KR20130093080A - Pre-clean chamber with reduced ion current - Google Patents

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KR20130093080A
KR20130093080A KR1020137001955A KR20137001955A KR20130093080A KR 20130093080 A KR20130093080 A KR 20130093080A KR 1020137001955 A KR1020137001955 A KR 1020137001955A KR 20137001955 A KR20137001955 A KR 20137001955A KR 20130093080 A KR20130093080 A KR 20130093080A
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존 씨. 포레스터
태 홍 하
뮤랄리 케이. 나라심한
진유 푸
아르빈드 선다라잔
시아오 구오
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

기판들을 프로세싱하기 위한 장치가 본원에 개시된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 플라즈마를 수용하기 위한 제 1 용적 및 기판을 프로세싱하기 위한 제 2 용적을 가지는 프로세스 챔버; 상기 제 2 용적 내에 배치된 기판 지지부; 및 제 1 용적 내에 형성된 플라즈마가 플라즈마 필터를 통해서 제 1 용적으로부터 제 2 용적으로 단지 유동할 수 있도록 상기 제 1 용적과 제 2 용적 사이에서 프로세스 챔버 내에 배치된 플라즈마 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 프로세스 챔버에 커플링된 프로세스 키트를 포함하고, 상기 플라즈마 필터는 상기 프로세스 키트에 배치된다. Disclosed herein is an apparatus for processing substrates. In some embodiments, a substrate processing system includes a process chamber having a first volume for receiving a plasma and a second volume for processing a substrate; A substrate support disposed in the second volume; And a plasma filter disposed in the process chamber between the first volume and the second volume such that the plasma formed in the first volume can only flow through the plasma filter from the first volume to the second volume. In some embodiments, a substrate processing system includes a process kit coupled to a process chamber and the plasma filter is disposed in the process kit.

Description

이온 전류가 감소된 예비-세정 챔버{PRE-CLEAN CHAMBER WITH REDUCED ION CURRENT}PRE-CLEAN CHAMBER WITH REDUCED ION CURRENT}

본원 발명의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이다.Embodiments of the present invention generally relate to substrate processing systems.

플라즈마 예비세정 챔버들과 같은 기판 프로세싱 시스템들은 프로세싱 단계에 앞서서 기판을 세정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판은 플라즈마 예비세정 챔버로 도입되기에 앞서서, 예를 들어 에칭 프로세스, 또는 애싱(ashing) 프로세스 등에 의해서 프로세싱될 수 있다. 기판은, 기판을 손상시키지 않고 제거될 필요가 있을 수 있는 에칭 잔류물들, 또는 산화물들 등과 같은 잔류물들을 가진 상태로 플라즈마 예비세정 챔버로 도입될 수 있다. 본원 발명자들은 종래의 예비세정 챔버들이 일부 기판들, 예를 들어, 65nm-아래의 유전체 필름들 상에서 손상을 일으킬 수 있다는 것을 발견하였다.Substrate processing systems such as plasma preclean chambers may be used to clean the substrate prior to the processing step. For example, the substrate may be processed by, for example, an etching process, an ashing process, or the like prior to being introduced into the plasma preclean chamber. The substrate may be introduced into the plasma preclean chamber with residues such as etch residues, oxides, or the like that may need to be removed without damaging the substrate. The inventors have found that conventional preclean chambers can cause damage on some substrates, for example, dielectric films below 65 nm.

따라서, 본원 발명자들은 개선된 예비세정 챔버를 제공하였다.Thus, the inventors have provided an improved preclean chamber.

기판들을 프로세싱하기 위한 장치가 본원에 개시된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 플라즈마를 수용하기 위한 제 1 용적 및 기판을 프로세싱하기 위한 제 2 용적을 가지는 프로세스 챔버; 상기 제 2 용적 내에 배치된 기판 지지부; 및 제 1 용적 내에 형성된 플라즈마가 플라즈마 필터를 통해서 제 1 용적으로부터 제 2 용적으로 단지 유동할 수 있도록 상기 제 1 용적과 제 2 용적 사이에서 프로세스 챔버 내에 배치된 플라즈마 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 프로세스 챔버에 커플링된 프로세스 키트를 포함하고, 상기 플라즈마 필터는 상기 프로세스 키트 내에 배치된다. Disclosed herein is an apparatus for processing substrates. In some embodiments, a substrate processing system includes a process chamber having a first volume for receiving a plasma and a second volume for processing a substrate; A substrate support disposed in the second volume; And a plasma filter disposed in the process chamber between the first volume and the second volume such that the plasma formed in the first volume can only flow through the plasma filter from the first volume to the second volume. In some embodiments, a substrate processing system includes a process kit coupled to a process chamber and the plasma filter is disposed within the process kit.

일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은 제 1 용적 및 제 2 용적을 가지는 프로세스 챔버; 상기 제 2 용적 내에 배치된 기판 지지부; 상기 프로세스 챔버의 벽에 기대어지도록(rest) 구성되는 제 1 외측 엣지를 가지고 그리고 제 1 내측 엣지를 가지는 링; 상기 링의 제 1 내측 엣지로부터 하향 연장되고, 상기 기판 지지부 위에 개구부를 형성하는 측벽들을 가지는 본체; 상기 본체의 측벽들로부터 상기 기판 지지부 위의 개구부 내로 연장되는 립(lip); 그리고 상기 제 1 용적 내에 형성된 플라즈마가 제 1 용적으로부터 제 2 용적으로 유동하기 위해 플라즈마 필터를 단지 통과할 수 있도록 상기 립의 제 2 내측 엣지에 의해서 지지되는 둘레 엣지를 가지는 플라즈마 필터를 포함한다. In some embodiments, a substrate processing system includes a process chamber having a first volume and a second volume; A substrate support disposed in the second volume; A ring having a first outer edge and having a first inner edge configured to rest against a wall of the process chamber; A body having sidewalls extending downwardly from the first inner edge of the ring and forming openings over the substrate support; A lip extending from sidewalls of the body into an opening above the substrate support; And a plasma filter having a circumferential edge supported by the second inner edge of the lip so that the plasma formed in the first volume can only pass through the plasma filter to flow from the first volume to the second volume.

본원 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 이하에서 설명된다. Other and further embodiments of the present invention are described below.

앞서서 간략하게 요약되고 이하에서 더 상세하게 설명되는 본원 발명의 실시예들은 첨부된 도면들에 도시된 본원 발명의 설명적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템의 플라즈마 필터의 사시도를 도시한다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에서 공통되는 동일한 구성요소들을 표시하기 위해서 동일한 참조 번호들을 사용하였다. 도면들은 일정한 비율로 도시되지 않고 명료성을 위해 간소화될 수 있다. 추가적인 언급이 없어도, 하나의 실시예의 구성요소들 및 특징들이 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.Embodiments of the invention briefly summarized above and described in more detail below may be understood with reference to the illustrative embodiments of the invention shown in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of this invention and are therefore not to be considered limiting of its scope, for the invention may admit to other equally effective embodiments to be.
1 shows a schematic diagram of a substrate processing system in accordance with some embodiments of the present invention.
2 shows a perspective view of a plasma filter of a substrate processing system in accordance with some embodiments of the present invention.
For ease of understanding, wherever possible, the same reference numbers have been used to denote the same components that are common in the figures. The figures are not drawn to scale and may be simplified for clarity. Without further mention, it is contemplated that components and features of one embodiment may be beneficially included in other embodiments.

