KR20060056972A - 플라즈마 처리 장치에서 회귀 전류의 균형을 이루는 방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 처리 반응기가 챔버 및 기판 지지부를 포함한다. 챔버는 자신의 측벽을 따라 연장하는 개구부를 포함한다. 기판 지지부는 챔버 내에 탈착가능하게 장착된다. 챔버의 개구부는 기판 지지부로 하여금 개구부를 통해서 챔버로부터 분리되는 것을 허용하게끔 충분히 넓다. 챔버 내의 내부 측벽과 기판 지지부의 표면의 일부분은 코팅된다. 이 코팅은 전기적 저항 재료로 이뤄진다. 코팅은 내부 측벽의 표면의 일부분을 따라 임피던스를 생성시키는데, 이 표면은 그렇지 않았더라면 챔버의 대향 측보다 더 큰 RF 회귀 전류 분량을 운반했을 것이다. 이 코팅은 또한 기판 지지부를 따라 임피던스를 발생시켜서 챔버의 내부 벽들의 표면을 따라 RF 회귀 전류의 밀도가 실질적으로 더 균일해지도록 한다.

반도체 처리 장치, 플라즈마 에칭, 회귀 전류, 축 비대칭성, 챔버

Description

플라즈마 처리 장치에서 회귀 전류의 균형을 이루는 방법{METHOD FOR BALANCING RETURN CURRENTS IN PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판들을 처리하는 장비에 관한 것이다. 더 특정하게는, 본 발명은 플라즈마를 발생시키는 반도체 처리 장치에 관한 것이다.

가스 플라즈마는 플라즈마 에칭 및 플라즈마 피착(plasma deposition) 응용들을 포함하는 다양한 집적 회로 제조 공정들에서 광범위하게 사용된다. 일반적으로, 가스 플라즈마는 저압 가스를 챔버(chamber) 내로 도입하고 이후 전계를 생성키 위해 챔버 내로 전기적 에너지를 끌어들임으로써 처리 챔버 내에서 생성된다. 전계는 챔버 내에 전자 흐름을 생성하고 이 전자 흐름은 각각의 전자-가스 분자 충돌을 통해서 운동 에너지를 전달함으로써 개별 가스 분자들을 이온화한다. 전자들은 전계 내에서 가속되어 가스 분자들의 효율적인 이온화를 산출한다. 가스의 이온화된 입자들과 자유 전자들은 가스 플라즈마라고 지칭되는 것을 함께 형성한다.

가스 플라즈마들은 다양한 서로 다른 집적 회로 제조 공정에서 유용성을 갖는다. 공통적으로 사용되는 하나의 플라즈마 공정은, 한 층의 재료가 기판 표면으로부터 제거되거나 에칭되는 플라즈마 에칭 공정이다. 플라즈마의 이온화된 가스 입자들은 일반적으로 양으로 하전된다. 에칭 공정 동안에, 기판은 음으로 바이어싱되어 양으로 이온화된 플라즈마 입자들이 기판 표면으로 당겨져서 표면을 때림으로써 기판 표면을 에칭하게 된다.

유도적으로 결합된(inductively coupled) 플라즈마 에칭 시스템들은 반도체 디바이스들을 처리하고 제조할 때 사용될 수 있다. 프로세스 챔버에 대하여 위치되어 형태를 갖춘 코일 또는 안테나는 에너지를 챔버 내로 유도 결합시키고 따라서 챔버 내의 고밀도 플라즈마를 생성하고 유지한다. 유도적으로 결합된 플라즈마 에칭 시스템은 RF 전력을 플라즈마 챔버 내의 덩어리(chunk)들에게 공급하는 RF 전력 발생기를 전형적으로는 포함한다.

