KR20160021151A - 플라즈마 반응기를 위한 강화된 플라즈마 소스 - Google Patents

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KR20160021151A
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Abstract

프로세싱 챔버에서 강화된 플라즈마를 제공할 수 있는 개선된 코일 안테나 조립체를 갖는 장치의 실시예들이 제공된다. 개선된 코일 안테나 조립체는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 위치의 포지션 제어를 강화하고, 플라즈마 위치의 제어가 바람직한 다른 어플리케이션들 중에서도, 에칭, 증착, 주입, 및 열 프로세싱 시스템들에서 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체는 RF 전도성 커넥터, 및 RF 전도성 커넥터에 전기적으로 연결된 제 1 단부를 갖는 전도성 부재를 포함하고, 전도성 부재는 RF 전도성 커넥터로부터 외측으로 및 수직으로 연장된다.

Description

플라즈마 반응기를 위한 강화된 플라즈마 소스{ENHANCED PLASMA SOURCE FOR A PLASMA REACTOR}
[0001] 실시예들은 일반적으로, 반도체 기판 프로세싱 시스템들의 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 실시예들은 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 강화된(enhanced) 플라즈마 생성 조립체에 관한 것이다.
[0002] 집적 회로들의 제조에서, 기판 내에서의 일관된 결과들뿐만 아니라, 기판으로부터 기판으로 재현 가능한(reproducible) 결과들을 달성하기 위해, 다양한 프로세스 파라미터들의 정밀한 제어가 요구된다. 반도체 디바이스들을 형성하기 위한 구조들의 기하학적 형상 제한들(geometry limits)이 기술적 제한들을 압박하고(push against) 있기 때문에, 제조 성공에 대해, 더 엄격한 공차들 및 정밀한 프로세스 제어가 중요하다. 그러나, 축소되는 기하학적 형상들 때문에, 정밀한 임계 치수 및 에칭 프로세스 제어가 점점 더 어려워지고 있다.
[0003] 많은 반도체 디바이스들은 플라즈마가 존재하는 데서 프로세싱된다. 플라즈마는, 플라즈마를 형성하는 가스들을 에너자이징(energize)하기 위해 용량 결합 전력(capacitively coupled power)을 이용한 프로세싱 챔버들에서 쉽게 점화될(ignited) 수 있다. 그러나, 다른 유형들의 프로세싱 챔버들에서의 플라즈마 점화는 쉽게 시작되는 것이 아닐 수 있는데, 종종, 챔버 내에서 가스들을 점화하기 위해, 전력의 스파이크(spike)를 요구한다. 불행히도, 그러한 전력 스파이크들은 종종, 챔버 컴포넌트들의 스퍼터링 및 아킹(arcing)을 초래하고, 이는, 챔버 컴포넌트들의 서비스 수명을 줄어들게 하며, 결함 레이트들(rates)에 바람직하지 않게 기여하는, 프로세싱 챔버 내의 입자들을 바람직하지 않게 생성한다.
[0004] 그러므로, 프로세싱 챔버 내에서의 플라즈마 점화를 개선하기 위한 장치 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
[0005] 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서, 강화된 플라즈마 점화를 제공할 수 있는 개선된 코일 안테나 조립체를 제공한다. 개선된 코일 안테나 조립체는, 전력 증가 또는 챔버 컴포넌트들의 스퍼터링 없이, 실질적으로 플라즈마 점화를 강화하며, 챔버 컴포넌트들의 스퍼터링이 감소된 플라즈마 생성이 바람직한 다른 어플리케이션들 중에서도, 에칭, 증착, 주입(implant), 및 열 프로세싱 시스템들에서 이용될 수 있다.
