KR20180122964A - 액티브 파 에지 플라즈마 튜닝가능성 - Google Patents

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첸-안 첸
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Abstract

본 개시내용은 기판 에지 근처의 플라즈마 시스를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기판 어셈블리에서 중앙 전극 및 환형 전극에 걸쳐 전압/전류 분포를 변경하는 것은 기판에 걸친 플라즈마의 공간적 분포를 가능하게 한다. 방법은, 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 제1 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계, 및 중앙 전극과 상이한 위치에서 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 제2 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계를 포함한다. 환형 전극은 중앙 전극으로부터 이격되고 중앙 전극을 원주방향으로 둘러싼다. 방법은 또한, 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 중 하나를 조정하는 단계를 포함한다.

Description

액티브 파 에지 플라즈마 튜닝가능성{ACTIVE FAR EDGE PLASMA TUNABILITY}
[0001] 본원에 개시된 실시예들은 일반적으로, 기판 에지 근처의 플라즈마 튜닝을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0002] 집적 회로들 및 다른 전자 디바이스들의 제조에서, 플라즈마 프로세스들은 다양한 재료 층들의 증착 또는 에칭을 위해 종종 사용된다. 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma-enhanced chemical vapor deposition) 프로세스는, 적어도 하나의 전구체 가스 또는 전구체 증기에 전자기 에너지가 인가되어 전구체를 반응성 플라즈마로 변환시키는 화학적 프로세스이다. 플라즈마는, 프로세싱 챔버 내부에서, 예컨대, 인-시튜(in-situ)로 발생되거나, 또는 프로세싱 챔버로부터 원격으로 포지셔닝된 원격 플라즈마 발생기에서 발생될 수 있다. 이 프로세스는 고품질의 그리고 고성능의 반도체 디바이스들을 생산하기 위해 기판들 상에 재료들을 증착하는 데 폭넓게 사용된다.
[0003] 현재의 반도체 제조 산업에서, 피처 사이즈(feature size)가 계속 감소함에 따라, 트랜지스터 구조들은 점점 더 복잡해지고 까다로워지고 있다. 프로세싱 요구들을 충족시키기 위해, 비용을 제어하고 기판 및 다이 수율을 최대화하기 위해서는 진화된 프로세싱 제어 기법들이 유용하다. 통상적으로, 기판의 에지의 다이들은 수율 문제들, 이를테면, 콘택 비아 오정렬(contact via misalignment), 및 하드 마스크에 대한 불충분한 선택성을 겪는다. 기판 프로세싱 레벨에서, 전체 기판에 걸친 전역적인 프로세싱 튜닝뿐만 아니라 미세하고 국부적인 프로세스 튜닝을 가능하게 하기 위해서는 프로세스 균일성 제어에 있어서의 발전들이 필요하다.
[0004] 따라서, 기판의 에지에서의 미세하고 국부화된 프로세스 튜닝을 가능하게 하기 위한 방법들 및 장치가 필요하다.
[0005] 본원에 개시된 실시예들은 일반적으로, 기판 에지 근처의 플라즈마 튜닝을 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 일 구현에서, 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법이 개시되며, 방법은, 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 제1 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계, 및 중앙 전극과 상이한 위치에서 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 제2 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계를 포함한다. 환형 전극은 중앙 전극으로부터 이격되고 중앙 전극을 원주방향으로 둘러싼다. 방법은 또한, 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 중 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
[0006] 다른 구현에서, 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법이 개시되며, 방법은, 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 제1 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계, 및 중앙 전극과 상이한 위치에서 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 제2 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계를 포함한다. 환형 전극은 중앙 전극으로부터 이격되고 중앙 전극을 원주방향으로 둘러싼다. 방법은 또한, 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 둘 모두를 조정하는 단계를 포함한다.
