KR100733992B1 - 바이폴라 ｅｓｃ 시스템의 동적 플라즈마 처리를 위한 방법및 장치 - Google Patents

바이폴라 ｅｓｃ 시스템의 동적 플라즈마 처리를 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

상기 개시는 일반적으로 플라즈마 반응기 내부의 정전기 척 상에 기판을 배치하는 단계, DC 전압을 상기 척에 제공하는 단계로서, 그 DC 전압은 기판 상에 정전기 전하 성장을 형성하는 단계, 그 기판을 플라즈마 에칭하는 단계, 그 DC 전압을 그 척에 단절시키는 단계, 및 그 챔버 내에서 가변 RF 신호를 방전함으로써 그 기판상의 상기 정전기 전하 성장을 방해하는 단계를 포함하는 상기 플라즈마 반응기에서 그 기판을 플라즈마 에칭하는 방법에 관한 것이다.
플라즈마 반응기, 척, 챔버, 가변 RF 신호, 플라즈마 에칭

Description

바이폴라 ＥＳＣ 시스템의 동적 플라즈마 처리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DYNAMIC PLASMA TREATMENT OF BIPOLAR ESC SYSTEM}
이 개시는 유사한 소자들이 유사하게 표시된 다음의 한정되지 않고 예시적인 설명에 참조하여 기재된다.
도 1A는 기판상에 2개의 보드들을 연결하는 브릿지를 도시한다.
도 1B는 상기 기판의 표면에서 전하 분포를 개략적으로 도시한다.
도 1C는 2개의 보드들을 연결하는 브릿지 라인 상의 불균형한 전하 분포를 도시한다.
도 1D는, 일단 정전기 방전이 척으로부터 제거되면 초래되는 불균형 분포를 개략적으로 도시한다.
도 1E는 2개의 금속 보드들 간의 브릿지에 마이크로-아크를 개략적으로 도시한다.
도 1F는 도 1E에 도시된 마이크로-아크에 의해 유발되는 결함을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장치의 개략적인 표현이다.
도 3A는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 척 및 웨이퍼의 개략적인 표현이다.
도 3B는, RF가 턴오프될 때 상기 웨이퍼(315) 및 척(320)에 의해 형성된 회 로를 도시한 개략적인 회로도이다.
도 3C는, RF가 턴온될 때 상기 웨이퍼(315) 및 상기 척(320)에 의해 형성된 회로를 도시한 개략적인 회로도이다.
도 3D는, RF가 턴온될 때 중성 처리를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시퀀스의 단계들을 그래프로 도시한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
101: 브릿지
102: 보드들
210: 플라즈마 챔버
220: 척
235: 밸브들
240: 가스원들
본 출원은 여기에 전체로 포함된, 2005년7월20일자로 출원된 가출원 제60/700,731호의 우선일을 청구한다.
반도체 집적 회로 마이크로전자 제조는 반도체 기판들 상에 복잡한 지형적인 패턴들로 금속 라인들을 증착함으로써 형성된다. 제조 집적 레벨들이 증가하고 집 적 회로 장치와 패터닝된 도전체 층 디멘죤들이 감소함에 따라, 인접한 라인들 간의 공간도 또한 감소하였다. 유전체 층들을 증착할 때의 중요한 도전은 높은 영상비를 넘어 보이드 없는 갭필(gapfill) 능력을 제공하는 것이다. 다른 도전은 적당한 정밀로 기판에 금속 라인들 또는 다른 층들을 증착하는 것이다.
이들 요구들에 처리하기 위해, 종래의 방법들은 진공 플라즈마 프로세서들과 기판을 위치에서 유지하기 위한 정전기로 충전된 척들을 사용한다. 종래의 플라즈마 프로세서들은 일반적으로 기판을 고정하기 위한 척을 갖는 진공 챔버를 포함한다. 기판은 플라즈마 에칭되고 다른 플라즈마는 증착되는 척의 표면 꼭대기에 배치된다. 에칭과 증착은 RF 필드를 가스에 인가하면서 하나 이상의 가스들로부터 플라즈마 챔버로 형성된 낮은 임피던스 플라즈마에 의해 구현된다. 다른 가스들은, 예를 들면, 열 이송 매체로서 기능하고 챔버의 열적 전도성을 개선하기 위해 챔버로 유입될 수 있다. 처리하는 동안 기판의 임의의 이동을 방지하기 위해, 기판은, 열 이송 가스의 압력이 기판을 이동시키지 않도록 척에 고정되어야 한다. 종래에는, 기판은 정전기력을 통해 척에 고정된다. 즉, 척은 그 위에 정전기 전하를 형성하기 위해 DC 전압으로 활성화된다. 기판이 일반적으로 반도체 재료이라는 점에서, 정전기 전하는 척으로부터 기판의 표면으로 전송된다.
