KR20050079004A - 플라즈마 코일 - Google Patents
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Abstract
여기에는 플라즈마 코일의 다양한 실시예들, 그것을 제조하는 방법들, 플라즈마 처리를 이용한 처리 장치, 그리고 제조 방법들이 개시되어 있다. 제 1 도전 코일을 포함하는 플라즈마 코일이 제공되며, 제 1 도전 코일은 복수의 권선들을 갖는다. 가장 안쪽에 위치한 권선은 중앙 공간부를 정의하도록 종결되고, 가장 바깥쪽에 위치한 권선은 주변부를 정의한다. 제 1 도전 플레이트는 상기 중앙 공간부에 위치하고 상기 제 1 도전 코일에 직렬 연결된다. 상기 도전 플레이트는 플라즈마 챔버 윈도우 상에 형성되는 찌꺼기를 줄이기 위해서 보다 균일하고 강한 전기장을 제공한다.
Description
본 발명은 반도체 처리 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 플라즈마 코일 (plasma coil) 및 그것을 포함하는 처리 장치 (processing tool)에 관한 것이다.
반도체 장치 제조에 있어서, 물리 증착 (physical vapor deposition), 반응성 이온 식각 (reactive ion etching), 화학 플라즈마 식각 (chemical plasma etching), 그리고 물리적인 스퍼터링 (physical sputtering)은 플라즈마 처리를 위해서 많은 전위의 사용을 필요로 한다. 일반적으로, 자유 전자들, 이온들, 그리고 중성자들을 집중시키기 위해서 기체 또는 기체 혼합물을 이온화시킴으로써 플라즈마가 생성된다. 종래의 플라즈마 생성 장치들의 대부분은 기체 또는 기체 혼합물의 초기 이온화를 유도하고, 기체를 전기장에 노출시킴으로써 연속적인 글로 방전 (glow discharge)을 유지한다. 일부 종래 플라즈마 생성 장치들은 전기장을 공급하기 위해서 DC 다이오드 구조를 이용한다. 다른 종래 플라즈마 생성 장치들은 도전 코일을 통해 교류를 통과시킴으로써 전기장이 생성되는 고주파 다이오드 구조를 이용한다. 몇몇 시스템들이 낮은 GHz에서 수MHz 이하까지의 범위에서 동작하도록 개발되어 오고 있지만, 일반적으로, 전압 신호의 주파수는 13.56MHz이다.
13.56MHz에서 동작하는 고주파 시스템을 이용한 종래의 플라즈마 장치는 반도체 웨이퍼가 놓이는 저압 챔버를 포함한다. 저압 챔버의 상부에는 석영 플라즈마 플레이트 또는 윈도우가 놓여진다. 석영 윈도우 상에는 도전 플라즈마 코일이 배치된다. 도전 플라즈마 코일은 복수의 외부 권선들과 중앙에 위치한 하부-권선 또는 세그먼트를 갖는 하나의 권선 및 평탄 코일로 구성된다. 중앙에 위치한 하부-권선은 코일의 중앙에 공간이 존재하도록 배치된다. 플라즈마 코일에는 고주파 전원 공급 장치 및 튜닝 회로에 의해서 전원이 공급되며, 튜닝 회로는 임피던스 정합망 및 공진 주파수 튜너로 구성된다. 코일은 정합 회로에 직렬로 연결된다. 이러한 점에서, 외부 권선들 중 하나와 내부 코일 하부-세그먼트 사이에는 브리지가 설치되며, 하부-세그먼트 자체는 튜닝 회로에 직렬 연결된다.
제조 경험을 통해, 종래의 플라즈마 코일이 동작 결함을 갖는다는 사실이 드러나고 있다. 불소가 함유된 화학물을 이용하는 장치가 몇 시간 동안 동작한 후에, 석영 플레이트의 아래쪽의 모든 영역 상에 폴리머 찌꺼기가 형성된다. 일부 플라즈마 코일에 의해서 물리적으로 겹쳐지지 않은 플레이트의 아래쪽의 전 영역 상에 폴리머 찌꺼기가 형성되지만, 폴리머 찌꺼기는 플라즈마 코일의 중앙 공간에 대응하는 플레이트 부분에 보다 두껍고 빠르게 형성된다. 폴리머 찌꺼기가 석영 플레이트의 중앙에 형성되는 메커니즘은 석영 플레이트의 지름을 가로지르는 플라즈마 코일에 의해서 생성되는 전기장의 많은 변화의 결과로 여겨진다. 특히, 빈 공간에는 훨씬 낮은 강도의 전기장이 생긴다. 석영 플레이트의 중앙 부근에서의 전기장 세기의 감소는 폴리머 찌꺼기의 생성을 방지하거나 더디게 하는 플라즈마 처리 과정 동안 석영 플레이트의 아래쪽과의 적은 이온 충돌에 기인하다.
