JP7448534B2 - 磁気ハウジングシステム - Google Patents

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Description

［０００１］本開示の実施形態は、概して、生成されたプラズマの特性を制御するための磁気ハウジングシステム、及びこれを有するプラズマ強化堆積システムに関する。
［０００２］プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）は、概して、半導体ウエハのような基板上に膜を堆積するために用いられる。プラズマエッチングは、概して、基板上に配置された膜をエッチングするために用いられる。ＰＥＣＶＤ及びプラズマエッチングは、基板を収容する処理チャンバの処理空間（ｐｒｏｃｅｓｓ ｖｏｌｕｍｅ）内に１つ又は複数のガスを導入することによって実現される。１つ又は複数のガスは、チャンバの頂部付近に位置するディフューザー内で混合し、ディフューザーの複数の孔又はノズルを通して処理空間内に注入される。ＰＥＣＶＤ及びプラズマエッチングの間に、処理空間内の１つ又は複数のガスの混合物は、エネルギー供給され（例えば、励起され）、チャンバに連結された１つ又は複数のＲＦ源からチャンバに高周波（ＲＦ）エネルギーを印加することによってプラズマを発生させる。処理空間内に存在する１つ又は複数のガスの混合物の原子がイオン化され、電子を放出するように、処理空間内に電場が生成される。ＰＥＣＶＤにおいて基板支持体に加速されたイオン化原子は、基板上への膜の堆積を容易にする。プラズマエッチングで基板支持体に加速されたイオン化原子は、基板上に配置された膜のエッチングを容易にする。
［０００３］処理空間内で発生したプラズマは、密度プロファイルなどの特性を有する。不均一な密度プロファイルは、基板上の膜の不均一な堆積又はエッチングを引き起こすことがある。特に、プラズマの密度プロファイルは、基板の表面にわたる膜の堆積の厚さ又はエッチングプロファイルに影響を及ぼす。したがって、当技術分野で必要とされるのは、ＰＥＣＶＤチャンバの処理空間内で発生したプラズマの特性を制御するためのシステム及び方法である。
［０００４］１つの実施形態では、システムが提供される。このシステムは、上部プレート、外側壁、丸形の中央開口部を画定する内側壁、及び下部プレートを有する回転磁気ハウジングを含む。回転磁気ハウジング内には、複数の保持ブラケットが配置される。複数の保持ブラケットの各保持ブラケットは、各保持ブラケット間の距離ｄで回転磁気ハウジング内に配置される。複数の保持ブラケットは、取り外し可能に内部に配置された複数の磁石を有する。複数の磁石の各磁石は、複数の磁石の各磁石の間にピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、複数の磁石は、回転磁気ハウジングが丸形の中央開口部を中心として回転するときに、円形路を走行するように構成される。
［０００５］別の実施形態では、チャンバが提供される。チャンバは、チャンバ本体と、ガス分配アセンブリを有するチャンバリッドと、処理空間を画定するためにガス分配アセンブリの反対側に配置された基板支持体であって、処理空間が中心軸を有する、基板支持体と、基板支持体内に配置された電極に連結されるように動作可能な高周波（ＲＦ）源と、チャンバに連結された回転磁気ハウジングを有する回転磁気ハウジングシステムとを含む。回転磁気ハウジングは、上部プレートと、外側壁と、丸形の中央開口部を画定する内側壁と、下部プレートとを有する。回転磁気ハウジング内には、複数の保持ブラケットが配置される。複数の保持ブラケットの各保持ブラケットは、各保持ブラケット間の距離ｄで回転磁気ハウジング内に配置される。複数の保持ブラケットは、取り外し可能に内部に配置された複数の磁石を有する。複数の磁石の各磁石は、複数の磁石の各磁石の間にピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、複数の磁石は、回転磁気ハウジングが回転するときに、円形路を走行するように構成される。
［０００６］更に別の実施形態では、チャンバが提供される。チャンバは、チャンバ本体と、ガス分配アセンブリを有するチャンバリッドと、処理空間を画定するためにガス分配アセンブリの反対側に配置された基板支持体であって、処理空間が中心軸を有する、基板支持体と、
基板支持体内に配置された電極に連結されるように動作可能な高周波（ＲＦ）源と、電磁石磁気ハウジングシステムとを含む。電磁石磁気ハウジングシステムは、チャンバに連結された電磁石ハウジングを含む。電磁石ハウジングは、上部プレートと、外側壁と、丸形の中央開口部を画定する内側壁と、下側プレートと、２つ以上の導電性ワイヤとを有する。導電性ワイヤの各々は、電磁石ハウジングのそれぞれの部分において１回以上巻かれている。導電性ワイヤの各々は、電源に個別に接続されるように動作可能である。
［０００７］本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらの実施形態の一部が添付図面に示される。しかし、添付図面は例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容されうることに留意されたい。
［０００８］１つの実施形態による、チャンバの外部に配置された回転磁気ハウジングを備えた回転磁気ハウジングシステムを有するプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバの概略断面図である。 ［０００９］１つの実施形態による回転磁気ハウジングシステムの概略上面図である。 ［００１０］１つの実施形態による、チャンバの外部に配置された電磁石磁気ハウジングを備えた電磁石ハウジングシステムを有するＰＥＣＶＤチャンバの概略断面図である。 ［００１１］１つの実施形態による電磁石ハウジングシステムの概略上面図である。 ［００１２］１つの実施形態による電磁石システムを有するＰＥＣＶＤチャンバの概略断面図である。 ［００１３］１つの実施形態による、ＰＥＣＶＤチャンバの処理空間内に形成されたプラズマの濃度プロファイルを制御する方法のフロー図である。 ［００１４］１つの実施形態による処理空間中のプラズマの濃度プロファイルを示すグラフである。 １つの実施形態による処理空間中のプラズマの濃度プロファイルを示すグラフである。
［００１５］理解を容易にするために、図に共通する同一の要素を指し示すために、可能な場合には、同一の参照番号を使用した。１つの実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。
［００１６］本明細書に記載される実施形態は、膜の堆積特性に影響を及ぼすために、ＰＥＣＶＤチャンバの処理空間内で発生したプラズマの特性を制御するための磁気及び電磁石のハウジングシステム及び方法を提供する。１つの実施形態では、磁気ハウジングシステムの回転磁気ハウジング内に、複数の保持ブラケットが配置される。複数の保持ブラケットの各保持ブラケットは、各保持ブラケット間の距離ｄで回転磁気ハウジング内に配置される。複数の保持ブラケットは、取り外し可能に内部に配置された複数の磁石を有する。複数の磁石の各磁石は、複数の磁石の各磁石の間にピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、複数の磁石は、回転磁気ハウジングが丸形の中央開口部を中心として回転するときに、円形路を走行するように構成される。
