KR20150125614A - 웨이퍼 베벨에 대한 실시간 에지 침식 제어 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 프로세싱 시스템은 챔버, 및 챔버 내에 배치된 하단 전극을 포함한다. 하단 전극 주변에 하부 연장된 전극이 배치된다. 상부 세라믹 플레이트이 하단 전극과 대향하는 관계로 하단 전극 위에 배치된다. 상부 세라믹 플레이트 주변에 상부 연장된 전극이 배치된다. 하부 연장된 전극과 하단 전극 간에 하부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 (lower process exclusion zone ring) 이 위치된다. 상부 연장된 전극과 상부 세라믹 플레이트 간에 상부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링이 위치되며, 상부 PEZ 링은 상부 PEZ 링 내에 내장된 무선 주파수 (RF) 전극 링을 갖는다. 이 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 1 RF 생성기, 상부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 2 RF 생성기, 및 프로세싱 인스트럭션들을 전송하기 위한 제어기를 포함한다. 프로세싱 인스트럭션들은 제 1 RF 생성기에 대한 전력 설정치 및 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치를 포함한다.

Description

웨이퍼 베벨에 대한 실시간 에지 침식 제어{REAL-TIME EDGE ENCROACHMENT CONTROL FOR WAFER BEVEL}
반도체 제조 시에, 막 퇴적이 이 제조 프로세스 동안에 웨이퍼의 베벨 에지에서 발생할 수 있다. 웨이퍼의 베벨 에지에서의 과잉 막은 예를 들어서 웨이퍼 이송 동안에 플레이크 (flake) 될 가능성이 높다. 웨이퍼의 베벨 에지로부터의 플레이크가 웨이퍼 (동일한 웨이퍼 또는 상이한 웨이퍼) 와 접촉하게 되면, 웨이퍼는 오염되고 디펙트들이 발생할 수 있다. 이러한 플레이크 발생을 방지하기 위해서, 베벨 에지 에칭이 막 퇴적물을 제거하도록 수행된다.
현 베벨 에지 에칭 프로세스들에서, 웨이퍼 베벨에서의 플라즈마의 침식 프로파일 (encroachment profile) 은 프로세스 배제 존 (process exclusion zone) (PEZ) 링들의 세트를 사용하여서 제어되며, 이 PEZ 링들은 상부 PEZ 링 및 하부 PEZ 링을 포함한다. 상부 및 하부 PEZ 링들의 외경은 상부 및 하부 웨이퍼 베벨들에서 플라즈마의 침식 프로파일에 큰 영향을 주며, 이 프로파일은 막 퇴적물이 제거되는 웨이퍼 정점 (apex) 으로부터의 거리를 결정한다. 따라서, 칩 제조자들의 요구사항들을 만족시키기 위해서 상이한 침식 프로파일들을 달성하도록, 상이한 외경들을 갖는 상이한 세트들의 PEZ 링들이 사용되어야 한다.
베벨 에지 에칭 시에 상이한 침식 프로파일을 달성하기 위해서 상이한 세트의 PEZ 링들 (상이한 외경을 가짐) 을 사용해야만 하는 것은 시간 소모적인데, 그 이유는 챔버 내에서 부품들을 교체하는 것을 수반하기 때문이다. 또한, 이는 챔버 내에서 진공을 파괴할 것을 요구하며 이로써 챔버가 오염될 위험을 초래할 수 있다. 상이한 세트들의 PEZ 링들을 사용하는 것은 또한 비용이 드는데 그 이유는 공급자들이 단지 단일 사이즈를 갖는 PEZ 링들보다는, 다수의 사이즈들을 갖는 PEZ 링들을 재고목록 (inventory) 내에 유지해야 하기 때문이다.
이러한 맥락에서 본 실시예들이 출현한 것이다.
예시적인 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템은 챔버, 및 챔버 내에 배치된 하단 전극을 포함한다. 하단 전극 주변에 하부 연장된 전극이 배치된다. 챔버 내에 상부 세라믹 플레이트가 배치되며, 상부 세라믹 플레이트는, 웨이퍼가 하단 전극 위에 존재하는 때에, 웨이퍼의 상단 표면과 상부 세라믹 플레이트 간에 분리 갭이 규정되도록, 하단 전극과 대향하는 관계로 하단 전극 위에 배치되고, 분리 갭은 약 2.0 mm 미만이다. 상부 세라믹 플레이트 주변에 상부 연장된 전극이 배치된다. 하부 연장된 전극과 하단 전극 간에 하부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 (lower process exclusion zone ring) 이 위치된다. 상부 연장된 전극과 상부 세라믹 플레이트 간에 상부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링이 위치되며, 상부 PEZ 링은 상부 PEZ 링 내에 내장된 무선 주파수 (RF) 전극 링을 갖는다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 1 RF 생성기, 상부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 2 RF 생성기, 및 프로세싱 인스트럭션들을 전송하기 위한 제어기를 포함한다. 프로세싱 인스트럭션들은 다른 설정치들 중에서도, 제 1 RF 생성기에 대한 전력 설정치 및 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치를 포함한다.
일 실시예에서, 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치는 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치보다 낮다. 일 실시예에서, 냉각 플레이트가 상부 세라믹 플레이트, 상부 PEZ 링, 및 상부 연장된 전극 위에 배치되며, 제 2 RF 생성기에 의해서 생성된 전력은 냉각 플레이트를 관통하는 RF 피드 봉 (rod) 을 통해서 내장된 RF 전극 링으로 전달된다.
일 실시예에서, 하부 PEZ 링은 하단 전극과 하부 연장된 전극을 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성된다. 일 실시예에서, 상부 PEZ 링은 내장된 RF 전극 링을 상부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성된다.
일 실시예에서, 상부 PEZ 링은 상부 PEZ 링의 외측 원주 (outer circumference) 를 규정하는 측 (side) 표면, 및 상부 PEZ 링의 베이스 (base) 를 규정하는 하부 표면을 갖는다. RF 전극 링은, RF 전극 링의 측 표면이 상부 PEZ 링의 측 표면에 근접하고 RF 전극 링의 하단 표면이 상부 PEZ 링의 하부 표면과 근접하도록, 상부 PEZ 링 내에 내장된다.
일 실시예에서, RF 전극 링은, RF 전극 링의 측 표면이 상부 프로세스 배제 링의 측 표면의 약 1.0 mm 내에 있고 RF 전극 링의 하단 표면이 상부 PEZ 링의 하부 표면의 약 1.0 mm 내에 있도록, 상부 PEZ 링 내에 내장된다.
