KR20140098177A - 대칭적 ｒｆ 전달을 위한 주변부에서의 ｒｆ 공급 및 대칭적 ｒｆ 복귀 - Google Patents
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Abstract
대칭적 RF 전달을 위해서 주변부에서 RF 공급하고 대칭적으로 RF 복귀시키는 방법들 및 시스템들이 제공된다. 일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱을 위한 척 어셈블리가 제공된다. 척 어셈블리는 제 1 측에서 기판 지지 표면을 갖는 정전 척; 및 상기 기판 지지 표면에 대향하는 제 2 측에서 상기 정전 척에 연결된 설비 플레이트 (facility plate) 를 포함한다. 중공형 RF 피드 (hollow RF feed) 가 RF 전력을 전달하도록 구성되며, 상기 중공형 RF 피드는 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 연결되는 제 2 부분에 의해서 구성되며 (defined), 상기 제 2 부분은 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 연장된다.
Description
우선권 주장
본원은 2011년 11월 23일자에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 61/563,503 및 2012년 2월 23일자에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/403,760에 대한 우선권을 주장하며, 이 두 출원들은 모두 "PERIPHERAL RF FEED AND SYMMETRIC RF RETURN FOR SYMMETRIC RF DELIVERY"의 명칭을 가지며, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
관련 출원에 대한 교차 참조
본원은 2011년 11월 21일자에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/301,725 "TRIODE REACTOR DESIGN WITH MULTIPLE RADIOFREQUENCY POWERS" 및 2011년 11월 22일자에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 61/563,021 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A PLASMA EDGE REGION"와 관련되며, 이 두 문헌의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
본 실시예들은 웨이퍼 프로세싱 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 웨이퍼 프로세싱 장치에서 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치, 방법들 및 컴퓨터 프로그램들에 관한 것이다.
집적 회로들의 제조는 도핑된 실리콘의 영역들을 포함하는 실리콘 기판들 (웨이퍼들) 을 화학적으로-반응성 플라즈마들 내에 담그는 (immersing) 동작을 포함하며, 이 동작에서 서브마이크론 디바이스 피처들 (예를 들어서, 트랜지스터, 커패시터 등) 이 표면 상에서 에칭된다. 제 1 층이 일단 제조되면, 몇 개의 절연성 (유전체) 층들이 제 1 층의 상단 상에 구축되며, 비아들로도 지칭되는 홀들 또는 트렌치들이 도전성 상호접속부들을 배치하기 위해서 상기 절연성 재료 내로 에칭된다.
불균일한 에칭은 웨이퍼 수율에 악영향을 줄 수 있다. 또한, 디바이스들의 각 세대가 새로워지면서 임계 치수 (critical dimension) 가 줄어들고 동일한 웨이퍼로부터 보다 많은 개수의 디바이스들을 생산하는 것을 용이하게 하기 위해서 웨이퍼 크기가 커짐에 따라서, 불균일성 요구 수준이 점점 보다 엄격하게 되고 있다. 따라서, 불균일성을 제어하는 것이 보다 진보된 기술 노드들이 비용 효과적인 방식으로 대량으로 생산되게 하는데 있어서 핵심이다.
이러한 맥락에서 본 발명의 실시예들이 나타난 것이다.
본 개시의 실시예들은 대칭적 RF 전달을 위해서 주변부에서 RF 공급하고 대칭적으로 RF 복귀시키는 장치, 방법들 및 컴퓨터 프로그램들을 제공한다. 본 실시예들은 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스, 또는 컴퓨터 판독가능한 매체 상의 방법과 같은 다양한 방식들로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱을 위한 척 어셈블리가 제공된다. 척 어셈블리는 제 1 측에서 기판 지지 표면을 갖는 정전 척; 및 상기 기판 지지 표면에 대향하는 제 2 측에서 상기 정전 척에 연결된 설비 플레이트 (facility plate) 를 포함한다. 중공형 RF 피드 (hollow RF feed) 가 RF 전력을 전달하도록 구성되며, 상기 중공형 RF 피드는 상기 설비 플레이트의 주변주와 접촉하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 연결되는 제 2 부분에 의해서 구성되며 (defined), 상기 제 2 부분은 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 연장된다.
일 실시예에서, 상기 제 1 부분은 보울 형상부 (bowl-shaped section) 이며, 상기 제 2 부분은 관형부 (tubular section) 이며, 상기 제 2 부분은 상기 보울 형상부 내에 구성된 개구에서 상기 제 1 부분과 연결된다.
일 실시예에서, 상기 중공형 RF 피드는 설비 와이어들 (facility wires) 을 상기 관형부 내에서는 다발형 구성 (bundled configuration) 으로 그리고 상기 보울 형상부 내에서는 확장형 구성 (expanded configuration) 으로 수용한다.
일 실시예에서, 도전성 컴포넌트가 상기 설비 플레이트에 연결되고 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분의 내측 내에 구성된다.
일 실시예에서, 상기 도전성 컴포넌트는 가열 디바이스, 정전 클램핑 디바이스, 냉각제 피팅 (coolant fitting) 또는 핀 리프터 (pin lifter) 중 하나이다.
