣ電力がペデスタル１４０の下側電極に提供される可能性を低減する。さらに、絶縁システム４０２は、フィルタ４１２を介して受信されたＡＣ信号を修正ＲＦ信号の一部と合成して、合成信号を発生する。絶縁システム４１２は、合成信号からのＡＣ電力を遮断して、ＲＦ信号を発生し、このＲＦ信号は、ウェハ１０１の処理のためにペデスタル１４０の下側電極に供給される。
【００６３】
さらに、絶縁システム４１２は、合成信号の一部を加熱器要素４１６ａに提供して、加熱器要素４１６ａの温度を制御する。合成信号のその部分は、加熱器要素４１６ａを通過して、帰還信号を発生する。帰還信号は、ＡＣ電力およびＲＦ電力を有する。帰還信号は、加熱器要素４１６ａから絶縁システム４０２に提供される。帰還信号は、修正ＲＦ信号の一部と合成されて、供給信号を発生する。絶縁システム４０２は、供給信号からのＡＣ電力を遮断して、ＡＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に悪影響を及ぼす可能性を低減し、ＡＣ電力がペデスタル１４０の下側電極に影響を及ぼす可能性を低減する。絶縁システム４１２は、供給信号からのＡＣ電力を遮断してＲＦ信号を発生し、このＲＦ信号は、ウェハ１０１の処理のためにペデスタル１４０の下側電極に供給される。供給信号からのＲＦ電力は、このＲＦ電力が加熱器用のＡＣ電源の損壊をもたらさないようにフィルタ４１２によってフィルタされる。
【００６４】
熱電対４１８ａは、加熱器要素４１８ａの温度を検知して、検知温度信号、例えばＤＣ信号などを発生する。検知温度信号のうちの第１の信号が、熱電対４１８ａの第１のワイヤから絶縁システム４０２に提供される。第１の検知温度信号は、マッチネットワーク１０６から絶縁システム４０２によって受信された修正ＲＦ信号の一部と合成されて、合成信号を発生する。合成信号からのＤＣ電力は、絶縁システム４０２によって遮断されて、マッチネットワーク１０４を介するＲＦ電源１０４に対するＤＣ電力による悪影響の可能性を低減し、ペデスタル１４０の下側電極に対するＤＣ電力による悪影響の可能性を低減する。絶縁システム４１２は、合成信号からのＤＣ電力を遮断してＲＦ信号を提供し、このＲＦ信号は、ウェハ１０１の処理のためにペデスタル１４０の下側電極に供給される。さらに、合成信号の一部からのＲＦ電力は、熱電対４１８ａの第１のワイヤおよび熱電対４１８ａの熱電対接合部を介して、熱電対４１８ａの第２のワイヤに渡る。ＲＦ電力は、熱電対接合部で、検知温度信号のうちの第２の信号と合成されて、出力信号を発生する。出力信号は、熱電対４１８ａの第２のワイヤを介して絶縁システム４０２に提供される。絶縁システム４０２は、出力信号を、マッチネットワーク１０６から受信された修正信号の一部と合成して、合算の信号を発生する。絶縁システム４０２は、合算の信号からのＤＣ電力を遮断して、マッチネットワーク１０４を介するＲＦ電源１０４に対するＤＣ電力の悪影響の可能性を低減し、ペデスタル１４０の下側電極に対するＤＣ電力による悪影響の可能性を低減する。絶縁システム４１２は、合算の信号からのＤＣ電力を遮断してＲＦ信号を提供し、このＲＦ信号は、ウェハ１０１の処理のためにペデスタル１４０の下側電極に供給される。合算の信号からのＲＦ電力は、このＲＦ電力が温度制御装置に悪影響を及ぼさないようにフィルタ４１４によってフィルタされる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、システム４００は、任意の数のプラズマシステムを含む。例えば、システム４００は、プラズマシステム４０４を含み、また２つの追加のプラズマシステムを含む。
【００６６】
様々な実施形態において、１３．５６ＭＨｚ  ＲＦ発生器ではなく、別の動作周波数を有するＲＦ発生器が使用される。例えば、１３．５６ＭＨｚ  ＲＦ発生器ではなく、任意の他のＭＨｚ  ＲＦ発生器が使用される。同様に、いくつかの実施形態では、４００ｋＨｚ  ＲＦ発生器ではなく、別の動作周波数を有するＲＦ発生器が使用される。例えば、４００ｋＨｚ  ＲＦ発生器ではなく、任意の他のｋＨｚ  ＲＦ発生器またはＭＨｚ  ＲＦ発生器が使用される。
【００６７】
いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１０４は、低無線周波ＲＦ発生器と、高無線周波ＲＦ発生器とを含む。高ＲＦ発生器の動作周波数が、低ＲＦ発生器の動作周波数よりも大きい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１０４は、任意の数のＲＦ発生器を含む。例えば、ＲＦ電源１０４が、ｋＨｚ  ＲＦ発生器と、ＭＨｚ  ＲＦ発生器と、追加のＭＨｚ  ＲＦ発生器とを含む。この例では、マッチネットワーク１０６は、追加の高周波インピーダンスマッチング回路を含み、この高周波インピーダンスマッチング回路は、一端でＲＦケーブルを介して追加のＭＨｚ  ＲＦ発生器に接続され、他端で電力分配器および結合器に接続される。電力分配器および結合器は、３つのＲＦ発生器すべてから受信されたＲＦ信号を合成する。
【００６９】
様々な実施形態において、プラズマシステム４０４は、電圧または電流センサを含まない。例えば、電力分配器および結合器は、電圧または電流センサに結合されずに絶縁システム４０２に接続される。
【００７０】
いくつかの実施形態では、電圧または電流センサではなく、電流および電圧センサが使用されて、電力分配器および結合器から絶縁システム４０２に提供される修正ＲＦ信号の複素電圧および電流を検知する。
【００７１】
様々な実施形態において、ＡＣ信号がＡＣ電源から加熱器要素に供給される代わりに、ＤＣ信号がＤＣ電源から加熱器要素に供給され、上述の方法は、方法がＡＣ信号に適用されるのと同じ様式でＤＣ信号に適用される。例えば、ＤＣ信号は、絶縁システム４０２において修正ＲＦ信号の一部と合成され、ＤＣ信号からのＲＦ電力は、絶縁システム４０２によってフィルタされる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、ＡＣ電源は、１０ヘルツ（Ｈｚ）〜２４０Ｈｚの間の範囲を取る周波数で動作する。いくつかの実施形態では、ＡＣ電源は、２０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの間の範囲を取る周波数で動作する。様々な実施形態において、ＡＣ電源は、６０Ｈｚの周波数で動作する。いくつかの実施形態では、ＡＣ電源は、５０Ｈｚの周波数で動作する。ＡＣ電源の動作周波数は、ＡＣ電源が実現される各国（例えばヨーロッパや米国など）の電力の周波数仕様に基づいて変化する。周波数仕様は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）によって公開されている。
【００７３】
図５Ａは、回路５００ａによるＡＣ電力の遮断を示すための回路５００ａの一実施形態の図であり、回路５００ａは、フィルタ４１２を介して加熱器用のＡＣ電源に接続された絶縁システム４０２（図４）の一部である。マッチネットワーク１０６（図４）から受信された修正ＲＦ信号である信号Ｓ１は、絶縁システム４０２のＲＦ入力端、例えばワイヤなどで受信される。信号Ｓ１は、チャネルＣＨ１およびチャネルＣＨ２の接合部Ｊ１で、ＲＦ信号Ｓ２とＳ３に分割される。いくつかの実施形態では、用語「チャネル」と「チャネル経路」とが、本明細書において交換可能に使用される。フィルタ４１２から出力されるＡＣ信号Ｓ４は、チャネルＣＨ１の接合部Ｊ２で２つのＡＣ信号Ｓ５とＳ６に分割される。信号Ｓ６は、チャネルＣＨ１の底部コンデンサＣ１を通り、底部コンデンサＣ１によって遮断されて、信号Ｓ６のＡＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に達してＲＦ電源１０４の構成要素を損壊する可能性を低減する。ＲＦ信号Ｓ２は、チャネルＣＨ１の底部コンデンサＣ１を通過し、信号Ｓ５と合成されて信号Ｓ７を提供し、信号Ｓ７は、ＡＣ電力とＲＦ電力との両方を含む。
【００７４】
合成信号Ｓ７は、チャネルＣＨ１の接合部Ｊ３で信号Ｓ８とＳ９に分割される。各信号Ｓ８およびＳ９が、ＡＣ電力とＲＦ電力とを有する。チャネルＣＨ１の上部コンデンサＣ１は、信号Ｓ９からのＡＣ電力を遮断してＲＦ信号Ｓ１０を提供し、ＲＦ信号Ｓ１０は、最小量のＡＣ電力、例えばゼロＡＣ電力または無視できるＡＣ電力などを有する。チャネルＣＨ１の上部コンデンサＣ１による遮断は、信号Ｓ９のＡＣ電力がペデスタル１４０の下側電極を損壊する可能性を低減する。ＲＦ信号Ｓ１０は、チャネルＣＨ１の接合部Ｊ４に伝送される。接合部Ｊ４は、絶縁システム４０２のＲＦ出力端に接続される。
【００７５】
