KR101513752B1

KR101513752B1 - 기판 프로세싱을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101513752B1
Application number: KR1020107001923A
Authority: KR
Inventors: 라진더 딘드사; 알렉세이 마라크타노프
Original assignee: 램 리써치 코포레이션
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2015-04-20
Also published as: JP2010532099A; US7758764B2; CN101720501A; TWI446399B; JP5554705B2; US20110011535A1; TW200908063A; US20090071938A1; US8211324B2; WO2009006062A1; US20130206337A1; CN101720501B; KR20100035169A

Abstract

플라즈마 처리 챔버에서 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 이 기판이 척 위에 배치되고 에지 링으로 둘러싸인다. 에지 링은 척으로부터 전기적으로 절연된다. 이 방법은 제 1 RF 전력을 척에 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 에지 링 RF 전압 제어 배열을 제공하는 단계를 포함한다. 에지 링 RF 전압 제어 배열은 에지 링에 커플링되어 제 2 RF 전력을 에지 링에 제공하여, 에지 링이 에지 링 포텐셜을 갖는다. 이 방법은 또한, 기판을 처리하기 위해서 플라즈마 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 단계를 포함한다. 이 기판이 처리되는 한편, 에지 링 RF 전압 제어 구성은 이 기판을 처리하는 동안 에지 링 포텐셜이 기판의 DC 포텐셜과 실질적으로 동일하게 되도록 구성된다.

Description

기판 프로세싱을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR SUBSTRATE PROCESSING}

플라즈마 처리의 진보는 반도체 산업의 성장을 용이하게 한다. 반도체 산업은 매우 경쟁적이기 때문에, 장치 제조자는 대체로 수율을 최대화하고 기판 상에서 실제 이용가능한 영역을 효율적으로 이용하기를 원한다. 기판의 플라즈마 처리 동안, 처리되는 디바이스들의 높은 수율을 확보하도록 복수의 파라미터들의 제어가 요구될 수도 있다. 장치 결함의 흔한 이유는 기판 처리 동안의 균일성 부족이다. 균일성에 영향을 줄 수도 있는 인자는 기판 에지 효과이다. 장치 결함의 다른 이유는 기판의 전달 동안 일 기판의 이면에서 벗겨진 폴리머 부산물이 다른 기판으로 떨어지는 것 때문일 수도 있다.

보다 높은 성능의 디바이스를 요구하기 때문에, 현재의 제조 기술은 기판 피쳐 사이즈를 더 감소시키는 것에 관한 압력뿐만 아니라 보다 새로운 최적화된 기판 재료의 구현을 과제로 한다. 예를 들어, 보다 큰 기판 (예를 들어, >300 mm) 의 중심으로부터 에지까지 균일성 또는 프로세스 결과를 유지하는 것이 어려워지고 있다. 일반적으로, 주어진 피쳐 사이즈에 있어서, 에지 근처의 기판 상의 디바이스들의 수는 기판의 사이즈가 더 커질수록 증가한다. 마찬가지로, 주어진 기판 사이즈에 있어서, 에지 근처의 기판 상의 디바이스들의 수는 디바이스들의 피쳐 사이즈가 감소할수록 증가한다. 예를 들어, 종종 기판 상의 디바이스들의 총 수의 20%를 넘는 수의 디바이스가 기판 주변에 위치된다.

전계, 플라즈마 온도와 같은 에지 효과, 및 프로세스 케미스트리로부터의 로딩 효과로 인하여, 기판 에지 근처의 프로세스 결과물은 기판의 나머지 (중심) 부분과 상이할 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 쉬스의 등전위 라인들이 분열되어, 기판 에지 주위의 불균일한 이온의 각형 분포를 일으킬 수도 있다. 일반적으로, 프로세스 균일성 및 수직 에칭 프로파일을 유지하기 위해서 전계가 기판의 전체 표면에 걸쳐서 실질적으로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

더욱이, 에칭 프로세스 동안, 폴리머 부산물 (예를 들어, 플루오르화 폴리머 등) 이 기판 이면 상에 그리고/또는 기판 에지 주위에 형성되는 것이 통상적일 수도 있다. 플루오르화 폴리머는 일반적으로 에칭 케미스트리에 미리 노출된 포토 레지스트 재료, 또는 플루오로카본 에칭 프로세스 동안 퇴적된 폴리머 부산물로 이루어진다. 일반적으로, 플루오르화 폴리머는 C_xH_yF_z의 화학식을 갖는 물질이며, x, z는 0보다 큰 정수이고, y는 0보다 크거나 같은 정수이다 (예를 들어, CF₄, C₂F₆, CH₂F₂, C₄F₈, C₅F₈ 등).

그러나, 여러가지 상이한 에칭 프로세스들의 결과로서 연속적인 폴리머 층들이 에지 영역에 퇴적되기 때문에, 일반적으로 강하고 접착성이 있는 유기 결합이 결국 약해져서 박리되거나 종종 전달 동안 다른 기판 상으로 떨어져 나가게 될 것이다. 예를 들어, 기판들은 일반적으로, 실질적으로 깨끗한 콘테이너 (종종 카세트로 지칭함) 를 통하여 플라즈마 처리 시스템들 사이에서 세트로 이동한다. 기판이 콘테이너 내에서 더 높은 위치로 재위치 됨에 따라서, 폴리머층의 일부가 다이들이 존재하는 하부 기판 상에 떨어질 수도 있고 이는 잠재적으로 디바이스 수율에 영향을 끼친다.

도 1은 에지 폴리머들의 세트가 평판 이면 상에 퇴적된 기판의 간략화된 다이어그램을 도시한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 에칭 프로세스 동안, 기판 상에 폴리머 부산물 (에지 폴리머) 이 형성되는 것이 통상적일 수도 있다. 이 예에서, 폴리머 부산물이 평판 이면, 즉, 플라즈마로부터 떨어져있는 기판 측 상에 퇴적된다. 예를 들어, 폴리머 두께는 약 70°(102) 에서 약 250 nm, 약 45°(104) 에서 약 270 nm, 약 0°(106) 에서 약 120 nm일 수도 있다. 일반적으로, 폴리머의 두께가 더 두꺼울수록, 폴리머의 일부가 제자리를 벗어나 다른 기판 또는 척 상으로 떨어져, 잠재적으로 제조 수율에 영향을 끼칠 확률이 더 높아진다.

