KR20080102926A - 반도체 장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents
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Abstract
가장자리 링을 포함하는 장치가 반도체 공정에 있어서 반도체 웨이퍼 주변을 감싸도록 구비되고, 상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부들은 공정 평면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있다. 또한, 반도체 처리 챔버, 정전기 척, 반도체 웨이퍼 및 가장자리 링을 포함하는 장치가 개시된다. 또한, 반도체 처리 챔버를 제공하는 단계, 상기 반도체 처리 챔버 내에 배치된 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계, 가장자리 링을 제공하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 공정 표면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 반도체 웨이퍼에 대해 식각 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
가장자리 링, 반도체 웨이퍼, 식각율, 플라즈마, 돌기
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버의 단면도를 간략하게 나타낸다.
도 2는 본 발명의 개시된 실시예들에 따른 가장자리 링의 평면도를 나타낸다.
도 3a 내지 3d는 다양한 형태의 가장자리 링들의 단면도들을 간략하게 나타낸다.
도 4a는 개시된 실시예들에 따른 가장자리 링의 평면도를 나타낸다.
도 4b는 개시된 실시예들에 따른 가장자리 링의 단면도를 나타낸다.
도 4c는 도 4b의 A 부분의 확대도를 나타낸다.
도 5는 개시된 실시예에 따른 개략적인 공정을 나타낸다.
본 발명은 반도체 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 가장자리 링을 포함하는 반도체 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
집적회로 및 다른 반도체 제조공정은 기술분야에 잘 알려져 있다. 집적회로 칩의 제조는 전형적으로 얇고, 고순도의 연마된 슬라이스이며, 단결정 반도체 물질 기판(예컨대, 실리콘 또는 게르마늄)인 웨이퍼로부터 시작된다. 상기 웨이퍼 상에 다양한 회로 구조물들을 형성하기 위해 일련의 물리적이고 화학적인 공정들이 수행된다. 제조공정 중에, 실리콘 산화막들을 형성하기 위한 열산화, 실리콘막, 실리콘산화막 및 실리콘 질화막들을 형성하기 위한 화학 기상 증착, 및 다른 금속막들을 형성하기 위한 스퍼터링 또는 다른 기술들과 같은 다양한 기술들을 이용하여 다양한 형태의 박막들이 상기 웨이퍼 상에 증착될 수 있다. 반도체 구조물은 당업자에게 알려진 것과 같은 마스크들, 불순물들, 증착 공정들 및 식각 공정들을 적용함으로써 변형될 수 있다.
기체를 플라즈마 상태로 되도록 상기 기체에 에너지를 제공하기위해 식각 또는 증착 기체를 진공 챔버 및 고주파 필드 장치로 제공하여 기판 상에 물질들의 식각 및 화학 기상 증착(CVD)을 위해, 진공 처리 챔버들이 종종 사용된다. 그러나, 웨이퍼의 플라즈마 처리에 있어서, 공정 드리프트(예컨대, 일정 시간 후 공정 성능 변화)가 일어날 수 있고, 통상의 공정 및 장치들은 식각율의 변화 및 많은 양의 폴리머 축적(build up)을 초래할 수 있다.
식각율의 균일도를 향상시키고 폴리머 축적을 감소시키기 위한 향상된 장치 및 방법에 대한 요구가 있다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 식각율의 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 반도체 공정에 있어서 반도체 웨이퍼 주변을 감싸도록 구비되는 가장자리 링을 포함하고, 상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부들은 공정 평면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는 반도체 처리 챔버 및 상기 반도체 처리 챔버 내에 배치된 정전기 척을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 상기 정전기 척에 의해 지지된 반도체 웨이퍼 및 상기 반도체 웨이퍼 주변을 감싸는 가장자리 링을 포함하고, 상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 공정 표면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방법은 반도체 처리 챔버를 제공하는 단계, 상기 반도체 처리 챔버 내에 배치된 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계, 및 상기 반도체 웨이퍼 주변을 감싸는 가장자리 링을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 공정 표면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 반도체 웨이퍼에 대해 식각 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 내용의 다른 특징 및 장점이 첨부된 도면과 연결하여 다음의 발명의 상세한 설명을 참조하여 당업자에게 인식될 것이다.
