KR102263482B1 - 플라즈마 후 가스 주입을 사용하는 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 후 가스 주입을 사용하는 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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샤우밍 마
블라디미르 나고르니
딕시트 브이. 데사이
리안 엠. 파쿨스키
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매슨 테크놀로지 인크
베이징 이타운 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

플라즈마 후 가스 주입을 사용하는 플라즈마 처리가 제공된다. 하나의 예시적인 구현예에서, 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 챔버를 포함한다. 장치는 플라즈마 챔버로부터 분리된 처리 챔버를 포함한다. 처리 챔버는 피가공재를 지지하도록 작동 가능한 기판 지지대를 포함한다. 장치는 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 공급원을 포함한다. 장치는 처리 챔버로부터 플라즈마 챔버를 분리하는 분리 격자를 포함한다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하도록 그리고 중성 입자의 플라즈마 챔버로부터 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성될 수 있다. 장치는 가스를 분리 격자를 통과하는 중성 입자에 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 후 가스 주입을 사용하는 플라즈마 처리 장치
우선권 주장
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 모든 목적을 위해 참고로 본 명세서에 편입된다. 본 출원은 미국 출원 일련번호 제15/851,922호(발명의 명칭: "Plasma Processing Apparatus with Post Plasma Gas Injection", 출원일: 2017년 12월 22일)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 처리 장치는 포토레지스트 제거와 같은 스트립 공정에 사용될 수 있다. 플라즈마 스트립 도구(plasma strip tool)는 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 입자에 대해 투과성일 수 있지만, 플라즈마로부터 대전된 입자에 대해 불투과성일 수 있다. 분리 격자는 구멍을 가진 하나 이상의 재료의 시트를 포함할 수 있다.
플라즈마 스트립 도구(plasma strip tool)에서의 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.
본 개시내용의 실시형태의 양상 및 이점은 다음의 설명에 부분적으로 제시될 것이거나, 또는 이 설명으로부터 알게 될 수도 있거나, 또는 실시형태의 실행을 통해 알게 될 수도 있다.
본 개시내용의 하나의 예시적인 양상은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 장치는 플라즈마 챔버를 포함한다. 장치는 플라즈마 챔버로부터 분리된 처리 챔버를 포함한다. 처리 챔버는 피가공재를 지지하도록 작동 가능한 기판 지지대를 포함한다. 장치는 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 공급원을 포함한다. 장치는 처리 챔버로부터 플라즈마 챔버를 분리하는 분리 격자를 포함한다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하도록 그리고 중성 입자의 플라즈마 챔버로부터 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성될 수 있다. 장치는 가스를 분리 격자를 통과하는 중성 입자에 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예시적인 양상은 플라즈마 후 가스 주입(post plasma gas injection)을 사용하는 플라즈마 처리를 위한 장치, 방법, 공정, 분리 격자 및 디바이스에 관한 것이다.
다양한 실시형태의 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 본 개시내용의 실시형태를 예시하고, 설명과 함께 관련된 원리를 설명하는 역할을 한다.
당업자를 대상으로 하는 실시형태의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하는 본 명세서에서 제시된다:
도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 플라즈마 처리 장치를 도시하는 도면;
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 7은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 8은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 9는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 10은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 11은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 12는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 13은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 14는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면;
도 15는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시하는 도면; 및
도 16은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 피가공재를 처리하는 예시적인 방법을 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 반도체 기판, 예컨대, 반도체 웨이퍼의 표면 처리를 위한 플라즈마 처리 장치(예를 들어, 플라즈마 스트립 도구) 및 연관된 방법에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는 플라즈마가 플라즈마 공급원, 예컨대, 유도 결합 플라즈마 공급원을 사용하여 생성되는 플라즈마 챔버를 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 장치는 처리 챔버를 포함할 수 있다. 처리 챔버는 피가공재를 지지하도록 기판 지지대(예를 들어, 페데스탈(pedestal))를 포함할 수 있다. 플라즈마 챔버와 처리 챔버는 분리 격자에 의해 분리될 수 있다.
분리 격자는 하나 이상의 격자판을 포함할 수 있다. 각각의 격자판은 구멍의 패턴을 포함할 수 있다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 이온을 필터링할 수 있다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 중성 입자의 분리 격자를 통한 처리 챔버로의 통과를 허용할 수 있다. 중성 입자는 예를 들어, 피가공재로부터 재료(예를 들어, 포토레지스트)를 제거하도록 사용될 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 양상에 따르면, 플라즈마 처리 장치는 가스를 분리 격자를 통해 흐르는 중성 입자에 주입하도록 하나 이상의 가스 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 포트는 가스(예를 들어, 냉각 가스)를 다판 분리 격자 내 격자판 사이에 주입하도록 작동 가능할 수 있다. 이 방식으로, 분리 격자는 중성 입자로의 플라즈마 후 가스 주입을 제공할 수 있다.
