KR20210011501A - 금속 옥사이드 막들을 제거하기 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들 - Google Patents

금속 옥사이드 막들을 제거하기 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들 Download PDF

Info

Publication number
KR20210011501A
KR20210011501A KR1020217001644A KR20217001644A KR20210011501A KR 20210011501 A KR20210011501 A KR 20210011501A KR 1020217001644 A KR1020217001644 A KR 1020217001644A KR 20217001644 A KR20217001644 A KR 20217001644A KR 20210011501 A KR20210011501 A KR 20210011501A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing chamber
metal oxide
oxide film
predetermined temperature
coolant
Prior art date
Application number
KR1020217001644A
Other languages
English (en)
Inventor
아크힐 엔. 싱할
패트릭 에이. 반 클림풋
정 석 하
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20210011501A publication Critical patent/KR20210011501A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32871—Means for trapping or directing unwanted particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H01L21/31122—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching of layers not containing Si, e.g. PZT, Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67276—Production flow monitoring, e.g. for increasing throughput
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2001—Maintaining constant desired temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Abstract

프로세싱 방법이, 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상으로, 기판의 표면 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 갖는 기판을 로딩하는 단계; 미리 결정된 온도에 기반하여, 기판 지지부를 통해 냉각제 채널들에 제공된 냉각제의 온도를 제어하는 단계로서, 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만인, 냉각제의 온도를 제어하는 단계; 및 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제의 온도를 제어하는 동안, 분자 수소를 프로세싱 챔버 내로 흘리는 단계; 및 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함하는, 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계를 포함한다.

Description

금속 옥사이드 막들을 제거하기 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 6월 19일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 16/012,120 호의 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 플라즈마 챔버들 그리고 보다 구체적으로 분말 형성을 방지하도록 금속 옥사이드 막들의 제거를 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 처리하기 위해 사용될 수도 있다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 예시적인 프로세스들은 증착, 에칭, 세정, 및 다른 타입들의 프로세스들을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 기판은 프로세싱 챔버에서 페데스탈 또는 정전 척 (ESC) 과 같은 기판 지지부 상에 배치될 수도 있다. 프로세싱 동안, 가스 혼합물들은 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있고, 플라즈마가 화학 반응들을 개시하기 위해 사용될 수도 있다.
프로세싱 챔버 내의 기판 (예를 들어, 반도체 웨이퍼) 의 온도가 제어될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 히터들이 기판 지지 어셈블리 내에 배치될 수 있고, 히터들에 공급된 전력은 기판 지지부 상의 기판의 온도를 제어하도록 제어될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 유체들이 기판 및 기판 지지부를 가열 및/또는 냉각하기 위해 밸브들을 사용하여 기판 지지부 내의 하나 이상의 플로우 통로들을 통해 순환될 수 있다.
일 특징에서, 프로세싱 방법이, 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상으로, 기판의 표면 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 갖는 기판을 로딩하는 단계; 미리 결정된 온도에 기반하여, 기판 지지부를 통해 냉각제 채널들에 제공된 냉각제의 온도를 제어하는 단계로서, 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만인, 냉각제의 온도를 제어하는 단계; 및 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제의 온도를 제어하는 동안, 분자 수소를 프로세싱 챔버 내로 흘리는 단계; 및 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함하는, 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착 동안 냉각제의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 미리 결정된 온도는 룸 내의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계는 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계는 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리는 단계를 포함한다.
일 특징에서, 프로세싱 방법이, 미리 결정된 온도에 기반하여, 프로세싱 챔버의 기판 지지부를 통한 냉각제 채널들 및 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 중 적어도 하나에 냉각제를 공급하는 단계로서, 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만인, 냉각제를 공급하는 단계; 및 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제의 온도를 제어하는 동안, 분자 수소를 프로세싱 챔버 내로 흘리는 단계; 및 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함하는, 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 미리 결정된 온도는 룸 내의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 프로세싱 방법은: 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 기판을 로딩하는 단계; 및 기판의 표면 상에 금속 옥사이드 막을 증착하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 프로세싱 방법은 기판의 표면 상에 금속 옥사이드 막의 증착 동안, 미리 결정된 온도보다 높은 제 2 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제를 공급하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막을 제거하는 단계는 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계는 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리는 단계를 포함한다.
일 특징에서, 기판 프로세싱 시스템이 프로세싱 챔버 및 제어기를 포함한다. 프로세싱 챔버는 기판 지지부를 포함한다. 제어기는 미리 결정된 온도에 기반하여, 기판 지지부를 통해 냉각제 채널들에 제공된 냉각제의 온도를 제어하고―미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만임―, 그리고 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제의 온도를 제어하는 동안, 분자 수소를 프로세싱 챔버 내로 흘리는 것; 및 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 것을 포함하는, 기판 지지부 상에 배치된 기판의 표면 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착 동안 냉각제의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 미리 결정된 온도는 룸 내의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하도록 더 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리도록 구성된다.
일 특징에서, 기판 프로세싱 시스템이 기판 지지부를 포함하는 프로세싱 챔버 및 제어기를 포함한다. 제어기는 미리 결정된 온도에 기반하여, 기판 지지부를 통한 냉각제 채널들 및 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 중 적어도 하나에 냉각제를 공급하고―미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만임―, 그리고 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제를 공급하는 동안, 프로세싱 챔버 내로부터 금속 옥사이드 막을 제거하도록 구성되고, 금속 옥사이드 막을 제거하는 것은, 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리고, 그리고 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 것을 포함한다.
다른 특징들에서, 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하이다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 미리 결정된 온도는 룸 내의 온도 미만이다.
다른 특징들에서, 제어기는 기판 지지부 상에 배치된 기판의 표면 상에 금속 옥사이드 막을 증착하도록 더 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 기판의 표면 상에 금속 옥사이드 막의 증착 동안, 미리 결정된 온도보다 높은 제 2 미리 결정된 온도에 기반하여 냉각제를 공급하도록 더 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하도록 더 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리도록 구성된다.
본 개시의 추가 적용 가능성의 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 기능적 블록도를 포함한다.
도 2는 냉각제 어셈블리를 포함하는 예시적인 냉각 시스템을 포함하는 기능적 블록도를 포함한다.
도 3은 프로세싱 챔버 내의 기판들 상에 금속 옥사이드 막을 증착하고, 금속 옥사이드 막을 분말이 되게 하지 않고 프로세싱 챔버 내로부터 금속 옥사이드 막을 주기적으로 세정하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 플로우차트를 포함한다.
도 4는 금속 옥사이드 막을 분말이 되게 하지 않고 기판들 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 에칭하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 플로우차트를 포함한다.