일 실시예에서, 상기 제 2 부분은 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 측방향으로 (laterally) 연장된다.
일 실시예에서, 접지된 차폐부 (grounded shield) 가 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분이 서로 연결되는 위치에 근접하는 상기 중공형 RF 피드의 위치 (location) 를 둘러싸며, 상기 접지된 차폐부는 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 간의 베리어 (barrier) 를 구성한다.
일 실시예에서, 절연성 튜브가 상기 제 2 부분의 내측 내에 구성된다.
일 실시예에서, 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분은 상기 정전 척에 대향하는 상기 설비 플레이트의 측에서 구성된 원주부 (circumference) 에서 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하며, 상기 원주부는 상기 설비 플레이트의 반경의 절반보다 큰 반경을 갖는다.
다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱을 위해 척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법이 제공된다. 이 방법은 중공형 RF 피드 (hollow RF feed) 의 제 1 단부를 설비 플레이트의 주변부에 접촉시키는 동작; 및 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 연장되는 상기 중공형 RF 피드의 제 2 단부에 RF 전력을 인가하는 동작을 포함하며, 상기 중공형 RF 피드는 상기 인가된 RF 전력을 상기 설비 플레이트로 전달한다.
일 실시예에서, 상기 인가된 RF 전력은 상기 제 2 단부를 포함하는 상기 중공형 RF 피드의 관형부 및 상기 제 1 단부를 포함하는 상기 중공형 RF 피드의 보울 형상부를 통해서 전달된다.
일 실시예에서, 이 방법은 상기 관형부 내에서는 다발형 구성 (bundled configuration) 으로 그리고 상기 보울 형상부 내에서는 확장형 구성 (expanded configuration) 으로 수용된 설비 와이어들 (facility wires) 을 통해서 전류를 전달하는 동작을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 중공형 RF 피드에 의한 상기 RF 전력의 전달은 상기 설비 플레이트에 연결된 도전성 컴포넌트를 갖는 상기 설비 플레이트의 중앙 부분을 바이패스 (bypass) 하고, 상기 도전성 컴포넌트는 상기 중공형 RF 피드의 내측 내에 구성된다.
일 실시예에서, 상기 도전성 컴포넌트는 가열 디바이스, 정전 클램핑 디바이스, 냉각제 피팅 (coolant fitting) 또는 핀 리프터 (pin lifter) 중 하나이다.
일 실시예에서, 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 2 단부에 RF 전력을 인가하는 동작은 상기 척 어셈블리의 측방향 위치에서 상기 제 2 단부를 접촉하는 동작을 포함한다.
일 실시예에서, 이 방법은 접지된 차폐부 (grounded shield) 에 의해서 상기 중공형 RF 피드의 제 1 부분을 상기 중공형 RF 피드의 제 2 부분으로부터 차폐시키는 동작을 더 포함하며, 상기 제 1 부분은 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 단부를 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 2 단부를 포함한다.
일 실시예에서, 이 방법은 상기 중공형 RF 피드의 일부의 내측 표면을 절연시키는 동작을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 단부를 상기 설비 플레이트의 상기 주변부에 접촉시키는 동작은 상기 설비 플레이트의 하측면에서 구성된 원주부 (circumference) 에서 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하는 동작을 포함하며, 상기 원주부는 상기 설비 플레이트의 반경의 절반보다 큰 반경을 갖는다.
다른 양태들이 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
실시예들이 첨부 도면과 함께 취해지는 다음의 설명을 참조함으로써 최상으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 플라즈마 반응기의 단면을 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리 (18) 의 개략적 단면을 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리에 연결된 다양한 시스템들을 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 중공형 RF 피드 (feed) 및 RF 접지 어댑터 튜브 (ground adapter tube) 의 일부의 단면을 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리의 설비 플레이트 (facility plate) 의 하측면을 예시한다.
도 6은 센터 (center) RF 피드를 갖는 척 어셈블리 대 본 발명의 실시예에 따른 중공형 RF 피드를 갖는 척 어셈블리를 사용하여서 프로세싱된 기판들의 방위각상 불균일도를 서로 비교한 그래프이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른, 방위각상 불균일도에 대한 접지 차폐부 (ground shield) 의 영향을 예시한다.
도 8은 본 명세서에서 기술된 실시예들을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템의 단순화된 개략도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 플라즈마 반응기의 단면을 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리 (18) 의 개략적 단면을 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리에 연결된 다양한 시스템들을 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 중공형 RF 피드 (feed) 및 RF 접지 어댑터 튜브 (ground adapter tube) 의 일부의 단면을 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리의 설비 플레이트 (facility plate) 의 하측면을 예시한다.
도 6은 센터 (center) RF 피드를 갖는 척 어셈블리 대 본 발명의 실시예에 따른 중공형 RF 피드를 갖는 척 어셈블리를 사용하여서 프로세싱된 기판들의 방위각상 불균일도를 서로 비교한 그래프이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른, 방위각상 불균일도에 대한 접지 차폐부 (ground shield) 의 영향을 예시한다.
도 8은 본 명세서에서 기술된 실시예들을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템의 단순화된 개략도이다.
