KR20020011075A - 플라즈마 잠김 이온주입 시스템용 통합 전력 발진기고주파원 - Google Patents

플라즈마 잠김 이온주입 시스템용 통합 전력 발진기고주파원 Download PDF

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KR20020011075A
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디버길리오윌리엄프랭크
켈러맨피터로렌스
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브라이언 알. 바흐맨
액셀리스 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

웨이퍼 처리 시스템을 구성한다. 이 시스템은 반도체 웨이퍼를 처리 챔버(chamber)(20)로 도입시키는 웨이퍼 취급 시스템을 포함한다. 발진기(80)가 처리 챔버(20) 내에서 플라즈마(94)를 활성화시키는 안테나(30a)에 동작 가능하게 접속되어 있다. 이 플라즈마(94) 및 안테나(30a)는 발진기(80)와 함께 공진 회로(90a)를 형성하며, 발진기(80)는 플라즈마의 활성화 중에 공진 회로내의 부하 변화에 근거하여 그것에 관련된 출력 특성을 변경시킨다.

Description

플라즈마 잠김 이온주입 시스템용 통합 전력 발진기 고주파원{INTEGRATED POWER OSCILLATOR RF SOURCE FOR PLASMA IMMERSION ION IMPLANTATION SYSTEM}
본 발명은 대체로 플라즈마 잠김 이온주입 시스템(PIII : Plasma Immersion Ion Implantation system)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통합 전력 발진기 고주파원을 경유하여 플라즈마 챔버 내에서 플라즈마 활성을 형성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 처리에서 반도체 웨이퍼는 플라즈마 챔버 내에 놓여지고(일반적으로 웨이퍼 취급 시스템에 의해), 플라즈마가 활성화 되며, 웨이퍼를 음전위에서 맥동시킴으로써 웨이퍼 이온주입이 일어나게 된다. 이 처리는 각각의 웨이퍼에 대하여 반복된다. 이 플라즈마 잠김 이온주입(PIII)과 연관된 중요한 도전은 공정의 반복성에 관련되며, 그 중에서도 특히, 처리에 변화성을 도입할 수도 있는 초기 소스(source)의 하나가 플라즈마 활성화 상태에 관련된다.
종래 기술의 도 1을 우선 참조하면, 종래의 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템(10)을 나타낸다. 고주파 전력 플라즈마 소스(나타내지 않음)는 일반적으로 플라즈마 챔버(20)에 전기 용량적으로, 또는 유도적으로 접속되어 있다. 플라즈마의 활성은 충분한 전력이 고주파 안테나(30)(인덕터로서 나타냄)를 경유하여 시스템(10)으로 주입될 때 달성된다. 통상적으로, 전력은 고정 주파수(13.56 MHz)의 고주파 발생기(40)로부터 50 ohm의 동축 케이블(42)을 통해서 매칭 네트워크(matching network)(50)를 경유하여 시스템(10)으로 주입된다. 매칭 네트워크(50)는 플라즈마 챔버(20) 내에서의 합성된 플라즈마 임피던스(60) 및 전력 안테나(30)에 의해 확립된 복합 임피던스와, 고주파 발생기(40)의 50 ohm 출력 임피던스를 매칭시킴으로써 부하(負荷)에 최대 전력을 형성하기 위해 필요하다. 매칭 네트워크(50)는 기계적으로 가변되는 고전압 진공 커패시터(50a 및 50b)를 포함한다.
동조 가능 커패시터(50a 및 50b)는 플라즈마 활성 이전, 그 동안 및 그 이후의 플라즈마 임피던스(60)의 변화에 의해 야기되는 안테나 임피던스의 변화를 고려한다. 커패시터(50a 및 50b)는 고주파 발생기(40)로 복귀되는 "반사 전력(reflected power)"을 최소화시키기 위해 이용된다. 이 반사 전력은 전력계(70)에서 감시되고, 반사 전력 측정은 고주파 제어기(72)로의 입력(70a)으로서 제공된다. 반사 전력 입력(70a)에 근거하여, 제어기(72)는 부하로부터의 반사 전력을 최소화시키기 위해 제어 출력(72a)을 동조 가능 커패시터(50a 및 50b)를 조절하는 하나 이상의 모터 구동부에 지향시킨다. 반사 전력이 너무 높게 되면, 고주파 발생기(40)가 고장이 날 수도 있음을 주목하여야 한다. 외부 인덕턴스(76)가 매칭 네트워크(50)와 플라즈마 챔버(20) 사이에 그려져 있으며, 이는 시스템(10)에 관련된 표유 인덕턴스(stray inductance)를 나타낸다.