信号Ｓ８は、加熱器要素４１６ａを通過して、シャワーヘッド１５０とペデスタル１４０との間のギャップの温度を変える。加熱器要素４１６ａを通る信号Ｓ８の通過により、信号Ｓ１１が加熱器要素４１６ａから出力される。信号Ｓ１１は、ＡＣ電力とＲＦ電力との両方を含む。信号Ｓ１１は、回路５００ａのチャネルＣＨ２の接合部Ｊ５で２つの信号Ｓ１２とＳ１３に分割される。各信号Ｓ１２およびＳ１３は、ＡＣ電力とＲＦ電力との両方を含む。チャネルＣＨ２の上部コンデンサＣ１は、信号Ｓ１２からのＡＣ電力を遮断してＲＦ信号Ｓ１４を提供し、このＲＦ信号Ｓ１４は、最小量のＡＣ電力を有する。ＲＦ信号Ｓ１４は、接合部Ｊ４で、チャネルＣＨ１から受信される信号Ｓ１０、およびチャネルＣＨ２を介して受信される信号Ｓ３の一部と合成されて、ＲＦ信号Ｓ１５を発生し、このＲＦ信号Ｓ１５は、ＲＦ出力端（例えばＲＦケーブル）などを介してペデスタル１４０の下側電極に提供される。信号Ｓ１２からのＡＣ電力の遮断は、下側電極がＡＣ電力によって損壊されるのを保護する。
【００７６】
信号Ｓ１３は、チャネルＣＨ２の接合部Ｊ６で信号Ｓ１６とＳ１７に分かれる。各信号Ｓ１６およびＳ１７は、ＲＦ電力とＡＣ電力との両方を含む。チャネルＣＨ２の底部コンデンサＣ１は、信号Ｓ１６からのＡＣ電力を遮断して、ＡＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に達してＲＦ電源１０４の構成要素を損壊する可能性を低減する。フィルタ４１２は、信号Ｓ１７からのＲＦ電力をフィルタして、加熱器用のＡＣ電源の構成要素の損壊を防止する。
【００７７】
加熱器用のＡＣ電源ではなく加熱器用のＤＣ電源が使用されるいくつかの実施形態では、上記の回路５００ａが加熱器用のＤＣ電源に同様に適用され、ＡＣ電力ではなくＤＣ電力が回路５００ａによって遮断される。さらに、ＡＣ電力をＲＦ電力と合成する代わりに、回路５００ａによってＤＣ電力がＲＦ電力と合成される。
【００７８】
図５Ｂは、回路５００ｃによるＤＣ電力の遮断を示すための回路５００ｃの一実施形態の図であり、回路５００ｃは、フィルタ４１４を介して温度制御装置に接続された絶縁システム４０２（図４）の一部である。マッチネットワーク１０６（図４）から受信された修正ＲＦ信号である信号Ｓ１は、絶縁システム４０２のＲＦ入力端で受信される。信号Ｓ５１は、チャネルＣＨ５とチャネルＣＨ６との接合部Ｊ１でＲＦ信号Ｓ５２とＳ５３に分割される。信号Ｓ５２は、チャネルＣＨ５の接合部Ｊ５１でＲＦ信号Ｓ５４とＳ５５にさらに分割される。電圧信号であるＤＣ信号Ｓ５６が、熱電対４１８ａによって発生され、チャネルＣ５の接合部Ｊ５２で２つのＤＣ信号Ｓ５７とＳ５８に分割される。信号Ｓ５７は、チャネルＣＨ５の上部コンデンサＣ１を通過し、上部コンデンサＣ１によって遮断されて、信号Ｓ５７のＤＣ電力がＲＦ出力端を介してペデスタル１４０の下側電極に達して下側電極を損壊する可能性を低減する。信号Ｓ５８は、チャネルＣＨ５を通過し、信号Ｓ５４と合わさって合成信号Ｓ５９を提供し、この合成信号Ｓ５９は、ＤＣ電力とＲＦ電力との両方を含む。
【００７９】
合成信号Ｓ５９は、チャネルＣＨ５の接合部Ｊ５１で信号Ｓ６０とＳ６１に分割される。各信号Ｓ６０およびＳ６１は、ＤＣ電力とＲＦ電力とを有する。チャネルＣＨ５の底部コンデンサＣ１は、信号Ｓ６０からのＤＣ電力を遮断する。チャネルＣＨ５の底部コンデンサＣ１による遮断は、信号Ｓ６０のＤＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に達してＲＦ電源１０４を損壊する可能性を低減する。信号Ｓ６１は、信号Ｓ５５と合成されて合成信号Ｓ６２を発生し、この合成信号６２が、回路５００ｃからフィルタ４１４に送信される。合成信号Ｓ６２は、ＤＣ電力とＲＦ電力との両方を含む。フィルタ４１４は、合成信号Ｓ６２からのＲＦ電力をフィルタし、信号Ｓ６２のＤＣ電力を温度制御装置に提供する。
【００８０】
信号Ｓ５９は、接合部Ｊ５２で信号Ｓ６３とＳ６４に分割される。各信号Ｓ６３およびＳ６４は、ＲＦ電力を有する。信号Ｓ６３は、コンデンサＣ１を介してＲＦ出力端に渡る。信号Ｓ５３の一部は、チャネルＣＨ５とＣＨ６の接合部Ｊ４で信号Ｓ６３と合わさって信号Ｓ６５を発生し、この信号Ｓ６５は、ウェハ１０１を処理するためにペデスタル１４０の下側電極に送信される。さらに、信号Ｓ６４の一部が、熱電対４１８ａの熱電対接合部、回路５００ｃのチャネルＣ６の接合部Ｊ５３、およびチャネルＣＨ６の接合部Ｊ５４を通って渡り、フィルタ４１４によってフィルタされ、それにより、その部分は、温度制御装置の損壊をもたらさない。ＤＣ信号Ｓ６６は、熱電対４１８ａが加熱器要素４１６ａ（図５Ａ）の温度を測定するときに発生される電圧信号である。例えば、ＤＣ信号Ｓ６６は、ＤＣ信号Ｓ５６の極性と逆の極性を有する。熱電対４１８ａからのＤＣ信号Ｓ６６は、接合部Ｊ５３でＤＣ信号Ｓ６７とＳ６８に分割される。信号Ｓ６７からのＤＣ電力は、チャネルＣＨ６の上部コンデンサＣ１によって遮断されて、ＤＣ電力がＲＦ出力端を介して下側電極に達して下側電極の損壊をもたらす可能性を低減する。
【００８１】
ＤＣ信号Ｓ６８は、チャネルＣＨ６の接合部Ｊ５４で２つのＤＣ信号Ｓ６９とＳ７０にさらに分割される。信号Ｓ６９からのＤＣ電力は、チャネルＣＨ６の底部コンデンサＣ１によって遮断されて、信号Ｓ６９のＤＣ電力がマッチネットワーク１０６を介してＲＦ電源１０４に達してＲＦ電源１０４の構成要素を損壊する可能性を低減する。信号Ｓ７０からのＤＣ電力は、フィルタ４１４を介して温度制御装置に渡る。温度制御装置は、信号Ｓ６１およびＳ７０からＤＣ電力を受信して、熱電対４１８ａによって測定される温度を決定する。温度制御装置は、加熱器用のＡＣ電源を制御するために加熱器用のＡＣ電源に接続される。例えば、温度制御装置は、熱電対４１８ａによって測定された温度が所定の閾値よりも高いかどうか判断する。熱電対４１８ａによって測定された温度が所定の閾値よりも高いとき、温度制御装置は、加熱器要素４１６ａに提供される電力の量を低減させるために加熱器用のＡＣ電源にコマンドを送信して、シャワーヘッド１５０とペデスタル１４０との間のギャップ内の温度をさらに低下させる。他方、熱電対４１８ａによって測定された温度が所定の閾値未満であると判断したとき、温度制御装置は、加熱器要素４１６ａに提供される電力の量を増加するために加熱器用のＡＣ電源にコマンドを送信して、ギャップ内の温度をさらに高める。フィルタ４１４は、信号Ｓ６１およびＳ７０からのＲＦ電力をフィルタして、ＲＦ電力が温度制御装置に達するのを防止して、温度制御装置の構成要素の損壊をさらに防止する。
【００８２】
回路５００ｃの上述した実施形態はＤＣ信号を参照して述べたが、この実施形態はＡＣ信号にも同様に当てはまることに留意されたい。例えば、ＤＣ電力とＲＦ電力との両方を含む信号からＤＣ電力を遮断する代わりに、回路５００ｃは、ＡＣ電力とＲＦ電力との両方を含む信号からＡＣ信号を遮断するために使用される。さらに、回路５００ｃは、ＤＣ電力をＲＦ電力と合成する代わりに、ＲＦ電力をＡＣ電力と合成する。
【００８３】
いくつかの実施形態では、回路５００ａ（図５Ａ）および／または回路５００ｃのコンデンサＣ１は、低周波数（例えば６０ヘルツなど）で高いインピーダンスを有し、高周波数（例えば４００キロヘルツや１３．５６メガヘルツなど）で低いインピーダンスを有する。例えば、コンデンサＣ１は、低周波数を有するＡＣまたはＤＣ信号の通過を許さず、高周波数を有するＲＦ信号の通過を許す。
【００８４】
様々な実施形態において、回路５００ａおよび／または回路５００ｃの底部および上部コンデンサＣ１それぞれのキャパシタンスの値は同じである。例えば、コンデンサＣ１のキャパシタンスの値は、ナノファラドのオーダーまたはマイクロファラドの範囲内であり、プラズマインピーダンスに基づく。さらに例示すると、コンデンサＣ１のキャパシタンスの値は、１０オームのプラズマインピーダンスに関して６０ナノファラドである。別の例示として、コンデンサＣ１のキャパシタンスの値は、１０ナノファラド〜１００マイクロファラドの間の範囲を取る。別の例示として、コンデンサＣ１のキャパシタンスの値は、３０ナノファラド〜１００ナノファラドの間の範囲を取る。
【００８５】