개시된 내용의 이해를 돕기 위해, 또한, 개시된 내용이 얼마나 효과가 있는지 실시예들에 의해 보여주기 위해, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명된다. 서로 다른 도면들의 대응하는 번호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.
이하, 개시된 내용의 다양한 실시예들의 이용 및 형성이 자세하게 설명되며, 상기 개시된 내용은 다양하게 응용될 수 있는 발명의 개념을 제공할 수 있다. 이는 개시된 내용을 다양하게 변형하여 구체화될 수 있다. 비록 장치들 및 방법들과 연관하여 설명되었으나, 개시된 내용의 제시사항들과 실시예들은 다양하게 제조 및 응용되어 유익하게 수행될 수 있다. 그러므로, 여기서 개시된 특정 실시예들은 단지 상기 개시된 내용을 이용하고 만들 수 있는 특정 방법을 나타내고, 상기 개시된 내용의 범위를 제한하지 않는다.
기판의 처리에 있어서, 예컨대, 평판 패널 디스플레이 제조에서 사용되는 것과 같은 반도체 웨이퍼 또는 유리 패널, 플라즈마가 종종 채용된다.
반도체 웨이퍼의 처리 단계로써, 예컨대, 상기 웨이퍼는 복수 개의 다이들 또는 직사각형의 영역들로 나눠지고, 각각은 집적회로로 될 것이다. 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 상에 전기적 구성요소들을 형성하기 위해, 예컨대, 식각 및 증착과 같은 물질들을 제거하고 증착하는 일련의 단계들을 거쳐 처리된다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 챔버(100)의 개락적인 단면도를 나타낸다. 예시적인 플라즈마 식각 공정에서, 상기 웨이퍼(150)는 식각 전에 경화된 에멀젼 박막(예컨대, 포토레지스트 마스크 같은 것)으로 코팅된다. 상기 경화된 에멀젼의 영역들은 밑에 있는 층의 일부를 노출하도록 이후 선택적으로 제거된다. 상기 웨이퍼(150)는 이후 플라즈마 처리 챔버(plasma processing chamber)(100)의 정전기 척(electrostatic chuck)(120)으로 불리는 음성으로 차지된 전극 상에 놓인다. 이후, 적당한 에천트 소스 기체들이 상기 챔버로 유입되고 상기 밑에 있는 층(들)의 노출된 영역들을 식각하기 위한 플라즈마를 형성하도록 충돌된다.
예시적인 플라즈마 증착 공정에서, 플라즈마는 또한 상기 소스 증착 물질들로부터 증착을 향상시키고(거나) 용이하게 하기위해 채용된다.
많은 플라즈마 처리 챔버들(100)에서, 가장자리 링(110)이 종종 채용된다. 웨이퍼(150)는 상기 플라즈마 처리 챔버(100) 내에서 상기 웨이퍼(150)를 지지하는 척(120) 상에 놓인다. 상기 척(120)은 작업물(workpiece) 홀더로써 사용되고 당업자에게 알려진 바와 같이, 식각 및 증착을 용이하게 하도록 RF 파워 소스에 의해 전기적으로 활성화(energized)될 수 있다.
커플링 링(coupling ring)(130)이 상기 척(120) 및 세라믹 링(140) 사이에 배치된다. 상기 커플링 링(130)의 기능 중 하나는 상기 척(120)으로부터 상기 가장자리 링(110)으로 전류 패스(current path)를 제공하는 것을 포함한다. 상기 가장자리 링(110)은 상기 웨이퍼(150)를 상기 척(120) 상에 위치시키는 것 및 플라즈마 이온들에 의해 손상되는 것으로부터 상기 웨이퍼 자체에 의해 보호되지 않는 웨이퍼 하부의 구성요소들을 보호하는 것을 포함하여 많은 기능들을 수행한다. 이하, 돌기(115)가 설명된다.