[0006] 일 실시예에서, 코일 안테나 조립체가 제공되며, 코일 안테나 조립체는 코일 안테나 조립체가 상부에 배치되는 덮개를 갖는 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 점화를 강화한다. 코일 안테나 조립체는, 코일의 제 1 단부 근처에서 전기적으로 연결된 전극 조립체를 갖는 코일을 포함한다. 전극 조립체는 코일의 제 1 단부로부터 코일의 제 2 단부를 향하여 연장된다. 동작 시에, 전극 조립체는 코일의 제 1 단부의 전압을 취하고(take), 프로세싱 챔버의 덮개 근처에서 더 높은 전압을 제공한다.
[0007] 일 실시예에서, 반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체는 RF 전도성 커넥터, 및 RF 전도성 커넥터에 전기적으로 연결된 제 1 단부를 갖는 전도성 부재를 포함하고, 전도성 부재는 RF 전도성 커넥터로부터 외측으로 및 수직으로 연장된다.
[0008] 다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버는 챔버 본체, 챔버 본체의 내부 용적을 에워싸는 덮개, 내부 용적에 배치된 기판 지지부, RF 전력을 챔버 본체에 커플링하기 위한, 덮개에 인접하여 포지셔닝된 코일 안테나 조립체, 및 코일 안테나 조립체에 전기적으로 연결된 전극 조립체를 포함한다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버는, 챔버 본체, 챔버 본체의 내부 용적을 에워싸는 덮개, 내부 용적에 배치된 기판 지지부, RF 전력을 챔버 본체에 커플링하기 위한, 덮개에 인접하여 포지셔닝된 복수의 와인딩들(windings)를 갖는 코일 안테나 조립체, 및 코일 안테나 조립체에 배치된 각각의 와인딩들에 전기적으로 연결된 전극 조립체를 포함한다.
[0010] 제공된 바와 같은 실시예들의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된, 실시예들의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지, 본원에서 설명된 바와 같은 전형적인 실시예들을 도시하는 것이며, 그러므로 실시예의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하고, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주지되어야 한다.
[0011] 도 1은, 일 실시예에 따른, 개선된 코일 안테나 조립체를 포함하는 예시적인 반도체 기판 프로세싱 장치의 개략도이고;
[0012] 도 2는, 도 1의 개선된 코일 안테나 조립체의 일 실시예의 평면도이며;
[0013] 도 3은, 도 2의 개선된 코일 안테나 조립체의 내측 코일의 평면도이고; 그리고
[0014] 도 4는, 도 1의 반도체 기판 프로세싱 장치의 덮개로 연장되는, 코일 안테나 조립체의 부분의 부분 단면도이다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이, 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 점이 또한 고려된다.
[0016] 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서, 강화된 플라즈마 분배를 제공할 수 있는 개선된 코일 안테나 조립체를 제공한다. 개선된 코일 안테나 조립체는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 위치의 포지션 제어(positional control)를 강화하고, 플라즈마 위치의 제어가 바람직한 다른 어플리케이션들 중에서도, 에칭, 증착, 주입, 및 열 프로세싱 시스템들에서 이용될 수 있다.
[0017] 도 1은 개선된 코일 안테나 조립체(104)를 포함하는 예시적인 반도체 기판 프로세싱 장치(100)의 개략도이다. 일 실시예에서, 도 1의 반도체 기판 프로세싱 장치(100)는, 반도체 기판 프로세싱 장치(100)에 배치된 코일 안테나 조립체(104)에 의해 생성된 RF 유도 결합(inductively coupled) 플라즈마를 사용하는 반응성 이온 에칭 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 개선된 코일 안테나 조립체(104)가, 특히, 화학 기상 증착 챔버들, 물리 기상 증착 챔버들, 주입(implantation) 챔버들, 질화(nitriding) 챔버들, 플라즈마 어닐링 챔버들, 플라즈마 처리 챔버들, 및 애싱(ashing) 챔버들을 포함하는, 다른 유형들의 플라즈마 프로세싱 챔버들에서 유익하게 이용될 수 있다는 것이 또한 고려된다. 따라서, 도 1의 예시적인 반도체 기판 프로세싱 장치(100)의 실시예는 예시적인 목적들을 위해 제공되며, 실시예들의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 안된다.