플라즈마 후 가스 주입은 복수의 기술적 효과 및 이득을 제공할 수 있다. 가스는 예를 들어, 표면 처리 공정의 균일성 특성을 제어하도록 주입될 수 있다. 예를 들어, 중성 가스(예를 들어, 비활성 가스)는 균일성, 예컨대, 피가공재에 대하여 방사 방향으로의 균일성을 제어하도록 주입될 수 있다. 냉각 가스는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어하도록 주입될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 가스 포트는 가스를 분리 격자의 제1 부분(예를 들어, 분리 격자의 주변부)으로 주입하도록 사용될 수 있다. 제2 가스 포트는 가스를 분리 격자의 제2 부분(예를 들어, 분리 격자의 중심부)으로 주입하도록 사용될 수 있다. 제1 가스 포트 및 제2 가스 포트를 통한 가스의 흐름은 공정 균일성에 영향을 주도록 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 냉각 중성 가스는 제1 가스 포트를 통해 제공될 수 있다. 이것은 분리 격자의 나머지와 관련된 라디칼에 대해 분리 격자의 중심부를 통과하는 라디칼의 에너지를 조정할 수 있다. 이 방식으로, 피가공재의 방사 방향으로의 공정 균일성이 플라즈마 후 가스 주입을 사용하여 제어될 수 있다.
본 개시내용의 하나의 예시적인 실시형태는 플라즈마 챔버를 포함할 수 있는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 처리 챔버는 플라즈마 챔버로부터 분리될 수 있다. 처리 챔버는 기판을 지지하도록 작동 가능한 기판 지지대를 포함할 수 있다. 장치는 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 공급원을 포함할 수 있다. 장치는 플라즈마 챔버와 처리 챔버를 분리하는 분리 격자를 포함할 수 있다. 분리 격자는 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하도록 그리고 중성 입자의 플라즈마 챔버로부터 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성될 수 있다. 장치는 가스를 분리 격자를 통과하는 중성 입자에 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 분리 격자의 제1 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트 및 가스를 분리 격자의 제2 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트를 포함한다. 제1 부분은 분리 격자의 주변부일 수 있고 그리고 제2 부분은 분리 격자의 중심부일 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 이격된 병렬 관계로 배치된 제1 격자판 및 제2 격자판을 포함할 수 있다. 가스 포트는 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 분리 격자는 제1 격자판 및 제2 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제3 격자판을 포함할 수 있다. 가스 포트는 가스를 제2 격자판과 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제1 가스 포트 및 가스를 제2 격자판과 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제2 가스 포트를 포함한다.
일부 실시형태에서, 제1 격자판 및/또는 제2 격자판 중 하나 이상은 전기적으로 도전성일 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 격자판 및/또는 제2 격자판은 접지될 수 있다. 일부 실시형태에서, 플라즈마 공급원은 RF 에너지로 활성화될 때 플라즈마 챔버 내 공정 가스에서 플라즈마를 생성하는 유도 코일을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 예시적인 실시형태는 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자에 관한 것이다. 분리 격자는 제1 격자판을 포함할 수 있다. 제1 격자판은 제1 패턴으로 배열된 복수의 구멍을 가질 수 있다. 분리 격자는 제1 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제2 격자판을 포함할 수 있다. 제2 격자판은 제2 패턴으로 배열된 복수의 구멍을 가질 수 있다. 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 분리 격자로 주입하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 분리 격자의 제1 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트 및 가스를 분리 격자의 제2 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트를 포함한다. 제1 부분은 분리 격자의 주변부일 수 있고 그리고 제2 부분은 분리 격자의 중심부일 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 격자판 및 제2 격자판 중 하나 이상은 전기적으로 도전성이다. 일부 실시형태에서, 제1 패턴은 제2 패턴과 상이할 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 제2 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제3 격자판을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 제2 격자판과 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제1 가스 포트 및 가스를 제2 격자판과 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제2 가스 포트를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예시적인 실시형태는 플라즈마 처리 장치에서 피가공재를 처리하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 챔버에서 생성된 플라즈마를 사용하여 하나 이상의 분자를 혼합물의 하나 이상의 이온 및 하나 이상의 중성 입자로 해리시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 챔버와 처리 챔버 사이에 배치된 분리 격자를 사용하여 혼합물에서 플라즈마에 의해 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하는 단계를 포함할 수 있다. 처리 챔버는 분리 격자에 의해 플라즈마 챔버로부터 분리될 수 있다. 방법은 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 중성 입자가 분리 격자를 통과하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 가스를 분리 격자에서 중성 입자에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 처리 챔버에서 피가공재를 중성 입자에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 가스는 비활성 가스일 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스는 냉각 가스일 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 제1 격자판 및 제2 격자판을 포함할 수 있다. 가스를 분리 격자에서 중성 입자에 주입하는 것은 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 분리 격자는 제3 격자판을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스를 분리 격자에서 중성 입자에 주입하는 것은 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스를 분리 격자에서 중성 입자에 주입하는 것은 가스를 제1 격자판과 제2 격자판 사이에 주입하는 것과 가스를 제2 격자판과 제3 격자판 사이에 주입하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 가스를 중성 입자에 주입하는 것은 가스를 분리 격자의 제1 부분에서 중성 입자에 주입하는 것과 가스를 분리 격자의 제2 부분에서 중성 입자에 주입하는 것을 포함한다.
본 개시내용의 예시적인 양상은 예시 및 논의의 목적을 위해 반도체 웨이퍼를 처리하는 것을 참조하여 논의된다. 당업자는 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여, 본 개시내용의 양상이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 다른 피가공재의 처리와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 사용될 때, 수치값과 함께 용어 "약"의 사용은 언급된 수치값의 20% 이내를 나타낼 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 본 개시내용의 예시적인 실시형태가 이제 제시될 것이다. 도 1은 예시적인 플라즈마 처리 장치(100)를 도시한다. 플라즈마 처리 장치(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 입자(예를 들어, 중성 입자)가 플라즈마 챔버(120)로부터 플라즈마 챔버(120)를 처리 챔버(110)(예를 들어, 하류 영역)로부터 분리하는 분리 격자(116)에 제공된 구멍을 통해 기판(114)의 표면으로 전달된다.