다음의 실시예들은 대칭적 RF 전달을 위해서 주변부에서 RF 공급하고 대칭적으로 RF 복귀시키는 장치 및 방법들을 기술한다. 본 실시예들은 이러한 특정 세부사항 전부 또는 일부 없이도 실시될 수 있음이 본 기술 분야의 당업자에게 자명하다. 다른 실례에서, 잘 알려진 프로세스 동작들은 본 발명의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해서 세부적으로는 기술되지 않았다.
2 개의 전극들 간에 전계를 여기시키는 것은 에칭 챔버 내에서 RF 가스 방전을 획득하는 방법들 중 하나이다. 발진 전압이 전극들 간에 인가된 때에, 획득된 방전은 용량 결합형 플라즈마 (CCP) 방전으로 지칭된다.
전자-중성종 충돌에 의해서 발생하는 다양한 분자들의 해리에 의해서 생성되는 매우 다양한 화학적으로 반응성인 부산물들을 획득하기 위해서 플라즈마가 안정된 피드스톡 (feedstock) 가스들을 사용하여서 생성될 수 있다. 이러한 에칭의 화학적 측면은 중성종 가스 분자들 및 이들의 해리된 부산물들과 에칭될 표면의 분자들 간의 반응 및 펌핑 제거될 수 있는 휘발성 분자들을 생성하는 것을 포함한다. 플라즈마가 생성되는 때에, 양 이온들이 플라즈마로부터, 플라즈마를 벽들로로 분리시키는 공간-전하 시스 (sheath) 를 가로질러서 가속되어서, 웨이퍼의 표면로부터 재료를 제거하는데 충분한 에너지로 웨이퍼 표면을 때린다.
일 실시예에서, CF4 및 C-C4F8와 같은 플루오로카본 가스들이 그들의 이방성 및 선택적 에칭 능력 때문에 유전체 에칭 프로세스에서 사용되지만, 본 명세서에서 기술된 원리들은 다른 플라즈마-생성 가스들에도 적용될 수 있다. 플루오로카본 가스들은 보다 작은 분자적 라디칼 및 원자적 라디칼로 쉽게 분해될 수 있다. 이러한 화학적으로 반응성인 부산물들이 일 실시예에서 로우-k 디바이스들용의 SiO2 및 SiOCH일 수 있는 유전체 재료를 에칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 플라즈마 반응기의 단면을 예시한다. 반응기는 주변 챔버 벽 (12) 에 의해서 구성되는 주변 챔버 (10) 및 상단 전극 어셈블리 (16) 와 하부 척 어셈블리 (18) 에 의해서 구성되는 플라즈마 한정 챔버 (14) 를 포함한다. 하부 척 어셈블리 (18) 는 그의 상단 측 상에서 기판 지지 표면을 제공하고 그의 기판 지지 표면에 정전 클램핑을 제공하는 정전 척 (20) 을 포함한다. 설비 플레이트 (22) 는 기판 지지 표면 반대편에 있는 측면 상에서 상기 정전 척 (20) 과 연결된다. 냉각, 가열, 핀 리프팅 제어, 및 정전 클램핑과 관련된 컴포넌트들과 같은 다양한 설비 컴포넌트들 (facility components) 이 설비 플레이트 (22) 에 연결된다.
도시된 바와 같이, 상단 전극 어셈블리 (16) 는 프로세스 가스를 플라즈마 한정 챔버 (14) 내로 공급하기 위한 샤워헤드 (11) 를 포함한다. 상단 전극 어셈블리 (16) 는 또한 플라즈마 한정 챔버 (14) 를 구성하게 하부 척 어셈블리 (18) 와 체결되는 스라우드 (shroud) (13) 를 포함한다. 천공들 (15) 이 플라즈마 한정 챔버 (14) 를 나가는 가스 흐름을 위해서 구성된다. 천공들 (15) 은 가스 흐름이 나가는 것을 가능하게 하면서 플라즈마 한정 챔버 (14) 로 플라즈마를 한정하는 크기를 갖는다.
중공형 RF 피드 (24) 가, RF 전력을 설비 플레이트 (22) 의 에지에 전달하도록, 설비 플레이트 (22) 의 주변부에 연결된다. 이러한 구성으로 인해서 RF 전류가 설비 플레이트 (22) 의 내측 부분을 바이패스하고, 이로써 이 설비 플레이트에 연결된 자 컴포넌트들 (child components) 이 RF 전류의 경로 내에 있지 않게 된다. 이로써, 척 어셈블리 상에 위치한 기판으로의 RF 전달이 고 방위각상 균일도 (high azimuthal uniformity) 로 이루어진다.