도 2는, 에지 링의 DC 포텐셜이 기판의 DC 포텐셜보다 실질적으로 더 큰, 용량 결합 플라즈마 처리 시스템의 간략화된 다이그램을 도시한다. 일반적으로, 소스 RF 생성기 (210) 에 의해 생성된 소스 RF는 통상적으로, 플라즈마의 생성뿐만 아니라 용량 결합을 통해 플라즈마 밀도를 제어하는데 사용된다. 특정 에칭 애플리케이션들에서는, RF 전력이 인가되는 하부 전극에 대하여 상부 전극이 접지될 필요가 있을 수도 있다. RF 전력은 2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz 중 적어도 하나이다. 또 다른 에칭 애플리케이션들에서는, 상부 전극 및 하부 전극 둘 모두에 비슷한 RF 주파수들을 이용한 RF 전력이 인가될 필요가 있을 수도 있다.

일반적으로, 적절한 가스들의 세트는 상부 전극 (202) 내 인렛을 통해 흐른다. 이후, 이 가스는, 전력공급된 전극으로서도 역할을 하는 정전 척 (ESC) 상의 핫 에지 링 (HER; 212)(예를 들어, Si 등) 과 함께 위치된, 반도체 기판 또는 유리 팬과 같은 기판 (206) 의 노출된 영역을 처리 (에칭 또는 증착) 하기 위하여 이온화되어 플라즈마 (204) 를 형성한다.

핫 에지 링 (212) 은 일반적으로 ESC (208) 상에 기판 (206) 을 위치시키고 기판 그 자체에 의해 보호되지 않는 하부 컴포넌트들을 플라즈마의 이온에 의한 손상으로부터 보호하는 것을 비롯한 많은 기능을 수행한다. 척 (208) 으로부터 핫 에지 링 (212) 으로의 전류 경로를 제공하도록 통상적으로 구성되는 커플링 링 (220)(예를 들어, 석영 등) 상에 핫 에지 링 (212) 을 더 놓을 수도 있다. 일반적으로, 구성 가능한 DC 전원 (216) 은 RF 필터 (214) 를 통해 핫 에지 링 (212) 에 커플링될 수도 있다.

RF 필터 (214) 는 일반적으로 DC 전원 (216) 에 손실은 도입시키지 않고 원하지 않는 RF 전력의 감쇠를 제공하는데 사용된다. RF 필터 (214) 는 포지티브 또는 네거티브 전류 극성을 선택하고 경로를 접지시키는 스위치 모듈을 포함한다. RF 필터 (214) 는 진공 계전기 (vacuum relays) 를 포함한다. RF 고조파는 플라즈마 방전 시에 생성되고 RF 필터에 의해 DC 전원으로 리터닝되지 않게 할 수도 있다.

DC 전원 (216) 이 포지티브 전압인 경우, 에지 링의 DC 포텐셜은 통상적인 플라즈마 프로세스에서의 기판의 DC 포텐셜 보다 실질적으로 더 높다. 이와 같이, 각형 이온 분포 프로파일은, 기판 에지와 같은 포텐셜이 낮은 영역을 향하는 경향이 있는 벡터들의 세트를 가지므로 실질적으로 불균일하다. 이 적용은 상술된 바와 같이 기판 에지로부터 폴리머를 제거하는데 매우 유용하다.

DC 전원 (216) 이 포지티브 전압인 다른 경우, 에지 링의 DC 포텐셜은 기판의 DC 포텐셜과 실질적으로 유사할 수도 있다 (예를 들어, V_기판-V_{에지 링}

0). 처리 동안 기판 상의 DC 포텐셜은 접지에 대하여 네거티브인 경향이 있으므로, (그라운드에 대하여) 네거티브 포텐셜을 수용하도록 에지 링이 커플링될 때, 에지 링의 DC 포텐셜 및 기판의 DC 포텐셜은 실질적으로 동일하다. 결과적으로, 각형 이온 분포는, 기판 및 에지 링 둘 모두의 위의 플라즈마 쉬스의 영역에서 기판에 대하여 실질적으로 수직인 벡터들의 세트를 가지므로 실질적으로 균일하다. 상술된 바와 같이, 이 수직인 각형 프로파일은 높은 종횡비를 갖는 에칭 콘택트 및 트렌치와 같은 이방성 에칭 애플리케이션에 대하여 유용할 수도 있다.

또한, 예를 들어, 에지 링이 (일 실시형태에서, 처리 동안 일반적으로 네거티브인) 기판의 DC 포텐셜보다 (접지를 기준으로) 더 높은 포텐셜을 가질 수도 있는 경우, DC 전원의 그라운드 단자를 커플링하는 것이 가능하다. 이 경우, 각형 이온 분포는 또한, 에지 링이 DC 전원의 포지티브 단자로부터 전압을 수용하도록 커플링될 때 보다 더 작은 정도이지만, 기판 에지를 향할 것이다.

그러나, 핫 에지 링 상에서 DC 제어를 이용하는 상술된 종래 기술의 방법은 요구된 전압을 지속시키기 위해 상당한 DC 전력을 요구하여 디바이스의 제조 비용을 추가시킬 수도 있다. 또한, 웨이퍼 에지와 핫 에지 링 사이의 아킹은 기판 에지 상의 피팅 (pitting) 과 디바이스에 대한 손상을 유발하여, 수율을 감소시킬 수도 있다.

본 발명은, 일 실시 형태에서, 플라즈마 처리 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 관한 것이다. 이 기판이 척 위에 배치되고 에지 링으로 둘러싸인다. 에지 링은 척으로부터 전기적으로 절연된다. 이 방법은 제 1 RF 전원을 척에 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 에지 링 RF 전압 제어 배열을 제공하는 단계를 포함한다. 에지 링 RF 전압 제어 배열은 에지 링에 커플링되어 제 2 RF 전력을 에지 링에 제공한다. 에지 링에 전달되는 제 2 RF 전력은 약 20 KHz 내지 약 10 MHz의 주파수를 가져, 이 에지 링에서 에지 링 포텐셜을 갖게 한다. 이 방법은 또한, 기판을 처리하기 위해서 플라즈마 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 단계를 포함한다. 이 기판이 처리되는 동안, 에지 링 RF 전압 제어 배열은 에지 링 포텐셜이 이 기판을 처리하는 동안의 기판의 DC 포텐셜과 실질적으로 동일하게 되도록 구성된다.