상기 가장자리 링(110)의 한가지 기능은 기판(웨이퍼)을 가로질러 공정 균일도에 대한 영향에 관한 것이다. 플라즈마 쉬스(plasma sheath)(140)의 등전위선(equipotential line)이 상기 척(120)의 가장자리를 지나 샤프하게 위로 커브진다는 것은 잘 알려졌다. 가장자리 링(110)이 없으면, 상기 웨이퍼 가장자리는 전기적으로 상기 척의 바깥 가장자리(outer edge)를 정의하고, 상기 등전위선은 상기 웨이퍼 가장자리 근처에서 샤프하게 위로 커프질 것이다. 그로 인해, 상기 웨이퍼 가장자리 주위의 상기 웨이퍼 영역은 기판(웨이퍼)의 중심에 존재하는 플라즈마 환경과 다른 환경의 플라즈마를 겪을 것이므로, 상기 기판 표면을 가로질러 공정 균일도가 저하될 수 있다.
도 2는 개시된 실시예들에 따른 가장자리 링(210)의 평면도를 나타낸다. 가장자리 링(210)은 도 1의 웨이퍼(150)와 같은 웨이퍼(미도시)를 둘러싼다.
도 3a 내지 3d는 다양한 형태의 가장자리 링들의 개략적인 단면도를 나타낸다. 예시적인 치수가 보여 지나, 개시된 가장자리 링들은 다른 치수일 수 있다. 도면들은 비례적이지 않다.
많은 디자인들 및 물질들이 패드 식각 공정 동안 폴리머 생성을 감소시키기위해 시험되어왔다. 몇몇 디자인들은 알루미늄 산화물(Aluminum Oxide)(Al203)로 만들어질 수 있고, 도 3d의 2 피스(2-piece) 디자인은 알루미늄 산화물 및 탄화 규소(Silicon Carbide)(SiC)로 만들어질 수 있다.
도 3a는 평평한 가장자리 링의 단면도를 나타낸다. 상기 가장자리 링은 폴리 머 축적을 감소시키도록 디자인된 균일한 두께를 갖는다. 통상의 평평한 가장자리 링은 상기 정전기 척으로부터 이탈되는 상기 웨이퍼 미끄러짐(sliding)에 기인한 웨이퍼 파열을 초래할 수 있다.
도 3b는 경사진 가장자리 링 디자인의 단면도를 나타낸다. 경사진 가장자리 링 디자인은 상기 평평한 가장자리 링의 경우와 같은 웨이퍼 파열을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 상기 경사진 가장자리 링 디자인은 웨이퍼의 미끄러짐을 막을 수 있다. 그러나, 몇몇 경우에, 공정의 높은 파워 및 상기 경사진 가장자리 디자인으로 인해, 상기 웨이퍼의 가장자리 주위에 큰 입자들이 보여질 수 있다.
도 3c는 표준 가장자리 링 디자인의 단면도를 나타낸다. 상기 표준 가장자리 링은 상기 웨이퍼의 가장자리로 스퍼터링된 입자들을 예방할 뿐만 아니라, 웨이퍼 미끄러짐을 막을 수 있는 90도 가장자리를 갖는다.
도 3d는 상기 패드 식각 공정에서 폴리머 생성을 감소시키도록 사용될 수 있는 2 피스 디자인의 단면도를 나타낸다. 표준 가장자리 링(앞서 설명된)은 탄화규소로 만들어질 수 있다. 이는 상기 웨이퍼의 가장자리에서 감소된 식각율에 기인한 원하지 않는 결과를 가져올 수 있다. 상기 탄화규소 링은 1회 사용될 수 있고 높은 교체 비용이 든다는 것을 시험결과는 보여주었다. 일 실시예에 있어서, 상기 2 피스 디자인은 알루미늄 산화물의 평평한 바깥 링과 결합된 경사진 탄화규소의 내부 링을 사용한다.