중공형 RF 피드 (hollow RF feed) (24) 는 설비 플레이트 (22) 에 연결되는 제 1 부분 (26A) 및 척 어셈블리 (18) 로부터 멀어지게 측방향으로 연장되는 제 2 부분 (26B) 을 포함한다. 예시된 실시예에서 도시된 바와 같이, 중공형 RF 피드 (24) 는 그 일 단부가 설비 플레이트 (22) 의 주변부와 결합되며, 그의 타단부는 설비 플레이트로부터 멀어지면서 RF 소스로 연장된다. 설비 플레이트에 연결되는 제 1 부분 (26A) 은 그 내측 상에서 설비 플레이트 (22) 에 부착된 설비들을 수용하도록 제 2 부분 (26B) 보다 큰 직경을 갖는 보울 (bowl) 형상부이다. 제 2 부분 (26B) 은 척 어셈블리로부터 떨어져서 연장되는 관형부이다. 다양한 실시예들에서, 제 1 부분 (26A) 과 제 2 부분 (26B) 의 상대적 직경을 변할 수 있다. 제 2 부분 (26B) 은 제 1 부분 (26A) 과의 접경부 (25) 에서 제 1 부분 (26A) 에 의해서 구성된 보울 형상부 내의 구멍과 연통한다. 따라서, 설비 플레이트에 연결된 다양한 자 설비 컴포넌트들이 중공형 RF 피드의 제 1 부분 (26A) 내측 내에 수용된다.
또한, 접지 차폐부 (28) 가 척 어셈블리 (18) 의 부분으로서 제공된다. 접지 차폐부 (28) 는 실질적으로 대칭적인 RF 복귀 경로를 실현한다. 접지 차폐부 (28) 는 제 1 부분 (26A) 및 제 2 부분 (26B) 이 서로 연결되는 중공형 RF 피드 (24) 의 영역을 둘러싸도록 구성된다. 따라서, 접지 차폐부 (28) 는 중공형 RF 피드 (24) 의 제 1 부분 (26A) 과 제 2 부분 (26B) 간의 베리어 (barrier) 를 구성한다. 접지 차폐부 (28) 는 척 어셈블리 벽 (30) 에 연결되며, 이로부터 RF 접지 어댑터 튜브 (32) 가 그라운드 (ground) 로 연장된다. 척 어셈블리 벽 (30), 접지 차폐부 (28) 및 RF 접지 어댑터 튜브 (32) 는 함께 중공형 RF 피드 (24) 를 통해서 전달되는 RF 전류에 대한 복귀 경로를 형성한다. 중공형 RF 피드 (24) 의 제 2 부분 (26B) 의 일부가 RF 접지 어댑터 튜브 (32) 의 내측 내에서 구성된다는 것이 주목된다. 이러한 중공형 RF 피드 (24) 의 제 2 부분 (26B) 의 일부와 RF 접지 어댑터 튜브 (32) 는 함께 동축부를 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리 (18) 의 개략적 단면을 예시한다. 도시된 바와 같이, 냉각 컴포넌트 (40), 핀 리프팅 컴포넌트 (42), 가열 컴포넌트 (44) 및 클램핑 컴포넌트 (48) 를 포함하여, 다양한 컴포넌트들이 설비 플레이트 (22) 에 연결된다. 가열 컴포넌트 및 클램핑 컴포넌트는 전기 도전성이며, 따라서 통상적인 플라즈마 프로세싱 시스템에서 대칭적 RF 전달 및 복귀를 간섭할 가능성이 특히 있다. 그러나, 액체 기반 또는 기체 기반 냉각 컴포넌트들 및 공압식 핀 리프팅 컴포넌트들과 같은 비전기 기반 컴포넌트들도 통상적인 시스템들에서는 기판으로의 RF 전달의 대칭성에 영향을 주는데, 그 이유는 이들의 시설 플레이트로의 연결이 시설 플레이트의 표면 구조 변경을 수반하기 때문이다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 실제로 비도전성 특징부들 이외에 도전성 특징부들을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 냉각 컴포넌트 (40) 는 도전성이어서 RF 전달을 간섭할 수 있는 냉각제 피팅 (coolant fitting) 을 포함할 수 있다. 핀 리프팅 컴포넌트 (42) 도 또한 도전성이어서 RF 전달을 간섭할 수 있는 핀 리프터 (pin lifter) 를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 잠재적 간섭 원천들에도 불구하고, 설비 플레이트의 주변부로 바로 RF 전력을 전달하도록 본 명세서에서 개시된 바와 같은 중공형 RF 피드를 사용함으로써, 자 컴포넌트들 및 이들의 다양한 특징부들이 RF 전달 경로 내에 있지 않게 되므로, RF 전달 대칭성이 개선된다.
중공형 RF 피드의 제 1 부분 (26A) 이 설비 플레이트 (22) 의 하측면 상에 구성된 원주부 (circumference) (27) 에서 설비 플레이트 (22) 에 연결된다. 이 원주부 (27) 는 설비 플레이트 (22) 의 에지 또는 주변부에서 구성된다. 원주부 (27) 는 설비 플레이트 (22) 와 동심이다. 일 실시예에서, 원주부 (27) 는 설비 플레이트 (22) 의 반경의 절반보다 크지만 설비 플레이트 (22) 의 반경의 전체보다는 작은 반경을 갖는다.
정전 척 (20) 및 설비 플레이트 (22) 는 유전체 스페이서 (29) 에 의해서 척 어셈블리 벽 (300) 으로부터 분리된다. RF 경로는 기판으로의 RF 전달 경로 및 RF 복귀 경로에 의해서 넓게 구성될 수 있다. RF 전달 경로는 중공형 RF 피드 (24) 를 따라서 설비 플레이트 (22) 의 원주부 (27) 로 그리고 설비 플레이트 (22) 의 에지 및 정전 척 (20) 의 에지를 둘러서 기판으로의 RF 전달을 제공한다. RF 복귀 경로는 척 어셈블리 벽 (30) 및 접지 차폐부 (28) 를 따라서 연장되며 RF 접지 어댑터 튜브 (32) 를 경유하여서 최종적으로 그라운드로 이어진다.