[0007] 또 다른 구현에서, 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법이 개시되며, 방법은, 제1 임피던스, 제1 전압, 또는 제1 임피던스와 제1 전압의 조합을 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 인가하는 단계, 및 제2 임피던스, 제2 전압, 또는 제2 임피던스와 제2 전압의 조합을 중앙 전극과 상이한 위치에서 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 인가하는 단계를 포함한다. 환형 전극은 중앙 전극을 원주방향으로 둘러싼다. 방법은 또한, 제1 임피던스, 제2 임피던스, 제1 전압, 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합의 하나 또는 그 초과의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여, 제1 임피던스, 제2 임피던스, 제1 전압, 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과를 조정하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버의 단면도를 도시한다.
[0010] 도 2는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 기판 지지 어셈블리의 상부 사시도를 도시한다.
[0011] 도 3은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 다른 기판 지지 어셈블리의 부분 사시도를 도시한다.
[0012] 도 4는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 또 다른 기판 지지 어셈블리의 부분 사시도를 도시한다.
[0013] 본 개시내용은 일반적으로, 기판 에지 근처의 플라즈마 시스(plasma sheath)를 제어하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 기판 어셈블리 내의 중앙 전극 및 환형 전극에 걸쳐 전압/전류 분포를 변경하는 것은 기판에 걸친 플라즈마의 공간적 분포를 가능하게 한다. 방법은, 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 제1 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계, 중앙 전극과 상이한 위치에서 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 제2 라디오 주파수 전력을 인가하는 단계 ― 환형 전극은 중앙 전극을 원주방향으로 둘러쌈 ―, 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 중 하나 또는 둘 모두를 조정하는 단계를 포함한다.
[0014] 도 1은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버(100)의 단면도이다. 하나 또는 그 초과의 예들에서, 프로세싱 챔버(100)는, 기판, 이를테면, 기판(154) 상에 하나 또는 그 초과의 재료들을 증착하기에 적합한 증착 챔버, 이를테면, 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma-enhanced chemical vapor deposition) 챔버이다. 다른 예들에서, 프로세싱 챔버(100)는 기판, 이를테면, 기판(154)을 에칭하기에 적합한 에칭 챔버이다. 본 개시내용에 예시적인 양상들로부터 이익을 얻도록 적응될 수 있는 프로세싱 챔버들의 예들은, 캘리포니아, 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 Producer® 에칭 프로세싱 챔버, 및 Precision™ 프로세싱 챔버이다. 다른 제조업자들로부터의 챔버들을 포함하는 다른 프로세싱 챔버들이 본 개시내용의 양상들로부터 이익을 얻도록 적응될 수 있다는 것이 고려된다.
[0015] 프로세싱 챔버(100)는 다양한 플라즈마 프로세스들을 위해 사용될 수 있다. 일 양상에서, 프로세싱 챔버(100)는 하나 또는 그 초과의 에칭제들을 이용하여 건식 에칭을 수행하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 프로세싱 챔버는 전구체, 이를테면, 하나 또는 그 초과의 플루오로카본들(예컨대, CF4 또는 C2F6), O2, NF3, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 플라즈마의 점화를 위해 사용될 수 있다. 다른 구현에서, 프로세싱 챔버(100)는 하나 또는 그 초과의 화학 제제(chemical agent)들을 이용한 PECVD를 위해 사용될 수 있다.
[0016] 프로세싱 챔버(100)는 챔버 바디(102), 리드 어셈블리(106), 및 기판 지지 어셈블리(104)를 포함한다. 리드 어셈블리(106)는 챔버 바디(102)의 상부 단부에 포지셔닝된다. 리드 어셈블리(106) 및 기판 지지 어셈블리(104)는 플라즈마 또는 열적 프로세싱을 위해 임의의 프로세싱 챔버와 함께 사용될 수 있다. 임의의 제조업자로부터 입수가능한 다른 챔버들이 또한, 위에서 설명된 컴포넌트들과 함께 사용될 수 있다. 기판 지지 어셈블리(104)는 챔버 바디(102) 내부에 배치되고, 리드 어셈블리(106)는 챔버 바디(102)에 커플링되어 프로세싱 볼륨(120) 내의 기판 지지 어셈블리(104)를 둘러싼다. 챔버 바디(102)는 챔버 바디(102)의 측벽에 형성된 슬릿 밸브 개구(126)를 포함한다. 슬릿 밸브 개구(126)는 기판 이송을 위한 기판 핸들링 로봇(도시되지 않음)에 의한 내부 볼륨(120)으로의 액세스를 가능하게 하기 위해 선택적으로 개방 및 폐쇄된다.