다른 예시적인 실시예에서, 방법은, 웨이퍼가 존재하는 때에, 웨이퍼의 베벨 에지 프로세싱을 위한 플라즈마를 생성하는 단계를 포함하며, 플라즈마는 웨이퍼를 지지하는 주 (main) 전극으로 전달된 무선 주파수 (RF) 전력을 사용하여서 생성된다. RF 전력은 주 RF 생성기에 의해서 생성된다. 이 방법은 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식량을 확립하는 물리적 경계를 규정하는 상부 PEZ 링을 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상부 PEZ 링 내의 전극에 RF 전력을 인가하는 단계를 포함한다. 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력은 주 RF 생성기와는 별도인 보조 RF 생성기에 의해서 생성된다. 이 방법은 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식량을 감소시키도록 플라즈마에 대한 추가적인 장벽을 제공하도록, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력을 제어하는 단계를 포함한다. 이러한 플라즈마 침식량 감소는 생성된 플라즈마로 베벨 에지 프로세싱될 웨이퍼의 주변부의 양이 감소되게 한다.
일 실시예에서, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력은 저 주파수로 인가된다. 일 실시예에서, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 저-주파수 RF 전력은, 저-주파수 RF 전력이 베벨 에지 프로세싱을 위해서 생성된 플라즈마가 웨이퍼의 중앙으로부터 멀어지게 힘을 받게 하는 힘 (force) 을 생성된 플라즈마에 대향하여 (against) 가하는 전계를 상부 PEZ 링 내에서 그리고 주변에서 생성하여서 플라즈마 시스 (sheath) 를 증가시키도록, 대략 200 와트를 넘지 않는 상대적으로 낮은 전력 레벨에서 인가된다. 각기 제로 와트로부터 대략 200 와트로 증가된 전력 설정치들을 설정하는 것은 생성된 플라즈마에 대향하여서 전계가 가하는 힘의 양을 증가시키고, 이로써 생성된 플라즈마로 베벨 에지 프로세싱되는 웨이퍼의 주변부의 양을 감소시킨다. 일 실시예에서, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력은 대략 400 kHz의 저 주파수로 인가된다.
일 실시예에서, 생성된 플라즈마로 베벨 에지 프로세싱될 웨이퍼의 주변부의 양이 감소되게, 플라즈마의 침식량을 감소시키도록 플라즈마에 대한 추가적인 장벽을 제공하도록, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력을 제어하는 단계는 2 개의 단계들을 포함한다. 제 1 단계는 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식량이 최대 침식량과 최소 침식량 간에서 변화되게 하는 RF 전력 레벨들의 범위를 식별하는 단계를 포함한다. 제 2 단계는 선택된 플라즈마 침식량을 획득하도록 식별된 RF 전력 레벨들의 범위 내의 전력 레벨로 RF 전력 레벨을 조절하는 단계를 포함한다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템은 챔버, 및 챔버 내에 배치된 하단 전극을 포함한다. 하단 전극 주변에 하부 연장된 전극이 배치된다. 챔버 내에 상부 세라믹 플레이트이 배치되며, 상부 세라믹 플레이트는, 웨이퍼가 하단 전극 위에 존재하는 때의, 웨이퍼의 상단 표면과 상부 세라믹 플레이트 간에 분리 갭이 규정되도록, 하단 전극과 대향하는 관계로 하단 전극 위에 배치되고, 분리 갭은 약 2.0 mm 미만이다. 상부 세라믹 플레이트 주변에 상부 연장된 전극이 배치된다. 하부 연장된 전극과 하단 전극 간에 하부 PEZ 링 (lower process exclusion zone ring) 이 배치된다. 하부 PEZ 링은 하단 전극을 하부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성된다. 상부 연장된 전극과 상부 세라믹 플레이트 간에 상부 PEZ 링이 배치된다. 상부 PEZ 링은 상부 PEZ 링 내에 내장된 무선 주파수 (RF) 전극 링을 갖는다. 상부 PEZ 링은 내장된 RF 전극 링을 상부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기 및 침식 전력 모듈을 포함한다. 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기는 RF 생성기와 연관된 매칭 회로를 갖는다. 침식 전력 모듈 (encroachmnet power module) 은 상부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기 및 상부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기와 연관된 매칭 회로를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 프로세싱 인스트럭션들을 전송하기 위한 제어기를 더 포함한다. 프로세싱 인스트럭션들은 일반적 에칭 설정치들 및 침식 제어 설정치들을 포함한다.
일 실시예에서, 침식 제어 설정치들은 침식 전력 모듈 내에 포함된 RF 생성기에 대한 전력 설정치를 포함한다. 일 실시예에서, 침식 전력 모듈 내에 포함된 RF 생성기에 대한 전력 설정치는, 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기에 대한 전력 설정치보다 낮다.
일 실시예에서, 침식 전력 모듈 내에 포함된 RF 생성기에 대한 전력 설정치는 대략 200 와트를 넘지 않는다. 일 실시예에서, 침식 전력 모듈 내에 포함된 RF 생성기에 의해서 생성된 RF 전력은 저 주파수 전력이다. 일 실시예에서, 저-주파수 RF 전력은 대략 400 kHz의 주파수를 갖는다.
본 개시의 다른 양태들 및 이점들이 본 개시들의 원리를 예시적으로 예시하는, 첨부 도면들과 함께 취해지는, 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른, 플라즈마 프로세싱 시스템의 추가 세부사항들을 도시하는 개략도이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른, 상부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 및 내장된 RF 전극의 상단 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 2b는 예시적인 실시예에 따른, 상부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 및 내장된 RF 전극의 상단 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른, RF 전력이 내장된 RF 전극으로 제공되지 않도록 RF 생성기가 턴 오프된 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기가 제 1 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 3c는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기가 제 2 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 3d는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기가 제 3 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 웨이퍼의 베벨 에지 프로세싱 시에 사용되는 방법 동작들을 예시하는 흐름도이다.