도 5는 금속 옥사이드의 에칭이 수행된 온도에 대한 기판들 상의 금속 옥사이드의 두께의 예시적인 그래프를 포함한다.
도 6은 다양한 상이한 온도들에서 금속 옥사이드 막의 에칭 및 기판들의 일부 영역들이 와이핑된 (wiped) 후 기판들의 표면들의 예시적인 예시들을 포함한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
냉각제는 프로세싱 챔버 내에서 기판 지지부 상에 배치된 기판의 온도를 조절하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 옥사이드 막의 증착 동안, 냉각제는 기판 지지부의 베이스 부분의 냉각제 채널들 및/또는 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 또는 튜브들에 제 1 미리 결정된 온도로 공급될 수 있다. 기판으로부터 금속 옥사이드 막을 에칭하는 동안 그리고/또는 프로세싱 챔버의 내부 표면들의 세정 동안, 냉각제는 냉각제 채널들 또는 튜브들에 제 2 미리 결정된 온도로 공급될 수 있다.
제 2 미리 결정된 온도는 제 1 미리 결정된 온도보다 낮다. 그러나, 제 2 미리 결정된 온도가 너무 높으면, 금속 옥사이드 막의 전부 또는 일부는 에칭 또는 세정 동안 분말 (예를 들어, 금속 하이드라이드들) 로 분해될 수도 있다. 프로세싱 챔버로부터 모든 분말의 제거는 어렵고 시간 소모적이다. 프로세싱 챔버 내에 남아있으면, 분말은 나중에 프로세싱 챔버 내에서 프로세싱될 하나 이상의 기판들의 결함 수를 증가시킬 수도 있다.
본 개시에 따라, 제 2 미리 결정된 온도는 금속 옥사이드 막이 프로세싱 챔버의 에칭 및/또는 세정 동안 휘발성으로 남아있는 (그리고 분말로 상변화되지 않는) 것을 보장하기 위해 미리 결정된 온도로 감소된다. 금속 옥사이드가 휘발성으로 남아있다면, 이는 기화될 수 있고 프로세싱 챔버로부터 펌핑될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 기능적 블록도가 도시된다. 단지 예를 들면, 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 CVD (Chemical Vapor Deposition), PECVD (Plasma Enhanced CVD), ALD (Atomic Layer Deposition), PEALD (Plasma Enhanced ALD), 에칭, 및/또는 하나 이상의 타입들의 프로세싱에 사용될 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템 (100) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 둘러싸고 무선 주파수 (RF) 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (102) 를 포함한다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 및 프로세싱 챔버 (102) 의 예가 예로서 도시되지만, 본 개시는 또한 플라즈마를 인시츄 (in-situ) 로 생성하는 기판 프로세싱 시스템, 리모트 플라즈마 생성 및 (예를 들어, 플라즈마 튜브, 마이크로파 튜브를 사용하여) 전달을 구현하는 기판 프로세싱 시스템, 등과 같은 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템들 및 프로세싱 챔버들에 적용 가능하다. 다양한 구현 예들에서, 증착은 일 프로세싱 챔버에서 수행될 수도 있고, 에칭은 또 다른 프로세싱 챔버에서 수행될 수도 있다.
프로세싱 챔버 (102) 는 상부 전극 (104) 및 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 기판 지지부 (106) 를 포함한다. 기판 (108) 이 기판 지지부 (106) 상에 배치되고 하나 이상의 플라즈마 프로세스들이 기판 (108) 상에서 수행된다. 예를 들어, 금속 옥사이드 막이 기판 (108) 상에 증착될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 기판 (108) 상에 이전에 증착된 금속 옥사이드 막의 에칭이 수행될 수도 있다. 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 또는 또 다른 적합한 금속 옥사이드 막일 수도 있다.
기판들 상에 증착된 금속 옥사이드 막은 또한 기판들이 프로세싱되는 시간에 따라 프로세싱 챔버 (102) (예를 들어, 프로세싱 챔버 (102) 의 컴포넌트들 및 프로세싱 챔버 (102) 의 내부 표면들) 상에 축적될 수도 있다. 프로세싱 챔버 (102) 의 세정 사이클들은 프로세싱 챔버 (102) 내로부터 금속 옥사이드 막을 제거 (또는 세정) 하도록 주기적으로 (예를 들어, M 개의 기판들마다, 여기서 M은 1보다 큰 정수) 수행될 수도 있다.
기판들 상에 증착된 금속 옥사이드 막의 에칭 및 프로세싱 챔버 (102) 내로부터 금속 옥사이드 막의 세정은 플라즈마 및 분자 수소 (H2) 를 사용하여 (즉, 에천트로서 수소를 사용하여) 수행된다. 에칭 및 세정은 불소, 염소, 브롬, 및/또는 요오드 플라즈마 화학물질들을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 염소, 브롬, 및/또는 요오드의 사용은 프로세싱 챔버 (102) 및 프로세싱 챔버 (102) 내의 하나 이상의 컴포넌트들 (예를 들어, 알루미늄 컴포넌트들) 과 반응하고 그리고/또는 손상시킬 수도 있다.
상부 전극 (104) 은 프로세싱 챔버 (102) 내에 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는, 샤워헤드 (109) 와 같은 가스 분배 디바이스를 포함할 수도 있다. 샤워헤드 (109) 는 프로세싱 챔버 (102) 의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분을 포함할 수도 있다. 베이스 부분은 일반적으로 원통형이고 프로세싱 챔버 (102) 의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 반대편 단부로부터 방사상 외측으로 연장한다. 샤워헤드 (109) 의 베이스 부분의 기판-대면 표면, 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고 이를 통해 프로세스 가스 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (104) 은 도전 플레이트를 포함할 수도 있고, 프로세스 가스들이 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (106) 는 하부 전극으로 작용하는 전기적으로 도전성 베이스플레이트 (110) 를 포함할 수도 있다. 베이스플레이트 (110) 는 세라믹 층 (112) 을 지지한다. 내열 층 (114) (예를 들어, 본딩 층) 이 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스플레이트 (110) 는 베이스플레이트 (110) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 냉각제 채널들 (116) 을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 보호 시일 (seal) (176) 이 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이에서 내열 층 (114) 의 둘레 주변에 제공될 수도 있다.