여기에 개시된 다양한 실시예들은 상기 가장자리 링(110) 상에 축적되는 부산물의 양을 감소시키는 하드웨어 변형을 포함할 수 있다. 개시된 일 실시예에 있 어서, 상기 가장자리 링(110)은 세라믹 링(140) 및 챔버(100)의 다른 밑에 있는 영역들로부터 상기 웨이퍼(150)를 고립시키는 알루미늄 산화물일 수 있다. 물론, 당업자는 탄화규소(SiC) 및 다른 알려진 물질들과 같은 다른 유전물질들이 상기 가장자리 링(110)으로 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 하드웨어 변형은 상기 웨이퍼의 평면 아래에 놓인 복수개의 표면 돌기들을 포함할 수 있고 공정 평면의 경계 바깥으로 웨이퍼(150) 미끄러짐을 막는 몇몇 돌기들을 포함할 수 있다. 개시된 돌기들은 과다하게 웨이퍼가 움직이는 것을 감소시킬 수 있고, 또한, 매우 안정적인 플라즈마 공정 부산물들의 축적을 감소시킬 수 있다. 이 변형은 유전물질의 평면을 낮춤으로써 식각율의 균일도를 증가시킬 수 있다.
도 4a 내지 4c는 개시된 실시예들에 따른 가장자리 링(410)을 나타낸다. 여기서, 복수 개의 돌기들(415)은 상기 가장자리 링(410) 주위의 다양한 지점들에 위치할 수 있고, 상기 돌기들은 상기 웨이퍼의 위치를 유지하도록 한다. 반면, 더 균일한 식각율이 얻어진다. 이 도면에 있어서, 6개의 돌기들이 상기 가장자리 링 주위에 상기 링의 중앙에서 60도 간격으로 분산될 수 있다. 물론, 더 많거나 더 적은 돌기들이 사용될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 비록 당업자가 상기 돌기들의 치수들 및 프로파일 모양이 특정 수행을 맞추기 위해 변경될 수 있다는 것을 알 수 있을지라도, 상기 가장자리 링의 본체는 약 0.052 인치의 두께이고, 각 돌기는 약 0.150 인치 직경의 원형 프로파일을 갖고, 각 돌기는 약 0.035 인치의 상기 가장자리 링의 표면보다 높은 높이를 갖는다. 예컨대, 상기 돌기들은 타원, 정사각형, 직사각형 또는 다른 형태일 수 있고, 또는 상기 웨이퍼의 상기 가장자리에 적용하도 록 형태지어질 수 있다.
바람직하게, 상기 돌기들의 높이는 상기 웨이퍼 자체의 표면 레벨 이상 연장되지 않는다. 가장자리 링(110)의 돌기(115)가 도 1의 단면도에 보여지고, 상기 웨이퍼(150)에 대한 상대적인 높이를 나타낸다(도면들이 비례적이지 않을 지라도). 돌기(115)의 면들은 경사진다. 비록 어떤 각도도 특정 수행에 따라 사용될 수 있을지라도, 보편적인 것으로부터 20도의 각이 특히 유리하다.
상기 개시된 가장자리 링은 식각율 균일도를 증가시키고 표준 가장자리 링과 비교하여 폴리머 출적을 감소시킨다.
상기 개시된 가장자리 링은 또한 Y203 코팅의 사용을 허여하도록, 내경 주위에 0.005 내지 0.008인치 두께의 얇은 막을 제거하도록 변형될 수 있다. 상기 내부 가장자리로부터 제거된 물질은 부가적인 코팅 두께를 보상하기에 충분하다.