[0018] 반도체 기판 프로세싱 장치(100)는, 프로세싱 챔버(16)를 정의하는 원통형 측벽(14) 및 덮개(12)를 포함하는 챔버 본체(10)를 포함한다. 덮개(12)는 RF 전력에 대해 투과적(transmissive)이고, 덮개(12) 위에 포지셔닝된 유도 결합 플라즈마 소스 전력 어플리케이터(71)에 의해 제공되는 RF 전력의, 프로세싱 챔버(16) 내의 프로세스 가스들로의 커플링을 허용한다. 덮개(12)는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있는데, 도 1에 도시된 실시예에서, 덮개(12)는 석영과 같은 유전체 재료로 제조된다.
[0019] 덮개 가열기(62)는 프로세싱 챔버(16)의 외부에서 덮개(12) 상에 배치된다. 도 1에서, 덮개 가열기(62)의 부분만이 도시되었지만, 덮개 가열기(62)는 전체 덮개(12)에 걸쳐서 실질적으로 연장되어, 전체 덮개(12)를 실질적으로 커버한다. 덮개(12)에 대한 부산물들의 증착 및 접착을 제어하기 위해, 덮개 가열기(62)는 덮개(12)의 온도를 제어하고, 이는 입자 제어를 강화한다. 덮개 가열기(62)는 저항성(resistive) 또는 다른 유형의 가열기일 수 있는데, 도 1에 도시된 실시예에서, 덮개 가열기(62)는 가열기 전원(66)에 커플링된 저항성 가열 엘리먼트(64)를 포함한다.
[0020] 바이어스 전극(20)을 포함하는 기판 지지 페데스탈(18)이 프로세싱 챔버(16) 내부에 있다. 플라즈마 바이어스 전력 생성기(22)는 RF 바이어스 임피던스 매칭(RF bias impedance match; 24)을 통해 바이어스 전극(20)에 커플링된다. 프로세스 가스 공급부(51)는, 예를 들어, (도시된 바와 같이) 측벽(14)에 또는 덮개(12)에 제공될 수 있는 프로세스 가스 분배 장치(52)를 통해, 프로세스 가스를 프로세싱 챔버(16) 내에 제공한다. 진공 펌프(53)는 펌핑 포트(54)를 통해 프로세싱 챔버(16)를 진공배기(evacuate)한다.
[0021] 금속으로 형성된 코일 안테나 엔클로져(30)는 덮개(12) 위에 제공되고, 숄더 링(shoulder ring; 40)을 지지하는 정상부 엣지(35a)를 갖는 금속성의 접지된(grounded) 베이스 원통형 측벽(35), 및 숄더 링(40)으로부터 연장되어, 위에 놓인 전도성 커버(50)를 지지하는 전도성 정상부 원통형 측벽(45)을 포함한다. 전도성 커버(50) 및 정상부 원통형 측벽(45)은 서로 일체형으로 형성될 수 있고, 접지부(ground)에 커플링될 수 있다. 플로팅(floating) 지지 플레이트(55)는 숄더 링(40) 상에 또는 약간 위에 로케이팅되고, 이하에서 설명될 방식으로 지지된다.
