KR102263478B1 - 다수의 가스 주입 구역을 갖는 플라즈마 스트립 도구 - Google Patents

다수의 가스 주입 구역을 갖는 플라즈마 스트립 도구 Download PDF

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딕시트 브이. 데사이
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매슨 테크놀로지 인크
베이징 이타운 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버, 분리 격자에 의해 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원을 포함한다. 장치는 피가공재를 지지하도록 구성되는, 처리 챔버 내에 배치된 페데스탈을 포함한다. 장치는 공정 가스를 제1 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제1 가스 주입 구역, 및 공정 가스를 제2 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제2 가스 주입 구역을 포함한다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 중성 입자의 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성된 복수의 구멍을 갖는다.

Description

다수의 가스 주입 구역을 갖는 플라즈마 스트립 도구
우선권 주장
본 출원은 미국 특허 가출원 제62/610,582호(발명의 명칭: "Plasma Strip Tool With Multiple Gas Injection Zones", 출원일: 2017년 12월 27일)의 우선권의 이득을 주장하고, 상기 기초출원은 참고로 본 명세서에 편입된다. 본 출원은 미국 가출원 일련번호 제62/517,365호(발명의 명칭: "Plasma Strip Tool with Uniformity Control", 출원일: 2017년 6월 9일)의 우선권의 이득을 주장하고, 상기 기초출원은 참고로 본 명세서에 편입된다. 본 출원은 미국 출원 일련번호 제15/892,723호(발명의 명칭: "Plasma Strip Tool with Multiple Gas Injection Zones", 출원일: 2018년 2월 9일)의 우선권의 이득을 주장하고, 상기 기초출원은 모든 목적을 위해 참고로 본 명세서에 편입된다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 플라즈마 공급원을 사용하여 기판을 처리하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리는 반도체 웨이퍼 및 다른 기판의 증착, 에칭, 레지스트 제거, 및 관련된 처리를 위해 반도체 산업에서 광범위하게 사용된다. 플라즈마 공급원(예를 들어, 마이크로파, ECR, 유도성 등)은 기판을 처리하기 위한 고밀도 플라즈마 및 반응성 종(reactive species)을 생성하는 플라즈마 처리를 위해 종종 사용된다. 플라즈마 스트립 도구(plasma strip tool)는 포토레지스트 제거와 같은 스트립 공정에 사용될 수 있다. 플라즈마 스트립 도구는 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버 및 기판이 처리되는 별개의 처리 챔버를 포함할 수 있다. 처리 챔버는 기판이 플라즈마에 직접 노출되지 않도록 플라즈마 챔버의 "하류"에 있을 수 있다. 분리 격자는 플라즈마 챔버로부터 처리 챔버를 분리하도록 사용될 수 있다. 분리 격자는 중성 종에 대해 투과성일 수 있지만, 플라즈마로부터 대전된 입자에 대해 불투과성일 수 있다. 분리 격자는 구멍을 가진 재료의 시트를 포함할 수 있다.
플라즈마 스트립 도구에서의 균일성 제어는 개선된 성능(예를 들어, 개선된 회 비율 성능(ash rate performance))에 중요할 수 있다. 가스 압력 및 유동, 및 플라즈마를 생성하도록 사용되는 유도 코일에 제공된 RF 전력과 같은 공정 매개변수를 조작하는 일없이 플라즈마 스트립 도구에서 균일성을 조정하는 것은 어려울 수 있다.
개시된 기술의 양상 및 이점은 다음의 설명에 부분적으로 제시될 것이거나, 또는 이 설명으로부터 분명해질 수도 있거나, 또는 본 개시내용의 실행을 통해 알게 될 수도 있다.
본 개시내용의 하나의 예시적인 양상은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버, 분리 격자에 의해 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원, 및 플라즈마 챔버에 배열된 가스 주입 삽입부를 포함한다. 가스 주입 삽입부는 주변부 및 중심부를 갖되, 중심부는 주변부를 지나 수직 거리를 연장시킨다. 장치는 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성되는, 처리 챔버 내에 배치된 페데스탈(pedestal)을 포함한다. 장치는 공정 가스를 제1 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제1 가스 주입 구역을 포함한다. 장치는 공정 가스를 제2 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제2 가스 주입 구역을 포함한다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 중성 입자의 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성된 복수의 구멍을 갖는다.