석영 플레이트의 중앙 부분 내의 폴리머 막이 생성됨에 따라 두 가지의 치명적인 부작용을 방지할 수 있다. 플라즈마 챔버를 더 자주 청소해 주어야 하는 것이 첫 번째 부작용이다. 플라즈마 장치를 청소하기 위해서는, 플라즈마 장치를 정지시키고, 챔버를 열고, 챔버 내에 있는 많은 구성들을 청소해야 한다. 이는 조작자 비용뿐만 아니라 감소되는 제품 생산량과 연관되어 있다. 두 번째 부작용은 반도체 가공품의 잠재적인 오염과 관련되어 있다. 불소로 인한 폴리머 찌꺼기의 얼룩은 연속적인 반도체 웨이퍼의 처리 과정 동안 부서질 수 있다. 원하지 않는 폴리머 조각들은 반도체 장치의 중요한 회로 구조상에 떨어질 수 있으며, 수율 및 성능 문제를 야기한다.
불소로 인한 폴리머 찌꺼기의 축적 문제로 인해서, 알루미늄 구조 및 표면을 갖는 공정 챔버들을 이용하는 공정이 상당히 어렵다. 알루미늄-불소 찌꺼기는 화학적으로 반응하지 않으며, 플라즈마 청소 공정에 방해가 된다. 따라서 웨이퍼 없이 플라즈마를 청소하는 종래의 과정을 통해, 예를 들면, 알루미늄 플루오르화물과 같은 화학적으로 안정된 화합물을 충분히 제거할 수 없을 것이다.
본 발명의 목적은 전술한 결점들 중 하나 또는 그 보다 많은 것의 영향을 극복하거나 줄이는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 제 1 도전 코일과 상기 제 1 도전 코일에 직렬로 연결된 제 1 도전 플레이트를 포함하는 플라즈마 코일이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 절연 플레이트를 갖는 챔버를 포함하는 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 코일은 상기 절연 플레이트 상에 위치하고, 제 1 도전 코일과 제 1 도전 플레이트를 갖는다. 제 1 도전 플레이트는 상기 제 1 도전 코일에 직렬 연결된다. 제 1 고주파 전원 공급 장치가 상기 플라즈마 코일에 연결된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 권선들을 갖는 제 1 도전 코일을 포함하는 플라즈마 코일이 제공된다. 상기 복수의 권선들 중 가장 안쪽에 위치한 것은 중앙 공간부를 정의하도록 종결되고, 상기 복수의 권선들 중 가장 바깥쪽에 위치한 것은 주변부를 정의한다. 제 1 도전 플레이트는 상기 중앙 공간부에 위치하고 상기 제 1 도전 코일에 직렬 연결된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 절연 플레이트를 갖는 공정 챔버에 공정 기체를 주입하는 단계를 포함하는 제조 방법이 제공된다. 플라즈마 코일은 절연 플레이트의 외부 표면에 근접하여 배치된다. 플라즈마 코일에 고주파 전원을 인가함으로써 공정 챔버 내에서 플라즈마가 여기된다. 절연 플레이트의 내부 표면상에 형성되는 찌꺼기의 설치 공간이 결정된다. 찌꺼기의 설치 공간에 근접한 설치 공간을 갖는 도전 플레이트가 형성된다. 도전 플레이트는 플라즈마 코일에 직렬 연결된다. 도전 플레이트는 절연 플레이트의 외부 표면에 근접하여 그리고 찌꺼기에 인접하여 배치된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들이 참조 도면들에 의거하여 상세히 설명될 것이다.