［００１７］図１Ａ、図１Ｃ、及び図１Ｅは、様々な実施形態による、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システム１００の概略断面図である。システム１００の１つの例は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社によって製造されたＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）システムである。以下に記載されるシステムは、例示的なチャンバであり、他の製造業者からのシステムを含む他のシステムが、本開示の態様と共に使用され、又は本開示の態様を実現するために修正されうると理解すべきである。システム１００は、チャンバ１０１ａ（例えば、第１のチャンバ）及びチャンバ１０１ｂ（例えば、第２のチャンバ）を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、チャンバ１０１ａ、１０１ｂはリソースを共有する。例えば、チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、少なくとも１つ又は複数のガス源１４４、取付板１１２、及びポンプ１５０を共有しうる。チャンバ１０１ａ、１０１ｂも同様に構成される。しかしながら、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの各々が専用のリソースを有することも考えられる。
［００１８］図１Ａの実施形態では、各チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの外側に配置された回転磁気ハウジング１０４を備えた回転磁気ハウジングシステム１０２を有する。図１Ｃの実施形態では、各チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの外側に配置された電磁石ハウジング１７２を備えた電磁石ハウジングシステム１７０を有する。図１Ｅの実施形態では、各チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、チャンバリッドアセンブリ１０８のスペーサ１１４に配置された電磁石システム１７１を有する。チャンバ１０１ａの態様が論じられているが、チャンバ１０１ｂも同様に装備されていることを理解されたい。図１Ａ、ＩＣ、及び１Ｅでは、明確にすることを目的に、チャンバ１０１ｂ上で参照番号が省略されうる。
［００１９］チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、チャンバ本体アセンブリ１０６及びチャンバリッドアセンブリ１０８を有する。図１Ａ及び図１Ｃの実施形態のチャンバ本体アセンブリ１０６は、取付板１１２に連結されたチャンバ本体１１０を含む。図１Ａ及び図１Ｃの実施形態のチャンバリッドアセンブリ１０８は、取付板１１２に連結された第１のフランジ１１８と、スペーサ１１４の第２のフランジ１２０に連結されたチャンバリッド１１６とを有するスペーサ１１４を含む。図１Ｅの実施形態のチャンバリッドアセンブリ１０８は、チャンバ本体１１０に連結された第１のフランジ１１８と、スペーサ１１４の第２のフランジ１２０に連結されたチャンバリッド１１６とを有するスペーサ１１４を含む。チャンバリッド１１６は、ガス分配アセンブリ１２２を含む。ガス分配アセンブリ１２２は、処理空間１２６をその間に画定する基板支持アセンブリ１２４の反対側に配置される。図１Ａ及び図１Ｃの実施形態の処理空間１２６は、チャンバリッド１１６、スペーサ１１４の内壁１２８、取付板１１２、及びチャンバ本体１１０によって更に画定される。図１Ｅの実施形態の処理空間１２６は、チャンバリッド１１６、スペーサ１１４の内壁１２８、及びチャンバ本体１１０によって更に画定される。
［００２０］基板支持アセンブリ１２４は、処理空間１２６内に配置される。基板支持アセンブリ１２４は、基板支持体１３０及びステム１３２を含む。基板支持体１３０は、基板１６５を支持するための支持面１３４を有する。基板支持体１３０は、典型的には、加熱要素（図示せず）を含む。基板支持体１３０は、ステム１３２が基板支持駆動システム１３６に連結されているチャンバ本体１１０を通って延びるステム１３２によって、処理空間１２６内に移動可能に配置される。基板支持駆動システム１３６は、上昇した処理位置（図示のように）と、チャンバ本体１１０を通して形成されたスリットバルブ１３８を通って処理空間１２６への及び処理空間１２６からの基板移動を容易にする下降位置との間で、基板支持体１３０を移動させる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、基板支持駆動システム１３６は、ステム１３２及び基板支持体１３０を回転させる。
［００２１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、ガス分配アセンブリ１２２は、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの処理空間１２６内にガスを均一に分配して、基板支持アセンブリ１２４の基板支持体１３０上に配置された基板１６５上へのアドバンスドパターニングフィルム（ａｄｖａｎｃｅｄ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｆｉｌｍ）などの膜の堆積を容易にするように構成される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ガス分配アセンブリ１２２は、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの処理空間１２６内にガスを均一に分配して、基板支持アセンブリ１２４の基板支持体１３０上に位置付けられた基板１６５上に配置されたアドバンスドパターニングフィルムなどの膜のエッチングを容易にするように構成される。
［００２２］ガス分配アセンブリ１２２は、ハンガー板１４８から吊り下げられたディフューザー１４６を通して、１つ又は複数のガス源１４４に連結された流量コントローラ１４２からガスを供給するガス入口通路１４０を含む。ディフューザー１４６は、複数の孔又はノズル（図示せず）を含み、これらを通して、処理中に気体混合物が処理空間１２６内に注入される。ポンプ１５０は、処理空間１２６内の圧力を制御し、処理空間１２６から副生成物を排出するために、チャンバ本体１１０の出口１５２に連結される。ガス分配アセンブリ１２２のディフューザー１４６は、ＲＦリターン（又は接地）に接続することができ、基板支持体１３０に印加されたＲＦエネルギーが処理空間１２６内に電場を生成できるようにし、これを用いて基板１６５の処理のためのプラズマを発生させる。
［００２３］ＲＦ源１５４は、ステム１３２を通って配置された導電性ロッド１５８を通して基板支持体１３０内に配置された電極１５６に連結されている。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、電極１５６は、電極１５６の電圧、電流、及びインピーダンスなどの電気的特性を調整するための整合回路と、その電気的特性を測定するためのセンサとを有する整合ボックス１６３を介して、ＲＦ源１５４に接続される。整合回路は、センサからの信号に応じて、電圧、電流、又はインピーダンスの調整を容易にしうる。ガス分配アセンブリ１２２のディフューザー１４６は、ＲＦリターンに接続され、電極１５６は、容量性プラズマ結合の形成を容易にする。ＲＦ源１５４は、基板支持体１３０にＲＦエネルギーを供給し、基板支持体１３０とガス分配アセンブリ１２２のディフューザー１４６との間の容量結合プラズマの生成を容易にする。ＲＦ電力が電極１５６に供給されると、ディフューザー１４６と基板支持体１３０との間に電場が発生し、基板支持体１３０とディフューザー１４６との間の処理空間１２６に存在するガスの原子がイオン化され、電子を放出する。基板支持体１３０に加速されたイオン化原子は、基板支持体１３０上に配置された基板１６５への膜の堆積又はエッチングを容易にする。