예시된 실시예에서, 각기 냉각 컴포넌트 (40) 및 핀 리프팅 컴포넌트 (42) 에 연결되는 유체 튜브들 (41 및 43) 은 중공형 RF 피드 (24) 를 교차하도록 허용되는데, 그 이유는 이러한 튜브들은 비도전성이어서 RF 전달의 대칭성에 거의 영향을 주지 않기 때문이다. 그러나, 각기 가열 컴포넌트 (44) 및 클램핑 컴포넌트 (46) 에 연결되는 설비 와이어들 (45 및 47) 은 중공형 RF 피드 (24) 의 내측 내에서 연장된다.
가열 컴포넌트 (44) 및 클램핑 컴포넌트 (46) 를 포함하는 시스템의 최소 구성에서, 컴포넌트마다 2 개의 와이어들이 존재하며, 따라서 적어도 총 4 개의 와이어가 존재한다. 몇몇 실시예들에서, 추가 가열 컴포넌트 와이어들이 존재할 수 있다. 예를 들어서, 일 실시예에서, 4 개의 가열 존들이 존재하며, 각 존에 대해서는 한 쌍의 와이어들이 제공된다. 이러한 실시예들에서는, 중공형 RF 피드 (24) 를 통해서 가열 컴포넌트 (44) 및 클램핑 컴포넌트 (46) 로 공급되는 총 10 개의 와이어들이 존재한다.
일 실시예에서, 절연된 튜브 (48) 가 중공형 RF 피드 (24) 의 제 2 부분 (26B) 내에 제공된다. 이 절연된 튜브 (48) 는 Teflon®과 같은 절연성 재료로 구성된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리에 연결된 다양한 시스템들을 예시한다. 도시된 바와 같이, 냉각 컴포넌트 (40) 는 정전 척 (20) 을 냉각시키기 위한 액체 또는 가스성 유체들을 제공하는 냉각 소스 (60) 에 연결된다. 리프팅 컴포넌트 (42) 는 정전 척 (20) 으로부터의 기판의 분리를 실현하는 리프트 핀들을 제어하기 위한 압축된 가스를 제공하는 공압 소스 (62) 에 연결된다.
RF 생성기 (64) 로부터 RF 필터 (65) 및 RF 매칭부 (66) 를 통해서 RF 전력이 중공형 RF 피드 (24) 에 공급된다. 와이어들 (45) 이 AC 소스 (68) 로부터 전류를 가열 컴포넌트 (44) 에 제공한다. 와이어들 (47) 이 고전압 DC 소스 (70) 로부터 전류를 클램핑 컴포넌트 (46) 에 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 중공형 RF 피드 (feed) 및 RF 접지 어댑터 튜브 (ground adapter tube) 의 일부의 단면을 예시한다. 도시된 바와 같이, RF 접지 어댑터 튜브 (ground adapter tube) (32) 내측의 중공형 RF 피드 (feed) (24) 의 부분의 구성은, 근처의 컴포넌트들에 대한 간섭을 초래하지 않고서 RF 전력의 저-손실 (low-loss) 전송을 촉진하도록, 중공형 RF 피드 (feed) (24) 가 내측 도전체 역할을 하며 RF 접지 어댑터 튜브 (ground adapter tube) (32) 가 외측 도전체 역할을 하는 동축부를 구성한다.
또한, 절연된 튜브 (48) 이 중공형 RF 피드 (feed) (24) 내측에 도시된다. 일 실시예에 따라서, 절연된 튜브 (48) 는 Teflon® 튜브이다. 예시된 실시예에서, 4 개의 개별 존 가열 요소들에 연결되는 4 쌍의 와이어들 (45) 및 정전 클램핑을 위한 한 쌍의 고전압 와이어들 (47) 이 존재한다. 일 실시예에서, 이 와이어들은 RF 피드 스트랩들 (straps) 을 통해 쓰레드된다 (threaded).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 척 어셈블리의 설비 플레이트 (facility plate) 의 하측면을 예시한다. 도시된 바와 같이, 설비 플레이트 (22) 는 냉각 컴포넌트 (40), 핀 리프팅 컴포넌트 (42), 가열 컴포넌트 (44) 및 클램핑 컴포넌트 (48) 를 포함하는, 설비 플레이트 (22) 에 연결된 다양한 설비 컴포넌트들을 갖는다. 중공형 RF 피드는 설비 플레이트 (22) 의 하측면의 주변부에서 구획된 원주부 (27) 에서 설비 플레이트를 접촉한다. 도시된 바와 같이, 원주부 (27) 는 중공형 RF 피드로부터 설비 플레이트 (22) 의 에지로의 대칭적 RF 전달을 실현하기 위해서 설비 플레이트 (22) 와 동심으로 된다. 또한, 설비 컴포넌트들이 RF 전달 경로 내에 있지 않도록, 원주부는 설비 플레이트 (22) 상의 다양한 설비 컴포넌트들의 위치들을 둘러싼다. 일 실시예에서, 원주부 (27) 의 반경은 설비 플레이트 (22) 의 반경의 적어도 절반이다. 다른 실시예에서, 원주부 (27) 의 반경은 설비 플레이트 (22) 의 반경의 적어도 2/3이다. 또 다른 실시예에서, 원주부 (27) 의 반경은 설비 플레이트 (22) 의 주변부 근처에서 원주부 (27) 를 구획하는 임의의 반경을 가질 수 있다.