이러한 시스템들에서, 불균형 전하 분포는, 바이폴라 정전기 척이 사용될 때 이온 방해로부터 도래한다. 즉, 과부하 방전 방해 전류는 2개의 금속 보드들 간에 배치된 연결 브릿지에서 발생할 것이다. 과부하는 금속 라인에서 분열을 유발시킬 것이다. 게다가, 막 두께가 에너지를 흡수하거나 억제하는데 충분히 크지 않으면, 폭발력은 금속 라인을 파괴하는 금속 보드들 사이에 발생할 수 있다. 이 결함은 마이크로-아크(micro-arcing)라 한다.
마이크로-아크는 일반적으로 정전기로 전하된 척으로부터 기판을 제거하거나 디-척크(de-chuck)할 때 발생한다. 마이크로-아크를 처리하기 위해, 종래의 기술은 디-척킹 전압을 기판을 척에 고정시키는데 사용된 동일한 전압 극성을 갖는 단일극성 전극에 적용하는 것을 요구한다. 디-척킹 전압은 기판과 척 간의 인력이 있는 정전기력을 최소화하기 위해 척킹 전압과는 다른 크기를 갖는다. 이러한 방법에 관하여, 디-척킹 전압의 최적 전압은 실험적으로 또는 기판이 척 상에 장착됨에 따라 생성되는 전류 펄스의 크기를 감시함으로써 결정된다.
전류 펄스의 크기 감시는, 기판이 유리 또는 다른 유전체 재료인 상황들에는 적용할 수 없다. 게다가, 디-척킹 전압의 실험적인 결정은 시간-소모, 부정확하고 비효과적인 것으로 결정되어왔다. 따라서, 플라즈마 척으로부터 기판의 간단하고, 효과적이고 저렴한 디-척킹을 가능케 하는 방법 및 장치에 대한 필요성이 있다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 플라즈마 챔버 내의 척 상에 기판을 배치함으로써 상기 플라즈마 챔버에 있는 기판을 플라즈마 에칭하는 방법에 관한 것이며, 상기 척은 상기 기판에 바이폴라 정전기 전하를 제공하도록 적응될 수 있다. 상기 척은 상기 기판상에 정전기 전하 성장을 형성하는 충전된 척일 수 있으며, 그 다음에, 상기 기판의 플라즈마 에칭이 발생할 것이다. 에칭이 완료되면, 상기 척에 대한 정전기 전하는 제거될 수 있다. 임의의 정전기 전하 성장은 상기 플라즈마 챔 버 내에서 가변 주파수의 RF 신호를 도입함으로써 본 발명의 하나의 실시예에 따라 방전될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 플라즈마를 수용하기 위한 내부 영역을 갖는 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 에칭 장치에 관한 것이다. 정전기 척은 상기 챔버의 상기 내부 영역에 배치될 수 있다. 상기 척은 웨이퍼를 수용하기 위한 표면을 포함하며, 상기 척은 정전기 전하를 상기 웨이퍼에 통신하도록 구성된다. 도전성 코일은 내부에 RF 주파수를 제공하기 위해 상기 챔버 내에 배치될 수 있다. 상기 도전성 코일과 통신하는 RF 소스는 상기 처리 챔버 내에서 플라즈마 환경을 중성하기 위해 가변 RF 전력을 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 플라즈마 에칭 챔버에 있는 웨이퍼를 에칭하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 내부에 배치된 정전기 척을 플라즈마 챔버에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 척은 적어도 하나의 전극을 포함할 수 있다. 상기 기판은 상기 척에 배치되거나 DC 전압원에 의해 공급되는 정전기력에 의해 마주보고 상기 척에 고정될 수 있다. 상기 기판은 에칭되거나 상기 챔버에 있으면서 플라즈마로 처리될 수 있다. 상기 DC 전압 공급을 상기 전극에 단절할 때 상기 정전기 전하 성장은 상기 챔버 내부에 가변 주파수의 RF를 유입시킴으로써 처리될 수 있다.
