KR101753620B1 - 플라즈마 처리 챔버에서의 에칭 프로세스의 방위 방향 균일성 제어 - Google Patents

플라즈마 처리 챔버에서의 에칭 프로세스의 방위 방향 균일성 제어 Download PDF

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Abstract

플라즈마 처리 챔버 내에서의 에칭 프로세스에서 방위 방향 불균일을 제어하기 위한 장치, 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 처리 챔버 및 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지를 포함할 수 있다. 유전 윈도우(dielectric window)는 플라즈마 처리 챔버와 RF 케이지를 분리할 수 있다. 장치는 유전 윈도우 위로 배치된 플라즈마 생성 코일을 포함할 수 있다. 플라즈마 생성 코일은 전기를 공급받을 때 플라즈마 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능할 수 있다. 장치는 플라즈마 생성 코일의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지 내에 배치된 도전성 표면을 더 포함한다. 도전성 표면은 플라즈마 생성 코일이 전기를 공급받을 때 도전성 표면과 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 배치된다.

Description

플라즈마 처리 챔버에서의 에칭 프로세스의 방위 방향 균일성 제어{CONTROLLING AZIMUTHAL UNIFORMITY OF ETCH PROCESS IN PLASMA PROCESSING CHAMBER}
[우선권 주장]
본 출원은 모든 목적으로 참조로서 본 명세서에 편입되는 미국 임시 특허 출원 제62/135,437호의 우선권의 이익을 주장한다.
[기술분야]
본 개시 내용은 플라즈마 소스를 이용하여 기판을 처리하는 것에 관한 것이다.
플라즈마 처리는 부착(deposition), 에칭, 레지스트 제거 및 반도체 웨이퍼와 기타 기판의 관련된 처리를 위하여 반도체 산업에서 널리 사용된다. 플라즈마 소스(예를 들어, 마이크로 웨이브, ECR, 유도형(inductive) 등)가 기판을 처리하기 위하여 고밀도 플라즈마 및 반응종(reactive species)을 생산하도록 플라즈마 처리를 위해 종종 사용된다. 프로세스 케미스트리(process chemistry)를 공급 가스로부터 생성하고 높거나 낮은 에칭 레이트(etch rate)로 등방성 또는 고이방성 에칭을 제공하는 RF 플라즈마 소스의 능력 때문에, RF 플라즈마 소스가 현대의 플라즈마 에칭 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 플라즈마 처리 도구는 매우 상이한 가스에서 그리고 매우 상이한 상태(가스 유동, 가스 압력 등)에서 안정된 플라즈마를 지속시킬 수 있고, 플라즈마 밀도, 플라즈마 프로파일 및 이온 에너지의 독립적인 제어를 제공할 수 있다.
예를 들어 반도체 웨이퍼 전체에 걸쳐, 에칭 챔버(및/또는 에칭 헤드(etch head))에서 웨어퍼로부터 웨이퍼로, 도구에 걸쳐 에칭 챔버로부터 에칭 챔버로, 제조 설비에 걸쳐 에칭 도구로부터 에칭 도구로, 또는 세계에 걸쳐 모든 제조 설비에 대하여, 프로세스 등가성(process equivalence)에 대한 요건은 반도체 웨이퍼 및 기타 기판의 처리에 있어서 플라즈마 프로세스 균일성에 대한 엄격한 요건으로 이어질 수 있다. 그 결과, 많은 플라즈마 처리 도구는 가스 유동, 플라즈마 밀도 및 다른 플라즈마 프로세스 파라미터에서의 불균일을 보상하기 위한 프로세스 제어를 가진다. 반경 방향 프로세스 균일성(radial process uniformity)을 위한 엄격한 처리 요건을 충족하기 위하여, 일부 제조사들은, 플라즈마 반경 방향 프로파일 제어를 위한 다중 코일 유도 결합 플라즈마(ICP) 소스 또는 다중 구역 용량 결합 플라즈마(CCP) 소스, 다중 반경 방향 온도 구역을 갖는 정전 척(electrostatic chuck), 다중 가스 주입 등과 같은 다양한 방법 및 시스템을 채용한다.
방위 방향(azimuthal direction)에서의 균일성을 성취하기 위하여, 일부 제조사들은 플라즈마 챔버, 플라즈마 생성부(예를 들어, 코일, 전극), 정전 척(ESC), 가스 주입부 및 가스 배출부, 초점 링 및 다른 부품을 반도체 웨이퍼 또는 기타 기판의 대칭성과 매치하도록 가능한 한 대칭적으로 설계하여 구성한다. 이 이유로, 일부 전력이 공급되는 요소(예를 들어, 커패시터)는 이들을 추가의 인클로저 내에서 메인 RF 케이지 밖에 배치함으로써 안테나 및 플라즈마로부터 차단된다. 또한, 웨이퍼 배치는 높은 정밀도로 제어된다. 더욱이, 지구 자기장도 도구의 위치에 따라 방위 방향 균일성(azimuthal uniformity)에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 지구 자기장은 도구가 상이한 방향을 바라보고 있다면 동일한 방에 있는 상이한 도구에 대하여 방위 방향 프로세스 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 일부 제조자는 이러한 효과를 감소시키기 위하여 자기 실드(magnetic shield)로 챔버를 둘러싼다.
많은 경우에, 더 높은 균일성 요건은 플라즈마 처리 도구의 더 높은 비용으로 이어진다. 예를 들어, 1% 불균일 요건은 3% 불균일 요건보다 훨씬 더 많은 설계 노력, 추가의 제어 요소, 부품의 더 정밀한 제조 및 이들의 조립 등을 요구할 수 있다. 그러나, 결함이 프로세스 도구의 설계, 제조 및/또는 조립에서 발생할 수 있다. 설계에서의 결함은 규칙적인(systematic) 불균일성을 야기할 수 있다. 제조된 부품에서의 결함은 규칙적인 불균일성 및 무작위적인(예를 들어, 도구별로) 불균일성을 모두 야기할 수 있다. 조립에서의 결함은 무작위적인 불균일성을 야기한다. 도구가 조립되고 모든 부품이 제자리에 배치될 때, 이러한 불균일성은 서로 결합되어, 최악의 경우에, 서로 보상하기보다는 서로 더해진다.
결과에 따른 반경 방향 불균일성의 대부분은 사용 가능한 제어 "노브(knob)"를 이용하여 프로세스(전력, ESC 구역의 온도, 프로세스 시간 등)를 튜닝함으로써 보상될 수 있지만, 방위 방향으로 프로세스를 튜닝하기 위한 제어 "노브"는 없다. 따라서, 방위 방향 불균일 또는 방위 방향의 직접적인(head-to-head) 불일치가 용인할 수 있는 한계를 초과하면, 이를 바로잡는 유일한 방법은 방위 방향 불균일성에 가장 큰 기여를 하는 부품을 식별하여 교체하는 것이다. 이 절차는 비용이 많이 들고 시간 소모적일 수 있어, 최종 생산비와 도구의 가격을 증가시킨다. 일부 경우에, 교체된 부품이 불량 부품이 아닐 수 있으며, 다른 부품과 결합하여 도구의 전체적인 불균일성이 그 한계 아래에 있을 수 있다.