그러나, RF 회귀 전류(return current)는 몇몇 유도적으로 결합된 플라즈마 에칭 시스템들에서 처리되고 있는 웨이퍼를 가로지르는 반지름 방향을 따라 균일하게 흐르지 않을 수 있다. 도1은 RF 회귀 전류가 처리되고 있는 웨이퍼를 가로질러서 반지름 방향으로 균일하게 흐르지 않는 유도적으로 결합된 플라즈만 에칭 시스템(100)을 도해하였다. 플라즈마 챔버(102)는 지지 암(support arm)(106) 상에 위치한 정전기적 덩어리(Electrostatic chunk, ESC)(194)를 하우징한다. 절연체(108)는 지지 암(106)으로부터 ESC(104)를 전기적으로 절연시킨다. ESC(104)는 처리될 웨이퍼(110)를 수용하고 지지한다. 바닥 챔버(102)와 같은 종단 벽(endwall) 내의 큰 배출구 포트(124)에 연결된 적합한 진공 펌프(122)에 의해서 진공이 챔버(102)의 내부(120)에서 유지된다. 지지 암(106)과 대향하는 측벽을 따라 있는 웨이퍼 전송부(126)는 웨이퍼들로 하여금 프로세스 챔버(102)에 진입하고 이를 떠나 도록 허용한다. 진공 프로세스 챔버(102)는 유전체 윈도우(130) 바깥에 있는 평판 코일(128)과 같은 외부 RF 안테나를 통해서 RF 전력을 공급받을 수 있다. 유전체 윈도우(130)는 챔버(102)의 상부에 해당하는 종단 벽으로서 기능한다.

지지 암(106)은 플라즈마 챔버(102)의 측벽에 있는 개구부를 통해서 플라즈마 챔버(102)에 탈착가능하게 장착된다. RF 전력 공급 발생기(114)는 매칭 네트워크 회로(116)을 통해서 RF 전력을 ESC(104)에게 공급한다. RF 전력 공급 발생기(114)에 의해 발생되어 들어오는 RF 전류는 RF 공급 로드(118)를 통과해 나아간다. 지지 암(106)의 축 비대칭 속성 때문에, 발생기(114)로의 RF 회귀 전류는 축 대칭이 아니고, 최소 경로 길이와 최대 경로 길이를 갖는다. 플라즈마를 통하고 챔버 내벽 상을 흐르는 RF 전류의 최소 회귀 경로는 'A'로 표시된 화살표로 예시되었다. RF 전류의 최대 회귀 경로는 'B'로 표시된 화살표로 예시되었다. 회귀 전류 경로들의 축 비대칭 속성 때문에 웨이퍼의 에칭 레이트 패턴은 웨이퍼에 걸쳐서 균일하지 않을 수 있다.

전형적으로는, 웨이퍼 지지 암(106)과 진공 챔버(102)와 같은 금속 요소들은 저 주파수에서 매우 높은 도전성을 갖는, 알루미늄 합금으로 만들어진다. 이런 금속 요소들의 임피던스는 고주파가 될수록 점점 더 중요해진다. 이러므로, RF 전력 발생기(114)로부터 웨이퍼(110)를 거쳐서 되돌아오는 RF 회귀 전류 경로가 축대칭이 아닐 때, RF 전류는 다른 곳보다도 몇몇 방위각 위치(azimuthal location)에서 고 임피던스에 맞닥뜨리게 되어 처리의 비균일성을 낳게 된다. 특정 조건들에 좌우되어, 처리에서 수용할 수 없는 비균일성이 웨이퍼 표면에 걸쳐서 일어날 수 있 다.

플라즈마 처리 챔버의 일관된 결과를 얻기 위해, RF 회귀 전류의 균형을 맞추어서 웨이퍼 상에서의 RF 회귀 전류들이 균일해짐으로써 균일한 처리를 허용하도록 하는 방법 및 장치에 대한 필요가 존재한다. 본 발명의 주요 목적은 이런 필요들을 해결하는 것이고, 더 나아가 관련 이점들을 제공하는 것이다.