도 1A 내지 도 1F는 척에 고정된 기판상에 전류를 방해하는 바이폴라 정전기 방전을 개략적으로 도시한다. 구체적으로, 도 1A는 기판상에 보드들(boards)(102) 을 연결하는 브릿지(101)를 도시한다. 도시되지 않았지만, 상기 기판은 정전기력들을 통해 척에 고정된다. 도 1B는 상기 기판의 보드들(102)의 표면 위 및, 특히, 하나 이상의 브릿지들에 의해 서로 연결하는 다양한 보드들 위의 전하 분포를 개략적으로 도시한다. 도 1B로부터 알 수 있듯이, 정전기 전하들 또는 이온들은 초기에 균일하게 분포된다. 도 1C는 바이폴라 ESC의 자기 이온 방해로부터 도래하는 불균형 전하 분포를 도시한다. 여기서, 상기 이온들은 브릿지(101)를 가로질러 보드들(102) 상에 집합한다. 과부하된 방전 방해 전류는, 일단 상기 척이 ESC로 활성화되면 2개의 넓은 금속 보드들(102) 사이에 배치된 연결 브릿지(101)에서 발생할 것이다. 상기 방전 동작은 이온 상호작용, 즉, 양으로 충전되고 이온과 음으로 충전된 이온 간의 조합 활동에 기인한다. 여기서, 모든 이온들은 브릿지(101)에 걸쳐 방해력을 생성하는 브릿지를 가로질러 정렬된다. 과부하 방전 방해 전류가 그 위에 분열을 유발하는 브릿지(101)에서 발생할 것이라는 것을 도 1E로부터 알 수 있다. 마이크로-아크의 결과는 도 1F에 도시되어 있다.
도 1A 내지 도 1F에 도시된 바와 같이, 마이크로-아크는 정전기 전하 방해 전류의 과부하에 의해 유발된다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 마이크로-아크는 상기 기판에서 과부하 전류를 줄임으로써 제거될 수 있다. 상기 과부하 전류의 줄임은 플라즈마 환경을 통한 수직 줄임 경로를 제공함으로써 본 발명의 하나의 실시예에 따라 달성될 수 있다. 이는, 정전기 전하가 차단되어 중성 플라즈마 환경에서 처리 챔버를 덮으면서 소스 RF를 동적으로 트리거함으로써 행해질 수 있다. 상기 중성 플라즈마는 충전된 기판을 향하고 상기 방해 이온들로의 방출 경로를 제 공하여 마이크로-아크를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 장치의 개략적인 표현이다. 도 2에서, 플라즈마 챔버(210)는 정전기 척(220)과 그 위에 배치된 기판(215)을 포함한다. 정전기 척(220)은 에너지원(245)과 통신한다. 상기 에너지원은, 예를 들면, DC전압원, 바이폴라 고전압원 또는 정전기 전하를 척(220)에 제공하도록 적응된 임의의 유사한 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 가스들은 가스원들(240)로부터 밸브들(235)을 통해 플라즈마 챔버(210)로 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 상기 가스원과 운반 시스템은 원래 예시이며, 본 실시예는 단 하나의 가스원과 운반시스템에 한정되지 않는다. 또한, 도시되어 있지 않지만, 가스원(240)과 밸브(235)는 프로세서가 가스를 챔버(210)로 계량하는 명령들로 프로그램되는 제어기에 결합될 수 있다. 가스원(250)은 밸브(255)를 거쳐 정전기 척(220)과 통신한다. 가스원(250)은 열 이송 매체를 제공하도록 적응된 하나 이상의 가스들을 정의할 수 있다. 이러한 가스들의 배치 또는 적용은 선택적이다.
상술된 바와 같이, 정전기 척(220)은 소스(source)(245)와 통신한다. 소스(245)는 하나 이상의 프로세서들이 전력을 척(22)에 공급하기 위한 명령들로 프로그램되는 제어기에 결합된 전력원을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 프로세서들은 소정의 기간 동안 유한 전압을 척(220)에 제공하기 위해 명령들로 프로그램된다. 상기 프로세서들은 또한 가변 크기의 전압을 척(220)에 제공하도록 프로그램될 수 있다.