개시된 기술의 이들 및 다른 특징, 양상 및 이점은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더욱 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 개시된 기술의 실시형태를 예시하고, 설명과 함께 개시된 기술의 원리를 설명하는 역할을 한다.
당업자를 대상으로 하는 실시형태의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하는 본 명세서에서 제시된다:
도 1은 예시적인 플라즈마 스트립 도구를 도시하는 도면;
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시하는 도면;
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시하는 도면;
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시하는 도면;
도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시하는 도면;
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시하는 도면;
도 7은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 분리 격자의 부분을 도시하는 도면; 및
도 8은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 분리 격자의 부분을 도시하는 도면.
이제, 하나 이상의 실시예가 도면에 예시되는 실시형태를 상세하게 참조할 것이다. 각각의 실시예는 본 개시내용의 제한이 아니라 실시형태를 설명하기 위해 제공된다. 실제로, 본 개시내용의 범위 또는 정신을 벗어나는 일없이 실시형태에 대해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시형태의 일부로서 예시 또는 설명된 특징은 또 다른 실시형태와 함께 사용되어 또 다른 실시형태를 산출할 수 있다. 그러므로, 본 개시내용의 양상은 이러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 개시내용의 예시적인 양상은 플라즈마 스트립 도구 및 플라즈마 처리 장치의 균일성 제어에 관한 것이다. 복수의 형태를 포함하는, 어구 "플라즈마 스트립 도구" 및 "플라즈마 처리 장치"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다는 것에 유의해야 한다. 본 개시내용의 예시적인 실시형태는 방사 조정성(radial tunability)을 제공할 수 있는 특징부를 사용하여 플라즈마 스트립 도구의 균일성 조정성을 제공하도록 사용될 수 있다.
방사 조정성은 플라즈마 스트립 도구에서 처리되는 피가공재의 중심부와 플라즈마 스트립 도구에서 처리되는 기판의 주변부 간에서 연장되는 방사 방향의 조정성과 관련될 수 있다. 본 개시내용의 예시적인 양상에 따르면, 방사 조정성은 예를 들어, 플라즈마 챔버 및/또는 처리 챔버 내부의 다수의 가스 주입 구역을 사용하여 달성될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시형태에서, 플라즈마 스트립 도구는 플라즈마 챔버 내부의 상이한 평면에 위치되는 각각의 구역을 가진 다수의 가스 주입 구역을 제공하는 플라즈마 챔버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중심 가스 구역은 플라즈마 챔버의 방사 중심부에 근접한 플라즈마 챔버 내부의 제1 평면에 제공될 수 있고 그리고 에지 가스 구역은 플라즈마 챔버의 방사 에지부에서 플라즈마 챔버 내부의 제2 평면에 제공될 수 있다. 동일한 가스 또는 상이한 가스는 중심 가스 구역과 에지 가스 구역 간에 제공될 수 있다. 3개의 구역, 4개의 구역, 5개의 구역, 6개의 구역 등과 같은, 플라즈마 챔버 내부의 상이한 평면에 가스 주입하는 더 많은 구역이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 제공될 수 있다.
예시적인 실시형태에 따르면, 피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버, 분리 격자에 의해 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버, 및 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원을 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버 내에 배치된 페데스탈을 더 포함할 수 있고, 페데스탈은 피가공재를 지지하도록 구성된다. 게다가, 플라즈마 처리 장치는 공정 가스를 제1 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제1 가스 주입 구역 및 공정 가스를 제2 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제2 가스 주입 구역을 포함할 수 있다. 이 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 중성 입자의 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성된 복수의 구멍을 갖는다.
일부 실시형태에서, 제1 평면은 플라즈마 챔버의 상단판과 연관되고 그리고 제2 평면은 가스 주입 삽입부의 중심부와 연관된다. 일부 실시형태에서, 가스 주입 삽입부는 플라즈마 챔버에 배열될 수 있다. 가스 주입 삽입부는 주변부 및 중심부를 가질 수 있다. 중심부는 주변부를 지나 수직 거리를 연장시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 가스 주입 삽입부는 플라즈마 챔버의 측벽에 근접한 가스 주입 채널을 획정한다. 이 실시예에서, 가스 주입 채널은 가스를 평면, 가스 주입 삽입부, 및 측벽에 의해 획정된 활성 영역 내로 공급하도록 작동 가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스 주입 채널은 플라즈마가 플라즈마 챔버 내에서 퍼지는 것을 방지하도록 작동 가능하다.