플라즈마 챔버(120)는 유전체 측벽(122)을 포함한다. 플라즈마 챔버(120)는 상단판(124)을 포함한다. 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. 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. 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 처리 장치(100)는 플라즈마에 대한 유도 코일(130)의 용량 결합을 감소시키도록 접지된 패러데이 차폐부(128)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 분리 격자(116)는 처리 챔버(110)로부터 플라즈마 챔버(120)를 분리한다. 분리 격자(116)는 플라즈마 챔버(120)에서 플라즈마에 의해 생성된 입자로부터 이온 필터링을 수행하도록 사용될 수 있다. 분리 격자(116)를 통과하는 입자는 피가공재의 표면 처리(예를 들어, 포토레지스트 제거)를 위해 처리 챔버에서 피가공재(114)(예를 들어, 반도체 웨이퍼)에 노출될 수 있다.
더 구체적으로, 일부 실시형태에서, 분리 격자(116)는 중성 종에 대해 투과성일 수 있지만 플라즈마로부터 대전된 입자에 대해 불투과성일 수 있다. 예를 들어, 대전된 입자 또는 이온은 분리 격자(116)의 벽에서 재결합될 수 있다. 분리 격자(116)는 각각의 재료의 시트에 대한 구멍 패턴에 따라 분포된 구멍을 가진 재료의 하나 이상의 격자판을 포함할 수 있다. 구멍 패턴은 각각의 격자판에 대해 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
예를 들어, 구멍이 실질적으로 병렬 구성으로 배열된 복수의 격자판에 복수의 구멍 패턴에 따라 분포될 수 있어서 구멍이 플라즈마 챔버와 처리 챔버 사이에 다이렉트 조준선을 허용하지 않아서, 예를 들어, UV 광을 감소 또는 차단한다. 공정에 따르면, 격자의 일부 또는 전부는 도전성 재료(예를 들어, Al, Si, SiC 등) 및/또는 비-도전성 재료(예를 들어, 석영 등)로 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 격자의 부분(예를 들어, 격자판)이 도전성 재료로 이루어진다면, 격자의 부분은 접지될 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분리 격자(116)는 다판 분리 격자(예를 들어, 이중-판 격자, 3-판 격자, 4-판 격자 등)일 수 있다. 예시적인 실시형태는 실시형태의 예시 및 논의의 목적을 위해 3-판 분리 격자를 참조하여 본 명세서에 예시된다. 당업자는 본 명세서에서 논의된 교시내용이 이중-판 격자, 4-판 격자, 5-판 격자, 6-판 격자, 또는 임의의 다른 적합한 수의 판 또는 층을 가진 격자에 동일하게 적용 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자(116)에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 분리 격자(116)는 이온/UV 필터링을 위해 이격된 병렬 관계로 배열된 다수의 격자판(116a, 116b 및 116c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 격자(116)는 서로에 대해 병렬 관계로 이격되는 제1 격자판(116a) 및 제2 격자판(116b)을 포함할 수 있다. 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b)은 제1 거리(117)만큼 분리될 수 있다.
분리 격자(116)는 제1 격자판(116a) 및/또는 제2 격자판(116b)과 병렬 관계로 이격되는 제3 격자판(116c)을 포함할 수 있다. 제2 격자판(116b)과 제3 격자판(116c)은 제2 거리(119)만큼 분리될 수 있다. 제2 거리(119)는 제1 거리(117)와 동일할 수 있고/있거나 제1 거리(117)와 상이할 수 있다.
각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 두께 및 구멍의 크기는 대전된 입자와 중성 입자 둘 다에 대한 투과성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 대전된 입자(예를 들어, 이온)는 분리 격자(116) 내 각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 구멍을 통해 이들의 경로 내 벽에서 재결합될 수 있다. 중성 종(예를 들어, 라디칼)은 분리 격자(116) 내 구멍을 통해 비교적 자유롭게 흐를 수 있다.
일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어질 수 있고/있거나 격자판(116a, 116b, 116c)은 전기적으로 도전성 재료 또는 유전체 재료(예를 들어, 석영, 세라믹 등)로 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 다른 재료, 예컨대, 규소 또는 탄화규소로 이루어질 수 있다. 격자판(116a, 116b, 116c)이 금속 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어지는 경우에, 격자판(116a, 116b, 116c)은 접지될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는 가스(210)를 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이에, 예컨대, 격자판(116a 및 116b) 사이에 형성된 채널로 주입하도록 구성된 가스 포트(118)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 플라즈마에서 생성된 이온과 중성 입자(212)의 혼합물이 격자판(116a)에 노출될 수 있다. 가스 포트(118)는 가스(210) 또는 다른 물질을 격자판(116a)을 통해 흐르는 중성 입자에 주입할 수 있다. 분리 격자(116)를 통과한 중성 입자(214)는 피가공재에 노출될 수 있다.