図５Ｃは、回路５００ａの様々な部分間の接続を示すための回路５００ａの一実施形態の図である。回路５００ａは、チャネルＣＨ１の第１のコンデンサＣ１とチャネルＣＨ２の第２のコンデンサＣ１とを有する底部インターフェース、例えば底部プレート９０２ｂなどを含む。第１のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ１および出力端Ｏｕｔ１を有する。さらに、第２のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ２および出力端Ｏｕｔ２を有する。加熱器用のＲＦ電源１０４は、マッチネットワーク１０６を介して第１のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ１に結合され、マッチネットワーク１０６および接合部Ｊ１を介して第２のコンデンサＣ２の入力端Ｉｎ２に結合される。ＲＦ電源１０４とマッチネットワーク１０６は、ＲＦ電源５７０としてまとめて表されている。さらに、非ＲＦ電源の一例である加熱器用のＡＣ電源は、フィルタ４１２および接合部Ｊ２を介して第１のコンデンサＣ１の出力端Ｏｕｔ１に結合され、フィルタ４１２および接合部Ｊ６を介して第２のコンデンサＣ２の出力端Ｏｕｔ２に結合される。加熱器用のＡＣ電源とフィルタ４１２は、非ＲＦ電源５７２としてまとめて表されている。回路５００ａは、入力端Ｉｎ３およびＩｎ４と、出力端Ｏｕｔ３およびＯｕｔ４とを有するスリップリングを含む。スリップリングの入力端Ｉｎ３は、第１のコンデンサＣ１の出力端Ｏｕｔ１に接続され、スリップリングの入力端Ｉｎ４は、第２のコンデンサＣ２の出力端Ｏｕｔ２に接続される。回路５００ａは、チャネルＣＨ１の第３のコンデンサＣ１およびチャネルＣＨ２の第４のコンデンサＣ１を有する上部インターフェース、例えば上部プレート９０２ａなどを有する。第３のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ５および出力端Ｏｕｔ５を有し、第４のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ６および出力端Ｏｕｔ６を有する。第３のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ５は、スリップリングの出力端Ｏｕｔ３に接続され、第４のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ６は、スリップリングの出力端Ｏｕｔ４に接続される。さらに、第３のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ５は、接合部Ｊ３を介して第１の加熱器接続線ＣＮ１に接続され、第４のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ６は、接合部Ｊ５を介して第２の加熱器接続線ＣＮ２に接続される。加熱器接続線ＣＮ１およびＣＮ２は、加熱器要素４１６ａに接続される。さらに、第３のコンデンサの出力端Ｏｕｔ５および第４のコンデンサの出力端Ｏｕｔ６は、接合部Ｊ４を介してペデスタル１４０の下側電極に接続される。ＲＦ電源１０４によって発生されるＲＦ電力は、第１および第２のコンデンサ、スリップリング、ならびに第３および第４のコンデンサを介して下側電極に伝送される。さらに、加熱器用のＡＣ電源によって発生される非ＲＦ電力、例えばＡＣ電力などは、上部インターフェースと底部インターフェースとの間に位置されたスリップリングを通して加熱器要素４１６ａに伝送される。
【００８６】
ＤＣ電力を加熱器要素４１６ａに供給するためにＤＣ電源が使用されるいくつかの実施形態では、ＤＣ電力は、上部インターフェースと底部インターフェースとの間に位置されたスリップリングを介して加熱器要素４１６ａに伝送される。ＤＣ電力は、非ＲＦ電力の一例である。
【００８７】
図５Ｄは、回路５００ｃの様々な部分の間の接続を示すための回路５００ｃの一実施形態の図である。回路５００ｃは、チャネルＣＨ５の第１のコンデンサＣ１とチャネルＣＨ６の第２のコンデンサＣ１とを有する底部インターフェースを含む。第１のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ２１および出力端Ｏｕｔ２１を有する。さらに、第２のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ２２および出力端Ｏｕｔ２２を有する。加熱器用のＲＦ電源１０４は、マッチネットワーク１０６および接合部Ｊ１を介して第１のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ２１に結合され、マッチネットワーク１０６および接合部Ｊ１を介して第２のコンデンサＣ２の入力端Ｉｎ２２にも結合される。さらに、温度制御装置は、フィルタ４１４および接合部Ｊ５１を介して第１のコンデンサＣ１の出力端Ｏｕｔ２１に結合され、フィルタ４１４および接合部Ｊ５４を介して第２のコンデンサＣ２の出力端Ｏｕｔ２２に結合される。回路５００ｂは、入力端Ｉｎ２３およびＩｎ２４と、出力端Ｏｕｔ２３およびＯｕｔ２４とを有するスリップリングを含む。スリップリングの入力端Ｉｎ２３は、第１のコンデンサＣ１の出力端Ｏｕｔ２１に接続され、スリップリングの入力端Ｉｎ２４は、第２のコンデンサＣ２の出力端Ｏｕｔ２２に接続される。回路５００ｃは、チャネルＣＨ５の第３のコンデンサＣ１およびチャネルＣＨ６の第４のコンデンサＣ１を有する上部インターフェースを有する。第３のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ２５および出力端Ｏｕｔ２５を有し、第４のコンデンサＣ１は、入力端Ｉｎ２６および出力端Ｏｕｔ２６を有する。第３のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ２５は、スリップリングの出力端Ｏｕｔ２３に接続され、第４のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ２６は、スリップリングの出力端Ｏｕｔ２４に接続される。さらに、第３のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ２５は、接合部Ｊ５２を介して第１の熱電対接続線ＣＮ２１、例えば第１の熱電対ワイヤなどに接続され、第４のコンデンサＣ１の入力端Ｉｎ２６は、接合部Ｊ５３を介して第２の熱電対接続線ＣＮ２２、例えば第２の熱電対ワイヤなどに接続される。熱電対接続線ＣＮ２１およびＣＮ２２は、熱電対４１８ａの熱電対接合部に接続される。さらに、第３のコンデンサの出力端Ｏｕｔ２５および第４のコンデンサの出力端Ｏｕｔ２６は、接合部Ｊ４を介してペデスタル１４０の下側電極に接続される。ＲＦ電源１０４によって発生されるＲＦ電力は、第１および第２のコンデンサ、スリップリング、ならびに第３および第４のコンデンサを介して下側電極に伝送される。さらに、加熱器４１６ａの温度を検知することによって熱電対４１８ａによって発生される信号が、上部インターフェースと底部インターフェースとの間に位置されたスリップリングを介してフィルタ４１４に通信される。
【００８８】
図６は、ペデスタル１４０の複数の加熱器要素（例えば加熱器要素４１６ａおよび加熱器要素４１６ｂなど）と、複数の熱電対（例えば熱電対４１６ａおよび熱電対４１６ｂなど）を有する絶縁システム４０２の使用を示すための、システム６００の一実施形態の図である。加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂは、シャワーヘッド１５０（図１）とペデスタル１４０（図１）との間のギャップ内の異なる区域での温度を制御する。加熱器要素４１６ｂは、加熱器要素４１６ａと同じである。例えば、加熱器要素４１６ｂは、ウェハ１０１（図１）を処理する温度を制御するために、ペデスタル１４０内部に位置された構成要素（例えば電極および下側電極など）の一部分を加熱するように動作され、加熱器要素４１６ａは、ペデスタル４０２内部に位置された構成要素の別の部分を加熱するように動作される。熱電対４１８ａが加熱器要素４１６ａの近位にあるのと同様に、熱電対４１８ｂは、加熱器要素４１６ｂの温度を検知するために加熱器要素４１６ｂの近位にある。
【００８９】
加熱器要素４１６ａが絶縁システム４０２の回路５００ａに接続されるのと同様に、加熱器要素４１６ｂは、絶縁システム４０２の回路５００ｂに接続される。回路５００ｂは、フィルタ４１２を介して加熱器用のＡＣ電源に接続される。回路５００ｂは、以下の図７Ａに示されるチャネルＣＨ３およびＣＨ４を含む。回路５００ｂのチャネルＣＨ３およびＣＨ４は、回路５００ａのチャネルＣＨ１およびＣＨ２と構造および機能が同様である。例えば、図５Ａに示される遮断は、回路５００ｂによって行われる。別の例示として、回路５００ａは、加熱器要素４１６ａではなく加熱器要素４１６ｂに回路５００ａが接続されたときの回路５００ｂの一例である。回路５００ａの各チャネルの上部コンデンサＣ１が下側電極を保護するのと同様に、回路５００ｂの各チャネルは、上部コンデンサＣ１を有してＡＣ電力を遮断して、ペデスタル１４０の下側電極を損壊から保護する。また、回路５００ｂの各チャネルは、底部コンデンサＣ１を有して、ＡＣ電力を遮断し、ＡＣ電力がマッチネットワーク１０６（図１）を介してＲＦ電源１０４（図１）に達する可能性を低減して、ＲＦ電源１０４が損壊されるのを保護する。各回路５００ａおよび５００ｂは、一端で接合部Ｊ１を介してＲＦ入力端に接続され、他端で接合部Ｊ４を介してＲＦ出力端に接続される。