일반적으로 안테나(30) 임피던스는 플라즈마 임피던스(60)에 의해 야기되는 변화로 인해 정상 상태 위상에 대비하여 플라즈마 활성 위상 동안에 매우 변화된다. 나타낸 바와 같이, 플라즈마 임피던스(60)는 허수 성분(X)(60a)과 실수 성분(R)(60b)을 수용하는 평행 네트워크로 대략 모형이 된다. 플라즈마 활성과 안정 상태 사이의 변화 동안에, 활성화 중의 플라즈마 임피던스(60)의 변화로 인한 반사 전력의 큰 값에 대한 고려를 하기 위해서 일반적으로 동조 커패시터(50a 및 50b)에 대한 커다란 조절이 요구된다. 커패시터(50a 및 50b)에 의해 동조성이 성취될 지라도 송신된 전력은 종종 고주파 발생기(40) 출력 능력의 분율로 제한되며, 많은 경우에서 플라즈마 활성화는 단지 플라즈마 소스 또는 챔버의 압력을 증가시킴으로써 성취된다.
동조 커패시터(50a 및 50b)를 변화시키는 것과 함께, 압력을 증가시키고 이어서 감소시키는 처리는 완료되는 데 10초 이상이 소요된다. 이 긴 시간 주기는 안테나(30)에 사실상 큰 전압을 유도되게 할 수도 있고, 웨이퍼에 사실상의 전계를 형성하여 웨이퍼상의 소자를 위험하게 할 가능성도 있다. 플라즈마가 활성화될 때 까지 웨이퍼는 차폐되지 않은 안테나 전계에 노출된다는 것을 주목하여야 한다. 게다가, 웨이퍼를 맥동시키기 전일 지라도, 증착이 발생되어 표면에 도펀트의 집중을일으킬 수도 있다. 따라서, 활성화 시간의 변동, 소스(source) 압력 및 전압의 과도(過渡)는 결과적으로 이온 주입의 특성에서 변화를 초래하여, 엄밀히 제어된 반복성의 성취를 매우 어렵게 한다. 또한, 제어 시스템(72) 및/또는 관련 회로(50, 70) 및/또는 모터 구동부(74)가 고장나면, 플라즈마는 소멸된다. 제어 시스템(72)이 완벽하게 동작할 지라도 시스템(20)은 상술한 동조 요구로 인해 늦게 반응하여 동작하게 된다.
고주파 발생기에 여러가지 임피던스 플라즈마 소스를 매칭시키는 문제를 해결하는 또 다른 통상적인 접근 방법은 발생기의 주파수를 변경시킴으로써 공진 상태를 유지하는 것이다. 그러나, 이 접근법은 또한 반사 전력을 최소화시키기 위해 발생기 주파수를 변경시키는 제어 루프(loop)를 필요로 한다. 그러나, 이 제어는 플라즈마 활성의 결과에 따라 크고 신속한 임피던스의 변화중에서 실패 상태를 방지하기 위해서 일반적으로는 충분히 신속하지 못하다. 따라서, 전력은 여전히 제한적이어야 한다. 추가적으로 이 접근법은 일반적으로 단지 반응성 부하 변경에만 매칭되며, 그러므로 저항성 부하 변경에 대해 매칭되기 위해서는 기계적 변경 가능 커패시터가 계속 요구된다.
결과적으로, 반복적이며 신뢰성 있는 플라즈마 활성화를 형성하기 위해 시스템 및/또는 방법에 대한 기술 분야에서의 강한 필요성이 제기된다. 더욱이, 종래의 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템 및/또는 방법에 관련된 상술한 문제점을 다소 해결하기 위해 사실상 신속하고, 반복적이며, 더욱 경제적인 플라즈마 활성화 처리를 구성하는 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템에 대한 강한 필요성이 있다.