플라즈마 및 프로세스 균일성에 영향을 미치는 플라즈마 처리 챔버 내 또는 그 주위의 요소의 개수는 상당히 크다. 이러한 부분은, 예를 들어, 가스 주입 및 가스 출구, 코일, 바이어스 전극을 갖는 받침대 및 정전 척(ESC), RF 케이지, 챔버 벽과 웨이퍼 이송을 위한 도어, ESC 공급 구조, 지구 및 구조-프레임의 요소로부터의 자기장, 나사, 터보 펌프, 냉각 팬 및 기타 요소를 포함할 수 있다. 이러한 부분의 일부로부터의 비대칭에 기여는 매우 작게 될 수 있다. 그러나, ESC와 코일과 같은 부품은 절대적인 대칭이 될 수 없다. 예를 들어, ESC는 다수의 전극, 가열 요소 및 냉각 채널, 상이한 층 사이의 접합 등을 갖는 복잡한 구조를 구비할 수 있다. 코일은 하나의 턴(turn)으로부터 다른 턴으로의 리드(lead) 및 전이부를 가질 수 있다. 리드의 개수를 증가시키고 리드를 사방으로 펼치는 것으로 코일 리드와 연관된 불균일성의 크기를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 하나의 3 턴 코일 대신에 서로에 대하여 120도로 배향된 3개의 1 턴의 코일 또는 반대측에 리드를 갖는 2개의 1.5 턴 코일 등). 그러나, 이는 추가 비용을 야기할 수 있고, 개선된 방위 방향 균일성을 제공하지 않을 수 있다.
방위 방향 불균일성을 해결하기 위한 하나의 접근 방식은 웨이퍼(및/또는 받침대)에 대하여 코일을 전체로서 경사지게 하는 것이다. 그러나, 이것이 매우 강한 영향을 발생시킬 수 있고 방위 방향 불균일성이 이미 작아졌을 때 정밀 튜닝을 위하여 사용될 수 없기 때문에, 이 해결 방안은 실용적이지 않다.
본 개시 내용의 실시예의 양태 및 이점은 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 부분적으로 설명되거나, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 학습되거나, 또는 실시예들의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 개시 내용의 하나의 예시적인 양태는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지 및 플라즈마 처리 챔버와 RF 케이지를 분리하는 유전 윈도우를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 유전 윈도우 위로 배치된 플라즈마 생성 코일을 더 포함할 수 있다. 플라즈마 생성 코일은, 전기를 공급받을 때 플라즈마 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능할 수 있다. 플라즈마 처리 장치 플라즈마 생성 코일의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지 내에 배치된 도전성 표면을 포함할 수 있다. 도전성 표면은, 플라즈마 생성 코일이 전기를 공급받을 때, 도전성 표면과 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 배치될 수 있다.
본 개시 내용의 다른 예시적인 실시예는 플라즈마 처리 장치에서 방위 방향 프로세스 균일성을 조정하는 방법에 관한 것이다. 방법은 플라즈마 에칭 프로세스를 이용하여 플라즈마 처리 장치에서 반도체 기판을 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지, 플라즈마 처리 챔버와 RF 케이지를 분리하는 유전 윈도우 및 유전 윈도우 위로 배치된 플라즈마 생성 코일을 포함한다. 방법은, 플라즈마 에칭 프로세스와 연관된 방위 방향 프로파일과 관련된 데이터를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 플라즈마 생성 코일의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지 내에 배치된 도전성 표면과 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 상기 도전성 표면을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 또 다른 예시적인 실시예는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는, 프로세스 가스를 가두도록 동작 가능한 내부를 갖는 플라즈마 처리 챔버, 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지 및 유전 윈도우를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 RF 에너지로 전기를 공급받을 때 플라즈마 처리 챔버 내의 플라즈마에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능한 하나 이상의 유도성 요소를 더 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 하나 이상의 유도성 요소의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지 내에 배치된 하나 이상의 도전성 표면을 포함할 수 있다. 하나 이상의 도전성 표면의 적어도 일부는, 하나 이상의 유도성 요소가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때, 하나 이상의 도전성 표면 및 하나 이상의 유도성 요소 사이에 하나 이상의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 하나 이상의 유도성 요소에 대하여 이동 가능할 수 있다.
본 개시 내용의 다른 예시적인 양태는, 플라즈마 에칭 프로세스에서 방위 방향 불균일을 제어하기 위한 시스템, 방법, 장치 및 프로세스에 관한 것이다.
다양한 실시예의 이러한 특징, 양태 및 이점과 다른 특징, 양태 및 이점은 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 첨부된 특허청구범위를 참조하여 더 양호하게 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 개시 내용의 실시예를 예시하고, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께, 관련된 원리를 설명하는 역할을 한다.
당해 기술 분야에서 통상의 기술자를 위한 실시예에 대한 상세한 설명은 다음의 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명된다:
도 1은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치의 양태를 도시한다;
도 2는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 도전성 표면의 양태를 도시한다;
도 3은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 도전성 표면의 양태를 도시한다;
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 하나 이상의 도전성 와이어(들)를 갖는 도전성 표면을 포함하는 예시적인 플라즈마 처리 장치의 양태를 도시한다;
도 5는 본 개시 내용에 따른 원통 플라즈마 에너자이징 코일을 이용하는 예시적인 도전성 요소 배치 및 동작의 양태를 도시한다;
도 6은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치의 양태를 도시한다;
도 7은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치의 양태를 도시한다;
도 8은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서 방위 방향 프로세스 균일성을 조정하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다; 그리고,
도 9는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방위 방향 프로파일의 양태를 도시한다.
임의의 제어를 위한 주요 요건은 입력의 변동에 대한 출력의 과도하지 않은 민감도와 예측 가능하고 단조로운 응답이다. 이것은 반복 가능성과 예측 가능성을 의미한다. 예를 들어, 바이어스 전력에 대한 에칭 레이트 의존성이 너무 강하면, 프로세스 결과는 반복 가능하지 않을 것이다 - 바이어스 전력의 임의의 작은 변동이 레이트를 변경시킬 것이어서, 바이어스를 사용하기 어렵게 만든다.
방위 방향 불균일성을 제어하는데 있어서의 일반적인 어려움은 설계에 의해 모든 부품이 대칭적이지만, 통상적으로 비대칭 요소가 방위 방향 프로파일에 영향을 미친다는 것이다. 본 개시 내용의 예시적인 양태에 따르면, 대칭으로부터 제어되는 비대칭으로 쉽게 변경될 수 있는 새로운 요소가 도입될 수 있어, 정확한 동작이 필요한 경우에 이 요소에서 원하는 변경을 쉽게 할 수 있다.
하나 이상의 예가 도면에 도시된 실시예가 상세하게 참조될 것이다. 각 예는 본 개시 내용에 대한 한정이 아니라 실시예에 대한 설명으로서 제공된다. 사실, 다양한 수정 및 변경이 본 개시 내용의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 추가의 실시예를 산출하기 위하여 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 양태는 이러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.
더욱 구체적으로는, 본 개시 내용의 예시적인 양태는 플라즈마 프로세스 챔버의 코일 위로 코일로부터 소정의 거리에 배치되어, RF 케이지 내의 모든 다른 요소(예를 들어, 커패시터 등)로부터 코일을 분리하는 도전성 표면/RF 실드에 관한 것이다. 코일은, 플라즈마 뿐만 아니라 코일에 근접한 다른 모든 것과 "소통(communicate)"하는 안테나일 수 있다. 실드를 배치하고 코일을 RF 케이지 내의 모든 다른 요소로부터 분리하는 것은 코일과 이러한 요소 사이의 원하지 않은 모든 "소통(communication)"을 차단하고 이러한 소통을 실드로의 단일 "소통"으로 대체할 수 있다. 일부 구현예에서, 코일 및/또는 플라즈마가 RF 케이지 내부에서 다른 요소와 가질 수 있는 다른 결합(coupling) 및/또는 표류 커패시턴스를 제거할 수 있기 때문에, 이 실드의 접지가 유익할 수 있다.
플라즈마에 대한 강한 결합에 비하여 코일이 실드에 약간만 결합(예를 들어, 유도성으로)되는 방식으로 실드가 배치되면, 실드가 코일로부터 취하는 전력이 작을 수 있고, 프로세스에 대한 실드의 효과가 작을 수 있다. 코일과 실드의 상이한 부분들 사이의 거리를 제어하는 것은 코일과 플라즈마 사이의 결합에 대하여, 그리고 이 결합에 의존하는 프로세스에 대하여 작은 비대칭 외란(disturbance)을 생성할 수 있다.