기판 프로세싱을 위한 장치가 본원에서 개시된다. 본원 발명에 따른 장치의 실시예들은 장치 내에 배치된 기판을 세정하기 위해서 사용되는 플라즈마 내의 이온 전류(ion current)를 유리하게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 감소된 이온 전류는 기판을 손상시키지 않고 에칭 잔류물들, 또는 산화물들 등과 같은 오염물질들을 제거하기 위해서 유리하게 사용될 수 있다. 본원 발명에 따른 장치의 실시예들은, 예를 들어, 저-k 유전체 재료 내에 트렌치들, 또는 비아들(vias) 등을 형성하기 위해서 에칭된 저-k 유전체 재료를 가지는 기판과 같이, 오염물질들을 가지는 적절한 기판들을 세정하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 에칭 잔류물들, 또는 산화물들 등을 제거하여 후공정(back end of line; BEOL) 프로세싱에 앞서서 금속 표면들을 노출시킴으로써, 금속 배선(interconnect) 구조물들을 형성하기 위해서, 기판이 본원 발명에 따른 장치에서 세정될 수 있다. Disclosed herein is an apparatus for substrate processing. Embodiments of the device according to the present invention can advantageously reduce the ion current in the plasma used to clean the substrate disposed in the device. For example, reduced ion current can be advantageously used to remove contaminants such as etch residues, oxides, and the like without damaging the substrate. Embodiments of the device according to the present invention can be used to remove contaminants, such as, for example, a substrate having a low-k dielectric material etched to form trenches, vias, and the like in the low-k dielectric material. The branches can be used to clean the appropriate substrates. In order to form metal interconnect structures, for example, by removing etch residues, oxides and the like to expose the metal surfaces prior to back end of line (BEOL) processing, the substrate is incorporated herein. In the device accordingly.

비-제한적인 예에서, 본원 발명의 실시예들은 기생 용량(parasitic capacitance)을 감소시킴으로써 제품 성능을 강화하기 위해서 다공성 초저-k(ultra low k; ULK) 유전체들을 가지는 개량형(advanced) 배선 구조물들을 세정하기 위해서 사용될 수 있다. 높은 탄소 함량으로 인해서, ULK 유전체가 플라즈마 처리에 대해서 더 민감할 수 있다. 일부 실시예들에서, ULK 유전체가 약 2.5 또는 그 미만의 유전 상수를 가질 수 있다. 본원 발명의 실시예들은 약 40 nm 또는 그 미만과 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 임의의 적합한 디바이스 노드(device node)에서 기판들을 세정하기 위해서 사용될 수 있다.In a non-limiting example, embodiments of the present invention clean advanced wiring structures with porous ultra low k (ULK) dielectrics to enhance product performance by reducing parasitic capacitance. Can be used to Due to the high carbon content, ULK dielectrics can be more sensitive to plasma treatment. In some embodiments, the ULK dielectric can have a dielectric constant of about 2.5 or less. Embodiments of the present invention may be used to clean substrates at any suitable device node, such as, but not limited to, about 40 nm or less.

도 1은 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템을 도시한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템이 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.로부터 입수가 가능한 Preclean II 챔버와 같은 예비-세정 챔버일 수 있다. 다른 프로세스 챔버들이 본원에서 제공되는 개념들(teachings)에 따라 또한 수정될 수 있다. 일반적으로, 기판 프로세싱 시스템(40)은 제 1 용적(73) 및 제 2 용적(75)을 가지는 프로세스 챔버(72)를 포함한다. 제 1 용적(73)은 플라즈마(77)가 수용되는(예를 들어, 도입되는 또는 형성되는) 프로세스 챔버(72)의 일부를 포함할 수 있다. 제 2 용적(75)은 플라즈마(77)로부터의 반응제들(reactants)을 사용하여 기판이 프로세싱될 프로세스 챔버(72)의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(42)가 프로세스 챔버(72)의 제 2 용적(75) 내에 배치될 수 있다. 제 1 용적(73) 내에 형성된 플라즈마(77)(또는 플라즈마(77)로부터 형성된 반응제들)가 플라즈마 필터(89)를 통과함으로써 제 2 용적(75)에 단지 도달할 수 있도록 플라즈마 필터(89)가 제 1 용적(73)과 제 2 용적(75) 사이에서 프로세스 챔버(72) 내에 배치될 수 있다.1 illustrates a substrate processing system in accordance with some embodiments of the present invention. For example, in some embodiments, the substrate processing system may be a pre-clean chamber such as a Preclean II chamber available from Applied Materials, Inc., Santa Clara, California. Other process chambers may also be modified in accordance with the teachings provided herein. Generally, substrate processing system 40 includes a process chamber 72 having a first volume 73 and a second volume 75. The first volume 73 can include a portion of the process chamber 72 in which the plasma 77 is received (eg, introduced or formed). The second volume 75 may comprise a portion of the process chamber 72 in which the substrate is to be processed using reactants from the plasma 77. For example, substrate support 42 may be disposed within second volume 75 of process chamber 72. Plasma filter 89 so that plasma 77 (or reactants formed from plasma 77) formed in first volume 73 can only reach second volume 75 by passing through plasma filter 89. May be disposed within the process chamber 72 between the first volume 73 and the second volume 75.