상기 개시된 뜨거운 가장자리 링은 상기 처리 챔버 내에서 폴리머 축적양(예컨대, 불화알루미늄(Aluminum Fluoride))을 감소시킨다. RF 소스 존재에서 CxFy, SFx 또는 CHxFy 의 해리(dissociation)는 챔버 파트들(예컨대, 알루미늄 또는 알루미늄산화물(Al203))의 알루미늄을 공격할 수 있는 플라즈마를 형성할 것이고 상기 알루미늄은 불화알루미늄 폴리머를 형성할 수 있다. 이 폴리머는 매우 안정적이어서 상기 챔버가 세정되거나 부식기체(corrosive gas)(HBr, Cl2)로 공격적인(aggressive) 플라즈마 세정되지 않으면, 상기 처리 챔버 내에 남을 수 있다. 대 부분의 플라즈마 처리 챔버에서의 경우처럼, 상기 웨이퍼를 냉각하고 상기 웨이퍼의 손상을 방지하기 위해 비활성 기체(헬륨, 아르곤 등)가 일정 압력으로 상기 웨이퍼 및 상기 정전기 척(ESC)의 표면 사이로 유입된다. 이는 보편적으로 백 사이드 헬륨(Back Side Helium: BS He) 흐름이라고 불린다. 이 공정 셋업에 대한 보편적인 실패는 폴리머 박리 및 ESC으로의 폴링(falling)으로 인한 압력을 유지하기 위해 필요한 높은 냉각 흐름이다. 흐름이 너무 높으면 웨이퍼 손상이 일어날 수 있고 웨이퍼의 파편을 초래할 수 있다. 전형적으로, 냉각이 불충분하면 초과된 온도로 인해 포토레지스트가 탈 것이다. 표준 가장자리 링의 가장자리로부터 폴리머의 박리는 보편적인 실패 메카니즘이다.
도 5는 개시된 실시예에 따른 개략적인 공정을 나타낸다. 우선, 처리 챔버(100)를 제공한다(S500). 다음, 복수 개의 돌기들(115)을 갖는 가장자리 링(110)을 제공한다(S510). 다음, 웨이퍼 기판(150)을 제공한다(S520). 다음, 식각 공정을 상기 웨이퍼(150) 상에서 수행한다(S530).
상기 실시예들 및 예시들은 개시된 내용 및 실질적인 응용을 최상으로 설명하기 위해, 당업자에 의해 상기 개시된 실시예들을 만들고 이용할 수 있도록 하기 위해 나타내진다. 그러나, 당업자는 앞서 설명된 발명의 상세한 설명 및 예시들은 단지 설명 및 예를 위한 목적으로 나타내진 것을 알 수 있을 것이다. 개시된 발명의 상세한 설명은 개시된 형태 그대로 실시예들을 한정하지 않는다. 많은 수정 및 변형이 다음의 청구항들의 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않고 앞서 설명된 관점에서 가능할 것이다.
본 발명의 장치 및 방법에 의하면, 웨이퍼의 플라즈마 처리에 있어서, 가장자리 링을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 플라즈마가 균일하게 형성되게 할 수 있다. 따라서, 공정이 진행되는 동안 식각율의 변화를 방지할 수 있고 폴리머 축적(build up)을 방지할 수 있다.
Claims (20)
- 반도체 공정에 있어서 반도체 웨이퍼 주변을 감싸도록 구비되는 가장자리 링을 포함하되,상기 가장자리 링은 공정 평면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있는, 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가장자리 링은 등간격으로 이격된 6개의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부들은 상기 반도체 웨이퍼의 상부 표면보다 위로 연장되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부들은 상기 가장자리 링의 상기 상부 표면 위로 약 0.035 인치의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌출부들은 약 0.150 인치의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가장자리 링의 상기 상부표면은 상기 돌출부들에 비해 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가장자리 링은 식각율 균일도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가장자리 링은 알루미늄 산화물(Al203)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가장자리 링은 폴리머 축적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 장치.
- 반도체 처리 챔버;상기 반도체 처리 챔버 내에 배치된 정전기 척;상기 정전기 척에 의해 지지된 반도체 웨이퍼; 및상기 반도체 웨이퍼 주변을 감싸는 가장자리 링을 포함하되,상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 공정 표면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 가장자리 링은 등간격으로 이격된 6개의 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 돌출부들은 상기 반도체 웨이퍼의 상부 표면보다 위로 연장되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 돌출부들은 상기 가장자리 링의 상기 상부 표면 위로 약 0.035 인치의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 돌출부들은 약 0.150 인치의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 가장자리 링의 상기 상부표면은 상기 돌출부들에 비해 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 가장자리 링은 식각율 균일도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 가장자리 링은 알루미늄 산화물(Al203)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 가장자리 링은 폴리머 축적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 장치.
- 반도체 처리 챔버를 제공하는 단계;상기 반도체 처리 챔버 내에 배치된 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;상기 반도체 웨이퍼 주변을 감싸는 가장자리 링을 제공하는 단계; 및상기 반도체 웨이퍼에 대해 식각 공정을 수행하는 단계를 포함하되,상기 가장자리 링은 상기 가장자리 링의 상부 표면 상에 위치한 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 공정 표면의 경계 바깥으로 상기 반도체 웨이퍼가 움직이는 것을 막을 수 있는 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 가장자리 링은, 상기 반도체 웨이퍼의 상부 표면보다 위로 연장되지 않고 등간격으로 이격된 6개의 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140004718U (ko) * | 2011-12-15 | 2014-08-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극단 엣지 튜닝성을 위한 연장형 및 독립형의 rf 전력공급형 음극 기판과 함께 사용하기 위한 프로세스 키트 구성요소들 |
WO2019066168A1 (ko) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | 비씨엔씨 주식회사 | 플라즈마 공정 챔버의 커버링 어셈블리 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8740206B2 (en) * | 2010-01-27 | 2014-06-03 | Applied Materials, Inc. | Life enhancement of ring assembly in semiconductor manufacturing chambers |
US20110297088A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Texas Instruments Incorporated | Thin edge carrier ring |
KR20130006691U (ko) * | 2012-05-11 | 2013-11-20 | 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 | 개선된 moer |
US10854492B2 (en) * | 2015-08-18 | 2020-12-01 | Lam Research Corporation | Edge ring assembly for improving feature profile tilting at extreme edge of wafer |
JP6888007B2 (ja) | 2016-01-26 | 2021-06-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | ウェハエッジリングの持ち上げに関する解決 |
WO2017131927A1 (en) | 2016-01-26 | 2017-08-03 | Applied Materials, Inc. | Wafer edge ring lifting solution |
US9947517B1 (en) | 2016-12-16 | 2018-04-17 | Applied Materials, Inc. | Adjustable extended electrode for edge uniformity control |
US10553404B2 (en) | 2017-02-01 | 2020-02-04 | Applied Materials, Inc. | Adjustable extended electrode for edge uniformity control |
US11075105B2 (en) | 2017-09-21 | 2021-07-27 | Applied Materials, Inc. | In-situ apparatus for semiconductor process module |
US11043400B2 (en) | 2017-12-21 | 2021-06-22 | Applied Materials, Inc. | Movable and removable process kit |
US10766057B2 (en) * | 2017-12-28 | 2020-09-08 | Micron Technology, Inc. | Components and systems for cleaning a tool for forming a semiconductor device, and related methods |
US10790123B2 (en) | 2018-05-28 | 2020-09-29 | Applied Materials, Inc. | Process kit with adjustable tuning ring for edge uniformity control |
US11935773B2 (en) | 2018-06-14 | 2024-03-19 | Applied Materials, Inc. | Calibration jig and calibration method |
JP7140610B2 (ja) * | 2018-09-06 | 2022-09-21 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理装置 |
US11289310B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-03-29 | Applied Materials, Inc. | Circuits for edge ring control in shaped DC pulsed plasma process device |
WO2020214327A1 (en) | 2019-04-19 | 2020-10-22 | Applied Materials, Inc. | Ring removal from processing chamber |
US12009236B2 (en) | 2019-04-22 | 2024-06-11 | Applied Materials, Inc. | Sensors and system for in-situ edge ring erosion monitor |
JP2023513154A (ja) | 2020-02-11 | 2023-03-30 | ラム リサーチ コーポレーション | ウエハベベル/エッジ上の堆積を制御するためのキャリアリング設計 |
US11562909B2 (en) * | 2020-05-22 | 2023-01-24 | Applied Materials, Inc. | Directional selective junction clean with field polymer protections |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5803977A (en) * | 1992-09-30 | 1998-09-08 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for full wafer deposition |
JP3257741B2 (ja) * | 1994-03-03 | 2002-02-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング装置及び方法 |
US5766365A (en) * | 1994-02-23 | 1998-06-16 | Applied Materials, Inc. | Removable ring for controlling edge deposition in substrate processing apparatus |
US5556476A (en) * | 1994-02-23 | 1996-09-17 | Applied Materials, Inc. | Controlling edge deposition on semiconductor substrates |
TW434745B (en) * | 1995-06-07 | 2001-05-16 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus |
US6013984A (en) * | 1998-06-10 | 2000-01-11 | Lam Research Corporation | Ion energy attenuation method by determining the required number of ion collisions |
KR100292410B1 (ko) * | 1998-09-23 | 2001-06-01 | 윤종용 | 불순물 오염이 억제된 반도체 제조용 반응 챔버 |
US6589352B1 (en) * | 1999-12-10 | 2003-07-08 | Applied Materials, Inc. | Self aligning non contact shadow ring process kit |
US6521292B1 (en) * | 2000-08-04 | 2003-02-18 | Applied Materials, Inc. | Substrate support including purge ring having inner edge aligned to wafer edge |
US6475336B1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-11-05 | Lam Research Corporation | Electrostatically clamped edge ring for plasma processing |
US6634882B2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-10-21 | Asm America, Inc. | Susceptor pocket profile to improve process performance |
US20030106646A1 (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-12 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber insert ring |
US7311797B2 (en) * | 2002-06-27 | 2007-12-25 | Lam Research Corporation | Productivity enhancing thermal sprayed yttria-containing coating for plasma reactor |
US6962128B2 (en) * | 2002-11-01 | 2005-11-08 | Frito-Lay North America, Inc. | Seasoning recovery and recycle |
JP4394073B2 (ja) * | 2003-05-02 | 2010-01-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 処理ガス導入機構およびプラズマ処理装置 |
KR100578129B1 (ko) * | 2003-09-19 | 2006-05-10 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 식각 장치 |
US7244336B2 (en) * | 2003-12-17 | 2007-07-17 | Lam Research Corporation | Temperature controlled hot edge ring assembly for reducing plasma reactor etch rate drift |
KR100794308B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2008-01-11 | 삼성전자주식회사 | 반도체 플라즈마 장치 |
-
2007
- 2007-05-22 US US11/805,100 patent/US20080289766A1/en not_active Abandoned
- 2007-07-16 KR KR1020070071238A patent/KR20080102926A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140004718U (ko) * | 2011-12-15 | 2014-08-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극단 엣지 튜닝성을 위한 연장형 및 독립형의 rf 전력공급형 음극 기판과 함께 사용하기 위한 프로세스 키트 구성요소들 |
KR20170003223U (ko) * | 2011-12-15 | 2017-09-15 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극단 엣지 튜닝성을 위한 연장형 및 독립형의 rf 전력공급형 음극 기판과 함께 사용하기 위한 프로세스 키트 구성요소들 |
KR20190002504U (ko) * | 2011-12-15 | 2019-10-08 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극단 엣지 튜닝성을 위한 연장형 및 독립형의 rf 전력공급형 음극 기판과 함께 사용하기 위한 프로세스 키트 구성요소들 |
KR20190002689U (ko) * | 2011-12-15 | 2019-10-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 극단 엣지 튜닝성을 위한 연장형 및 독립형의 rf 전력공급형 음극 기판과 함께 사용하기 위한 프로세스 키트 구성요소들 |
WO2019066168A1 (ko) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | 비씨엔씨 주식회사 | 플라즈마 공정 챔버의 커버링 어셈블리 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080289766A1 (en) | 2008-11-27 |
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