다음의 설명에서, 다수의 특정 세부사항들이 예시적인 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 예시적인 실시예들은 이러한 특정 세부사항들 일부 없이도 실시될 수 있음이 본 기술의 당업자에게 명백할 것이다. 다른 실례에서, 프로세스 동작들 및 구현 세부사항들은 이미 잘 알려져 있다면, 세부적으로 기술되지 않았다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 프로세싱 시스템의 개략도이다. 도 1a에서 도시된 바와 같이, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 챔버 (102) 를 포함하며, 이 챔버 내에 하단 전극 (104) 이 배치된다. 일 실례에서, 하단 전극 (104) 은 아노다이징된 알루미늄으로 형성된다. 하단 전극 (104) 은 플라즈마 프로세싱 동안에 웨이퍼를 지지한다. 플라즈마 프로세싱 동안에, 하단 전극 (104) 은 칠러 (chiller) 에 의해서 설정 온도로 냉각된다. 일 실례에서, 칠러는 하단 전극을 주변 온도 (예를 들어, 약 20 ℃) 로 냉각한다. 다른 실례에서, 칠러는 하단 전극을 약 10 ℃ 내지 약 60 ℃의 온도로 냉각한다. 상부 세라믹 플레이트 (106) 가 하단 전극 (104) 위에 배치되며 이로써 웨이퍼가 하단 전극 상에서 지지되는 때에, 도 1b를 참조하여서 이하에서 보다 상세하게 기술될 바와 같이, 웨이퍼의 상단 표면 위에 오직 좁은 갭이 존재하게 된다. 상부 냉각 플레이트 (108) 가 상부 세라믹 플레이트 (106) 위에 위치한다. 상부 연장된 전극 (110) 이 상부 세라믹 플레이트 (106) 주변에 배치되고, 하부 연장된 전극 (112) 이 하단 전극 (104) 주변에 배치된다. 하부 연장된 전극 (112) 및 하단 전극 (104) 은, 이러한 전극들의 직접적인 RF 커플링을 피하도록 그들 간에 충분한 공간이 존재하도록, 위치된다. 상부 연장된 전극 (110) 및 하부 연장된 전극 (112) 은 모두가 접지되며, 이들은 임의의 적합한 도전성 재료, 예를 들어, 아노다이징된 알루미늄 또는 이트리아 (Y2O3)-코팅된 알루미늄으로 이루어진다.
상부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 (114) 은 상부 세라믹 플레이트 (106) 와 상부 연장된 전극 (110) 간에 위치한다. 하부 프로세스 배제 존 (PEZ) 링 (116) 은 하단 전극 (104) 과 하부 연장된 전극 (112) 간에 위치한다. 무선 주파수 (RF) 전극 (115) 이 상부 PEZ 링 (114) 내에 내장된다. 상부 PEZ 링 (114) 및 하부 PEZ 링 (116) 양자는 임의의 적합한 절연성 재료, 예를 들어, 이트리아 (Y2O3) 로 이루어진다. 하부 PEZ 링 (116) 을 형성하는데 사용된 절연성 재료는 하단 전극 (104) 및 하부 연장된 전극 (112) 을 서로 간에 전기적으로 분리시킨다. 상부 PEZ 링 (114) 을 형성하는데 사용된 절연성 재료는 상부 PEZ 링을 상부 세라믹 플레이트 (106) 로부터 물리적으로 분리시키고 상부 PEZ 링을 상부 연장된 전극 (110) 으로부터 전기적으로 분리시킨다. 물론, 본 기술 분야의 당업자에게 이해될 바와 같이, RF 전력은 절연 재료들을 통과할 수 있다. 따라서, 예를 들자면, RF 전력은 하단 전극 (104) 으로부터 하부 연장된 전극 (112) 으로 하부 PEZ 링 (116) 을 통하여 전달될 수 있다. 내장된 RF 전극 (115) 은 임의의 적합한 금속성 재료로 이루어질 수 있으며, 챔버 (102) 내에서의 임의의 금속 오염이 발생하는 것을 피하기 위해서 상부 PEZ 링 (114) 내에서 완전히 매립된다.
일 실례에서, RF 전극 (115) 은 상부 PEZ 링 내에 적절한 형상을 갖는 개부 (opening) (예를 들어, 캐비티 또는 포켓) 를 머시닝 (machining) 하고 이 개부에 RF 전극을 삽입함으로써 상부 PEZ 링 (114) 내에 내장된다. 일단 RF 전극 (115) 이 상부 PEZ 링 (114) 내의 개부로 삽입되었으면, 적합한 상단 편이 상부 PEZ 링 상에 배치되어서 개부를 덮으며, 이로써 챔버 내에서의 임의의 금속 오염도 RF 전극이 발생시키지 않는다. RF 전극 (115) 이 하우징되는 상부 PEZ 링 (114) 내측의 개부의 크기를 맞추는 것은 신중하게 해야 한다. 상부 PEZ 링 (114) 내측에서 그리고 RF 전극 (115) 주변에서 플라즈마 점화가 발생하지 않도록, 약 0.5 mm 보다 큰 어떠한 공극 또는 갭들이 이 개부 내에서 존재하지 말아야 한다. 상부 PEZ 링 내에 RF 전극을 내장시키는데 다른 기술들이 사용될 수 있다는 것도 본 기술 분야의 당업자에게 이해될 것이다. 예를 들자면, 상부 PEZ 링은 몰드 내에 RF 전극을 배치하고, 몰드를 분말 재료로 충진하고, (예를 들어, 아이소스태틱 프레싱 기법 (isostatic pressing technique) 을 사용하여서) 분말 재료를 조밀화 (compacting) 하고, 이 조밀화된 재료가 분말 입자들을 서로 결합시키는데 필요한 임의의 추가 프로세싱 (예를 들어서, 소결) 을 받게 함으로써 형성될 수도 있다.
도 1a를 계속 참조하면, 가스 소스 (146) 는 적합한 프로세스 가스들 및 튜닝 가스들을 제공하는 설비들과 흐름이 통하도록 커플링된다. 에지 프로세스 가스 전달 도관들 (120) 이 프로세스 가스를 가스 소스 (146) 로부터 챔버 (102) 의 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 으로 전달한다. 중앙 가스 전달 도관 122 은 프로세스 가스 및 튜닝 가스를 가스 소스 (146) 로부터 챔버 (102) 내에서 프로세싱되고 있는 웨이퍼의 중앙 영역으로 전달한다. 배기 메니폴드 (124) 가 챔버 (102) 로부터 배기될 가스들을 수거하고 이러한 가스들을 배기 유닛 (126) 으로 향하게 한다.