플라즈마를 스트라이킹하고 유지하기 위해 RF 생성 시스템 (120) 이 RF 전압을 생성하고 상부 전극 (104) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (106) 의 베이스플레이트 (110)) 중 하나로 출력한다. 상부 전극 (104) 및 베이스플레이트 (110) 중 다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 또는 플로팅할 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (120) 은 매칭 및 분배 네트워크 (124) 에 의해 상부 전극 (104) 또는 베이스플레이트 (110) 에 피딩되는 RF 전압을 생성하는 RF 전압 생성기 (122) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 또는 리모트로 생성될 수도 있다. 예시의 목적들로 도시된 바와 같이, RF 생성 시스템 (120) 은 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 시스템에 대응하지만, 본 개시는 또한 단지 예를 들면 TCP (Transformer Coupled Plasma) 시스템들, CCP 캐소드 시스템들, 리모트 마이크로파 플라즈마 생성 및 전달 시스템들, 등과 같은 다른 타입들의 시스템들에 적용 가능하다.
가스 전달 시스템 (130) 은 하나 이상의 가스 소스들 (132-1, 132-2, …, 및 132-N) (집합적으로 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들 (132) 은 하나 이상의 증착 가스들, 에칭 가스들, 캐리어 가스들, 불활성 가스들 등, 및 이들의 혼합물들을 공급한다.
예를 들어, 가스 소스들 (132) 은 금속 옥사이드 막을 증착하도록 하나 이상의 가스들을 공급한다. 가스 소스들 (132) 은 금속 옥사이드 막의 에칭 및/또는 세정을 위해 부가적으로 또는 대안적으로 하나 이상의 가스들 (예를 들어, 분자 수소) 을 공급할 수도 있다. 가스 소스들 (132) 은 또한 퍼지 가스를 공급한다.
가스 소스들 (132) 은 밸브들 (134-1, 134-2, …, 및 134-N) (집합적으로 밸브들 (134)) 및 질량 유량 제어기들 (136-1, 136-2, …, 및 136-N) (집합적으로 질량 유량 제어기들 (136)) 에 의해 매니 폴드 (140) 에 연결된다. 매니폴드 (140) 의 출력은 프로세싱 챔버 (102) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (140) 의 출력은 샤워헤드 (109) 로 피딩되고 샤워헤드 (109) 로부터 프로세싱 챔버 (102) 로 출력된다.
온도 제어기 (142) 가 세라믹 층 (112) 에 배치된 TCEs (Thermal Control Elements) (144) 와 같은 복수의 가열 엘리먼트들에 연결된다. 예를 들어, TCEs (144) 는 이로 제한되는 것은 아니지만, 멀티-존 가열 플레이트의 각각의 존들에 대응하는 매크로 가열 엘리먼트들 및/또는 멀티-존 가열 플레이트의 복수의 존들에 걸쳐 배치된 마이크로 가열 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수도 있다. TCEs (144) 는 예를 들어, 전력이 가열기들에 각각 인가될 때 열을 생성하는 저항성 가열기들 또는 또 다른 적합한 타입의 가열 엘리먼트일 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지부 (106) 및 기판 (108) 상의 다양한 위치들에서 온도들을 제어하도록 TCEs (144) 를 제어한다.
온도 제어기 (142) 는 또한 냉각제 어셈블리 (146) 와 연통하고 냉각제 채널들 (116) 을 통한 냉각제 (유체) 플로우를 제어한다. 냉각제는 액체 또는 가스일 수도 있다. 증착이 수행되는 프로세싱 챔버들과 같은 일부 타입들의 프로세싱 챔버들에서, 냉각제는 또한 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 (145) 을 통해 순환될 수도 있다. 냉각제 채널들 (145) 은 프로세싱 챔버 (102) 의 벽들 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 둘러싸는 냉각제 도관들 (예를 들어, 튜브들) 에 형성된 냉각제 채널들 (145) 일 수 있다. 에칭이 수행되는 프로세싱 챔버들에서, 냉각제 채널들 (145) 은 구현될 수도 있고 또는 생략될 수도 있다.
온도 제어기 (142) 는 기판 지지부 (106) 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 냉각하기 위해 냉각제 채널들 (116) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 동작시킨다. 온도 제어기 (142) 는 예를 들어, 하나 이상의 프로세스들 동안 하나 이상의 타깃 온도들 및/또는 하나 이상의 타깃 냉각제 플로우 레이트들을 달성하기 위해 냉각제 어셈블리 (146) 와 함께 TCEs (144) 를 제어할 수도 있다.
밸브 (150) 및 펌프 (152) 가 프로세싱 챔버 (102) 로부터 반응물질들 및 다른 가스들을 배기 (퍼지) 하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (160) 가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 로봇 (170) 이 기판 지지부 (106) 상으로 기판들을 전달하고, 기판 지지부 (106) 로부터 기판들을 제거하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 로봇 (170) 은 기판 지지부 (106) 와 로드록 (172) 사이에서 기판들을 이송할 수도 있다. 별도의 제어기들로 도시되었지만, 온도 제어기 (142) 는 시스템 제어기 (160) 내에서 구현될 수도 있다.
일부 예들에서, 기판 지지부 (106) 는 에지 링 (180) 을 포함한다. 에지 링 (180) 은 기판 (108) 에 대해 이동 가능할 (예를 들어, 수직 방향으로 위아래로 이동 가능할) 수도 있다. 예를 들어, 에지 링 (180) 의 운동은 시스템 제어기 (160) 에 응답하여 액추에이터를 통해 제어될 수도 있다. 일부 예들에서, 사용자는 하나 이상의 입력 메커니즘들, 디스플레이, 등을 포함할 수도 있는, 사용자 인터페이스 (184) 를 통해 시스템 제어기 (160) 로 제어 파라미터들을 입력할 수도 있다.
도 2는 냉각제 어셈블리 (146) 를 포함하는 예시적인 냉각 시스템 (200) 을 포함하는 기능적 블록도를 포함한다. 냉각 시스템 (200) 은 제 1 3-방향 비례 밸브 (이하 제 1 밸브) (204), 제 2 3-방향 비례 밸브 (이하 제 2 밸브) (206), 제 3 3-방향 비례 밸브 (이하 제 3 밸브) (208), 및 제 1 온도 제어 유닛 및 제 2 온도 제어 유닛 (Temperature Control Units; TCUs) (냉각제 소스들) (216 및 218) 을 포함할 수도 있다. 제 1 TCU (216) 는 제 1 온도의 냉각제를 공급한다. 제 2 TCU (218) 는 제 2 온도의 냉각제를 공급한다. 2 개의 TCU들의 예가 제공되지만, 하나의 TCU만이 구현될 수도 있고 또는 2 개보다 많은 TCU들이 구현될 수도 있다.