기판 프로세싱 시스템(40)은 제 1 용적 내에서 플라즈마(77)를 형성하기 위해서 사용될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 프로세스들의 가스들을 제공하기 위해서 프로세스 챔버에 커플링된 가스 유입구(76)를 포함할 수 있다. 가스 배출구(78)가 프로세스 챔버(72)에, 예를 들어 제 2 용적(75)을 포함하는 챔버(72)의 하부 부분에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(72) 내에서 플라즈마(77)를 생성하도록 RF 전력 공급원(74)이 유도 코일(98)에 커플링될 수 있다. 대안적으로, (도시되지 않은) 플라즈마가, 예를 들어 원격 플라즈마 공급원 등에 의해서 원격적으로 생성될 수 있고, 프로세스 챔버의 제 1 용적(73) 내로 유동될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판이 기판 지지부(42)의 표면 상에 존재할 때 기판(54)에 대한 이온 플럭스를 제어하기 위해서 전력 공급원(80)이 기판 지지부(42)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 기판 프로세싱 시스템(40)의 하나 또는 둘 이상의 구성요소들을 제어하여 기판(54) 상에서 작업들을 실시하기 위해서 기판 프로세싱 시스템(40)이 제어기(110)를 포함할 수 있다. 다른 그리고 추가적인 구성요소들 및 기판 프로세싱 시스템(40)이 이하에서 설명된다. Substrate processing system 40 may include a gas inlet 76 coupled to the process chamber to provide gases of one or more processes that may be used to form plasma 77 within the first volume. . The gas outlet 78 may be coupled to the process chamber 72, for example to a lower portion of the chamber 72 that includes the second volume 75. In some embodiments, RF power source 74 may be coupled to induction coil 98 to generate plasma 77 within process chamber 72. Alternatively, plasma (not shown) may be generated remotely, for example by a remote plasma source or the like, and flowed into the first volume 73 of the process chamber. In some embodiments, the power supply 80 may be coupled to the substrate support 42 to control the ion flux to the substrate 54 when the substrate is present on the surface of the substrate support 42. For example, substrate processing system 40 may include controller 110 to control one or more components of substrate processing system 40 to perform operations on substrate 54. Other and additional components and substrate processing system 40 are described below.

프로세스 챔버(72)는 벽들(82), 하단부(84) 및 상단부(86)를 포함한다. 유전체 덮개(lid)(88)가 상단부(86) 아래에 그리고 프로세스 키트(90)의 위에 배치될 수 있고, 상기 프로세스 키트(90)는 프로세스 챔버(72)에 커플링되고 플라즈마 필터(89)를 유지하도록 구성된다. 유전체 덮개(88)는 도 1에 도시된 바와 같이 돔-형상일 수 있다. 유전체 덮개(88)는 유리 또는 석영과 같은 유전체 재료들로부터 제조되고, 전형적으로 특정 수의 기판들이 시스템(40) 내에서 프로세싱된 후에 교체될 수 있는 교체가능한 부품이다. RF 전력을 제 1 용적(73)에 유도적으로 커플링함으로써 제 1 용적(73) 내에 플라즈마(77)를 형성하도록 유도 코일(98)이 유전체 덮개(88) 주위에 배치될 수 있고 RF 전력 공급원(74)에 커플링될 수 있다. 유도 코일(98)에 대한 대안으로 또는 유도 코일(98)과 조합하여, 원격 플라즈마 공급원(도시되지 않음)은 제 1 용적(73) 내에 플라즈마(77)를 형성하거나 제 1 플라즈마(77)를 제 1 용적(73)에 제공하는데 사용될 수 있다. Process chamber 72 includes walls 82, bottom 84, and top 86. A dielectric lid 88 may be disposed below the top 86 and above the process kit 90, which is coupled to the process chamber 72 and connects the plasma filter 89. Configured to maintain. Dielectric sheath 88 may be dome-shaped as shown in FIG. 1. Dielectric cover 88 is a replaceable component that is made from dielectric materials such as glass or quartz and is typically replaceable after a certain number of substrates have been processed in system 40. An induction coil 98 can be disposed around the dielectric sheath 88 to form a plasma 77 in the first volume 73 by inductively coupling the RF power to the first volume 73 and the RF power source. May be coupled to 74. As an alternative to or in combination with induction coil 98, a remote plasma source (not shown) may form plasma 77 in first volume 73 or deplete first plasma 77. It can be used to provide one volume 73.

프로세스 키트(90)는, 프로세스 챔버(72)의 벽(82)에 기대어지도록 구성된 제 1 외측 엣지(93)를 가지는, 플랜지와 같은, 링(91)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 링(91)이 벽(82)에 기대어질 수 있고 유전체 덮개(88) 및 상단부(86)를 가질 수 있다. 그러나, 도 1에 도시된 실시예들은 단지 예시적인 것이고, 다른 실시예들이 가능하다. 예를 들어, 링은 벽(82) 등으로부터 내측으로 연장되는 립과 같은, 챔버의 내부 특징부(feature)(도시되지 않음) 상에 기대어지도록 구성될 수 있다. 링(91)은 제 1 내측 엣지(95)를 더 포함할 수 있다.The process kit 90 may include a ring 91, such as a flange, having a first outer edge 93 configured to lean against the wall 82 of the process chamber 72. For example, as shown in FIG. 1, the ring 91 may be leaning against the wall 82 and have a dielectric cover 88 and a top portion 86. However, the embodiments shown in FIG. 1 are merely exemplary and other embodiments are possible. For example, the ring may be configured to lean on an interior feature (not shown) of the chamber, such as a lip extending inwardly from wall 82 or the like. The ring 91 may further include a first inner edge 95.

프로세스 키트(90)는 링(91)의 제 1 내측 엣지(95)로부터 하향 연장되는 본체(97)를 포함할 수 있다. 본체(97)는 기판 지지부(42) 위에 개구부(100)를 형성하는 측벽들(99)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 개구부(100)의 직경이 기판 지지부(42)의 직경을 초과할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(42)와 본체(97)의 측벽들(99) 사이에 형성된 갭(102)이 배출구(78)로 배출될 프로세스 가스들, 부산물들, 및 다른 재료들을 위한 유동 경로로서 사용될 수 있다. The process kit 90 may include a body 97 extending downward from the first inner edge 95 of the ring 91. The body 97 may include sidewalls 99 that form the opening 100 over the substrate support 42. For example, as shown in FIG. 1, the diameter of the opening 100 may exceed the diameter of the substrate support 42. For example, a gap 102 formed between the substrate support 42 and the sidewalls 99 of the body 97 as a flow path for process gases, by-products, and other materials to be discharged to the outlet 78. Can be used.

프로세스 키트(90)는 본체(97)의 측벽들(99)로부터 기판 지지부(42) 위의 개구부(100) 내로 연장되는 립(104)을 포함할 수 있다. 립(104)은 이하에서 설명하는 바와 같이 플라즈마 필터(89)를 유지하도록 구성될 수 있다. 립(104)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 링(91) 아래의 측벽들(99)을 따른 위치로부터와 같이, 본체(97)의 측벽들(99)로부터 연장될 수 있다. 대안적으로, 립(104)은 링(91)과 대략적으로 같은 레벨에서 링(91)의 위치 근처에서 본체(97)로부터 연장될 수 있다. 립(104)은 본체(97)로부터 임의의 적합한 위치에서 연장될 수 있고, 그에 따라 유도성 커플링과의 간섭을 방지하고 플라즈마 필터(89) 아래에서 임의의 스트레이(stray) 플라즈마가 생성되는 것을 방지하도록 플라즈마 필터(89)가 유도 코일(98)의 평면 아래에 있을 수 있다.Process kit 90 may include a lip 104 that extends from sidewalls 99 of body 97 into opening 100 over substrate support 42. Lip 104 may be configured to hold plasma filter 89 as described below. Lip 104 may extend from sidewalls 99 of body 97, such as from a position along sidewalls 99 under ring 91, for example, as shown in FIG. 1. . Alternatively, lip 104 may extend from body 97 near the position of ring 91 at approximately the same level as ring 91. The lip 104 may extend from any suitable position from the body 97, thereby preventing interference with the inductive coupling and generating any stray plasma under the plasma filter 89. Plasma filter 89 may be below the plane of induction coil 98 to prevent it.