가스 포트(118)로부터의 가스(210) 또는 다른 물질은 플라즈마 챔버(120)로부터 나오는 라디칼보다 더 높거나 또는 더 낮은 온도에 있을 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)로부터의 라디칼과 동일한 온도에 있을 수 있다. 가스는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100) 내에서, 균일성, 예컨대, 방사상 균일성을 조정 또는 정정하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 3은 도 2에 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)에서의 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 그러나, 도 3에서, 플라즈마 후 가스 주입은 다수의 구역, 예컨대, 중심 구역과 주변 구역으로 분할된다. 가스 주입은 표면 처리 공정 동안 공정 균일성에 영향을 주도록 구역의 각각에 대해 독립적으로 제어될 수 있다.
더 구체적으로, 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이의 분리 격자(116)의 제1 부분(예를 들어, 주변부)으로 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트(118)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(220) 또는 다른 물질을 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이의 분리 격자의 제2 부분(예를 들어, 중심부)으로 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트(121)를 포함한다. 가스 포트(118)로부터의 가스(210) 및 가스 포트(121)로부터의 가스(220)와 연관된 매개변수(예를 들어, 유량, 화학적 조성, 온도, 압력, 혼합물 등)는 표면 처리 공정의 공정 균일성에 영향을 주도록 독립적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스(210)는 제2 가스(220)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(220)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자(116)에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 분리 격자(116)는 이온/UV 필터링을 위해 이격된 병렬 관계로 배열된 다수의 격자판(116a, 116b 및 116c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 격자(116)는 서로에 대해 병렬 관계로 이격되는 제1 격자판(116a) 및 제2 격자판(116b)을 포함할 수 있다. 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b)은 제1 거리(117)만큼 분리될 수 있다.
분리 격자(116)는 제1 격자판(116a) 및/또는 제2 격자판(116b)과 병렬 관계로 이격되는 제3 격자판(116c)을 포함할 수 있다. 제2 격자판(116b)과 제3 격자판(116c)은 제2 거리(119)만큼 분리될 수 있다. 제2 거리(119)는 제1 거리(117)와 동일할 수 있고/있거나 제1 거리(117)와 상이할 수 있다.
각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 두께 및 구멍의 크기는 대전된 입자와 중성 입자 둘 다에 대한 투과성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 대전된 입자(예를 들어, 이온)는 분리 격자(116) 내 각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 구멍을 통해 이들의 경로 내 벽에서 재결합될 수 있다. 중성 종(예를 들어, 라디칼)은 분리 격자(116) 내 구멍을 통해 비교적 자유롭게 흐를 수 있다.
일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어질 수 있고/있거나 격자판(116a, 116b, 116c)은 전기적으로 도전성 재료 또는 유전체 재료(예를 들어, 석영, 세라믹 등)로 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 다른 재료, 예컨대, 규소 또는 탄화규소로 이루어질 수 있다. 격자판(116a, 116b, 116c)이 금속 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어지는 경우에, 격자판(116a, 116b, 116c)은 접지될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는 가스(210)를 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이에, 예컨대, 격자판(116b 및 116c) 사이에 형성된 채널로 주입하도록 구성된 가스 포트(118)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 플라즈마에서 생성된 이온과 중성 입자(212)의 혼합물이 격자판(116a)에 노출될 수 있다. 가스 포트(118)는 가스(210) 또는 다른 물질을 격자판(116a 및 116b)을 통해 흐르는 중성 입자에 주입할 수 있다. 분리 격자(116)를 통과한 중성 입자(214)는 피가공재에 노출될 수 있다.
가스 포트(118)로부터의 가스(210) 또는 다른 물질은 플라즈마 챔버(120)로부터 나오는 라디칼보다 더 높거나 또는 더 낮은 온도에 있을 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)로부터의 라디칼과 동일한 온도에 있을 수 있다. 가스는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100) 내에서, 균일성, 예컨대, 방사상 균일성을 조정 또는 정정하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 5는 도 4에 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)에서의 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 그러나, 도 5에서, 플라즈마 후 가스 주입은 다수의 구역, 예컨대, 중심 구역과 주변 구역으로 분할된다. 가스 주입은 표면 처리 공정 동안 공정 균일성에 영향을 주도록 구역의 각각에 대해 독립적으로 제어될 수 있다.
더 구체적으로, 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이의 분리 격자(116)의 제1 부분(예를 들어, 주변부)으로 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트(118)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(220) 또는 다른 물질을 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이의 분리 격자의 제2 부분(예를 들어, 중심부)으로 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트(121)를 포함한다. 가스 포트(118)로부터의 가스(210) 및 가스 포트(121)로부터의 가스(220)와 연관된 매개변수(예를 들어, 유량, 화학적 조성, 온도, 압력, 혼합물 등)는 표면 처리 공정의 공정 균일성에 영향을 주도록 독립적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스(210)는 제2 가스(220)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(220)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자(116)에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 분리 격자(116)는 이온/UV 필터링을 위해 이격된 병렬 관계로 배열된 다수의 격자판(116a, 116b 및 116c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 격자(116)는 서로에 대해 병렬 관계로 이격되는 제1 격자판(116a) 및 제2 격자판(116b)을 포함할 수 있다. 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b)은 제1 거리(117)만큼 분리될 수 있다.
분리 격자(116)는 제1 격자판(116a) 및/또는 제2 격자판(116b)과 병렬 관계로 이격되는 제3 격자판(116c)을 포함할 수 있다. 제2 격자판(116b)과 제3 격자판(116c)은 제2 거리(119)만큼 분리될 수 있다. 제2 거리(119)는 제1 거리(117)와 동일할 수 있고/있거나 제1 거리(117)와 상이할 수 있다.