일부 구현 예들에서, 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 각각의 플로우 레이트는 고정될 수도 있다. 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 의 플로우 레이트들은 동일하거나 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 TCU (216) 는 제 1 고정 플로우 레이트를 가질 수도 있고, 제 2 TCU (218) 는 제 1 고정 플로우 레이트와 동일하거나 상이한 제 2 고정 플로우 레이트를 가질 수도 있다. 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 각각은 펌프를 포함한다. 제 1 TCU (216) 의 펌프는 제 1 밸브 (204) 로 냉각제를 펌핑하고, 제 2 TCU (218) 의 펌프는 제 2 밸브 (206) 로 냉각제를 펌핑한다. 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 각각은 또한 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 내의 냉각제를 가열하고 그리고/또는 냉각하는 하나 이상의 가열 디바이스들 (예를 들어, 전기 가열기들) 및/또는 하나 이상의 냉각 디바이스들 (예를 들어, 냉각기들) 을 포함한다.
제 1 밸브 (204) 는 입력 포트 (220), 제 1 출력 포트 (222), 및 제 2 출력 포트 (또는 바이패스) (224) 를 갖는다. 제 2 밸브 (206) 는 입력 포트 (226), 제 1 출력 포트 (228), 및 제 2 출력 포트 (또는 바이패스) (230) 를 갖는다. 제 3 밸브 (208) 는 입력 포트 (232), 제 1 출력 포트 (234), 및 제 2 출력 포트 (236) 를 갖는다.
제 1 밸브 (204) 의 입력 포트 (220) 는 제 1 유체 라인 (238) 을 통해 제 1 고정된 플로우 레이트로 제 1 TCU (216) 로부터 제 1 온도의 냉각제를 수용한다. 제 2 밸브 (206) 의 입력 포트 (226) 는 제 2 유체 라인 (240) 을 통해 제 2 고정된 플로우 레이트로 제 2 TCU (218) 로부터 제 2 온도의 냉각제를 수용한다.
제 1 밸브 (204) 의 제 1 출력 포트 (222) 는 제 1 TCU (216) 로부터 수용된 냉각제의 제 1 부분을 공급 라인 (242) 내로 출력한다. 제 2 밸브 (206) 의 제 1 출력 포트 (228) 는 제 2 TCU (218) 로부터 수용된 냉각제의 제 1 부분을 공급 라인 (242) 내로 출력한다. 제 1 밸브 (204) 및 제 2 밸브 (206) 의 각각의 제 1 출력 포트들 (222 및 228) 로부터 출력된 냉각제의 제 1 부분들은 공급 라인 (242) 에서 혼합된다. 공급 라인 (242) 에서 혼합된 냉각제는 기판 지지부 (106) 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 둘러싸는 냉각제 채널들로 공급된다.
온도 제어기 (142) 는 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 를 제어하고 이에 따라 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 의 각각의 제 1 출력 포트들 (222 및 228) 로부터 공급 라인 (242) 으로 출력되는 냉각제의 제 1 부분들의 양을 제어한다. 온도 제어기 (142) 는 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 를 제어하고 타깃 (또는 설정점) 온도에 기초하여 양들을 결정한다.
다양한 구현 예들에서, 온도 제어기 (142) 는 수행된 프로세스에 기반하여 특정한 타겟 온도를 설정할 수도 있다. 예를 들어, 온도 제어기 (142) 는 기판 (108) 상에 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 의 증착 동안 프로세싱 챔버 (102) 가 위치되는 룸의 온도보다 높은 제 1 미리 결정된 온도로 타겟 온도를 설정할 수도 있다. 제 1 미리 결정된 온도는 대략 125 ℃ 또는 기판들 상에 금속 옥사이드 막의 증착을 위한 또 다른 적합한 온도일 수도 있다. 룸의 온도는 예를 들어, 대략 30 ℃ 또는 또 다른 적합한 온도일 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 대략은 연관된 값의 +/- 10 ％를 의미할 수도 있다.
온도 제어기 (142) 는 기판 (108) 상의 금속 옥사이드 막의 에칭 동안 그리고 금속 옥사이드 막이 증착되는 프로세싱 챔버 (102) 의 세정 동안 제 2 미리 결정된 온도로 타겟 온도를 설정한다. 제 2 미리 결정된 온도는 캘리브레이팅되고, 예를 들어, 대략 50 ℃ 이하, 대략 30 ℃ 이하, 또는 대략 25 ℃ 이하일 수도 있다. 제 2 미리 결정된 온도는 프로세싱 챔버 (102) 가 위치되는 룸의 온도보다 낮을 수도 있다. 제 2 미리 결정된 온도는 금속 옥사이드 막의 에칭 동안 그리고/또는 프로세싱 챔버의 세정 동안 금속 옥사이드 막이 기화되고 분말 (예를 들어, 실온 이상에서 분말로 분해되는 금속 하이드라이드들) 로 상변화되지 않도록 캘리브레이팅된다.
제 1 TCU (216) 로부터 제 1 밸브 (204) 에 의해 수용된 냉각제의 제 2 (나머지) 부분이 제 1 밸브 (204) 의 제 2 출력 포트 (또는 바이패스) (224) 를 통해 유체 라인 (244) 을 통해 제 1 TCU (216) 로 리턴될 수도 있다. 제 2 TCU (218) 로부터 제 2 밸브 (206) 에 의해 수용된 냉각제의 제 2 (나머지) 부분이 제 2 밸브 (206) 의 제 2 출력 포트 (또는 바이패스) (230) 를 통해 유체 라인 (246) 을 통해 제 2 TCU (218) 로 리턴될 수도 있다.
제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 에 의해 수용된 냉각제의 제 2 부분들이 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 로 리턴되기 때문에, 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 은 각각의 고정된 플로우 레이트로 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 로 냉각제를 공급할 수 있다. 이는 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 의 설계를 단순화할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 의 펌프들은 단일 속도들로 동작될 수 있다. 단일 속도들로 동작하는 동안, 타겟 온도는 제 1 밸브 (204) 및/또는 제 2 밸브 (206) 의 개구부들의 조정을 통해 달성될 수도 있다.
기판 지지부 (106) 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 둘러싸는 냉각제 채널들로부터 출력된 냉각제는 리턴 라인 (248) 을 통해 제 3 밸브 (208) 의 입력 포트 (232) 에 의해 수용된다. 제 3 밸브 (208) 는 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 사이에 리턴된 냉각제를 분할한다.
기판 지지부 (106) 로부터 제 3 밸브 (208) 에 의해 수용된 냉각제의 제 1 부분은 제 3 밸브 (208) 의 제 1 출력 포트 (234) 를 통해 유체 라인 (250) 및 유체 라인 (244) 을 통해 제 1 TCU (216) 로 리턴된다. 기판 지지부 (106) 로부터 제 3 밸브 (208) 에 의해 수용된 냉각제의 제 2 부분은 제 3 밸브 (208) 의 제 2 출력 포트 (236) 를 통해 유체 라인 (252) 및 유체 라인 (246) 을 통해 제 2 TCU (218) 로 리턴된다.