도 1에는, 반도체 가공품 또는 웨이퍼 (12)를 플라즈마 처리하기에 적합한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 장치 (10)의 단면도가 도시되어 있다. 플라즈마 장치 (10)는 반도체 가공품 (12)이 놓이는 공정 챔버 (14)를 포함한다. 챔버 (14)는 하나 또는 그 보다 많은 입구들 및 배출구들을 통해 다양한 처리 기체가 챔버 (14)에 채워지거나 제공된다. 도 1에는 입구들 및 배출구들 중 2개만이 16과 18로 각각 표기되어 있다. 반도체 가공품 (12)은 척 (20) 상에 놓여지며, 척 (20)은 정전척 또는 보다 일반적인 기계식 척이다. 척 (20)은 접지 (22)에 또는 고주파 전원 공급 장치 (24)에 연결되거나, 스위치 (26)에 의해서 도시적으로 표시된 바와 같이 바이어스되지 않을 수 있다. 플라즈마 코일 (28)은 챔버 (14) 내의 플라즈마를 때리기 위한 여기 에너지 (excitation energy)를 공급한다. 플라즈마 코일 (28)은 브리지 (34)를 통해 도전 플레이트 (32)에 직렬 연결된 도전 코일 (30)로 구성된다. 코일 (28)은 튜닝 회로 (38)에 공급되는 고주파 전원 공급 장치 (36)에 연결되며, 튜닝 회로 (38)는 고주파 전원 공급 장치 (36)의 동작 주파수에서 공진하기 위해서 효율적인 전원 전달뿐만 아니라 주파수 튜닝을 위한 임피던스 정합을 제공하도록 동작한다. 고주파 전원 공급 장치 (36)는 잘 알려진 고주파 또는 초고주파에서 다양하게 동작한다. 바람직한 실시예에 있어서, 전원 공급 장치 (36)는 13.56MHz에서 동작한다.
플라즈마 코일 (28)과 챔버 (14)는 절연 윈도우 또는 플레이트 (40)에 의해서 분리되어 있다. 절연 플레이트 (40)는 예를 들면 석영과 같은 잘 알려진 절연 물질들, 사파이어와 같은 잘 알려진 세라믹, 다양한 플라스틱 또는 그와 같은 것으로 구성될 수 있다.
도 2, 도 3, 그리고 도 4를 통해 플라즈마 코일 (28)의 상세한 구조가 이해될 수 있을 것이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 코일을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 플라즈마 코일의 평면도이며, 도 4는 실선 4-4를 따라 절단된 도 3의 플라즈마 코일의 단면도이다. 코일 (28)은 도시의 편의상 도시되지 않은 지지 구조에 의해서 절연 플레이트 (40) 상에 매달려있다. 코일 (28)과 플레이트 (40) 사이의 간격은 설계 재량 문제이다. 이 실시예에 있어서, 코일 (28)와 플레이트 (40) 사이의 간격은 수mm에서 수cm 정도이다. 코일 (28)은 복수 개의 루프들 또는 권선들을 갖는 도전 코일 (30)로 구성된다. 가장 바깥쪽에 위치한 권선은 주변부 (41a)를 정의하고, 가장 안쪽에 위치한 권선은 중앙 공간부 (41b)를 정의하도록 종결되어 있다.
도전 코일 (30)은 도전 브리지 (34)에 의해서 도전 플레이트 (32)에 직렬 연결된다. 튜닝 회로 (38)에의 전기적인 연결은 도전 코일 (30)과 도전 플레이트 (32)의 단자들 (42, 44)에 의해서 이루어진다. 단자들 (42, 44)과 관련된 기호들은 단자들 (42, 44)의 극성들이 고주파 전원 공급 장치 (36)의 주파수에 따라 변한다는 점에서 임의로 정해진다.
도 3에 잘 도시된 바와 같이, 도전 플레이트 (32)에는 선택된 설치 공간 (footprint)이 제공된다. 설치 공간은 코일 (28)이 액티브될 때 발생되는 전기장의 세기가 도전 플레이트 (32)에 인접한 영역 (46)에서 증가되도록 선택된다. 상기 영역 (46)은 도전 플레이트 (32)와 같은 설치 공간을 갖는다. 절연 플레이트 (40)의 하부에 있는 표면 (50)의 영역 (48)에 인접한 전기장 세기는 이하 좀 더 상세히 설명되는 바와 같이 종래 플라즈마 코일에 의한 것보다 더 크다. 도전 플레이트 (32)는 중앙 공간 (41b) 내에 놓여진다. 필요하다면, 도전 플레이트 (32) 및 코일 (30)은 정중앙에 배치될 수 있다.