립(104)은 제 2 내측 엣지(106) 상에서 플라즈마 필터(89)의 둘레 엣지를 지지하도록 구성된 제 2 내측 엣지(106)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 필터(89)를 상기 리세스(108) 내에서 유지하도록 제 2 내측 엣지(106)가 상기 제 2 내측 엣지(106) 주위에 배치된 리세스(108)를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 리세스(108)는 플라즈마 필터(89)를 유지하기 위한 단지 하나의 예시적인 실시예일 뿐이며 다른 적합한 유지 메커니즘들이 사용될 수 있다.Lip 104 may have a second inner edge 106 configured to support a circumferential edge of plasma filter 89 on second inner edge 106. For example, a second inner edge 106 may include a recess 108 disposed around the second inner edge 106 to maintain the plasma filter 89 within the recess 108. have. However, the recess 108 is only one exemplary embodiment for holding the plasma filter 89 and other suitable holding mechanisms may be used.

프로세스 키트(90)는 시스템(40) 내에서 실행되는 프로세스들과 양립가능한(compatible) 임의의 적합한 재료들을 포함할 수 있다. 프로세스 키트(90)의 구성요소들은 제 1 및 제 2 용적(73, 75)을 형성하는데 기여할 수 있다. 예를 들어, 제 1 용적(73)은 적어도 링(91), 립(104), 플라즈마 필터(89), 및 유전체 덮개(88)에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 용적(73)은 본체(97)의 측벽들(99)에 의해서 추가로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 용적(75)은 립(104), 플라즈마 필터(89), 본체(97), 및 기판 지지부(42)에 의해서 형성될 수 있다. Process kit 90 may include any suitable material that is compatible with processes executed within system 40. Components of the process kit 90 may contribute to forming the first and second volumes 73, 75. For example, the first volume 73 can be formed by at least a ring 91, a lip 104, a plasma filter 89, and a dielectric cover 88. For example, in some embodiments, as shown in FIG. 1, the first volume 73 can be further formed by sidewalls 99 of the body 97. For example, the second volume 75 may be formed by the lip 104, the plasma filter 89, the body 97, and the substrate support 42.

도 2는 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 플라즈마 필터(89)의 사시도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 필터(89)는 플라즈마 필터(89)의 제 1 용적 대면(facing) 표면(83)으로부터 플라즈마 필터(89)의 제 2 용적 대면 표면(85)까지 플라즈마 필터(89)를 통해서 배치되는 복수의 개구부들(87)을 가지는 플레이트(202)를 포함한다. 복수의 개구부들(87)이 제 1 용적(73)을 제 2 용적(75)에 유체적으로 커플링한다. 플레이트(202)는 석영 또는 프로세스 화학물질들과 양립가능한 다른 재료들과 같은 유전체 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 플레이트(202)는 스크린 또는 메시를 포함할 수 있고, 여기에서 스크린 또는 메시의 개방 영역은 개구부들(87)에 의해서 제공되는 희망(desired) 개방 영역에 대응한다. 대안적으로, 메시 또는 스크린과 플레이트의 조합이 또한 사용될 수 있다. 2 shows a perspective view of a plasma filter 89 in accordance with some embodiments of the present invention. In some embodiments, the plasma filter 89 is the plasma filter 89 from the first volume facing surface 83 of the plasma filter 89 to the second volume facing surface 85 of the plasma filter 89. It includes a plate 202 having a plurality of openings 87 disposed through. A plurality of openings 87 fluidly couple the first volume 73 to the second volume 75. Plate 202 may be made of a dielectric material, such as quartz or other materials compatible with process chemicals. In some embodiments, plate 202 may comprise a screen or mesh, where the open area of the screen or mesh corresponds to a desired open area provided by openings 87. Alternatively, meshes or combinations of screens and plates may also be used.

플라즈마 필터(89)는 플라즈마(77)가 프로세스 챔버 내에서 형성된 후에 플라즈마(77)의 이온 전류를 제한하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 필터(89)의 하나 또는 둘 이상의 양태들(aspects)을 제어함으로써 플라즈마(77)의 이온 전류가 희망 이온 전류에 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 복수의 개구부들(87)은 플레이트(202)의 표면에 걸쳐서 크기, 간격, 및/또는 기하학적 배열이 변할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마(77)가 제 1 용적(73)으로부터 제 2 용적(75)으로 이동할 때 플라즈마(77) 내의 이온 전류를 감소시키기에 충분하도록 복수의 개구부들에서의 개구부들(87)의 수가 선택될 수 있다. 개구부들(87)의 크기는 일반적으로 0.03 인치(0.07 cm) 내지 약 3 인치(7.62 cm) 범위이다. 개구부들(87)은 약 2 퍼센트 내지 약 90 퍼센트의 플레이트(202)의 표면에 개방 영역을 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 둘 이상의 개구부들(87)은 약 30 퍼센트의 개방 영역을 형성하는 정사각형 격자(grid) 패턴으로 배열된 복수의 대략 1/2 인치(1.25 cm) 직경의 홀들을 포함한다. 홀들은 다른 크기의 홀들 또는 다양한 크기들의 홀들을 사용하는 다른 기하학적 또는 무작위적 패턴들로 배열될 수 있다는 것이 고려된다. 홀들의 크기, 형상 및 패터닝은 제 2 용적(75) 내의 소정의 이온 밀도에 따라서 변할 수 있다. 예를 들어, 제 2 용적(75) 내의 라디칼 대 이온 밀도비를 높이기 위해서 작은 직경의 더 많은 홀들이 사용될 수 있다. 다른 상황들에서, 제 2 용적(75) 내의 이온 대 라디칼 밀도비를 높이기 위해서 많은 수의 더 큰 홀들이 작은 홀들과 산재(intersperse)될 수 있다. 대안적으로, 제 2 용적(75) 내의 이온 분포의 윤곽을 형성하기 위해서(contour) 더 큰 홀들이 플레이트(202)의 특정 영역들 내에 위치될 수 있다.The plasma filter 89 may be used to limit the ion current of the plasma 77 after the plasma 77 is formed in the process chamber. For example, by controlling one or more aspects of the plasma filter 89, the ion current of the plasma 77 can be tailored to the desired ion current. For example, the plurality of openings 87 may vary in size, spacing, and / or geometry over the surface of the plate 202. For example, the openings 87 in the plurality of openings are sufficient to reduce the ionic current in the plasma 77 as the plasma 77 moves from the first volume 73 to the second volume 75. Number can be selected. The openings 87 generally range in size from 0.03 inch (0.07 cm) to about 3 inch (7.62 cm). The openings 87 may be arranged to form an open area on the surface of the plate 202 of about 2 percent to about 90 percent. In some embodiments, one or more openings 87 include a plurality of approximately 1/2 inch (1.25 cm) diameter holes arranged in a square grid pattern forming about 30 percent open area. do. It is contemplated that the holes may be arranged in other geometric or random patterns using holes of different sizes or holes of various sizes. The size, shape and patterning of the holes may vary depending on the desired ion density in the second volume 75. For example, more holes of small diameter may be used to increase the radical to ion density ratio in the second volume 75. In other situations, a larger number of larger holes may be interspered with smaller holes to increase the ion to radical density ratio in the second volume 75. Alternatively, larger holes may be located in specific regions of the plate 202 to contour the ion distribution in the second volume 75.