온도 제어기 (142) 는 제 3 밸브 (208) 를 제어하고, 제 3 밸브 (208) 의 제 1 출력 포트 및 제 2 출력 포트 (234 및 236) 로부터 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 로 각각 출력되는 냉각제의 제 1 부분 및 제 2 부분의 적절한 양 또는 타겟 양을 결정한다. 예를 들어, 온도 제어기 (142) 는 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 의 레벨 센서들 (217 및 219) 로부터 수신된 데이터에 기초하여 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 의 냉각제의 레벨을 모니터링한다. 온도 제어기 (142) 는 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 각각의 냉각제의 레벨을 결정하고, 레벨들에 기초하여 제 1 TCU 및 제 2 TCU (216 및 218) 로 리턴할 냉각제의 제 1 부분 및 제 2 부분의 양들을 결정한다.
온도 센서 (254) (예를 들어, 열전대) 가 공급 라인 (242) 을 통해 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 공급된 냉각제의 온도를 센싱한다. 플로우 레이트 센서 (예를 들어, 플로우 미터) (256) 가 공급 라인 (242) 을 통해 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 공급된 냉각제의 플로우 레이트를 측정한다. 도시되지 않지만, 제 2 온도 센서 및 제 2 플로우 미터가 리턴 라인 (248) 에 커플링될 수 있고, 리턴 라인 (248) 을 통한 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 로부터 리턴된 냉각제의 온도 및 플로우 레이트를 측정할 수 있다.
온도 제어기 (142) 는 PID (Proportional Integral Derivative) 제어기 또는 또 다른 적합한 타입의 폐루프 제어기를 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 냉각제가 프로세싱 챔버 (102) 를 둘러싸는 기판 지지부 및/또는 냉각제 채널들로 공급되는 타겟 온도에 기초하여 제 1 밸브 (204) 및 제 2 밸브 (206) 에 의해 공급된 냉각제의 양을 제어한다. 예를 들어, 온도 제어기 (142) 는 온도 센서 (254) 에 의해 측정된 온도를 타겟 온도를 향하여 또는 타겟 온도로 조정하도록 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 를 제어할 수도 있다.
부가적으로, 온도 제어기 (142) 는 냉각제가 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 로 공급될 타겟 플로우 레이트에 기초하여 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 에 의해 공급된 냉각제의 양을 제어한다. 예를 들어, 온도 제어기 (142) 는 플로우 레이트 센서 (256) 에 의해 측정된 플로우 레이트를 타겟 플로우 레이트를 향하여 또는 타겟 플로우 레이트로 조정하도록 제 1 밸브 및 제 2 밸브 (204 및 206) 를 제어할 수도 있다.
냉각제 어셈블리 (146) 를 통해, 출력된 냉각제의 온도는 미리 결정된 스위칭 기간보다 짧은 시간 내에 제 1 미리 결정된 온도로부터 제 2 미리 결정된 온도로 스위칭될 수도 있다. 냉각제의 온도는 또한 미리 결정된 스위칭 기간보다 짧은 시간 내에 제 2 미리 결정된 온도로부터 제 1 미리 결정된 온도로 스위칭될 수 있다.
미리 결정된 스위칭 기간은 예를 들어, 대략 15 분 또는 또 다른 적합한 기간일 수도 있다. 냉각제의 온도는 예를 들어, 기판들 상에 금속 옥사이드 막을 증착하는 것으로부터 프로세싱 챔버 (102) 로부터 금속 산화 막을 세정하거나 기판 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 에칭하도록 천이시키기 위해, 제 1 미리 결정된 온도로부터 제 2 미리 결정된 온도로 스위칭될 수도 있다. 냉각제의 온도는 예를 들어, 프로세싱 챔버 (102) 로부터 금속 옥사이드 막을 세정하는 것으로부터 또는 기판 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 에칭하는 것으로부터 기판들 상에 금속 옥사이드 막을 증착하는 것으로 천이시키기 위해, 제 2 미리 결정된 온도로부터 스위칭될 수도 있다.
도 3은 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판들 상에 금속 옥사이드 막을 증착하고 프로세싱 챔버 (102) 를 주기적으로 세정하기 위한 예시적인 방법을 포함한다. 제어는 시스템 제어기 (160) 가 플라즈마를 통해 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판 지지부 (106) 상의 기판 상에 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 을 증착하도록 가스 전달 시스템 (130) 및 RF 생성 시스템 (120) 을 제어하는 304로 시작된다. 온도 제어기 (142) 는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착 동안 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 공급된 냉각제의 온도를 제 1 미리 결정된 온도로 제어한다. 상기 논의된 바와 같이, 제 1 미리 결정된 온도는 프로세싱 챔버 (102) 가 있는 룸의 온도보다 높다.
308에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착이 완료되었는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 시스템 제어기 (160) 는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착 기간이 미리 결정된 증착 기간보다 긴지 여부를 결정할 수도 있다. 308이 참이면, 제어는 312로 계속된다. 308이 거짓이면, 제어는 304로 돌아갈 수도 있고, 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착을 계속할 수도 있다.
312에서, 로봇 (170) 은 프로세싱 챔버 (102) 로부터 기판을 제거할 수도 있다. 로봇 (170) 또는 또 다른 로봇은 금속 옥사이드 막의 에칭을 위해 기판을 또 다른 프로세싱 챔버로 이동시킬 수도 있다. 다양한 구현 예들에서, 금속 옥사이드 막의 에칭은 또한 기판이 프로세싱 챔버 (102) 로부터 제거되기 전 프로세싱 챔버 (102) 내에서 수행될 수도 있다.
316에서, 시스템 제어기 (160) 는 카운터 값을 증분할 수도 있다 (예를 들어, 카운터 값에 1을 더할 수도 있다). 따라서 카운터 값은 프로세싱 챔버 (102) 내로부터 금속 옥사이드 막을 제거하기 위해 프로세싱 챔버 (102) 가 마지막으로 세정된 이후 프로세싱 챔버 (102) 내에서 금속 옥사이드 막이 증착된 기판들의 수에 대응한다.