【００９０】
さらに、熱電対４１８ａが絶縁システム４０２の回路５００ｃに接続されるのと同様に、熱電対４１８ｂは、絶縁システム４０２の回路５００ｄに接続される。回路５００ｄは、フィルタ４１４を介して温度制御装置に接続される。回路５００ｄは、以下の図７Ａに示されるチャネルＣＨ７およびＣＨ８を含む。回路５００ｄのチャネルＣＨ７およびＣＨ８は、回路５００ｃのチャネルＣＨ５およびＣＨ６と構造および機能が同様である。例えば、図５Ｂに示される遮断は、回路５００ｄによって行われる。別の例として、回路５００ｃは、熱電対４１８ａではなく熱電対４１８ｂに回路５００ｃが接続されたときの回路５００ｄの一例である。回路５００ｃの各チャネルの上部コンデンサＣ１が下側電極を保護するのと同様に、回路５００ｃの各チャネルは、上部コンデンサＣ１を有してＤＣ電力を遮断して、ペデスタル１４０の下側電極が損壊されるのを保護する。また、回路５００ｄの各チャネルは、底部コンデンサＣ１を有してＤＣ電力を遮断し、ＤＣ電力がマッチネットワーク１０６（図１）を介してＲＦ電源１０４（図１）に達する可能性を低減して、ＲＦ電源１０４が損壊されるのを保護する。各回路５００ｃおよび５００ｄは、一端で接合部Ｊ１を介してＲＦ入力端に接続され、他端で接合部Ｊ４を介してＲＦ出力端に接続される。
【００９１】
いくつかの実施形態では、システム６００が任意の数の加熱器要素および任意の数の熱電対を含むことに留意されたい。絶縁システム４０２の回路（例えば回路５００ａおよび５００ｂなど）の数は、加熱器要素の数に伴って増加する。例えば、システム６００において３つの加熱器要素が使用されるとき、回路５００ａと同様の３つの回路が使用される。同様に、絶縁システム４０２の回路（例えば回路５００ｃおよび５００ｄなど）の数が、熱電対の数に伴って増加する。例えば、システム６００において３つの熱電対が使用されるとき、それぞれ回路５００ｃと同様の３つの回路が使用される。
【００９２】
様々な実施形態において、熱電対４１８ｂは、温度過上昇の検出のために使用される。例えば、熱電対４１８ａが故障したとき（例えば不具合を生じたときや機能しなくなったときなど）、熱電対４１８ｂが加熱器要素４１６ｂの温度を測定し、その温度が所定の温度を超えているかどうか温度制御装置が判断する。その温度が所定の温度を超えている場合、温度制御装置は、加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂに電力を提供するＡＣ電源を制御して、１つまたは複数の加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂの温度を低下させる。
【００９３】
図７Ａは、絶縁システム４０２の一実施形態の図である。図示されるように、絶縁システム４０２は、上部コンデンサのグループ７０２ａと底部コンデンサのグループ７０２ｂとの間にスリップリングを含み、各コンデンサがＣ１である。スリップリングは、上部コンデンサのグループ７０２ａを底部コンデンサのグループ７０２ｂと接続する。絶縁システム４０２は、回路５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、および５００ｄを含む。回路５００ａは加熱器要素４１６ａに接続され、回路５００ｂは加熱器要素４１６ｂに接続される。同様に、回路５００ｃは熱電対４１８ａに接続され、回路５００ｄは熱電対４１８ｂに接続される。さらに、各回路５００ａおよび５００ｂは、フィルタ４１２を介して加熱器用のＡＣ電源に接続され、各回路５００ｃおよび５００ｄは、フィルタ４１４を介して温度制御装置に接続される。
【００９４】
絶縁システム４０２の底部コンデンサは、ＤＣまたはＡＣ信号を遮断して、ＤＣまたはＡＣ信号がマッチネットワーク１０６（図１）を介してＲＦ電源１０４（図１）に達する可能性を低減する。さらに、絶縁システム４０２の上部コンデンサは、ＤＣまたはＡＣ信号を遮断して、ＤＣまたはＡＣ信号がペデスタル１４０（図１）の下側電極に達する可能性を低減する。
【００９５】
いくつかの実施形態では、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のうちの２つの隣接するチャネル間のギャップは、ミリメートルのオーダーであり、例えば５〜１０ミリメートルの間、４〜８ミリメートルの間、５〜２０ミリメートルの間などである。
【００９６】
ＲＦ信号のみをペデスタル１４０に伝送するために専用のＲＦチャネルが割り当てられるとき、プロセス条件によってはペデスタル１４０での電圧電位が高いことに留意されたい。したがって、専用のチャネル間の電圧破壊の危険がある。専用チャネルが使用される（例えば、１つの専用チャネルがＲＦ信号のみをペデスタル１４０に伝送するために使用され、別のチャネルがＡＣ信号のみを伝送するために使用され、さらに別の専用チャネルがＤＣ信号のみを伝送するために使用される）いくつかの実施形態では、隣接する専用チャネル間の電位差は大きい。例えば、専用ＲＦチャネルと専用ＡＣまたはＤＣチャネルとの間に大きな電位差がある。これは、２つの隣接する専用チャネル間の電圧破壊の危険を高める。
【００９７】
様々な実施形態において、各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８への割当てが考察事項である。チャネルＣＨ１〜ＣＨ８間にはＲＦ電位差が全くまたは最小限しか存在しないが、いくつかの用途では、ＡＣまたはＤＣ信号からの電圧降下がある。したがって、各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８は、各信号（例えばＲＦ信号、ＡＣ信号、ＤＣ信号など）を伝送するために割り当てられる。チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の割当ては、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のうちの隣接するチャネル間の小さなＤＣまたはＡＣ電圧降下の可能性を低減する。例えば、最高電圧を有する信号をチャネルＣＨ１に割り当て、最低電圧を有する信号をチャネルＣＨ８に割り当てることによって、絶縁システム４０２は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の間で均等に分配されるＡＣまたはＤＣ電圧降下を実現する。最高電圧は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８に割り当てられたすべての信号の電圧の中で最高であり、最低電圧は、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８に割り当てられたすべての信号の電圧の中で最低である。最高電圧から最低電圧への順序で信号（例えばＲＦ信号、ＡＣ信号、ＤＣ信号など）をチャネルＣＨ１〜ＣＨ８に割り当てることによって、ペデスタル１４０または他の構成要素、例えば抵抗器４１６ａ、抵抗器４１６ｂ、熱電対４１８ａ、熱電対４１８ｂ、フィルタ４１２、ＡＣ電源、フィルタ４１４、温度制御装置、マッチネットワーク１０６、ＲＦ電源１０４などに対するアーキングまたは他の永久的な電気的損壊の危険が最小限にされる。
【００９８】
様々な実施形態において、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８に割り当てられる電圧の量は、チャネルＣＨ１からＣＨ８へと徐々に減少している。例えば、チャネルＣＨ１およびＣＨ２は、Ａボルトの電圧に割り当てられ、チャネルＣＨ３およびＣＨ４は、Ｂボルトの電圧に割り当てられ、チャネルＣＨ５およびＣＨ６は、Ｃボルトの電圧に割り当てられ、チャネルＣＨ７およびＣＨ８は、Ｄボルトの電圧に割り当てられ、ＡはＢよりも大きく、ＢはＣよりも大きく、ＣはＤよりも大きい。さらに例示すると、加熱器用のＡＣ電源は、フィルタ４１２を介してチャネルＣＨ１およびＣＨ２にＡボルトの電圧を提供し、フィルタ４１２を介してチャネルＣＨ３およびＣＨ４にＢボルトの電圧を提供する。さらに、チャネルＣＨ５およびＣＨ６に接続された熱電対は、Ｃボルトの電圧を発生し、チャネルＣＨ７およびＣＨ８に接続された熱電対は、Ｄボルトの電圧を発生する。チャネルＣＨ１〜ＣＨ８間で電圧が徐々に減少しているとき、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のうちの２つの隣接するチャネル間でのＡＣまたはＤＣ電力からのアーキングの可能性は低い。