본 발명은 전력 발진기의 탱크 회로에서 플라즈마 소스 안테나와 협동하여, 일반적으로 안테나 회로 공진 주파수의 자동 또는 즉시 수동 트래킹을 하게 되는 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템내의 통합 전력 발진기를 목표로 한다. 이것은 사실상 약 0.5 mTorr 압력하에서 플라즈마의 순간적인 활성화를 가능하게 한다. 발진기 및 플라즈마 안테나를 통합시킴으로써, 제어기, 동조 커패시터, 접속 케이블 및 전력 피드백 미터와 같은 종래 시스템의 구성품이 제거된다. 결과적으로 종래 시스템에 대해 사실상 더욱 높은 반복성 및 성능이 달성된다. 더욱이, 발진기가 플라즈마 소스 하우징과 통합되어 DC 전력 공급(고주파 발생기가 아님) 만을 필요로 하기 때문에 본 발명은 사실상 복잡성과 전력 시스템의 부품 수를 감소시키고, 따라서 종래의 시스템에 대하여 저렴하고 더욱 커다란 신뢰성을 제공한다.
더욱 상세하게는 본 발명은 플라즈마 소스 안테나(예를 들면, 안테나 인덕턴스)의 특성 및 관련 시스템 파라미터(예를 들면, 플라즈마 임피던스, 외부 시스템 인덕턴스)를 활용하고, 이들 인자들을 전력 발진기의 탱크 회로 내에 통합시킨다. 플라즈마 활성은 중대한 계수 변경(예를 들면, 안테나 임피던스에 영향을 주는 플라즈마 임피던스 변경)을 야기하기 때문에, 탱크 회로 및 관련 전력 공급은 플라즈마 챔버내의 변경 가능 계수 상태에 걸쳐서 동작하도록 설계된다. 발진기를 플라즈마 소스 하우징과 통합시킴으로써, 종래 시스템과 관련된 부하 반사 및 매칭 문제는 사실상 제거된다.
상기 및 관련 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하에서 완전히 설명하는 특징들을 구비한다. 다음의 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 특정 양태를 상세하게 설명하는 것으로 되어 있다. 그러나, 이들 양태들은 본 발명의 원리를 적용하는 각종 방법중 일부를 나타내고 있다. 본 발명의 기타 목적, 장점 및 신규 특징들은 도면을 참조하여 고려할 때, 본 발명의 다음의 상세 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템에서 종래 기술의 플라즈마 활성화 시스템 및 관련 구성품을 나타내는 개략 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 통합 전력 발진기 시스템을 나타내는 개략 블록도.
도 3은 본 발명의 한 실시형태에 따른 통합 전력 발진기 시스템을 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 한 실시형태에 따른 통합 발진기 시스템 및 플라즈마 소스(source) 챔버 간의 구조적 관계를 나타내는 시스템 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 플라즈마 잠김 이온주입 시스템 20 : 플라즈마 챔버
30 : 고주파 안테나 40 : 고주파 발생기
42 : 동축 케이블 50 : 매칭 네트워크
50a, 50b : 커패시터 60 : 플라즈마 임피던스
60a : 허수 성분 60b : 실수 성분
70 : 전력계 70a : 입력
72 : 제어기 72a : 제어 출력
74 : 모터 구동 76 : 외부 인덕턴스
78 : 공진 저항 80 : 발진기
90 : 커패시턴스 90a : 출력 회로
100 : 진공관 100a, 100b : 파워서플라이
100c : 그리드 101∼110 : 커패시터
111∼116 : 커패시터 117 : 저항
123, 124 : 인덕터(inductor) 138 : 수정판
140 : 송풍기
본 발명을 전체를 통해 동일 요소들에 대해 동일 번호를 사용하는 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 종래의 고주파 플라즈마 전력 시스템과 관련된 플라즈마 활성화 및 동작의 문제점을 사실상 완화시킨다. 종래의 제어 시스템, 매칭 네트워크, 전력계, 구동부, 케이블 및 다중 고주파 증폭 단계는 안테나 및 플라즈마 임피던스와 같은 기존 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템의 파라미터를 그러한 파라미터를 수용하도록 설계된 발진기 회로 내에 통합시킴으로써 제거한다. 기존 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템의 파라미터를 활용함으로써,플라즈마 활성화의 반복성과 관련된 문제점, 제어 시스템의 신뢰성, 활성화 시간 성능 및 관련 시스템의 고비용이 사실상 개선된다.