시스템 제어기 (160) 는 320에서 카운터 값이 미리 결정된 값보다 작은 지 여부를 결정할 수도 있다. 미리 결정된 값은 캘리브레이팅될 수도 있고, 1보다 큰 정수이다. 미리 결정된 값은 프로세싱 챔버 (102) 의 연속적인 세정 사이클들 사이에 (기판들 상에 증착되는 금속 옥사이드 막을 갖는) 프로세싱될 기판들의 수에 대응한다. 320이 참이면, 로봇 (170) 또는 또 다른 로봇은 352에서 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판 지지부 (106) 상으로 다음 기판을 로딩할 수도 있고, 제어는 다음 기판 상의 금속 옥사이드 막의 증착을 시작하도록 304로 돌아갈 수도 있다. 320이 거짓이면, 제어는 324로 계속될 수도 있다. 다양한 구현 예들에서, 프로세싱 챔버 (102) 의 세정 사이클들은 세정을 수행하기 위해 미리 결정된 시간 기간마다 그리고/또는 사용자 입력에 응답하여 부가적으로 또는 대안적으로 수행될 수도 있다.
324에서, 온도 제어기 (142) 는 세정을 위해 제 2 미리 결정된 온도로 냉각제를 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 제공하도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 제어한다. 328에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 공급된 냉각제의 온도가 제 2 미리 결정된 온도 이하인지 여부를 결정할 수도 있다. 328이 참이면, 제어는 332로 계속된다. 328이 거짓이면, 제어는 기판 지지부 (106) 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 계속 냉각하도록 324로 돌아갈 수도 있다. 다양한 구현 예들에서, 328은 생략될 수도 있다.
332에서, 세정이 시작되고, 온도 제어기 (142) 는 세정을 위해 제 2 미리 결정된 온도로 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 냉각제를 제공하도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 제어하는 것을 계속한다. 336에서, 시스템 제어기 (160) 는 프로세싱 챔버 (102) 내로부터 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 을 세정하기 위해 프로세싱 챔버 (102) 로 분자 수소 H2 (예를 들어, 분자 수소만) 를 제공하도록 가스 전달 시스템 (130) 을 제어한다. 340에서, 시스템 제어기 (160) 는 또한 프로세싱 챔버 (102) 내로부터 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 을 세정하기 위해 프로세싱 챔버 (102) 내에서 플라즈마를 스트라이킹하도록 RF 생성 시스템 (120) 을 제어한다. 세정 동안 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 을 제 2 미리 결정된 온도로 냉각시킴으로써, 금속 옥사이드는 기화된다. 이는 분말로 변하는 금속 옥사이드의 양을 최소화한다.
기화된 금속 옥사이드는 펌프 (152) 의 동작을 통해 프로세싱 챔버 (102) 로부터 배기될 수 있다. 344에서, 시스템 제어기 (160) 는 프로세싱 챔버 (102) 로부터 기화된 금속 옥사이드를 퍼지하도록 밸브 (150) 를 개방하고 펌프 (152) 를 턴 온시킨다.
형성된다면, 분말은 펌프 (152) 의 동작을 통해 완전히 제거되지 않을 수도 있고, 프로세싱 챔버 (102) 의 부가적인 (예를 들어, 수동) 세정을 통해 제거될 수도 있다. 분말이 프로세싱 챔버 (102) 내에서 제거되지 않는다면, 분말은 프로세싱 챔버 (102) 내에서 나중에 프로세싱된 기판들의 결함 수를 증가시킬 수도 있다.
348에서, 시스템 제어기 (160) 는 세정이 완료되었는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 시스템 제어기 (160) 는 세정이 시작된 이후 기간 (예를 들어, 332의 제 1 인스턴스 이후) 이 미리 결정된 세정 기간보다 긴지 여부를 결정할 수도 있다. 348이 참이면, 제어는 상기 논의된 바와 같이 352로 이동될 수도 있다. 348이 거짓이면, 제어는 332로 돌아갈 수도 있고, 프로세싱 챔버 (102) 의 세정을 계속할 수도 있다.
도 4는 금속 옥사이드 막이 분말로 변하는 것을 방지하도록 기판들을 냉각하는 동안 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판들 상의 금속 옥사이드 막을 에칭하기 위한 예시적인 방법을 포함한다. 제어는 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판 지지부 (106) 상에 위치된 (금속 옥사이드 막을 갖는) 기판으로 시작된다. 404에서, 온도 제어기 (142) 는 기판의 에칭을 위해 제 2 미리 결정된 온도로 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 냉각제를 제공하도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 제어한다.
408에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 공급된 냉각제의 온도가 제 2 미리 결정된 온도 이하인지 여부를 결정할 수도 있다. 408이 참이면, 제어는 412로 계속된다. 408이 거짓이면, 제어는 기판 지지부 (106) 및/또는 프로세싱 챔버 (102) 를 계속 냉각하도록 404로 돌아갈 수도 있다. 다양한 구현 예들에서, 408은 생략될 수도 있다.
412에서, 에칭이 시작되고, 온도 제어기 (142) 는 에칭을 위해 제 2 미리 결정된 온도로 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 에 냉각제를 제공하도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 제어하는 것을 계속한다. 416에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판으로부터 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 을 에칭하도록 분자 수소 H2 (예를 들어, 분자 수소만) 를 프로세싱 챔버 (102) 에 제공하도록 가스 전달 시스템 (130) 을 제어한다.
420에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판 상에 금속 옥사이드 막 (예를 들어, 주석 옥사이드) 을 에칭하기 위해 프로세싱 챔버 (102) 내에서 플라즈마를 스트라이킹하도록 RF 생성 시스템 (120) 을 제어한다. 에칭 동안 기판 지지부 (106) 및/또는 냉각제 채널들 (145) 을 제 2 미리 결정된 온도로 냉각시킴으로써, 금속 옥사이드는 기화된다. 이는 분말로 변하는 금속 옥사이드의 양을 최소화한다.
기화된 금속 옥사이드는 펌프 (152) 의 동작을 통해 프로세싱 챔버 (102) 로부터 배기될 수 있다. 424에서, 시스템 제어기 (160) 는 프로세싱 챔버 (102) 로부터 기화된 금속 옥사이드를 퍼지하도록 밸브 (150) 를 개방하고 펌프 (152) 를 턴 온시킨다.
428에서, 시스템 제어기 (160) 는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 에칭이 완료되었는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 시스템 제어기 (160) 는 기판 상의 금속 옥사이드 막의 에칭이 시작된 이후 기간 (예를 들어, 412의 제 1 인스턴스 이후) 이 미리 결정된 증착 기간보다 긴지 여부를 결정할 수도 있다. 428이 참이면, 제어는 432로 계속된다. 428이 거짓이면, 제어는 412로 돌아가고 에칭을 계속한다.