도 2의 예시적인 실시예에서, 플라즈마 챔버(210)는 또한 코일(225)을 포함 할 수 있다. 코일(225)은 RF 소스(230)에 의해 제어되는 RF 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. RF 소스(230)는 제어 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, RF 소스(230)는 가변 주파수의 RF 신호를 코일(225)에 공급하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, RF 소스(230)는 코일(225)을 시간을 통해 변하는 주파수를 갖는 연속한 RF 신호들에 따라 코일(225)을 활성화한다. 또 다른 실시예에서, RF 소스(230)는 RF 신호 펄스들로 코일(225)을 활성화한다. 각각의 펄스는 이전의 펄스들과 동일하거나 다른 기간을 가질 수 있다. 게다가, 각각의 펄스는 이전의 펄스들로부터 유사하거나 다른 크기 또는 주파수를 가질 수 있다.
하나의 실시예에서, 코일(225)은 상기 척(220)의 방전에 따라 실질적으로 동시에 충전된다. 즉, 상기 에너지원(245)을 척(220)으로 닫는 것과 동시에 존재하면, 상기 코일(225)은 가변 주파수의 RF로 충전된다. 다른 실시예에서, 척(220)에의 에너지 공급은 코일(225)의 활성화 이전에 단절된다. 두 실시예에 따르면, 코일(225)에의 RF 에너지 공급은 챔버(210)의 플라즈마 환경에서 정전기 전하 성장을 방해한다. 그러므로, 동적 트리거링 소스 RF에 의해 상기 정전기 척이 닫히는 동안(또는 턴오프) 중성 플라즈마 환경은 제2 전하 방출 경로에 방해하는 이온들에 제공하기 위해 상기 처리 챔버를 덮는다.
도 3A는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 예시적인 척과 웨이퍼의 개략적인 표현이다. 도 3A에 도시된 상기 척과 웨이퍼 조합은 도 2에 도시된 플라즈마 챔버에 배치될 수 있다. 도 3A를 참조하면, 웨이퍼(315)는 척(320) 꼭대기에 배치된 다. 도 3A의 예시적인 실시예에서, 척(320)은 동심원들(322 및 323)을 포함하며, 바이폴라 정전기 척을 형성한다. 원들의 각 그룹은 소스(미도시)에 의해 다른 정전기 극성으로 충전된다. 예를 들면, 동심원들(323)(도넛)은 척(320)의 베이스에 음의 전극을 형성하도록 충전될 수 있는 한편, 원들(322)(베이스)은 척(320)의 베이스에 캐소드 전극을 형성하기 위해 양의 전하로 충전될 수 있다. 기판(315)은 척(320)의 베이스에 인접하여 배치되거나 접촉할 수 있다.
도 3B는, RF가 턴오프될 때 상기 웨이퍼(315) 및 척(320)에 의해 형성된 회로를 도시한 개략적인 회로도이다. 상기 웨이퍼(315)의 표면에서의 전압은, RF가 오프일 때 0이다. 여기서, 척(320)의 상기 캐소드 전극(322)(도 2 및 도 3A 참조)은 350V로 충전되는 한편, 척(320)의 다른 전극(323)은 -350V로 충전된다. 상기 웨이퍼에 대한 순 결과는 0V이다. 상기 에칭 공정 동안에, 음의 이온들은 상기 베이스의 양의 이온들에 유인되고 폴리머 증착을 강화한다. 그러는 동안에, 양의 이온들은 상기 베이스 전극으로부터 반발되고 상기 웨이퍼의 표면에 약 -100V의 음의 전압을 형성한다. 상기 음의 전압 세기는 부착된 폴리머에 대한 반대의 비율을 갖는다. 일반적으로, 더 두꺼운 폴리머는 웨이퍼 표면의 더 낮은 전압에 대응할 수 있다. 게다가, 산소 에칭률은 증가된 폴리머 두께와 관련하여 감소한다. 도 3C에서, 상기 RF가 온이고 상기 웨이퍼는 +450V 및 -250V롤 웨이퍼에 각각 운반하는 캐소드 및 애노드 전극들에 기초하여 -100V로 충전된다.