우선 도 2를 참조하면 개략 블록도는 본 발명에 따른 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템에서 플라즈마 활성을 구성하는 통합 전력 발진기 시스템(10a)을 나타낸다. 이 시스템(10a)은 반도체 웨이퍼(나타내지 않음)를 취급하고, 처리하여, 도펀트를 주입하는 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템(나타내지 않음)과 관련된다는 것을 이해하여야 한다. 웨이퍼 취급 및 처리 단계는 플라즈마 잠김 이온주입(PIII) 시스템과 관련하여 잘 이해되기 때문에, 그것에 관련된 추가적인 설명은 간결을 위해 생략한다. 본 발명은 에칭(etching), 애싱(ashing) 및/또는 기판의 플라즈마 처리와 같은 기타 반도체 처리를 제공하기 위해 또한 이용될 수도 있음을 추가로 이해하여야 한다. 본 발명은 또한 극저(極低) 에너지(ULE: ultra low energy) 및/또는 고(高) 에너지(HE: high energy) 이온 주입에 이용될 수도 있다.
도 2를 상세하게 참조하면 통합 전력 발진기를 Cr(90), Le(76), La'(30a) 및 Rs(94)를 포함하는 출력 공진 탱크 및 기타 모든 회로(80)로써 나타낸다. 회로(80)에는 고체 또는 진공관일 수도 있는 능동 전력 소자, 출력-대-입력 피드백 회로 DC 전력 공급 장치 및 기타 지원 회로가 포함되어 있다. 종래의 시스템에서와 같이, 플라즈마 챔버는 인덕턴스 La'로서 모델로 나타낼 수도 있는 플라즈마 무효 효과를 포함하는 안테나(30a)를 포함한다. 일련의 저항 모델 Rs(94)는 플라즈마 부하의 저항 부분을 포함하는 출력 탱크 회로 손실을 나타낸다. 안테나 외부의 어떤 추가된 인덕턴스는 Le(76)로써 나타낸다. 출력 탱크 회로의 커패시턴스(90)는 다수의 커패시터를 포함하며, 발진 주파수를 대략 13.56 MHz에 고정되도록 선택된다. 또한 다수의 기타 적절한 주파수를 선택할 수도 있으며, 이러한 변형은 본 발명의 범주내에 들게 되는 것으로 간주됨을 이해하여야 한다.
시스템(10a)에 의해 나타낸 모델에 따라, 공진 저항 Rp(78)는 노드(node)(80a 및 80b)에서 보는 바와 같이, 임피던스를 분석함으로써 결정할 수도 있다. 이 저항은 다음과 같이 결정될 수도 있다.
방정식 1:
Rp = (1 + Q2)*Rs
여기서, Q = 2πf(La' + Le)/Rs
유효 공진 저항 Rp(78)는 안테나 디자인, 중화 가스 종(species) 및 압력과, 플라즈마 상태에 따르게 되며, 외부 인덕턴스 Le를 선택함으로써 조절될 수 있다. La' 및 Le에 대한 주어진 값 대략의 동작 주파수 f는 Cr(90)의 값을 설정함으로써 다음과 같이 선택된다.
방정식 2:
Cr = [(2πf)2* (La' + Le)]-1
시스템(10a)은 플라즈마 밀도의 Rs(94)의 의존도로 인해 사실상 비 선형이다. 그러나, 일반적으로 최고의 플라즈마 밀도에 상관되는 Rs(94)의 최고 값에 근거하여 시스템(10a) 설계 파라미터를 선택하는 것이면 충분하다. Rs(94)의 값은 안테나(30) 디자인, 이온 주입 종, 가스 압력 및 플라즈마 밀도에 의존하며, 일반적으로 약 0.5 ohm 내지 2 ohm의 범위내에 있다. Rs(94)의 무부하(플라즈마 없음) 값은 대략 0.1 ohm 이다.