【００９９】
図７Ｂは、単極静電チャッキング（ＥＳＣ）を示すための、絶縁システムの一実施形態の図である。図７Ｂに示されるように、チャネル割当ては、単極ＥＳＣに適用可能である。ＥＳＣは、ウェハ１０１をペデスタル１４０上にクランプするための方法であり、ＤＣ電位をペデスタル１４０に印加することによって半導体プロセス中に被膜品質を改良する。２つのタイプのＥＳＣがあり、一方は単極ＥＳＣであり、他方は双極ＥＳＣである。単極ＥＳＣに関して、高い正のＤＣ電圧がチャネルＣＨ１に割り振られ、自己バイアスウェハ１０１を引き寄せるためにペデスタル１４０に提供され、加熱器接続線（例えば加熱器４１６ａへの接続線または加熱器要素４１６ｂへの接続線など）が、チャネルＣＨ６に割り振られる。このようにすると、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８毎の電圧降下が最小になる。
【０１００】
図７Ｃは、双極ＥＳＣを示すための、絶縁システムの一実施形態の図である。双極ＥＳＣに関して、ＥＳＣクランプ電圧信号は、互いに遠く離して位置されるようにチャネルＣＨ１とＣＨ８に割り当てられる。このようにすると、各チャネルＣＨ１とＣＨ８で破壊電圧が最大化される。さらに、図７Ｃを使用して示される用途に関して、ＡＣではなくＤＣ電力が加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂに提供されて、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のうちの隣接するチャネル間の電圧降下をさらに最小限にする。
【０１０１】
図８は、マルチステーションチャンバ１０２の一実施形態の図である。シャワーヘッド１５０は、各ステーションのペデスタル１４０の上に実質的に位置合わせされるように下降される。下側チャンバ部分１０２ｂは、支持構造８０２によって支持される。支持構造８０２は、マルチステーションチャンバ１０２、ならびにガス、ＲＦ電力、圧力制御、温度制御、タイミングを提供するために使用される設備および関連の制御装置および電子機器を支持することが可能な任意の適切な構造である。いくつかの実施形態では、支持構造８０２は、金属管状構造から画定され、チャンバ１０２が設置された表面（例えばクリーンルームフロアなど）の上方でチャンバ１０２を支持する。ハウジング８０４は、絶縁システム４０２を含む。ハウジング８０４は、マルチステーションチャンバ１０２の各ステーション毎のものである。ハウジング８０４は、下側チャンバ部分１０２ｂの底部に取り付けられる。絶縁システム４０２は上部部分８０６ａを有し、上部部分８０６ａは、上部コンデンサのグループ７０２ａ（図７Ａ）を含む。絶縁システム４０２は底部部分８０６ｂをさらに含み、底部部分８０６ｂは、底部コンデンサのグループ７０２ｂ（図７Ａ）を含む。上部コンデンサのグループ７０２ａとスリップリングの上部部分とが、ペデスタル１４０に接続されて、ペデスタル１４０と共に回転する。スリップリングの底部部分と底部コンデンサのグループ７０２ｂとは静止しており、ペデスタル１４０の回転と共に回転しない。各ステーションのための真空ポンプ（ＶＰ）、例えば１または２段階の機械的なドライポンプおよび／またはターボ分子ポンプなどは、プロセスガスをステーションから引き出し、絞り弁や振子弁などの閉ループ制御式の流量制限デバイスによってステーション内で適切に低い圧力を保つ。
【０１０２】
図９Ａは、スリップリングを介して互いに接続された上部部分８０６ａと底部部分８０６ｂを示すための、システム９００の一実施形態のブロック図である。上部部分８０６ａは上部プレート９０２ａを含み、底部部分８０６ｂは底部プレート９０２ｂを含む。上部プレート９０２ａは、上部インターフェース（図５Ｃ）の一例であり、底部プレート９０２ｂは、底部インターフェース（図５Ｃ）の一例である。上部プレート９０２ａと底部プレート９０２ｂとは、スリップリングを介して互いに接続される。上部プレート９０２ａには、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８およびＲＦ出力端の複数のコネクタが置かれて取り付けられている。チャネルＣＨ１およびＣＨ２の上部プレート９０２ａにあるコネクタが、加熱器要素４１６ａに接続し、チャネルＣＨ３およびＣＨ４の上部プレート９０２ａにあるコネクタが、加熱器要素４１６ｂに接続する。さらに、チャネルＣＨ５およびＣＨ６の上部プレート９０２ａにあるコネクタが、熱電対４１８ａに接続し、チャネルＣＨ７およびＣＨ８の上部プレート９０２ａにあるコネクタが、熱電対４１８ｂに接続する。さらに、上部プレート９０２ａに位置されたコネクタは、ＲＦ出力端であり、下側電極に接続する。
【０１０３】
同様に、底部プレート９０２ｂには、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８およびＲＦ入力端の複数のコネクタが下に置かれて取り付けられている。チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、およびＣＨ４の底部プレート９０２ｂの下のコネクタが、フィルタ４１２に接続する。さらに、チャネルＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７、およびＣＨ４の底部プレート９０２ｂの下のコネクタが、フィルタ４１４に接続する。さらに、底部プレート９０２ｂの下に位置されるコネクタは、ＲＦ入力端であり、マッチネットワーク１０６に接続される。スリップリングの底部部分が、アーム９１０を介してブラケット９１２に固定され、ブラケット９１２は、ハウジング８０４に取り付けられる。
【０１０４】
図９Ｂは、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の位置を示すための、スリップリングのハウジング９２０の一実施形態の図である。図示されるように、スリップリングは、チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の複数のコネクタを含む。チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のコネクタは、ハウジング９２０の上面に位置されて取り付けられる。ハウジング９２０の上面に取り付けられたコネクタが、上部プレート９０２ａ（図９Ａ）に接続される。ハウジング９０２の上面にあるコネクタは、径方向に順次位置される。例えば、チャネルＣＨ１のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第１の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ２のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第２の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ３のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第３の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ４のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第４の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ５のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第５の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ６のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第６の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ７のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第７の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ８のコネクタは、ハウジング９０２の中心から第８の径方向領域内に位置される。第１の径方向領域は、第２の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第２の径方向領域は、第３の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第３の径方向領域は、第４の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第４の径方向領域は、第５の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第５の径方向領域は、第６の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第６の径方向領域は、第７の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。第７の径方向領域は、第８の径方向領域の半径よりも大きい半径を有する。