상기 요약은 본원에 개시된 발명의 많은 실시형태들 중 오직 하나와 관련되며, 본원의 청구 범위에 제시되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된다. 본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징은 아래의 본 발명의 상세한 설명에 더욱 상세하게 그리고 다음의 도면들과 연결하여 설명될 것이다.

본 발명은 동일한 도면 부호는 동일한 엘리먼트를 나타내는 첨부된 도면들의 형상으로 제한하는 방식이 아닌 예시적인 방식으로 설명된다:
도 1은 에지 폴리머의 세트가 평판 이면 상에 배치되는 기판의 단순화된 다이어그램을 도시한다.
도 2는 에지 링의 DC 포텐셜이 기판의 DC 포텐셜보다 상당히 더 큰, 용량 결합 플라즈마 처리 시스템의 단순화된 다이어그램을 도시한다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른, 독립 저 주파수 (LF) RF 전압 제어 배열을 갖는 용량 결합 플라즈마 처리 시스템의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른, RF 생성기로부터 저 주파수 RF를 갖는 다중 주파수 용량 결합 플라즈마 처리 시스템을 도시한다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른, 분할된 HER 및 각각의 세그먼트에 대한 저 주파수 RF 전력 전달을 위한 배열의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른, 추가적인 국지적인 가스 흐름, 온도, 및/또는 외부 DC 전원 제어를 갖는 통합된 솔루션을 개념적으로 도시하는 단순화된 개략도를 도시한다.

이제, 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 몇몇 실시형태들을 기준으로 하여 상세하게 본 발명을 설명할 것이다. 다음 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 많은 세부 사항을 제시한다. 그러나, 본 발명은 이러한 상세한 설명의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수도 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예로, 본 발명의 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해서 잘 알려진 프로세스 단계 및/또는 구조는 상세하게 설명하지 않는다.

이하, 방법 및 기술들을 포함하는 다양한 실시형태들을 설명한다. 본 발명은 또한 신규한 기술의 실시형태를 실시하는 컴퓨터 판독가능 명령들이 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 제조품을 포함한다는 것을 명심한다. 이 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 코드를 저장하는 반도체, 자기, 광자기, 광학, 또는 다른 형태의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명은 본 발명의 실시형태를 실시하는 장치를 포함한다. 이러한 장치는 본 발명의 실시형태에 속하는 작업을 실행하는 전용 및/또는 프로그램 가능 회로들을 포함할 수도 있다. 이러한 장치의 예는 적절하게 프로그래밍되는 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수도 있고 본 발명의 실시형태에 속하는 다양한 작업에 적합한 전용/프로그래머블 회로와 컴퓨터/컴퓨팅 디바이스의 조합을 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 플라즈마 처리 파라미터를 통해 제어를 향상시키는 플라즈마 처리 시스템을 구성하는 방법 및 배열이 제공된다. 본 발명의 실시형태는 기판과 에지 링 사이에 원하는 전위차를 생성하기 위해서 저 주파수 RF 전력을 HER로 전달하는 단계를 포함한다. 따라서, 주어진 플라즈마 프로세스를 위한 플라즈마 쉬스의 등전위 라인이 최적화될 수도 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태들에서, 독립 저 주파수 RF 전원 및 RF 매치 네트워크가 사용되어 RF 필터를 통해 RF 전력을 HER로 전달할 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 원하는 전위차를 생성하기 위해서 기판 위의 RF 쉬스 전압의 영역에 대하여 기판 에지 링 위의 RF 쉬스 전압의 영역의 독립적인 제어를 가능하게 한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 저 주파수 RF 전력은, 통상적으로 다중 주파수 RF 전력을 기판으로 전달하는 RF 전원으로부터 HER로 전달될 수도 있다. 일례로, 저 주파수 RF 전력의 HER로의 전달을 제어하기 위해서 다양한 캐패시터가 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 원하는 전위차를 발생시키기 위해서 기판 위의 RF 쉬스 전압의 영역에 대하여 기판 에지 링 위의 RF 쉬스 전압의 영역을 제어할 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태에서, HER은 복수의 세그먼트를 갖도록 구성될 수도 있다. HER의 각각의 세그먼트는 복수의 절연체에 의해 다른 세그먼트들로부터 전기적으로 절연될 수도 있다. 저 주파수 RF 전력은 개별적으로 제어되고 각각의 HER 세그먼트 및 공통 RF 전원으로 전달될 수도 있다. 공통 RF 전원으로부터의 저 주파수 RF 전력은 복수의 가변 장치에 의해 개별적으로 제어될 수도 있다. 본 발명의 실시형태들은 기판 에지 주위의 플라즈마류의 방위각 균일성을 개선시키기 위해서 HER의 각각의 세그먼트로 전달되는 RF 전력량을 개별적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태에서, 플라즈마 처리 동안 기판의 균일성을 개선하기 위한 통합된 솔루션을 제공하기 위해서 하나 이상의 추가적인 제어들을 사용할 수도 있다. 실시형태에서, 기판에서 HER로의 갑작스런 변화에 의해 발생될 수도 있는 케미스트리와 플라즈마류의 차를 보상하기 위해서 차동 가스 흐름이 사용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, HER의 온도를 개별적으로 제어하기 위해서 하부 전극에 대하여 HER의 정전식 클램핑이 사용될 수도 잇다. 또 다른 실시형태에서, HER 상의 V_DC를 제어하기 위해서 외부 DC 제어가 사용될 수도 있다.

본 발명의 특징 및 이점은 다음의 도면 및 설명을 참고로 하여 더 잘 이해될 수도 있다. 도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따라서, 독립 저 주파수 (LF) RF 전압 제어 배열을 갖는 용량 결합 플라즈마 처리 시스템 (300) 의 단순화된 개략도를 도시한다.

플라즈마 처리 시스템 (300) 은 단일, 이중, 또는 삼중 주파수 RF 용량 방전 시스템일 수도 있다. 일례로, 무선 주파수는 예를 들어, 2 MHz, 27 MHz 및 60 MHz를 포함할 수도 있지만, 이것으로 제한되지 않는다. 플라즈마 처리 시스템 (300) 은 정전 척 (ESC; 308) 위에 배치되는 기판 (306) 을 포함하도록 구성될 수도 있다. 전력공급된 전극으로서 역할을 하는 ESC (308) 는 하부 전극 (318) 위에 배치된다.