도 6은 센터 (center) RF 피드를 갖는 척 어셈블리 대 본 발명의 실시예에 따른 중공형 RF 피드를 갖는 척 어셈블리를 사용하여서 프로세싱된 기판들의 방위각상 불균일도를 서로 비교한 그래프이다. 볼 수 있는 바와 같이, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 중공형 RF 피드를 갖는 척 어셈블리를 사용하여서 프로세싱된 기판들은 현저하게 낮은 레벨의 방위각상 불균일도를 보인다. 이는, 센터 RF 피드에 비하여서 중공형 RF 피드의 방위각상 불균일도의 개선 정도는 전력이 증가하면 대체적으로 증가하므로, RF 전력 세팅 범위에 걸쳐서 동일하게 적용된다.
300 와트 내지 800 와트 범위에서, 센터 RF 피드에 대한 방위각상 불균일도는 대략 2 배로 증가한다. 이와 반대로, 중공형 RF 피드는 이와 동일한 전력 범위에 걸쳐서 매우 일정한 방위각상 불균일도를 보이며, 그 불균일도는 역시 보다 낮은 레벨로 유지된다. 방위각상 불균일도는 블랭크 웨이퍼 (blank wafer) 의 에칭 레이트를 측정하고 방사상 불균일도에 대해서 감산함으로써 측정되었다. 다양한 계측 방식들에서의 측정에 대한 보다 상세한 사항들은 2007년 7월 3일자에 공고된 미국 특허 번호 7,239,737 "USER INTERFACE FOR QUANTIFYING WAFER NON-UNIFORMITIES AND GRAPHICALLY EXPLORE SIGNIFICANCE" 을 참조하면 찾을 수 있을 것이며, 이 문헌은 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른, 방위각상 불균일도에 대한 접지 차폐부 (ground shield) 의 영향을 예시한다. 구체적으로, 도 7a는 본 명세서에서 기술된 접지 차폐부를 포함하는 척 어셈블리 상에서 웨이퍼의 다양한 일정한 반경들에서의 선택된 지점들에서의 에칭 레이트의 플롯을 예시한다. 도 7b는 전체적으로 방사상 불균일도를 표시하는, 각 일정한 반경에서의 에칭 레이트의 방위각상 평균 값들을 예시한다. 달리 말하면, 각 일정한 반경에서, 임의의 방위각에 대한 플롯팅된 값은 해당 반경에서 최초의 에칭 레이트들의 평균이다. 도 7b의 방위각상 평균 값들을 도 7a의 대응하는 실제 에칭 레이트 값들로부터 감산함으로써, 도 7c에 도시된 바와 같은 잔차 플롯 (residual plot) 이 획득되며, 이 잔차 플롯이 방사상 불균일도가 감산된 후의 잔차 불균일도를 나타낸다. 이어서, 방위각상 불균일도 (azimutal non-uniformity) 가 평균 에칭 레이트에 의해서 제산된 (divided) 잔차 플롯의 3-시그마 편차로서 계산된다. 도시된 바와 같이, 접지 차폐부를 갖는 시스템에 있어서 도 7a 내지 도 7c의 예시된 웨이퍼 플롯들에 기초한 방위각상 불균일도 (azimutal non-uniformity) 는 0.82 %이다.
도 7d 내지 도 7f는 접지 차폐부를 포함하지 않는 척 어셈블리 상의 웨이퍼에 있어서 각기 도 7a 내지 도 7c의 웨이퍼 플롯들에 대응하는 웨이퍼 플롯들을 예시한다. 이 실례에서, 방위각상 불균일도 (azimutal non-uniformity) 는 3.95 %로 크게 증가하였다. 따라서, RF 복귀 경로의 대칭성을 개선시키는 접지 차폐부의 존재는 방위각상 불균일도 (azimutal non-uniformity) 를 감소시킴으로써 큰 이점을 제공하는 것으로 사료된다.
도 8은 본 명세서에서 기술된 실시예들을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템의 단순화된 개략도이다. 본 명세서에서 기술된 방법들은 통상적인 범용 컴퓨터 시스템과 같은 디지털 프로세싱 시스템을 사용하여서 수행될 수도 있음이 이해되어야 한다. 이와 달리, 오직 하나의 기능을 수행하도록 설계 또는 프로그래밍된 특정 목적의 컴퓨터들이 사용될 수도 있다. 컴퓨터 시스템은 버스 (1010) 를 통해서 RAM (1028), ROM (1012) 및 대용량 저장 디바이스 (1014) 로 접속되는 중앙 처리 유닛 (CPU) (1004) 을 포함한다. 페이즈 제어 프로그램 (1008) 은 RAM (1028) 내에 상주하지만 또한 대용량 저장 디바이스 (1014) 또는 ROM (1012) 내에 상주할 수도 있다.