특정 플라즈마 프로세싱 동작에 대한 레시피가 컴퓨터 (134) 내로 입력될 수 있다. 레시피는 침식 제어 설정사항들 (136) 및 일반적 에칭 설정사항들 (138) 을 포함하며, 이 양자는 컴퓨터 (134) 로부터 제어기 (130) 로 전송된다. 제어기 (130) 는 RF 생성기 (140), 가스 소스 (146), 및 침식 전력 모듈 (148) 과 통신하여서 침식 제어 설정사항들 (136) 및 일반적 에칭 설정사항들 (138) 에 제시된 프로세싱 인스트럭션들을 구현한다. 일반적 에칭 설정사항들 (138) 에 제시된 프로세싱 인스트럭션들을 구현하기 위해서, 제어기 (130) 는 전력 설정사항을 RF 생성기 (140) 에, RF 생성기가 적합한 RF 전력을 생성하여서 이 전력을 RF 피드 봉 (144) 를 통해서 하단 전극 (104) 으로 전송할 수 있도록, 전송한다. 매칭 회로 (142) 가 제공되어서, 본 기술 분야의 당업자에게 알려진 바와 같이, RF 전력의 전송 시의 손실을 감소시키고 이로써 전력의 전달을 최적화시킨다. 제어기 (130) 는 또한 필요한 프로세싱 가스들 및 튜닝 가스들이 도관들 (120 및 122) 을 통해서 챔버 (102) 로 전달될 수 있도록, 적합한 신호(들)를 가스 소스 (146) 에 전송한다. 일 실시예에서, 제어기 (130) 는 컴퓨터 또는, 보다 일반적으로는 적합한 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
일 실례에서, 일반적 에칭 설정사항들은, 베벨 에지 프로세싱을 위한 RF 플라즈마가 13.56 MHz 소스 및 약 0.5 킬로와트의 전달된 전력을 사용하여서 생성되도록 특정한다. 다른 실례들에서, 전력은 제로 내지 약 1,000 와트의 범위 내에 있으며, 예를 들어, 약 600 와트이다. 일 실례에서, 챔버는 약 1 Torr 내지 약 10 Torr의 압력 범위에서 운용된다. 다른 실례에서, 챔버는 약 1 Torr 내지 약 3 Torr의 압력 범위에서, 예를 들어 약 1.9 또는 2.0 Torr 압력에서 운용된다.
침식 제어 설정사항들 (136) 에서 제시된 프로세싱 인스트럭션들을 구현하기 위해서, 제어기 (130) 의 전력 설정사항 유닛 (132) 은 전력 설정사항을 침식 전력 모듈 (148) 에 전송하고, 이 모듈은 RF 생성기 (150) 및 매칭 회로 (152) 를 포함한다. RF 생성기 (150) 는 적합한 RF 전력을 생성하여서 이 전력을 RF 도관 (156) 및 RF 피드 봉들 (154) 을 통해서 내장된 RF 전극 (115) 으로 전송한다.
일 실례에서, 침식 제어 설정사항들은, 내장된 RF 전극에 전송된 RF 전력이 상대적으로 낮은 주파수에서 생성되고 상대적으로 낮은 전력 레벨로 인가되도록 특정한다. 일 실례에서, 상대적으로 낮은 주파수는 약 400 kHz를 초과하지 않는다. 일 실례에서, 상대적으로 낮은 전력 레벨은 약 200 와트를 초과하지 않는데, 예를 들어, 전력 레벨은 제로 와트 내지 약 200 와트의 범위에 있다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 프로세싱 시스템의 추가 세부사항들을 도시하는 개략도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 전극 지지부 (105) 는 하단 전극 (104) 을 지지한다. 전극 지지부 (105) 주변에 배치된 하부 격리 링 (117) 은 하부 PEZ 링 (116) 및 하부 연장된 전극 (112) 을 지지한다. 상부 냉각 플레이트 (108) 이 상부 세라믹 플레이트 (106), 상부 PEZ 링 (114), 및 상부 연장된 전극 (110) 위에 배치된다. RF 생성기 (150) 에 의해서 생성된 RF 전력은 매칭 회로 (152) 를 통해서 그리고 RF 도관 (156) 및 RF 피드 봉 (154) 을 통해서 내장된 RF 전극 (115) 으로 전달된다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, RF 피드 봉 (154) 은 상부 냉각 플레이트 (108) 및 상부 PEZ 링 (114) 을 통해서 내장된 RF 전극 (115) 으로 이어진다. 상부 냉각 플레이트 (108) 는 접지 전위에 있는 금속이기 때문에, RF 피드 봉 (154) 에는, 접지부로 가는 RF 전류량이 제한되도록, 상부 냉각 플레이트에 대한 충분한 유전체 격리가 제공되어야 한다.
일 실례에서, 하부 PEZ 링 (116) 의 상단 표면 및 하단 전극 (104) 의 상단 표면은, 하부 PEZ 링의 상단 표면이 하단 전극의 상단 표면보다 근소하게 낮게 되게, 구성된다. 일 예시적인 구현예에서, 하부 PEZ 링 (116) 의 상단 표면은 하단 전극의 상단 표면보다 대략 10 밀 (mil) (1 인치의 1000 분의 1의 10 배) 낮게 되어 있다. 이로써, 웨이퍼가 플라즈마 프로세싱을 위해서 하단 전극 (104) 의 상단 표면 상에 위치한 때에, 하부 PEZ 링 (116) 의 상단 표면과 웨이퍼의 하부 표면 간에 근소한 갭이 존재한다. 또한, 하단 전극 (104) 및 상부 세라믹 플레이트 (106) 은, 상부 세라믹 플레이트의 하부 표면과 웨이퍼의 상단 표면 간의 분리 갭이 플라즈마가 웨이퍼의 중앙을 향해서 더욱 전진하지 못하게 충분하게 좁도록, 서로 간에 이격된다. 일 실례에서, 상부 세라믹 플레이트 (106) 의 하부 표면과 웨이퍼의 상단 표면 간의 갭은 약 2.0 mm 미만이다. 다른 실례에서, 상부 세라믹 플레이트 (106) 의 하부 표면과 웨이퍼의 상단 표면 간의 갭은 약 0.35 mm이다.