각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 두께 및 구멍의 크기는 대전된 입자와 중성 입자 둘 다에 대한 투과성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 대전된 입자(예를 들어, 이온)는 분리 격자(116) 내 각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 구멍을 통해 이들의 경로 내 벽에서 재결합될 수 있다. 중성 종(예를 들어, 라디칼)은 분리 격자(116) 내 구멍을 통해 비교적 자유롭게 흐를 수 있다.
일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어질 수 있고/있거나 격자판(116a, 116b, 116c)은 전기적으로 도전성 재료 또는 유전체 재료(예를 들어, 석영, 세라믹 등)로 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 다른 재료, 예컨대, 규소 또는 탄화규소로 이루어질 수 있다. 격자판(116a, 116b, 116c)이 금속 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어지는 경우에, 격자판(116a, 116b, 116c)은 접지될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는 가스(210)를 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이에, 예컨대, 격자판(116a 및 116b) 사이에 형성된 채널로 주입하도록 구성된 가스 포트(118)를 포함할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치는 가스(230)를 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이에, 예컨대, 격자판(116b 및 116c) 사이에 형성된 채널로 주입하도록 구성된 가스 포트(121)를 포함할 수 있다.
가스 포트(118)로부터의 가스(210) 또는 다른 물질은 플라즈마 챔버(120)로부터 나오는 라디칼보다 더 높거나 또는 더 낮은 온도에 있을 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)로부터의 라디칼과 동일한 온도에 있을 수 있다. 가스는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100) 내에서, 균일성, 예컨대, 방사상 균일성을 조정 또는 정정하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
가스 포트(121)로부터의 가스(230) 또는 다른 물질은 플라즈마 챔버(120)로부터 나오는 라디칼보다 더 높거나 또는 더 낮은 온도에 있을 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)로부터의 라디칼과 동일한 온도에 있을 수 있다. 가스(230)는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100) 내에서, 균일성, 예컨대, 방사상 균일성을 조정 또는 정정하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(230)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
예를 들어, 가스(210)는 가스(230)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 가스(210)는 가스(220)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 가스(210)는 가스(220)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다.
도 7은 도 7에 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)에서의 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 그러나, 도 7에서, 플라즈마 후 가스 주입은 다수의 구역, 예컨대, 중심 구역과 주변 구역으로 분할된다. 가스 주입은 표면 처리 공정 동안 공정 균일성에 영향을 주도록 구역의 각각에 대해 독립적으로 제어될 수 있다.
더 구체적으로, 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이의 분리 격자(116)의 제1 부분(예를 들어, 주변부)으로 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트(118)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(220) 또는 다른 물질을 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이의 분리 격자의 제1 부분(예를 들어, 주변부)으로 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트(121)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(220)를 격자판(116a)과 격자판(116b) 사이의 분리 격자의 제2 부분(예를 들어, 중심부)으로 주입하도록 작동 가능한 제3 포트 가스 포트(119)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(240) 또는 다른 물질을 격자판(116b)과 격자판(116c) 사이의 분리 격자의 제2 부분(예를 들어, 중심부)으로 주입하도록 작동 가능한 제4 포트 가스 포트(123)를 포함한다. 가스 포트(118)로부터의 가스(210), 가스 포트(121)로부터의 가스(230), 가스 포트(119)로부터의 가스(220) 및/또는 가스 포트(123)로부터의 가스(240)와 연관된 매개변수(예를 들어, 유량, 화학적 조성, 온도, 압력, 혼합물 등)는 표면 처리 공정의 공정 균일성에 영향을 주도록 독립적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 가스(210, 220, 230 및 240)는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가스(210, 220, 230 및 240)는 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 가스(210, 220, 230 및 240)는 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 가스(210, 220, 230 및 240)는 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210, 220, 230 및/또는 240)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 8은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 분리 격자(116)에서의 예시적인 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 분리 격자(116)는 이온/UV 필터링을 위해 이격된 병렬 관계로 배열된 다수의 격자판(116a, 116b 및 116c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 격자(116)는 서로에 대해 병렬 관계로 이격되는 제1 격자판(116a) 및 제2 격자판(116b)을 포함할 수 있다. 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b)은 제1 거리(117)만큼 분리될 수 있다.
분리 격자(116)는 제1 격자판(116a) 및/또는 제2 격자판(116b)과 병렬 관계로 이격되는 제3 격자판(116c)을 포함할 수 있다. 제2 격자판(116b)과 제3 격자판(116c)은 제2 거리(119)만큼 분리될 수 있다. 제2 거리(119)는 제1 거리(117)와 동일할 수 있고/있거나 제1 거리(117)와 상이할 수 있다.
각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 두께 및 구멍의 크기는 대전된 입자와 중성 입자 둘 다에 대한 투과성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 대전된 입자(예를 들어, 이온)는 분리 격자(116) 내 각각의 격자판(116a, 116b, 116c)의 구멍을 통해 이들의 경로 내 벽에서 재결합될 수 있다. 중성 종(예를 들어, 라디칼)은 분리 격자(116) 내 구멍을 통해 비교적 자유롭게 흐를 수 있다.