예를 들어, 기판 (306) 이 처리되는 상황을 고려한다. 플라즈마 처리 동안, 접지 (도면의 단순화를 위해서 미도시) 로의 경로를 갖는 다중 주파수 RF 생성기 (310) 는 RF 매치 네트워크 (도면의 단순화를 위해서 미도시) 를 통해 하부 전극 (318) 에 저 RF 바이어스 전력을 공급할 수도 있다. RF 생성기 (310) 로부터 제공된 RF 전력은 상부 전극 (302) 과 기판 (306) 사이에서 플라즈마 (304) 를 점화하는 가스 (도면의 단순화를 위해서 미도시) 와 상호작용할 수도 있다. 재료를 기판 (306) 상으로 에칭 및/또는 증착하기 위해서 플라즈마를 사용하여 전자식 장치를 제조할 수도 있다.

도 3의 구현에서, 특정 에칭 애플리케이션에서는, RF 전력이 공급되는 하부 전극에 대하여 상부 전극 (302) 이 접지되도록 요구할 수도 있다. RF 전력은 2 MHz, 27 MHz, 및 60 MHz 중 적어도 하나이다. 또 다른 에칭 애플리케이션에서는, 하부 전극 및 상부 전극 둘 모두에, 비슷한 RF 주파수를 이용하여 RF 전력이 공급되도록 요구할 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 핫 에지 링 (HER; 312) 은 일반적으로, 기판 (306) 을 ESC (308) 상에 위치시키는 것과 기판 그 자체에 의해 보호되지 않는 하부 컴포넌트들이 플라즈마의 이온에 의해 손상되지 않게 보호하는 것을 포함하여 많은 기능을 수행한다. 핫 에지 링 (312) 은 커플 링 (320)(예를 들어, 석영 등) 상에 더 놓여질 수도 잇다.

종래 기술에서, 구성가능한 DC 전원이 RF 필터를 통해 핫 에지 링에 커플링될 수도 있다. 종래 방법과는 다르게, 독립 저 주파수 RF 전원 (322) 및 RF 매치 네트워크 (316) 는 본 발명의 실시형태에 따른 RF 필터 (314) 를 통해 HER (312) 로 RF 전력을 전달하기 위해서 이용될 수도 있다. 예를 들어, RF 매치 네트워크 (316) 는 HER (312) 로의 RF 전력 전달을 최대화하기 위해서 사용될 수도 있다. 실시형태에서, 저 주파수 RF 전력은 절연체 슬리브 (326) 로 둘러싸인 동축 케이블 (324) 을 통해 HER (312) 로 전달될 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, RF 필터 (314) 는 일반적으로, 저 주파수 (약 20 KHz 내지 약 10 MHz) RF 전원 (322) 에 대한 손실을 도입시키지 않고 원하지 않는 RF 전력의 감쇠를 제공하기 위해서 사용된다. 고조파가 플라즈마 방전 시에 생성되고 RF 필터 (314) 에 의해 저 주파수 RF 전원 (322) 으로 리터닝되지 않게 할 수도 있다.

기판 (306) 에 대한 RF 커플링을 방지하기 위해서, HER (312) 로 전달되는 저 주파수 RF 전원의 주파수는, 일 실시형태에서, 바이어스 전극 예를 들어, ESC (308) 로 전달되는 주파수와 상이할 수도 있다. 기판 (306) 으로부터 분리함으로써, HER (312) 로 공급되는 저 주파수 RF 전원은 주로 HER (312) 상의 유도 V_DC의 독립적인 제어로 진행하고, 전압 또는 이온 에너지는 기판 (306) 에 공급되지 않는다.

HER (312) 상의 V_DC를 제어하기 위해서 저 주파수 RF 전원의 이용 시, 전력 사용은 고 주파수 RF 전원과 비교하여 상대적으로 낮을 수도 있다. 고 RF 주파수는 플라즈마에 커플링하기 쉬울 수도 있기 때문에, 전압을 제어하기 위해서 고 주파수 RF 전력을 사용하기 위한 전력 사용은 HER (312) 에 대한 동일한 V_DC 제어를 달성하기 위해서 더 높을 수도 있다. 유사하게, HER (312) 에 대한 전압을 제어하기 위해서 구성가능한 DC 전원을 이용하는 종래 솔루션은 HER (312) 에 대한 동일한 V_DC 제어를 달성하기 위해서 보다 많은 전력을 요구할 수도 있다. 유익하게, 저 주파수 RF 전원은 프로세스 윈도우의 전체 범위에 대한 커버리지를 발생시키는 더 쉬운 RF 매치를 허용한다.

도 3의 구현에서, HER (312) 로 전달되는 저 주파수 RF 전원 (332) 은 기판 (332) 위의 RF 쉬스 전압의 영역에 대하여 기판 에지 링 (330) 위의 RF 쉬스 전압의 영역의 독립 제어를 허용하여, 실시형태에 따른 원하는 전위차를 생성할 수도 있다. 따라서, 케미스트리 및/또는 플라즈마 주위 기판 (306) 에지는 영향을 받지 않는다.

이론에 구속되지 않기를 희망하면서, 발명자는, 이온의 각형 분포가 기판과 에지 링 사이에서 DC 포텐셜을 변경하고, 따라서 주어진 플라즈마 프로세스에 대한 플라즈마 쉬스의 등전위 라인을 최적화함으로써 제어될 수도 있다는 것을 믿는다. 유익한 방식으로, 에지 링의 RF 커플링을 변경함으로써 기판 에지 주위의 전계에 변화가 이루어질 수도 있다. 실시형태에서, 척은 에지 링으로부터 실질적으로 전기적으로 절연된다.

예를 들어, 기판 에지의 DC 포텐셜이 에지 링의 DC 포텐셜과 실질적으로 동일하다면 (예를 들어, V_기판-V_{에지 링}

0), 이온의 각형 분포는 일반적으로 균일하다. 결과적으로, 기판 및 에지 링 둘 모두 위의 플라즈마 쉬스의 영역에서, 이온 벡터의 세트는 기판에 실질적으로 직각으로 형성된다.