플라즈마 프로세싱을 위한 위치로 웨이퍼를 로딩하는 것을 용이하게 하기 위해서, 상부 세라믹 플레이트 (106) 는 프로세스 위치와 웨이퍼 이송 위치 간에서 이동가능하다. 상술한 바와 같이, 프로세스 위치에서, 상부 세라믹 플레이트 (106) 의 하부 표면과 웨이퍼의 상단 표면 간의 분리 갭은 약 2.0 mm 미만이다. 웨이퍼 이송 위치에서, 상부 세라믹 플레이트 (106) 가 (하단 전극 (104) 에 대하여) 상향으로 이동되며, 상부 세라믹 플레이트 (106) 의 하부 표면과 하단전극의 상단 표면 간의 갭은 적어도 약 20 mm가 된다. 본 기술 분야의 당업자는, 웨이퍼 이송 위치에서의 갭의 크기가 사용되는 특정 웨이퍼 이송 장비의 필요사항을 만족시키도록 가변될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2a는 예시적인 실시예에 따른 상부 PEZ 링 및 내장된 RF 전극의 상단 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 2a에서 도시된 바와 같이, RF 전극 (115) 은 단일의 연속하는 링의 형태로 상부 PEZ 링 (114) 내에 내장된다. 내장된 RF 전극 (115) 은 RF 전력을 RF 생성기 (150) 로부터, 매칭 회로 (152), RF 도관 156, 및 RF 피드 봉 (154) 을 통해서 수신한다. 도 2b는 다른 예시적인 실시예에 따른 상부 PEZ 링 및 내장된 RF 전극의 상단 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 2b에서 도시된 바와 같이, RF 전극 (115) 은 4 개의 커브형 세그먼트들 (115w, (115x, (115y, 및 115z) 을 포함하는 링의 형태로 상부 PEZ 링 (114) 내에 내장되며, 커브형 세그먼트 각각은 대략 90 도의 호에 걸쳐 있다. RF 전극 (115) 의 세그먼트 각각은 세그먼트 절연체 (158) 에 의해서 인접하는 세그먼트들로부터 분리된다. 또한, RF 전극 (115) 의 세그먼트 각각은 RF 전력을 해당 세그먼트에 접속된 RF 피드 봉 (154) 으로부터 수신한다. RF 피드 봉들 (154) 각각은 RF 전력을 해당 세그먼트에 접속된 RF 도관 (156) 으로부터 수신한다. RF 도관들 (156) 각각은 매칭 회로 (152) 에 접속되며, 매칭 회로는 RF 전력을 RF 생성기 (150) 로부터 수신한다. 본 기술 분야의 당업자는, 내장된 RF 전극 (115) 을 형성하는데 사용되는 세그먼트들의 개수는 특정 애플리케이션들의 필요사항들을 만족시키도록 가변될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른, RF 전력이 내장된 RF 전극에 제공되지 않도록 RF 생성기 (150) 가 턴 오프되는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 3a에서 도시된 바와 같이, 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 내의 플라즈마는 연한 점선으로 표시된다. 내장된 RF 전극 (115) 을 위한 RF 생성기 (150) 가 이 경우에 턴 오프되었기 때문에, 내장된 RF 전극은 RF 전력을 수신하지 않으며, 따라서 플라즈마에 어떠한 영향도 주지 않는다. 이로써, 이 경우에 웨이퍼의 중앙을 향하는 플라즈마의 침식은 주로 상부 PEZ 링 (114) 의 외경에 의해서 결정된다. 따라서, 핀치-오프 지점 (pinch-off point) (실질적으로 어떠한 에칭도 웨이퍼 상에서 발생하지 않는 지점) 이 "A"로 참조부호가 달린 지점 근처에서 발생하는데, 이 지점의 위치는 상부 PEZ 링 (114) 의 외경에 대응한다. 에칭은 웨이퍼의 주변부에 대해서 발생하며, 에칭의 효과는 웨이퍼의 에지 근처에서 최대이고 지점 A를 향해서 점점 감소하면서 지점 A에서 최소가 된다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극 (115) 으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기 (150) 가 제 1 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 3b에서 도시된 바와 같이, 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 내의 플라즈마는, 핀치-오프 지점이 지점 A에서 "B"로 참조부호가 달린 지점으로 이동하도록 웨이퍼의 에지를 향해서 외측으로 밀렸다. 지점 A (RF 전력 없음) 에 비해서, 지점 B가 웨이퍼의 에지에 더 가깝게 위치하는데, 그 이유는 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계가 플라즈마 내의 대전된 종들에 영향을 주며 이로써 웨이퍼 바로 위의 (그리고 상부 PEZ 링 (114) 의 외측 에지에 인접하는) 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 의 부분으로 플라즈마가 들어가는 것에 대한 추가적인 장벽 역할을 하기 때문이다. 이로써, 전계는 플라즈마를 상부 PEZ 링 (114) 의 외측 에지로부터 멀어지게 미는 힘을 플라즈마에 대하여 가한다 (도 3b를 도 3a와 비교). 보다 낮은 주파수 (예를 들어, 400 kHz) 의 사용은 어떠한 "새로운" 플라즈마도, 내장된 RF 전극 (115) 에 전력이 공급되는 때에, 상부 PEZ 링 (114) 근처에서 형성되지 않도록 보장한다. 대신에, 이 낮은 주파수는 웨이퍼의 에지를 향해서 플라즈마를 더 미는 추가 플라즈마 시스 (sheath) 를 PEZ 링 외측에서 확립한다.
도 3c는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극 (115) 으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기 (150) 가 제 2 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 3c에서 도시된 바와 같이, 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 내의 플라즈마는, 핀치-오프 지점이 지점 B에서 "C"로 참조부호가 달린 지점으로 이동하도록 웨이퍼의 에지를 향해서 외측으로 더욱 밀렸다. 지점 B (제 1 전력 레벨) 에 비해서, 지점 C가 웨이퍼의 에지에 더 가깝게 위치하는데, 그 이유는 제 2 전력 레벨이 제 1 전력 레벨보다 더 높기 때문이다. 제 2 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계가, 제 1 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계보다, 플라즈마 내의 대전된 종들에 더 큰 영향을 준다. 이로써, 제 2 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계가, 플라즈마를 상부 PEZ 링 (114) 의 외측 에지로부터 더욱 멀어지게 미는 더 큰 힘을 플라즈마에 대하여 가한다 (도 3c를 도 3b와 비교).
도 3d는 예시적인 실시예에 따른, 내장된 RF 전극 (115) 으로 RF 전력을 제공하는 RF 생성기 (150) 가 제 3 전력 레벨에 있는 경우에 베벨 에지 프로세싱의 단면 뷰를 예시하는 개략도이다. 도 3d에서 도시된 바와 같이, 베벨 에지 프로세스 영역 (128) 내의 플라즈마는, 핀치-오프 지점이 지점 C에서 "D"로 참조부호가 달린 지점으로 이동하도록 웨이퍼의 에지를 향해서 외측으로 더욱 밀렸다. 지점 C (제 2 전력 레벨) 에 비해서, 지점 D가 웨이퍼의 에지에 더 가깝게 위치하는데, 그 이유는 제 3 전력 레벨이 제 2 전력 레벨보다 더 높기 때문이다. 제 3 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계가, 제 2 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계보다, 플라즈마 내의 대전된 종들에 더 큰 영향을 준다. 이로써, 제 3 전력 레벨에서 내장된 RF 전극 (115) 에 의해서 생성된 전계가, 플라즈마를 상부 PEZ 링 (114) 의 외측 에지로부터 더욱 멀어지게 미는 더 큰 힘을 플라즈마에 대하여 가한다 (도 3d를 도 3c와 비교).