[발명의 요약]

플라즈마 처리 반응기가 챔버 및 지지 기판을 포함한다. 챔버는 자신의 측벽을 통해서 연장하는 개구부를 포함한다. 기판 지지부는 챔버 내에 탈착가능하게 탑재된다. 챔버의 개구부는 충분히 넓어서 기판 지지부가 개구부를 통해서 챔버로부터 제거되는 것을 허용해 준다. 챔버 내의 내부 측벽(inner sidewall)과 기판 지지부의 표면의 일부분은 코팅을 갖는다. 이 코팅은 전기 저항 재료로 만들어진다. 코팅은, 그렇지 않았더라면 챔버의 대향 쪽보다 더 많은 양의 RF 회귀 전류를 운반했을, 내부 측벽의 표면의 일부분을 따라 임피던스를 생성한다. 이 코팅은 또한 기판 지지부를 따라 임피던스를 생성하여 챔버의 내부 측벽의 표면을 따른 RF 회귀 전류 밀도가 실질적으로 더 균일해지도록 한다.

본 명세서에 통합되고 이 명세서의 일부분을 이루는 첨부 도면들은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들을 도해하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 구현들을 설명하는 기능을 한다.

도1은 종래 기술에 따른 플라즈마 에칭 시스템을 개략 도해한 단면도.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 시스템을 개략 도해한 단면도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 시스템의 기판 지지부의 개략 원근도.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판 지지부가 없는 플라즈마 에칭 시스템과 상부 벽 탑재 플라즈마 발생 장치로 구성된 진공 프로세스 챔버의 개략 원근도.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 시스템에서의 RF 회귀 전류들의 균형을 맞추는 방법을 도해한 흐름도.

본 발명의 실시예들이 플라즈마 에칭 시스템의 맥락 하에서 여기 설명된다. 당업자는 본 발명의 이하의 상세한 설명이 오직 예시적이 것이고, 어떤 의미에서도 제한적인 것으로 의도한 것은 아님을 알 것이다. 본 발명의 그외의 실시예들이 실시예들 스스로에 의해 본 개시의 내용을 알게 된 당업자에게 쉽게 시사될 것이다. 첨부 도면들에서 도해된 대로, 본 발명의 구현들에 대한 참조들이 지금부터 자세히 이뤄질 것이다. 동일한 참조 부호들이 도면들 및 이하의 상세한 설명을 통해서 동일한 부분들 또는 유사 부분들을 언급하기 위해서 사용될 것이다.

명료성을 기하기 위해서, 여기서 기술되는 구현들의 일상적인 특징들의 모두가 보여지거나 설명되지는 않을 것이다. 물론, 임의의 이런 실제의 구현을 전개할 때 애플리케이션 및 비즈니스 관련 제약을 만족시키는 것과 같은 개발자의 특정 목표를 성취하기 위해서 다수의 구현에 특유한 결정들이 이뤄져야만 하고, 이런 특정 목표들이 구현예마다 및 개발자마다 달라진다는 점을 인식해야 한다. 더 나아가, 이런 개발 노력들은 복잡해질 수 있고 시간 소모적인 것이 될 수 있지만, 본 개시를 알게 된 당업자에게는 일상적인 엔지니어링 작업이 된다는 점을 인식해야 한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템(200)을 도해하였다. 플라즈마 처리 시스템(200)은 에칭, 피착(deposition), 레지스트 스트리핑(resist stripping)등과 같은 여러 반도체 플라즈마 처리 공정들에 대해 사용될 수 있다. 유도적으로 결합된 플라즈마 소스를 갖는 진공 처리 챔버(202)의 한 예가 도2에 도시되었는데, 여기서 처리 가스는 가스 배분 링들, 다스 배분 판, 주입 노즐 등의 적합한 장치(도시 안됨)에 의해 프로세스 챔버(202)에 공급된다. 진공은 프로세스 챔버(202)의 바닥과 같은 종단 벽 내의 큰 배출구 포트(208)에 연결된 적합한 진공 펌프 장치(206)에 의해 챔버(202)의 내부(204)에 유지된다. 진공 프로세스 챔버(202)는 유전체 윈도우(212) 바깥의 평판 코일(210)과 같은 외부 RF 안테나를 통해서 RF 전력을 공급받을 수 있다. 유전체 윈도우(212)는 챔버(202)의 상부와 같은 종단벽으로서 기능할 수 있다. 그러나, 플라즈마 발생 소스는, ECR 반응기, 평행 판 반응기, 헬리콘 반응기(helicon reactor), 헬리컬 공진기(helical resonator) 등의 것과 같은 임의의 다른 유형의 플라즈마 발생 장비일 수 있다.