도전 플레이트 (32)의 설치 공간의 선택은 도 5 및 도 6에 도시된 전형적인 종래 단일의 권선 평탄 코일 (52)의 설계 및 동작을 고려함으로써 이해될 수 있을 것이다. 도 5는 종래 절연 플레이트 (54) 상에 위치한 종래 플라즈마 코일 (52)의 평면도를 보여준다. 종래 코일 (52)이 바깥 부분 또는 세그먼트 (56)와 안쪽 부분 또는 세그먼트 (58)로 구성됨에 주목하자. 안쪽 부분 또는 세그먼트 (58)는 도전 브리지 (60)에 의해서 바깥 부분 (56)에 연결된다. 전형적인 종래의 중앙 코일 부분 (58)은 절두 코일 권선 (truncated coil turn)이다. 중앙부 (58)로 표시된 적은 설치 공간은 코일 (52)의 중앙 부분에 물리적인 빈 공간 (61)을 만든다.
코일 (52)과 같은 플라즈마 코일을 이용한 종래 장치를 갖고 얻어진 제조 경험에 따르면, 종래 코일 (52)의 중앙에 있는 중앙 공간 (61)이 전기장 세기의 감소된 영역 (62)에 기인한다는 것을 알 수 있다. 이러한 낮은 강도의 영역 (62)의 결과가 도 6에 도시되어 있고, 도 6에는 점선으로 도시된 종래 코일 (52)을 갖는 절연 플레이트 (54)의 저면도가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 낮은 강도의 영역 (62)의 결과로서, 도시된 바와 같이, 상당한 폴리머 찌꺼기 (64)가 플레이트 (54)의 밑바닥 (66)에 형성된다. 폴리머 찌꺼기 (64)의 설치 공간은 대략적으로 낮은 세기의 영역 (62)의 설치 공간에 상응한다. 폴리머 찌꺼기 (64)의 구성물은 사용된 공정 기체의 종류와 공정 챔버 (14) 내의 구조 및 표면의 구성에 의존한다. 예를 들면, 내부 알루미늄 구조 및 표면을 갖는 공정 챔버 내의 기체를 처리하는 데 불소 및 염소 화합물이 종종 사용된다. 그러한 조건은 알루미늄-불소 및 알루미늄-염소 화합물의 찌꺼기의 생성을 초래한다. 이러한 종류의 화합물이 찌꺼기 (64)를 만드는 잠재적인 종류의 두 가지 화합물을 나타냄에 주목하자. 다른 경우와 마찬가지로 이 경우에도, 알루미늄-불소 폴리머 화합물을 제거하는 것이 어렵다.
도 3에 도시된 플라즈마 코일의 예는 도 5 및 도 6에 도시된 종래의 코일 설계와 관련된 어려움을 극복하기 위해서 설계되었다. 낮은 세기의 영역 (62)을 제거하기 위해서, 도 5에 도시된 종래의 내부 코일 세그먼트 (58)는 도전 플레이트 (32)에 유리하게 제거되었다. 코일 (28) 부근에, 특히 코일 (28)의 중앙에 전달되는 전기장의 세기를 상당히 증가시키는 설치 공간이 도전 플레이트 (32)에 제공된다. 절연 플레이트 (40)의 밑바닥의 이온 충격이 향상되고, 도 6에 도시된 찌꺼기 (64)과 같은 폴리머 찌꺼기의 형성이 느려진다.
앞서의 도시적인 예에서, 도전 플레이트 (32)는 도전 코일 (30)의 많은 권선 내의 중앙에 위치한다. 그러나, 다른 배치들은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함된다. 도 7은 다른 실시예의 평면도를 보여준다. 이 실시예에 있어서, 128로 표기된 플라즈마 코일은 도전 코일 (130)을 포함하며, 도전 코일 (130)은 도체 (133)에 의해서 여기의 다른 곳에서 설명된 형태의 도전 플레이트 (132)에 직렬 연결된다. 도전 코일 (130)의 주변부 (141a)의 외부에는 도전 플레이트 (135)가 추가적으로 놓여져 있다. 고주파 전원 공급 장치 (136)는 여기의 다른 곳에서 설명된 형태의 튜닝 회로 (138)를 통해 단자 (142)에 연결되어 있다. 도전 플레이트들 (132, 135)은 도체 (145)를 통해 직렬 연결되어 있다. 이러한 배열은 향상된 자장 또는 전기장이 도전 플레이트 (140)의 영역 (147)에서 요구되는 환경이 고려된다면 유리하다.