도 3a 내지 도 3d에서 도시된 바와 같이, 상부 PEZ 링 (114) 은 상부 PEZ 링의 외측 원주를 규정하는 측 표면 (114a), 및 상부 PEZ 링의 베이스 (base) 를 규정하는 하부 표면 (114b) 을 갖는다. 또한, 내장된 RF 전극 (115) 은, 내장된 RF 전극의 측 표면 (115a) 이 상부 PEZ 링의 측 표면 (114a) 에 근접하고, 내장된 RF 전극의 하단 표면 (115b) 이 상부 PEZ 링의 하부 표면 (114b) 에 근접하도록, 상부 PEZ 링 (114) 내에 내장된다. 일 예시적인 실시예에서, 내장된 RF 전극 (115) 은 상부 PEZ 링 (114) 내에, 측 표면 (115a) 이 측 표면 (114a) 의 약 1.0 mm 내에 있고 하단 표면 (115b) 이 하부 표면 (114b) 의 약 1.0 mm 내에 있도록, 내장된다. 내장된 RF 전극 (115) 이 이러한 방식으로 상부 PEZ 링 (114) 의 코너 (corner) 세그먼트 내에 위치하게 되는 경우에, 내장된 RF 전극에 의해서 생성된 전계는 측 표면 (114a) 근방에서의 플라즈마 시스 및 상부 PEZ 링 (114) 의 하부 표면 (114b) 근방에서의 플라즈마 시스에 대항하여서 힘을 가할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 웨이퍼의 베벨 에지 프로세싱 시에 수행되는 방법 동작들을 예시하는 흐름도이다. 동작 200 에서, 존재한다면, 웨이퍼의 베벨 에지 프로세싱을 위한 플라즈마가 웨이퍼를 지지하는 주 (main) 전극에 전달된 RF 전력을 사용하여서 생성된다. RF 전력은 주 RF 생성기에 의해서 생성된다. 일 예시적인 구현예에서, 주 RF 생성기는 13.56 MHz를 사용한다. 본 기술 분야의 당업자는 다른 주파수들, 예를 들어, 2 MHz, 27 MHz, 60 MHz, 등이 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 동작 202 에서, 상부 PEZ 링이 제공된다. 상부 PEZ 링은 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식의 양을 확립하는 물리적 경계를 규정한다. 일 예시적인 구현예에서, 도 3a에 도시된 상부 PEZ 링 (114) 이 제공된다. 상부 PEZ 링 (114) 의 외경에 대응하는 측 표면 (114a) 이 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식의 양을 확립하는 물리적 경계를 규정한다. 달리 말하면, 측 표면 (114a) 은 플라즈마의 웨이퍼 중앙으로의 침식을 억제하는 장벽 역할을 한다.
동작 204 에서, RF 전력이 상부 PEZ 링 내의 전극으로 인가된다. 이 RF 전력은 주 RF 생성기와는 별도인 보조 RF 생성기에 의해서 생성될 수 있다. 도 3a에 도시된 상부 PEZ 링 (114) 이 사용되는 예시적인 구현예에서, RF 전력은 RF 생성기 (150) 를 통해서 상부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극 (115) 으로 제공된다 (예를 들어서, 도 3b 참조). 일 실례에서, 보조 RF 생성기는 RF 전력을 상대적으로 낮은 주파수, 예를 들어, 약 400 kHz를 넘지 않는 주파수에서 생성한다. 일 실례에서, 상부 PEZ 링에 내장된 RF 전극에 인가된 RF 전력은 상대적으로 낮은 전력 레벨, 예를 들어, 대략 200 와트를 넘지 않는 전력 레벨에서 인가된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약" 및 "대략"은 특정 파라미터가 합리적인 허용오차, 예를 들어서 ±20 퍼센트 내에서 변할 수 있다는 것을 의미한다.
본 기술 분야의 당업자는, 상부 PEZ 링 내의 전극에 RF 전력을 공급하면, 베벨 에지 프로세싱 챔버들 내에서 통상적으로 구해지는 조건들 하에서 일부 "새로운" 플라즈마 (즉, 주 RF 생성기를 사용하여 생성된 플라즈마와 혼합되거나 결합되는 생성된 플라즈마) 가 생성된다는 것을, 이해할 것이다. 따라서, RF 전력을 전극으로 공급하는 것과 연관된 파라미터들 (예를 들어, 전력 레벨, 주파수, 등) 은, 플라즈마에 충분하게 영향을 줄 수 있는 전계를 생성할 필요와, 상당한 양의 새로운 플라즈마의 생성을 억제할 필요 간에 균형이 이루어지도록 (그 이유는 새로운 플라즈마는 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마 침식을 제어할 수 있는 능력을 저감시킬 수 있기 때문임) 선택되어야 한다. 그러나, 일반적으로, 새로운 플라즈마가 생성되어도, 낮은 주파수, 예를 들어, 약 400 kHz을 사용하면, 새로운 플라즈마 생성이 최소로 저감될 수 있다는 것이 보장된다. 이러한 낮은 주파수 사용은, 웨이퍼의 에지를 향하여서 플라즈마를 밀어내는 것과 일관된, 상부 PEZ 링 (114) 외측으로의 플라즈마 시스의 확장을 보장한다.
동작 206 에서, 상부 PEZ 링 내의 전극에 인가된 RF 전력이, 베벨 에지 프로세스 영역으로부터의 웨이퍼의 중앙을 향한 플라즈마의 침식량을 줄이도록, 플라즈마에 대한 추가적 장벽을 제공하게 제어된다. RF 전력이 대략 200 와트를 넘지 않는 전력 레벨에서 인가되는 예시적인 구현예에서, RF 전력은 전력 설정치를 제로 와트로부터 대략 200 와트로 증가시킴으로써 제어된다. 제로 와트의 전력 레벨에서는, 전계가 생성되지 않으며 (도 3a 참조), 물리적 경계는 상부 PEZ 링의 외경을 규정하는 상부 PEZ 링의 표면에 대응한다. 전력 레벨이 증가함에 따라서, 상부 PEZ 링 내에서 그리고 주변에서 생성된 전계가 플라즈마에 대향하여서 가하는 힘도 증가한다. 따라서, 전력 레벨이 증가함에 따라서, 플라즈마가 웨이퍼의 중앙으로부터 멀어지도록 힘을 받는 정도 (이로써, 플라즈마 시스를 증가시키는 정도) 도 증가한다 (도 3b, 도 3c, 및 도 3d 참조). 이로써, 생성된 플라즈마에 의해서 베벨 에지 프로세싱되는 웨이퍼의 주변부의 양은 전력 레벨이 증가하면 감소하게 된다.