도 3D는, 상기 RF가 턴온될 때 중성 과정을 개략적으로 도시한다. 도 3D를 참조하면, 웨이퍼(315)는 플라즈마 챔버(미도시)에서 (모두 도시되지 않은) 척(320)의 꼭대기에 배치된다. 상기 웨이퍼는 척(320)의 상기 베이스(322)에서 상기 캐소드 전극과 접촉하고 양으로 충전된다. 전극(323)은 접지된다. 음의 이온들(305)은 양으로 충전된 베이스를 방해하기 위해 베이스(322)로 모인다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 일단 상기 RF 신호가 상기 플라즈마 챔버(미도시)에 유입되면, 중성 이온들(307)은 상기 음으로 충전된 이온들(305)을 방해하는 플라즈마 환경에서 유입된다. 그러므로, 가변 전력의 RF는 상기 정전기 전하를 방해하여 중성을 유발시킨다.
상기 양 및 음의 이온들 간의 화살표는 도 3D에서 삭제된다. 상기 양의 이온들(307)은 양의 ESC 베이스(322)에 의해 반발되고 접지 링(323)의 표면에 폴리머를 증착한다. 다른 측 상에는, 상기 음의 이온들(305)은 양의 ESC 베이스(323)에 의해 유인되고 중성화되고, 폴리머를 ESC 베이스의 표면상에 증착한다. 따라서, ESC 베이스의 측면 상의 폴리머는 두께를 추가한다. 더 두꺼운 폴리머는 반발과 유인력을 감소시킨다. 따라서, 챔버 베이스에 대한 플라즈마 간의 에칭 경로의 임피던스는 더욱 높아지고 이는 이온 충돌의 세기를 감소시킬 것이다. 이는 폴리머가 증착됨에 따라 산소 에칭률이 더욱 낮아지게 되는 하나의 이유이다. 이는 또한 마이크로-아크의 손상률에 비례할 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 산소 에칭률은 상기 베이스 상의 폴리머 두께가 증가함에 따라 감소한다. 웨이퍼 없는 자동클린(WAC) 시스템들은 종래에는 과도한 폴리머를 제거함으로써 플라즈마 챔버를 청소하는데 사용된다. WAC는 또한 폴리머 오염으로부터 챔버 조건의 회복을 가능케 하고 이온 충돌의 세기를 유지한다. 이 온 충돌의 세기는 상기 산소 에칭률에 비례한다. 그러므로, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, (i) 더 긴 WAC 공정이 더 양호한 이온 충돌과 더 높은 산호 에칭률을 제공하며, (ii) 더 깨끗한 베이스 측벽은 상기 웨이퍼 표면에 대해 크게 음의 전압을 제공하고 (iii) 웨이퍼 표면에 대한 높은 정전기 전압은 더 큰 ESC 방해 전류를 제공한다. 더 높은 방해 전류는 전류 과부하를 증가시킬 수 있고 마이크로-아크를 제공한다. 그러므로, 하나의 실시예에 따르면, 마이크로-아크는 (i) WAC 시간을 감소시키고 (ii) 감소하는 방식으로 전력을 감소시킴으로써 ESC를 차단하고 (iii) 상기 플라즈마 챔버에서 가변 전력의 RF를 유입함으로써 플라즈마 줄임 경로를 제공함으로써 제거된다.
예제 1 - 기판은 듀얼 바이폴라 플라즈마 챔버상에 배치되고 다음과 같이 처리되었다. (1) 헬륨(He)은 15초 동안 상기 챔버로 유입되고 압력은 0.3mT로 증가되었으며, (2) 상기 He 흐름을 유지하면서, 염화물(Cl2) 및 트리플루오로메탄(CHF3)은 또한 약 30초 동안 유입되었으며, (3) 약 40W의 RF 전력이 유입되었고 (4) RF 전력은 600W로 증가되었고, (5) RF 전력은 약 100 내지 200W로부터 트리거된 한편, N2 및 Ar 가스들은 플라즈마 환경으로 유입되었으며, (6) He의 흐름은 ESC를 차단하면서 불연속적이고 (7) 상기 RF 주파수를 차단하였다. 예제 1의 단계들은 표 1에서 더욱 구체적으로 요약되어 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 플라즈마 처리
번호 1 2 3 4 5 6 7
단계 BP Stab2 BT ME 중성 중성 PD
압력(mT) 0.3 12 12 12 12 12 10
He 흐름 최대 18 18 18 18 18 18 25
RF 상한 (W) 0 0 RFbt 600 100 100 0
RF 하한 (W) 0 0 40 RFme 0 0 0
BCl3 0 0 0 XSccm 0 0 0
Cl2 0 60 60 Xsccm 0 0 0
N2 0 0 0 0 50 50 50
Ar 0 0 0 0 100 100 0
CHF3 0 5 5 5 0 0 0
He Clamp 0 10 10 10 10 0 0
완료 시간 안정 시간 Slp>= 시간 시간 시간
시간 15 30 Xsecs Xsecs 5 10 5
표 1과 관련하여, 예시적인 TCP 고밀도 플라즈마 처리 시스템에서는 2개의 RF 전원들이 있다는 것을 알아야 한다. 상한 RF는 플라즈마 점화 및 플라즈마 환경 유지에 사용되는 상부 전극에 배치된 최고 RF를 의미한다. 하한 RF는 바닥 전극에 배치될 수 있는 바닥 RF를 의미한다. 이는 그들 중에서 이온 충돌이 에칭 세기를 제어하는데 사용된다.