일부 실시형태에서, 플라즈마 처리 장치는 또한 제1 가스 주입 구역 및 제2 가스 주입 구역에 연결된 공통 가스 공급원을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 가스 공급원은 제1 가스 주입 구역에 연결될 수 있고 그리고 제2 가스 공급원은 제2 가스 주입 구역에 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 가스 공급원과 제2 가스 공급원은 2개의 독립된 가스 공급원일 수 있다. 부가적으로, 제1 가스 공급원과 제2 가스 공급원은 또한 상이한 가스를 플라즈마 챔버에 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 분리 격자의 중심부에 형성된 가스 주입 개구를 갖는다. 가스 주입 개구는 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성된다. 이 실시예에서, 가스 주입 개구는 가스 주입 삽입부의 중심부와 동축으로 정렬될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스 주입 개구는 또한 가스 주입 삽입부의 중심부를 통과하는 가스 채널에 바로 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스 주입 개구는 또한 독립된 가스 공급원에 연결될 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 분리 격자의 주변부에 형성된 가스 주입 개구를 갖는다. 가스 주입 개구는 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 가스 주입 개구는 독립된 가스 공급원에 연결될 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 분리 격자의 중심부에 형성된 제1 가스 주입 개구 및 분리 격자의 주변부에 형성된 제2 가스 주입 개구를 갖는다. 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 단일의 가스 공급원에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 또한 독립된 가스 공급원에 연결될 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태는 피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버, 분리 격자에 의해 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버, 및 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원을 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 또한 처리 챔버 내에 배치된 페데스탈을 더 포함할 수 있다. 페데스탈은 피가공재를 지지하도록 구성된다. 분리 격자는 분리 격자의 중심부에 형성된 제1 가스 주입 개구 및 분리 격자의 주변부에 형성된 제2 가스 주입 개구를 갖는다. 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 단일의 가스 공급원에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 가스 주입 개구와 제2 가스 주입 개구는 또한 독립된 가스 공급원에 연결될 수 있다.
본 개시내용의 양상은 예시 및 논의의 목적을 위해 "웨이퍼" 또는 반도체 웨이퍼를 참조하여 논의된다. 당업자는 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여, 본 개시내용의 예시적인 양상이 임의의 반도체 기판 또는 다른 적합한 기판과 관련하여 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 수치값과 함께 용어 "약"의 사용은 언급된 수치값의 10% 이내를 나타내도록 의도된다. 용어 "페데스탈"의 사용은 처리 동안 피가공재를 지지하도록 작동 가능한 임의의 구조체를 지칭할 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시형태가 이제 제시될 것이다. 도 1은 예시적인 플라즈마 스트립 도구(100)를 도시한다. 스트립 도구(100)는 처리 챔버(110) 및 처리 챔버(110)로부터 분리된 플라즈마 챔버(120)를 포함한다. 처리 챔버(110)는 기판(114)을 지지하도록 작동 가능한 기판 지지대 또는 페데스탈(112)을 포함한다. 유도성 플라즈마가 플라즈마 챔버(120)(즉, 플라즈마 생성 영역)에서 생성될 수 있고 그리고 이어서 목적하는 입자가 플라즈마 챔버(120)로부터 플라즈마 챔버(120)를 처리 챔버(110)(즉, 하류 영역)로부터 분리하는 격자(116)에 제공된 구멍을 통해 기판(114)의 표면으로 전달된다.
분리 격자는 플라즈마 챔버(120)로부터 처리 챔버(110)로의 입자의 흐름을 허용하도록 복수의 구멍, 천공부, 채널, 또는 다른 개구를 포함할 수도 있다. 입자는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 반도체 기판을 처리하도록 사용된다. 예를 들어, 분리 격자(116)는 대전된 이온을 플라즈마로부터 분리할 수도 있고 그리고 반도체 웨이퍼 상으로의 다른 입자의 통과를 허용할 수도 있다. 분리 격자는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다.
플라즈마 챔버(120)는 또한 유전체 측벽(122) 및 천정(124)을 포함할 수 있다. 유전체 측벽(122)과 천정(124)은 플라즈마 챔버 내부(125)를 획정한다. 유전체 측벽(122)은 임의의 유전체 재료, 예컨대, 석영으로 형성될 수 있다. 천정(124)은 또한 "상단판"으로 불릴 수 있다.