그러나, 기판의 DC 포텐셜이 에지 링의 DC 포텐셜과 실질적으로 상이하다면, 이온의 각형 분포는 일반적으로 불균일하다. 결과적으로, 기판 및 에지 링 둘 모두 위의 플라즈마 쉬스의 영역에서, 이온 벡터의 세트는 기판 및 에지 링의 표면들에 대하여 불균일하게 되는 경향으로 형성된다.

유익한 방식으로, 에지 링 상의 DC 포텐셜은 기판의 DC 포텐셜과 무관하게 제어될 수도 있다. 결과적으로, 기판의 DC 포텐셜 대 에지 링의 DC 포텐셜 사이의 차는 기판의 에지 주위의 플라즈마 내에서 포지티브로 차지된 이온의 각형 분포를 제어하기 위해서 최적화될 수도 있다.

도 3에 설명된 바와 같은 상술된 방법 및 배열 이외에, RF 쉬스 전압을 제어하기 위해서 저 주파수 웨이퍼/기판 RF 전력이 RF 전력을 HER로 전달하는데 사용될 수도 있는 다른 실시형태가 제공될 수도 있다. 도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른, RF 생성기 (410) 로부터의 저 주파수 RF를 갖는 다중 주파수 용량 결합 플라즈마 처리 시스템 (400) 을 도시한다. 플라즈마 처리 시스템 (400) 은 접지된 상부 전극 (402), 기판 (406), 정전 척 (ESC; 408), 하부 전극 (418), 핫 에지 링 (HER; 412), 동축 케이블 (424), 및 절연체 슬리브 (426) 를 포함하도록 구성될 수도 있다.

예를 들어, 기판 (406) 이 처리되는 상황을 고려한다. 플라즈마 (404) 는, 가스 (도면의 단순화를 위해서 미도시) 가 RF 전력 생성기 (410) 로부터의 RF 전력과 상호작용할 때 발생될 수도 있다. 재료를 기판 (406) 상으로 에칭 및/또는 증착하기 위해서 플라즈마 (404) 를 사용하여 전자식 장치를 제조할 수도 있다.

상술된 바와 같이, 전계, 플라즈마 온도 및 프로세스 케미스트리로부터의 로딩 효과와 같은 기판 에지 효과는 기판 에지 근처의 프로세스 결과가 기판의 나머지 (중앙) 영역과 상이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 쉬스의 등전위 라인들이 붕괴되어 기판 에지 주위의 이온의 각형 분포가 불균일하게 될 수도 있다.

일 실시형태에서, 일반적으로 RF 전력을 기판 (406) 으로 전달하는 RF 전원 (410) 은 고 주파수 RF 필터 (414) 및 가변 커패시터 (416) 를 통해 HER (412) 로 저 주파수 RF 전력을 전달하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 HER (412) 에 대한 저 주파수 RF 전력의 제어를 위해서 가변 커패시터 (416) 를 사용할 수도 있다. 저 주파수로 인하여, RF 생성기 (410) 로부터의 RF 전력은 실시 형태에서 절연체 슬리브 (426) 내에 포함된 동축 케이블 (424) 을 통해 HER (412) 로 전달될 수도 있다.

도 4의 구현에서, HER (412) 에 커플링되는 저 주파수 RF 전원 (410) 은 본 발명의 실시형태에 따른 원하는 전위차를 생성하기 위해서 기판 (432) 위의 RF 쉬스 전압의 영역에 대하여 기판 에지 링 (430) 위의 RF 쉬스 전압의 영역의 제한된 제어를 허용할 수도 있다. 이 제한된 제어는 동일한 RF 생성기 (410) 로부터의 기판 (406) 및/또는 HER (412) 둘 모두에 대한 RF 전력으로 인한 것일 수도 있다.

HER (412) 전압이 기판 (406) 및 HER (412) 에 대한 RF 전력의 비를 제어함으로써 제어될 수도 있지만, 더 많은 RF 전력이 HER (412) 로 이동된다면 기판 (406) 에 대한 RF 전력이 강하될 수도 있다. 기판 (406) 및/또는 HER (412) 에 대한 RF 전력의 독립 제어의 부족에도 불구하고, 독립 RF 전원을 이용하지 않을 때의 트레이드 오프는, 다중 주파수 RF 전원 (410) 으로부터 저 주파수 RF 전력을 통해 HER (412) 상의 유도된 DC 전압을 제어할 능력을 디바이스 제조자에게 제공하여 에칭률의 균일성을 개선함으로써 상쇄될 수도 있다.

이론에 구속되지 않기를 희망하면서, 발명자는, 기판에 대한 이온 충돌은 쉬스 두께를 변경함으로써 제어될 수도 있다는 것을 믿는다. 예를 들어, 저 주파수 RF 전력이 HER에 공급되어 쉬스 두께 및 임피던스를 증가시킬 수도 있는 상황을 고려한다. 전압 강하는 쉬스에 걸친 전압 강하 및 기판 상부의 표면에 걸친 전압 강하의 결합이다. 더 두꺼운 쉬스에 걸친 더 높은 전압 강하, 즉 더 높은 임피던스로 인하여, 기판에 대한 이온 충돌이 더 작아질 수도 있다. 실시형태에서, 쉬스 두께는 저 주파수 RF 전력을 통해 HER 상의 전압을 조정하여 기판 상의 이온 충돌에 영향을 끼침으로써 제어될 수도 있다.

저 주파수 RF 전력을 HER에 인가하는 것으로부터의 다른 간접 효과는 DC를 상부 전극에 인가하는 것과 비슷한 DC형 효과이다. 예를 들어, 저 RF의 전력이 증가되어 HER 상의 유도된 V_DC를 증가시킬 수도 있다. 결과적으로, 2차 전자가 플라즈마 안으로 탈출하여 플라즈마 밀도를 증가시켜 상부 전극 상에 더 높은 전압 강하가 있게 된다. 그러므로, 플라즈마 밀도는 저 주파수 RF 전력을 통하여 HER 상의 전압에 의해 제어될 수도 있다.