대안적으로, 또는 조합하여, 그리고 예를 들어 플라즈마 필터(89) 상에 각각의 개구부(87)를 위치결정하는 것이 유사한 목적을 위해서 선택될 수 있다. 예를 들어, 위치결정은, 플라즈마(77)가 중심 근처에서 더 높은 이온 밀도를 가지고 플라즈마(77)의 시스(sheath) 근처에서 더 낮은 이온 밀도를 가져야 하는 경우와 같이, 플라즈마(77)의 밀도에 대응하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마(77)의 임의의 그러한 불균일성은(만약 존재한다면) 플라즈마 필터(89)의 중심 근처에서 개구부들의 더 높은 밀도를 가지고 플라즈마 필터(89)의 엣지 근처에서 더 낮은 밀도를 가짐으로써와 같이 설명될 수도 있다. 따라서, 플라즈마(77)가 제 1 용적(73)으로부터 제 2 용적(75)으로 이동할 때 플라즈마(77) 내의 이온 전류를 감소시키기에 충분하도록 복수의 개구부들(87)에서 개구부들(87)의 밀도가 선택될 수 있다.Alternatively, or in combination, and for example positioning each opening 87 on the plasma filter 89 may be selected for similar purposes. For example, the positioning may be such that the plasma 77 has a higher ion density near the center and a lower ion density near the sheath of the plasma 77. May be selected to correspond to. For example, any such non-uniformity of the plasma 77 (if present) has a higher density of openings near the center of the plasma filter 89 and a lower density near the edge of the plasma filter 89. It may also be described as. Thus, the openings 87 in the plurality of openings 87 are sufficient to reduce the ionic current in the plasma 77 as the plasma 77 moves from the first volume 73 to the second volume 75. The density can be chosen.

플라즈마 필터(89)의 다른 양태들은 플라즈마(77)의 이온 전류를 조정하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 또는 전술한 양태들과 조합하여, 그리고 예를 들어, 플라즈마(77)가 제 1 용적(73)으로부터 제 2 용적(75)으로 이동할 때 플라즈마(77) 내의 이온 전류를 감소시키기에 충분하도록 복수의 개구부들(87)에서의 각각의 개구부(87)의 직경이 선택될 수 있다. 예를 들어, 각각의 개구부(87)의 직경이 플라즈마(77)의 시스 폭보다 더 작다면, 개구부들(87)은 제 2 용적(75)에 도달할 수 있는 이온 전류를 제한할 수 있다. 대안적으로, 또는 전술한 양태들과 조합하여, 그리고 예를 들어, 플라즈마(77) 내의 이온 전류를 제어하기 위해서 각각의 개구부(87)의 길이를 변화시키는 것과 같이 플라즈마 필터(89)의 두께가 조정될 수 있다. 개구부들(87)은 라디칼들 및 다른 중성 가스 종들이 제 2 용적(75)에 도달하도록 허용할 수 있고 기판 지지부(42) 상에 존재하는 기판이 프로세싱될 수 있게 할 수 있다. 또한, 복수의 개구부들(87)의 패턴이 기판 지지부(42) 상에 배치된 기판에 미치는 임의의 충격을 확산이 도말(smear out)할 수 있도록 하기 위해서, 플라즈마 필터(89)에 대한 기판 지지부(42)의 표면의 위치에 의해서 및/또는 립(104)의 위치에 의해서 플라즈마 필터(89)가 기판 지지부(42) 위로 충분히 멀리 위치될 수 있다.Other aspects of the plasma filter 89 can be used to adjust the ion current of the plasma 77. Alternatively, or in combination with the above-described aspects, and for example, to reduce the ion current in the plasma 77 as the plasma 77 moves from the first volume 73 to the second volume 75. The diameter of each opening 87 in the plurality of openings 87 may be selected to be sufficient. For example, if the diameter of each opening 87 is smaller than the sheath width of the plasma 77, the openings 87 can limit the ion current that can reach the second volume 75. Alternatively, or in combination with the above-described aspects, and for example, the thickness of the plasma filter 89 may be varied, such as by varying the length of each opening 87 to control the ion current in the plasma 77. Can be adjusted. The openings 87 can allow radicals and other neutral gas species to reach the second volume 75 and allow the substrate present on the substrate support 42 to be processed. In addition, the substrate support for the plasma filter 89 to allow diffusion to smear out any impact that the pattern of the plurality of openings 87 has on the substrate disposed on the substrate support 42. By the position of the surface of 42 and / or by the position of the lip 104, the plasma filter 89 can be positioned far enough above the substrate support 42.

시스템(40)으로 돌아가면, 가스 유입구(76)가 프로세싱 가스 공급부(92)에 연결되고 그리고 프로세싱 동안에 시스템(40) 내로 프로세싱 가스를 도입시킨다. 도시된 바와 같이, 가스 유입구(76)가 유전체 덮개(88)를 통해서 제 1 용적(73)에 커플링된다. 그러나, 가스 유입구(76)가 임의의 적합한 위치에서 제 1 용적(73) 내로 커플링될 수 있다. 가스 배출구(78)가 서보 제어 스로틀 밸브(94) 및 진공 펌프(96)를 포함할 수 있다. 진공 펌프(96)는 프로세싱에 앞서서 시스템(40)을 배기(evacuate)한다. 프로세싱 동안에, 진공 펌프(96) 및 서보 제어 스로틀 밸브(94)가 시스템(40) 내에서 희망 압력을 유지한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 가스가 수소(H2), 또는 헬륨(He) 등 중의 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 가스는 H2 와 He의 혼합물을 포함하고, 여기에서 H2는 약 5%이다.Returning to the system 40, a gas inlet 76 is connected to the processing gas supply 92 and introduces processing gas into the system 40 during processing. As shown, the gas inlet 76 is coupled to the first volume 73 through the dielectric cover 88. However, gas inlet 76 may be coupled into first volume 73 at any suitable location. The gas outlet 78 may include a servo controlled throttle valve 94 and a vacuum pump 96. Vacuum pump 96 evacuates system 40 prior to processing. During processing, vacuum pump 96 and servo controlled throttle valve 94 maintain the desired pressure in system 40. In some embodiments, the process gas may include one or more of hydrogen (H 2 ), helium (He), and the like. In some embodiments, the process gas is H 2 And a mixture of and He, wherein H 2 is about 5%.