기판(214)은 챔버(202)의 측벽으로부터의 지지 암(218)과 같은 모듈라 탑재 구조에 의해 탈착가능하게 지지되는 기판 지지부(216) 상에서 챔버(202) 내에 지지된다. 기판 지지부(216)는, 도2에 도시된 대로, 전체의 기판 지지부/지지 암 어셈블리(216/218)가 챔버(202)의 측벽 내의 개구부를 통해서 어셈블리(216/218)를 통과시킴으로써 챔버(202)로부터 분리될 수 있도록 캔틸레버 식으로 지지 암(218)의 한 단부에 장착된다. 기판 지지부(216)는 유전체 윈도우(212) 아래의 챔버의 중앙부에 위치한 RF 바이어싱 전극(도시 안됨)과 기계적 링 클램프(도시 안됨)와 같은 고정 장치(chucking apparatus)를 포함할 수 있다. 대안으로는, 고정 장치는, 수냉식 채널들을 내장하고 챔버의 일부분에 접지된 알루미늄과 같은 도전성 재료로 된 정전기적 단극 처크(monopolar chuck) 또는 알루미나와 같은 절연 재료 층으로 도포된 도전성 전극들을 갖는 다극 처크(multipolar chuck) 등의 임의의 적합한 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 고정 구조는 플라즈마 또는 비 플라즈마 환경 하에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예가 이하에서 플라즈마 환경 하에서 반도체 기판을 지지하는데에 사용되는 고정 장치에 근거하여 기술되고 있지만, 본 발명에 따른 기판 지지 어셈블리(216/218)는 그외의 프로세서 챔버 내에서도 사용될 수 있다. 또한, 고정 구조는, (1) 기계적 클램프, (2) 플라즈마, 비플라즈마, 진공 또는 비진공 환경 하에서 반도체 웨이퍼들 또는 유전체 기판들을 지지하는 단극 ESC 또는 양극, 다극 또는 플럭스 라인 ESC, 또는 (3) 플라즈마 환경 하에서, 평판 디스플레이를 제조하는 데에 사용되는 유리 패널과 같은 유전체 기판들을 지지하는 단극 ESC -여기서 플라즈마는 클램핑 목적으로 기판 표면에 이온들을 공급하는데에 사용되는 것이 아니고 그보다는 이 플라즈마는 단극 ESC와 플라즈마 프로세스 챔버의 벽의 일부와 같은 접지된 표면 간의 전기적 회로를 완결짓는 구실을 함- 을 포함한다. ESC가 기판의 하부측 가스 냉각을 제공하는지의 여부와는 별도로, 기판은 기판 지지부(216)의 수냉각 부분에 의해 온도 제어될 수 있다. 기판 지지부(216)는 직사각형, 정사각형, 원형 또는 특정 기판을 클램핑하는 데에 적합한 그외의 형태를 가질 수 있다.

절연체(220)는 기판 지지부(216)를 지지 암(218)으로부터 전기적 절연시킨다. RF 전력 공급 발생기(222)는 매칭 네트워크 회로(223)을 통해서 기판 지지부(216)에 RF 전력을 공급한다. 전기적 관로(224), 즉 RF 공급 로드는 RF 공급 로드(224)를 통해서 RF 전력 공급 발생기(222)를 기판 지지부(216)에 결합시킨다. 일 실시예에 따르면, 프로세스 챔버(202)는 또한 지지 암(218)과 대향하는 쪽의 측벽을 따라 웨이퍼 전송 개구부(226)를 포함한다. 웨이퍼 전송 개구부(226)는 웨이퍼들로 하여금 프로세스 챔버(202)에 진입하고 이를 떠나도록 하여준다.