본 발명의 한 실시형태에 따른 발진기(80)는 Rs(94)의 범위에 걸쳐서 조절함이 없이 동작하도록 설계되어서 저항 부하 변경은 단순히 DC 전력 공급 전류(도 2에 나타내지 않음)에 의해 조절된다. 플라즈마 밀도의 변경에 의해 야기되는 저항부하 변경은 약 1 밀리초 이하의 시간 척도에서 자동적으로 발생된다. 게다가, 플라즈마 무효 효과는 최대 전력에 대한 무부하 상태에서 약 20% 만큼 La'(30a)의 값을 감소시키고, 이것은 탱크 공진 주파수를 많아야 약 10% 만큼 증가시키게 된다. 하기에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 발진기(80)는 본 발명의 한 실시형태에 따라 플라즈마 무효 효과에 의해 야기되는 주파수 범위내에서 조절 없이 동작하도록 설계된다. 따라서, 무효 부하 변경은 마이크로초의 시간 척도에서 자동적으로 발생되는 발진기 동작 주파수의 변경에 의해 조절된다. 플라즈마의 시작 상태하에서, Rs(94)의 무부하 값은 일반적으로 전부하 값의 1/5 보다 적다. 노드(80a 및 80b)에서 나타낸 저항 값이 Rs(94)에 역으로 변하기 때문에, 발진기(80)는 시작 중에 매우 큰 저항을 효과적으로 만나게 된다.
도 3을 상세하게 참조하면 개략도는 본 발명에 따른 플라즈마 활성화 및 생성을 제공하는 예시적인 발진기 회로(10b)를 나타낸다. 참조 번호 (80)은 진공관(100), 파워서플라이(100a 및 100b), 바이어스 네트워크(80a) 및 하기에서 더욱 상세히 설명될 각종 필터를 포함하는 발진기 회로를 강조하고 있다. 참조 번호 (90)은 발진기 출력 탱크 회로 커패시턴스를 표시하며, 한 열의 커패시터(101-110)에 의해 나타낸다. 공진 커패시턴스(90)는 발진기(80), 외부 인덕턴스 Le(76), 플라즈마 여기 안테나(30) 및 플라즈마(나타내지 않음)에 유기되는 발진을 형성하기 위해 선택된다.
시스템(10b)의 발진은 출력 회로(90a)로부터 진공관(100)의 그리드 요소(100c)에 양(陽)의 피드백을 제공함으로써 성취된다. 그리드 요소(100c)로의양의 피드백은 진공관(100) 출력 전류의 변조를 제공함으로써 발진을 유지시킨다. 예를 들어 MOSFET 및/또는 기타 트랜지스터의 케이트와 같은 반도체 소자에 양의 피드백을 제공함으로써 유사한 결과를 달성할 수 있음을 이해하여야 한다. 그리드(100c)의 DC 바이어스는, 그리드 전류를 인덕터 L(125)(예를 들면, 1/4 파장 초크, 2kV, 0.2A) 및 커패시터 C(116)(예를 들면, 1000pF, 7.5kVdc) 및 저항 R(117)(예를 들면, 2kohm, 200W)를 포함하는 저역(低域) 필터를 통해서 접지에 통과시킴으로써 얻어진다.
안테나(30) 및 발진기 회로(80) 내의 관련 플라즈마 임피던스를 통합시킴으로써, 종래의 플라즈마 활성화 시스템에 대해 상당한 이점을 달성하게 된다. 안테나(30) 및 관련 플라즈마 부하가 발진기 출력 회로의 일부이기 때문에, 전송 선로 및 종래 전력 전송 시스템에 관련된 조절 가능 부하 매칭 네트워크가 제거된다. 따라서, 플라즈마 임피던스 효과에 의해 야기된 변경이 발진기(80) 및 부하(90a)로부터의 결과적인 피드백에 의해 조절되기 때문에, 플라즈마 활성화 및 적정한 반복성이 사실상 개선된다. 더욱이, 부하 매칭 네트워크의 동조가 더 이상 필요하지 않기 때문에 시스템의 활성화 시간이 사실상 개선된다. 또한, 종래 시스템에 관련된 구동 장치, 제어기, 전력계, 케이블 및 매칭 네트워크와 같은 전력 구성품을 제거함으로써, 시스템의 비용이 절감되고 시스템의 신뢰성이 향상된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 진공관(100)은 발진기 회로(10b) 출력을 형성하기 위해 이용된다. 바람직하게는 공냉식 Eimac YC245 형과 같은, 진공관(100)이 본 발명의 든든한 적용을 위해 구성되도록 선택된다. YC245 형 진공관(100)은 약 4kW의출력 전력 정격 및 약 1.5kW의 최대 양극 손실을 제공한다. 다른 진공관이 선택될수도 있음을 이해하여야 한다. 전력 MOSFET 및/또는 기타 전력 스위칭 설계와 같은 고체 설계가 본 발명의 수행을 위해 선택될 수도 있음을 이해하여야 한다.