본 개시 내용의 양태는 플라즈마 처리 챔버에서 에칭 프로세스의 방위 방향 균일성을 제어하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 표시된 바와 같이, 도전성 표면과 코일의 상이한 방위 부분 사이의 거리의 조정은 방위 방향 프로세스 균일성의 제어를 위한 효과적인 제어 파라미터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 도전성 표면은 링 형상의 실드를 포함할 수 있다. 특정 방위 영역에서 코일을 향하여 실드를 구부리거나 경사지게 하는 것은 그 방위 영역에서 코일-플라즈마 전력 전송을 감소시킬 수 있다. 특정 방위 영역에서 코일로부터 멀리 실드를 구부리거나 경사지게 하는 것은 코일-실드 결합을 감소시킬 수 있고, 따라서 그 방위 영역에서 코일-플라즈마 전력 전송을 향상시킬 수 있다.
또한, 실드에 결합된 전력이 작기 때문에, 이 작용에 기인하는 플라즈마 프로세스에 대한 보정도 작을 수 있다. 예를 들어, 임의의 특정 동작 이론에 구속되지 않으면서, 실드의 일측이 코일에 더 가까워지거나 그로부터 더 멀어질 때 이는 모든 곳에서 코일 내의 전류에 영향을 미친다. 다른 말로 하면, 코일 내의 전류에 대한 방위 효과를 가지지 않는다. 그러나, 코일에 의해 실드 내에 유도된 전류는 플라즈마로부터 상이한 거리로 흐르고, 플라즈마 내의 필드에 상이하게 영향을 미친다. 이 효과는 부차적이다. 그 결과, 플라즈마에서 이것이 생성하는 2차 효과도 작고, 이는 이것이 제어에 대하여 유용하게 한다. 실드를 구부리거나 경사지게 하지 않는 것은 코일로부터 플라즈마로의 전력 전송의 작지만 균일한 감소를 생성할 것이다. 따라서, 이 작용의 결과는 예측 가능하고 단조로우며 작을 것이고, 따라서 이러한 종류의 방위 방향 프로세스 제어는 이러한 요건을 만족할 수 있다.
방위 방향 균일성을 제어하는 이러한 프로세스는 제조 또는 도구 어셈블리의 설계 또는 부품이 규칙적인 방위 방향 불균일성을 생성하지 않지만, 오히려 최종 불균일성이 다수의 임의적인 인자에 의해 발생되고 예측하기 어려운 상황에 특히 효과적이다. 이러한 상황에서, 모든 처리 챔버는 개별 보정을 필요로 할 수 있고, 필요한 보정은 작을 수 있다.
본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따라 방위 방향 불균일성을 제어하는 것은 반도체 웨이퍼 또는 기타 기판에 대한 프로세스 결과의 방위 방향 불균일성을, 예를 들어, 대략 1.5%에서 대략 0.5% 미만으로, 그리고 간단한 절차를 이용하여 한 헤드에서 다른 헤드로 빠르게 감소시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "대략(about)"이라는 용어는 수치와 함께 사용될 때, 언급된 양의 대략 35% 내를 나타낸다. 일부 구현예에서, 본 개시 내용의 예시적인 양태는 대략 1.5%에서 대략 0.2-0.5%까지 방위 방향 불균일성을 감소시키고, 간단한 절차를 이용하여 처리 헤드와 챔버를 빠르게 매칭시키는데 사용될 수 있다. 일부 프로세스는 동일한 방위 방향 균일성을 갖는 헤드를 가져다 줄 수 있다.
더욱이, 본 개시 내용의 예시적인 양태에 따라 방위 방향 불균일성을 감소시키는 프로세스는 상대적으로 간단할 수 있다. 먼저, 반도체 웨이퍼를 처리하고 원하는 반경 방향 프로파일을 성취한 후에, 최대 및 최소를 식별하기 위하여 방위 방향 프로파일이 분석될 수 있다. 많은 경우에, 최대 및 최소는 최대 및 최소가 더욱 두드러지는 플라즈마 처리 프로파일의 에지 근처에서 식별될 수 있다. 그 다음, 코일에 대한 RF 실드의 거리는 프로세스의 방위 방향 프로파일을 변경하기 위하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 실드의 에지는 플라즈마로의 ICP 전력이 증가될 필요가 있는 방위 위치에서 코일로부터 멀리 들어올려질 수 있다. 실드의 에지는 플라즈마로의 ICP 전력이 감소될 필요가 있는 방위 위치에서 코일에 더 가까이 아래로 이동될 수 있다. 이것은 원하는 균일성/프로파일을 성취하기 위하여 한 번 또는 두 번의 반복만 소요될 수 있다.
코일에 대한 RF 실드의 에지의 거리를 조정하는 것은 무작위의 방위 방향 불균일성 및 규칙적인 방위 방향 불균일성을 모두 해결하는데 있어서 유연성을 제공할 수 있다. 코일에 대한 도전성 표면의 거리를 조정하는 다른 방법이 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 코일의 선택된 방위 부분에만 근접하게 배치된 부분적인 실드가 더욱 규칙적인 방위 방향 불균일성을 해결하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 플라즈마 소스가 복수의 코일을 가지면, 방위 방향 불균일성을 해결하기 위하여 복수의 실드가 복수의 코일에 상대적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 아래로 구부리는 것 대신에, 실드는 실드에 부착된 가요성 부분(예를 들어, 와이어)을 포함할 수 있다. 가요성 부분은 코일을 향하여 아래로 늘어질 수 있어, 실드를 아래로 구부리는 것과 유사한 효과를 형성한다.
이제 도면을 참조하여, 본 개시 내용의 예시적인 실시예가 상세하게 논의될 것이다. 도 1은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치(100)의 양태를 도시한다. 도 1은 플라즈마 처리 장치(100)의 단면도를 도시한다. 플라즈마 처리 장치(100)는 플라즈마 처리 챔버(102), RF 케이지(104), 유전(dielectric) 윈도우(106), 유도성 요소(108) 및 도전성 표면 또는 실드(110)를 포함할 수 있다.
처리 챔버(102)는 내부 공간(112)을 정의할 수 있다. 받침대 또는 기판 홀더(114)는 반도체 웨이퍼와 같은 기판(116)을 내부 공간(112) 내에서 지지하는데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 공급 가스는 벽 내의 하나 이상의 공급 가스 홀(들)(118)을 통해 처리 챔버(102) 내로 도입될 수 있다. 공급 가스 홀(들)(118)은, 예를 들어, 하나 이상의 공급 가스 도관(conduit)(들)(120)과 같은 관상부(tubulation)를 통해 프로세스 가스를 공급받을 수 있다. 도 1에 도시된 공급 가스 홀(들)(118) 및/또는 공급 가스 도관(들)(120)의 위치와 배향은 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 플라즈마 처리 장치(100)는 다른 위치 및 배향으로(예를 들어, 유전 윈도우(106)) 공급 가스 홀(들)(118) 및/또는 공급 가스 도관(들)(120) 포함하여 여전히 적절하게 공급 가스를 플라즈마 처리 장치(100)로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 공급 가스는 유전 윈도우 내의 공급 가스 홀(들)을 통해 또는 샤워헤드(showerhead)를 통해 제공될 수 있다.
공급 가스 홀(들)(118) 및/또는 공급 가스 도관(들)(120)의 각각은 미리 선택된 유량의 공급 가스가 내부 공간(112)으로 들어가게 하도록 구성될 수 있다. 이러한 유량은 원하는 처리 파라미터에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 상이한 공급 가스 도관(들)으로부터 내부 공간(112)으로의 다양한 유량의 공급 가스의 제어는 플라즈마 처리 동안 프로세스 가스에서 생성되는 대전된 종과 중성 종의 공간적인 분포의 효율적이고 개별적인 튜닝을 제공할 수 있다.