도 7과 같은 평면도인 도 8을 참조함으로써 또 다른 실시예가 이해될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 복수의 도전 플레이트들이 도 7에 도시된 실시예와 같이 제공된다. 하지만, 이 실시예에 있어서, 고주파 전원 공급 장치들 (236a, 236b)이 개별적으로 제공된다. 전원 공급 장치 (236a)는 튜닝 회로 (238a)를 통해 도전 플레이트 (235)에 연결된다. 전원 공급 장치 (236b)는 도 7의 실시예와 연계하여 앞서 설명된 바와 같이 각 단자들 (242, 244)을 통해 도전 플레이트 (232)와 도전 코일 (230)에 연결된다. 다른 실시예에서는, 고주파 전원 공급 장치들 (236a, 236b)에 각각 연결된 튜닝 회로들 (238a, 238b)에 의해서 임피던스 정합 및 회로 튜닝이 제공될 것이다. 이러한 배치는 절연 플레이트 (240)의 특정 영역이 찌꺼기 형성에 특히 영향을 받기 쉬운 환경에서 유리하며, 따라서 도전 플레이트들 중 하나 또는 다른 하나 (232 또는 235)의 전용 고주파 전원 전압 장치는 필요한 레벨의 전기장 세기를 제공하는 데 바람직하다.
도 9는 본 발명에 따른, 328로 표기된 플라즈마 코일의 다른 실시예의 평면도를 보여준다. 이 실시예에 있어서, 플라즈마 코일 (328)은 도전 플레이트 (332)에 직렬 연결된 도전 코일 (330)을 포함한다. 직렬 연결은 도체 (334)를 통해 이루어진다. 이 실시예에 있어서, 도전 플레이트 (332)는 도전 코일 (330)의 하부에 즉, 도전 코일 (330)과 하부의 절연 플레이트 (340) 사이에 놓여진다. 이러한 배열은 도전 플레이트 (332)의 설치 공간의 선택시에 보다 많은 융통성을 제공한다. 도전 코일 (330)의 일부분들과 도전 플레이트 (332)의 설치 공간 사이의 중첩과 관련하여 트레이드-오프 (trade-off)가 존재한다.
앞서의 실시예들에 있어서, 하나 또는 그 보다 많은 도전 플레이트들과 직렬 연결된 도전 코일로서 단일의 권선 코일이 사용된다. 하지만, 포개진 또는 복수의 코일 배열들이 고려될 수 있다. 그러한 선택적인 배열이 도 10에 도시되어 있다. 도 10은 또 다른 실시예에 따른, 428로 표기된, 플라즈마 코일의 평면도를 보여준다. 이 실시예에 있어서, 플라즈마 코일 (428)은 도전 플레이트 (432)와 도전 브리지 또는 와이어 (433)에 의해서 직렬 연결된 한 쌍의 포개진 코일들 (430a, 430b)을 포함한다. 코일들 (430a, 430b)은 앞서 설명된 바와 같이 절연 플레이트 (440) 상에 놓여진다. 외부 고주파 전원 전압 장치 (미도시됨)와의 연결은 단자들 (442a, 442b)에 의해서 이루어진다. 도전 플레이트 (422)는 여기의 다른 곳에서 설명된 것과 같이 구성될 것이다.