[0017] 전극(108)은 챔버 바디(102) 근처에 배치되고, 챔버 바디(102)를 리드 어셈블리(106)의 다른 컴포넌트들로부터 분리시킨다. 전극(108)은 리드 어셈블리(106)의 부분일 수 있거나, 또는 별개의 측벽 전극일 수 있다. 전극(108)은 환형 또는 링형 부재, 이를테면, 링 전극일 수 있다. 전극(108)은 프로세싱 볼륨(120)을 둘러싸는 프로세싱 챔버(100)의 원주 둘레의 연속적인 루프일 수 있거나, 또는 원하는 경우, 선택된 위치들에서 불연속적일 수 있다. 전극(108)은 또한, 천공된 전극, 이를테면, 천공된 링 또는 메시 전극일 수 있다. 전극(108)은 또한, 플레이트 전극, 예컨대, 2차 가스 분배기일 수 있다.
[0018] 절연체(110)는 전극(108)과 접촉하고, 전극(108)을 가스 분배기(112) 및 챔버 바디(102)로부터 전기적으로 그리고 열적으로 분리시킨다. 절연체(110)는 하나 또는 그 초과의 유전체 재료들로 제조되거나 또는 하나 또는 그 초과의 유전체 재료들을 포함할 수 있다. 예시적인 유전체 재료들은 하나 또는 그 초과의 세라믹들, 금속 산화물들, 금속 질화물들, 금속 산질화물들, 실리콘 산화물들, 실리케이트들, 또는 이들의 임의의 조합이거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예컨대, 절연체(110)는 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성되거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 가스 분배기(112)는 프로세싱 볼륨(120) 내로 프로세스 가스를 유입시키기 위한 개구들(118)을 특징으로 한다. 프로세스 가스들은 하나 또는 그 초과의 도관들(114)을 통해 프로세싱 챔버(100)에 공급될 수 있고, 프로세스 가스들은 하나 또는 그 초과의 개구들(118)을 통해 유동하기 전에 가스 혼합 구역(116)에 진입할 수 있다. 가스 분배기(112)는 전력 소스(142), 이를테면, RF 발생기에 커플링될 수 있다. DC 전력, 펄스형 DC 전력, 및 펄스형 RF 전력이 또한 사용될 수 있다.
[0019] 기판 지지 어셈블리(104)는 프로세싱을 위해 하나 또는 그 초과의 기판들(154)을 홀딩 또는 지지하는 기판 지지부(180)를 포함한다. 기판 지지부(180)는 챔버 바디(102)의 최하부 표면을 통해 연장되는 샤프트(144)를 통해 리프트 메커니즘에 커플링된다. 리프트 메커니즘은 샤프트(144) 주위로부터의 진공 누설을 방지하는 벨로우즈에 의해 챔버 바디(102)에 유연하게 밀봉될 수 있다. 리프트 메커니즘은, 기판 지지 어셈블리(104)가 챔버 바디(102) 내에서, 하부 이송 포지션과 다수의 상승된 프로세스 포지션들 사이에 수직으로 이동되는 것을 가능하게 한다.
[0020] 기판 지지부(180)는 금속성 또는 세라믹 재료로 형성되거나 또는 금속성 또는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 금속성 또는 세라믹 재료들은 하나 또는 그 초과의 금속들, 금속 산화물들, 금속 질화물들, 금속 산질화물들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판 지지부(180)는 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성되거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 중앙 전극(122)은 기판 지지 어셈블리(104)에 커플링된다. 중앙 전극(122)은 기판 지지부(180) 내에 임베딩될 수 있고 그리고/또는 기판 지지부(180)의 표면에 커플링될 수 있다. 중앙 전극(122)은 플레이트, 천공된 플레이트, 메시, 와이어 스크린, 또는 임의의 다른 분산형 어레인지먼트일 수 있다.