유도 코일(130)은 플라즈마 챔버(120) 둘레의 유전체 측벽(122)과 인접하게 배치될 수 있다. 유도 코일(130)은 적합한 매칭 네트워크(132)를 통해 RF 발전기(134)에 연결될 수 있다. 유도 코일(130)은 플라즈마 챔버(120) 내에서 플라즈마를 유도하기에 적합한 도전성 재료를 포함하는, 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 반응물질 및 캐리어 가스는 가스 공급부(150)로부터 챔버 내부로 제공될 수 있다. 유도 코일(130)이 RF 발전기(134)로부터의 RF 전력에 의해 활성화될 때, 실질적으로 유도성 플라즈마가 플라즈마 챔버(120)에서 유도된다. 특정한 실시형태에서, 플라즈마 스트립 도구(100)는 플라즈마에 대한 유도 코일(130)의 용량 결합을 감소시키도록 접지된 패러데이 차폐부(128)를 포함할 수 있다. 접지된 패러데이 차폐부(128)는 유도 코일(130)과 유사하거나 또는 실질적으로 유사한 재료를 포함하는, 임의의 적합한 재료 또는 도전체로 형성될 수 있다.
효율을 증가시키기 위해서, 플라즈마 스트립 도구(100)는 챔버 내부(125)에 배치된 가스 주입 삽입부(140)를 포함할 수 있다. 가스 주입 삽입부(140)는 챔버 내부(125)에 제거 가능하게 삽입될 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)의 고정된 부분일 수 있다. 가스 주입 삽입부(140)는 또한 아래에 설명된 바와 같은 하나 이상의 가스 주입 채널을 포함 또는 획정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 가스 주입 삽입부(140)는 플라즈마 챔버의 측벽과 근접한 가스 주입 채널을 획정할 수 있다. 가스 주입 채널은 공정 가스를 유도 코일(130)과 근접한 챔버 내부로 그리고 가스 주입 삽입부(140)와 측벽(122)에 의해 획정된 활성 영역으로 공급할 수 있다. 활성 영역은 전자의 능동 가열을 위해 플라즈마 챔버 내부 내에 국한된 영역을 제공한다.
하나의 구현예에 따르면, 가스 주입 채널은 비교적 좁다. 좁은 가스 주입 채널은 플라즈마가 챔버 내부로부터 가스 채널로 퍼지는 것을 방지한다. 가스 주입 삽입부(140)는 또한 강제로 공정 가스가 전자가 능동적으로 가열되는 활성 영역을 통과하게 할 수 있다. 스트립 도구 또는 플라즈마 처리 장치, 예컨대, 스트립 도구(100)의 균일성을 개선시키기 위한 다양한 특징은 이제 도 2 내지 도 6을 참조하여 제시될 것이다.
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시한다. 도시된 바와 같이, 스트립 도구는 플라즈마 챔버(120) 내 상이한 평평한 부분(예를 들어, 평면)에서 다수의 가스 주입 구역을 포함한다.
예를 들어, 도 2에서, 중심 가스 주입 구역(152)은 삽입부(140)의 평면에 위치된다. 에지 가스 주입 구역(154)은 상단판(124)의 평면에 위치된다. 가스 분배기(155)는 공통 가스 공급원으로부터의 공정 가스(예를 들어, 동일한 가스 조합물)를 중심 가스 주입 구역(152)과 에지 가스 주입 구역(154) 간에 분배하도록 사용될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 독립된 가스 공급원은 다수의 가스 주입 구역을 공급하도록 사용될 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시한다. 도시된 바와 같이, 스트립 도구는 플라즈마 챔버(120) 내 상이한 평평한 부분(예를 들어, 평면)에서 다수의 가스 주입 구역을 포함한다. 예를 들어, 중심 가스 주입 구역(152)은 삽입부(140)의 평면에 위치된다. 에지 가스 주입 구역(154)은 상단판(124)의 평면에 위치된다. 중심 가스 주입 구역(152)은 독립된 가스 공급원(156)을 가질 수 있다. 에지 가스 주입 구역(154)은 독립된 가스 공급원(157)을 가질 수 있다. 동일한 또는 상이한 가스 또는 가스 조합물은 중심 가스 주입 구역(152) 및 에지 가스 주입 구역(154)에 제공될 수 있다. 상이한 가스 주입 구역과 연관된 단일의 가스 주입 개구를 가진 것으로 예시되지만, 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 다수의 가스 주입 개구는 가스 주입 구역 중 하나 이상과 연관될 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시한다. 도시된 바와 같이, 스트립 도구는 플라즈마 챔버(120) 내 상이한 평평한 부분(예를 들어, 평면)에서 다수의 가스 주입 구역을 포함한다. 예를 들어, 중심 가스 주입 구역(152)은 삽입부(140)의 평면에 위치된다. 에지 가스 주입 구역(154)은 상단판(124)의 평면에 위치된다. 가스 분배기(155)는 공정 가스(예를 들어, 동일한 가스 조합물)를 중심 가스 주입 구역(152)과 에지 가스 주입 구역(154) 간에 분배하도록 사용될 수 있다. 다수의 가스 주입 개구는 중심 가스 주입 구역(152)에 제공될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 중성 가스 주입 구역이 분리 격자(116)와 연관되어, 가스를 처리 챔버(110) 및/또는 기판(114)로 제공할 수 있다.