도2는 플라즈마 챔버의 기하 구조에 기초한 RF 회귀 전류들의 비대칭성을 추가로 도해하였다. 더 짧은 RF 회귀 전류 경로가 화살표 A에 의해서 예시되었다. 더 긴 RF 회귀 전류 경로가 화살표 B에 의해 예시되었다. 플라즈마 챔버 주변의 전류 밀도의 균형을 이루기 위해서, 기부 재료(예를 들어, 본 경우에는 알루미늄 합금들)보다 더 높거나 더 낮은 저항을 갖는 재료로 된 박막(thin film)들(228)이 플라즈마 챔버(202)의 내벽들의 표면의 일부분들 위에 피복될 수 있다. 이 박막들은 플라즈마 챔버(202)의 물리적 구성으로부터 귀결되는 비대칭성을 보상하기 위해서 더 짧은 RF 회귀 전류 경로의 임피던스를 증가시키거나 감소시킨다. 더 짧고 더 긴 경로들 모두를 따른 RF 회귀 전류들의 균형을 이루는 것은 RF 회귀 전류들이 웨이퍼(214) 상에서 더 균일해져서 더 균일한 처리를 가능케 하는 것으로 귀결된다.

본 발명의 일 실시예에 따라서, 챔버 주위의 RF 전류를 평균화하는 한 방법은, 더 짧은 RF 전류 회귀 경로에 영향을 주는 챔버(202)의 내부 측벽들의 표면을 따라 선택 로케이션들 상에 더 높은 또는 더 낮은 전기 저항값의 코팅(예로, 니켈 도금, 또는 구리 도금)을 가함으로써 챔버(202)의 내부 측벽들을 따라 금속 표면 임피던스를 가변시키는 것이다.

챔버(202) 주위의 전체적 RF 회귀 전류들은 또한 막의 두께, 막 재료의 유형 및 막의 배치와 형태에 의해 영향받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 코팅 막은 약 13.56 Mhz의 RF 주파수에 대해서 약 0.003" 이하의 두께를 갖는 니켈 도금 층을 포함할 수 있다. 당업자는 금속 표면에서 RF 전류가 흐르는 것 이른바 표면 효과(skin effect)와, 더 낮은 RF 주파수를 사용하는 실시예들은 더 높은 RF 주파수들을 채택한 것들보다 더 두꺼운 막들을 활용한다는 것을 알 것이다. 이 코팅은 임피던스를 증가시키기 위해서 더 짧은 회귀 경로를 따라 내부 측벽의 표면의 영역 상에 가해질 수 있다. 예를 들어, 프로세스 챔버(202)는 도2에 도시된 대로 지지 암(218)의 내부 측벽(228)을 따른 RF 전류의 더 짧은 회귀 경로를 따라서 코팅(228)을 포함할 수 있다. 또다른 실시예에 따르면, 지지 암(218)의 내부 측벽(228)의 표면에 인접한 프로세스 챔버(202)내의 상부 내부 측벽(230)의 표면이 막으로 코팅될 수 있다. 대안으로는, 만일 더 낮은 임피던스의 막이 사용된다면, 코팅이 더 긴 경로의 내부 측벽들에 가해질 수도 있다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 시스템의 기판 지지부의 개략 원근도이다. 기판 지지부(302)를 갖는 캔틸레버된 고정 어셈블리(300)의 한 예가 도3에 도시되었다. 어셈블리(300)는 기판 지지부(302), 지지 암(304), 및 탑재용 플랜지(306)를 포함한다. 탑재용 플랜지(306)는 도4에 도시된 프로세스 챔버(400)의 측벽(400)의 개구부(402) 내에 들어맞는 부분(308)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 지지 암(304)의 한 단부는 기판 지지부(302)의 외곽 표면(308)에 결합하고 지지 암(304)의 대향 단부는 탑재용 플랜지(306)의 부분(308)에 결합한다. 이 구조는 일체형 배열과 같은 여러 형태를 가질 수 있는데, 일체형 배열에서는 기판 지지부, 지지 암 및 플랜지가 일체형 재료로 형성되거나 또는 다수의 별개의 부분들이 함께 부착되어 캔틸레버 고정 어셈블리를 형성하게 된다. 기판 지지부(302)는, ESC, RF 바이어싱 전극 또는 전극들, 리프트 핀 구멍들, He 후면 냉각 가스 공급 등과 같은 활동 소자들을 구비한 탈착가능 캡(도시 안됨)을 포함할 수 있다.