일반적으로 기판 지지부(42)는 히터(44), RF 전극(46), 및 척킹 전극(48) 중 하나 또는 둘 이상을 포함한다. 예를 들어, RF 전극(46)이 티타늄을 포함할 수 있고 프로세싱 동안에 RF 바이어스를 제공하도록 전력 공급원(80)에 연결될 수 있다. RF 전극(46)에 대한 바이어스 전력의 사용은 플라즈마 점화(ignition) 및/또는 이온 전류의 제어에 도움이 될 수 있다. 그러나, RF 전극(46)으로부터의 바이어스 전력은 시스템(40)의 모든 실시예들과 양립적이지 않을 수 있다. 따라서, 그러한 경우들에 플라즈마 점화는 다른 수단들에 의해서 달성되어야 한다. 예를 들어, (가스 타입에 따라) 충분히 높은 압력에서, 유도 코일(98)과 제 1 용적(73) 사이의 용량성 커플링이 플라즈마 점화를 가능하게 할 수 있다. Generally, substrate support 42 includes one or more of heater 44, RF electrode 46, and chucking electrode 48. For example, RF electrode 46 may comprise titanium and may be connected to power supply 80 to provide an RF bias during processing. The use of bias power for the RF electrode 46 may help control plasma ignition and / or ion current. However, the bias power from the RF electrode 46 may not be compatible with all embodiments of the system 40. Thus, in such cases plasma ignition must be achieved by other means. For example, at sufficiently high pressure (depending on the gas type), capacitive coupling between the induction coil 98 and the first volume 73 may enable plasma ignition.

기판 지지부(42)는 기판(54)이 기판 지지부 상에 배치될 때 기판(54)을 기판 지지부(42)의 표면에 대해서 고정시키기 위해 척킹 전극(48)을 포함할 수 있다. 척킹 전극(48)은 매칭 네트워크(도시되지 않음)를 통해서 척킹 전력 공급원(50)에 커플링될 수 있다. 척킹 전력 공급원(50)은 약 2 MHz, 또는 약 13.56 MHz, 또는 약 60 MHz의 주파수로 12,000 W 까지 생산가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 척킹 전력 공급원(50)은 연속형 전력 또는 펄스형의 전력을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 척킹 전력 공급원은 DC 공급원 또는 펄스형 DC 공급원일 수 있다. The substrate support 42 can include a chucking electrode 48 to secure the substrate 54 to the surface of the substrate support 42 when the substrate 54 is disposed on the substrate support. The chucking electrode 48 can be coupled to the chucking power supply 50 through a matching network (not shown). The chucking power source 50 may be capable of producing up to 12,000 W at a frequency of about 2 MHz, or about 13.56 MHz, or about 60 MHz. In some embodiments, chucking power supply 50 may provide continuous power or pulsed power. In some embodiments, the chucking power source can be a DC source or a pulsed DC source.

기판 지지부는 기판(54)이 기판 지지부(42) 상에 배치될 때 기판(54)을 희망 온도까지 가열하기 위해서 히터(44)를 포함할 수 있다. 히터(44)는 기판 온도에 대한 제어를 제공하기에 적합한 임의의 유형의 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(44)는 저항형 히터일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 히터(44)를 가열하는 것을 용이하게 하기 위해서 전력을 히터(44)에 제공하도록 구성된 전력 공급원(52)에 히터(44)가 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 히터(44)는 기판 지지부(42)의 표면 근처에 또는 그 위에 배치될 수 있다. 대안적으로, 또는 조합하여, 일부 실시예들에서, 히터들이 기판 지지부(42) 내에 매립될 수 있다. 히터(44)의 수 및 배열은 기판(54)의 온도에 대한 부가적인 제어를 제공하도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 하나 보다 많은 히터가 사용되는 실시예들에서, 기판(54)에 걸친 온도에 대한 제어를 용이하게 하기 위해서 히터들이 복수의 지역들(zones) 내에 배열될 수 있고, 그에 따라 증대된 온도 제어를 제공한다.The substrate support may include a heater 44 to heat the substrate 54 to a desired temperature when the substrate 54 is disposed on the substrate support 42. Heater 44 may be any type of heater suitable for providing control over substrate temperature. For example, the heater 44 may be a resistance heater. In such embodiments, the heater 44 may be coupled to a power supply 52 configured to provide power to the heater 44 to facilitate heating the heater 44. In some embodiments, the heater 44 may be disposed near or above the surface of the substrate support 42. Alternatively, or in combination, in some embodiments, heaters may be embedded in the substrate support 42. The number and arrangement of heaters 44 can be varied to provide additional control over the temperature of the substrate 54. For example, in embodiments where more than one heater is used, the heaters may be arranged in a plurality of zones to facilitate control of the temperature across the substrate 54 and thus increased. Provide temperature control.

제어기(110)는 중앙처리유닛(CPU)(112), 메모리(114), 및 CPU(112)를 위한 지원 회로들(116)을 포함하고 시스템(40)의 구성요소들의 제어를 용이하게 하며, 따라서 시스템(40)에서 기판을 프로세싱하는 방법들의 제어를 용이하게 한다. 제어기(110)는 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장(industrial setting)에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. CPU(112)의 메모리 또는 컴퓨터-판독가능 매체(114)는 로컬 또는 원격의, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크 또는, 임의의 다른 형태의 디지털 저장소(digital storage)와 같은 쉽게 사용 가능한 메모리 중 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 지원 회로(116)들은 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU(112)에 커플링된다. 이러한 회로들은 캐시, 전력 공급부들, 클럭 회로들, 입/출력 회로망, 및 서브시스템들 등을 포함한다. 메모리(114)는 본원에서 기술된 방식으로 시스템(40)의 작업을 제어하도록 실행되거나 호출될 수 있는 소프트웨어(소스 또는 목적 코드(object code))를 저장한다. 또한, 소프트웨어 루틴은 CPU(112)에 의해서 제어되는 하드웨어로부터 원격에 위치되는 제 2 CPU(도시되지 않음)에 의해서 저장 및/또는 실행될 수 있다.The controller 110 includes a central processing unit (CPU) 112, a memory 114, and support circuits 116 for the CPU 112 and facilitates control of the components of the system 40, Thus facilitating control of methods of processing the substrate in system 40. Controller 110 may be one of any form of general purpose computer processor that may be used in an industrial setting to control various chambers and sub-processors. The memory or computer-readable medium 114 of the CPU 112 may be a local or remote, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), floppy disk, hard disk, or any other form of digital storage ( one or more of readily available memories, such as digital storage. The support circuits 116 are coupled to the CPU 112 to support the processor in a conventional manner. Such circuits include cache, power supplies, clock circuits, input / output circuitry, subsystems, and the like. Memory 114 stores software (source or object code) that can be executed or called to control the operation of system 40 in the manner described herein. In addition, the software routine may be stored and / or executed by a second CPU (not shown) located remotely from the hardware controlled by the CPU 112.