[0021] 중앙 전극(122)은 튜닝 전극일 수 있고, 도관(146)에 의해, 예컨대 기판 지지 어셈블리(104)의 샤프트(144)에 배치된, 선택된 저항, 이를테면, 50 Ω을 갖는 케이블에 의해 튜닝 회로(136)에 커플링될 수 있다. 튜닝 회로(136)는, 가변 커패시터일 수 있는 전자 튜너 또는 제어기(140) 및 전자 센서(138)를 포함할 수 있다. 전자 센서(138)는 전압 또는 전류 센서일 수 있으며, 프로세싱 볼륨(120) 내의 플라즈마 조건들에 대한 추가의 제어를 제공하기 위해 전자 튜너 또는 제어기(140)에 커플링될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 양상들에서, 전자 튜너 또는 제어기(140)는 중앙 전극(122) 상의 임피던스를 조절(modulate)하는 데 사용될 수 있다.
[0022] 환형 전극(124)은 기판 지지 어셈블리(104)에 커플링된다. 환형 전극(124)은 기판 지지부(180) 내에 임베딩될 수 있고 그리고/또는 기판 지지부(180)의 표면에 커플링될 수 있다. 중앙 전극(122)은 환형 전극(124)의 상부 부분 아래에 배치된다. 일부 예들에서, 환형 전극(124)은 바이어스 전극 및/또는 정전 척킹 전극이다. 환형 전극(124)은 기판 지지 어셈블리(104)의 샤프트(144)에 배치된 하나 또는 그 초과의 케이블들 또는 도관들(158)에 의해 튜닝 회로(156)에 커플링될 수 있다. 튜닝 회로(156)는 환형 전극(124)에 전기적으로 커플링된 프로세스 제어기(160) 및 전력 소스(150)를 포함할 수 있다.
[0023] 전력 소스(150)는 예시적으로, 예컨대, 대략 13.56 MHz의 주파수에서 최대 대략 1,000 W(그러나 대략 1,000 W로 제한되지 않음)의 RF 에너지의 전기 소스일 수 있지만, 특정 애플리케이션들을 위해 요구되는 대로 다른 주파수들 및 전력들이 인가되거나 또는 다른 방식으로 제공될 수 있다. 전력 소스(150)는 연속적 또는 펄스형 전력 중 하나 또는 둘 모두를 생성할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 예들에서, 바이어스 소스는 직류(DC) 또는 펄스형 DC 소스일 수 있다. 다른 예들에서, 바이어스 소스는 다수의 주파수들, 이를테면, 2 MHz 및 13.56 MHz를 제공할 수 있다.
[0024] 프로세스 제어기(160)는 DC 전력 공급부(162), RF 발생기(164), 하나 또는 그 초과의 전자 센서들(166), 및 하나 또는 그 초과의 전자 튜너들 또는 제어기들(168)을 포함할 수 있다. DC 전력 공급부(162)는 환형 전극(124)에 전압을 공급할 수 있고, RF 발생기(164)는 플라즈마 프로세스 동안 RF 주파수를 인가할 수 있다. DC 전력 공급부(162)는 0 V 내지 대략 1,000 V의 전압을 공급 및 제어할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 양상들에서, 전자 튜너 또는 제어기(168)는 환형 전극(124) 상의 임피던스를 조절하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 전자 튜너 또는 제어기(168)는, 임피던스의 대략 5% 내지 대략 95%가 환형 전극(124)에 대해 제어되도록, 가변 커패시터로 임피던스를 제어하는 데 사용될 수 있다. 일부 양상들에서, 전자 센서(166)는 전압 또는 전류 센서일 수 있으며, 프로세싱 볼륨(120) 내의 플라즈마 조건들에 대한 추가의 제어를 제공하기 위해 전자 튜너 또는 제어기(168)에 커플링될 수 있다.