일반적으로, 고 주파수 RF 전력보다 저 주파수 RF 전력이 전달 및 제어하기 더 쉽다. 도 3 및 도 4의 구현에서, 저 주파수 RF 전력은 실시형태에서 저렴한 동축 케이블에 의해 HER로 전달될 수도 있다. 종래 기술에서, 고 주파수 RF 전력이 HER 상의 국지적인 장소로 공급될 때, 웨이퍼 에지 주위의 플라즈마류의 방위각 균일성은 HER 상의 고 주파수 RF 전력으로부터의 국지적인 효과로 인하여 낮을 수도 있다. 고 주파수 RF 전력에서, 고 주파수 RF 전력으로부터의 에너지는 플라즈마류에 커플링될 수도 있다. 대조적으로, 저 주파수 RF 전력이 HER 에 대하여 국지적인 효과를 생성하지 않을 수도 있기 때문에 웨이퍼 에지 주위의 방위각 균일성이 높다. 저 주파수 RF 전력은 플라즈마류에 커플링하지 않고 HER에서의 전압에 영향을 준다. 본원에서 사용된 용어로서, 방위각은 수평선 둘레로 측정되는 것과 같은 수평 방향의 컴포넌트, 예를 들어, 컴퍼스 방향을 지칭한다.

HER에 저 주파수 RF 전력이 전달될 때, 방위각 균일성은 높을 수도 있다. 웨이퍼 에지 주위의 플라즈마류의 방위각 균일성은 HER에 대한 저 주파수 RF 전력 전달을 분할함으로써 개선될 수도 있다. 도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른, 분할된 HER 및 각각의 세그먼트에 대한 저 주파수 RF 전력 전달을 위한 배열의 단순화된 개략도를 도시한다.

도 5의 구현에서, HER은 실시형태에서 복수의 세그먼트들 (506A, 506B, 506C 및 506D) 로 분할될 수도 있다. 각각의 HER 세그먼트는 본 발명의 실시형태에 따른 복수의 절연체 (508A, 508B, 508C 및 508D) 에 의해 다른 것으로부터 전기적으로 절연될 수도 있다. 일 실시형태에서, 저 주파수 RF 전력은 각각의 HER 세그먼트로 개별적으로 제어되고 전달될 수도 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 저 주파수 RF 전력은 공통 RF 전원 (502) 으로부터 전달될 수도 있다. 공통 RF 전원 (502) 으로부터의 저 주파수 RF 전력은 본 발명의 실시형태에 따른 각각의 HER 세그먼트로 복수의 가변 디바이스 (504A, 504B, 504C 및 504D) 에 의해 개별적으로 제어될 수도 있다. 이러한 가변 디바이스는 예를 들어 가변 매치들에 의해 구현될 수도 있다. 이 가변 디바이스들은, HER 세그먼트에 저 주파수 RF 전력 전달의 독립적인 제어를 제공하는데 사용될 수도 있다.

예를 들어, 플라즈마 처리 동안 세그먼트 (506C) 의 HER 상에 방위각 불균일성이 존재할 수도 있는 상황을 고려한다. 공통 RF 전원 (502) 으로부터 HER 세그먼트 (506C) 로 전달되는 RF 전력량을 제어하기 위해서 가변 디바이스 (504B) 를 조정함으로써 저 주파수 RF 전력을 국지적으로 조정할 수도 있다. 이와 같이, 핫 에지 링의 각각의 세그먼트로 전달되는 RF 전략량을 개별적으로 제어함으로써 웨이퍼 에지 주위의 플라즈마류의 방위각 균일성이 개선될 수도 있다. HER에 대한 RF 전력 전달의 국지적인 효과가 방위각 불균일성을 유발할 수도 있는 종래 기술과는 대조적으로, HER의 세그먼트에 대한 RF 전력의 제어된 전달은 웨이퍼 에지 주위에 더 양호한 방위각 균일성을 제공할 수도 있다.

일단 HER에 대한 전압 제어가 저 주파수 RF 전력에 의해 달성되면, 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따라서 플라즈마 처리 동안 기판의 개선된 균일성을 위한 통합 솔루션을 제공하기 위해서 하나 이상의 추가 제어가 도입될 수도 있다. 도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른, 추가적인 국지적인 가스 흐름, 온도, 및/또는 외부 DC 전원 제어를 갖는 통합 솔루션을 개념적으로 도시하는 단순화된 개략도를 도시한다.

예를 들어, 쉬스 전압 및/또는 이온 궤도 쟁점을 수정하기 위해서 플라즈마 처리 동안 저 주파수 RF 전력이 HER (612) 로 전달될 수도 있다. 웨이퍼 에지 주위의 케미스트리는 HER 재료의 스퍼터링으로 인하여 영향을 받을 수도 있다. 스퍼터링된 HER 재료로부터의 부산물은 HER에 인접한 웨이퍼 에지에서 국지적 에칭 케미스트리와 상호작용하고 간섭할 수도 있다.

도 6의 예에서, 일 실시 형태에서, 기판 (606) 및 HER (612) 을 포함할 수도 있는 영역에 걸친 복수의 노즐 (602A, 602B, 602C 및 602D) 을 통해 차동 가스 흐름이 도입되어 상이한 에칭 가스 밀도를 제공할 수도 있다. 따라서, 기판 (606) 으로부터 HER (612) 로의 갑작스러운 변경으로 인한 플라즈마류 및 케미스트리의 차를 보상하기 위해서 기판 (606) 및 HER (612) 에 걸친 상이한 영역에 상이한 플라즈마류가 존재할 수도 있다.

개념적으로, 기판 (606) 및/또는 HER (612) 에 걸친 차동 가스 흐름을 얻기 위해서, 실시형태에 따르면 노즐 (602A) 로부터의 제 1 가스 유량은 제 2 노즐 (602B) 로부터의 제 2 유량 등과 상이할 수도 있다. 각각의 노즐을 통한 가스 유량은 적절한 흐름 제어 전략 및 흐름 제어 메커니즘 (예를 들어, 질량 유량 제어기) 을 이용하여 능동적으로 조종될 수도 있다. 따라서, HER (612) 의 RF 전압 제어로부터 HER 재료의 원하지 않는 스퍼터링에 의해 발생된 케미스트리 효과를 상쇄하기 위해서 플라즈마 밀도가 개별적으로 제어될 수도 있다.