예제 1의 결과들은 도 4에 그래프로 도시되어 있다. 바이폴라 ESC(도 3에 도시된 것들과 같은)는 여기에 개시된 바와 같이 가변 주파수를 갖는 RF를 사용하여 이온-방해에 의해 방전될 수 있다는 것을 알아야 한다. 도 4에서, 단계 1은 펌프 다운이고 단계 2는 안정 단계이며, 단계 3은 TiN 에칭을 위한 약진 단계이며(일반적인 단계 시간은 약 25"인 한편, 도 4의 예시적인 실시예에서는 시간이 약 10"임), 단계 4는 AlCu/바닥 TiN 에칭을 위한 주요 에칭과 오버 에칭 단계(일반적인 단계 시간은 약 70-100"인 한편, 도 4의 예시적인 실시예에서는, 시간은 약 10"임), 단계 5는 플라즈마 안정성을 위한 제1 Ku-Lu 처리 단계이며, 단계 6은 디-척킹을 위한 최고 플라즈마 환경을 유지하기 위한 제2 Ku-Lu 처리 단계이고, 단계 7은 공정의 완료를 가리키는 펌프-다운 단계이다.
상기 Ku-Lu 처리 단계는 중성 플라즈마 환경을 형성하기 위해 상기 소스 RF를 트리거하는 동적 처리이다. ESC의 완전히 자기-수평 이온 방해 대신에, 상기 Ku-Lu 환경은 제2 방전 경로 -수직 플라즈마 방전 경로-을 제공하는 한편, 상기 ESC는 전원 오프한다. 상기 공정은 전류를 계속해서 방해하고 상기 야기된 마이크로-아크 문제를 해결한다. 즉, 상기 Ku-Lu 공정은 동적 트리거링 소스 RF에 의한 해결책을 제공하는 한편, 상기 ESC는 제2 충전 방출 경로를 카운터 이온들에 제공하기 위해 상기 챔버 내에서 상기 공정을 덮는 중성 플라즈마 환경을 제공함으로써 차단한다. 상기 Ku-Lu 공정은 종래의 공정들 보다 효율적인 것으로 밝혀진 수직 플라즈마 줄임 경로를 제공한다.
본 발명이 여기에 제공된 임의의 예시적인 실시예들과 관련하여 개시되었지만, 본 발명의 원리들은 여기에 한정되지 않고 여기에 개시된 실시예들에 대한 임의의 수정, 변경, 또는 변화를 포함한다는 것을 알아야 한다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 플라즈마 챔버 내의 척 상에 기판을 배치함으로써 상기 플라즈마 챔버에 있는 기판을 플라즈마 에칭하는 방법에 관한 것이며, 상기 척은 상기 기판에 바이폴라 정전기 전하를 제공하도록 적응될 수 있다. 상기 척은 상기 기판상에 정전기 전하 성장을 형성하는 충전된 척일 수 있으며, 그 다음에, 상기 기판의 플라즈마 에칭이 발생할 것이다. 에칭이 완료되면, 상기 척에 대한 정전기 전하는 제거될 수 있다. 임의의 정전기 전하 성장은 상기 플라즈마 챔 버 내에서 가변 주파수의 RF 신호를 도입함으로써 본 발명의 하나의 실시예에 따라 방전될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 플라즈마를 수용하기 위한 내부 영역을 갖는 처리 챔버를 포함하는 플라즈마 에칭 장치에 관한 것이다. 정전기 척은 상기 챔버의 상기 내부 영역에 배치될 수 있다. 상기 척은 웨이퍼를 수용하기 위한 표면을 포함하며, 상기 척은 정전기 전하를 상기 웨이퍼에 통신하도록 구성된다. 도전성 코일은 내부에 RF 주파수를 제공하기 위해 상기 챔버 내에 배치될 수 있다. 상기 도전성 코일과 통신하는 RF 소스는 상기 처리 챔버 내에서 플라즈마 환경을 중성하기 위해 가변 RF 주파수를 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 플라즈마 에칭 챔버에 있는 웨이퍼를 에칭하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 내부에 배치된 정전기 척을 플라즈마 챔버에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 척은 적어도 하나의 전극을 포함할 수 있다. 상기 기판은 상기 척에 배치되거나 DC 전압원에 의해 공급되는 정전기력에 의해 마주보고 상기 척에 고정될 수 있다. 상기 기판은 에칭되거나 상기 챔버에 있으면서 플라즈마로 처리될 수 있다. 상기 DC 전압 공급을 상기 전극에 단절할 때 상기 정전기 전하 성장은 상기 챔버 내부에 가변 주파수의 RF를 유입시킴으로써 처리될 수 있다.