발진기 회로(10b)는 콜피츠형(Colpitt's style) 수행을 나타낸다. 양극-대- 그리드 양(陽)의 피드백은 각각, 커패시터의 열 C(101) - C(105)(예를 들면, 대략 25pF, 15kVdc) 및 C(106) - C(110)(예를 들면, 대략 200pF, 15kVdc)를 통해 발달된다. 커패시터(111 및 112)(예를 들면, 대략 750pF, 15kVdc)는 발진기 진공관(100) 출력 및 피드백에 대해 AC 결합을 제공한다. 회로(10b)의 커패시터는 표준적이고, 저렴하며, 고정 값 고주파 전송 커패시터를 선택하였으나, 어떤 형태의 커패시턴스를 활용할 수도 있으며, 본 발명의 범주내에 드는 것으로 간주함을 주목하여야 한다. 외부 인덕턴스 Le(76) 및 안테나 인덕턴스(30)에 대한 값은, 예를 들어, 각각 대략 (0.2 - 0.6 uH) 및 (0.4 - 0.8 uH)임을 추가로 주목하여야 한다.
파워서플라이(100a)는 진공관(100) 필라멘트에 대해 히터 전력을 제공하며 120 VAC 입력(나타내지 않음)을 수신한다. 파워서플라이(100a)는 예를 들어, 약 25A 출력 용량에서 대략 6.3Vdc로 선택된다. 고주파 바이패스 커패시터(115)는 예를 들어, 대략 1000pF, 7.5kVdc로 선택된다. 발진기 파워서플라이(100b)는 진공관(100)에 대한 양극 전력을 제공하며, 208 VAC의 3상 입력(나타내지 않음)을 수신한다. 이 파워서플라이(100b)는 예를 들어, 약 0.8A 출력 용량에서 대략 5kVdc로 선택된다. 커패시터(113, 114)(예를 들면, 대략 750pF, 15kVdc) 및 인덕터(123, 124)를 포함하는 저역 필터는 파워서플라이(100b) 출력을 진공관(100) 양극에 결합한다. 인덕터(123)는 예를 들어, 1/4 파장 초크, 첨두 전압 1kV 및 1A로서 선택되고, 인덕터(124)는 예를 들어, 대략 3uH로서 선택된다.
도 4를 참조하면, 부분 구조도는 본 발명의 한 양태에 따른 통합 전력 발진기(10c) 및 플라즈마 챔버(20)를 나타낸다. 진공관(100)을 안테나(30)에 동작 가능하게 접속한 것으로 나타낸다. 그 다음 안테나(30)는 수정판(138)을 경유하여 플라즈마 챔버(20)(처리될 웨이퍼를 수용한 저부(底部)로서 나타내지 않았음)에 에너지를 접속한다. 송풍기(140)는 진공관(100)을 냉각시키기 위해 구비된다. 상술한 바와 같이, 발진기를 통합하여 장착하고, 변경되는 플라즈마 임피던스 상태에 적합하도록 회로 요소를 구비함으로써, 본 발명은 종래 기술의 시스템에 대해 특히, 반복적인 플라즈마 활성화 저렴한 비용 고신뢰성 및 신속한 활성 시간에서 사실상 개선을 제공한다.
본 발명을 특정 실시예에 대하여 나타내고 설명하였으나, 본 명세서 및 첨부 도면을 읽고 이해함으로써 다른 당업자에게는 균등한 변경 및 변형이 떠오를 수 있음이 이해될 것이다. 특히 위에서 설명한 구성품(조립품, 장치, 회로, 시스템,등)에 대하여, 그러한 구성품을 설명하기 위해 사용된 용어("수단"에 대한 참조를 포함)는 달리 언급되지 않는 한, 개시된 구조에 구조적으로 균등하지 않드라도, 여기서 본 발명의 실시예를 나타내는 기능을 수행하는, 설명한 구성품의 특정 기능(즉, 기능적으로 균등한 것)을 수행하는 어떠한 구성품에도 상당하는 것으로 의도되었다. 이러한 점에서, 또한 본 발명은 본 발명의 각종 방법의 단계를 수행하는 컴퓨터 실행 명령을 갖춘 컴퓨터 판독 매체를 포함한다는 것을 인식하여야 할 것이다.게다가, 본 발명의 특정 특징이 몇몇 실시예 중의 단지 하나로서 개시되었으나, 그러한 특징은 어떤 주어진 또는 특정 적용에 대하여 요구되고 그것이 유리하다면, 다른 실시예의 하나 이상의 기타 특징에 연합될 수도 있다. 더구나, "포함하다", "포함하는","갖는다", "갖는", 및 그것의 변형은 명세서 또는 청구 내용에서 사용되는 용어에 대해, 이들 용어는 용어 "포함하는"에 유사한 방식으로 포함되는 것으로 의도되었다.