도4에 도시된 대로, 챔버(400)는, 자신을 통해 반도체 웨이퍼, 평판 패널 등과 같은 기판이 챔버(400)의 내부(408) 내로 및 그 외부로 수평 방향 등의 방향을 따라 적합한 전송 메커니즘에 의해서 전송될 수 있는 기판 전송 슬롯(406)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 챔버(400)의 내부(408)는 실린더형 측벽 표면(410)과 배출구 포트(414)를 둘러싸는 환형 바닥 표면(412)을 포함한다. 탑재용 플랜지(306)의 일부(308)는, 탑재용 플랜지(306)가 챔버(400)의 외부 상으로 탑재되었을 때 실린더형 측벽 표면(410) 내의 개구부(402)의 에지들을 따라 있는 에지들(312)을 갖는 만곡 표면(310)을 포함한다. 지지 암(304)은 기판 지지부(302)의 지지 표면으로부터 수직으로 오프셋된 외부 주변부를 포함한다. 지지 암(304)은 기판 지지부(302)의 외부 주변부가 실린더형 표면(410)의 안쪽으로 위치되는 식으로 챔버(400)의 내부(408)에 있는 기판 지지부(302)를 지지한다. 또한, 영역(308) 및 개구부(402)를 형성하는 표면들은 15°보다 크지 않은 각으로 테이퍼링될 수 있다.

전체적 RF 회귀 전류들은 챔버(400)의 내부 측벽(410)의 표면을 따라 및 어셈블리(300)의 만곡 표면(310)을 따라서 흐른다. 본 발명의 일 실시예에 따라서 복수의 필름 스트립(314)이 플라즈마 에칭 처리 전에 어셈블리(300)의 만곡 표면(310) 상의 선택 로케이션들에서 코팅될 수 있다. 챔버(400)의 기하 구조 때문에, RF 회귀 전류들은 필름 스트립들의 두께, 필름 스트립들 재료의 유형, 및 필름 스트립들의 배치와 형태에 의해 영향을 받는다. 스트립들뿐만이 아니라 연속적인 필름들이 선택될 수도 있고, 필름 두께 또는 저항이 국소적으로 변경되어 챔버 내부 측벽들 주위에서의 바라는 임피던스 변화에 영향을 끼칠 수 있다. 일 실시예에 따라서, 코팅 필름은 예를 들어 0.003"보다 대체로 작은 두께의 니켈 도금 또는 구리 도금 층을 포함할 수 있다. 이 코팅은 임피던스를 증가시키기 위해서 더 짧은 회귀 경로를 따라서 어셈블리(300)의 만곡 표면(310) 상에 선택적으로 가해질 수 있다. 예를 들어, 도3은 큰 변이 기판 지지부(302)의 평면에 수직한 직사각형 형태를 갖는 몇몇 필름 스트립(314) 코팅을 예시하였다. 필름 스트립(314)들은 이들 사이에 갭들을 가져서 RF 회귀 전류가 이를 통해서 흐르도록 할 수 있다. 당업자는 도3에 도시된 필름 스트립들이 제한적인 의미로 제시된 것은 아니고 여기 개시된 발명의 개념을 벗어나지 않고서 그외의 구성들이 사용될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 필름 스트립들에 대한 그외의 두께, 재료 유형 및 배치와 형태가 적용되어 RF 회귀 전류 경로가 챔버 주위에서 실질적으로 더 균일해지도록 하는, 더 짧은 회귀 경로를 따른 임피던스를 생성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 하부의 기부 재료의 임피던스보다 더 낮은 임피던스를 갖는 필름(314) 코팅이 더 긴 RF 회귀 경로 B를 따라 챔버(400)의 내부 측벽(410)에 코팅되어서 이 경로를 따른 임피던스를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 하부의 기부 재료의 임피던스보다 더 큰 임피던스를 갖는 필름(314) 코팅이 더 짧은 RF 회귀 경로 A를 따라 챔버(400)의 내부 측벽(410)에 코팅되어 이 경로를 따른 임피던스를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도4는 그 큰 변이 기판 지지부(302)의 평면에 수직한 직사각형 형태를 갖는 몇몇 필름 스트립들(416)의 코팅을 예시하였다. 필름 스트립들(416)은 그들 사이에 갭들을 가질 수 있고 RF 회귀 전류가 그를 통해서 흐르도록 허용한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 필름 스트립들(314)은 지지 암(304)의 표면의 부분들 상에 코팅될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 필름스트립들(314)은 지지 암(304)(도시 안됨)의 외부 표면 상에 코팅될 수 있다.