RF 케이지(104)는 플라즈마 처리 챔버(102) 위로 배치될 수 있다. RF 케이지(104)는 도전성 재료에 의해 또는 이러한 재료의 메시(mesh)에 의해 형성될 수 있고, 주위 환경으로의 전자기 간섭의 방사를 감소하고 또한 외부의 전자기 방사로부터 그 내부(및/또는 그 내에 둘러싸인 부품)을 차폐하기 위하여 접지된다. 예를 들어, RF 케이지(104)는 도전성 표면(110)뿐만 아니라 유도성 요소(108)를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108)를 RF 케이지(104) 내에 배치하는 것은 유도성 요소(108)와 RF 케이지(104) 내의 도전성 표면(110) 위로 배치된 다른 요소 사이의 원하지 않는 간섭을 감소시킬 수 있어, 이에 의해 유도성 요소(108)가 전기를 공급받을 때 유도성 요소(108)와 도전성 표면(110) 사이의 유도 결합을 용이하게 한다.
일부 구현예에서, 유전 윈도우(106)는 플라즈마 처리 챔버(102)와 RF 케이지(104)를 분리할 수 있다. 예를 들어, 유전 윈도우(106)는 기판 홀더(114) 위로 위치될 수 있다. 유전 윈도우(106)는 유도성 요소(108) 근처에 위치 설정된 윈도우일 수 있으며, 이를 통해 유도성 요소(108)로부터의 자속선(magnetic flux line)의 실질적인 부분이 플라즈마 처리 챔버(102)에 들어가고 그리고/또는 그로부터 되돌아간다. 유전 윈도우(106)는 쿼츠(quartz), 세라믹 등과 같은 재료를 포함할 수 있다. 유전 윈도우(106)가 다양한 다른 방법으로 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 유전 윈도우(106)는 챔버의 전체 상부 표면에 걸쳐 있을 수 있으며, 기계적 접합에 의해 지지될 수 있다.
유도성 요소(108)는 유전 윈도우(106) 위로 배치될 수 있다. 예를 들어, 유도성 요소(108)는, RF 전력을 공급받을 때 플라즈마 처리 장치(100)의 내부 공간(112) 내의 프로세스 가스에서 플라즈마를 유도하는 플라즈마 생성 코일(및/또는 안테나 요소)를 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 생성기(120)는 매칭 네트워크(122)를 통해 유도성 요소(108)로 전자기 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다. 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)은 전기를 공급받을 때 플라즈마 처리 챔버(102)에서 유도 결합 플라즈마(124)를 생성하도록 동작 가능할 수 있다.
도전성 표면(110)은 유도성 요소(108)의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지(104) 내에 배치될 수 있다. 도전성 표면(110)은, 예를 들어, RF 실드일 수 있다. 일부 구현예에서, 도전성 표면(110)의 주변 에지의 적어도 일부는 RF 케이지(104)의 측벽(128) 내에 위치된 하나 이상의 홈(126)에 유지될 수 있다. 이에 더하여 그리고/또는 이 대신에, 도전성 표면(110)의 주변 에지의 적어도 일부는 RF 케이지(104)의 측벽에 배치된 하나 이상의 핀(pin)(130)에 의해 유지될 수 있다.
도전성 표면(110)은 유도성 요소(108)를 RF 케이지(104) 내의 다른 요소(예를 들어, 커패시터 등)로부터 분리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유도성 요소(108)는, 플라즈마(124) 뿐만 아니라 유도성 요소(108)에 근접한 다른 요소와 전자기적으로 결합하는(예를 들어, "소통하는") 안테나로서의 역할을 할 수 있다. 도전성 표면(110)은 유도성 요소(108)와 이러한 다른 부품 사이의 원하지 않는 전자기 결합을 감소시키고, 이러한 결합을 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108) 사이의 전자기 결합으로 대체하도록 구성될 수 있다. 위에서 표시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 도전성 표면(110)은 유도성 요소(108)가 가지는 RF 케이지(104) 내의 다른 부품과의 용량 결합을 감소시키기 위하여 접지될 수 있다. 더욱이, 도전성 표면(110)은, 유도성 요소(108)가 플라즈마(124)에 대한 더 강한 결합에 비교하여 도전성 표면(110)에 단지 약간만(예를 들어, 유도성으로) 결합되는 방식으로 배치될 수 있다. 도전성 표면(110)이 유도성 요소(108)로부터 취하는 전력은 상대적으로 작을 수 있고, 플라즈마 프로세스에 대한 도전성 표면(110)의 일반적인 효과도 또한 작을 수 있다.
도전성 표면(110)은 다양한 형상 및/또는 크기(들)로 구성될 수 있다. 도 2는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 도전성 표면(200)의 양태를 도시한다. 일부 구현예에서, 도전성 표면(110)은 도전성 실드(200)를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 도전성 실드(200)는 고리형 실드 부분(201)을 포함할 수 있고, 접지될 수 있다. 도전성 실드(200)는 주변 에지(206)와 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)의 적어도 일부에 대하여 고정되도록 구성될 수 있는 (예를 들어, 고리형 실드 부분(201)의) 중심 부분(202)을 포함할 수 있다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 도전성 실드(200)는 고리형 실드(201)의 일부로서 포함되고 그리고/또는 그에 부착되는 가요성(flexible) 부분(208)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 도전성 표면(200)의 주변 에지(206)를 이동시키는 것에 더하여 그리고/또는 그 대신에, 가요성 부분(208)은 유도성 요소(108)를 향하여 아래로 늘어질 수 있어, 이에 의해, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 도전성 표면(200)을 아래로 구부리는 것과 유사한 효과를 생성할 수 있다.
도전성 표면(200)의 적어도 일부는 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)에 대하여 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 도전성 실드(200)의 적어도 일부는 조정 메커니즘(210)(예를 들어, 아암(arm) 및 슬롯, 텔레스코핑 메커니즘)에 부착될 수 있다. 조정 메커니즘(210)은 유도성 요소(108)에 대하여 도전성 실드(200)의 적어도 일부를 경사지게 하고 그리고/또는 구부리도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 고리형 실드(201)의 주변 에지(206)의 적어도 일부는 유도성 요소(108)를 향하여 그리고/또는 그로부터 멀리 이동 가능할 수 있다. 조정 메커니즘(210)은 주변 에지(206)의 적어도 일부가 유도성 요소(108)를 향하여 그리고/또는 그로부터 멀리 이동하게 하도록 구성될 수 있다. 조정 메커니즘(210)은 컨트롤러(미도시)에 의해 제어되도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는, 프로세스 특성 및/또는 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108) 사이의 유도 결합에 적어도 부분적으로 기초하여, 사용자로부터의 입력에 기초하여 그리고/또는 자동적으로 조정 메커니즘(210)(및 도전성 표면(110)의 적어도 일부의 위치)을 조정하도록 구성될 수 있다.
도전성 실드(200)의 형상은 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도전성 표면(110)은 도 2에 도시된 것과는 상이한 형상(예를 들어, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 다각형)을 포함할 수 있다. 더욱이, 도전성 표면(110)은 불규칙한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 도전성 표면(300)의 양태를 도시한다. 도전성 표면(300)은 부분 고리형 실드(302)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 부분 고리형 실드(302)는, 부분 고리형 실드(302)에서 전류를 형성하기 위하여, 부분 고리형 실드(302)의 루프를 닫도록 구성될 수 있는 하나 이상의 와이어(들)(304)를 포함할 수 있고 그리고/또는 접지될 수 있다. 일부 구현예에서, 도전성 표면(300)은 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)의 선택된 방위 부분에만 근접하게 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 코일의 선택된 방위 부분에만 근접하게 배치된 부분 실드가 더 규칙적인 방위 방향 불균일성을 해결하는데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 유도성 요소(108)가 전기를 공급받을 때 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108) 사이의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 (예를 들어, 도전성 실드(200, 300) 등을 포함할 수 있는) 도전성 표면(110)이 배치될 수 있다. 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일) 사이의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합은 유도성 요소(108)와 유도 결합 플라즈마(124) 사이의 유도 결합에 대하여 비대칭 외란(disturbance)을 생성하도록 동작 가능할 수 있다.
예를 들어, 도전성 표면(110)을 경사지게 하고, 구부리고, 이동시키는 등으로 유도성 요소(108)와 도전성 표면(110)의 상이한 방위 부분 사이의 거리를 제어하는 것은 유도성 요소(108)와 플라즈마(124) 사이의 결합(그리고, 결합에 의존하는 플라즈마 프로세스)에 대하여 작은 비대칭 외란을 생성할 수 있다. 예로써, 도전성 표면(110)의 적어도 제1 방위 부분(132)은 도전성 표면(110)의 제2 방위 부분(134)에 비하여 유도성 요소(108)에 더 가까이 구부러지고, 경사지고, 이동되는 등이 될 수 있다(예를 들어, 조정 메커니즘(210)을 통해). 도전성 표면(110)의 제1 방위 부분(132)은 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)로부터 제1 거리(136)에 위치될 수 있고, 도전성 표면(110)의 제2 방위 부분(134)은 유도성 요소(108)로부터 제2 거리(138)에 위치될 수 있다. 제2 거리(138)는 제1 거리(136)와 상이할 수 있다.
도전성 표면(110)의 상이한 방위 부분과 유도성 요소(108)의 상이한 방위 부분 사이의 제1 및 제2 거리(136, 138)는 방위 방향 프로세스 균일성의 제어를 위한 효과적인 제어 파라미터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 방위 영역에서 유도성 요소(108)를 향하여 도전성 표면(110)(예를 들어, 제1 방위 부분(132))을 구부리거나 경사지게 하는 것은 그 방위 영역에서 유도성 요소-플라즈마 전력 전송을 감소시킬 수 있다. 특정 방위 영역에서 유도성 요소(108)로부터 멀리 도전성 표면(110)(예를 들어, 제2 방위 부분(134))을 구부리거나 경사지게 하는 것은 유도성 요소-도전성 표면 결합을 감소시킬 수 있고, 따라서 그 방위 부분에서 유도성 요소-플라즈마 전력 전송을 향상시킬 수 있다.
도전성 표면(110)에 결합된 전력이 작을 수 있기 때문에, 이 작용에 기인하는 플라즈마 프로세스에 대한 보정도 또한 작을 수 있다. 예를 들어, 도전성 표면(110)의 제1 및/또는 제2 방위 부분(132, 134)이 유도성 요소(108)에 더 가까워지거나 또는 그로부터 더 멀어질 때, 이는 다른 곳의 유도성 요소(108)에서의 전류에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 이는 유도성 요소(108)에서의 전류에 대하여 방위 방향 효과를 가지지 않을 수 있다. 그러나, 유도성 요소(108)에 의해 도전성 표면(110)에 유도된 전류는 플라즈마(124)로부터 상이한 거리에서 흐를 수 있고, 플라즈마(124) 내의 필드에 상이하게 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 플라즈마(124)에 생성된 효과도 또한 작을 수 있고, 이는 제어에 유용하게 한다. 도전성 표면(110)을 구부리거나 경사지게 하지 않는 것은 유도성 요소(108)로부터 플라즈마(124)로의 작지만 균일한 감소를 생성할 수 있다.
일부 구현예에서, 플라즈마 처리 장치는 도전성 표면(110)을 조정하는 것과 유사한 효과를 생성하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 도전성 와이어(들)를 포함할 수 있다. 도 4는 하나 이상의 도전성 와이어(들)(408)를 갖는 도전성 표면(200)을 포함하는 예시적인 플라즈마 처리 장치(400)의 양태를 도시한다. 도전성 와이어(들)(408)는 도전성 표면(200)에 연결될 수 있다. 도전성 와이어(들)(408)의 적어도 일부는 도전성 와이어(들)(408)와 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일) 사이의 거리(402)를 증가 및/또는 감소시키기 위하여 (예를 들어, 도시되지 않은 조정 메커니즘을 통해) 조정 가능할 수 있다. 이러한 방식으로, 도전성 표면(200)의 주변 에지(206)를 이동시키는 것에 더하여 그리고/또는 그 대신에, 도전성 와이어(408)(들)가 유도성 요소(108)를 향하여 아래로 늘어져, 이에 의해, 전술한 바와 같이, 도전성 표면(200)을 아래로 구부리는 것과 유사한 효과를 형성할 수 있다.
도 5는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 원통 플라즈마 처리 챔버(500)와 원통 플라즈마 에너자이징 코일(518)을 이용하는 예시적인 도전성 요소 배치 및 동작의 양태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 단면도에서, 플라즈마 처리 장치(500)는 플라즈마 챔버(504)를 포함할 수 있다. 유도성 플라즈마는 플라즈마 챔버(504)(즉, 플라즈마 생성 영역)에서 생성될 수 있다.
플라즈마 챔버(504)는 유전 윈도우(512)를 포함할 수 있다. 유전 윈도우(512)는 쿼츠, 세라믹 등과 같은 임의의 유전 재료로부터 형성될 수 있다. 유도성 요소(518)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)는 유전 윈도우(512)에 인접하게 배치될 수 있다. 유도성 요소(518)는 적합한 매칭 네트워크(미도시)를 통해 RF 전력 생성기에 결합될 수 있다. 반응 가스 및 캐리어 가스가 가스 공급부(미도시)로부터 챔버 내부로 제공될 수 있다. 유도성 요소(518)가 RF 전력 생성기로부터의 RF 전력으로 전기를 공급받을 때, 유도성 플라즈마가 플라즈마 챔버(504) 내에 유도될 수 있다. 일부 실시예에서, 플라즈마 리액터(500)는 플라즈마에 대한 유도성 요소(518)의 용량 결합을 감소시키도록 구성될 수 있는 패러데이 실드(524)를 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버(504)는 유도성 요소(518)의 적어도 일부에 근접하게 배치된 도전성 표면(526)을 포함할 수 있다. 도전성 표면(526)과 유도성 요소(518)는 RF 케이지(538) 내에 배치된다. RF 케이지(538)는 주변 환경으로의 전자기 간섭의 방사를 감소시키도록 구성될 수 있다.
도전성 표면(526)은 도 1의 도전성 표면(110)을 참조하여 전술한 것과 유사한 효과를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 도전성 표면(526)은 유도성 요소(518) 주위로 둘러싸질 수 있다. 유도성 요소(518)와 도전성 표면(526)의 상이한 방위 부분 사이의 거리를 제어함으로써, 유도성 요소(518)와 플라즈마 사이의 결합(및 결합에 의존하는 플라즈마 프로세스)에 대한 작은 비대칭 외란이 생성될 수 있다. 예로써, 도전성 표면(526)의 적어도 제1 방위 부분(528)은 도전성 표면(526)의 제2 방위 부분(532)에 비하여 유도성 요소(518)에 더 가까이 구부러지고, 경사지고, 이동되는 등이 될 수 있다(예를 들어, 조정 메커니즘(530)을 통해). 제1 방위 부분(528)은 유도성 요소(518)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)로부터 제1 거리(534)에 위치될 수 있고, 도전성 표면(526)의 제2 방위 부분(532)은 유도성 요소(518)로부터 제2 거리(536)에 위치될 수 있다. 제2 거리(536)는 제1 거리(534)와 상이할 수 있다.
도 6은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치(600)를 도시한다. 플라즈마 처리 장치(600)는 내부 공간(604)을 정의하는 플라즈마 처리 챔버(602)를 포함할 수 있다. 받침대 또는 기판 홀더(606)는 내부 공간(604) 내에서 기판(608)을 지지하는데 사용될 수 있다. 유전 윈도우(610)는 기판 홀더(606) 위로 배치될 수 있다. 유전 윈도우(610)는 상대적으로 평탄한 중심 부분(612)과 각진 주변 부분(614)을 포함할 수 있다. 유전 윈도우(610)는 샤워헤드(616)가 프로세스 가스를 내부 공간(604) 내로 공급하도록 중심 부분(612) 내에 공간을 포함할 수 있다.
플라즈마 처리 장치(600)는 복수의 플라즈마 생성 코일과 같은 복수의 유도성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리 장치(600)는, 내부 공간(604)(프로세스 가스를 가두도록 동작 가능함)에서 유도성 플라즈마를 생성하기 위하여, 제1 유도성 요소(618)와 제2 유도성 요소(620)를 포함할 수 있다. 유도성 요소(618, 620)는 RF 전력을 공급받을 때 플라즈마 처리 장치(600)의 내부 공간(604) 내의 프로세스 가스에서 플라즈마를 유도하는 플라즈마 생성 코일 및/또는 안테나 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 RF 생성기(미도시)는 매칭 네트워크를 통해 제1 유도성 요소(618)에 전자기 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 RF 생성기(미도시)는 매칭 네트워크를 통해 제2 유도성 요소(620)에 전자기 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 유도성 요소(618) 및/또는 제2 유도성 요소(620)는 RF 에너지로 전기를 공급받을 때 플라즈마 처리 챔버(602)에서 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능할 수 있다.
일부 구현예에서, 플라즈마 처리 장치(600)는 제1 유도성 요소(618)와 유전 윈도우(612) 사이에 배치된 패러데이 실드(624)를 더 포함할 수 있다. 패러데이 실드(624)는 제1 유도성 요소(618)와 내부 공간(604) 사이의 용량 결합을 감소시키는 슬롯형 금속 실드일 수 있다.
플라즈마 처리 장치(600)는 플라즈마 처리 챔버(602) 위로 배치된 RF 케이지(626)를 포함할 수 있다. RF 케이지(626)는 도전성 재료 또는 이러한 재료의 메시에 의해 형성될 수 있다. RF 케이지(626)는 주변 환경으로의 전자기 간섭의 방사를 감소시키도록 구성될 수 있다.
플라즈마 처리 장치(600)는 복수의 도전성 표면을 포함할 수 있다. 도전성 표면은 제1 및 제2 유도성 요소(618, 620)의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지(626) 내에 배치될 수 있다. 각각의 도전성 표면은 복수의 유도성 요소(618, 620)의 적어도 하나와 연관될 수 있다. 이에 더하여, 그리고/또는 이 대신에, 각각의 도전성 표면은 유도성 요소가 전기를 공급받을 때 도전성 표면과 이의 연관된 유도성 요소 사이에서 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 플라즈마 처리 장치는 제1 도전성 표면(628)과 제2 도전성 표면(630)을 포함할 수 있다. 제1 도전성 표면(628)은 제1 유도성 요소(618)와 연관될 수 있다. 제1 도전성 표면(628)의 적어도 일부는 제1 유도성 요소(618)가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때 제1 도전성 표면(628)과 제1 유도성 요소(618) 사이에서 제1의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하도록 제1 유도성 요소(618)에 대하여 이동 가능할 수 있다. 제2 도전성 표면(630)은 제2 유도성 요소(620)와 연관될 수 있다. 제2 도전성 표면(630)의 적어도 일부는 제2 유도성 요소(620)가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때 제2 도전성 표면(630)과 제2 유도성 요소(620) 사이에서 제2의 방위 방향으로 유도 결합을 생성하도록 제2 유도성 요소(620)에 대하여 이동 가능할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 도전성 표면(628, 630)은 도 1의 도전성 표면(110)을 참조하여 전술된 것과 유사한 효과를 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 도전성 표면은 하나 이상의 유도성 요소와 연관될 수 있다. 예를 들어, 도 7은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(700)의 양태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(700)는 제1 유도성 요소(702)와 제2 유도성 요소(704)를 포함할 수 있다. 도전성 표면(706)(예를 들어, 고리형 실드)은 제1 유도성 요소(702)의 적어도 일부에 근접하게 배치될 수 있다. 도전성 표면(706)의 적어도 일부는 제1 유도성 요소(702)에 대하여 이동 가능할 수 있다(예를 들어, 조정 메커니즘(708)을 통해). 이러한 방식으로, 하나 이상의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합이 제1 유도 요소(702)가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때, 도전성 표면(706)과 제1 유도성 요소(702) 사이에 생성될 수 있다. 이 프로세스는 도 1을 참조하여 전술한 것과 유사하다.
도 8은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치에서 방위 방향 프로세스 균일성을 조정하기 위한 예시적인 방법(800)의 흐름도를 도시한다. 도 8은 플라즈마 처리 장치 및/또는 제어 부품 및 이와 연관된 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있다. 방법(800)이 플라즈마 처리 장치(100)에 의해 구현되는 것으로 아래에서 설명되지만, 방법(800)은 본 명세서에서 설명된 임의의 플라즈마 처리 장치(100, 400, 500, 600, 700)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 도 8은 예시 및 논의의 목적으로 특정 순서로 수행되는 단계들을 도시한다. 본 명세서에 제공된 개시 내용을 이용하는 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자는, 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 다양한 단계들이 본 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 방식으로 수정되고, 조정되고, 확장되고, 재배열되고 그리고/또는 생략될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
(802)에서, 방법(800)은 플라즈마 에칭 프로세스를 이용하여 플라즈마 처리 장치(100)에서 반도체 기판(116)(예를 들어, 웨이퍼)을 처리하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 플라즈마 처리 장치(100)는 플라즈마 처리 챔버(102), 플라즈마 처리 챔버(102) 위로 배치된 RF 케이지(104), 플라즈마 처리 챔버(102)와 RF 케이지(104)를 분리하는 유전 윈도우(106) 및 유전 윈도우(106) 위로 배치된 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)를 포함할 수 있다. 전기를 공급받을 때, 유도성 요소(108)는 플라즈마 처리 장치(100)의 프로세스 가스(예를 들어, 내부 공간(112) 내에서)와의 상호 작용을 통해 플라즈마를 유도할 수 있다.
(804)에서, 방법(800)은 플라즈마 에칭 공정과 연관된 방위 방향 프로파일과 관련된 데이터를 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방위 방향 프로파일(900)의 양태를 도시한다. 방위 방향 프로파일(900)은 일부 고정된 반경에서 플라즈마 에칭 프로세스의 방위각에 대한 하나 이상의 프로세스 특성(들)(예를 들어, 에칭 레이트)을 나타낼 수 있다. 방위 방향 프로파일은 하나 이상의 최소 및/또는 최대를 포함할 수 있다. 최소 및 최대는 최소 및 최대가 더욱 두드러지는 플라즈마 처리 프로파일의 에지 근처에서 식별될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 방위 방향 프로파일(900)은 제1 방위각(Θ1)과 제2 방위각(Θ2) 사이에 최대(902)를 포함할 수 있다. 방위 방향 프로파일(900)은, 예를 들어, 제1 방위각(Θ1)과 제2 방위각(Θ2) 사이의 최대(902)와 같이, 최소 및/또는 최대를 식별하기 위하여 분석될 수 있다(수동으로 그리고/또는 컴퓨팅 시스템에 의해).
(806)에서, 방법(800)은 원하는 방위 방향 프로파일의 조건이 만족되었는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 및/또는 플라즈마 처리 장치와 연관된 하나 이상의 컴퓨팅 장치(들)는, 방위 방향 프로파일과 연관된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 원하는 방위 방향 프로파일의 조건이 만족되었는지 판단할 수 있다. 조건이 만족되지 않으면, 아래에서 설명되는 바와 같이, 도전성 표면이 (808)에서 조정될 수 있다. 조건이 만족되면, (810)에서, 방법(800)은 완료될 수 있다. 조건이 만족되지 않으면, 방법(800)은 반복될 수 있다. 이러한 방식으로, 프로세스는 원하는 균일성/프로파일을 성취하기 위하여 하나 이상의 반복(들)에서 구현될 수 있다.
(808)에서, 방법(800)은 도전성 표면을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(800)은 도전성 표면(110)과 유도성 요소(108) 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하기 위하여 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)의 적어도 일부에 근접하게 RF 케이지(104) 내에 배치된 도전성 표면(110)을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 도전성 표면(110)은, 플라즈마 에칭 프로세스와 연관된 데이터에서 식별된 하나 이상의 최대 또는 최소에 적어도 부분적으로 기초하여 조정될 수 있다.
예를 들어, 유도성 요소(108)에 대한 도전성 표면(110)의 거리는 프로세스의 방위 방향 프로파일을 변경하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 도전성 표면(110)의 주변 에지는 플라즈마에 대한 ICP 전력이 감소될 필요가 있는 방위각 θ1 과 θ2 사이의 방위 위치에서 유도성 요소(108)에 더 가까이 이동될 수 있다. 이에 더하여 그리고/또는 이에 대신에, 도전성 표면(110)의 주변 에지는 플라즈마에 대한 ICP 전력이 증가될 필요가 있는 방위각 θ1 과 θ2 밖의 방위 위치에서 유도성 요소(108)로부터 위로 상승될(멀리 이동될) 수 있다.
예를 들어, 도전성 표면(110)은, 방위 방향 프로파일(900)에서 식별된 최대(902)에 적어도 부분적으로 기초하여 조정될 수 있다. 도전성 표면(110)을 조정하는 단계는 도전성 표면(110)의 주변 에지(예를 들어, 도전성 표면(200)의 주변 에지(206))의 제1 방위 부분(132)을 도전성 표면(110)의 주변 에지의 제2 방위 부분(134)에 비하여 유도성 요소(108)(예를 들어, 플라즈마 생성 코일)에 더 가까이 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 도전성 표면(110)의 주변 에지의 제1 방위 부분(132)은 도전성 표면(110)의 주변 에지의 제2 방위 부분(134)에 비하여 유도성 요소(108)로부터 더 멀리 이동될 수 있다. 이러한 조정은, 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 효과를 유도할 수 있다.
일부 구현예에서, 도전성 표면의 하나 이상의 가요성 부분(들) 및/또는 도전성 와이어(들)는, 플라즈마 에칭 프로세스와 연관된 데이터에서 식별된 하나 이상의 최소 또는 최대에 적어도 부분적으로 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 방위 방향 프로파일(900)에서 식별된 최대(902)를 해결하기 위하여, 도전성 와이어(408)(들)(및/또는 가요성 부분(208))의 적어도 일부는 도전성 와이어(408)(및/또는 가요성 부분(208))과 유도성 요소(108) 사이의 거리(402)를 증가 및/또는 감소시키도록 조정될 수 있다(예를 들어, 조정 메커니즘을 통하여). 이러한 방식으로, 도전성 표면(110)의 주변 에지를 이동시키는 것에 더하여 그리고/또는 그 대신에, 도전성 와이어(408)(들)(및/또는 가요성 부분(208))은 유도성 요소(108)에 대하여 이동될 수 있어, 이에 의해 유사한 효과를 생성한다. 일부 구현예에서, (802) 내지 (806)은 원하는 균일성 및/또는 방위 방향 프로파일을 성취하려는 시도로 반복될 수 있다.
본 주제가 이의 특정의 예시적인 실시예에 관하여 상세히 설명되었지만, 당해 기술 분야에서 통상의 기술자는 전술한 것에 대한 이해를 획득함에 따라 이러한 실시예에 대한 대안, 이의 수정 및 이에 대한 균등물을 용이하게 생성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시 내용의 범위는 한정이 아닌 예이며, 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명한 바와 같이, 본 개시 내용은 본 주제에 대한 이러한 수정, 변형 및/또는 추가의 포함을 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 처리 챔버;
    상기 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지;
    상기 플라즈마 처리 챔버 및 상기 RF 케이지를 분리하는 유전 윈도우(dielectric window);
    상기 유전 윈도우 위로 배치되고, 전기를 공급받을 때 상기 플라즈마 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능한 플라즈마 생성 코일; 및
    상기 플라즈마 생성 코일의 적어도 일부에 근접하게 상기 RF 케이지 내에 배치된 도전성 표면
    을 포함하고,
    상기 도전성 표면은, 상기 플라즈마 생성 코일이 전기를 공급받을 때, 상기 도전성 표면과 상기 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 배치되고,
    상기 도전성 표면의 제1 방위 부분은 상기 플라즈마 생성 코일로부터 제1 거리에 위치되고, 상기 도전성 표면의 제2 방위 부분은 상기 플라즈마 생성 코일로부터 제2 거리에 위치되고, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리와 상이한,
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면과 상기 플라즈마 생성 코일 사이에서의 상기 방위 방향으로 가변하는 유도 결합은, 상기 플라즈마 생성 코일과 상기 유도 결합 플라즈마 사이의 유도 결합에 대하여 비대칭 외란(disturbance)을 생성하도록 동작 가능한,
    플라즈마 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면의 적어도 일부는 상기 플라즈마 생성 코일에 대하여 이동 가능한,
    플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면은 접지되는,
    플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면은 고리형 실드를 포함하는,
    플라즈마 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 상기 고리형 실드의 제1 방위 부분은 상기 고리형 실드의 제2 방위 부분에 비하여 상기 플라즈마 생성 코일에 더 가까이 구부러지는,
    플라즈마 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 고리형 실드의 중심 부분은 상기 플라즈마 생성 코일에 대하여 고정되는,
    플라즈마 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고리형 실드의 주변 에지의 적어도 일부는 상기 플라즈마 생성 코일을 향하여 그리고 상기 플라즈마 생성 코일로부터 멀리 이동 가능한,
    플라즈마 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주변 에지의 상기 적어도 일부는 상기 RF 케이지의 측벽에 배치된 하나 이상의 핀에 의해 유지되는,
    플라즈마 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면은 상기 플라즈마 생성 코일의 선택된 방위 부분에만 근접하게 배치된 부분 고리형 실드를 포함하는,
    플라즈마 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는 복수의 플라즈마 생성 코일을 포함하는,
    플라즈마 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는 복수의 도전성 표면을 포함하고, 각각의 상기 도전성 표면은 상기 복수의 플라즈마 생성 코일 중 적어도 하나와 연관되고, 각각의 상기 도전성 표면은 상기 플라즈마 생성 코일이 전기를 공급받을 때 상기 도전성 표면 및 이의 연관된 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하도록 배치되는,
    플라즈마 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 표면에 연결된 도전성 와이어를 더 포함하고, 상기 도전성 와이어의 적어도 일부는 상기 도전성 와이어와 상기 플라즈마 생성 코일 사이의 거리를 증가 또는 감소시키도록 조정 가능한,
    플라즈마 처리 장치.