432에서, 로봇 (170) 또는 또 다른 로봇이 프로세싱 챔버 (102) 로부터 기판을 제거할 수도 있다. 로봇 (170) 또는 또 다른 로봇은 부가적인 프로세싱을 위해 기판을 또 다른 프로세싱 챔버로 이동시킬 수도 있다. 대안적으로, 부가적인 프로세싱이 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판 상에서 수행될 수도 있다. 로봇 (170) 또는 또 다른 로봇은 또한 프로세싱 챔버 (102) 내의 기판 지지부 (106) 상으로 다음 기판을 로딩할 수도 있고, 제어는 다음 기판으로부터 금속 옥사이드 막의 에칭을 시작하도록 404로 돌아갈 수도 있다.
도 5는 기판들 상의 금속 옥사이드 막의 에칭이 수행되는 온도에 대한 기판들 상의 금속 옥사이드의 두께의 예시적인 그래프를 포함한다. 0 두께는 에칭이 수행되기 전 금속 옥사이드 막의 최초 두께에 대응한다. 도시된 바와 같이, 50 ℃ 미만의 온도들을 사용하여 에칭이 수행될 때, 금속 옥사이드 막의 두께는 일반적으로 에칭으로 인해 감소된다. 이 경우에, 금속 옥사이드 막은 (분말 형성 없이) 기화되고 제거되어, 기판들 상에 존재하는 금속 옥사이드의 두께의 감소를 유발한다.
그러나, 50 ℃보다 높은 온도들을 사용하여 에칭이 수행되면, 금속 옥사이드의 두께가 증가된다. 증가는 막으로부터 분말로 상변화하는 금속 옥사이드 막 및 에칭의 결과로서 기판들 상에 남아있는 분말에 기여한다.
도 6은 다양한 상이한 온도들에서 금속 옥사이드 막의 세정 또는 에칭 후 표면들 (예를 들어, 기판들, 프로세싱 챔버들의 내부 표면들) 의 예시적인 예시들을 포함한다. 경우 각각에서, 표면들의 일부 영역들만이 (예를 들어, 손으로) 와이핑되었다 (wiped).
도시된 바와 같이, 50 ℃ 미만의 온도를 사용하는 동안 에칭 또는 세정이 수행될 때, 와이핑의 증거가 보이지 않는다. 따라서, 50 ℃ 미만의 온도들의 사용은 금속 옥사이드 막이 분말로 상변화하게 하지 않았다. 대신, 금속 옥사이드는 기화되고 제거되었다.
그러나, 50 ℃보다 높은 온도들을 사용하는 동안 에칭 또는 세정이 수행되었을 때, 와이핑의 증거가 가시적이었다. 사용된 온도가 상승함에 따라 와이핑의 가시성이 증가된다. 이는 사용된 온도가 상승함에 따라 막으로부터 분말로 상변화하는 금속 옥사이드 막의 증가를 나타낸다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (34)

  1. 기판의 표면 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 갖는 기판을, 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상으로 로딩하는 단계;
    미리 결정된 온도에 기반하여, 상기 기판 지지부를 통해 냉각제 채널들에 제공된 냉각제의 온도를 제어하는 단계로서,
    상기 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만인, 상기 냉각제의 온도를 제어하는 단계; 및
    상기 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제의 상기 온도를 제어하는 동안, 상기 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계로서,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계; 및
    상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 (striking) 단계를 포함하는, 상기 선택적으로 에칭하는 단계를 포함하는, 프로세싱 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막인, 프로세싱 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 상기 기판 상의 상기 금속 옥사이드 막의 증착 동안 상기 냉각제의 온도 미만인, 프로세싱 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하인, 프로세싱 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하인, 프로세싱 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 그리고
    상기 미리 결정된 온도는 상기 룸 내의 온도 미만인, 프로세싱 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 단계는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계는 상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리는 단계를 포함하는, 프로세싱 방법.
  9. 미리 결정된 온도에 기반하여,
    프로세싱 챔버의 기판 지지부를 통한 냉각제 채널들; 및
    상기 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 중 적어도 하나에 냉각제를 공급하는 단계로서,
    상기 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만인, 상기 냉각제를 공급하는 단계; 및
    상기 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제를 공급하는 동안, 상기 프로세싱 챔버 내로부터 금속 옥사이드 막을 제거하는 단계로서,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계; 및
    상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 단계를 포함하는, 상기 선택적으로 에칭하는 단계를 포함하는, 프로세싱 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막인, 프로세싱 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하인, 프로세싱 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하인, 프로세싱 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 그리고
    상기 미리 결정된 온도는 상기 룸 내의 온도 미만인, 프로세싱 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버의 상기 기판 지지부 상에, 기판을 로딩하는 단계; 및
    상기 기판의 표면 상에 상기 금속 옥사이드 막을 증착하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 표면 상에 상기 금속 옥사이드 막의 상기 증착 동안, 상기 미리 결정된 온도보다 높은 제 2 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제를 공급하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막을 제거하는 단계는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리는 단계는 상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리는 단계를 포함하는, 프로세싱 방법.