일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 금속(예를 들어, 알루미늄) 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어질 수 있고/있거나 격자판(116a, 116b, 116c)은 전기적으로 도전성 재료 또는 유전체 재료(예를 들어, 석영, 세라믹 등)로 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 격자판(116a, 116b, 116c)은 다른 재료, 예컨대, 규소 또는 탄화규소로 이루어질 수 있다. 격자판(116a, 116b, 116c)이 금속 또는 다른 전기적으로 도전성 재료로 이루어지는 경우에, 격자판(116a, 116b, 116c)은 접지될 수 있다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는 가스(210)를 격자판(116c)의 아래로 주입하도록 구성된 가스 포트(118)를 포함할 수 있다. 가스는 피가공재에 대한 노출을 위해 분리 격자(116)를 통과하는 중성 입자(214)에 주입될 수 있다.
가스 포트(118)로부터의 가스(210) 또는 다른 물질은 플라즈마 챔버(120)로부터 나오는 라디칼보다 더 높거나 또는 더 낮은 온도에 있을 수 있거나 또는 플라즈마 챔버(120)로부터의 라디칼과 동일한 온도에 있을 수 있다. 가스는 분리 격자를 통과하는 라디칼의 에너지를 제어함으로써, 플라즈마 처리 장치(100) 내에서, 균일성, 예컨대, 방사상 균일성을 조정 또는 정정하도록 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 9는 도 8에 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)에서의 플라즈마 후 가스 주입을 도시한다. 그러나, 도 9에서, 플라즈마 후 가스 주입은 다수의 구역, 예컨대, 중심 구역과 주변 구역으로 분할된다. 가스 주입은 표면 처리 공정 동안 공정 균일성에 영향을 주도록 구역의 각각에 대해 독립적으로 제어될 수 있다.
더 구체적으로, 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116c) 아래의 분리 격자(116)의 제1 부분(예를 들어, 주변부)으로 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트(118)를 포함한다. 분리 격자(116)는 가스(220) 또는 다른 물질을 격자판(116c) 아래의 분리 격자(116)의 제2 부분(예를 들어, 중심부)으로 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트(121)를 포함한다. 가스 포트(118)로부터의 가스(210) 및 가스 포트(121)로부터의 가스(220)와 연관된 매개변수(예를 들어, 유량, 화학적 조성, 온도, 압력, 혼합물 등)는 표면 처리 공정의 공정 균일성에 영향을 주도록 독립적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스(210)는 제2 가스(220)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 제2 가스(220)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(220)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
추가의 격자판이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 분리 격자에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 제4 격자판은 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 또는 도 9의 제3 격자판(116c) 아래에 위치될 수 있다. 가스 포트(118)는 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b), 제2 격자판(116b)과 제3 격자판(116c), 그리고/또는 제3 격자판(116c)과 제4 격자판 사이에 위치될 수도 있다.
도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 예시 및 논의의 목적을 위해 가스가 수평 방향으로 주입되는 것을 예시한다. 당업자는 본 명세서에 제공된 개시내용을 사용하여, 가스가 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 임의의 방향으로(예를 들어, 수평, 수직, 비스듬히, 사선으로 등) 분리 격자에 주입될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
예를 들어, 도 10은 도 2 내지 도 9에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)를 도시한다. 분리 격자는 가스(210)를 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b) 사이에 주입하도록 작동 가능한 가스 포트(118)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(118)는 가스를 수평 방향으로 분리 격자(116)의 주변부를 향하여 주입하도록 구성된다.
도 11은 도 2 내지 도 10에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)를 도시한다. 분리 격자는 가스(210)를 제1 격자판(116a)과 제2 격자판(116b) 사이에 주입하도록 작동 가능한 가스 포트(118)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(118)는 가스(210)를 수평 방향으로 분리 격자(116)의 중심부를 향하여 주입하도록 그리고 가스(210)를 수평 방향으로 분리 격자(116)의 중심부를 향하여 주입하도록 구성된다.
도 12는 도 2 내지 도 11에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)를 도시한다. 분리 격자(116)는 가스(210)를 분리 격자(116)의 주변부로 주입하도록 구성된 가스 포트(118, 121, 123 및 125)를 갖는다. 분리 격자(116)는 가스(230)를 분리 격자(116)의 중심부로 주입하도록 구성된 가스 포트(131 및 133)를 갖는다. 위에서 논의된 바와 같이, 가스(210)는 공정 균일성에 영향을 주도록 제어될 수 있는 상이한 매개변수를 가스(230)에 대해 가질 수 있다.
도 13은 도 2 내지 도 12에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)를 도시한다. 분리 격자(116)는 가스(210)를 분리 격자(116)의 하단면 아래의 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트(118)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(118)는 가스(210)를 분리 격자로부터 멀어지게 수직 방향으로(예를 들어, 중심 구역에) 주입하도록 구성된다. 분리 격자(116)는 가스(230)를 분리 격자(116)의 하단면 아래의 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 가스 포트(121)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(121)는 가스(230)를 분리 격자로부터 멀어지게 수직 방향으로(예를 들어, 주변 구역에) 주입하도록 구성된다.
가스(210)는 가스(230)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(230)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 14는 도 2 내지 도 13에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자(116)를 도시한다. 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트(118)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(118)는 가스(210)를 분리 격자(116)로부터 멀어지게 사선 방향으로 주입하도록 구성된다. 분리 격자(116)는 가스(230)를 분리 격자(116)의 하단면 아래의 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 가스 포트(121)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(121)는 가스(230)를 분리 격자로부터 멀어지게 사선 방향으로 주입하도록 구성된다.