[0025] 도 2는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 기판 지지 어셈블리(104)의 상면도를 예시한다. 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)은 도 1에 도시된 바와 같이 별개의 전력 소스들에 커플링된다. 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)은 기판 지지부(180)에 독립적으로 임베딩되거나 또는 부분적으로 임베딩될 수 있다. 중앙 전극(122)은 플레이트, 천공된 플레이트, 메시, 와이어 스크린, 또는 임의의 다른 분산형 어레인지먼트일 수 있다. 중앙 전극(122)은 하나 또는 그 초과의 전기 전도성 금속들 또는 재료들, 이를테면, 알루미늄, 구리, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 혼합물로 형성되거나 또는 이들을 포함한다. 환형 전극(124)은 원형 링일 수 있다. 그러나, 다른 형상들이 고려된다. 환형 전극(124)은 연속적이거나 또는 전체에 걸쳐 공간들을 가질 수 있다. 일부 구현들에서, 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)은 캐소드들이다.
[0026] 하나 또는 그 초과의 예들에서, 중앙 전극(122)은 환형 전극(124)보다 더 큰 표면적을 갖는다. 일부 예들에서, 환형 전극(124)은 중앙 전극(122)보다 더 큰 직경을 갖는다. 환형 전극(124)은 하나 또는 그 초과의 전기 전도성 금속들 또는 재료들, 이를테면, 알루미늄, 구리, 이들의 합금들, 또는 이들의 임의의 혼합물로 형성되거나 또는 이들을 포함한다. 환형 전극(124)은 중앙 전극(122)을 둘러쌀 수 있다. 일 구현에서, 환형 전극(124)은 적어도 부분적으로 중앙 전극(122)과 측방향으로 중첩된다. 하나 또는 그 초과의 구현들에서, 환형 전극(124)은 측방향으로 중앙 전극(122) 근처에 있으며, 동일한 평면 또는 상이한 평면들 상에 있을 수 있다.
[0027] 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124) 각각은 독립적으로 전력이 공급되고 제어된다. 중앙 전극(122)에 대한 전력 분배는 환형 전극(124)에 대해서와는 별개의 경로이다. 따라서, 전류의 이동 경로는, 더 넓은 분포를 가능하게 하는 별개의 섹션들로 분열되어, 프로세스 균일성을 개선할 수 있다. 부가적으로, 중앙 전극(122)과 환형 전극(124) 사이의 수직 분리는 커플링 전력을 연장시키고 프로세스 균일성을 증가시킨다.
[0028] 일부 구현들에서, 중앙 전극(122)은 척킹 전극으로서 기능하는 동시에 제1 RF 전극으로서 또한 기능할 수 있다. 환형 전극(124)은, 중앙 전극(122)과 함께 플라즈마를 튜닝하는 제2 RF 전극일 수 있다. 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)은 동일한 주파수로 또는 상이한 주파수들로 전력을 생성할 수 있다.
[0029] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 중앙 전극(122) 전력 소스 및 환형 전극(124) 전력 소스 중 하나 또는 둘 모두로부터의 RF 전력은 플라즈마를 튜닝하기 위해 변화될 수 있다. 예컨대, 센서(도시되지 않음)는 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 RF 에너지를 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 센서 디바이스로부터의 데이터는 통신되어, 중앙 전극(122)에 대한 RF 전력 소스 및/또는 환형 전극(124)에 대한 RF 전력 소스에 인가되는 전력을 변화시키는 데 활용될 수 있다.
[0030] 다른 실시예에서, 제1 임피던스 및/또는 전압이 중앙 전극(122)에 인가되거나 또는 다른 방식으로 제공되고, 독립적으로, 제2 임피던스 및/또는 전압이 환형 전극(124)에 인가되거나 또는 다른 방식으로 제공된다. 제1 임피던스 및/또는 전압의 파라미터들 및 제2 임피던스 및/또는 전압의 파라미터들은 모니터링 파라미터들에 기반하여 독립적으로 모니터링, 제어, 및 조정될 수 있다. 제1 및/또는 제2 임피던스들 각각은, 기판의 상부 표면에 걸쳐 균일성을 개선하기 위해, 독립적으로 증가되고 그리고/또는 감소될 수 있는데, 이를테면, 조절될 수 있다. 또한, 제1 및/또는 제2 전압들 각각은, 기판 표면 상의 균일성을 개선하기 위해, 독립적으로 증가되거나, 감소되거나, 조절되거나, 또는 다른 방식으로 조정될 수 있다.