【０１０５】
チャネルＣＨ１〜ＣＨ８のコネクタは、ハウジング９２０の底面の下に位置されて取り付けられる。ハウジング９２０の底面に取り付けられたコネクタは、底部プレート９０２ｂ（図９Ａ）に接続される。ハウジング９０２の底面の下のコネクタは、径方向に順次位置される。例えば、チャネルＣＨ１のコネクタは第１の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ２のコネクタは第２の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ３のコネクタは第３の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ４のコネクタは第４の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ５のコネクタは第５の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ６のコネクタは第６の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ７のコネクタは第７の径方向領域内に位置され、チャネルＣＨ８のコネクタは第８の径方向領域内に位置される。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、ハウジング９２０は、既製ハウジングであり、回転子を含み、回転子は、底部プレート９０２ｂ（図９Ａ）に接続されて、底部プレート９０２ｂを上部プレート９０２ａ（図９Ａ）に対して回転させる。
【０１０７】
図１０Ａは、上部プレート９０２ａ（図９Ａ）の上面図または底部プレート９０２ｂ（図９Ａ）の底面図である。例えば、上部プレート９０２ａの上面図は、図９Ａで上で示される−ｚ方向に見下ろした図である。別の例として、底部プレート９０２ｂの底面図は、図９Ａの上に示される＋ｚ方向に見上げた図である。
【０１０８】
図１０Ａに示されるプレートには、コンデンサの複数のグループが上に置かれて取り付けられている。例えば、プレートは、その表面に、チャネルＣＨ１のコンデンサのグループ１００２ａ、チャネルＣＨ２のコンデンサのグループ１００２ｂ、チャネルＣＨ３のコンデンサのグループ１００２ｃ、チャネルＣＨ４のコンデンサのグループ１００２ｄ、チャネルＣＨ５のコンデンサのグループ１００２ｅ、チャネルＣＨ６のコンデンサのグループ１００２ｆ、チャネルＣＨ７のコンデンサのグループ１００２ｇ、およびチャネルＣＨ８のコンデンサのグループ１００２ｈを取り付けられている。各グループ１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃ、１００２ｄ、１００２ｅ、１００２ｆ、１００２ｇ、および１００２ｈは、図１０Ａに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるときには、接続経路１００４（例えばストリップまたは導体など）を介してＲＦ出力端に接続され、図１０Ａに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるときには、接続経路１００４を介してＲＦ入力端に接続される。
【０１０９】
図１０Ａに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるとき、上部プレート９０２ａの上面に取り付けられた複数のコネクタＣＴＯＲ１、ＣＴＯＲ２、ＣＴＯＲ３、およびＣＴＯＲ４は加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂに接続され、複数のコネクタＣＴＯＲ４およびＣＴＯＲ５は熱電対４１８ａおよび４１８ｂに接続される。さらに、図１０Ａに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるとき、底部プレート９０２ｂの底面に取り付けられたコネクタＣＴＯＲ１、ＣＴＯＲ２、ＣＴＯＲ３、およびＣＴＯＲ４は、加熱器要素４１６ａおよび４１６ｂのためのフィルタ４１２（図９Ａ）に接続され、コネクタＣＴＯＲ４およびＣＴＯＲ５は、熱電対４１８ａおよび４１８ｂのためのフィルタ４１４（図９Ａ）に接続される。
【０１１０】
図１０Ｂは、上部プレート９０２ａ（図９Ａ）の底面図または底部プレート９０２ｂ（図９Ａ）の上面図である。例えば、上部プレート９０２ａの底面図は、図９Ａの上に示される＋ｚ方向に見上げた図である。別の例として、底部プレート９０２ｂの上面図は、図９Ａの上に示される＋ｚ方向に見下ろした図である。
【０１１１】
図１０Ｂに示されるプレートは、図１０Ａに示されるプレートと同じであり、コンデンサの複数のグループが上に置かれて取り付けられている。例えば、プレートは、その表面に、チャネルＣＨ１のコンデンサのグループ１０１０ａ、チャネルＣＨ２のコンデンサのグループ１０１０ｂ、チャネルＣＨ３のコンデンサのグループ１０１０ｃ、チャネルＣＨ４のコンデンサのグループ１０１０ｄ、チャネルＣＨ５のコンデンサのグループ１０１０ｅ、チャネルＣＨ６のコンデンサのグループ１０１０ｆ、チャネルＣＨ７のコンデンサのグループ１０１０ｇ、およびチャネルＣＨ８のコンデンサのグループ１０１０ｈを取り付けられている。グループ１０１０ａは、プレートのバイアを介してグループ１００２ａに接続され、グループ１０１０ｂは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｂに接続され、グループ１０１０ｃは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｃに接続され、グループ１０１０ｄは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｄに接続され、グループ１０１０ｅは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｅに接続され、グループ１０１０ｆは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｆに接続され、グループ１０１０ｇは、プレートのバイアを介してグループに接続され、グループ１０１０ｈは、プレートのバイアを介してグループ１００２ｈに接続される。
【０１１２】
図１０Ｂに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるとき、グループ１０１０ａは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ１のコネクタに接続され、グループ１０１０ｂは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ２のコネクタに接続され、グループ１０１０ｃは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ３のコネクタに接続され、グループ１０１０ｄは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ４のコネクタに接続される。さらに、図１０Ｂに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるとき、グループ１０１０ｅは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ５のコネクタに接続され、グループ１０１０ｆは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ６のコネクタに接続され、グループ１０１０ｇは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ７のコネクタに接続され、グループ１０１０ｈは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ８のコネクタに接続される。