도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시한다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 스트립 도구는 분리 격자(116)의 중심부에 중심 가스 주입 개구(162)를 포함한다. 플라즈마 스트립 도구는 분리 격자(116)의 에지부에 에지 가스 주입 개구(164)를 포함한다. 중심 가스 주입 개구(162)는 독립된 가스 공급원(157)을 가질 수 있다. 에지 가스 주입 구역(164)은 독립된 가스 공급원(158)을 가질 수 있다. 동일한 또는 상이한 가스 또는 가스 조합물은 중심 가스 주입 개구(162) 및 에지 가스 주입 구역(164)에 제공될 수 있다. 중성 가스(예를 들어, 질소, 헬륨, 아르곤)는 개구(162 및/또는 164)를 통해 피가공재 상에 주입될 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 추가의 예시적인 플라즈마 스트립 도구의 부분을 도시한다. 플라즈마 스트립 도구는 분리 격자(116)의 중심부에 중심 가스 주입 개구(162)를 포함한다. 플라즈마 스트립 도구는 분리 격자(116)의 에지부에 에지 가스 주입 개구(164)를 포함한다. 가스 분배기(155)는 공통 가스 공급원으로부터의 공정 가스(예를 들어, 동일한 가스 조합물)를 중심 가스 주입 구역(152)과 에지 가스 주입 구역(154) 간에 분배하도록 사용될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치의 수개의 예시적인 실시형태가 상세히 설명되었다. 플라즈마 처리 장치는 기판, 예컨대, 반도체 웨이퍼의 플라즈마 처리의 균일성을 증가시키도록 구성된 다수의 가스 주입 구역을 포함할 수 있다. 다수의 가스 주입 구역 중 각각의 가스 주입 구역은 독립된 가스 공급원을 포함할 수 있고, 가스 공급원을 공유할 수 있거나, 또는 가스 공급원의 다수의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 가스 주입 구역은 제1 가스 공급원을 공유할 수 있고 반면에 제3 가스 주입 구역은 상이한 가스 공급원에 연결된다. 부가적으로, 복수의 상이한 가스 및 연관된 공급원은 본 명세서에서 설명 및 예시된 바와 같이 결합될 수 있다.
플라즈마 처리 장치는 또한 분리 격자에서 가스 주입 구역/개구를 포함할 수 있고 그리고 가스(예를 들어, 중성 가스)를 피가공재에 제공하도록 구성될 수 있다. 가스 주입 구역은 가스 공급원에 의해 공급될 수 있다. 게다가, 각각의 가스 주입 구역은 상이한 가스 공급원을 포함할 수 있거나 또는 공통 가스 공급원을 공유할 수 있다. 이 구현예 및 다른 구현예는 예시적인 실시형태의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 개시내용의 양상은 예시적인 목적을 위해 방사 균일성을 제어하기 위한 2개의 상이한 가스 주입 구역을 참조하여 논의된다. 다수의 가스 주입 구역, 예컨대, 3개의 가스 주입 구역, 4개의 가스 주입 구역, 5개의 가스 주입 구역 등이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 사용될 수 있다.
구역은 또한 다른 균일성 제어, 예컨대, 방위각 균일성을 제공하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 플라즈마 처리 장치는 가스를 플라즈마 챔버 내 상이한 방위각 위치에서 플라즈마 챔버 내 평면으로 주입하도록 배열된 복수의 가스 주입 구역을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 플라즈마 처리 장치는 가스를 분리 격자의 상이한 방위각 부분으로부터 피가공재 상으로 주입하도록 배열된 복수의 가스 주입 구역을 포함할 수 있다.
가스 주입 구역은 예시 및 논의의 목적을 위해 가스를 수직 방향으로 주입하는 것으로서 예시된다. 당업자는 가스 주입 구역이 가스를 임의의 방향으로 주입할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 가스 주입 구역은 가스를 수직 방향, 수평 방향, 또는 사선 방향으로 주입할 수 있다.
예로써, 도 7은 분리 격자(116)의 중심부에 중심 가스 주입 개구(162)를 가진 분리 격자(116)를 예시한다. 분리 격자(116)는 분리 격자(116)의 에지부에 에지 가스 주입 개구(164)를 포함한다. 중심 가스 주입 개구(162)는 가스를 에지 가스 주입 개구(164)와는 상이한 방향으로 주입할 수 있다. 예를 들어, 중심 가스 주입 개구(162)는 가스를 제1 사선 방향으로 주입할 수 있다. 에지 가스 주입 개구(164)는 가스를 제2 사선 방향으로 주입할 수 있다.
예로써, 도 8은 분리 격자(116)의 중심부에 중심 가스 주입 개구(162)를 가진 분리 격자(116)를 예시한다. 분리 격자(116)는 분리 격자(116)의 에지부에 에지 가스 주입 개구(164)를 포함한다. 중심 가스 주입 개구(162)는 가스를 에지 가스 주입 개구(164)와는 상이한 방향으로 주입할 수 있다. 예를 들어, 중심 가스 주입 개구(162)는 가스를 제1 수평 방향으로 주입할 수 있다. 에지 가스 주입 개구(164)는 가스를 제2 수평 방향으로 주입할 수 있다.
본 발명이 그 특정의 예시적인 실시형태에 대하여 상세히 설명되었지만, 당업자는 전술한 내용을 이해할 때 이러한 실시형태에 대한 대안, 이러한 실시형태의 변형 및 등가물을 용이하게 만들 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시내용의 범위는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것이며, 본 개시내용은 당업자에 의해 용이하게 예측되는 바와 같이 본 요지에 대한 이러한 수정, 변형 및/또는 추가를 포함하는 것을 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,
    처리 챔버;
    분리 격자에 의해 상기 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원;
    상기 처리 챔버 내에 배치되고, 피가공재를 지지하도록 구성되는 페데스탈(pedestal);
    공정 가스를 제1 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제1 가스 주입 구역; 및
    공정 가스를 제2 평면에서 플라즈마 챔버 내로 주입하도록 구성된 제2 가스 주입 구역을 포함하되,
    상기 분리 격자는 상기 플라즈마에서 생성된 중성 입자의 상기 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성된 복수의 구멍을 가지며,
    상기 제1 가스 주입 구역은 플라즈마 챔버의 방사 에지부에 근접한 플라즈마 챔버 내부의 제1 평면에 제공되고, 제2 가스 주입 구역은 플라즈마 챔버의 방사 중심부에 있는 플라즈마 챔버 내부의 제2 평면에 제공되는,
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 평면은 상기 플라즈마 챔버의 상단판과 연관되고 그리고 상기 제2 평면은 상기 플라즈마 챔버 내에 배치된 가스 주입 삽입부와 연관되는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 주입 삽입부는 주변부 및 중심부를 갖되, 상기 중심부는 상기 주변부를 지나 수직 거리를 연장시키는, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 구역 및 상기 제2 가스 주입 구역에 연결된 공통 가스 공급원을 더 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 구역에 연결된 제1 가스 공급원 및 상기 제2 가스 주입 구역에 연결된 제2 가스 공급원을 더 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 구역과 상기 제2 가스 주입 구역은 상이한 가스를 상기 플라즈마 챔버로 제공하도록 작동 가능한, 플라즈마 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 가스 주입 삽입부는 상기 플라즈마 챔버의 측벽과 근접한 가스 주입 채널을 획정하는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분리 격자는 상기 분리 격자의 중심부에 형성된 가스 주입 개구를 갖되, 상기 가스 주입 개구는 상기 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가스 주입 개구는 상기 플라즈마 챔버 내에 배치된 가스 주입 삽입부의 중심부와 동축으로 정렬되는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가스 주입 개구는 상기 플라즈마 챔버 내에 배치된 가스 주입 삽입부의 중심부를 통과하는 가스 채널에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 가스 주입 개구는 독립된 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 분리 격자는 상기 분리 격자의 주변부에 형성된 가스 주입 개구를 갖되, 상기 가스 주입 개구는 상기 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 가스 주입 개구는 독립된 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 분리 격자는 상기 분리 격자의 중심부에 형성된 제1 가스 주입 개구 및 상기 분리 격자의 주변부에 형성된 제2 가스 주입 개구를 갖되, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 상기 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 공통 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 독립된 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  17. 피가공재를 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,
    처리 챔버;
    분리 격자에 의해 상기 처리 챔버로부터 분리된 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 유도 결합된 플라즈마 공급원;
    상기 처리 챔버 내에 배치되고, 피가공재를 지지하도록 구성되는 페데스탈을 포함하되,
    상기 플라즈마 처리 장치는 상기 분리 격자의 중심부에 형성된 제1 가스 주입 개구 및 상기 분리 격자의 주변부에 형성된 제2 가스 주입 개구를 포함하고, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 상기 피가공재 상으로의 가스의 주입을 허용하도록 구성되며,