[0031] 하나 또는 그 초과의 예들에서, 제1 및/또는 제2 임피던스들 및/또는 제1 및/또는 제2 전압들 각각은, 프로파일을 변화시키지 않으면서, 기판 표면의 균일성의 평면내 왜곡(IPD; in plane distortion)을, 임피던스들 또는 전압들 중 임의의 것을 조정 또는 조절하기 전의 기판 표면의 IPD에 비해, 40% 또는 그 초과만큼 감소시키기 위해 독립적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 제1 및/또는 제2 임피던스들 및/또는 제1 및/또는 제2 전압들 각각은, 프로파일을 변화시키지 않으면서, 기판 표면 균일성의 IPD를 대략 50%, 대략 60%, 대략 70% 또는 그 초과만큼 감소시키기 위해 독립적으로 조절될 수 있다. 일부 예들에서, 플라즈마 균일성의 IPD는, 프로파일을 변화시키지 않으면서, 임피던스들 또는 전압들 중 임의의 것을 조정 또는 조절하기 전의 기판 표면 균일성의 IPD에 비해, 대략 40% 내지 대략 70%만큼 감소될 수 있다.
[0032] 도 3은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 기판 지지부(380)를 포함하는 기판 지지 어셈블리(304)의 부분 사시도를 도시한다. 이 구현에서, 기판(154)은 중앙 전극(122) 위에 그리고 환형 전극(124)의 상부 부분 아래에 포지셔닝되거나 또는 다른 방식으로 배치되고, 중앙 전극(122)과 환형 전극(124)은 수평으로 서로 중첩된다. 환형 전극(124)은, 환형 전극(124)이 중앙 전극(122)을 원주방향으로 둘러싸도록, 기판 지지부(380) 내에서, 측방향으로 기판(154) 근처에 배치된다.
[0033] 도 3에 도시된 바와 같이, 환형 전극(124)의 상부 부분은 기판 지지부(380) 내에 임베딩되고, 기판 지지부(380)의 상부 표면으로부터 거리(d1)에 있다. 일부 예들에서, 거리(d1)는 대략 0.01 인치(in), 대략 0.03 in, 또는 대략 0.05 in 내지 대략 0.1 in, 대략 0.2 in, 또는 대략 0.3 in일 수 있다. 예컨대, 거리(d1)는 대략 0.01 in 내지 대략 0.3 in일 수 있다.
[0034] 기판 지지부(380)의 상부 부분은 거리(d2)의 두께를 가지며, 거리(d2)의 두께는 기판 지지부(380)의 상부 표면과, 기판(154)이 배치된, 기판 지지부(380)의 표면 사이에서 측정된다. 일부 예들에서, 기판 지지부(380)의 이 상부 부분은 선택적이며, 따라서 거리(d2)는 0이다. 다른 예들에서, 거리(d2)는 대략 0.01 in, 대략 0.05 in, 또는 대략 0.07 in 내지 대략 0.1 in, 대략 0.15 in, 대략 0.2 in, 또는 대략 0.25 in일 수 있다. 예컨대, 거리(d2)는 대략 0 in 내지 대략 0.25 in 또는 대략 0.05 in 내지 대략 0.25 in일 수 있다.
[0035] 거리(d3)는 환형 전극(124)의 상부 부분의 단부와 기판 지지부(380) 상에 배치된 기판(154)의 에지 사이에서 측정된다. 일부 예들에서, 거리(d3)는 대략 0.001 in, 대략 0.005 in, 또는 대략 0.007 in 내지 대략 0.1 in, 대략 0.15 in, 대략 0.2 in, 또는 대략 0.25 in일 수 있다. 예컨대, 거리(d3)는 대략 0.005 in 내지 대략 0.2 in일 수 있다. 기판 지지 어셈블리(304)에서, 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)은 서로 거리(d4)만큼 수평으로 중첩된다. 일부 예들에서, 거리(d4)는 대략 0.001 in, 대략 0.005 in, 또는 대략 0.007 in 내지 대략 0.1 in, 대략 0.2 in, 대략 0.25 in, 대략 0.3 in, 대략 0.35 in, 또는 대략 0.4 in일 수 있다. 예컨대, 거리(d4)는 대략 0.001 in 내지 대략 0.35 in일 수 있다.