전술한 예시적인 구현예에서, RF 전력 레벨들의 식별된 범위는 제로 와트로부터 대략 200 와트까지 확장된다. 제로 와트의 전력 레벨에서는, 웨이퍼 중앙을 향하는 플라즈마 침식량은 상대적으로 최대인데 그 이유는 침식을 억제하는 물리적 경계가 상부 PEZ 링의 외경에 대응하기 때문이다. 대략 200 와트의 전력 레벨에서는, 웨이퍼 중앙을 향하는 플라즈마 침식량은 상대적으로 최소인데, 그 이유는 전계가 플라즈마에 대향하여서 보다 큰 힘을 가하기 때문이다. 이로써, 플라즈마가 힘을 받아서 웨이퍼 중앙으로부터 멀어지는 거리는 해당 범위 내에서 최고의 전력 레벨에서 가장 길다. 따라서, 플라즈마에 대한 추가 장벽을 제공하도록 전력 레벨을 증가시킴으로써, 플라즈마의 침식을 억제하는 물리적 경계는 본질적으로는 상부 PEZ 링의 외경을 규정하는 표면으로부터, 웨이퍼 중앙으로부터 더 멀리 멀어지는 위치로 "확장된다". 이로써, 웨이퍼 중앙을 향한 플라즈마 침식량은 상부 PEZ 링의 물리적 크기를 변화시키지 않고서도 조절된다. 이는 베벨 에지 플라즈마 프로세싱 동안에 에칭 플라즈마의 연속적 실시간 제어를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 베벨 에지 프로세싱을 받는 웨이퍼의 외측 주변부는 웨이퍼의 에지로부터 약 0.5 mm 내지 약 5 mm 내에 있는 영역을 포함한다. 다른 실례에서, 베벨 에지 프로세싱을 받는 웨이퍼의 외측 주변부는 웨이퍼의 에지로부터 약 1.0 mm 내지 약 3 mm 내에 있는 영역을 포함한다. 또 다른 실례에서, 베벨 에지 프로세싱을 받는 웨이퍼의 외측 주변부는 웨이퍼의 에지로부터 약 2.0 mm 내지 약 2.5 mm 내에 있는 영역을 포함한다. 베벨 에지 프로세싱을 받는 웨이퍼의 외측 주변부에 대한 전술한 범위들은 300 mm 웨이퍼들에 적용가능하다. 본 기술 분야의 당업자는, 다른 크기들을 갖는 웨이퍼들 (예를 들어, 200 mm 또는 450 mm 웨이퍼들) 의 베벨 에지 프로세싱을 위해서는 전술한 범위에 대해서 적합한 조절이 이루어져야 할 것임을, 이해할 것이다.
본 명세서에서 도시 및 기술된 예시적인 실시예들에서, RF 전극은 상부 PEZ 링 내에 내장되는데, 그 이유는 하단 베벨의 에칭에 대해서 정밀한 제어를 하는 것보다, 상단 베벨의 에칭에 대해서 정밀한 제어를 하는 것이 더 중요하기 때문이다. 그럼에도, RF 전극은 하부 PEZ 링 내에 내장되어서 하단 베벨의 에칭에 대해서 보다 정밀한 제어를 제공할 수 있다. 그러나, 하부 PEZ 링 내의 RF 전극을 구현하기 위해서는, 주 전극 (예를 들어, 하단 전극 (104)) 과의 크로스토크 (crosstalk) 를 피하기 위해서 조치가 취해져야 한다. 이러한 크로스토크를 피하는 한가지 방법은 하부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극과 하단 전극 (104) 간에 충분한 이격을 제공하여서 하부 PEZ 링 내에 내장된 RF 전극과 하단 전극 (104) 간에 용량성 커플링을 최소화하는 것일 것이다. 다른 방식은 충분한 상호 RF 필터링과 함께 각 전극에 상이한 RF 주파수들을 공급하는 것이다.
따라서, 예시적인 실시예들의 개시는 다음의 청구항들 및 그들의 균등범위 내에서 제시된 개시들의 범위를 단지 예시할 뿐이며 한정하지 않도록 해석되어야 한다. 개시들의 예시적인 실시예들이 이해의 명료성을 위해서 어느 정도 세부적으로 기술되었지만, 다음의 청구항들의 범위 내에서 특정 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 명백하다. 다음의 청구항들에서, 요소들 및/또는 단계들은 청구항들에서 명시적으로 진술되지 않는 이상 또는 개시에 의해서 내포적으로 요구되지 않는 이상, 동작의 임의의 특정 순서를 암시하지 않는다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 프로세싱 시스템으로서,
    챔버;
    상기 챔버 내에 배치된 하단 전극;
    상기 하단 전극 주변에 배치된 하부 연장된 전극;
    상기 챔버 내에 배치된 상부 세라믹 플레이트로서, 상기 상부 세라믹 플레이트는, 웨이퍼가 상기 하단 전극 위에 존재하는 때에, 상기 웨이퍼의 상단 표면과 상기 상부 세라믹 플레이트 간에 분리 갭이 규정되도록, 상기 하단 전극과 대향하는 관계로 상기 하단 전극 위에 배치되고, 상기 분리 갭은 약 2.0 mm 미만인, 상기 상부 세라믹 플레이트;
    상기 상부 세라믹 플레이트 주변에 배치된 상부 연장된 전극;
    상기 하부 연장된 전극과 상기 하단 전극 간에 위치한 하부 프로세스 배제 존 링 (lower process exclusion zone ring);
    상기 상부 연장된 전극과 상기 상부 세라믹 플레이트 간에 위치한 상부 프로세스 배제 존 링으로서, 상기 상부 프로세스 배제 존 링은 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장된 무선 주파수 (RF) 전극 링을 갖는, 상기 상부 프로세스 배제 존 링;
    상기 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 1 RF 생성기;
    상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장된 상기 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 제 2 RF 생성기; 및
    프로세싱 인스트럭션들을 전송하기 위한 제어기로서, 상기 프로세싱 인스트럭션들은 상기 제 1 RF 생성기에 대한 전력 설정치 및 상기 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치를 포함하는, 상기 제어기를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치는 상기 제 2 RF 생성기에 대한 전력 설정치보다 낮은, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    냉각 플레이트가 상기 상부 세라믹 플레이트, 상기 상부 프로세스 배제 존 링, 및 상기 상부 연장된 전극 위에 배치되며,
    상기 제 2 RF 생성기에 의해서 생성된 전력은 상기 냉각 플레이트를 관통하는 RF 피드 봉 (rod) 을 통해서 상기 내장된 RF 전극 링으로 전달되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 프로세스 배제 존 링은 상기 하단 전극과 상기 하부 연장된 전극을 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프로세스 배제 존 링은 상기 내장된 RF 전극 링을 상기 상부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프로세스 배제 존 링은 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 외측 원주 (outer circumference) 를 규정하는 측 (side) 표면, 및 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 베이스 (base) 를 규정하는 하부 표면을 가지며,
    상기 RF 전극 링은, 상기 RF 전극 링의 측 표면이 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 측 표면에 근접하고 상기 RF 전극 링의 하단 표면이 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 하부 표면과 근접하도록, 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 RF 전극 링은, 상기 RF 전극 링의 측 표면이 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 측 표면의 약 1.0 mm 내에 있고 상기 RF 전극 링의 하단 표면이 상기 상부 프로세스 배제 존 링의 하부 표면의 약 1.0 mm 내에 있도록, 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  8. 웨이퍼가 존재하는 때에, 상기 웨이퍼의 베벨 에지 프로세싱을 위한 플라즈마를 생성하는 단계로서, 상기 플라즈마는 상기 웨이퍼를 지지하는 주 (main) 전극으로 전달된 무선 주파수 (RF) 전력을 사용하여서 생성되고, 상기 RF 전력은 주 RF 생성기에 의해서 생성되는, 상기 플라즈마를 생성하는 단계;