[0022] 유도 결합 플라즈마 소스 전력 어플리케이터(71)는, 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 구성된 반도체 기판 프로세싱 장치(100)에 배치된다. 유도 결합 플라즈마 소스 전력 어플리케이터(71)는 개선된 코일 안테나 조립체(104)를 포함한다. 코일 안테나 조립체(104)는, 지지 플레이트(55) 아래에서, 지지 플레이트(55)로부터 하방으로 연장되는 2세트들의 브라켓들(60, 65)에 의해 지지된다. 코일 안테나 조립체(104)는 적어도 하나의 코일 안테나를 포함하며, 도 1에 도시된 실시예에서, 코일 안테나 조립체(104)는 하나 또는 그 초과의 내측 코일 안테나들(70) 및 하나 또는 그 초과의 외측 코일 안테나들(75)을 포함한다. 외측 코일 안테나(75)는 내측 코일 안테나(70)와 동심(concentric)일 수 있다. 챔버 덮개(12) 위에서, 브라켓들(60)이 내측 코일 안테나(70)를 지지하는 한편, 브라켓들(65)은 외측 코일 안테나(75)를 지지한다. 코일 안테나들(70, 75)은 나선형(helical) 구성을 가질 수 있다. 각각의 코일 안테나들(75, 70)의 제 1 단부들(190, 192)이, RF 임피던스 매칭 박스(76)를 통해 하나 또는 그 초과의 RF 전력 생성기들(77, 78)에 커플링되는 한편, 각각의 코일 안테나들(75, 70)의 제 2 단부들(194, 196)은 접지부에 커플링된다. 이는, 코일 안테나들(75, 70)의, 제 1 단부들(190, 192)이, 제 2 단부들(194, 196)에 비해 더 큰 전압 전위(voltage potential)를 갖도록, 코일 안테나들(75, 70)에 걸쳐 전압 강하를 생성한다.
[0023] 코일 안테나 조립체(104)는, (예를 들어, 지지 플레이트(55)에 더 가까운) 코일 안테나 조립체(104)의 고전압 영역들(즉, 도 1에 도시된 외측 코일 안테나(75)의 제 1 단부(190))에 인가되는 전압 전위를 위치시키는 전극 조립체(202)를 더 포함하고, 그러한 전극 조립체(202)는 덮개(12)로 연장되는데, 이는, 코일 안테나 조립체(104)의 저전압 영역들(즉, 외측 코일 안테나(75)의 제 2 단부(194))에 근접한다. 코일 안테나 조립체(104)의 제 1 단부(190)와 동일한 전압 전위에 있는, 챔버 덮개(12) 근처로 또는 챔버 덮개(12)를 터치하도록 연장되는 전극 조립체(202)를 위치시킴으로써, (코일 안테나 조립체(104)의 제 2 단부(194)에 비해) 고전압이 챔버 본체(10)의 내부 용적 내의 프로세스 가스들에 더 가까이에 포지셔닝되어, 더 낮은 코일 안테나 조립체 전압들에서 더 효과적인 플라즈마 점화를 허용한다. 더 낮은 플라즈마 점화 전압들을 사용하는 능력은 챔버 컴포넌트들의 스퍼터링을 감소시키며, 이는 결과적으로, 증가된 디바이스 수율에 기여한다.
[0024] 일 실시예에서, 전극 조립체(202)는 RF 전도성 커넥터(204), 및 RF 전도성 커넥터(204)에 부착된 세장형(elongated) 전도성 부재(206)를 포함한다. 전도성 부재(206)는 RF 전도성 커넥터(204)에 전기적으로 연결된 제 1 단부(203), 및 챔버 덮개(12) 근처로 또는 챔버 덮개(12)와 접촉하게 연장되는 제 2 단부(208)를 가질 수 있다. 전극 조립체(202)에 관한 더 많은 세부 사항들은 도 2-4를 참조하여 이하에서 논의될 것이다.
[0025] RF 임피던스 매칭 박스(76)는 지지 플레이트(55) 상에 놓인다. 제 1 RF 전력 생성기(77)는 임피던스 매칭 박스(76)의 임피던스 매칭 엘리먼트들(도시되지 않음)을 통해 내측 코일 안테나(70)에 커플링된다. 제 2 RF 전력 생성기(78)는 임피던스 매칭 박스(76)의 다른 임피던스 매칭 엘리먼트들(도시되지 않음)을 통해 외측 코일 안테나(75)에 커플링된다.
[0026] 플라즈마 프로세싱 동안, 챔버 본체(10)의 내부 용적 내의 프로세스 가스들로부터 형성된 플라즈마를 유지하기 위해, 코일 안테나 조립체(104)는 전력 생성기들(77, 78)에 의해 제공되는 RF 전력으로 에너자이징된다.