【０１１３】
図１０Ｂに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるとき、グループ１０１０ａは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ１のコネクタに接続され、グループ１０１０ｂは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ２のコネクタに接続され、グループ１０１０ｃは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ３のコネクタに接続され、グループ１０１０ｄは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ４のコネクタに接続される。さらに、図１０Ｂに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるとき、グループ１０１０ｅは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ５のコネクタに接続され、グループ１０１０ｆは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ６のコネクタに接続され、グループ１０１０ｇは、スリップリングの上部部分のチャネルＣＨ７のコネクタに接続され、グループ１０１０ｈは、スリップリングの底部部分のチャネルＣＨ８のコネクタに接続される。
【０１１４】
図１０Ａおよび１０Ｂに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるとき、グループ１００２ａと１０１０ａのコンデンサが、チャネルＣＨ１の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｂと１０１０ｂのコンデンサが、チャネルＣＨ２の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｃと１０１０ｃのコンデンサが、チャネルＣＨ３の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｄと１０１０ｄのコンデンサが、チャネルＣＨ４の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｅと１０１０ｅのコンデンサが、チャネルＣＨ５の上部コンデンサＣ１を一体に形成する。さらに、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるプレートが上部プレート９０２ａであるとき、グループ１００２ｆと１０１０ｆのコンデンサが、チャネルＣＨ６の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｇと１０１０ｇのコンデンサが、チャネルＣＨ７の上部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｈと１０１０ｈのコンデンサが、チャネルＣＨ８の上部コンデンサＣ１を一体に形成する。
【０１１５】
図１０Ａおよび１０Ｂに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるとき、グループ１００２ａと１０１０ａのコンデンサが、チャネルＣＨ１の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｂと１０１０ｂのコンデンサが、チャネルＣＨ２の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｃと１０１０ｃのコンデンサが、チャネルＣＨ３の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｄと１０１０ｄのコンデンサが、チャネルＣＨ４の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｅと１０１０ｅのコンデンサが、チャネルＣＨ５の底部コンデンサＣ１を一体に形成する。さらに、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるプレートが底部プレート９０２ｂであるとき、グループ１００２ｆと１０１０ｆのコンデンサが、チャネルＣＨ６の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｇと１０１０ｇのコンデンサが、チャネルＣＨ７の底部コンデンサＣ１を一体に形成し、グループ１００２ｈと１０１０ｈのコンデンサが、チャネルＣＨ８の底部コンデンサＣ１を一体に形成する。
【０１１６】
本明細書で述べる実施形態は、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マブル家庭用電化製品、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よい。また、いくつかの実施形態は、ネットワークを介してリンクされた遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが行われる分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
【０１１７】
いくつかの実装形態では、制御装置は、上述した例の一部でよいシステムの一部である。そのようなシステムは、処理ツール、チャンバ、処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウェハペデスタルやガスフローシステムなど）を含めた半導体処理機器を含む。これらのシステムは、半導体ウェハまたは基板の処理前、処理中、および処理後にシステムの動作を制御するための電子回路と一体化される。電子回路は「制御装置」と称され、これは、システムの様々な構成要素またはサブパートを制御してよい。制御装置は、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書で開示する任意のプロセスを制御するようにプログラムされ、そのようなプロセスは、プロセスガスの送給、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、出力設定、ＲＦ発生器の設定、ＲＦマッチング回路の設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作の設定、ツール内外へのウェハ移送、およびシステムに接続またはインターフェースされた他の移送ツールおよび／またはロードロック内外へのウェハ移送を含む。
【０１１８】
広範に言うと、様々な実施形態において、制御装置は、例えば、命令を受信する、命令を送信する、動作を制御する、洗浄操作を可能にする、およびエンドポイント測定を可能にする様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子回路として定義される。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態でのチップ、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣとして定義されるチップ、ＰＬＤ、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つもしくは複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個別の設定（またはプログラムファイル）の形態で制御装置に通信される命令であり、特定のプロセスを半導体ウェハ上で、もしくは半導体ウェハ用に、またはシステムに対して実施するための動作パラメータを定義する。いくつかの実装形態では、動作パラメータは、ウェハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはダイの製造中に１つまたは複数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る。
【０１１９】