    베벨 에지 프로세스 영역으로부터 상기 웨이퍼의 중앙을 향한 상기 플라즈마의 침식량을 확립하는 물리적 경계를 규정하는 상부 프로세스 배제 존 링을 제공하는 단계;
    상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 전극에 RF 전력을 인가하는 단계로서, 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 RF 전력은 상기 주 RF 생성기와는 별도인 보조 RF 생성기에 의해서 생성된, 상기 RF 전력을 인가하는 단계; 및
    상기 생성된 플라즈마로 베벨 에지 프로세싱될 상기 웨이퍼의 주변부의 양이 감소되게, 상기 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 상기 웨이퍼의 중앙을 향한 상기 플라즈마의 침식량을 감소시키도록 상기 플라즈마에 대한 추가적인 장벽을 제공하도록, 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 RF 전력을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 RF 전력은 저 주파수로 인가되는, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 저-주파수 RF 전력은, 상기 저-주파수 RF 전력이 베벨 에지 프로세싱을 위해서 생성된 플라즈마가 상기 웨이퍼의 중앙으로부터 멀어지게 하는 힘 (force) 을 상기 생성된 플라즈마에 대향하여 (against) 가하는 전계를 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에서 그리고 주변에서 생성하여서 플라즈마 시스 (sheath) 를 증가시키도록, 대략 200 와트를 넘지 않는 상대적으로 낮은 전력 레벨에서 인가되며,
    각기 제로 와트로부터 대략 200 와트로 증가된 전력 설정치들을 설정하는 것은 상기 생성된 플라즈마에 대향하여서 상기 전계가 가하는 힘의 양을 증가시키고, 이로써 상기 생성된 플라즈마로 베벨 에지 프로세싱되는 상기 웨이퍼의 주변부의 양을 감소키는, 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 RF 전력은 대략 400 kHz의 저 주파수로 인가되는, 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 베벨 에지 영역으로부터 상기 웨이퍼의 중앙을 향한 상기 플라즈마의 침식량이 감소되게 추가적인 장벽을 제공하도록 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내의 상기 전극에 인가된 RF 전력을 제어하는 단계는,
    상기 베벨 에지 프로세스 영역으로부터 상기 웨이퍼의 중앙을 향한 상기 플라즈마의 침식량이 최대 침식량과 최소 침식량 간에서 변화되게 하는 RF 전력 레벨들의 범위를 식별하는 단계; 및
    선택된 플라즈마 침식량을 획득하도록 상기 식별된 RF 전력 레벨들의 범위 내의 전력 레벨로 상기 RF 전력 레벨을 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 식별된 RF 전력 레벨들은 제로 와트 내지 대략 200 와트 범위 내에 있고,
    상기 제로 와트의 RF 전력 레벨은 상기 최대 침식량에 대응하며 상기 대략 200 와트의 RF 전력 레벨은 최소 침식량에 대응하며,
    상기 RF 전력 레벨은 선택된 플라즈마 침식량을 획득하도록 상기 제로 와트와 상기 대략 200 와트 간의 전력 레벨로 조절되는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 RF 전력은 대략 400 kHz의 저 주파수에서 인가되는, 방법.
  15. 플라즈마 프로세싱 시스템으로서,
    챔버;
    상기 챔버 내에 배치된 하단 전극;
    상기 하단 전극 주변에 배치된 하부 연장된 전극;
    상기 챔버 내에 배치된 상부 세라믹 플레이트로서, 상기 상부 세라믹 플레이트는, 웨이퍼가 상기 하단 전극 위에 존재하는 때의, 상기 웨이퍼의 상단 표면과 상기 상부 세라믹 플레이트 간에 분리 갭이 규정되도록, 상기 하단 전극과 대향하는 관계로 상기 하단 전극 위에 배치되고, 상기 분리 갭은 약 2.0 mm 미만인, 상기 상부 세라믹 플레이트;
    상기 상부 세라믹 플레이트 주변에 배치된 상부 연장된 전극;
    상기 하부 연장된 전극과 상기 하단 전극 간에 위치한 하부 프로세스 배제 존 링 (lower process exclusion zone ring) 으로서, 상기 하부 프로세스 배제 존 링은 상기 하단 전극을 상기 하부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성되는, 상기 하부 프로세스 배제 존 링;
    상기 상부 연장된 전극과 상기 상부 세라믹 플레이트 간에 위치한 상부 프로세스 배제 존 링으로서, 상기 상부 프로세스 배제 존 링은 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장된 무선 주파수 (RF) 전극 링을 가지며, 상기 상부 프로세스 배제 존 링은 상기 내장된 RF 전극 링을 상기 상부 연장된 전극으로부터 전기적으로 분리하는 절연성 재료로 구성되는, 상기 상부 프로세스 배제 존 링;
    상기 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기로서, 상기 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기는 상기 RF 생성기와 연관된 매칭 회로를 갖는, 상기 RF 생성기;
    침식 전력 모듈 (encroachmnet power module) 로서, 상기 침식 전력 모듈은 상기 상부 프로세스 배제 존 링 내에 내장된 상기 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기 및 상기 내장된 RF 전극 링에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 RF 생성기와 연관된 매칭 회로를 포함하는, 상기 침식 전력 모듈; 및
    프로세싱 인스트럭션들을 전송하기 위한 제어기로서, 상기 프로세싱 인스트럭션들은 일반적 에칭 설정치들 및 침식 제어 설정치들을 포함하는, 상기 제어기를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 침식 제어 설정치들은 상기 침식 전력 모듈 내에 포함된 상기 RF 생성기에 대한 전력 설정치를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 침식 전력 모듈 내에 포함된 상기 RF 생성기에 대한 전력 설정치는, 상기 하단 전극에 대한 RF 전력을 생성하기 위한 상기 RF 생성기에 대한 전력 설정치보다 낮은, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 침식 전력 모듈 내에 포함된 상기 RF 생성기에 대한 전력 설정치는 대략 200 와트를 넘지 않는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 침식 전력 모듈 내에 포함된 상기 RF 생성기에 의해서 생성된 RF 전력은 저 주파수 전력인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 저-주파수 RF 전력은 대략 400 kHz의 주파수를 갖는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
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