[0036] 도 4는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 기판 지지 어셈블리(404)의 부분 사시도를 도시한다. 이 구현에서, 중첩하는 대신에, 갭이 중앙 전극(122)과 환형 전극(124)의 상부 부분을 거리 d5로 수평으로 분리시킨다. 일부 예들에서, 거리(d5)는 대략 0.001 in, 대략 0.005 in, 또는 대략 0.007 in 내지 대략 0.1 in, 대략 0.2 in, 대략 0.25 in, 대략 0.3 in, 대략 0.35 in, 또는 대략 0.4 in일 수 있다. 예컨대, 거리(d5)는 대략 0.001 in 내지 대략 0.35 in일 수 있다.
[0037] 기판 지지 어셈블리(304)와 유사하게, 기판 지지 어셈블리(404)는, 기판(154)이 중앙 전극(122) 위에 그리고 환형 전극(124)의 상부 부분 아래에 포지셔닝되거나 또는 다른 방식으로 배치되도록, 기판 지지부(380)를 포함한다. 환형 전극(124)은, 환형 전극(124)이 중앙 전극(122)을 원주방향으로 둘러싸도록, 기판 지지부(380) 내에서, 측방향으로 기판(154) 근처에 배치된다. 거리들(d1, d2 및 d3)에 대한 값들은 기판 지지 어셈블리(404)에 대해, 기판 지지 어셈블리(304)에 대해 위에서 개시된 것과 동일하다.
[0038] 다른 실시예에서, 중앙 전극(122)과 환형 전극(124)의 상부 부분은 중첩하지 않거나 또는 그들 사이에 갭을 갖는다(도시되지 않음). 대신에, 중앙 전극(122)과 환형 전극(124)의 상부 부분은 서로 수평으로 동일한 높이이거나 또는 근처에 있다. 따라서, 거리(d4)는 기판 지지 어셈블리(304)에 대해 0이고, 거리(d5)는 기판 지지 어셈블리(404)에 대해 0이다.
[0039] 일 구현에서, 중앙 전극(122)은 환형 전극(124)과 동시에 전력이 공급된다. 일 구현에서, 중앙 전극(122)은 온(on) 되는 반면 환형 전극(124)은 오프(off) 된다. 일 구현에서, 중앙 전극(122)은 오프 되는 반면 환형 전극(124)은 온 된다. 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)에 전력을 공급하는 것 사이에서 조절하는 것은 기판(154) 에지에서의 플라즈마 특성들의 제어를 가능하게 한다. 부가적으로, 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124) 각각에 대한 전력 소스를 개별적으로 튜닝하는 것은 플라즈마 밀도가 증가되거나 또는 감소되는 것을 유발한다. 중앙 전극(122) 및 환형 전극(124)에 걸쳐 전압/전류 분포를 변경하는 것은 기판에 걸친 플라즈마의 공간적 분포를 가능하게 한다.
[0040] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법은 제1 라디오 주파수 전력을 중앙 전극(122)에 인가하는 단계 및 제2 라디오 주파수 전력을 환형 전극(124)에 인가하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 중 하나 또는 둘 모두를 조정하는 단계를 포함한다.
[0041] 다른 실시예들에서, 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법은, 제1 임피던스, 제1 전압, 또는 제1 임피던스와 제1 전압의 조합을 중앙 전극(122)에 인가하는 단계, 및 제2 임피던스, 제2 전압, 또는 제2 임피던스와 제2 전압의 조합을 환형 전극(124)에 인가하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 제1 임피던스, 제2 임피던스, 제1 전압, 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합의 하나 또는 그 초과의 파라미터들을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 파라미터들에 기반하여, 제1 임피던스, 제2 임피던스, 제1 전압, 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과를 조정하는 단계를 포함한다.
[0042] 본 개시내용의 이익들은 기판의 에지들 근처의 플라즈마의 증가된 제어를 포함한다. 플라즈마 제어를 증가시키는 것은 증가된 플라즈마 균일성을 유발한다.