필름 스트립들의 수 및 위치의 결정, 챔버 내부 측벽 표면 상의 필름 코팅들은 실험적인 것이고 반복적이다. 도5는 도2 내지 도4에 기술된 기하 구조를 갖는 챔버 내에서 RF 회귀 전류들의 균형을 이루는 방법을 도해하였다. (502)에서, 내측 챔버 측벽들에 대한 어떤 변경도 없는 챔버 내에서 웨이퍼가 처리되어 베이스라인(baseline)을 확립한다. (504)에서, 각각의 레이트 및/또는 그외의 성능 척도들이 웨이퍼 표면상에 대해 취해지고 기록된다. (506)에서, 챔버 내부 측벽 주변의 RF 전류 회귀 경로 길이 변동의 제1 추정치가 챔버의 기하 구조를 조사하여 추정된다. (508)에서, 더 짧은 RF 전류 회귀 경로를 따른 임피던스가 내부 챔버 벽 주변의 (기부 챔버 재료에 대해) 더 높은 저항 코팅을 갖는 스트립들의 추가에 의해 증가된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 더 긴 RF 전류 회귀 경로를 따른 임피던스가 내부 챔버 벽 주변의 (하부의 기부 재료에 비해) 더 낮은 저항값의 코팅 필름들의 스트립들의 추가에 의해 감소된다.

(510)에서, 또 다른 웨이퍼가 베이스라인 케이스에서 채택된 것과 동일한 조건들 하에서 처리된다. (512)에서, 새로 처리된 웨이퍼는 동일한 방식으로 측정되고 그 데이터가 기록된다. (514)에서, 이런 부가적 데이터는 부위마다 감산되고 그 차이들은 보여주는 지도가 (516)에서 조사되어 너무 큰 또는 너무 작은 임피던스가 부가되었는지에 대하여 및 방위각 분포가 최적값 보다 작은지 또는 큰지에 대해서 확인한다. (518)에서, 챔버 내부벽들은 필름 코팅 또는 필름 스트립들을 부가하거나 제거함으로써 변경되어 임피던스 분포를 최적화한다. 이 처리는 (510)에서 반복되어 이전 경우에서처럼 또 다른 웨이퍼가 처리되고, 최적 조건이 획득되었는지를 판정하기 위한 비교가 부가 데이터 세트에 대해 행해진다.

당업자에게, 웨이퍼 처리에 있어서, RF 회귀 전류의 비균일성에 의해 야기되는 것이 아니고 주의 깊은 데이터 분석과 보조적 실험에 의해서 이런 변동의 근원이 비균일 RF 전류들에 의해 야기되는 것과 구별될 수 있는 방위각 변동의 소스가 있을 수 있음이 알려져 있다.

본 발명의 실시예들과 응용들이 보여지고 설명되었지만, 본 개시를 알게 된 당업자는 앞서 언급한 것 말고도 많은 변경예들이 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 이뤄질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 의해 국한되는 것을 제외하고는 제한적으로 해석해서는 안 된다.