[0027] 가요성(flexible) RF 가스켓(57)은, 플로팅 지지 플레이트(55)와 숄더 링(40) 사이의 전기적 연속성(electrical continuity) 및 RF 쉴드(shield)를 제공한다. RF 가스켓(57)은 환형 구리 메쉬일 수 있고, 이하에서 설명되는 지지 서보들(support servos)을 수용하기 위해 단속적일(interrupted) 수 있다. 지지 플레이트(55)는, 숄더 링(40) 상에서 동일한(120도) 간격들로 위치된 3개의 지지 서보들(80, 85, 90)에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 지지 서보들(80, 85, 90)은 동일하다.
[0028] 제어 신호 케이블(170)은, 도 1의 반도체 기판 프로세싱 장치(100)의 중앙 제어기(175)로부터의 전력 및 전기적 제어 신호들을 제공한다(furnish). 중앙 제어기(175)는 3개의 지지 서보들(80, 85, 90) 중 각각의 지지 서보를 제어한다. 숄더 링(40) 주변에서의 동일한 간격들의 3개의 지지 서보들(80, 85, 90)의 위치설정은, 제어기(175)가, 프로세싱 챔버(16)의 대칭 축에 대해 임의의 방위각(azimuthal angle; 0)을 따라 배향된 임의의 틸트 축(tilt axis)을 중심으로, 플로팅 지지 플레이트(55)를 회전시킬 수 있게 한다.
[0029] 도 2는 반도체 기판 프로세싱 장치(100)에 배치될 수 있는 코일 안테나 조립체(104)의 일 실시예의 개략적인 저면도이다. 상기 논의된 바와 같이, 코일 안테나 조립체(104)는 내측 코일 안테나(70) 및 외측 코일 안테나(75)를 포함한다. 2세트들의 브라켓들(60, 65)은, 각각, 내측 코일 안테나(70) 및 외측 코일 안테나(75)를 지지한다. 외측 코일 안테나(75)는 하나 또는 그 초과의 코일 와인딩들(240)을 포함할 수 있다. 내측 코일 안테나(70)는 또한, 하나 또는 그 초과의 코일 와인딩들(242)을 포함할 수 있다. 도 2에서 도시된 실시예의 예로서, 외측 코일 안테나(75)는 4개의 코일 와인딩들(240)을 포함하는 반면, 내측 코일 안테나(70)는 4개의 코일 와인딩들(242)을 포함한다. 와인딩들(240) 중 각각의 와인딩은 외측 코일 안테나(75)의 제 1 단부(190) 및 제 2 단부(194)에서 평행하게 커플링된다. 유사하게, 와인딩들(242) 중 각각의 와인딩은 내측 코일 안테나(70)의 제 1 단부(192) 및 제 2 단부(196)에서 평행하게 커플링된다.
[0030] 추가로 도 3을 참조하면, 도 3은, 설명의 편의를 위해, 도 2에 도시된 구성에 대해 위-아래가 반전되어(up-side down) 도시된 내측 코일 안테나(70)의 개략도를 도시한다. RF 피드 수신기(RF feed receiver; 302)는 내측 코일 안테나(70)에 배치되고, (도 1에 도시된) RF 임피던스 매칭 박스(76)에 연결되도록 이루어진다. 4개의 레그(leg) 코일들(304)이 RF 피드 수신기(302)에 연결된다. 레그 코일들(304)은 연장되어, 내측 코일 안테나(70)에 형성된 다수의 와인딩들(242)에 연결될 수 있다. 상이한 플라즈마 생성 요건들에 대해서, 필요에 따라 코일 와인딩들(242)이 임의의 개수들로 될 수 있다는 것이 주지된다. 상기 논의된 바와 같이, 와인딩들(242)의 최상부 와인딩(308)(예를 들어, 제 1 단부)이, RF 전력이 와인딩들(242)에 공급되는 지점인 RF 피드 수신기(302)에 가장 가까이에 로케이팅된다. 와인딩들(242)을 가로지르는(cross) 전압 강하에 기인하여, 와인딩(242)의 최상부 와인딩(308)은 와인딩(242)의 최하부 와인딩(310)(예를 들어, 제 2 단부)과 비교하여, 더 높은 전압 전위를 갖는다. 챔버 본체(10)에 가장 가까운 와인딩인 최하부 와인딩(310)에 인가된 불충분한 전압은 불리하게, 에칭 프로세스 동안 불충분한 플라즈마 해리(dissociation)을 초래하여, 에칭 결함들 또는 변형된 에칭 프로파일을 초래할 수 있다. 따라서, 내측 코일 안테나(70)의 각각의 와인딩(242)에 인가되는 전압의 균일한 분배를 강화하기 위해, 전극 조립체(202)가 이용되어 내측 코일 안테나(70)에 배치된다. 