가스(210)는 가스(230)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(230)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
도 15는 도 2 내지 도 14에 대하여 예시된 것과 유사한 분리 격자를 도시한다. 분리 격자(116)는 가스(210)를 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트(118)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(118)는 가스(210)를 수평 방향으로 분리 격자(116)의 주변부를 향하여 주입하도록 구성된다. 분리 격자(116)는 가스(230)를 분리 격자(116)의 하단면 아래의 격자판(116c) 아래로 주입하도록 구성된 가스 포트(121)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스 포트(121)는 가스(230)를 수평 방향으로 분리 격자(116)의 중심부를 향하여 주입하도록 구성된다.
가스(210)는 가스(230)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 온도 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 제1 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 유량 또는 상이한 유량을 가질 수 있다. 가스(210)는 가스(230)에 비해 동일한 화학적 구성 또는 상이한 화학적 구성 등을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 가스(210) 및/또는 가스(230)는 비활성 가스, 예컨대, 헬륨, 질소 및 아르곤일 수 있다.
특정한 예시적인 실시형태는 가스를 분리 격자에서 중심 구역 및 주변 구역에 주입하는 것을 참조하여 논의된다. 분리 격자에서 가스 주입을 행하는 더 많은 구역, 예컨대, 3개의 구역, 4개의 구역, 5개의 구역, 6개의 구역 등이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일없이 제공될 수 있다. 구역은 임의의 방식으로, 예컨대, 방사상으로, 방위각으로, 또는 임의의 다른 방식으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 분리 격자에서의 플라즈마 후 가스 주입은 분리 격자의 주변부 둘레의 4개의 방위각 구역(예를 들어, 사분면)과 중심 구역으로 분할될 수 있다.
도 2 내지 도 15에 예시된 플라즈마 후 가스 주입은 예시적인 목적을 위해 제공된다. 당업자는 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 플라즈마 후 주입을 위해 분리 격자 내 하나 이상의 가스 포트를 구현하기 위한 다양한 상이한 구성이 있다는 것을 이해할 것이다. 하나 이상의 가스 포트가 임의의 격자판 사이에 배열될 수 있고, 가스를 임의의 방향으로 주입할 수 있고, 그리고 균일성 제어를 위해 분리 격자에서 다수의 플라즈마 후 가스 주입 구역을 위해 사용될 수 있다.
도 16은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 방법(500)의 흐름도를 도시한다. 방법(500)은 예로써 도 1의 플라즈마 처리 장치(100)를 참조하여 논의될 것이다. 방법(500)은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 플라즈마 후 주입을 사용하는, 분리 격자에 의해 처리 챔버로부터 분리되는 플라즈마 챔버를 가진 임의의 플라즈마 처리 장치에서 구현될 수 있다.
도 16은 예시 및 논의의 목적을 위해 특정한 순서로 수행되는 단계를 도시한다. 당업자는 본 명세서에 제공된 본 개시내용을 사용하여, 본 명세서에 설명된 방법 중 임의의 방법의 다양한 단계가 생략될 수 있고, 확장될 수 있고, 동시에 수행될 수 있고, 재배열될 수 있고, 그리고/또는 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일 없이 다양한 방식으로 변경될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다양한 단계(미도시)가 본 개시내용의 범위로부터 벗어나는 일 없이 수행될 수 있다.
(502)에서, 방법은 플라즈마를 사용하여 플라즈마 챔버 내부에서 혼합물 내 하나 이상의 분자를 해리시키는 단계를 포함할 수 있다. 유도 결합 플라즈마 공급원(135)을 사용하여 플라즈마 챔버 내부(125)에서 유도되는 플라즈마가 공정 가스에서 분자를 해리시켜 중성 입자(예를 들어, 라디칼) 및 이온을 생성할 수 있다.
(504)에서, 방법은 분리 격자를 사용하여 혼합물에서 플라즈마에 의해 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중성 입자와 이온을 포함하는 혼합물은 플라즈마에 의해 생성된 하나 이상의 이온을 필터링할 수 있는 분리 격자를 통과할 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 플라즈마 챔버 내부(125)로부터 분리 격자(116)를 통과할 수 있다.
(506)에서, 혼합물에서 플라즈마에 의해 생성된 중성 입자는 분리 격자를 통과할 수 있다. 예를 들어, 중성 입자는 분리 격자(116)를 통해 처리 챔버(110)로 지나갈 수 있고 반면에 이온은 분리 격자(116)에 의해 차단(예를 들어, 재결합)된다. 예시적인 분리 격자가 도 2 내지 도 15에 예시된다.
도 16의 (508)에서, 방법은 가스를 분리 격자에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스는 하나 이상의 격자판(116a, 116b, 116c) 사이에 형성된 하나 이상의 가스 포트(118, 121)에서 분리 격자(116)로 주입될 수 있다. 가스를 주입하는 것은 중성 가스, 예컨대, 질소, 헬륨, 또는 아르곤을 주입하는 것을 포함할 수 있다. 가스를 주입하는 것은 분리 격자를 통과하는 라디칼의 온도보다 더 낮은 온도를 가진 냉각 가스를 주입하는 것을 포함할 수 있다.