앞서의 실시예들 중 어느 것에 있는 도전 플레이트는 도전 물질로 구성된다. 예를 들면, 예시적인 물질들은 구리, 플래티늄, 금, 스테인레스 스틸, 이러한 물질들의 합금 또는 그와 같은 다른 것을 포함한다. 박막 구조도 가능하다. 예시적인 실시예에 있어서, 플레이트 (32, 132, 232, 332, 또는 432)는 은이 코팅된 구리로 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 도전 플레이트 (32, 132, 232, 332, 또는 432)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 모양을 갖도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 이 분야에 숙련된 자들은 여기에 개시된 다양한 실시예들이 플라즈마 코일로부터의 향상된 전기장 전달을 위해 제공됨을 잘 알 수 있을 것이다. 좀 더 균일한 전기장은 결국 코일에 인접하여 배치되는 플라즈마 챔버 윈도우의 선택된 영역들의 보다 향상된 이온 충돌을 생기게 한다. 챔버 윈도우 상의 찌꺼기 형성은 느려지고, 결과적으로 챔버 청소의 평균 시간이 길어지고 부서진 찌꺼기 조각들 및 웨이퍼 표면상에 놓여짐으로 인해 생기는 웨이퍼 오염의 기능성이 줄어든다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 단면도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 코일을 보여주는 도면;
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 플라즈마 코일의 평면도;
도 4는 실선 4-4를 따라 절단된 도 3의 플라즈마 코일의 단면도;
도 5는 종래 기술에 따른 플라즈마 코일 및 절연체 윈도우의 평면도;
도 6은 도 5의 플라즈마 코일 및 절연체 윈도우의 저면도;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 코일의 평면도;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 코일의 평면도;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 코일의 평면도;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 코일의 평면도;
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전 플레이트의 모양을 보여주는 평면도; 그리고
도 12는 실선 A-A을 따라 절단된 도 11의 도전 플레이트의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : 플라즈마 장치 14 : 공정 챔버
20 : 척 24, 36 : 고주파 전원 공급 장치
26 : 스위치 28 : 플라즈마 코일
30 : 도전 코일 32 : 도전 플레이트
34 : 브리지 38 : 튜닝 회로
40 : 절연 플레이트
Claims (15)
- 절연플레이트를 갖는 챔버;상기 절연플레이트 상에 위치하고, 제 1 도전 코일 및 상기 제 1 도전 코일에 직렬 연결된 제 1 도전 플레이트를 갖는 플라즈마 코일;상기 절연플레이트 상에 위치하는 제 2 도전 플레이트; 그리고,상기 플라즈마 코일에 연결된 제 1 고주파 전원 공급원을 포함하는 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 도전 플레이트는 상기 제 1 도전 플레이트에 직렬 연결되는 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 도전 플레이트에 직렬 연결된 제 2 고주파 전원 공급원을 더 포함하는 처리 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트는 상기 제 1 도전 코일과 상기 절연 플레이트 사이에 위치하는 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트와 상기 제 1 도전 코일은 중첩되는 처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 도전 코일은 복수의 권선들을 포함하며, 상기 복수의 권선들 중 가장 안쪽의 권선은 중앙 공간부를 정의하도록 종결되며, 상기 복수의 권선들 중 가장 바깥쪽의 권선은 주변부를 정의하도록 종결되는 처리 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트는 상기 중앙 공간부 내에 위치하고 상기 제 2 도전 플레이트는 상기 주변부 바깥쪽에 위치하는 처리 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트의 일부는 상기 제 1 도전 코일과 중첩되는 처리 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트는 상기 제 1 도전 코일과 상기 절연 플레이트 사이에 그리고 상기 중앙 공간부 아래에 위치하고, 상기 제 2 도전 플레이트는 상기 주변부 바깥쪽에 위치하는 처리 장치.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트의 일부는 상기 제 1 도전 코일과 중첩되는 처리 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도전 코일에 직렬 연결된 제 2 도전 코일을 더 포함하는 처리 장치.