Claims (20)

1. 자신의 수직 축 주변으로 축 대칭이 아닌 탈착가능한 기판 지지부를 갖는 챔버와,

   상기 챔버에 결합되고, RF 전력을 상기 챔버의 내부에 제공하여 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 데에 적합화된 RF 전원과,

   상기 챔버의 내부 측벽의 표면의 일부분에 대한 처리 전에 선택적으로 가해지는 필름의 코팅 -상기 코팅은 상기 챔버의 하부의 기부 재료와는 실질적으로 다른 RF 임피던스를 갖는 전기적 저항 재료를 포함함-

   을 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
2. 제1항에 있어서, 상기 필름은 상기 챔버의 상기 내부 측벽 주변에서 가변하는 조성으로 가해져서 상기 RF 임피던스를 방위각을 따라 가변시키는

   플라즈마 처리 반응기.
3. 제1항에 있어서, 상기 필름은 상기 챔버의 상기 내부 측벽 주변에서 가변하는 두께로 가해져서 상기 RF 임피던스를 방위각을 따라 가변시키는

   플라즈마 처리 반응기.
4. 제1항에 있어서, 상기 필름은 상기 챔버의 상기 내부 측벽 주변에 여러 형태 로 부분적 도포를 제공하여 상기 RF 임피던스를 방위각을 따라 가변시키는 플라즈마 처리 반응기.
5. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 그 두께가 상기 측벽의 상기 표면의 상기 일부분을 따라 및 상기 기판 지지부를 따라 가변하는 복수의 필름 스트립을 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
6. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 방위각을 따라 위치한 복수의 필름 스트립을 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
7. 제1항에 있어서, 상기 챔버 내의 상기 탈착가능한 기판 지지부의 표면의 일부분에 대한 상기 처리 전에 선택적으로 가해지는 상기 필름의 코팅을 더 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
8. 제1항에 있어서, 상기 전기적 저항 재료는 니켈을 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
9. 제1항에 있어서, 상기 전기적 저항 재료는 구리를 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
10. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 상기 챔버의 상기 내부 측벽의 상기 표면의 상기 일부분에 도금되는 플라즈마 처리 반응기.
11. 자신의 내부 측벽을 통해서 연장하는 개구부를 포함하는 챔버와,

    탈착가능하게 장착되는 기판 지지부 -상기 개구부는 그를 통해서 상기 기판 지지부가 상기 챔버로부터 제거될 수 있을 정도로 큼- 와,

    상기 챔버 내의 상기 기판 지지부와 상기 내부 측벽의 표면의 일부분에 가해지는 복수의 필름 스트립들의 코팅 -상기 코팅은 상기 챔버의 하부의 기부 재료와는 실질적으로 다른 RF 임피던스를 갖는 전기적 저항 재료를 포함함-

    을 포함하는 플라즈마 처리 반응기.
12. 자신의 내부 측벽을 통해서 연장하는 개구부를 포함하는 챔버와, 탈착가능하게 장착되는 기판 지지부 -상기 개구부는 그를 통해서 상기 기판 지지부가 상기 챔버로부터 제거될 수 있을 정도로 큼- 를 갖는 플라스마 처리 반응기에서 회귀 전류들의 균형을 이루는 방법으로서,

    필름 코팅을 상기 챔버의 상기 내부 벽들의 표면의 일부분에 선택적으로 가하는 단계 -상기 코팅은 상기 챔버의 하부의 기부 재료와는 실질적으로 다른 RF 임피던스를 갖는 전기적 저항 재료를 포함함-

    를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 필름의 코팅을 상기 챔버 내의 상기 기판 지지부의 표면의 일부분에 선택적으로 가하는 단계

    를 더 포함하는 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 필름의 코팅을 가하는 단계는 상기 필름의 코팅을 도금하는 것을 더 포함하는

    방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 코팅은 가변 두께를 갖는 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 전기적 저항 재료는 니켈을 포함하는 방법.
17. 제12항에 있어서, 상기 전기적 저항 재료는 구리를 포함하는 방법.
18. 제12항에 있어서, 상기 코팅은 복수의 필름 스트립을 포함하는 방법.
19. 제12항에 있어서, 상기 복수의 필름 스트립을 수직으로 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
20. 제12항에 있어서, 상기 복수의 필름 스트립을 수평으로 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.

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