전극 조립체(202)는 RF 전도성 커넥터(204), 및 RF 전도성 커넥터(204)에 전기적으로 연결된 전도성 부재(206)를 포함한다. 일 실시예에서, 전도성 부재(206)는 전압을 전기적으로 전도할 수 있는 강성(rigid) 또는 가요성 금속 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 부재(206)는 금속 호일(foil), 금속 전도성 시트(sheet), 금속 플레이트, 금속 로드(rod), 또는 RF 전도성 커넥터(204)로부터 외측으로 및 수직으로 연장될 수 있는 임의의 적합한 전도성 구조일 수 있다. 전도성 부재(206)는, 덮개(12)에 매우 근접하게 연장되는, 예를 들어, 덮개(12)의 상부 표면 바로 아래의 조금 위(just above to just below)에까지 연장되는 제 2 단부(208)를 가질 수 있다. 전극 조립체(202)는 코일 안테나 조립체(104)에 인가되는 전압을, 내측 코일 안테나(70)의 정상부(예를 들어, 최상부 와인딩(308))로부터 아래로(예를 들어, 최하부 와인딩(310)) 통과시키는 것을 보조할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전도성 부재(206)의 제 2 단부(208)는 코일 안테나 조립체(104)의 최하부 와인딩(310) 아래로 연장될 수 있다.
[0031] 일 실시예에서, 전극 조립체(202)는 내측 코일 안테나(70)의 최상부 와인딩(308) 상에 클리핑(clipping)되는 RF 전도성 커넥터(204)를 가질 수 있다. 그러면, RF 전도성 커넥터(204)에 커플링된 전도성 부재(206)는 수직으로 하방으로 최하부 와인딩(310)까지 연장될 수 있다. 전도성 부재(206)가, 내측 코일 안테나(70)에 형성된 각각의 와인딩(242)과 접촉하여, 각각의 와인딩(242)에 적용되는 전압을, 최상부 와인딩(308)으로부터 최하부 와인딩(310)까지 전기적으로 아래로 통과시킬 수 있다. 전도성 부재(206)는 내측 코일 안테나(70)에 형성된 각각의 와인딩(242)에 전기적으로 연결되거나 각각의 와인딩(242)과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 전도성 부재(206)는, 세트 스크류(set screw), 와이어, 금속성 인서트, 스프링, 유지 링, 또는 다른 적합한 록킹(locking) 메커니즘과 같은 특정한 록킹 메커니즘에 의해 각각의 와인딩(242)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그러한 구성에 의해, 전도성 부재(206)는, 더 짧은 거리로 최하부 와인딩(310)까지 아래로 도달하기 위해, 각각의 와인딩에 공급되는 전압을 위한 숏컷(short cut)을 제공하여, 최상부 와인딩(308)으로부터 최하부 와인딩(310)까지 각각의 와인딩(242) 사이의 긴 이동을 제거한다. 전극 조립체(202)는, 전압이 내측 코일 안테나(70)의 최상부 와인딩(308)으로부터 공급되어 바닥부까지 아래로 더 빠른 시간에 도달하는 대안적인 (또는 더 짧은) 경로를 제공한다. 대안적으로, 전도성 부재(206)는 내측 코일 안테나(70)의 각각의 와인딩(242)으로부터 떨어져 거리를 둔 것을 유지하도록 구성될 수 있다. 와인딩(242)과 전도성 부재(206) 사이의 거리를 유지하는 것에 의해, 최상부 와인딩(308)에 공급되는 전압은, RF 전도성 커넥터(204)로부터, 프로세싱 장치(100)의 덮개(12) 내로 연장되도록 구성될 수 있는, 전도성 부재(206)의 제 2 단부(208)로 직접 전달될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 조립체(202)는 내측 코일 안테나(70)에 인가되는 전압을 정상부로부터 바닥부로 전달할 수 있는 전도성 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 조립체(202)의 전도성 부재(206) 및 RF 전도성 커넥터(204)는 스테인리스 스틸, 구리, 알루미늄, 니켈, 및 이들의 합금들로 구성된 그룹으로부터 제조된다.