작업 예에서, 기판(54)이 기판 지지부(42) 상에 위치결정되고, 시스템(40)이 배기되어 진공 프로세싱 환경을 제공한다. 프로세싱 가스가 가스 유입구(76)를 통해서 제 1 용적(73) 내로 도입된다. 반응을 활성화하기 위해서, 프로세싱 가스의 플라즈마가 유도성 커플링 및/또는 용량성 커플링을 통해서 프로세싱 구역 내에서 발생된다. 초기 플라즈마(77)가 유도 코일(98)로 전력을 인가함으로써 발생될 수 있다. 환원 반응 기간 동안에, 프로세싱 구역 내에서 플라즈마를 유도적으로 지속시키기 위해서 유도 코일(98)이 약 100 KHz 내지 약 60 MHz에서 약 0.0032 W/cm2 내지 약 3.2 W/cm2 로 바이어스될 수 있고, 한편으로 플라즈마를 용량적으로 지속시키기 위해서 기판 지지부(42)가 약 0 W/cm2 내지 약 0.32 W/cm2 로 바이어스된다. 대안적으로, 환원 반응 기간 동안에, 프로세싱 구역 내의 플라즈마(77)가 유도 코일(98)에 의해서만 지속될 수 있다. 프로세싱 구역 내의 플라즈마가 오직 유도성 커플링에 의해서만, 오직 용량성 커플링에 의해서만, 또는 유도성 커플링 및 용량성 커플링 모두의 조합에 의해서 프로세싱 동안에 여기되고 지속될 수 있는 것이 고려된다. 대안적으로, 초기 플라즈마는 약 0.0032 W/cm2 내지 약 0.32 W/cm2 로 기판 지지부(42)를 바이어싱함으로써 타격될(struck)될 수 있고, 이는 200 mm 기판에 대해 약 1 W 내지 약 100 W의 그리고 약 3초 동안 약 100 KHz 내지 약 100 MHz의 RF 전력 레벨에 대응한다.In a working example, the substrate 54 is positioned on the substrate support 42, and the system 40 is evacuated to provide a vacuum processing environment. Processing gas is introduced into the first volume 73 through the gas inlet 76. In order to activate the reaction, a plasma of the processing gas is generated in the processing zone via inductive coupling and / or capacitive coupling. Initial plasma 77 may be generated by applying power to induction coil 98. During the reduction reaction period, the induction coil 98 may be biased from about 0.0032 W / cm 2 to about 3.2 W / cm 2 at about 100 KHz to about 60 MHz to inductively sustain the plasma in the processing zone, On the one hand, the substrate support 42 is biased from about 0 W / cm 2 to about 0.32 W / cm 2 in order to sustain the plasma capacitively. Alternatively, during the reduction reaction period, the plasma 77 in the processing zone may be sustained only by the induction coil 98. It is contemplated that the plasma in the processing region can be excited and sustained during processing only by inductive coupling, only by capacitive coupling, or by a combination of both inductive coupling and capacitive coupling. Alternatively, the initial plasma can be struck by biasing the substrate support 42 from about 0.0032 W / cm 2 to about 0.32 W / cm 2 , which is about 1 W to about 200 mm substrate. Corresponds to an RF power level of 100 W and about 100 KHz to about 100 MHz for about 3 seconds.

챔버 압력은 서보 제어 스로틀 밸브(94)를 부분적으로 폐쇄된 상태로 설정함으로써 희망 프로세싱 압력까지 초기에 구축(built up)될 수 있다. 프로세싱 동안에, 서보 제어 스로틀 밸브(94)의 개방/폐쇄 상태를 제어함으로써 챔버 압력이 약 5 mTorr 내지 약 100 mTorr로 유지될 수 있다. 선택적으로, 프로세싱 동안에 기판(54)의 온도는 기판 지지부(42) 내의 히터(44)에 의해서 제어된다. The chamber pressure can be initially built up to the desired processing pressure by setting the servo control throttle valve 94 in a partially closed state. During processing, the chamber pressure can be maintained between about 5 mTorr and about 100 mTorr by controlling the open / closed state of the servo control throttle valve 94. Optionally, the temperature of the substrate 54 during processing is controlled by the heater 44 in the substrate support 42.

플라즈마 필터(89)가 기판(54)의 위로 약 0.75 인치에 있던 하나의 예시적인 실시예에서, 플라즈마 필터(89)가 있는 상태 및 없는 상태에서의 이온 전류가 압력의 함수로서 측정되었다. 사용된 프로세스 가스는 He 혼합물에서 5%의 H2였다. 플라즈마 점화를 용이하게 하기 위해서 유도 코일(98)로 전력을 제공하도록 RF 전력 공급원(74)은 약 750 Watts로 설정되었다. 플라즈마 필터(89)의 존재는 약 0 내지 약 100 mTorr의 압력 범위에 걸쳐서 약 100 내지 약 1000 배만큼 감소된 이온 전류로 발견되었다. In one exemplary embodiment where the plasma filter 89 was about 0.75 inches above the substrate 54, the ion current with and without the plasma filter 89 was measured as a function of pressure. The process gas used was 5% H 2 in the He mixture. RF power source 74 has been set to about 750 Watts to provide power to induction coil 98 to facilitate plasma ignition. The presence of the plasma filter 89 was found with an ion current reduced by about 100 to about 1000 times over a pressure range of about 0 to about 100 mTorr.

전술한 바와 같이, 이온 전류는 플라즈마 필터(89) 내의 개구부들(87)의 크기 및 수에 의해서 영향을 받을 수 있지만, 압력, 또는 RF 전력 등과 같은 다른 조절 노브들(tuning knobs)에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 압력은 약 4 내지 5 배만큼 이온 전류를 변화시키는데 사용될 수 있다. RF 전력이 조절 노브로서 사용될 수 있지만, 플라즈마 안정성에 의해서 제한될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 플라즈마 안정성을 유지하기 위해서 RF 전력 공급원(74)에 의해서 제공되는 전력이 약 550 W 미만일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 플라즈마 안정성을 유지하기 위해서 압력이 약 100 mTorr 미만일 수 있다. As noted above, ion current may be affected by the size and number of openings 87 in the plasma filter 89, but may also be affected by other tuning knobs such as pressure, RF power, or the like. I can receive it. For example, in some embodiments, pressure can be used to change the ion current by about 4-5 times. RF power may be used as the adjustment knob, but may be limited by plasma stability. For example, in some embodiments, the power provided by the RF power source 74 may be less than about 550 W to maintain plasma stability. For example, in some embodiments, the pressure may be less than about 100 mTorr to maintain plasma stability.