  15. 플라즈마 에칭 프로세스를 이용하여 플라즈마 처리 장치에서 반도체 기판을 처리하는 단계로서, 상기 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 상기 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지, 상기 플라즈마 처리 챔버와 상기 RF 케이지를 분리하는 유전 윈도우(dielectric window) 및 상기 유전 윈도우 위로 배치된 플라즈마 생성 코일을 포함하는 단계;
    상기 플라즈마 에칭 프로세스와 연관된 방위 방향 프로파일과 관련된 데이터를 분석하는 단계; 및
    상기 플라즈마 생성 코일의 적어도 일부에 근접하게 상기 RF 케이지 내에 배치된 도전성 표면과 상기 플라즈마 생성 코일 사이에 방위 방향으로 가변하는 비대칭 유도 결합(asymmetric, azimuthally variable inductive coupling)을 생성하도록 상기 도전성 표면을 조정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 도전성 표면을 조정하는 단계는, 고리형 실드의 주변 에지의 제1 방위 부분을 상기 고리형 실드의 주변 에지의 제2 방위 부분에 비하여 상기 플라즈마 생성 코일에 더 가까이 또는 상기 플라즈마 생성 코일로부터 더 멀리 이동시키는 단계를 포함하는,
    플라즈마 처리 장치에서 방위 방향 프로세스 균일성을 조정하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 프로세스 가스를 가두도록 동작 가능한 내부를 갖는 플라즈마 처리 챔버;
    상기 플라즈마 처리 챔버 위로 배치된 RF 케이지;
    유전 윈도우(dielectric window);
    RF 에너지로 전기를 공급받을 때 상기 플라즈마 처리 챔버 내의 플라즈마에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 동작 가능한 하나 이상의 유도성 요소; 및
    상기 하나 이상의 유도성 요소의 적어도 일부에 근접하게 상기 RF 케이지 내에 배치된 하나 이상의 도전성 표면으로서, 상기 하나 이상의 도전성 표면의 적어도 일부는, 상기 하나 이상의 유도성 요소가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때, 상기 하나 이상의 도전성 표면 및 상기 하나 이상의 유도성 요소 사이에 하나 이상의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합(azimuthally variable inductive coupling)을 생성하기 위하여, 상기 도전성 표면의 제1 방위 부분이 상기 유도성 요소로부터 제1 거리에 위치되고, 상기 도전성 표면의 제2 방위 부분이 상기 유도성 요소로부터 제2 거리에 위치되고, 상기 제2 거리가 상기 제1 거리와 상이하도록, 상기 하나 이상의 유도성 요소에 대하여 이동 가능한, 상기 하나 이상의 도전성 표면
    을 포함하는,
    플라즈마 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유도성 요소는 제1 유도성 요소 및 제2 유도성 요소를 포함하고, 상기 하나 이상의 도전성 표면은 제1 도전성 표면 및 제2 도전성 표면을 포함하며,
    상기 제1 도전성 표면의 적어도 일부는, 상기 제1 유도성 요소가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때, 상기 제1 도전성 표면과 상기 제1 유도성 요소 사이에 제1의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하도록 상기 제1 유도성 요소에 대하여 이동 가능하고; 그리고,
    상기 제2 도전성 표면의 적어도 일부는, 상기 제2 유도성 요소가 RF 에너지로 전기를 공급받을 때, 상기 제2 도전성 표면과 상기 제2 유도성 요소 사이에 제2의 방위 방향으로 가변하는 유도 결합을 생성하도록 상기 제2 유도성 요소에 대하여 이동 가능한,
    플라즈마 처리 장치.
KR1020167027864A 2015-03-19 2016-03-17 플라즈마 처리 챔버에서의 에칭 프로세스의 방위 방향 균일성 제어 KR101753620B1 (ko)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102330098B1 (ko) * 2017-04-24 2021-11-23 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
CN113571399A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 北京鲁汶半导体科技有限公司 一种等离子刻蚀机及其使用方法
JP2022163575A (ja) * 2021-04-14 2022-10-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ発生装置及びこれを用いた成膜装置並びに成膜方法
KR102599086B1 (ko) * 2021-07-30 2023-11-07 주식회사 에이치앤이루자 기판 처리 장치의 커버 유닛
KR102646591B1 (ko) * 2022-05-13 2024-03-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433812A (en) * 1993-01-19 1995-07-18 International Business Machines Corporation Apparatus for enhanced inductive coupling to plasmas with reduced sputter contamination
KR100276736B1 (ko) * 1993-10-20 2001-03-02 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
JP3140934B2 (ja) * 1994-08-23 2001-03-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ装置
US5811022A (en) 1994-11-15 1998-09-22 Mattson Technology, Inc. Inductive plasma reactor
US5688358A (en) * 1995-03-08 1997-11-18 Applied Materials, Inc. R.F. plasma reactor with larger-than-wafer pedestal conductor
TW283250B (en) * 1995-07-10 1996-08-11 Watkins Johnson Co Plasma enhanced chemical processing reactor and method
US5897712A (en) * 1996-07-16 1999-04-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control for an inductive plasma source
TW403959B (en) * 1996-11-27 2000-09-01 Hitachi Ltd Plasma treatment device
US6267074B1 (en) 1997-02-24 2001-07-31 Foi Corporation Plasma treatment systems
US6164241A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Lam Research Corporation Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems
KR100291898B1 (ko) * 1999-04-09 2001-06-01 윤종용 스파터 오염원을 감소시키고 플라즈마에 유도 결합을 향상시키기위한 차폐판의 제조방법 및 플라즈마 식각장치
US6507155B1 (en) 2000-04-06 2003-01-14 Applied Materials Inc. Inductively coupled plasma source with controllable power deposition
US6652711B2 (en) 2001-06-06 2003-11-25 Tokyo Electron Limited Inductively-coupled plasma processing system
US6842147B2 (en) * 2002-07-22 2005-01-11 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing uniform processing rates
US7223321B1 (en) 2002-08-30 2007-05-29 Lam Research Corporation Faraday shield disposed within an inductively coupled plasma etching apparatus
US7232767B2 (en) 2003-04-01 2007-06-19 Mattson Technology, Inc. Slotted electrostatic shield modification for improved etch and CVD process uniformity
US20050194099A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-08 Jewett Russell F.Jr. Inductively coupled plasma source using induced eddy currents
US20070170867A1 (en) * 2006-01-24 2007-07-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Plasma Immersion Ion Source With Low Effective Antenna Voltage
EP2087778A4 (en) 2006-08-22 2010-11-17 Mattson Tech Inc INDUCTIVE PLASMA SOURCE WITH HIGH COUPLING EFFICIENCY
US8062472B2 (en) 2007-12-19 2011-11-22 Applied Materials, Inc. Method of correcting baseline skew by a novel motorized source coil assembly
JP5227245B2 (ja) * 2009-04-28 2013-07-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8414736B2 (en) * 2009-09-03 2013-04-09 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with tiltable overhead RF inductive source
JP5694721B2 (ja) * 2009-10-27 2015-04-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5554047B2 (ja) 2009-10-27 2014-07-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8608903B2 (en) * 2009-10-27 2013-12-17 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
US9653264B2 (en) 2010-12-17 2017-05-16 Mattson Technology, Inc. Inductively coupled plasma source for plasma processing
WO2012112187A1 (en) 2011-02-15 2012-08-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for multizone plasma generation
KR101256962B1 (ko) * 2011-05-31 2013-04-26 세메스 주식회사 안테나 유닛 및 상기 유닛을 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 상기 장치를 이용한 기판 처리 방법
KR20130072941A (ko) * 2011-12-22 2013-07-02 삼성전자주식회사 플라즈마 식각 장치
KR101993070B1 (ko) * 2015-02-02 2019-06-25 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
KR101874802B1 (ko) * 2016-04-19 2018-07-05 피에스케이 주식회사 플라스마 소스 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
GB201904587D0 (en) * 2019-04-02 2019-05-15 Oxford Instruments Nanotechnology Tools Ltd Surface processing apparatus

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