- 가장 안쪽의 권선은 중앙 공간부를 정의하도록 종결되고 가장 바깥쪽의 권선은 주변부를 정의하도록 종결되는 복수의 권선들을 갖는 도전 코일;상기 중앙 공간부에 위치하며 상기 도전 코일에 직렬 연결된 제 1 도전 플레이트; 그리고상기 제 1 도전 플레이트에 직렬 연결되고 상기 주변부의 바깥쪽에 위치하는 제 2 도전 플레이트를 포함하는 플라즈마 코일.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트의 일부는 상기 도전 코일과 중첩하는 플라즈마 코일.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트와 상기 도전 코일은 서로 다른 평면에 위치하는 플라즈마 코일.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,상기 제 1 도전 플레이트 및 제 2 도전 플레이트는 구리, 플래티늄, 금, 스테인레스 스틸, 이러한 물질들의 합금 또는 은이 코팅된 구리 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 코일.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4597614B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2010-12-15 | サムコ株式会社 | 誘電体窓曇り防止型プラズマ処理装置 |
| KR100716720B1 (ko) * | 2004-10-13 | 2007-05-09 | 에이피티씨 주식회사 | 비원형의 플라즈마 소스코일 |
| SG146607A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-10-30 | Asm Tech Singapore Pte Ltd | Multi-layer thermal insulation for a bonding system |
| JP5685094B2 (ja) * | 2011-01-25 | 2015-03-18 | 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 |
| JP6013666B1 (ja) * | 2015-01-16 | 2016-10-25 | 株式会社アルバック | プラズマ処理装置 |
| US10373804B2 (en) * | 2017-02-03 | 2019-08-06 | Applied Materials, Inc. | System for tunable workpiece biasing in a plasma reactor |
| CN110491759A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种等离子体刻蚀系统 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4576698A (en) | 1983-06-30 | 1986-03-18 | International Business Machines Corporation | Plasma etch cleaning in low pressure chemical vapor deposition systems |
| US4948458A (en) | 1989-08-14 | 1990-08-14 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma |
| US6165311A (en) * | 1991-06-27 | 2000-12-26 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| JPH05182826A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-23 | Kazuo Bessho | 磁束収束型高速度電磁石 |
| KR100238627B1 (ko) * | 1993-01-12 | 2000-01-15 | 히가시 데쓰로 | 플라즈마 처리장치 |
| US5401350A (en) * | 1993-03-08 | 1995-03-28 | Lsi Logic Corporation | Coil configurations for improved uniformity in inductively coupled plasma systems |
| JPH07130491A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Nichimen Denshi Koken Kk | 混合型ｒｆプラズマ発生装置 |
| JPH08195379A (ja) * | 1995-01-12 | 1996-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US5731565A (en) | 1995-07-27 | 1998-03-24 | Lam Research Corporation | Segmented coil for generating plasma in plasma processing equipment |
| US6036878A (en) * | 1996-02-02 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Low density high frequency process for a parallel-plate electrode plasma reactor having an inductive antenna |
| JP3430801B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2003-07-28 | ソニー株式会社 | プラズマ発生装置およびこれを用いたドライエッチング方法 |
| US6048798A (en) * | 1996-06-05 | 2000-04-11 | Lam Research Corporation | Apparatus for reducing process drift in inductive coupled plasma etching such as oxide layer |
| US5759280A (en) * | 1996-06-10 | 1998-06-02 | Lam Research Corporation | Inductively coupled source for deriving substantially uniform plasma flux |
| US5916454A (en) | 1996-08-30 | 1999-06-29 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for reducing byproduct particle generation in a plasma processing chamber |
| US5911833A (en) | 1997-01-15 | 1999-06-15 | Lam Research Corporation | Method of in-situ cleaning of a chuck within a plasma chamber |
| JP3368806B2 (ja) * | 1997-07-28 | 2003-01-20 | 松下電器産業株式会社 | プラズマ処理方法及び装置 |
| US6117349A (en) | 1998-08-28 | 2000-09-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Composite shadow ring equipped with a sacrificial inner ring |
| US6319355B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-11-20 | Lam Research Corporation | Plasma processor with coil responsive to variable amplitude rf envelope |
| US6168696B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-01-02 | Micron Technology, Inc. | Non-knurled induction coil for ionized metal deposition, sputtering apparatus including same, and method of constructing the apparatus |
| US6291938B1 (en) * | 1999-12-31 | 2001-09-18 | Litmas, Inc. | Methods and apparatus for igniting and sustaining inductively coupled plasma |
| JP3640609B2 (ja) * | 2000-10-16 | 2005-04-20 | アルプス電気株式会社 | プラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法 |
-
2001
- 2001-11-30 US US09/998,811 patent/US6597117B2/en not_active Expired - Fee Related
-
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020142239A1 (en) * | 2019-01-03 | 2020-07-09 | Lam Research Corporation | Metal contamination reduction in substrate processing systems with transformer coupled plasma |
| US11056321B2 (en) | 2019-01-03 | 2021-07-06 | Lam Research Corporation | Metal contamination reduction in substrate processing systems with transformer coupled plasma |
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