Claims (15)

  1. 플라즈마 챔버에 있는 기판을 플라즈마 에칭하는 방법에 있어서,
    상기 플라즈마 챔버 내의 척(chuck) 상에 상기 기판을 배치하는 단계로서, 상기 척은 바이폴라 정전기 전하를 상기 기판에 제공하도록 적응되는, 단계,
    상기 기판상에 정전기 전하 성장을 형성하도록 상기 척을 충전하는 단계,
    상기 기판을 플라즈마 에칭하는 단계,
    상기 척을 접지하는 단계, 및
    상기 플라즈마 챔버 내에서 가변 주파수의 RF 신호를 방전함으로써 상기 정전기 전하 성장을 방해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척을 접지하는 단계는 DC 전압을 단절하는 단계를 더 포함하며, 상기 DC 전압을 단절하는 단계 및 가변 RF 신호들을 방전하는 단계들은 실질적으로 동시에 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 척을 접지하는 단계는 상기 DC 전압을 단절하는 단계를 더 포함하며, 상기 DC 전압을 단절하는 단계 및 가변 RF 신호들을 방전하는 단계들은 순차적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 척은 바이폴라 정전기 척을 형성하는 동심원들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 플라즈마 에칭 장치에 있어서,
    플라즈마를 수신하기 위한 처리 챔버,
    상기 챔버의 내부에 배치된 정전기 척으로서, 상기 척은 웨이퍼를 수신하기 위한 표면을 정의하고 정전기 전하를 상기 웨이퍼에 통신하는, 정전기 척,
    상기 챔버의 내부에 배치된 도전성 코일; 및
    상기 도전성 코일과 통신하고 상기 처리 챔버의 플라즈마 환경을 중성하기 위해 가변 RF 전력을 제공하도록 구성되는 RF 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 RF 전력은 약 40 내지 600W의 범위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정전기 척은 바이폴라인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 플라즈마 에칭 챔버의 웨이퍼를 에칭하는 방법에 있어서,
    정전기 척을 갖는 플라즈마 챔버에 적어도 하나의 전극을 제공하는 단계,
    DC 전압을 상기 전극에 공급함으로써 상기 척 상에 기판을 정전기로 고정하는 단계,
    상기 챔버 내의 플라즈마로 상기 기판을 처리하는 단계,
    상기 전극에 대한 상기 DC 전압 공급을 단절하는 단계, 및
    상기 챔버 내에서 가변 주파수를 갖는 RF를 제공함으로써 정전기 전하 성장을 방해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 DC 전압 공급을 단절하고 가변 RF 주파수를 상기 플라즈마에 제공하는 단계들은 실질적으로 동시에 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 DC 전압 공급을 단절하고 가변 RF 주파수를 제공하는 단계들은 연속해서 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 기판을 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    정전기 전하 성장을 방해하는 단계는 상기 플라즈마 챔버 내부의 전극에 RF 신호를 제공하기 위해, 소스의 동적 트리거링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전극 또는 상기 척 중 적어도 하나 상에서의 전하 성장을 감시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 척은 바이폴라 척인 것을 특징으로 하는 방법.
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