본 발명의 회로 및 시스템은 이온 주입과 같은 반도체 처리 분야에서 플라즈마 활성화를 형성하기 위해 사용된다.

Claims (20)

  1. 플라즈마(94)를 활성화시키고 유지하는 안테나(30)를 포함하는 발진기 공진 회로(10a)를 포함하고,
    플라즈마(94) 및 안테나(30)는 발진기 공진 회로(10a)의 일부이고 발진기 공진 회로 부하를 형성하며,
    발진기 동작 전류, 전압 및 주파수는 자동적으로 플라즈마 상태에 적합하게 되는, 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수의 허용 범위는 플라즈마 상태의 요구 범위를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 발진기 내의 능동 소자는 하나 이상의 진공관(100)을 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 발진기 내의 능동 소자는 하나 이상의 반도체 소자를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 발진기 공진 회로는 콜피츠형(Colpitt's style) 발진기를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  6. 반도체 웨이퍼를 처리 챔버(20)로 도입하는 웨이퍼 취급 시스템; 및
    처리 챔버(20) 내에서 플라즈마를 활성화시키고 유지하는 안테나(30)를 포함하는 발진기 공진 회로(10c)를 포함하고,
    플라즈마 및 안테나(30)는 발진기 공진 회로(10c)의 일부이며, 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수는 자동적으로 플라즈마 상태에 적합하게 되는 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수의 허용 범위는 플라즈마 상태의 요구 범위를 포함하는 처리 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 시스템은 이온 주입 시스템을 포함하는 처리 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 시스템은 에칭(etching) 시스템을 포함하는 처리 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 시스템은 애싱(ashing) 시스템을 포함하는 처리 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 발진기 내의 능동 소자는 하나 이상의 진공관(100)을 포함하는 처리 시스템.
  12. 제6항에 있어서, 발진기 내의 능동 소자는 하나 이상의 반도체 소자를 포함하는 처리 시스템.
  13. 제6항에 있어서, 발진기 공진 회로는 콜피츠형(Colpitt's style) 발진기를 포함하는, 처리 시스템.
  14. 플라즈마 챔버(20)와;
    제1 및 제2단자(80a, 80b)를 갖춘 발진기(80); 및
    발진기 공진 회로가 플라즈마 챔버(20) 내에 위치하여, 플라즈마를 활성화시키고 유지하는 공진 회로내의 플라즈마(94)에 직렬로 접속된 안테나(30a); 및
    플라즈마(94) 및 안테나(30a)를 지나서 접속되는 커패시턴스(90)를 포함하는 상기 발진기 공진 회로를 포함하고,
    또한, 발진기(80)의 제1 및 제2단자(80a, 80b)는 커패시턴스(90)를 지나서 접속되고 플라즈마(94) 및 안테나(30a)는 발진기 공진 회로 부하를 형성하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 발진기(80)와 관련된 동작 전류, 전압 및 주파수는 자동적으로 플라즈마 상태에 적합하게 되는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수의 허용 범위는 플라즈마 상태의 요구 범위를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 커패시턴스(90)는 발진기의 제1 및 제2단자(80a, 80b) 사이에 접속되는 다수의 커패시터(101-110)를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 발진기(80)의 제1 및 제2단자(80a, 80b)는 제1 및 제2 결합 커패시터(111, 112)를 경유하여 커패시턴스(90)를 지나서 AC 결합 접속되는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 발진기(80)는 발진기(80)의 제2단자에 전기적으로 접속된 그리드 요소(100c)를 갖춘 진공관(100)을 포함하고, 공진 회로(90a)는 플라즈마 상태에 따라 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수의 변조를 위해 발진기(80)의 제2단자에 양(陽)의 피드백을 형성하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 발진기 동작 전류, 전압 및 주파수의 허용 범위는 플라즈마 상태의 요구 범위를 포함하는 고주파 플라즈마 발생기 시스템.
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