    상기 제1 가스 주입 개구는 제1 방향으로 가스를 주입하도록 형성되고, 상기 제2 가스 주입 개구는 제2 방향으로 가스를 주입하도록 형성되며, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 상이한,
    플라즈마 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 개구는 가스 주입 삽입부의 중심부를 통과하는 가스 채널에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 공통 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제1 가스 주입 개구와 상기 제2 가스 주입 개구는 독립된 가스 공급원에 연결되는, 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201036B2 (en) 2017-06-09 2021-12-14 Beijing E-Town Semiconductor Technology Co., Ltd Plasma strip tool with uniformity control
US10790119B2 (en) 2017-06-09 2020-09-29 Mattson Technology, Inc Plasma processing apparatus with post plasma gas injection
US20190131112A1 (en) * 2017-10-30 2019-05-02 Mattson Technology, Inc. Inductively Coupled Plasma Wafer Bevel Strip Apparatus
WO2020131989A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Mattson Technology, Inc. Surface smoothing of workpieces
CN113871280B (zh) * 2020-06-30 2024-05-14 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其边缘气体组件
CN111769061A (zh) * 2020-07-27 2020-10-13 上海邦芯半导体设备有限公司 感性耦合反应器及其工作方法
US11854770B2 (en) * 2021-01-14 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma processing with independent temperature control
US11658006B2 (en) 2021-01-14 2023-05-23 Applied Materials, Inc. Plasma sources and plasma processing apparatus thereof
US20230033058A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Applied Materials, Inc. Reactor with inductively coupled plasma source

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999583B1 (ko) * 2008-02-22 2010-12-08 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법
KR101659594B1 (ko) * 2011-08-19 2016-09-23 맷슨 테크놀로지, 인크. 고효율 플라즈마 소스

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0689880A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Tokyo Electron Ltd エッチング装置
US5665640A (en) * 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
KR20010062209A (ko) * 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 고내식성 막이 내부에 형성된 챔버를 구비하는 처리 장치
US6502530B1 (en) * 2000-04-26 2003-01-07 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Design of gas injection for the electrode in a capacitively coupled RF plasma reactor
JP2002299240A (ja) * 2001-03-28 2002-10-11 Tadahiro Omi プラズマ処理装置
US20060005856A1 (en) * 2004-06-29 2006-01-12 Applied Materials, Inc. Reduction of reactive gas attack on substrate heater
US7396431B2 (en) * 2004-09-30 2008-07-08 Tokyo Electron Limited Plasma processing system for treating a substrate
US20080178805A1 (en) * 2006-12-05 2008-07-31 Applied Materials, Inc. Mid-chamber gas distribution plate, tuned plasma flow control grid and electrode
US20150060013A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-05 Applied Materials, Inc. Tunable temperature controlled electrostatic chuck assembly
KR101698433B1 (ko) * 2015-04-30 2017-01-20 주식회사 에이씨엔 기상식각 및 세정을 위한 플라즈마 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999583B1 (ko) * 2008-02-22 2010-12-08 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법
KR101659594B1 (ko) * 2011-08-19 2016-09-23 맷슨 테크놀로지, 인크. 고효율 플라즈마 소스

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Publication number Publication date
KR20190139321A (ko) 2019-12-17
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US20180358204A1 (en) 2018-12-13
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TW201903816A (zh) 2019-01-16

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