［００２４］図３Ａに示すように、プラズマは、処理空間１２６内に密度プロファイル３０１を有する。密度プロファイル３０１は、処理空間１２６内の水平面１６７上の位置３０４におけるイオン密度３０２（イオン／ａｕ３）に対応する。密度プロファイル３０１は、イオン密度の最大値３０５に対応するピーク３０３と、プラズマの直径に対応する幅３０７とを含む。回転磁気ハウジングシステム１０２、電磁石ハウジングシステム１７０、及び電磁石システム１７１のうちの１つ、並びに本明細書に記載される方法は、堆積又はエッチングされた膜の均一性及び特性を調整するために、プラズマの密度プロファイル３０１の制御を提供する。図１Ａの実施形態では、プラズマの密度プロファイルにおける対応する調整を容易にするために、磁石の回転速度、磁石の強度（ガウス）、及び磁石の垂直位置が調整されうる。図１Ｃの実施形態では、プラズマの密度プロファイルにおける対応する調整を容易にするために、電磁石の電流の流れ、電磁石の強度（ガウス）、及び電磁石の垂直位置が調整されうる。図１Ｅの実施形態では、プラズマの密度プロファイルにおける対応する調整を容易にするために、電磁石の電流の流れ及び電磁石の強度が調整されうる。例えば、基板に対するプラズマの垂直位置、密度プロファイルのピーク位置、又は基板に対する特定の位置におけるイオン密度の値のうちの１つ又は複数に対して、調整が実行されうる。
［００２５］図１Ａに示すように、チャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び回転磁気ハウジングシステム１０２に連結されたコントローラ１６４は、処理中にチャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び回転磁気ハウジングシステム１０２の態様を制御するように構成される。図１Ｃに示すように、チャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び電磁石ハウジングシステム１７０に連結されたコントローラ１６４は、処理中にチャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び電磁石ハウジングシステム１７０の態様を制御するように構成される。図１Ｅに示すように、チャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び電磁石システム１７１に連結されたコントローラ１６４は、処理中にチャンバ１０１ａ、１０１ｂ及び電磁石システム１７１の態様を制御するように構成される。
［００２６］図３Ａに示すように、磁石１４３のうちの１つ及び電磁石のコア材料（図１Ｃ及び１Ｅに示す）の強度は、処理空間１２６内のプラズマの密度プロファイル３０１を圧縮し、チャンバ本体１１０の側壁に向かってプラズマのシースを延ばす。プラズマの密度プロファイル３０１を圧縮すると、均一な堆積プロファイルについて、基板１６５上（基板上の相対的な高さ）でイオン及びラジカルの濃度がより均一になる。加えて、密度プロファイル３０１を圧縮すると、プラズマシースがチャンバ本体１１０の側壁に向かって半径方向外側に延びる。プラズマのシースがチャンバ本体１１０の側壁まで延びると、ＲＦエネルギーが側壁から接地に伝搬するための短く対称的な経路が提供される。ＲＦエネルギーが側壁から接地に伝搬するための経路は、電流の流れを改善し、効率の向上を通して基板支持体１３０の電極１５６によって必要とされる電流の量を減少させる。電極１５６により必要とされる電流の量が減少すると、効率の増加を通して、増加した電圧の電極１５６への供給が可能になる。電圧が増加すると、基板１６５のイオン又はラジカル衝撃が増大するためにプラズマシースのイオン化が大きくなる。基板１６５のイオン又はラジカル衝撃の増加が、堆積又はエッチングされる膜の応力を減少させる。加えて、密度プロファイル３０１の圧縮及びプラズマシースの延長により、堆積又はエッチングされた膜の応力ベクトルの実質的に均一な分布が提供される。
［００２７］図１Ｂは、回転磁気ハウジングシステム１０２の概略上面図を示す。図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、回転磁気ハウジングシステム１０２は、静磁場又は動磁場を生成するために、処理空間１２６の中心軸１０３を中心として回転するように構成された回転磁気ハウジング１０４を含む。磁場は、プラズマの形状、イオン及びラジカルの濃度、並びにイオン及びラジカルの濃度の移動を修正して、処理空間１２６内のプラズマの密度プロファイル３０１を制御する。
［００２８］回転磁気ハウジングシステム１０２は、回転磁気ハウジング１０４と共に、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの外側に配置される。回転磁気ハウジングシステム１０２は、上部プレート１０５、上部プレート１０５に対向して配置された下部プレート１０７、内側壁１０９、内側壁１０９に対向して配置された外側壁１１３、ハウジングリフトシステム１６８、及びハウジング駆動システム１１５を含む。内壁１２８は、丸形の中央開口部を画定する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、上部プレート１０５、下部プレート１０７、及びスペーサ１１４のうちの少なくとも１つは、回転磁気ハウジング１０４の温度プロファイルを制御するために熱交換器（図示せず）に連結された１つ又は複数のチャネル（図示せず）を含む。スペーサ１１４の外壁１６２は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのポリマー材料を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、外壁１６２は、ポリマー材料のシートである。スペーサ１１４の外壁１６２のポリマー材料により、回転磁気ハウジング１０４は、処理空間１２６の中心軸１０３を中心にスペーサ１１４の周りを回転できるようになる。
［００２９］回転磁気ハウジング１０４は、複数の保持ブラケット１２９を含む。複数の保持ブラケット１２９の各保持ブラケットは、各保持ブラケット１２９の間の距離ｄで回転磁気ハウジング１０４内に配置される。複数の保持ブラケット１２９により、複数の磁石１４３を、回転磁気ハウジング１０４内に配置し又は回転磁気ハウジング１０４から取り外すことができるようになる。１つの実施形態では、複数の磁石１４３の各磁石１４３は、複数の磁石１４３の各磁石１４３の間のピッチｐで保持ブラケット１２９に保持される。ピッチｐは、複数の磁石１４３の隣接する各磁石１４３の間の距離に対応する。ピッチｐは、回転磁気ハウジング１０４を回転させることによって生成される磁場を調整する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、保持ブラケット１２９の各々は、トラック１３１に連結される。保持ブラケット１２９は、保持ブラケット１２９の各々がトラック１３１に沿って半径方向にスライドして、磁石１４３の各々から処理空間１２６の中心軸１０３までの水平距離１３３を変化させるように動作可能である。
［００３０］図１Ｃに示すように、電磁石ハウジング１７２を備えた電磁石ハウジングシステム１７０は、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの外側に配置される。電磁石ハウジング１７２は、上部プレート１７３、上部プレート１７３に対向して配置された下部プレート１７４、内側壁１７６、内側壁１７６に対向して配置された外側壁１７５、及びハウジングリフトシステム１６８を含む。内壁１２８は、丸形の中央開口部を画定する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、上部プレート１７３、下部プレート１７４、及びスペーサ１１４のうちの少なくとも１つは、電磁石ハウジング１７２の温度プロファイルを制御するために熱交換器（図示せず）に連結された１つ又は複数のチャネル（図示せず）を含む。導電性ワイヤ１７８は、電磁石ハウジング１７２内に配置され、１回以上スペーサ１１４の周りに巻かれて、スペーサ１１４を取り囲む単一の電磁石を形成する。電源１８０は、導電性ワイヤ１７８に連結されて、処理空間１２６の周りの円形路において電流を流す。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、導電性ワイヤ１７８の少なくとも１つの巻き（ｔｕｒｎ）は、トラック１８１に連結される。トラック１８１が作動され、トラック１８１のうちの１つに連結された導電性ワイヤ１７８の各巻きが、半径方向にトラック１８１に沿ってスライドし、導電性ワイヤ１７８から処理空間１２６の中心軸１０３までの水平距離１３３を変化させるよう動作可能となる。図１Ｅに示されるように、導電性ワイヤ１７８は、スペーサ１１４内に配置され、処理空間１２６の周囲に１回以上巻かれる。
［００３１］図１Ｂに示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、回転磁気ハウジング１０４の第１の半部分１３７（例えば、約１８０度を包含する）は、磁石１４３を有し、Ｎ極１４１が処理空間１２６に向かって配向されており、回転磁気ハウジング１０４の第２の半部分１３９（例えば、約１８０度を包含する）は、磁石１４３を有し、Ｓ極１４５が処理空間１２６とは逆に配向されている。図３Ｂに示すように、逆に配向された磁石１４３を有する第１の半部分１３７及び第２の半部分１３９により、密度プロファイル３０１のピーク３０３をシフトすることが提供される。磁石１４３の反対の極性により、磁石１４３を介して生成された磁場（Ｂ－ｆｉｅｌｄ）が歪む。磁場の歪みにより、密度プロファイル３０１のピーク３０３がシフトする。ピーク３０３のシフトは、プラズマシースのシフトに対応する。回転磁気ハウジング１０４の回転は、基板１６５の、歪んだプラズマシースのイオン及びラジカルへのより均一な曝露を容易にする。
［００３２］回転磁気ハウジング１０４は、ハウジング駆動システム１１５に連結される。ハウジング駆動システム１１５は、ベルト１４７及びモータ１４９を含む。回転磁気ハウジング１０４は、回転磁気ハウジング１０４の外側壁１１３に形成された複数の溝１５１を含む。複数の溝１５１の各溝は、ベルト１６１の複数のラグ１５５のうちの１つのラグ１５５に対応する。ベルト１６１は、回転磁気ハウジング１０４の周囲に配置されるように構成され、ブラシレスＤＣ電気モータのようなモータ１４９に連結される。ハウジング駆動システム１１５は、ある回転速度で処理空間１２６の中心軸１０３を中心として回転磁気ハウジング１０４を回転させるように構成されている。回転速度は、修正された磁場から生じる基板１６５の電流を制御する。１つの例では、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの各々が、個々のハウジング駆動システム１１５を含むことが企図される。別の例では、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの各々がハウジング駆動システム１１５を共有することが企図される。
［００３３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、図１Ｃ及び図１Ｅのいくつかの実施形態では、導電性ワイヤ１７８は、導電性ワイヤ１７８のコア材料の空隙のうちの少なくとも１つ、コア材料の変化する断面積、及び導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の変化する距離を含む。導電性ワイヤ１７８の第１の半部分（例えば、約１８０度を包含する）のコア材料は、導電性ワイヤ１７８の第２の半部分（例えば、約１８０度を包含する）よりも多くの空隙を有しうる。導電性ワイヤ１７８の第１の半部分のコア材料は、導電性ワイヤ１７８の第２の半部分の断面積よりも大きい断面積を有しうる。第１の半部分の導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の距離は、第２の半部分の導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の距離よりも小さくてもよい。導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の空隙、断面積、及び距離のうちの少なくとも１つの調整により、導電性ワイヤ１７８を通って流れる電流を介して生成された磁場が歪む。電流が円形に流れることにより、基板１６５を、歪んだプラズマシースのイオン及びラジカルにより均一に曝露することが容易になる。
［００１００］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる、図１Ｃ及び図１Ｅの他の実施形態では、電磁石ハウジング１７２（図１Ｃ）及び電磁石システム１７１（図１Ｅ）は、２つ以上の導電性ワイヤ１７８を含む。電磁石ハウジング１７２の導電性ワイヤ１７８の各々は、電磁石ハウジング１７２のそれぞれの部分に配置される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、導電性ワイヤ１７８は、電磁石ハウジング１７２内で互いに等間隔に配置される。電磁石システム１７１の導電性ワイヤ１７８の各々は、スペーサ１１４のそれぞれの部分に配置される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、導電性ワイヤ１７８は、スペーサ１１４内で互いに等間隔に配置される。電源１８０（図１Ｄに示されるように、１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、及び１８０ｄ）は、導電性ワイヤ１７８の各々に個別に連結される。電気的に動作可能な電源１８０は、コントローラ１６４に接続可能である。コントローラ１６４は、電源１８０の各々を順次オン／オフし、同時に電源１８０の各々をオン／オフして、導電性ワイヤ１７８の各々への電力供給を制御するよう動作可能である。同時に、電源１８０の各々をオフにすることにより、電磁石によって生成される磁場の分路が可能になる。１つの例では、第１の導電性ワイヤは、半円状に１回以上巻かれ、第１の電磁石を形成するために、処理空間１２６の第１の半部分に対応する電磁石ハウジング１７２（図１Ｃ）又はスペーサ１１４（図１Ｅ）の第１の半部分に配置される。第２の導電性ワイヤは、半円状に１回以上巻かれ、第２の電磁石を形成するために、処理空間１２６の第２の半部分に対応する電磁石ハウジング１７２（図１Ｃ）又はスペーサ１１４（図１Ｅ）の第２の半部分に配置される。第１及び第２の電磁石は、反対の極性を有しうる。
［００３４］図１Ｄに示すように、電磁石ハウジングシステム１７０の概略上面図であり、１つの例では、第１の導電性ワイヤ１７８ａは、９０度以下の角度円弧を有する半円に１回以上巻かれ、処理空間１２６の第１の象限１２６ａに対応する電磁石ハウジング１７２の第１の象限１７９ａに配置されて、第１の電磁石を形成する。第２の導電性ワイヤ１７８ｂは、９０度以下の角度円弧を有する半円に１回以上巻かれ、処理空間１２６の第２の象限１２６ｂに対応する電磁石ハウジング１７２の第２の象限１７９ｂに配置されて、第２の電磁石を形成する。第３の導電性ワイヤ１７８ｃは、９０度以下の角度円弧を有する半円に１回以上巻かれ、処理空間１２６の第３の象限１２６ｃに対応する電磁石ハウジング１７２の第３の象限１７９ｃに配置されて、第３の電磁石を形成する。第４の導電性ワイヤ１７８ｄは、９０度以下の角度円弧を有する半円に１回以上巻かれ、処理空間１２６の第４の象限１２６ｄに対応する電磁石ハウジング１７２の第４の象限１７９ｄに配置されて、第４の電磁石を形成する。第１、第２、第３、及び第４の電磁石は、交互の極性を有しうる。
［００３５］ハウジング駆動システム１１５及び回転磁気ハウジング１０４は、ハウジングリフトシステム１６８に連結される。ハウジング駆動システム１１５と回転磁気ハウジング１０４とをハウジングリフトシステム１６８に連結することにより、基板１６５に対する回転磁気ハウジング１０４の垂直調整が容易になる。電磁石ハウジング１７２をハウジングリフトシステム１６８に連結することにより、基板１６５に対する電磁石ハウジング１７２の垂直調整が容易になる。例えば、磁石１４３の各々の中心を通って基板１６５まで形成される平面によって画定される垂直距離１３５は、対応するチャンバ１０１ａ又は１０１ｂ内に維持されるプラズマの特性を調整するために、増加又は減少させることができる。例えば、導電性ワイヤ１７８の中心を通って形成される平面によって画定される垂直距離１８２は、対応するチャンバ１０１ａ又は１０１ｂ内に維持されるプラズマの特性を調整するために、増加又は減少させることができる。ハウジングリフトシステム１６８は、回転磁気ハウジング１０４及びハウジング駆動システム１１５を同時に昇降させるように動作可能であるが、個々の作動も企図される。基板１６５からの垂直距離１３５、１８２を昇降させることで、基板１６５までのプラズマシースの距離の調整を行い、よって、イオン及びラジカルの濃度の移動を制御して、堆積又はエッチングされた膜の均一性及び応力などの特性を制御する。垂直作動を容易にするために、ハウジングリフトシステム１６８は、取付板１１２に対する垂直作動を容易にするために、電気モータ、ステッピングモータ、ねじ付きロッドを含むスクリュードライバなどの１つ又は複数のアクチュエータを含みうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、モータ１４９は、マウント１５７によってハウジングリフトシステム１６８に連結される。
［００３６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、外側壁１１３、１７５は、厚さ１５９を有する。外側壁１１３、１７５の材料及び厚さ１５９は、外側壁１１３、１７５の透磁率を制御することによって、処理空間１２６への磁場の閉じ込めをもたらす。図１Ｅに示されるように、導電性ワイヤ１７８と位置合わせされ、スペーサ１１４の外壁１６２に連結されたシールド１８４の材料及び厚さは、処理空間１２６への磁場の閉じ込めをもたらす。処理空間１２６への磁場の閉じ込めは、隣接する処理チャンバの近接する処理空間への磁場の影響を緩和し、したがって、プロセス均一性を改善する。図１Ａ及び図１Ｃに示されるように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、作動シールド１８６を含み、その作動シールド１８６は、作動シールド１８６の本体１８８の開口部１９０が導電性ワイヤ１７８及び磁石１４３のうちの１つと位置合わせされるように昇降するよう動作可能である。図１Ｅに示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、チャンバ１０１ａ、１０１ｂは、導電性ワイヤと位置合わせされたシールド１９２の本体１９４の開口部１９６を有するシールド１９２を含む。作動シールド１８６及びシールド１９２の材料及び厚さは、処理空間１２６への磁場の閉じ込めをもたらす。
［００３７］図２は、ＰＥＣＶＤチャンバの処理空間１２６内に形成されたプラズマの密度プロファイル３０１を制御する方法２００のフロー図である。説明を容易にするために、図２は、図１Ａ－１Ｅを参照して説明されることになる。しかしながら、システム１００以外のＰＥＣＶＤシステムが、方法２００と併せて利用され、回転磁気ハウジングシステム１０２以外の磁気ハウジングアセンブリが、方法２００と併せて利用されうることに留意されたい。
［００３８］工程２０１において、基板１６５は、基板支持体１３０の支持面１３４上に配置される。１つの実施形態では、基板は、チャンバ本体１１０を通して形成され、基板支持体１３０上に配置されたスリットバルブ１３８を通して、チャンバ１０１ａ、１０１ｂ内に移送される。次いで、基板支持体１３０は、基板支持駆動システム１３６によって、処理空間１２６内の上昇した処理位置まで上昇する。
［００３９］工程２０２では、ある流量で、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの処理空間１２６内に、１つ又は複数のガスが供給される。１つの実施形態では、流量コントローラ１４２は、１つ又は複数のガス源１４４からディフューザー１４６に１つ又は複数のガスを供給する。１つ又は複数のガスは、混合され、ディフューザー１４６の複数の孔又はノズルを通して処理空間１２６に注入される。１つの実施形態では、１つ又は複数のガスは、ディフューザー１４６に連続的に供給され、ディフューザー１４６内で混合され、処理空間１２６内に注入される。別の実施形態では、ポンプ１５０は、処理空間内の圧力を維持する。ポンプ１５０は、両方のチャンバ１０１ａ、１０１ｂに連結されているように図１Ａに示されるが、チャンバ１０１ａ、１０１ｂの各々が、個別のポンプ１５０を利用してもよいと考えられる。
［００４０］工程２０３において、ＲＦ電力が、１つ又は複数のガスの混合物に印加される。１つの実施形態では、ＲＦ源１５４は、基板支持体１３０にＲＦエネルギーを供給して、基板支持体１３０とガス分配アセンブリ１２２のディフューザー１４６との間の容量結合プラズマの発生を容易にする。ＲＦ電力は、電極１５６に供給され、ディフューザー１４６と基板支持体１３０との間に電場が生成され、基板支持体１３０とディフューザー１４６との間の処理空間１２６に存在するガスの原子がイオン化され、電子を放出する。イオン化された原子は、基板支持体１３０に加速されて、基板支持体１３０上に配置された基板１６５上への膜の堆積又はエッチングを容易にする。
［００４１］工程２０４では、処理空間１２６内に形成されたプラズマの密度プロファイル３０１が調整される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、回転磁気ハウジングシステム１０２の回転磁気ハウジング１０４は、ハウジング駆動システム１１５を介して、ある回転速度で処理空間１２６の中心軸１０３を中心として回転する。回転速度、磁石１４３の各々から中心軸１０３までの水平距離１３３、及び磁石１４３の各々の中心から基板１６５までの垂直距離１３５のうちの少なくとも１つは、工程２０４中に調整されうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、電流は、円形路で導電性ワイヤ１７８に供給される。垂直距離１３５は、回転磁気ハウジング１０４及び基板支持体１３０の少なくとも１つを昇降させることによって調整されうる。回転磁気ハウジング１０４は、動的磁場を生成する。磁場は、プラズマの形状、イオン及びラジカルの濃度、並びにイオン及びラジカルの濃度の移動を修正して、プラズマの密度プロファイル３０１、イオン密度３０２、及び直径を制御する。プラズマの密度プロファイル３０１、イオン密度３０２、及び直径を制御することにより、堆積膜の均一性及び特性が調整される。複数の磁石１４３の各磁気は、複数の磁石１４３の各磁気の間にピッチｐで保持ブラケットに保持される。ピッチｐは、複数の磁石１４３の各隣接する磁石の間の距離に対応する。ピッチｐは、回転磁気ハウジング１０４を回転させることによって生成される磁場を調整する。垂直距離１３５を調整することにより、基板に対するプラズマシースの距離が修正され、したがって、イオン及びラジカルの濃度の移動が制御されて、堆積された膜の均一性及び応力などの特性が制御される。
［００４２］別の実施形態では、電流、電力、導電性ワイヤ１７８から中心軸１０３までの水平距離１３３、及び導電性ワイヤ１７８の各々の中心から基板１６５までの垂直距離１８２のうちの少なくとも１つが、工程２０４中に調整されうる。垂直距離１８２は、電磁石ハウジング１７２及び基板支持体１３０の少なくとも１つを昇降させることによって調整されうる。電磁石ハウジング１７２は、動的磁場を生成する。磁場は、プラズマの形状、イオン及びラジカルの濃度、並びにイオン及びラジカルの移動を修正して、密度プロファイル３０１、イオン密度３０２、及びプラズマの直径を制御する。プラズマの密度プロファイル３０１、イオン密度３０２、及び直径を制御することにより、堆積膜の均一性及び特性が調整される。垂直距離１８２を調整することにより、基板に対するプラズマシースの距離が修正され、したがって、イオン及びラジカルの移動が制御されて、堆積された膜の均一性及び応力などの特性が制御される。
［００４３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、工程２０４において、回転磁気ハウジング１０４の第１の半部分１３７及び第２の半部分１３９は、逆に配向された磁石１４３を有する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、工程２０４において、導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の空隙、断面積、及び距離のうちの少なくとも１つが調整されうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、工程２０４において、反対又は交互の極性を有する２つ以上の電磁石に、電力が順次供給される。
［００４４］いくつかの実施形態では、基板支持駆動システム１３６は、基板支持体１３０を、処理空間１２６の中心軸１０３の周りをある回転速度で回転させる。磁石１４３の強度は、処理される基板の表面の上の所望の半径方向位置にプラズマプロファイルのピークを位置決めするように選択される。逆に配向された磁石１４３を含む実施形態では、磁石１４３を介して生成される磁場は歪む。導電性ワイヤ１７８の各巻きの間の空隙、断面積、及び距離のうちの少なくとも１つの調整を含む実施形態では、導電性ワイヤ１７８を通る電流の流れを介して生成される磁場は歪む。反対又は交互の極性を有する２つ以上の電磁石に電力を順次供給することを含む実施形態では、導電性ワイヤ１７８を通る電流の流れを介して生成される磁場は歪む。磁場の歪みは、プラズマシースのピークをシフトさせる。しかしながら、処理中に、磁石１４３の回転及び処理体積１２６の周りの円形路内の導電性ワイヤ１７８を通って流れる電流は、基板の、歪んだプラズマシースのイオン及びラジカルへのより均一な曝露を容易にする。他の実施形態では、基板が回転し、均一な堆積プロファイルをもたらす。対照的に、従来のプロセスは、ピークが基板の上に中心を置くプラズマプロファイルを利用する。このような構成は、基板の半径方向外側エッジに対する基板の中心におけるイオン密度の増加のために、基板の回転を伴っても、不均一な堆積（例えば、中心が重い堆積）をもたらす。
［００４５］本開示の態様が、永久磁石、電磁石、又はこれらの組合せとともに利用されうると考えられる。加えて、磁石が交互の極性の構成で配置されてもよく、又は同様に配向された極性の磁石が約１８０度を包含するグループなどのグループで配置されてもよいと考えられる。
［００４６］要するに、磁気及び電磁石システム、並びにＰＥＣＶＤチャンバの処理空間内に形成されたプラズマの密度プロファイルを制御する方法が、本明細書に記載される。１つの実施形態では、回転磁気ハウジングは、静磁場又は動磁場を生成するために、処理空間の中心軸を中心として回転するように構成される。磁場は、プラズマの密度プロファイルを制御するために、プラズマの形状、イオン及びラジカルの濃度、並びにイオン及びラジカルの濃度の移動を修正する。プラズマの密度プロファイルを制御することにより、堆積又はエッチングされた膜の均一性と特性を調整する。
［００４７］上記は、本開示の実施例を対象としているが、本開示の他の実施例及び更なる実施例が、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

  1. 回転磁気ハウジングであって、
    上部プレート、
    外側壁、
    丸形の中央開口部を画定する内側壁、及び
    下部プレート
    を備える回転磁気ハウジングと、
    前記回転磁気ハウジング内に配置された複数の保持ブラケットと
    を備える、システムであって、
    前記複数の保持ブラケットの各保持ブラケットが、各保持ブラケットの間の距離ｄで前記回転磁気ハウジング内に配置され、
    各保持ブラケットが、前記回転磁気ハウジングの前記上部プレートに連結された上面と、前記回転磁気ハウジングの前記下部プレートに連結された下面とを有し、
    前記複数の保持ブラケットが、その内部に取り外し可能に配置された複数の磁石を有し、前記複数の磁石の各磁石が、前記複数の磁石の各磁石の間のピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、前記複数の磁石は、前記回転磁気ハウジングが前記丸形の中央開口部を中心として回転するときに、円形路を走行するように構成される、
    システム。
  2. 前記回転磁気ハウジングが駆動システムに連結され、前記駆動システムが、
    ベルトに連結されたモータ
    を備え、前記ベルトが、前記回転磁気ハウジングの周囲に配置され、前記ベルトが複数のラグを有し、各ラグが、前記回転磁気ハウジングの前記外側壁の複数の溝のうちの１つの溝に対応する、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記駆動システム及び前記回転磁気ハウジングが、前記回転磁気ハウジング及び前記駆動システムを昇降させるように動作可能なハウジングリフトシステムに連結される、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記回転磁気ハウジングが、チャンバの外側壁に連結可能である、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記保持ブラケットがトラックに連結され、前記保持ブラケットが前記トラックの上を移動するように作動される、請求項１に記載のシステム。
  6. チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    ガス分配アセンブリを有するチャンバリッドと、
    処理空間を画定するために前記ガス分配アセンブリの反対側に配置された基板支持体であって、前記処理空間が中心軸を有する、基板支持体と、
    前記基板支持体内に配置された電極に連結されるように動作可能な高周波（ＲＦ）源と、
    前記チャンバに連結された回転磁気ハウジングを有する回転磁気ハウジングシステムと
    を備え、前記回転磁気ハウジングが、
    上部プレート、
    外側壁、
    丸形の中央開口部を画定する内側壁、
    下部プレート、及び
    前記回転磁気ハウジング内に配置された複数の保持ブラケット
    を備え、
    前記複数の保持ブラケットの各保持ブラケットが、各保持ブラケットの間の距離ｄで前記回転磁気ハウジング内に配置され、
    各保持ブラケットが、前記回転磁気ハウジングの前記上部プレートに連結された上面と、前記回転磁気ハウジングの前記下部プレートに連結された下面とを有し、
    前記複数の保持ブラケットが、その内部に取り外し可能に配置された複数の磁石を有し、前記複数の磁石の各磁石が、前記複数の磁石の各磁石の間のピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、前記複数の磁石は、前記回転磁気ハウジングが前記丸形の中央開口部を中心として回転するときに、円形路を走行するように構成される、
    チャンバ。
  7. チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    ガス分配アセンブリを有するチャンバリッドと、
    処理空間を画定するために前記ガス分配アセンブリの反対側に配置された基板支持体であって、前記処理空間が中心軸を有する、基板支持体と、
    前記基板支持体内に配置された電極に連結されるように動作可能な高周波（ＲＦ）源と、
    前記チャンバに連結された回転磁気ハウジングを有する回転磁気ハウジングシステムと
    を備え、前記回転磁気ハウジングが、
    上部プレート、
    外側壁、
    丸形の中央開口部を画定する内側壁、
    下部プレート、及び
    前記回転磁気ハウジング内に配置された複数の保持ブラケット
    を備え、
    前記複数の保持ブラケットの各保持ブラケットが、各保持ブラケットの間の距離ｄで前記回転磁気ハウジング内に配置され、
    前記複数の保持ブラケットが、その内部に取り外し可能に配置された複数の磁石を有し、前記複数の磁石の各磁石が、前記複数の磁石の各磁石の間のピッチｐでそれぞれの保持ブラケットに保持され、前記複数の磁石は、前記回転磁気ハウジングが前記丸形の中央開口部を中心として回転するときに、円形路を走行するように構成され、
    前記回転磁気ハウジングの前記内側壁が、チャンバスペーサの外壁に連結され、前記チャンバスペーサが、
    前記チャンバ本体の取付板に連結された第１のフランジと、
    前記チャンバリッドに連結された第２のフランジと
    を有する、
    チャンバ。
  8. 前記回転磁気ハウジングが、駆動システムに連結され、前記駆動システムが、ベルトに連結されたモータ
    を備え、前記ベルトが、前記回転磁気ハウジングの周囲に配置され、前記ベルトが複数のラグを有し、各ラグが、前記回転磁気ハウジングの前記外側壁の複数の溝のうちの１つの溝に対応する、請求項７に記載のチャンバ。
  9. 前記駆動システム及び前記回転磁気ハウジングが、前記回転磁気ハウジング及び前記駆動システムを昇降させるように動作可能なハウジングリフトシステムに連結される、請求項８に記載のチャンバ。
  10. 前記チャンバスペーサの前記外壁が、ポリマー材料を含む、請求項７に記載のチャンバ。
  11. 前記回転磁気ハウジングが、前記基板支持体に連結され、前記基板支持体が、前記処理空間の前記中心軸を中心として前記基板支持体を回転させるように構成された基板支持駆動システムに連結される、請求項６に記載のチャンバ。
  12. 前記保持ブラケットが、トラックに連結され、前記保持ブラケットが、前記トラック上を移動するように作動される、請求項６に記載のチャンバ。
  13. チャンバ本体と、
    ガス分配アセンブリを有するチャンバリッドと、
    処理空間を画定するために前記ガス分配アセンブリの反対側に配置された基板支持体であって、前記処理空間が中心軸を有する、基板支持体と、
    前記基板支持体内に配置された電極に連結されるように動作可能な高周波（ＲＦ）源と、
    前記チャンバに連結された電磁石ハウジングを有する電磁石磁気ハウジングシステムと
    を備える、チャンバであって、前記電磁石ハウジングが、
    上部プレート、
    外側壁、
    丸形の中央開口部を画定する内側壁、
    下部プレート、及び
    ２つ以上の導電性ワイヤ
    を備え、前記導電性ワイヤの各々が前記電磁石ハウジングのそれぞれの部分に１回以上巻かれ、前記導電性ワイヤの各々が電源に個別に接続されるように動作可能であり、
    前記電磁石ハウジングの前記内側壁が、チャンバスペーサの外壁に連結され、前記チャンバスペーサが、
    前記チャンバ本体の取付板に連結された第１のフランジと、
    前記チャンバリッドに連結された第２のフランジと
    を有する、
    チャンバ。
  14. 前記２つ以上の導電性ワイヤが、交互の極性を有する、請求項１３に記載のチャンバ。
  15. 前記２つ以上の導電性ワイヤが、前記電磁石ハウジング内で互いに等間隔に配置される、請求項１３に記載のチャンバ。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200130490A (ko) 2018-04-09 2020-11-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 패터닝 애플리케이션들을 위한 탄소 하드 마스크들 및 이와 관련된 방법들
US11959174B2 (en) 2020-02-28 2024-04-16 Applied Materials, Inc. Shunt door for magnets in plasma process chamber
US20220122866A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-21 Applied Materials, Inc. Magnetic holding structures for plasma processing applications

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005503648A (ja) 2001-09-14 2005-02-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマリアクタ・コイルマグネット・システム
JP2008282790A (ja) 2007-05-10 2008-11-20 Semes Co Ltd プラズマを利用して基板を処理する装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5660744A (en) * 1992-03-26 1997-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma generating apparatus and surface processing apparatus
JP3124204B2 (ja) * 1994-02-28 2001-01-15 株式会社東芝 プラズマ処理装置
US6014943A (en) * 1996-09-12 2000-01-18 Tokyo Electron Limited Plasma process device
JP3582287B2 (ja) * 1997-03-26 2004-10-27 株式会社日立製作所 エッチング装置
JP2000268995A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ処理装置
US6173673B1 (en) * 1999-03-31 2001-01-16 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for insulating a high power RF electrode through which plasma discharge gases are injected into a processing chamber
JP3892996B2 (ja) * 1999-09-02 2007-03-14 東京エレクトロン株式会社 マグネトロンプラズマ処理装置
JP4285853B2 (ja) * 1999-09-08 2009-06-24 東京エレクトロン株式会社 処理方法
JP2001156044A (ja) 1999-11-26 2001-06-08 Tokyo Electron Ltd 処理装置及び処理方法
US6863835B1 (en) 2000-04-25 2005-03-08 James D. Carducci Magnetic barrier for plasma in chamber exhaust
US6494986B1 (en) * 2000-08-11 2002-12-17 Applied Materials, Inc. Externally excited multiple torroidal plasma source
JP4812991B2 (ja) * 2001-09-20 2011-11-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2003234331A (ja) 2001-12-05 2003-08-22 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置
JP4377698B2 (ja) * 2002-04-08 2009-12-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
US20050211383A1 (en) * 2002-08-21 2005-09-29 Koji Miyata Magnetron plasma-use magnetic field generation device
US6830939B2 (en) * 2002-08-28 2004-12-14 Verity Instruments, Inc. System and method for determining endpoint in etch processes using partial least squares discriminant analysis in the time domain of optical emission spectra
US7556718B2 (en) * 2004-06-22 2009-07-07 Tokyo Electron Limited Highly ionized PVD with moving magnetic field envelope for uniform coverage of feature structure and wafer
JP4412661B2 (ja) * 2004-10-15 2010-02-10 信越化学工業株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20060177600A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 Applied Materials, Inc. Inductive plasma system with sidewall magnet
JP6006547B2 (ja) 2011-07-06 2016-10-12 ミネベア株式会社 照明装置及びこれに用いるレンズシート
US9991101B2 (en) 2014-07-29 2018-06-05 Applied Materials, Inc. Magnetron assembly for physical vapor deposition chamber
US9646843B2 (en) * 2014-12-08 2017-05-09 Applied Materials, Inc. Tunable magnetic field to improve uniformity
US9852893B2 (en) 2015-04-03 2017-12-26 Tokyo Electron Limited Dipole ring magnet assisted microwave radial line slot antenna plasma processing method and apparatus
US20170040140A1 (en) 2015-08-06 2017-02-09 Seagate Technology Llc Magnet array for plasma-enhanced chemical vapor deposition
CN108010718B (zh) * 2016-10-31 2020-10-13 北京北方华创微电子装备有限公司 磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备
KR20220046655A (ko) * 2019-08-16 2022-04-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 회전식 자기 하우징을 이용하는 튜닝가능 균일성 제어

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005503648A (ja) 2001-09-14 2005-02-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマリアクタ・コイルマグネット・システム
JP2008282790A (ja) 2007-05-10 2008-11-20 Semes Co Ltd プラズマを利用して基板を処理する装置

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