[0032] 몇몇 실시예들에서, 전극 조립체(202)는 상이한 위치들에서 내측 코일 안테나(70)에 커플링될 수 있거나, 또는, 상이한 위치들에서 외측 코일 안테나(75)에 또한 커플링될 수 있다. 일 예에서, 하나의 전극 조립체(202)는 내측 코일 안테나(70)에 배치될 수 있다. 또한, 부가적인 전극 조립체들(205)이, 도 2에 도시된 바와 같이 필요에 따라, 외측 코일 안테나(75)에 배치될 수 있다.
[0033] 도 4는 도 1의 반도체 기판 프로세싱 장치(100)의 덮개(12) 및 덮개 가열기(62)로 연장되는 코일 안테나 조립체(104)의 부분의 부분 단면도이다. 상기 논의된 바와 같이, 전극 조립체(202)의 전도성 부재(206)는 반도체 기판 프로세싱 장치(100)의 덮개(12)에 배치된 덮개 가열기(62)로 연장되는 제 2 단부(208)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전극 조립체(202)의 제 2 단부(208)는, 필요에 따라, 아래로 더 연장되어 프로세싱 챔버의 덮개(12)의 상부 표면(430)과 접촉할 수 있다. 덮개 가열기(62)는 일반적으로, 전극 조립체(202)의 제 2 단부(208)를 수용하기 위해, 덮개 가열기에 형성된 적어도 하나의 개구(aperture; 422)를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, RF 전도성 커넥터(204)는, 제 1 클램프(402)를 통해, 내측 코일 안테나(70)의 제 1 단부(190)에 커플링된다. 제 2 클램프(406)는 전도성 부재(206)를 RF 전도성 커넥터(204)에 커플링하는 데에 이용된다. 제 1 클램프(402) 및 제 2 클램프(406)는 세트 스크류 또는 너트(404)에 의해 결합되고 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예는 내측 코일 안테나(70)의 하부 와인딩들로부터 떨어져 거리를 둔 전도성 부재(206)를 갖지만, 전도성 부재(206)는 내측 코일 안테나(70)의 와인딩들의 부분 또는 각각의 와인딩과 접촉할 수 있다는 것이 주지된다.
[0034] 그러므로, 전극 조립체(202)를 이용하는 것에 의해, 불충분한 플라즈마 전력 또는 플라즈마 불-균일성이 어떻게든 보완되거나 수정될 수 있고, 그런 후에, 남은 불-균일성, 즉, 방사상 불-균일성은, 코일 안테나 조립체(104)의 상이한 위치들로 전달되는 RF 전력 레벨들의 국부적인 제어에 의해 제거될 수 있다. 그 결과는, 기판 표면에 걸친 에칭 레이트 분배 균일성 및 플라즈마 전력의 강화일 것이다.
[0035] 따라서, 프로세싱 챔버 내의 플라즈마의 포지셔닝을 강화하는 전극 조립체가 제공된다. 충분한 전력 밀도를 갖는 더 바람직한 위치에 플라즈마가 포지셔닝될 수 있기 때문에, 더 균일하고 예측 가능한 프로세싱 요구들이 실현될 수 있다.