  18. 기판 지지부를 포함하는 프로세싱 챔버; 및
    제어기로서,
    미리 결정된 온도에 기반하여, 상기 기판 지지부를 통해 냉각제 채널들에 제공된 냉각제의 온도를 제어하고―상기 미리 결정된 온도는 50 ℃ 미만임―, 그리고
    상기 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제의 상기 온도를 제어하는 동안, 상기 기판 지지부 상에 배치된 기판의 표면 상에 증착된 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하도록 구성된, 상기 제어기를 포함하고, 상기 금속 옥사이드 막을 선택적으로 에칭하는 것은,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리고, 그리고
    상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 것을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막인, 기판 프로세싱 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 상기 기판 상에 상기 금속 옥사이드 막의 증착 동안 상기 냉각제의 온도 미만인, 기판 프로세싱 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하인, 기판 프로세싱 시스템.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하인, 기판 프로세싱 시스템.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 그리고
    상기 미리 결정된 온도는 상기 룸 내의 온도 미만인, 기판 프로세싱 시스템.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하도록 더 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  26. 기판 지지부를 포함하는 프로세싱 챔버; 및
    제어기로서,
    미리 결정된 온도에 기반하여,
    상기 기판 지지부를 통한 냉각제 채널들; 및
    상기 프로세싱 챔버를 둘러싸는 냉각제 채널들 중 적어도 하나에 냉각제를 공급하고―상기 미리 결정된 온도는 50 ℃미만임―, 그리고
    상기 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제를 공급하는 동안, 상기 프로세싱 챔버 내로부터 금속 옥사이드 막을 제거하도록 구성된, 상기 제어기를 포함하고, 상기 금속 옥사이드 막을 제거하는 것은,
    상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소를 흘리고, 그리고
    상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하는 것을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 막은 주석 옥사이드 막인, 기판 프로세싱 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 30 ℃ 이하인, 기판 프로세싱 시스템.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 25 ℃ 이하인, 기판 프로세싱 시스템.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 룸 내에 위치되고, 그리고
    상기 미리 결정된 온도는 상기 룸 내의 온도 미만인, 기판 프로세싱 시스템.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판 지지부 상에 배치된 기판의 표면 상에 상기 금속 옥사이드 막을 증착하도록 더 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 기판의 상기 표면 상의 상기 금속 옥사이드 막의 상기 증착 동안, 상기 미리 결정된 온도보다 높은 제 2 미리 결정된 온도에 기반하여 상기 냉각제를 공급하도록 더 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 펌핑하도록 더 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버 내로 분자 수소만을 흘리도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
KR1020217001644A 2018-06-19 2019-06-14 금속 옥사이드 막들을 제거하기 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들 KR20210011501A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/012,120 US20190385828A1 (en) 2018-06-19 2018-06-19 Temperature control systems and methods for removing metal oxide films
US16/012,120 2018-06-19
PCT/US2019/037248 WO2019245909A1 (en) 2018-06-19 2019-06-14 Temperature control systems and methods for removing metal oxide films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210011501A true KR20210011501A (ko) 2021-02-01

Family

ID=68840338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217001644A KR20210011501A (ko) 2018-06-19 2019-06-14 금속 옥사이드 막들을 제거하기 위한 온도 제어 시스템들 및 방법들

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190385828A1 (ko)
JP (1) JP7420754B2 (ko)
KR (1) KR20210011501A (ko)
CN (1) CN112313785A (ko)
WO (1) WO2019245909A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102608957B1 (ko) * 2018-08-27 2023-12-01 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 장치
KR20210050580A (ko) * 2018-09-21 2021-05-07 램 리써치 코포레이션 금속-산화물 에칭 및 챔버 컴포넌트들 보호
JP7212444B2 (ja) * 2020-06-30 2023-01-25 株式会社日立ハイテク エッチング処理方法およびエッチング処理装置
TW202311545A (zh) * 2021-06-03 2023-03-16 美商應用材料股份有限公司 自動化溫控式基板支撐件

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01298164A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Canon Inc 機能性堆積膜の形成方法
JP2635267B2 (ja) * 1991-06-27 1997-07-30 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｒｆプラズマ処理装置
JP3172758B2 (ja) * 1993-11-20 2001-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法
US5705443A (en) * 1995-05-30 1998-01-06 Advanced Technology Materials, Inc. Etching method for refractory materials
JP4127869B2 (ja) * 1995-09-28 2008-07-30 三井化学株式会社 乾式エッチング方法
US5863376A (en) * 1996-06-05 1999-01-26 Lam Research Corporation Temperature controlling method and apparatus for a plasma processing chamber
US20010008227A1 (en) * 1997-08-08 2001-07-19 Mitsuru Sadamoto Dry etching method of metal oxide/photoresist film laminate
JP2000038673A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Central Glass Co Ltd クリーニングガス
JP2000261042A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法
KR100453578B1 (ko) * 2002-01-04 2004-10-20 주성엔지니어링(주) 실리콘 에피택셜층 성장공정 전의 기판 사전 세정방법
JP4219734B2 (ja) * 2003-05-19 2009-02-04 東京エレクトロン株式会社 基板保持機構およびプラズマ処理装置
US20050230350A1 (en) * 2004-02-26 2005-10-20 Applied Materials, Inc. In-situ dry clean chamber for front end of line fabrication
JP2005268292A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US7312128B2 (en) * 2004-12-01 2007-12-25 Applied Materials, Inc. Selective epitaxy process with alternating gas supply
US7955515B2 (en) * 2005-07-11 2011-06-07 Sandisk 3D Llc Method of plasma etching transition metal oxides
US8709162B2 (en) * 2005-08-16 2014-04-29 Applied Materials, Inc. Active cooling substrate support
WO2008007944A1 (en) * 2006-07-12 2008-01-17 Technische Universiteit Eindhoven Method and device for treating a substrate by means of a plasma
US20110061810A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and Methods for Cyclical Oxidation and Etching
JP5524132B2 (ja) * 2010-07-15 2014-06-18 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法、及び、薄膜形成装置
US8647439B2 (en) * 2012-04-26 2014-02-11 Applied Materials, Inc. Method of epitaxial germanium tin alloy surface preparation
WO2014028603A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 First Solar, Inc. Method and apparatus providing multi-step deposition of thin film layer
US9922806B2 (en) * 2015-06-23 2018-03-20 Tokyo Electron Limited Etching method and plasma processing apparatus
US10115572B2 (en) * 2016-01-26 2018-10-30 Applied Materials, Inc. Methods for in-situ chamber clean in plasma etching processing chamber
US10229837B2 (en) * 2016-02-04 2019-03-12 Lam Research Corporation Control of directionality in atomic layer etching

Also Published As

Publication number Publication date
US20190385828A1 (en) 2019-12-19
JP7420754B2 (ja) 2024-01-23
WO2019245909A1 (en) 2019-12-26
JP2021528857A (ja) 2021-10-21
CN112313785A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10096506B2 (en) Reducing temperature transition in a substrate support
KR102521717B1 (ko) 아킹 (arcing) 을 감소시키기 위한 헬륨 플러그 설계
JP7420754B2 (ja) 金属酸化物膜を除去するための温度制御システムおよびその方法
US10381248B2 (en) Auto-correction of electrostatic chuck temperature non-uniformity
US10323323B2 (en) Systems and methods enabling low defect processing via controlled separation and delivery of chemicals during atomic layer deposition
US10900124B2 (en) Substrate processing chamber with showerhead having cooled faceplate
US10161034B2 (en) Rapid chamber clean using concurrent in-situ and remote plasma sources
US20180311707A1 (en) In situ clean using high vapor pressure aerosols
US10400323B2 (en) Ultra-low defect part process
US10725485B2 (en) System and method for calculating substrate support temperature
US20200075295A1 (en) Confinement ring with extended life
US20220336191A1 (en) Low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition process including preheated showerhead
TWI837137B (zh) 具備擁有經冷卻面板之噴淋頭的基板處理腔室
WO2018165292A1 (en) Boltless substrate support assembly
US20220235459A1 (en) Reduced diameter carrier ring hardware for substrate processing systems
US20230005776A1 (en) Purging spindle arms to prevent deposition and wafer sliding
WO2023076321A1 (en) Modulating thermal conductivity to control cooling of showerhead
WO2020219408A1 (en) High temperature heating of a substrate in a processing chamber
WO2021168027A1 (en) Coolant channel with internal fins for substrate processing pedestals

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal