KR20090025153A - Cathode liner with wafer edge gas injection in a plasma reactor chamber - Google Patents

Cathode liner with wafer edge gas injection in a plasma reactor chamber Download PDF

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데이비드 파라가시빌리
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알렉산더 엠. 패터슨
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Abstract

A cathode liner having the wafer edge gas inlet is provided to uniform the CD(Critical Dimension) by adjusting the flow rate of the gas supplied to the independent gas inlet. A plasma reactor includes a gas delivery system; a chamber enclosure including the side wall and sealing; the product supporter(125) which is in the chamber; a cathode liner(200) which supports the product supporter, and has a plurality of inner gas flow channels; gas supply plenums(101,102,103,104,105) combined with the inner gas flow channel; a process ring(205) having the interior edge and placing on the top surface of the cathode liner; gas injectors(170,175) combined with a plurality of inner gas flow channels.

Description

플라즈마 반응기 챔버에서 웨이퍼 에지 가스 주입부를 갖는 캐소드 라이너{CATHODE LINER WITH WAFER EDGE GAS INJECTION IN A PLASMA REACTOR CHAMBER}Cathode Liner with Wafer Edge Gas Injection in Plasma Reactor Chamber

본 출원은 댄 카츠 등에 의해 "플라즈마 반응기 챔버에서 웨이퍼 에지 가스 주입부를 갖는 캐소드 라이너"란 명칭으로 2007년 9월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 11/899,614호 및 댄 카츠등에 의해 "독립적인 웨이퍼 에지 프로세스 가스 주입부를 갖는 플라즈마 반응기에서 제품을 처리하는 방법"이란 명칭으로 2007년 9월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 11/899,613호의 우선권을 청구한다.The present application is described by Dan Katz et al. In US Pat. Appl. US Patent Application No. 11 / 899,613, filed Sep. 5, 2007, entitled "Method of Processing Products in a Plasma Reactor with an Edge Process Gas Injection".

본 발명은 집적회로들을 제조하기 위해 반도체 웨이퍼와 같은 제품을 처리하는 플라즈마 반응기 챔버에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 반응기 챔버에 있는 실링(ceiling) 및 웨이퍼 에지에서의 독립적인 프로세스 가스 주입에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor chamber for processing a product such as a semiconductor wafer to manufacture integrated circuits. In particular, the present invention relates to the sealing of such reactor chambers and the injection of independent process gases at the wafer edge.

반도체 웨이퍼 상의 실리콘 또는 폴리실리콘 박막들을 에칭하는 플라즈마 반응기 챔버에서, 웨이퍼에 대한 에칭 속도의 균일한 분포가 요구된다. 웨이퍼에 대한 에칭률의 불균일한 분포는 최소선폭(CD)에서의 불균일성에 의해 나타난다. 최소선폭은 박막 회로 패턴에서 전형적인 라인의 폭이다. CD는 보다 높은 에칭률을 겪게되는 웨이퍼 표면 상에서는 작고 보다 낮은 에칭률의 영역에서는 크다.In a plasma reactor chamber that etches silicon or polysilicon thin films on a semiconductor wafer, a uniform distribution of etch rates for the wafer is required. The nonuniform distribution of etch rate for the wafer is manifested by nonuniformity at the minimum line width (CD). The minimum line width is the typical line width in thin film circuit patterns. The CD is small on the wafer surface which will experience higher etch rates and larger in areas of lower etch rates.

실링으로부터 프로세스 가스가 주입되는 실리콘 에칭 챔버들에서, 웨이퍼 표면 상의 다른 영역들에 비해 웨이퍼 에지에서 CD가 매우 작은 것으로 밝혀졌다. 작은 CD의 효과는 통상적으로 웨이퍼 표면의 외부 또는 주변부의 1%로 제한된다. 이러한 문제는 종래의 기술들을 사용하여 해결될 수 없다. 특히, 에칭 균일성은 실링에서 가스 분포를 독립적인 내부 및 외부 가스 주입구역으로 나누고 내부 및 외부 구역들에 대한 가스 유량들을 조절함으로써 균일성을 최대화시킴으로써 개선된다. 그러나, 내부 및 외부 가스 주입 구역 유량들의 조절은 웨이퍼 표면의 외부 1%에서의 작은 CD 문제를 해결하지 못한다. 특히, 실링에서 내부 및 외부 가스 주입 구역 유량들의 조절은 웨이퍼 직경의 약 1%인 폭을 갖는 웨이퍼 에지에서의 영역을 제외하고는, 웨이퍼에 대해 보다 균일한 CD를 생산할 수 있다. In silicon etch chambers where process gas is injected from the seal, it has been found that the CD is very small at the wafer edge compared to other areas on the wafer surface. The effect of small CDs is typically limited to 1% outside or on the periphery of the wafer surface. This problem cannot be solved using conventional techniques. In particular, the etch uniformity is improved by dividing the gas distribution into independent inner and outer gas injection zones in the seal and maximizing uniformity by adjusting the gas flow rates for the inner and outer zones. However, adjustment of the internal and external gas injection zone flow rates does not solve the small CD problem at the outer 1% of the wafer surface. In particular, the adjustment of the inner and outer gas injection zone flow rates in the seal can produce a more uniform CD for the wafer, except for an area at the wafer edge having a width that is about 1% of the wafer diameter.

따라서, 웨이퍼의 다른 영역들에 대해 달성되는 에칭률 분포 균일성에 영향을 미치지 않으면서 웨이퍼 에지의 외부 1%에서 CD를 독립적으로 제어하는 것이 요구된다.Thus, it is desired to independently control the CD at the outer 1% of the wafer edge without affecting the etch rate distribution uniformity achieved for other regions of the wafer.

제품 지지체는 플라즈마 반응기에서의 프로세싱 동안 반도체 웨이퍼와 같은 제품을 지지하기 위해 제공된다. 제품 지지체는 제품 지지체 표면을 갖는 페데스탈을 포함한다. 프로세싱 링은 페데스탈의 주변부 위에 놓인다. 프로세싱 링은 제품 지지 표면의 주변 경계부에 인접하다. 웨이퍼 에지 가스 인젝터는 프로세스 링에 의해 형성되며 제품 지지 표면 위에 놓인 제품 위치를 일반적으로 면하는 가스 주입 개구를 갖는다. 프로세스 가스 공급부는 웨이퍼 에지 가스 인젝터와 결합된다.The product support is provided to support a product such as a semiconductor wafer during processing in the plasma reactor. The product support comprises a pedestal having a product support surface. The processing ring rests on the perimeter of the pedestal. The processing ring is adjacent to the peripheral boundary of the product support surface. The wafer edge gas injector is formed by the process ring and has a gas injection opening that generally faces the product location lying on the product support surface. The process gas supply is coupled with a wafer edge gas injector.

일 실시예에서, 웨이퍼 에지 가스 인젝터는 환형 슬릿 개구를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 라이너는 페데스탈의 측면을 둘러싸며 프로세싱 링 하부에 놓인 상부 표면을 갖는다. 라이너 안쪽의 다수의 축 채널들은 라이너의 상부 표면으로 라이너를 통해 연장된다. 환형 공급 채널은 프로세싱 링과 라이너 사이에 형성된다. 다수의 축 채널들 각각은 환형 공급 채널과 결합되며 웨이퍼 에지 가스 인젝터는 환형 공급 채널과 결합된다.In one embodiment, the wafer edge gas injector includes an annular slit opening. In another embodiment, the liner has an upper surface surrounding the side of the pedestal and underlying the processing ring. Multiple axial channels inside the liner extend through the liner to the top surface of the liner. An annular feed channel is formed between the processing ring and the liner. Each of the plurality of axial channels is coupled with an annular feed channel and the wafer edge gas injector is coupled with an annular feed channel.

또 다른 실시예에서, 라이너는 바닥 표면 및 바닥 표면 하부에 놓이는 베이스를 더 포함하며, 베이스는 환형 플레넘(plenum)을 포함한다. 다수의 축 채널들은 환형 플레넘과 결합된다.In yet another embodiment, the liner further comprises a base underlying the bottom surface and the bottom surface, the base comprising an annular plenum. Multiple axial channels are combined with an annular plenum.

본 발명의 앞서 언급된 특징들을 본 발명의 보다 상세한 설명, 상기 간략한 설명을 통해 이해할 수 있도록, 첨부되는 도면에 도시된 몇 가지 실시예를 참조한다. 그러나 첨부되는 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예만을 나타내는 것으 로, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니며, 본 발명은 등가적인 다른 실시예를 구현할 수 있다는 것을 주지해야 한다.DETAILED DESCRIPTION In order to understand the above-mentioned features of the present invention through a more detailed description of the present invention, the above brief description, reference is made to several embodiments shown in the accompanying drawings. It is to be noted, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of this invention and are not intended to limit the scope of the invention, which may be embodied in other equivalent embodiments.

발명의 이해를 돕기 위해 도면에서 공통되는 동일한 부재들을 나타내는데 가능한 동일한 참조번호를 사용했다. 도면의 이미지들은 도시를 위해 간략화된 것이며 실제크기대로 도시된 것은 아니다.Like reference numerals are used to refer to like elements in common in the drawings. The images in the figures are simplified for illustration and are not drawn to scale.

도 1을 참조로, 플라즈마 반응기는 실린더형 측벽(108), 실링(110) 및 플로워(115)에 의해 밀폐된 진공 챔버(100)를 포함한다. 웨이퍼 지지체(125)는 웨이퍼를 처리하는 동안 반도체 웨이퍼(130)를 지지한다. 웨이퍼 지지체(125)는 정전기 척(ESC) 전극으로 작용하는 캐소드 전극(135)을 포함한다. 지지체(125)는 웨이퍼(130)로부터 전극(135)을 분리시키는 절연층(137) 및 웨이퍼 지지체(125)의 하부에 놓인 부품들로부터 전극(135)을 분리시키는 절연층(139)을 포함한다. 상부 절연층(137)은 상부 웨이퍼-지지 표면(137a)을 갖는다. 반응기는 유도적으로 결합된 소스 전력 애플리케이터 또는 실링(110) 상부에 놓인 코일 안테나를 더 포함한다. RF 플라즈마 소스 전력 발생기(145)는 RF 임피던스 매칭(150)을 통해 코일 안테나(140)에 결합된다. RF 플라즈마 바이어스 전력 발생기(155)는 RF 임피던스 매칭(160)을 통해 캐소드 전극(135)과 결합된다. D.C. 척킹 전압 공급부(161)는 ESC 전극(135)과 제어 스위치(162)를 통해 접속된다. 절연 캐패시터(163)는 RF 바이어스 전력 발생기(155)로부터 공급부(161)에서의 DC 전류를 차단한다.Referring to FIG. 1, the plasma reactor includes a vacuum chamber 100 sealed by a cylindrical sidewall 108, a sealing 110, and a floor 115. The wafer support 125 supports the semiconductor wafer 130 while processing the wafer. The wafer support 125 includes a cathode electrode 135 that acts as an electrostatic chuck (ESC) electrode. The support 125 includes an insulating layer 137 that separates the electrode 135 from the wafer 130, and an insulating layer 139 that separates the electrode 135 from components underlying the wafer support 125. . The upper insulating layer 137 has an upper wafer-supporting surface 137a. The reactor further includes a coil antenna overlying the inductively coupled source power applicator or seal 110. The RF plasma source power generator 145 is coupled to the coil antenna 140 via RF impedance matching 150. The RF plasma bias power generator 155 is coupled with the cathode electrode 135 via RF impedance matching 160. D.C. The chucking voltage supply unit 161 is connected through the ESC electrode 135 and the control switch 162. The isolation capacitor 163 blocks the DC current at the supply 161 from the RF bias power generator 155.

실링(110) 상의 가스 분배 인젝터(165)에 의해 프로세스 가스가 챔버 내부로 전달된다. 인젝터(165)는 내부 구역 인젝터(170)와 외부 구역 인젝터(175)로 구성된다. 내부 구역 인젝터(170)와 외부 구역 인젝터(175) 각각은 다수의 주입 홀들 또는 선택적으로 슬릿으로서 구현될 수 있다. 내부 구역 인젝터(170)는 챔버의 중심 영역을 향해 프로세스 가스가 지향되도록 배향된다. 외부 구역 인젝터(175)는 챔버의 주변부 영역을 향해 프로세스 가스가 지향되도록 배향된다. 내부 구역 인젝터(170)는 밸브(180)를 통해 가스 분배 패널(185)과 결합된다. 외부 구역 인젝터(175)는 밸브(190)를 통해 가스 분배 패널(185)과 결합된다. 상이한 프로세스 가스 공급부들(101, 102, 103, 104, 105)은 가스 분배 패널(185)에 상이한 프로세스 가스들을 공급한다. 도 1의 도면에 도시된 것처럼, 일 실시예에서, 각각의 가스 공급부는 독립적인 밸브들(195)을 통해 내부 및 외부 밸브들(180, 190)중 상이한 하나와 개별적으로 접속될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 가스 공급부(101)는 CH2F2 또는 CHF3와 같은 플루오르-탄화수소 가스를 포함하며, 가스 공급부(102)는 브롬화 수소 가스를 포함하며, 가스 공급부(103)는 염소 가스를 포함하며, 가스 공급부(104)는 아르곤 가스를 포함하며 가스 공급부(105)는 산소 가스를 포함한다. 본 명세서에서 참조되는 가스들은 일례들이다. 임의의 적절한 프로세스 가스가 사용될 수 있다.Process gas is delivered into the chamber by the gas distribution injector 165 on the seal 110. The injector 165 consists of an inner zone injector 170 and an outer zone injector 175. Each of the inner zone injector 170 and the outer zone injector 175 may be embodied as a plurality of injection holes or optionally slits. The inner zone injector 170 is oriented such that the process gas is directed towards the center region of the chamber. The outer zone injector 175 is oriented such that the process gas is directed towards the periphery region of the chamber. The inner zone injector 170 is coupled with the gas distribution panel 185 through the valve 180. Outer zone injector 175 is coupled with gas distribution panel 185 via valve 190. Different process gas supplies 101, 102, 103, 104, 105 supply different process gases to the gas distribution panel 185. As shown in the diagram of FIG. 1, in one embodiment, each gas supply may be individually connected with a different one of the inner and outer valves 180, 190 via independent valves 195. In the embodiment of FIG. 1, the gas supply 101 comprises a fluorine-hydrocarbon gas such as CH 2 F 2 or CHF 3 , the gas supply 102 comprises hydrogen bromide gas, and the gas supply 103 is chlorine Gas, the gas supply 104 includes argon gas and the gas supply 105 includes oxygen gas. Gases referred to herein are examples. Any suitable process gas may be used.

웨이퍼 지지체(125)는 링-형상 캐소드 라이너(200)에 의해 지지된다. 캐소드 라이너(200)는 예를 들어, 석영과 같은 프로세스-호환성 물질로 형성될 수 있다. 프로세스 링(205)은 캐소드 라이너(200)의 상부를 덮고 웨이퍼 지지 표 면(137a)의 주변부를 덮는다. 프로세스 링(205)은 석영과 같은 프로세스-호환성 물질로 형성된다. 웨이퍼 지지체(125)는 플라즈마 프로세싱과 호환되지 않는 금속과 같은 물질들을 포함할 수 있고, 라이너(200) 및 링(205)은 플라즈마로부터 웨이퍼 지지체(125)를 고립시킨다. 프로세스 링(205)의 방사상 내부 에지(205a)는 웨이퍼(130)의 에지와 인접해 있다. 일 실시예에서, 프로세스 링은 RF 전기장의 개선된 분포를 제공할 수 있다.Wafer support 125 is supported by ring-shaped cathode liner 200. The cathode liner 200 may be formed of a process-compatible material such as, for example, quartz. The process ring 205 covers the top of the cathode liner 200 and covers the periphery of the wafer support surface 137a. Process ring 205 is formed of a process-compatible material, such as quartz. Wafer support 125 may include materials such as metal that are incompatible with plasma processing, and liner 200 and ring 205 isolate wafer support 125 from the plasma. The radially inner edge 205a of the process ring 205 is adjacent to the edge of the wafer 130. In one embodiment, the process ring can provide an improved distribution of the RF electric field.

실리콘 또는 폴리실리콘 에칭 프로세스들은 실리콘 물질을 에칭하기 위해 HBr 및 Cl2와 같은 실리콘 에칭 가스들을 사용하며 에칭 프로파일을 개선시키기 위해 CH2F2 또는 CHF3와 같은 중합 종들을 이용한다. 폴리머는 에칭 반응과 경쟁되는 폴리머 증착 반응에서 깊은 종횡비 개구들의 측벽상에 증착된다.Silicon or polysilicon etching processes use silicon etch gases such as HBr and Cl 2 to etch the silicon material and use polymeric species such as CH 2 F 2 or CHF 3 to improve the etch profile. The polymer is deposited on the sidewalls of the deep aspect ratio openings in a polymer deposition reaction that competes with the etching reaction.

도 1의 반응기는 웨이퍼 에지에서 열악한 최소선폭(CD) 제어의 문제를 가질 수 있다. 통상적으로, CD는 회로 패턴에서 선택된 라인의 폭이다. CD는 웨이퍼(130)의 다른 곳에서 보다 웨이퍼 에지에서 작은 경향이 있다. 작은 CD의 문제는 웨이퍼 직경의 약 1%인 폭(웨이퍼 에지로부터 안쪽 방향으로 연장)을 갖는 웨이퍼(130)의 에지에서의 환형 구역에서 발생하는 경향이 있다. (이후 이러한 좁은 구역은 도 5에 도시된 웨이퍼 에지 구역(130a)으로 간주되며, 이는 본 명세서에서 이후 설명된다.) 웨이퍼(130)의 나머지부에 대해, 이러한 문제는 내부 및 외부 가스 실링 인젝터들(170, 175)에 대한 프로세스 가스 유량들의 최적의 비율을 얻기 위해 밸브(180, 190)를 조절함으로써 최소화 또는 방지된다. 그러나, 이러한 최적 의 조절은 웨이퍼 에지 구역(130a)에서 열악한 CD 제어 문제를 해결하지 못한다. 웨이퍼 에지 구역(130a)에서의 작은 CD는 다른 곳보다 웨이퍼 에지 구역에서 높은 에칭률을 나타낸다.The reactor of FIG. 1 may have a problem of poor minimum linewidth (CD) control at the wafer edge. Typically, CD is the width of the selected line in the circuit pattern. CD tends to be smaller at the wafer edge than elsewhere on wafer 130. The problem of small CDs tends to occur in the annular zone at the edge of the wafer 130 having a width (extending inwardly from the wafer edge) that is about 1% of the wafer diameter. (Hereafter this narrow region is referred to as the wafer edge region 130a shown in FIG. 5, which is described later herein.) For the remainder of the wafer 130, this problem is caused by internal and external gas sealing injectors. It is minimized or prevented by adjusting valves 180 and 190 to obtain an optimal ratio of process gas flow rates to 170 and 175. However, this optimal adjustment does not solve the poor CD control problem in the wafer edge region 130a. Small CDs in the wafer edge region 130a show higher etch rates in the wafer edge region than elsewhere.

본 발명자들은 웨이퍼의 대부분의 다른 부분들에 대한 가스 흐름 속도에 비해 웨이퍼 에지 구역(130a) 상에서의 가스 흐름 속도가 상당히 낮다는 것을 발견했다. 이를 테면, 소정의 분야에서, 웨이퍼 표면의 대부분에 대한 가스 흐름 속도는 초당 약 10 내지 20 미터 사이인 반면, 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 흐름은 제로에 가깝다. 따라서 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 흐름이 정지된다면, 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 잔류 시간은 극도로 높아, 이에 따라 프로세스 가스 종들의 높은 분해가 산출된다. 이러한 높은 분해는 웨이퍼 에지 구역에서 극도로 반응성인 종들의 분포를 증가시킬 수 있다. 이러한 극도로 반응성인 종들은 (a) 극도로 빠른 에칭 또는 (b) 폴리머 증착 방해를 나타내는 라디칼들 또는 중성자들을 포함할 수 있다. 이러한 분해에 의해 생성된 극도로 반응성인 에칭 종들은 예를 들어, 원자형 HBr 및/또는 원자형 Cl2를 포함할 수 있다. 결과적으로 높은 에칭률 및 이에 상응하는 작은 CD가 나타난다.We have found that the gas flow rate on the wafer edge region 130a is significantly lower compared to the gas flow rate for most other portions of the wafer. For example, in some applications, the gas flow rate for most of the wafer surface is between about 10-20 meters per second, while the gas flow for the wafer edge region is close to zero. Thus, if the gas flow to the wafer edge zone is stopped, the gas residence time for the wafer edge zone is extremely high, resulting in high decomposition of the process gas species. Such high degradation can increase the distribution of extremely reactive species in the wafer edge region. Such extremely reactive species may include (a) radicals or neutrons that exhibit extremely fast etching or (b) interference with polymer deposition. Extremely reactive etch species generated by such decomposition may include, for example, atomic HBr and / or atomic Cl 2 . The result is a high etch rate and corresponding small CD.

일 실시예에서, 웨이퍼 에지에서 불균일한 에칭률을 해결하기 위해 웨이퍼 에지에 새로운 가스가 주입된다. 새로운 가스는 예를 들어, 아르곤과 같은 불활성 가스일 수 있다. 일 실시예에서, 새로운 가스의 주입은 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 흐름 속도를 증가시키며 웨이퍼 에지 구역에 대한 프로세스 가스 잔류 시간을 감소시킨다. 잔류 시간의 감소는 웨이퍼 에지 구역 상에서 라디칼들 또는 중성자들과 같이 고도로 반응성이 종들의 분포를 감소시킨다. 새로운 가스가 주입되는 웨이퍼 에지에서의 속도 및 유량은 폭이 좁은 웨이퍼 에지 구역 너머에서 에칭률에 영향을 미치지 않도록 충분히 낮을 수 있다. 통상적으로, 웨이퍼 에지 구역의 폭의 약 3mm이다.In one embodiment, fresh gas is injected at the wafer edge to resolve non-uniform etch rates at the wafer edge. The fresh gas can be an inert gas such as, for example, argon. In one embodiment, the injection of fresh gas increases the gas flow rate for the wafer edge region and reduces the process gas residence time for the wafer edge region. The decrease in residence time reduces the distribution of highly reactive species such as radicals or neutrons on the wafer edge region. The velocity and flow rate at the wafer edge at which fresh gas is injected may be low enough to not affect the etch rate beyond the narrow wafer edge region. Typically, it is about 3 mm of the width of the wafer edge region.

일 실시예에서, 웨이퍼 에지에서의 불균일한 에칭을 해결하기 위해 웨이퍼 에지에 중합 가스가 주입된다. 예를 들어, 중합 가스는 CH2F2 또는 CHF3일 수 있다. 중합 종들의 추가로 웨이퍼 에지 구역에서의 폴리머 증착률이 증가되어, 에칭률이 감소된다. 웨이퍼 에지에서 중합 종들 가스가 주입되는 속도 또는 유량은 충분히 낮아 좁은 웨이퍼 에지 구역 너머에서 에칭률이 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 통상적으로 웨이퍼 에지 구역 폭은 약 3mm이다.In one embodiment, polymerization gas is injected at the wafer edge to resolve non-uniform etching at the wafer edge. For example, the polymerization gas can be CH 2 F 2 or CHF 3 . The addition of polymerized species increases the polymer deposition rate at the wafer edge region, thereby reducing the etch rate. The rate or flow rate at which the polymerized species gas is injected at the wafer edge is sufficiently low to prevent the etch rate from being affected beyond the narrow wafer edge area. Typically the wafer edge zone width is about 3 mm.

일 실시예에서, 프로세스 링(205)은 상부 프로세스 링(210) 및 하부 프로세스 링(212)으로 나뉘며, 이들 사이에는 웨이퍼(130)의 에지를 면하는(거의 접촉하는) 좁은 원형 슬릿(220)이 형성된다. 원형 슬릿(220)은 0.6mm 내지 3mm의 범위, 예를 들어 웨이퍼 직경의 약 1%인 매우 작은 간격 만큼 웨이퍼 에지로부터 이격된다. 웨이퍼 에지에서 방사상 내부 방향으로 직접적으로 원형 슬릿(220)으로부터 방출되도록 원하는 가스(이를 테면, 불활성 가스 또는 중합 종들 가스)가 공급된다. 이러한 새로운 가스 또는 중합 종들 가스는 가스 분배 패널(185)로부터 공급될 수 있다.In one embodiment, process ring 205 is divided into upper process ring 210 and lower process ring 212, between which narrow circular slits 220 facing (almost contacting) the edges of wafer 130. Is formed. Circular slits 220 are spaced apart from the wafer edge by very small gaps ranging from 0.6 mm to 3 mm, for example about 1% of the wafer diameter. The desired gas (eg, inert gas or polymerized species gas) is supplied to be discharged from the circular slit 220 directly in the radially inward direction at the wafer edge. This new gas or polymerized species gas may be supplied from the gas distribution panel 185.

일 실시예에서, 환형 가스 플레넘(225)이 캐소드 라이너(200)의 바닥부에 제공된다. 캐소드 가스 흐름 밸브(227)는 도관(229)을 통해 가스 분배 패널(185)로부터 플레넘(225)으로 가스 흐름을 제어한다. 캐소드 라이너(200) 내부의 수직 통로(240)에 의해 플레넘(225)으로부터 웨이퍼 에지에서 환형 슬릿(220)으로 가스가 전도된다.In one embodiment, an annular gas plenum 225 is provided at the bottom of the cathode liner 200. The cathode gas flow valve 227 controls the gas flow from the gas distribution panel 185 to the plenum 225 via the conduit 229. Gas is conducted from the plenum 225 to the annular slit 220 at the wafer edge by the vertical passageway 240 inside the cathode liner 200.

도 2는 캐소드 라이너(200)의 예시적이 내부 구조물을 나타낸다. 캐소드 라이너(200)는 석영과 같은 절연체로 형성되는 것으로서, 도 1을 참조로 개시된다. 도 2의 실시예에서, 캐소드 라이너(200)는 금속으로 형성되며, 도 5에 도시된 것처럼, 석영 라이너(126)는 웨이퍼 지지체(125)로부터 금속 캐소드 라이너(200)를 분리시킨다. 캐소드 라이너(200)는 환형 상부 표면(210a)을 가지는 실린더형 벽(201)을 포함한다. 환형 베이스(215)는 실린더형 벽(201)에 의해 지지된다. 숄더(shoulder)(235)는 베이스(215)로부터 방사상 바깥방향으로 연장되며 가스 공급 입구(230)에 수용된다. 도 1에 도시된 플레넘(225)은 도 3의 단면도에 도시된 것처럼, 도 2의 캐소드 링 환형 베이스(215) 내에 형성된다. 도 4의 단면도에 도시된 것처럼, 내부 채널(232)은 숄더(235)를 통해 방사상 연장되며 가스 공급 입구(230)와 한쪽 단부가 결합되며 맞은편 단부는 플레넘(225)에 결합된다. 도 2에 도시된 것처럼, 수직 통로들(240)은 실린더형 벽(201)을 통해 축방향으로 연장되며 실린더형 벽(201) 부근에서 방위각으로 이격된다. 각각의 수직 통로(240)의 바닥 단부는 플레넘(225)과 결합되며 각각의 수직 통로(240)의 상부 단부는 실린더형 벽(201)의 환형 상부 표면(210a)에서 개방된다. 일 실시예에서, 실린더형 벽(201) 두께는 약 0.25인치이며, 수직 통로들(240) 각각은 실린더형 벽(201) 내에서 축방향 0.05인치의 홀이다.2 shows an exemplary internal structure of the cathode liner 200. The cathode liner 200 is formed of an insulator such as quartz and is disclosed with reference to FIG. 1. In the embodiment of FIG. 2, the cathode liner 200 is formed of metal, and as shown in FIG. 5, the quartz liner 126 separates the metal cathode liner 200 from the wafer support 125. Cathode liner 200 includes a cylindrical wall 201 having an annular top surface 210a. The annular base 215 is supported by the cylindrical wall 201. Shoulder 235 extends radially outward from base 215 and is received at gas supply inlet 230. The plenum 225 shown in FIG. 1 is formed in the cathode ring annular base 215 of FIG. 2, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the inner channel 232 extends radially through the shoulder 235 and one end is coupled to the gas supply inlet 230 and the opposite end is coupled to the plenum 225. As shown in FIG. 2, the vertical passages 240 extend axially through the cylindrical wall 201 and are spaced azimuthally in the vicinity of the cylindrical wall 201. The bottom end of each vertical passageway 240 is engaged with the plenum 225 and the top end of each vertical passageway 240 is open at the annular top surface 210a of the cylindrical wall 201. In one embodiment, the cylindrical wall 201 is about 0.25 inches thick, and each of the vertical passages 240 is a hole of 0.05 inch in the axial direction in the cylindrical wall 201.

도 1의 실시예에서, 실린더형 벽(201)은 하부 프로세스 링(212)을 지지하며 상부 프로세스 링(210)은 하부 프로세스 링(215)에서 지지된다.In the embodiment of FIG. 1, the cylindrical wall 201 supports the lower process ring 212 and the upper process ring 210 is supported at the lower process ring 215.

도 5에 도시된 것처럼, 내부 석영 라이너(126)는 제품 지지체(125)를 둘러싸며 캐소드 라이너 실린더형 벽(201)에 의해 둘러싸인다. 도 5에 도시된 것처럼, 내부 라이너(126)는 하부 프로세스 링(212)을 지지하는 반면, 캐소드 라이너 실린더형 벽(201)은 상부 프로세스 링(210)을 지지한다. 환형 가스 공급 챔버(260)는 실린더형 벽 상부 표면(210a), 상부 프로세스 링 및 하부 프로세스 링(212)에 의해 경계설정된다. 환형 공급 통로(262)는 상부 및 하부 프로세스 링들(210, 212) 사이의 갭으로서 형성된다. 상부 프로세스 링(210)의 바닥 표면에서 외부 환형 돌출부(210a)는 하부 프로세스 링(212)의 상부 표면에서의 외부 환형 리세스(212a)를 면한다. 내부 환형 리세스(210b)는 상부 프로세스 링(210)의 바닥 표면에 제공된다. 내부 환형 리세스(210b)는 가스 주입 슬릿(220)을 형성하기 위해 하부 프로세스 링(212)의 상승된 숄더(212b)를 면한다. 돌출부(210a), 리세스(212a), 리세스(212b) 및 숄더(212b)는 도 5에 도시된 것처럼, 꼬불꼬불한(meandering) 통로를 공급 통로(262)에 제공한다. 도 1의 밸브(227)를 통해 공급된 가스는 캐소드 또는 웨이퍼 지지체(125)로 흘러 도 4에 도시된 입구(230)로 진입한 다음 내부 채널(232)을 통해 플레넘(225)으로 흐른다. 플레넘(225)으로부터, 수직 채널(240)을 통해 도 5의 공급 챔버(260)로 가스가 흐른 다음, 공급 통로(262)를 통해 주입 슬 릿(220)으로 흐른다.As shown in FIG. 5, the inner quartz liner 126 surrounds the product support 125 and is surrounded by the cathode liner cylindrical wall 201. As shown in FIG. 5, the inner liner 126 supports the lower process ring 212, while the cathode liner cylindrical wall 201 supports the upper process ring 210. The annular gas supply chamber 260 is bounded by the cylindrical wall upper surface 210a, the upper process ring and the lower process ring 212. The annular supply passage 262 is formed as a gap between the upper and lower process rings 210, 212. The outer annular protrusion 210a at the bottom surface of the upper process ring 210 faces the outer annular recess 212a at the upper surface of the lower process ring 212. An inner annular recess 210b is provided in the bottom surface of the upper process ring 210. The inner annular recess 210b faces the raised shoulder 212b of the lower process ring 212 to form the gas injection slit 220. Protrusions 210a, recesses 212a, recesses 212b and shoulders 212b provide a meandering passageway to supply passageway 262, as shown in FIG. Gas supplied through the valve 227 of FIG. 1 flows into the cathode or wafer support 125, enters the inlet 230 shown in FIG. 4 and then flows through the inner channel 232 to the plenum 225. From the plenum 225, gas flows through the vertical channel 240 to the supply chamber 260 of FIG. 5 and then through the supply passage 262 to the injection slit 220.

도 6의 측면도에 도시된 것처럼, 주입 슬릿(220)의 단부 또는 배출 포트는 웨이퍼(130) 에지의 매우 짧은 간격(D) 이내이며, 여기서 D는 0.6mm 내지 3mm 사이 정도이다. 이렇게 짧은 간격이 주어져, 주입 슬릿(220)으로부터 가스 흐름의 작용은 고도로 국한될 수 있어 3mm-폭 웨이퍼 에지 구역(130a) 너머로 프로세싱에 영향을 주지 않는다. 이러한 국한은 주입 슬릿(220) 내에서 매우 낮은 가스 유량을 설정함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 밸브(227)를 통한 가스 유량(웨이퍼 에지 주입 슬릿(220)에 대한)은 밸브들(180, 190)을 통한 가스 유량의 1% 내지 10% 사이일 수 있다. 이런 방식으로, 주입 슬릿(220)으로부터 흐르는 가스는 웨이퍼(130)의 나머지 부분 상에서의 프로세싱에 영향을 미치지 않고, 좁은 웨이퍼 에지 구역(130a)에서만 프로세싱(예를 들어 에칭률)에 영향을 준다.As shown in the side view of FIG. 6, the end or discharge port of the injection slit 220 is within a very short distance D of the edge of the wafer 130, where D is on the order of 0.6 mm to 3 mm. Given this short distance, the action of the gas flow from the injection slit 220 can be highly localized without affecting processing beyond the 3 mm-wide wafer edge region 130a. This limitation can be implemented by setting a very low gas flow rate in the injection slit 220. For example, the gas flow rate (for the wafer edge injection slit 220) through the valve 227 may be between 1% and 10% of the gas flow rate through the valves 180, 190. In this way, the gas flowing from the injection slit 220 does not affect processing on the rest of the wafer 130, but only affects processing (eg, etch rate) in the narrow wafer edge region 130a.

도 7은 CH2F2 또는 CHF3와 같은 중합 가스가 도 1-6의 웨이퍼 에지 주입 슬릿(220)을 통해 주입되는 반면 HBr 및 Cl2와 같은 에칭 프로세스 가스가 실링 인젝터들(170, 175)을 통해 주입되는 프로세스에서 방사상 이치의 함수로서 웨이퍼 표면에 대한 SiCl2의 밀도를 나타내는 그래프이다. SiCl2의 밀도는 이러한 프로세스에서 중합의 정도에 대한 표시기이다. 도 7의 그래프는 주입 슬릿(220)으로부터의 임의의 가스 흐름이 부재시, 중합은 웨이퍼 에지에서 상당히 약화된다(곡선 A). 중합 가스가 주입 슬릿(220)을 통해 공급됨으로써, 웨이퍼 에지에서 중합 정도는 크게 증가한다(곡선 B). 웨이퍼 에지 주입 슬릿(220)을 통한 중합 가스 흐름은 낮 은 속도로 제한된다. 주입 슬릿 유량의 이러한 제한은 웨이퍼 직경, 웨이퍼 에지 구역의 외부 1%로 중합시 증가를 제한한다. 일 실시예에서, 실링 인젝터 노즐들(170, 175)을 통한 에칭 프로세스 가스 유량은 약 150sccm인 반면 웨이퍼 에지 인젝터 슬롯(220)을 통한 중합 가스 흐름은 약 5sccm이다.7 shows that a polymeric gas such as CH 2 F 2 or CHF 3 is injected through the wafer edge injection slit 220 of FIGS. 1-6 while etching process gases such as HBr and Cl 2 are used for sealing injectors 170, 175. Is a graph showing the density of SiCl 2 on the wafer surface as a function of radial value in the process injected through The density of SiCl 2 is an indicator of the degree of polymerization in this process. The graph of FIG. 7 shows that in the absence of any gas flow from the injection slit 220, the polymerization is significantly weakened at the wafer edge (curve A). As the polymerization gas is supplied through the injection slit 220, the degree of polymerization at the wafer edge is greatly increased (curve B). Polymerization gas flow through the wafer edge injection slit 220 is limited to low speed. This limitation of the injection slit flow rate limits the increase in polymerization to 1% outside the wafer diameter, wafer edge zone. In one embodiment, the etching process gas flow rate through the sealing injector nozzles 170, 175 is about 150 sccm while the polymerization gas flow through the wafer edge injector slot 220 is about 5 sccm.

도 8은 웨이퍼 에지 구역에서 CD를 증가시키기 위해 도 1-6의 플라즈마 반응기를 동작시키는 예시적인 방법을 나타낸다. HBr 및 Cl2와 같은 실리콘 에천트 종들의 가스는 제 1 가스 유량에서 내부 구역 실링 인젝터(170)를 통해(도 8의 블록 400), 그리고 제 2 가스 유량에서 외부 구역 실링 인젝터(175)(도 8의 블록 405)를 통해 주입된다. 내부 및 외부 구역 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 가스 흐름은 웨이퍼 표면에 대해 요구되는 평균 에칭률을 얻기에 충분하다. 에칭률 분포는 에칭률 분포 균일성이 최적화될 때까지 내부 및 외부 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 가스 유량들을 독립적으로 조절함으로써 전체적으로 그러나 웨이퍼 표면의 주변 1%에 대해 조절된다(도 8의 블록 410). 이는 통상적으로 웨이퍼 표면의 외부 1% 또는 웨이퍼 에지 구역에서 상당히 높은 에칭률(또는 너무 낮은 CD)을 산출한다. 에칭률은 웨이퍼 에지 구역에 대한 분해를 감소시키기 위해 (독점적으로) 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 잔류 시간을 감소시킴으로써 웨이퍼 에지 구역에서 하향 조절된다(CD는 상향 조절된다). 일 실시예에서, 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 잔류 시간 감소는 웨이퍼 에지에 대한 가스 흐름이 혼합되도록, 불활성 가스 또는 산소와 같은 적절한 가스가 웨이퍼 에지 주입 슬릿(220)을 통해 흐르게 함으로써 수행 된다(도 8의 블록 415). 가스 흐름의 증가, 또는 가스 잔류 시간의 감소는 웨이퍼 에지 인젝터 슬릿을 통해 작은 유량으로 가스 유량을 제한함으로써 웨이퍼 에지 구역에 대해 한정된다. 이러한 작은 유량은 프로세스 가스 종들의 선택에 의해 영향을 받는 가장 균일한 CD 분포를 얻기 위해 선택되며, 예를 들어, 1-20sccm의 범위일 수 있다.8 illustrates an exemplary method of operating the plasma reactor of FIGS. 1-6 to increase CD in the wafer edge region. Gas of silicon etchant species such as HBr and Cl 2 is passed through the inner zone sealing injector 170 at a first gas flow rate (block 400 in FIG. 8), and the outer zone sealing injector 175 at a second gas flow rate (FIG. Injection through block 405 of FIG. 8. Gas flow through the inner and outer zone sealing injectors 170, 175 is sufficient to obtain the average etch rate required for the wafer surface. The etch rate distribution is adjusted globally but with respect to the surrounding 1% of the wafer surface by independently adjusting the gas flow rates through the inner and outer sealing injectors 170, 175 until the etch rate distribution uniformity is optimized (FIG. 8). Block 410). This typically yields significantly higher etch rates (or too low CD) at the outer 1% or wafer edge regions of the wafer surface. The etch rate is adjusted down in the wafer edge region (CD is up regulated) by reducing the gas residence time for the wafer edge region (exclusively) to reduce degradation to the wafer edge region. In one embodiment, gas residence time reduction for the wafer edge region is performed by allowing a suitable gas, such as inert gas or oxygen, to flow through the wafer edge injection slit 220 such that the gas flow to the wafer edge is mixed (FIG. 8). Block 415). The increase in gas flow, or decrease in gas residence time, is defined for the wafer edge region by limiting the gas flow rate to a small flow rate through the wafer edge injector slit. This small flow rate is chosen to obtain the most uniform CD distribution that is affected by the selection of process gas species, for example, may be in the range of 1-20 sccm.

도 9는 웨이퍼 에지 구역에서 CD를 증가시키기 위해 도 1-6의 플라즈마 반응기를 동작시키는 또 다른 예시적인 방법을 나타낸다. HBr 및 Cl2와 같은 실리콘 에천트 종들의 가스는 제 1 가스 유량으로 내부 구역 실링 인젝터(170)를 통해 주입되며(도 9의 블록 420), 제 2 가스 유량으로 외부 구역 실링 인젝터(175)를 통해 주입된다(도 9의 블록 425). 내부 및 외부 구역 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 가스 흐름은 웨이퍼 표면에 대해 원하는 평균 에칭률을 얻기에 충분하다. 에칭률 분포는 에칭률 분포 균일성이 최적화될 때까지 내부 및 외부 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 가스 유량들을 독립적으로 조절함으로써 전체적으로 그러나 웨이퍼 표면의 주변 1%에 대해 조절된다(도 9의 블록 430). 이는 통상적으로 웨이퍼 표면의 외부 1% 또는 웨이퍼 에지 구역에서 상당히 높은 에칭률(또는 너무 낮은 CD)을 산출한다. 에칭률은 웨이퍼 에지 구역에 대한 에칭률을 감소시키기 위해 (독점적으로) 웨이퍼 에지 구역에 대한 중합을 증가시킴으로써 웨이퍼 에지 구역에서 하향 조절된다(CD는 상향 조절된다). 일 실시예에서, 웨이퍼 에지 구역에 대한 가스 중합 증가는 CH2F2 또는 CHF3와 같은 중합 가스를 웨이퍼 에지 주입 슬릿(220)을 통해 흘려보냄으로써 수행된다(도 9의 블록 435). 폴리머 증착률에서 산출되는 증가는 CD를 증가시킨다. 이러한 증가는 웨이퍼 에지 인젝터 슬릿을 통해 작은 유량으로 가스 유량을 제한함으로써 웨이퍼 에지 구역에 대해 한정된다. 이러한 작은 유량은 프로세스 가스 종들의 선택에 의해 영향을 받는 가장 균일한 CD 분포를 얻기 위해 선택되며, 예를 들어, 1-20sccm의 범위일 수 있다.9 illustrates another exemplary method of operating the plasma reactor of FIGS. 1-6 to increase CD in the wafer edge region. Gas of silicon etchant species, such as HBr and Cl 2 , is injected through the inner zone sealing injector 170 at a first gas flow rate (block 420 of FIG. 9), and the outer zone sealing injector 175 at a second gas flow rate. Is injected (block 425 in FIG. 9). Gas flow through the inner and outer zone sealing injectors 170, 175 is sufficient to obtain the desired average etch rate for the wafer surface. The etch rate distribution is adjusted globally but to the periphery 1% of the wafer surface by independently adjusting the gas flow rates through the inner and outer sealing injectors 170, 175 until the etch rate distribution uniformity is optimized (FIG. 9). Block 430). This typically yields significantly higher etch rates (or too low CD) at the outer 1% or wafer edge regions of the wafer surface. The etch rate is adjusted down in the wafer edge region (CD is up regulated) by increasing the polymerization to the wafer edge region (exclusively) to reduce the etch rate for the wafer edge region. In one embodiment, gas polymerization increase for the wafer edge region is performed by flowing a polymerization gas, such as CH 2 F 2 or CHF 3 , through the wafer edge injection slit 220 (block 435 in FIG. 9). The resulting increase in polymer deposition rate increases the CD. This increase is defined for the wafer edge region by limiting the gas flow rate to a small flow rate through the wafer edge injector slit. This small flow rate is chosen to obtain the most uniform CD distribution that is affected by the selection of process gas species, for example, may be in the range of 1-20 sccm.

도 8 또는 도 9의 방법들중 하나에서, 웨이퍼 에지 슬릿(220)을 통한 가스 유량들의 조절 및/또는 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 가스 유량들의 조절에 의해 추가 최적화가 달성된다. 예를 들어, 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 에천트 가스 흐름은 감소될 수 있는 반면 웨이퍼 에지 구역에서 CD를 보다 증가시키기 위해 웨이퍼 에지 슬릿(220)을 통한 불활성 또는 중합 가스 흐름은 증가된다. 그러나, 웨이퍼 에지 슬릿을 통한 유량은 웨이퍼 에지 구역에 대한 작용이 제한되도록 충분히 낮을 수 있다. 그러나, 실링 인젝터들(170, 175)을 통한 에천트 가스 유량은 요구에 따라 낮게(예를 들어, 제로) 감소될 수 있다. 반대로, 웨이퍼 에지 구역에서의 CD가 감소되도록 웨이퍼 에지 슬릿(220)을 통한 불활성 또는 중합 가스 흐름은 감소되면서 실링 에천트들(170, 175)을 통한 에천트 가스 흐름은 증가될 수 있다.In either of the methods of FIG. 8 or 9, further optimization is achieved by adjusting the gas flow rates through the wafer edge slit 220 and / or by adjusting the gas flow rates through the sealing injectors 170, 175. For example, the etchant gas flow through the sealing injectors 170 and 175 may be reduced while the inert or polymer gas flow through the wafer edge slit 220 is increased to increase CD in the wafer edge region. . However, the flow rate through the wafer edge slit may be low enough to limit the action on the wafer edge region. However, the etchant gas flow rate through the sealing injectors 170, 175 may be reduced (eg, zero) as desired. Conversely, the etchant gas flow through the sealing etchant 170, 175 can be increased while the inert or polymerization gas flow through the wafer edge slit 220 is reduced so that CD in the wafer edge region is reduced.

본 발명은 선택된 가스가 연속적인 슬릿 인젝터를 통해 웨이퍼 에지 부근에 주입되는 실시예를 참조로 개시되었지만, 웨이퍼 에지에서의 인젝터는 다른 형태, 이를 테면, 웨이퍼 에지 부근에 다수의 가스 주입 오리피스들의 연속물 또는 어레이와 같은 형태일 수 있다.Although the present invention has been described with reference to embodiments in which the selected gas is injected near the wafer edge through a continuous slit injector, the injector at the wafer edge may be in another form, such as a series of multiple gas injection orifices near the wafer edge or It may be in the form of an array.

지금까지 본 발명의 실시예들에 관한 것이었지만, 본 발명의 다른 추가적 실시예들이 하기 본 발명의 청구항들에 의해 제한되는 본 발명의 기본 사상 및 범주를 이탈하지 않고 고안될 수 있다.While it has been so far directed to embodiments of the invention, other additional embodiments of the invention may be devised without departing from the basic spirit and scope of the invention as defined by the following claims.

도 1은 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기를 나타내는 도면;1 shows a plasma reactor according to one embodiment;

도 2는 도 1의 반응기의 캐소드 라이너의 내부 구조적 피쳐들을 나타내는 도면;FIG. 2 shows internal structural features of the cathode liner of the reactor of FIG. 1; FIG.

도 3은 도 2의 라인들 3-3을 따라 취한 단면도;3 is a cross-sectional view taken along lines 3-3 of FIG. 2;

도 4는 도 2의 라인들 4-4을 따라 취한 단면도;4 is a cross-sectional view taken along lines 4-4 of FIG. 2;

도 5는 일 실시예의 프로세스 링들 및 캐소드 라이너의 부분의 단면도;5 is a cross-sectional view of a portion of an embodiment process ring and cathode liner;

도 6은 도 5에 해당하는 측면도;6 is a side view corresponding to FIG. 5;

도 7은 웨이퍼 에지 인젝터 슬롯을 지나는 가스 흐름이 있고 없는 도 1의 반응기에서 SiCl2의 방사상 분포를 나타내는 도면;FIG. 7 shows a radial distribution of SiCl 2 in the reactor of FIG. 1 with and without gas flow through a wafer edge injector slot; FIG.

도 8은 일 실시예에 따른 방법을 나타내는 도면;8 illustrates a method according to one embodiment;

도 9는 또 다른 실시예에 따른 방법을 나타내는 도면.9 illustrates a method according to another embodiment.

Claims (15)

제품을 처리하는 플라즈마 반응기로서,A plasma reactor for processing a product, 측벽과 실링을 포함하는 챔버 엔클로져;A chamber enclosure comprising sidewalls and a seal; 상기 실링을 면하는 제품 지지 표면을 가지며 상기 챔버내에 있는 제품 지지체;A product support in the chamber having a product support surface facing the seal; 상기 제품 지지체를 지지하며 상부 표면과 베이스를 가지며 상기 베이스로부터 상기 상부 표면으로 연장되는 다수의 내부 가스 흐름 채널들을 갖는 캐소드 라이너;A cathode liner supporting the product support and having a top surface and a base and having a plurality of internal gas flow channels extending from the base to the top surface; 상기 베이스에서 상기 내부 가스 흐름 채널들 각각과 결합되는 가스 공급 플레넘; A gas supply plenum coupled to each of said internal gas flow channels at said base; 상기 캐소드 라이너의 상기 상부 표면 위에 놓이며 상기 웨이퍼 지지 표면의 주변 에지 부근에 있는 내부 에지를 가지는 프로세스 링; A process ring overlying said top surface of said cathode liner and having an inner edge near a peripheral edge of said wafer support surface; 상기 프로세스 링내에서 상기 내부 에지를 지나는 가스 주입 통로를 가지며 상기 제품 지지 표면을 면하고 상기 다수의 내부 가스 흐름 채널들과 결합되는 가스 인젝터; 및A gas injector having a gas injection passage through the inner edge within the process ring and facing the product support surface and coupled with the plurality of internal gas flow channels; And 상기 가스 공급 플레넘과 결합되는 가스 공급 시스템A gas supply system coupled with the gas supply plenum 을 포함하는 플라즈마 반응기.Plasma reactor comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부 에지를 지나는 상기 가스 주입 경로는 상기 제품 지지 표면을 면하는 연속적인 슬릿 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The gas injection path passing through the inner edge includes a continuous slit opening facing the product support surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부 에지를 지나는 상기 가스 주입 경로는 다수의 가스 주입 오리피스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The gas injection path passing through the inner edge comprises a plurality of gas injection orifices. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 인젝터는 상기 프로세스 링 내에서 상기 프로세스 링을 상부 및 하부 프로세스 링들로 분리하는 갭을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.Wherein said gas injector comprises a gap in said process ring that separates said process ring into upper and lower process rings. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 프로세스 링과 상기 캐소드 라이너에 의해 경계설정되는 내부 공급 채널을 더 포함하며, 상기 다수의 내부 가스 흐름 채널들은 상기 상부 표면에서 상기 공급 채널과 결합되며, 상기 공급 채널은 상기 프로세스 링에서 상기 갭과 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.And an internal supply channel bounded by the process ring and the cathode liner, the plurality of internal gas flow channels coupled with the supply channel at the upper surface, the supply channel being connected to the gap in the process ring. A plasma reactor, characterized in that coupled. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부 에지는 상기 제품 지지 표면의 직경의 약 1% 미만의 간격에 의해 상기 제품 지지 표면의 주변부와 이격되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.And the inner edge is spaced apart from the periphery of the product support surface by a spacing less than about 1% of the diameter of the product support surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실링에서 상기 가스 공급 시스템과 결합되는 프로세스 가스 분배기를 더 포함하며, 상기 프로세스 가스 분배기는 내부 및 외부 가스 주입 구역들 및 상기 내부 및 외부 가스 주입 구역들에 대해 각각 독립적인 가스 흐름 채널들을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.And further comprising a process gas distributor coupled with the gas supply system in the sealing, the process gas distributor including internal and external gas injection zones and respective gas flow channels independent of the internal and external gas injection zones. Plasma reactor, characterized in that. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein (a) 상기 프로세스 링의 상기 가스 인젝터, (b) 상기 가스 분배기의 상기 내부 가스 주입 구역 및 (c) 상기 가스 분배기의 상기 외부 가스 주입 구역에 대한 가스 유량들은 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.gas flow rates for (a) the gas injector of the process ring, (b) the internal gas injection zone of the gas distributor and (c) the external gas injection zone of the gas distributor are independently controllable. Reactor. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 가스 공급 시스템은 상기 가스 분배기에 결합된 제 1 프로세스 가스의 소스 및 상기 프로세스 링의 상기 가스 인젝터에 결합된 제 2 프로세스 가스의 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.Wherein said gas supply system comprises a source of a first process gas coupled to said gas distributor and a source of a second process gas coupled to said gas injector of said process ring. 제 1 항에서, In claim 1, 상기 웨이퍼 지지체는 일반적으로 실린더형 대칭 축을 가지며 상기 라이너는 상기 웨이퍼 지지체와 동축인 실린더형 벽을 포함하며 상기 가스 인젝터는 환형 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.Wherein the wafer support generally has a cylindrical symmetry axis, the liner includes a cylindrical wall coaxial with the wafer support, and the gas injector includes an annular slit. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 웨이퍼 지지체는 상기 웨이퍼 지지체 표면상에서 지지되는 웨이퍼의 주변 에지와 대응하는 주변 에지를 가지며, 상기 환형 슬릿은 상기 제품 지지 표면 직경의 약 1% 미만의 간격에 의해 상기 주변 에지로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.Wherein the wafer support has a peripheral edge corresponding to a peripheral edge of the wafer supported on the wafer support surface, wherein the annular slit is spaced from the peripheral edge by a spacing less than about 1% of the diameter of the product support surface. Plasma reactor. 플라즈마 반응기에서 제품을 처리하는 방법으로서,A method of treating a product in a plasma reactor, 플라즈마 반응기의 챔버에서 제품 지지체 상에 제품을 위치시키는 단계;Positioning the product on a product support in a chamber of a plasma reactor; 상기 제품에 인접하며 상기 제품의 주변 에지를 둘러싸는 제 1 프로세스 가스를 제품 지지 프로세스 가스 인젝터를 통해 주입하는 단계;Injecting a first process gas through a product support process gas injector adjacent the article and surrounding a peripheral edge of the article; 상기 플라즈마 반응기 챔버에 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마 반응기에 플라즈마 RF 조스 전력을 결합시키는 단계;Coupling plasma RF joss power to the plasma reactor to produce a plasma in the plasma reactor chamber; 상기 제품 지지체 위에 놓이는 상기 챔버의 실링에 위치된 실링 프로세스 가스 분배기를 통해 상기 챔버에 제 2 프로세스 가스를 주입하는 단계; 및 Injecting a second process gas into the chamber through a sealing process gas distributor located in the seal of the chamber overlying the product support; And 상기 제품 지지 프로세스 가스 인젝터를 통해 상기 실링 프로세스 가스 분배기를 지나는 가스 유량을 독립적으로 제어하는 단계Independently controlling a gas flow rate through the product supporting process gas injector through the sealing process gas distributor 를 포함하는 제품 처리 방법.Product processing method comprising a. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 실링 프로세스 가스 분배기는 외부 가스 분배기와 내부 프로세스 가스 분배기를 포함하며, 상기 방법은,The sealing process gas distributor includes an external gas distributor and an internal process gas distributor, the method comprising: 상기 제품의 대부분에 대한 프로세스 균일성이 최적화되도록 상기 내부 및 외부 프로세스 가스 분배기들을 통해 가스 유량들을 조절하는 단계; 및Adjusting gas flow rates through the internal and external process gas distributors to optimize process uniformity for most of the product; And 상기 제품의 주변 구역에서 프로세싱이 최적화되도록 상기 제품 지지 프로세스 가스 인젝터를 통해 프로세스 가스 유량을 조절하는 단계Adjusting a process gas flow rate through the product supported process gas injector to optimize processing in the periphery region of the product 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법. Product processing method comprising a further. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 제품 지지 프로세스 가스 인젝터를 통해 제 1 프로세스 가스를 주입하는 단계는,Injecting the first process gas through the product supported process gas injector, 상기 제품 지지체의 일부의 안쪽에서 가스 흐름 채널들을 통해 상기 제 1 프로세스 가스를 공급하는 단계; 및Supplying the first process gas through gas flow channels inside a portion of the product support; And 상기 제품을 둘러싸는 프로세스 링을 통해 상기 가스 흐름 채널들로부터 수신된 프로세스 가스를 전도시키는 단계Conducting process gas received from the gas flow channels through a process ring surrounding the product 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법. Product processing method comprising a. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제품의 상기 주변 구역에 대해 상기 제 1 프로세스 가스의 작용을 한정하기 위해 상기 제품 지지 가스 인젝터를 통해 가스 유량을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법. Limiting the gas flow rate through the product support gas injector to limit the action of the first process gas to the peripheral zone of the product.
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