대용량 저장 디바이스 (1014) 는 로컬 또는 원격일 수 있는, 고정 디스크 드라이브 또는 플로피 디스크 드라이브와 같은 영구 데이터 저장 디바이스를 나타낸다. 네트워크 인터페이스 (1030) 는 네트워크 (1032) 를 통한 접속을 제공하여서, 다른 디바이스들과의 통신을 가능하게 한다. CPU (1004) 는 범용 프로세서, 특정 목적의 프로세서 또는 특정하게 프로그래밍된 로직 디바이스로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 입출력 (I/O) 인터페이스는 상이한 주변부들과의 통신을 제공하며 CPU (1004), ROM (1012), RAM (1028) 및 대용량 저장 디바이스 (1014) 에 버스 (1010) 를 통해서 접속된다. 샘플 주변부들은 디스플레이 (1018), 키보드 (1022), 커서 제어부 (1024), 이동식 매체 디바이스 (1034) 등을 포함한다.
디스플레이 (1018) 는 본 명세서에서 기술된 사용자 인터페이스들을 디스플레이하도록 구성된다. 키보드 (1022), 커서 제어부 (1024), 이동식 매체 디바이스 (1034), 및 다른 주변부들은 명령 선택 시에 정보를 CPU (1004) 로 전송하기 위해서 입출력 인터페이스 (1020) 에 접속된다. 외부 디바이스들로의 데이터 및 이로부터의 데이터는 입출력 인터페이스 (1020) 를 통해서 전송 및 수신될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들은 유선 기반 또는 무선 네트워크를 통해서 링크된 원격 프로세싱 디바이스들에 의해서 태스크들이 수행되는 분산형 컴퓨팅 환경들에서 실시될 수도 있다.
본 명세서에서 기술된 실시예들은 핸드-헬드 디바이스들, 마이크로프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 또는 프로그래밍가능한 소비자 전자 장치, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들에서 실시될 수 있다. 본 실시예들은 또한 네트워크를 통해서 링크된 원격 프로세싱 장치들에 의해서 태스크들이 수행되는 분산형 컴퓨팅 환경에서 실시될 수도 있다.
상술한 실시들을 염두하면서, 본 발명은 컴퓨터 시스템들 내에 저장된 데이터를 참여케 하는 다양한 컴퓨터 구현 동작들을 사용할 수 있다. 이러한 동작들은 물리적 정량들의 물리적 조작을 요구하는 동작들이다. 본 발명의 일부를 형성하면서 본 명세서에서 개시된 동작들 중 임의의 것은 유용한 머신 동작들이다. 또한,본 발명은 이러한 동작들을 수행하기 위한 장치 또는 장치에 대한 것이다. 이 장치는 특정 목적용 컴퓨터와 같이 요구된 목적을 위해서 특정하게 구성될 수 있다. 특정 목적용 컴퓨터로서 규정될 때에, 컴퓨터는 여전히 이 특정 목적을 위해서 동작하면서 이 특정 목적이 일부가 아닌 다른 프로세싱, 프로그램 실행 또는 루틴들을 수행할 수 있다. 이와 달리, 동작들은 컴퓨터 메모리, 캐시 내에 저장되거나 네트워크를 통해서 획득된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해서 선택적으로 활성화 또는 구성되는 범용 컴퓨터에 의해서 처리될 수 있다. 데이터가 네트워크를 통해서 획득될 때에, 데이터는 예를 들어서 컴퓨팅 리소스들의 클라우드와 같은 네트워크 상의 다른 컴퓨터들에 의해서 처리될 수 있다.
하나 이상의 실시예들은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상의 컴퓨터 판독 가능한 코드로서 가공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 이후에 컴퓨터 시스템에 의해서 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 장치이다. 컴퓨터 판독 가능한 매체의 실례는 하드 드라이브, NAS (network attached storage), ROM, RAM, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프 및 임의의 다른 광학적 데이터 저장 장치 및 비광학적 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 판독가능한 코드가 배포되는 방식으로 저장 및 실행되도록 네트워크-결합된 컴퓨터 시스템을 통해서 배포되는 컴퓨터 판독 가능한 유형의 매체를 포함할 수 있다.
방법 동작들이 특정 순서로 기술되었지만, 오버레이 동작들 (overlay operation) 의 프로세싱이 목표된 방식으로 수행되기만 하면, 다른 하우스키핑 동작들 (housekeeping operations) 이 동작들 간에서 수행될 수 있거나, 동작들이 근소하게 상이한 시간들에서 발생하도록 동작들이 조절되거나, 프로세싱과 관련된 다양한 인터벌들에서 프로세싱 동작들이 발생되게 하는 시스템에서 동작들이 분산될 수 있다.