[0036] 전술한 내용은 본원에서 설명된 바와 같은 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 실시예들의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 실시예들의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (16)

  1. 반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체로서,
    RF 전도성 커넥터; 및
    상기 RF 전도성 커넥터에 전기적으로 연결된 제 1 단부를 갖는 전도성 부재를 포함하고, 상기 전도성 부재는 상기 RF 전도성 커넥터로부터 외측으로 및 수직으로 연장되는,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 상기 반도체 프로세싱 장치의 덮개 내로 연장되기에 충분한 길이를 갖는 제 2 단부를 갖는,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 상기 반도체 프로세싱 장치에 배치된 코일 안테나 조립체에 전기적으로 커플링되도록 구성된,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RF 전도성 커넥터는 상기 코일 안테나 조립체의 최상부 와인딩(winding)에 전기적으로 커플링되도록 구성된,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는, 상기 코일 안테나 조립체의 최상부 와인딩으로부터 최하부 와인딩까지, 상기 코일 안테나 조립체의 각각의 와인딩에 전기적으로 커플링되도록 구성된,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는, 록킹(locking) 메커니즘에 의해 상기 코일 안테나 조립체에 전기적으로 커플링되도록 구성된,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전도성 커넥터 또는 상기 전도성 부재는 스테인리스 스틸, 구리, 알루미늄, 니켈, 및 이들의 합금들로 구성된 그룹인,
    반도체 프로세싱 장치에서 사용하도록 구성된 전극 조립체.
  8. 플라즈마 프로세싱 챔버로서,
    챔버 본체;
    상기 챔버 본체의 내부 용적을 에워싸는 덮개;
    상기 내부 용적에 배치된 기판 지지부;
    RF 전력을 상기 챔버 본체에 커플링하기 위해, 상기 덮개에 인접하여 포지셔닝된 코일 안테나 조립체; 및
    상기 코일 안테나 조립체에 전기적으로 커플링된 전극 조립체를 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는,
    RF 전도성 커넥터; 및
    상기 RF 전도성 커넥터에 전기적으로 연결된 제 1 단부를 갖는 전도성 부재를 더 포함하고, 상기 전도성 부재는 상기 RF 전도성 커넥터로부터 외측으로 및 수직으로 연장되는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 금속 호일(foil), 금속 전도성 시트(sheet), 금속 플레이트(plate), 또는 금속 로드(rod)인,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 상기 코일 안테나 조립체의 각각의 와인딩에 전기적으로 커플링되도록 구성되는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 상기 반도체 프로세싱 장치의 덮개 내로 연장되기에 충분한 길이를 갖는 단부를 갖는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  13. 제 1 항 및 제 9 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 상기 반도체 프로세싱 장치의 덮개 상에 배치된 덮개 가열기를 오버랩핑(overlap)하기에 충분한 길이를 갖는 제 2 단부를 갖는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  14. 플라즈마 프로세싱 챔버로서,
    챔버 본체;
    상기 챔버 본체의 내부 용적을 에워싸는 덮개;
    상기 내부 용적에 배치된 기판 지지부;
    RF 전력을 상기 챔버 본체에 커플링하기 위해, 상기 덮개에 인접하여 포지셔닝된, 복수의 와인딩들을 갖는 코일 안테나 조립체; 및
    상기 코일 안테나 조립체에 배치된, 각각의 와인딩들에 전기적으로 커플링된 전극 조립체를 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는,
    RF 전도성 커넥터; 및
    상기 RF 전도성 커넥터에 전기적으로 연결된 제 1 단부를 갖는 전도성 부재를 더 포함하고, 상기 전도성 부재는 상기 RF 전도성 커넥터로부터 외측으로 및 수직으로 연장되는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  16. 제 1 항, 제 9 항, 및 제 15 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는, 전압을 전기적으로 전도할 수 있는 강성(rigid) 또는 가요성(flexible) 금속 구조인,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
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