일반적으로, 기판 (606) 및/또는 HER (612) 의 웨이퍼 에지의 온도, 예를 들어, T_기판 및/또는 T_{에지 링}은 플라즈마 처리 동안 증가할 수도 있다. HER (612) 에서 온도의 제어되지 않은 증가는 웨이퍼 에지 결과에 불리한 영향을 끼칠 수도 있다. 예를 들어, HER (612) 이 더 뜨거워질수록, HER (612) 의 국지적인 부근에 있는 웨이퍼 에지의 플라즈마류의 반응성 및 케미스트리는 변할 수도 있다. 본원의 발명자는, 플라즈마 처리 동안 프로세스 균일성을 유지하기 위해서 기판 (606) 및/또는 HER (612) 의 온도가 개별적으로 제어될 필요가 있다는 것을 인식한다.

일 실시형태에서, 기판 (606) 의 온도는 기판 (606) 을 척 (ESC; 608) 에 정전적으로 클램핑함으로써 제어될 수도 있다. 유사하게, 일 실시형태에서는, 또한 HER (612) 의 하부 전극 (618) 에 대한 정전식 클램핑을 이용함으로써 HER (612) 의 온도가 개별적으로 제어될 수도 있다. 열 이송 메커니즘을 클램핑함으로써, HER (612) 의 온도는 하부 전극 (618) 로부터 HER (612) 상으로 열을 이송한다. 이와 같이, 기판 (606) 또는 HER (612) 을 클램핑하는 정전력을 이용함으로써, T_기판 및/또는 T_{에지 링}은 에칭이 적절한 비율로 발생하도록 개별적으로 제어될 수도 있다.

예를 들어, 저 주파수 RF 전력을 HER (612) 에 인가하는 동안 RF 필터 (614) 를 통해 외부 DC 전력 공급 (616) 에 의해 DC 전압이 조종될 수도 있는 상황을 고려한다. 예를 들어, DC는 저 주파수 RF 전력을 HER (612) 로 인가하는 동안 접지될 수도 있다. 다른 예에서, DC 전압, 즉 포지티브 또는 네거티브 V_DC는 저 주파수 RF 전력을 HER (612) 로 인가하는 동안 인가될 수도 있다.

플라즈마 처리 동안 저 주파수 RF 전력이 HER (612) 로 인가될 때, V_DC가 HER (612) 상에 유도되어 플라즈마 포텐셜을 더 높일 수도 있다. HER (612) 상의 V_DC가 계속 제로로 있도록 강제하기 위해서, 플라즈마 포텐셜은 기판 (606) 에 대한 이온 에너지의 영향을 이동시키는 경향이 있을 수도 있다. 저 주파수 RF 전력을 HER (612) 로 인가하는 동안 HER (612) 에 대한 외부 DC 제어를 구비함으로써, 기판 (606) 상의 이온 에너지가 독립적으로 제어될 수도 있다.

일반적으로, 디바이스 제조는 다중 단계 프로세스이기 쉽다. 기판의 플라즈마 처리를 위한 프로세스 레시피의 각각의 단계는 고유한 프로세스 파라미터를 가질 수도 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 에칭 단계에 대한 프로세스 레시피는 HER로 지향되는 저 주파수 RF 전력을 지정하여 기판 에지에서 더 양호한 균일성을 갖도록 플라즈마 쉬스를 제어할 수도 있다. 그러나, 플라즈마 처리 동안 저 주파수 RF 전력이 HER로 인가되지 않는다면, HER과 기판 사이의 전압차로 인하여 이온이 기판 에지의 이면, 즉 베벨 에지에 충돌하기 쉽다. 이온이 베벨 에지에 충돌하기 때문에, 베벨 에지 상의 폴리머 퇴적이 이온 충돌을 통해 제거될 수도 있다. 따라서, 기판의 베벨 에지를 세정하기 위한 인시츄 프로세스 단계가 달성될 수도 있다. 예를 들어, 인시츄 세정 단계를 위한 프로세스 레시피는, 일 실시형태에서 이온이 베벨 에지에 충돌하게 하기 위해서 턴오프될 저 주파수 RF 전력을 지정할 수도 있다.

상기한 것으로부터 이해될 수도 있는 바와 같이, 본 발명의 실시형태는 웨이퍼 에지 주위의 HER 상의 쉬스 전압의 제어에 의한 웨이퍼 에지 결과의 제어를 위한 방법 및 배열을 제공한다. 저 RF HER 전압 제어를 이용한 열 제어를 위한 튜닝 가스 및/또는 정전식 클램핑의 통합 솔루션을 이용함으로써 (이러한 접근은 특이적으로 또는 임의의 결합 및/또는 시퀀스에서 이용될 수도 있다), 웨이퍼 에지 결과의 플라즈마 처리는 국지적으로 제어되어, 제조되는 디바이스의 더 높은 수율을 달성할 수도 있다. 저 RF HER 전압 제어를 구비한 외부 DC 제어를 이용함으로써, 기판 상의 이온 에너지가 독립적으로 제어될 수도 있다. 프로세스 레시피의 상이한 단계에서 HER 전압을 제어함으로써, 폴리머 퇴적의 인시츄 세정이 베벨 에지 상에서 가능하다. 추가적으로, 이온 에너지 및 플라즈마 밀도를 나타내는 여러 간접 결과들이 플라즈마 프로세싱 동안 제어될 수도 있다.

본 발명을 여러 바람직한 실시형태들에 관하여 설명하였지만, 변형, 치환, 및 등가물이 본 발명의 범위 내에 있다. 또한, 명칭, 개요, 및 요약서는 편의를 위해 여기에 제공되며 본원의 청구 범위를 해석하는데 사용되어서는 안된다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치를 구현하는 많은 대안이 되는 방법이 존재한다는 것을 주목한다. 본원에 다양한 실시예가 제공되었지만, 이러한 예들은 예시이고 본 발명을 제한하지 않도록 의도된다. 또한, 본 출원에서, "n"개의 아이템의 세트는 0 또는 그 이상의 세트를 지칭한다. 따라서, 다음에 첨부된 청구범위는 본 발명의 참된 정신 및 범위 내에 있는 것으로서 모든 이러한 변형, 치환, 및 등가물을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.