いくつかの実装形態では、制御装置は、コンピュータの一部であり、またはコンピュータに結合され、そのコンピュータは、システムと一体化される、システムに結合される、他の形でシステムにネットワーク化される、またはそれらの組合せで構成される。例えば、制御装置は、「クラウド」または工場ホストコンピュータシステムの全体もしくは一部であり、ウェハ処理の遠隔アクセスを可能にする。コンピュータは、システムへの遠隔アクセスを可能にして、製造操作の現在の進行状況を監視し、過去の製造操作の履歴を検査し、複数の製造操作から傾向または性能規準を検査して、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に続くように処理ステップを設定する、または新たなプロセスを開始する。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、遠隔コンピュータ（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介してシステムにプロセスレシピを提供する。遠隔コンピュータはユーザインターフェースを含み、ユーザインターフェースは、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にし、これらのパラメータおよび／または設定は、次いで遠隔コンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、制御装置は、１つまたは複数の操作中に行うべき各処理ステップに関するパラメータを指定する命令を、データの形態で受信する。パラメータが、実施すべきプロセスのタイプ、および制御装置がインターフェースまたは制御するように構成されたツールのタイプに特有のものであることを理解すべきである。したがって、上述したように、制御装置は、例えば１つまたは複数のディスクリート制御装置を含むことによって分散され、それらの制御装置は、互いにネットワーク化され、本明細書で述べるプロセスや制御など共通の目的に向けて協働する。そのような目的のための分散型制御装置の一例は、（例えばプラットフォームレベルで、または遠隔コンピュータの一部として）遠隔に位置された１つまたは複数の集積回路と通信するチャンバにある１つまたは複数の集積回路を含み、これらが組み合わさってチャンバでのプロセスを制御する。
【０１２１】
限定はしないが、様々な実施形態において、例示的なシステムは、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、洗浄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、物理気相成長（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相成長（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、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウェハの作製および／または製造に関連付けられるまたは使用される任意の他の半導体処理システムを含む。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、上述した操作が、いくつかのタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘電結合プラズマ（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、容量結合プラズマリアクタ、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などに適用されることにさらに留意されたい。
【０１２３】
上述したように、ツールによって行うべきプロセスステップに応じて、制御装置は、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近隣のツール、全工場内に位置されたツール、メインコンピュータ、別の制御装置、または、ウェハのコンテナを半導体製造工場内のツール位置および／または装填ポートに／から導く材料輸送で使用されるツールの１つまたは複数と通信する。
【０１２４】
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記憶されたデータを含む様々なコンピュータ実装操作を採用することを理解すべきである。これらの操作は、物理量を物理的に操作するものである。実施形態の一部を成す本明細書で述べる任意の操作が、有用な機械操作である。
【０１２５】
また、実施形態のいくつかは、これらの操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、特に、専用コンピュータ用に構成される。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、その特別な目的のために動作することが依然として可能である状態のまま、特別な目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンも行う。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、操作は、コンピュータメモリやキャッシュに記憶されている、またはコンピュータネットワークを介して得られる１つまたは複数のコンピュータプログラムによって選択的に作動または構成されるコンピュータによって処理されてよい。データがコンピュータネットワークを介して得られるとき、データは、コンピュータネットワーク、例えば計算資源のクラウド上の他のコンピュータによって処理されてよい。
【０１２７】
１つまたは複数の実施形態は、非一時的な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造することもできる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、データを記憶する任意のデータ記憶ハードウェアユニット、例えばメモリデバイスなどであり、このデータは、後でコンピュータシステムによって読み出される。非一時的なコンピュータ可読媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワークアタッチストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ−ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｗ（ＣＤ−ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、磁気テープ、ならびに他の光学および非光学データ記憶ハードウェアユニットを挙げられる。いくつかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体は、ネットワークに接続されたコンピュータシステムにわたって分散されたコンピュータ可読有形媒体を含み、したがって、コンピュータ可読コードは分散型で記憶されて実行される。
【０１２８】
上記の方法操作は特定の順序で述べたが、様々な実施形態において、操作の合間に他のハウスキーピング操作が行われる、または、方法操作が、わずかに異なる時点に生じるように調節される、もしくは様々な間隔での方法操作の実施を可能にするシステムにおいて分散される、もしくは上述したものとは異なる順序で行われることを理解すべきである。
【０１２９】
一実施形態では、本開示で述べられる様々な実施形態で述べられる範囲から逸脱することなく、上述した任意の実施形態からの１つまたは複数の特徴が、任意の他の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わされることにさらに留意すべきである。
【０１３０】
前述の実施形態は、理解しやすくするために幾分詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲の範囲内で何らかの変更および修正を行うことができることは明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は、例示であり、限定ではないとみなされるべきであり、実施形態は、本明細書で提供される詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲および均等物内で修正されてよい。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【外国語明細書】
2017143057000001.pdf