[0043] 전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 발명의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법으로서,
    제1 임피던스, 제1 전압, 또는 상기 제1 임피던스와 상기 제1 전압의 조합을 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 인가하는 단계;
    제2 임피던스, 제2 전압, 또는 상기 제2 임피던스와 상기 제2 전압의 조합을, 상기 중앙 전극과 상이한 위치에서 상기 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 인가하는 단계 ― 상기 환형 전극은 상기 중앙 전극을 원주방향으로 둘러쌈 ―;
    상기 제1 임피던스, 상기 제2 임피던스, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합의 하나 또는 그 초과의 파라미터들을 모니터링하는 단계; 및
    모니터링된 파라미터들에 기반하여, 상기 제1 임피던스, 상기 제2 임피던스, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 또는 그 초과를 조정하는 단계를 포함하는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 임피던스, 상기 제2 임피던스, 또는 상기 제1 및 제2 임피던스들의 조합은 상기 모니터링된 파라미터들에 기반하여 조절되는(modulated),
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 상기 제1 및 제2 전압들의 조합은 상기 모니터링된 파라미터들에 기반하여 조절되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    기판 표면의 평면내 왜곡(IPD; in plane distortion)을, 상기 제1 임피던스, 상기 제2 임피던스, 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 또는 이들의 임의의 조합 중 임의의 하나 또는 그 초과를 조정하기 전의 상기 기판 표면의 IPD에 비해, 40% 또는 그 초과만큼 감소시키는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  5. 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법으로서,
    제1 라디오 주파수 전력을 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 인가하는 단계;
    제2 라디오 주파수 전력을 상기 중앙 전극과 상이한 위치에서 상기 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 인가하는 단계 ― 상기 환형 전극은 상기 중앙 전극을 원주방향으로 둘러쌈 ―;
    상기 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들의 파라미터들을 모니터링하는 단계; 및
    모니터링된 파라미터들에 기반하여 상기 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 중 하나를 조정하는 단계를 포함하는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 라디오 주파수 전력은 제1 전력 소스에 의해 인가되고, 그리고 상기 제2 라디오 주파수 전력은 제2 전력 소스에 의해 인가되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 중앙 전극은 상기 환형 전극 아래에 배치되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 환형 전극은 상기 중앙 전극과 부분적으로 중첩되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 라디오 주파수 전력을 상기 환형 전극에 인가하는 단계는, 상기 제1 라디오 주파수 전력을 상기 중앙 전극에 인가하는 단계와 동시에 발생하는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 라디오 주파수 전력을 턴 오프하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 라디오 주파수 전력은, 상기 제2 라디오 주파수 전력을 상기 중앙 전극에 인가하기 전에 턴 오프되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  11. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 라디오 주파수 전력을 턴 오프하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 라디오 주파수 전력은 온(on) 되어 있는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  12. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 라디오 주파수 전력을 턴 오프하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 라디오 주파수 전력은, 상기 제2 라디오 주파수 전력을 상기 중앙 전극에 인가한 후에 턴 오프되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  13. 챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법으로서,
    제1 라디오 주파수 전력을 기판 지지부에 임베딩된 중앙 전극에 인가하는 단계;
    제2 라디오 주파수 전력을 상기 중앙 전극과 상이한 위치에서 상기 기판 지지부에 임베딩된 환형 전극에 인가하는 단계 ― 상기 환형 전극은 상기 중앙 전극을 원주방향으로 둘러쌈 ―;
    상기 제1 및 제2 라디오 주파수 전력의 파라미터들을 모니터링하는 단계; 및
    모니터링된 파라미터들에 기반하여 상기 제1 및 제2 라디오 주파수 전력들 둘 모두를 조정하는 단계를 포함하는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 라디오 주파수 전력은 제1 전력 소스에 의해 인가되고, 그리고 상기 제2 라디오 주파수 전력은 제2 전력 소스에 의해 인가되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 중앙 전극은 상기 환형 전극 아래에 배치되고, 그리고 상기 환형 전극은 상기 중앙 전극과 부분적으로 중첩되는,
    챔버 내의 플라즈마를 튜닝하기 위한 방법.
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