Claims

플라즈마 처리 챔버에서 기판을 처리하는 방법으로서,
상기 기판은 척 위에 배치되고 에지 링에 의해 둘러싸이고, 상기 에지 링은 상기 척으로부터 전기적으로 절연되며,
상기 기판 처리 방법은,
상기 척에 제 1 RF 전력을 제공하는 단계;
에지 링 RF 전압 제어 배열을 제공하는 단계로서, 상기 에지 링 RF 전압 제어 배열은 상기 에지 링에 커플링되어 제 2 RF 전력을 상기 에지 링에 제공하고, 상기 에지 링에 전달되는 상기 제 2 RF 전력은 20 KHz 내지 10 MHz의 주파수를 가져, 상기 에지 링이 에지 링 포텐셜을 갖는, 상기 에지 링 RF 전압 제어 배열 제공 단계; 및
상기 기판을 처리하기 위해서 상기 플라즈마 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 단계로서, 상기 기판이 처리되는 한편, 상기 기판을 처리하는 동안 상기 에지 링 포텐셜이 상기 기판의 DC 포텐셜과 동일하게 되도록 상기 에지 링 RF 전압 제어 배열이 구성되는, 상기 플라즈마 생성 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에지 링 RF 전압 제어 배열은 RF 필터 배열 및 RF 매치 배열을 포함하고, 상기 RF 필터 배열은 상기 에지 링과 RF 전원 사이에 배치되는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 전원은, 상기 척에 상기 제 1 RF 전력을 제공하기 위해 사용된 RF 생성기와는 상이한 RF 생성기인, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 전원은, 상기 척에 상기 제 1 RF 전력을 제공하기 위해 또한 사용되는 RF 생성기인, 기판 처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 RF 필터 배열은, 상기 RF 전원에 도달하지 않도록 원하지 않는 고조파 RF 에너지를 감쇠시키도록 구성되는, 기판 처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 RF 매치 배열은 상기 에지 링으로의 RF 전력의 전달을 최대화하도록 구성되는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에지 링에 전달되는 상기 제 2 RF 전력의 주파수는 상기 제 1 RF 전력의 주파수와는 상이한, 기판 처리 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 척에 전달되는 상기 제 1 RF 전력은 2MHz의 주파수를 갖는, 기판 처리 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 척에 전달되는 상기 제 1 RF 전력은 27 MHz의 주파수를 갖는, 기판 처리 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 척에 전달되는 상기 제 1 RF 전력은 60 MHz의 주파수를 갖는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에지 링은 상기 기판으로부터 전기적으로 분리되는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에지 링은 모노리식 유닛 (monolithic unit) 인, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 에지 링은 복수의 세그먼트들을 포함하도록 구성되는, 기판 처리 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 일 세그먼트는 상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 인접한 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되도록 구성되는, 기판 처리 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 적어도 2개의 세그먼트들은 상기 복수의 세그먼트들 중 상기 적어도 2개의 세그먼트들 각각에 전달된 상기 제 2 RF 전력의 독립 제어를 갖도록 구성되는, 기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 에지 링을 포함하는 영역에 걸친 차동 가스 흐름을 생성하는 단계로서, 상기 차동 가스 흐름은 복수의 노즐들에 의해 제공되는, 상기 차동 가스 흐름 생성 단계;
상기 에지 링의 온도를 독립적으로 제어하기 위해서 상기 에지 링에 정전식 클램핑 수단을 제공하는 단계; 및
상기 에지 링에 DC 전력을 제공하기 위해 외부 DC 전압 제어 배열을 제공하는 단계를 더 포함하는, 기판 처리 방법.
기판을 처리하기 위해 구성된 플라즈마 처리 챔버를 구비한 플라즈마 처리 시스템으로서,
상기 기판은 척 위에 배치되고 에지 링에 의해 둘러싸이고, 상기 에지 링은 상기 척으로부터 전기적으로 절연되며:
상기 플라즈마 처리 시스템은,
상기 척에 제공되는 제 1 RF 전력; 및
에지 링 RF 전압 제어 배열을 포함하고,
상기 에지 링 RF 전압 제어 배열은 상기 에지 링에 커플링되어 제 2 RF 전력을 상기 에지 링에 제공하고, 상기 에지 링에 전달되는 상기 제 2 RF 전력은 20 KHz 내지 10 MHz의 주파수를 가져, 상기 에지 링이 에지 링 포텐셜을 갖고, 상기 플라즈마 처리 챔버는 상기 기판을 처리하기 위해 플라즈마를 발생시키도록 구성되고, 상기 기판이 처리되는 한편, 상기 기판을 처리하는 동안 상기 에지 링 포텐셜이 상기 기판의 DC 포텐셜과 동일하게 되도록 상기 에지 링 RF 전압 제어 배열이 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 에지 링 RF 전압 제어 배열은 RF 필터 배열 및 RF 매치 배열을 포함하고, 상기 RF 필터 배열은 상기 에지 링과 RF 전원 사이에 배치되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 RF 전원은, 상기 척에 상기 제 1 RF 전력을 제공하기 위해 사용된 RF 생성기와는 상이한 RF 생성기인, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 RF 전원은, 상기 척에 상기 제 1 RF 전력을 제공하기 위해 또한 사용되는 RF 생성기인, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 에지 링에 전달되는 상기 제 2 RF 전력의 주파수는 상기 제 1 RF 전력의 주파수와는 상이한, 플라즈마 처리 시스템.
제 21 항에 있어서,
상기 척에 전달되는 상기 제 1 RF 전력은, 2MHz, 27 MHz, 및 60 MHz 중 적어도 하나를 포함하는 RF 주파수의 세트를 갖는, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 에지 링은 상기 기판으로부터 전기적으로 분리되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 에지 링은 모노리식 유닛인, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 에지 링은 복수의 세그먼트들을 포함하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 25 항에 있어서,
상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 일 세그먼트는 상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 인접한 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 26 항에 있어서,
상기 에지 링의 상기 복수의 세그먼트들 중 적어도 2개의 세그먼트들은 상기 복수의 세그먼트들 중 상기 적어도 2개의 서브그먼트들 각각에 전달된 상기 제 2 RF 전력의 독립 제어를 갖도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 에지 링을 포함하는 영역에 걸쳐 흐르도록 구성된 차동 가스 흐름으로서, 상기 차동 가스 흐름은 복수의 노즐들에 의해 제공되는, 상기 차동 가스 흐름;
상기 에지 링의 독립적인 온도 제어를 상기 에지 링에 제공하도록 구성되는 정전식 클램핑 수단; 및
상기 에지 링에 DC 전력을 제공하기 위해 구성되는 외부 DC 전압 제어 배열을 더 포함하는, 플라즈마 처리 시스템.