그에 따라, 기판들을 프로세싱하기 위한 개선된 장치가 본원에서 제공되었다. 본원 발명에 따른 장치의 실시예들은, 기판의 표면들 또는 그 위에 배치된 재료들에 대한 손상을 줄이면서 장치 내에 배치된 기판을 세정하기 위해서 사용되는 플라즈마 내의 이온 전류를 유리하게 감소시킬 수 있다. Accordingly, an improved apparatus for processing substrates is provided herein. Embodiments of the device according to the present invention can advantageously reduce the ion current in the plasma used to clean the substrate disposed in the device while reducing damage to the surfaces of the substrate or the materials disposed thereon.

전술한 내용들은 본원 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본원 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본원 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고도 안출될 수 있다. While the foregoing is directed to embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof.

Claims (15)

기판 프로세싱 시스템으로서:
플라즈마를 수용하기 위한 제 1 용적 및 기판을 프로세싱하기 위한 제 2 용적을 가지는 프로세스 챔버;
상기 제 2 용적 내에 배치된 기판 지지부; 및
상기 제 1 용적 내에 형성된 플라즈마가 플라즈마 필터를 통해서 상기 제 1 용적으로부터 상기 제 2 용적으로 단지 유동할 수 있도록 상기 프로세스 챔버 내에서 상기 제 1 용적과 상기 제 2 용적 사이에 배치된 플라즈마 필터를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.A substrate processing system comprising:
A process chamber having a first volume for receiving a plasma and a second volume for processing a substrate;
A substrate support disposed in the second volume; And
A plasma filter disposed between the first volume and the second volume in the process chamber such that the plasma formed in the first volume can only flow through the plasma filter from the first volume to the second volume. , Substrate processing system. 제 1 항에 있어서,
상기 프로세스 챔버에 커플링된 프로세스 키트를 더 포함하고, 상기 플라즈마 필터는 상기 프로세스 키트 내에 배치되는, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 1,
And a process kit coupled to the process chamber, wherein the plasma filter is disposed within the process kit. 제 2 항에 있어서,
상기 프로세스 키트는:
상기 프로세스 챔버의 벽에 기대어지도록 구성되는 제 1 외측 엣지 및 제 1 내측 엣지를 가지는 링;
상기 링의 상기 제 1 내측 엣지로부터 하향 연장되고, 상기 기판 지지부 위에 개구부를 형성하는 측벽들을 가지는 본체-상기 제 1 용적은 적어도 부분적으로 상기 개구부에 배치됨-; 및
상기 본체의 측벽들로부터 상기 개구부 내로 그리고 상기 기판 지지부 위로 연장되는 립-상기 플라즈마 필터는 상기 립 상에서 지지됨-;을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.3. The method of claim 2,
The process kit is:
A ring having a first outer edge and a first inner edge configured to lean against a wall of the process chamber;
A body having sidewalls extending downward from the first inner edge of the ring and forming sidewalls over the substrate support, the first volume being at least partially disposed in the openings; And
A lip extending from the sidewalls of the body into the opening and above the substrate support, wherein the plasma filter is supported on the lip. 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 용적이 상기 립, 상기 플라즈마 필터, 상기 본체, 및 상기 기판 지지부에 의해서 형성되는, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 3, wherein
And the second volume is formed by the lip, the plasma filter, the body, and the substrate support. 제 3 항에 있어서,
상기 프로세스 키트 위에 배치된 유전체 덮개를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 3, wherein
And a dielectric cover disposed over the process kit. 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 용적은 적어도 상기 링, 상기 립, 상기 플라즈마 필터, 및 상기 유전체 덮개에 의해서 형성되는, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 5, wherein
And the first volume is formed by at least the ring, the lip, the plasma filter, and the dielectric cover. 제 5 항에 있어서,
상기 유전체 덮개는 돔-형상인, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 5, wherein
And the dielectric sheath is dome-shaped. 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 용적 내에 플라즈마를 형성하도록 상기 제 1 용적에 RF 전력을 커플링하기 위해서 상기 유전체 덮개 근처에 배치된 유도 코일을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 5, wherein
And an induction coil disposed near said dielectric sheath for coupling RF power to said first volume to form a plasma within said first volume. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라즈마 필터는:
상기 플라즈마 필터의 제 1 용적 대면 표면으로부터 상기 플라즈마 필터의 제 2 용적 대면 표면까지 상기 플라즈마 필터를 통해서 배치되는 복수의 개구부들을 더 포함하고, 상기 복수의 개구부들은 상기 제 1 용적을 상기 제 2 용적에 유체적으로 커플링시키는, 기판 프로세싱 시스템.The method according to any one of claims 1 to 8,
The plasma filter is:
A plurality of openings disposed through the plasma filter from a first volume facing surface of the plasma filter to a second volume facing surface of the plasma filter, wherein the plurality of openings extend the first volume to the second volume. And to fluidly couple. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 개구부들에서의 개구부들의 수는 플라즈마가 상기 제 1 용적으로부터 상기 제 2 용적으로 이동할 때 상기 플라즈마의 이온 전류를 감소시키기에 충분한, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 9,
And the number of openings in the plurality of openings is sufficient to reduce the ion current of the plasma as the plasma moves from the first volume to the second volume. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 개구부들에서의 개구부들의 밀도는 플라즈마가 상기 제 1 용적으로부터 상기 제 2 용적으로 이동할 때 상기 플라즈마의 이온 전류를 감소시키기에 충분한, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 9,
And the density of the openings in the plurality of openings is sufficient to reduce the ion current of the plasma as the plasma moves from the first volume to the second volume. 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 개구부들에서의 각각의 개구부의 직경은 플라즈마가 각각의 개구부를 통해서 상기 제 1 용적으로부터 상기 제 2 용적으로 이동할 때 상기 플라즈마의 이온 전류를 감소시키기에 충분한, 기판 프로세싱 시스템.The method of claim 9,
The diameter of each opening in the plurality of openings is sufficient to reduce the ion current of the plasma as the plasma moves from the first volume to the second volume through each opening. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라즈마 필터는 석영을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.The method according to any one of claims 1 to 8,
And the plasma filter comprises quartz. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 지지부는:
기판이 상기 기판 지지부 상에 배치될 때 기판을 소정의 온도까지 가열하기 위해 히터를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.The method according to any one of claims 1 to 8,
The substrate support is:
And a heater to heat the substrate to a predetermined temperature when the substrate is disposed on the substrate support. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 지지부는:
기판이 상기 기판 지지부 상에 배치될 때 상기 기판을 상기 기판 지지부의 표면에 고정시키기 위해서 척킹 전극을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.The method according to any one of claims 1 to 8,
The substrate support is:
And a chucking electrode to secure the substrate to the surface of the substrate support when the substrate is disposed on the substrate support.
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