전술한 실시예들은 이해의 명료성을 위해서 어느 정도 세부적으로 기술되었지만, 소정의 변경 및 수정이 첨부된 청구 범위 내에서 가능하다. 따라서, 본 실시예들은 한정적인 아닌 예시적으로 해석되어야 하며 본 발명은 본 명세서에서 제공된 세부 사항들로 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구 범위 및 이의 균등 범위 내에서 수정될 수 있다.
Claims (18)
- 플라즈마 프로세싱을 위한 척 어셈블리로서,
제 1 측에서 기판 지지 표면을 갖는 정전 척;
상기 기판 지지 표면에 대향하는 제 2 측에서 상기 정전 척에 연결된 설비 플레이트 (facility plate); 및
RF 전력을 전달하도록 구성된 중공형 RF 피드 (hollow RF feed) 로서, 상기 중공형 RF 피드는 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 연결되는 제 2 부분에 의해서 구성되며 (defined), 상기 제 2 부분은 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 연장되는, 상기 중공형 RF 피드를 포함하는,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분은 보울 형상부 (bowl-shaped section) 이며,
상기 제 2 부분은 관형부 (tubular section) 이며,
상기 제 2 부분은 상기 보울 형상부 내에 구성된 개구에서 상기 제 1 부분과 연결되는,
척 어셈블리.
- 제 2 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드는 설비 와이어들 (facility wires) 을 상기 관형부 내에서는 다발형 구성 (bundled configuration) 으로 그리고 상기 보울 형상부 내에서는 확장형 구성 (expanded configuration) 으로 수용하는,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 설비 플레이트에 연결되고 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분의 내측 내에 구성된 도전성 컴포넌트를 더 포함하는,
척 어셈블리.
- 제 4 항에 있어서,
상기 도전성 컴포넌트는 가열 디바이스, 정전 클램핑 디바이스, 냉각제 피팅 (coolant fitting) 또는 핀 리프터 (pin lifter) 중 하나인,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 측방향으로 (laterally) 연장되는,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분이 서로 연결되는 위치에 근접하는 상기 중공형 RF 피드의 위치 (location) 를 둘러싸는 접지된 차폐부 (grounded shield) 를 더 포함하며,
상기 접지된 차폐부는 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 간의 베리어 (barrier) 를 구성하는,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
절연성 튜브가 상기 제 2 부분의 내측 내에 구성된,
척 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 부분은 상기 정전 척에 대향하는 상기 설비 플레이트의 측에서 구성된 원주부 (circumference) 에서 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하며,
상기 원주부는 상기 설비 플레이트의 반경의 절반보다 큰 반경을 갖는,
척 어셈블리.
- 플라즈마 프로세싱을 위해 척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법으로서,
중공형 RF 피드 (hollow RF feed) 의 제 1 단부를 설비 플레이트의 주변부에 접촉시키는 단계; 및
상기 척 어셈블리로부터 멀어지게 연장되는 상기 중공형 RF 피드의 제 2 단부에 RF 전력을 인가하는 단계로서, 상기 중공형 RF 피드는 상기 인가된 RF 전력을 상기 설비 플레이트로 전달하는, 상기 RF 전력을 인가하는 단계를 포함하는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 인가된 RF 전력은 상기 제 2 단부를 포함하는 상기 중공형 RF 피드의 관형부 및 상기 제 1 단부를 포함하는 상기 중공형 RF 피드의 보울 형상부를 통해서 전달되는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 관형부 내에서는 다발형 구성 (bundled configuration) 으로 그리고 상기 보울 형상부 내에서는 확장형 구성 (expanded configuration) 으로 수용된 설비 와이어들 (facility wires) 을 통해서 전류를 전달하는 단계를 더 포함하는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드에 의한 상기 RF 전력의 전달은 상기 설비 플레이트에 연결된 도전성 컴포넌트를 갖는 상기 설비 플레이트의 중앙 부분을 바이패스 (bypass) 하고,
상기 도전성 컴포넌트는 상기 중공형 RF 피드의 내측 내에 구성된,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 도전성 컴포넌트는 가열 디바이스, 정전 클램핑 디바이스, 냉각제 피팅 (coolant fitting) 또는 핀 리프터 (pin lifter) 중 하나인,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드의 상기 제 2 단부에 RF 전력을 인가하는 단계는 상기 척 어셈블리의 측방향 위치에서 상기 제 2 단부를 접촉하는 단계를 포함하는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
접지된 차폐부 (grounded shield) 에 의해서 상기 중공형 RF 피드의 제 1 부분을 상기 중공형 RF 피드의 제 2 부분으로부터 차폐시키는 단계를 더 포함하며,
상기 제 1 부분은 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 단부를 포함하고,
상기 제 2 부분은 상기 중공형 RF 피드의 상기 제 2 단부를 포함하는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드의 일부의 내측 표면을 절연시키는 단계를 더 포함하는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 중공형 RF 피드의 상기 제 1 단부를 상기 설비 플레이트의 상기 주변부에 접촉시키는 단계는 상기 설비 플레이트의 하측면에서 구성된 원주부 (circumference) 에서 상기 설비 플레이트의 주변부와 접촉하는 단계를 포함하며,
상기 원주부는 상기 설비 플레이트의 반경의 절반보다 큰 반경을 갖는,
척 어셈블리에 전력을 공급하는 방법.
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-
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