(510)에서, 방법은 피가공재를 필터링된 혼합물에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 피가공재는 플라즈마에서 생성되고 그리고 분리 격자를 통과하는 중성 입자에 노출될 수 있다. 중성 입자는 예를 들어, 표면 처리 공정(예를 들어, 포토레지스트 제거)의 일부로서 사용될 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. 플라즈마 처리 장치로서,
    플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버로부터 분리된 처리 챔버로서, 기판을 지지하도록 작동 가능한 기판 지지대를 포함하는, 상기 처리 챔버;
    상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 공급원;
    상기 플라즈마 챔버와 상기 처리 챔버를 분리하는 분리 격자로서, 상기 플라즈마에서 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하도록 그리고 중성 입자의 상기 플라즈마 챔버로부터 상기 처리 챔버로의 통과를 허용하도록 구성되고, 적어도 하나의 격자판을 포함하는, 상기 분리 격자; 및
    가스를 상기 분리 격자를 통과하는 중성 입자에 주입하여 상기 중성 입자의 에너지를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 적어도 하나의 격자판의 하단면의 아래에서 수평 방향, 수직 방향 또는 사선 방향 중 하나 이상으로 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 분리 격자의 제1 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트 및 가스를 상기 분리 격자의 제2 부분에서 중성 입자에 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 분리 격자의 주변부이고 그리고 상기 제2 부분은 상기 분리 격자의 중심부인, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 격자판은 이격된 병렬 관계로 배치된 제1 격자판 및 제2 격자판을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가스 포트는 가스를 상기 제1 격자판과 상기 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 격자판은 상기 제1 격자판 및 상기 제2 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제3 격자판을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가스 포트는 가스를 상기 제2 격자판과 상기 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 포트는,
    가스를 상기 제1 격자판과 상기 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제1 가스 포트; 및
    가스를 상기 제2 격자판과 상기 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성된 제2 가스 포트를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 제1 격자판 및 상기 제2 격자판 중 하나 이상은 전기적으로 도전성이고 그리고 접지되는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자로서,
    제1 패턴으로 배열된 복수의 구멍을 포함하는 제1 격자판;
    상기 제1 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제2 격자판으로서, 제2 패턴으로 배열된 복수의 구멍을 가진, 상기 제2 격자판; 및
    가스를 상기 분리 격자로 주입하여 상기 분리 격자를 통과하는 중성 입자의 에너지를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 가스 포트를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 제1 격자판 및 제2 격자판 중 하나 이상의 하단면의 아래에서 수평 방향, 수직 방향 또는 사선 방향 중 하나 이상으로 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 제1 격자판과 상기 제2 격자판 사이에 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 격자판 및 상기 제2 격자판 중 하나 이상은 전기적으로 도전성이고 그리고 접지되도록 작동 가능한, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  14. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 분리 격자의 제1 부분에서 주입하도록 작동 가능한 제1 가스 포트 및 가스를 상기 분리 격자의 제2 부분에서 주입하도록 작동 가능한 제2 가스 포트를 포함하는, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  15. 제11항에 있어서, 상기 분리 격자는 상기 제2 격자판과 이격된 병렬 관계로 배치된 제3 격자판을 더 포함하는, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 포트는 가스를 상기 제2 격자판과 상기 제3 격자판 사이에 주입하도록 구성되는, 플라즈마 처리 장치를 위한 분리 격자.
  17. 플라즈마 스트립 도구(plasma strip tool)에서 피가공재를 처리하기 위한 방법으로서,
    플라즈마 처리 장치의 플라즈마 챔버에서 생성된 플라즈마를 사용하여 하나 이상의 분자를 혼합물의 하나 이상의 이온 및 하나 이상의 중성 입자로 해리시키는 단계;
    제1 격자판 및 제2 격자판을 포함하는 분리 격자를 사용하여 상기 혼합물에서 상기 플라즈마에 의해 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하는 단계로서, 상기 제1 격자판 및 제2 격자판은 상기 플라즈마 처리 장치의 상기 플라즈마 챔버와 처리 챔버 사이에 배치되고, 상기 처리 챔버는 상기 분리 격자에 의해 상기 플라즈마 챔버로부터 분리되는, 상기 혼합물에서 상기 플라즈마에 의해 생성된 하나 이상의 이온을 필터링하는 단계;
    상기 플라즈마에서 생성된 상기 하나 이상의 중성 입자가 상기 분리 격자를 통과하는 단계;
    가스를 상기 분리 격자에서 상기 중성 입자에 주입하여 상기 분리 격자를 통과하는 중성 입자의 에너지를 제어하는 단계로서, 상기 가스는 상기 분리 격자의 상기 제1 격자판 및 제2 격자판 사이로 수평 방향, 수직 방향 또는 사선 방향 중 하나 이상으로 주입되는, 중성 입자의 에너지를 제어하는 단계; 및
    상기 처리 챔버에서 상기 피가공재를 상기 중성 입자에 노출시키는 단계를 포함하는, 플라즈마 스트립 도구에서 피가공재를 처리하기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가스는 비활성 가스인, 플라즈마 스트립 도구에서 피가공재를 처리하기 위한 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 가스는 냉각 가스인, 플라즈마 스트립 도구에서 피가공재를 처리하기 위한 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 가스를 상기 중성 입자에 주입하는 것은 가스를 상기 분리 격자의 제1 부분에서 중성 입자에 주입하는 것과 가스를 상기 분리 격자의 제2 부분에서 중성 입자에 주입하는 것을 포함하는, 플라즈마 스트립 도구에서 피가공재를 처리하기 위한 방법.
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