KR20210077798A - 성형된 dc 펄스 플라즈마 프로세스 디바이스에서의 에지 링 제어를 위한 회로들 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은, 프로세싱 챔버 내에 위치된 기판 지지부 상에 위치된 기판에 대해 에지 링에서의 전압을 조작하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 장치는, 기판에 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는 바디를 갖는 기판 지지 조립체를 포함한다. 기판 지지 조립체의 바디에는 부가적으로, 에지 링에 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있다. 장치는, 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로를 더 포함한다. 기판 전압 제어 회로가 기판 전극에 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다.

Description

성형된 DC 펄스 플라즈마 프로세스 디바이스에서의 에지 링 제어를 위한 회로들
[0001] 본 개시내용의 예들은 일반적으로, 플라즈마 프로세싱 챔버를 위한 기판 지지부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 쉬스(sheath)를 제어하기 위해 기판 지지부의 기판 지지 부분에 대해 기판 지지부의 에지 링 부분에 인가되는 전압들을 변화시키기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기술 노드들이 감소된 크기의 디바이스 기하학적 구조들로 발전됨에 따라, 기판 에지 임계 치수 균일성 요건들은 더욱 엄격해지고 다이 수율들에 영향을 미친다. 상업용 플라즈마 반응기들은 예컨대 온도, 가스 유동, RF 전력 등과 같이 기판에 걸쳐 프로세스 균일성을 제어하기 위한 다수의 조절가능 노브(knob)들을 포함한다.
[0003] 프로세싱 동안, 기판 지지부 상에 배치된 기판은, 기판 상에 재료를 증착하며 그리고 대개 연속적으로 또는 교번하는 프로세스들에서 기판으로부터 재료의 일부분들을 제거하거나 또는 에칭하기 위한 프로세스를 겪을 수 있다. 통상적으로, 기판의 표면에 걸쳐 균일한 증착 및 에칭 레이트(rate)들을 갖는 것이 유익하다. 그러나, 프로세스 불균일성들은 기판의 표면에 걸쳐 대개 존재하며, 기판의 주변부 또는 에지에서 상당할 수 있다. 기판의 극단 에지에서의 에칭 프로파일은 상이한 이온 밀도, RF 균일성 또는 이전 프로세싱에 기인하여 기판의 중심에서의 에칭 프로파일로부터 벗어날 수 있다. 주변부에서의 이들 불균일성들은 전기장 종단 효과들에 원인이 있을 수 있으며, 때로는 에지 효과들로 지칭된다. 이들 에지 효과들은 기판의 에지 근처에서 사용가능한 다이 수율을 감소시킨다.
[0004] 더 나은 균일성을 획득하기 위한 당업계의 하나의 기법은, 기판 에지에서의 이온 밀도를 변경하기 위해 기판 지지부 상에 배치된 에지 링에 인가되는 전압을 조절하는 것이다. 이는, 극단 에지 프로세스 프로파일 및 피처 틸팅(feature tilting)을 제어하기 위한 제어 노브를 제공한다. 이는, 에지 링에 내장된 에지 링 전극에 제1 RF 전압을 인가하고 기판 지지부에 내장된 기판 지지 전극에 제2 RF 전압을 인가함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 다수의 RF 소스 전압들을 사용하는 것은 많은 비용이 든다. 기판 지지부에 대해 이동가능한 에지 링들과 같이, 플라즈마 쉬스를 제어하기 위한 다른 방법들 및 장치가 존재한다. 그러나, 특정 전자 디바이스 제조 프로세스들은 엄격한 입자 요건들의 적용을 받으며, 이는 이동식 부품들을 바람직하지 않게 만든다. 이동가능 에지 링들에는 또한, 아크가 발생할 수 있다.
[0005] 그러므로, 기판 상의 프로세스 균일성을 개선시키는 장치 및 방법들이 필요하다.
[0006] 본 개시내용은, 기판 에지 근처에서의 프로세스 프로파일을 제어하기 위한 효과적인 조절 노브로서 기능하는, 기판 지지부 상에 위치된 기판에 대해 에지 링에서의 전압을 조작하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 에지 링의 전압을 조작하는 것은 기판 상의 프로세스 균일성을 개선시킬 수 있다. 또한, 에지 링의 전압을 제어하는 것은 기판 에지 근처에 형성된 피처들의 수직성(즉, 틸팅)을 제어하는 것을 보조할 수 있다.
[0007] 일 예에서, 장치는, 기판에 기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는(embedded therein) 기판 지지 부분을 가지는 바디를 갖는 기판 지지 조립체를 포함한다. 기판 지지 조립체의 바디는 기판 지지 부분에 인접하게 배치된 에지 링 부분을 더 갖는다. 에지 링 부분에는, 에지 링에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있다. 장치는, 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로를 더 포함한다. 기판 전압 제어 회로가 기판 전극에 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다.
[0008] 다른 예에서, 장치는, 챔버 바디, 챔버 바디 상에 배치된 리드(lid), 리드 위에 포지셔닝된 유도 결합 플라즈마 장치, 및 챔버 바디 내에 포지셔닝된 기판 지지 조립체를 포함하는 프로세스 챔버를 포함한다. 기판 지지 조립체는, 기판에 기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분을 가지는 바디를 갖는다. 기판 지지 조립체의 바디는 기판 지지 부분에 인접하게 배치된 에지 링 부분을 더 갖는다. 에지 링 부분에는, 에지 링에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있다. 장치는, 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로를 더 포함한다. 기판 전압 제어 회로가 기판 전극에 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다.
[0009] 다른 예에서, 프로세스 챔버를 동작시키는 방법이 개시된다. 프로세스 챔버는 챔버 바디, 및 챔버 바디 내에 포지셔닝된 기판 지지 조립체를 포함하고, 기판 지지 조립체는 바디를 갖고, 바디는, 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분, 및 기판 지지 부분에 인접하게 배치되며, 에지 링 전극이 내장되어 있는 에지 링 부분을 갖는다. 방법은, 기판 전압 제어 회로에 의해 기판 전극에 기판 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 방법은, 에지 링 전압 제어 회로에 의해 에지 링 전극에 에지 링 전압을 인가하는 단계를 더 포함한다. 방법은, 에지 링 전압과 기판 전압 사이의 비(ratio)를 변경하도록 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로를 독립적으로 조절하는 단계를 더 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 더욱 상세한 설명이 실시예들을 참조함으로써 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들이 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 이에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 동일하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0011] 도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 2a-도 2c는 본 개시내용의 예들에 따른, 기판의 에지에 대한 플라즈마 쉬스의 개략도들이다.
[0013] 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 기판 지지부의 확대된 개략도들을 예시한다.
[0014] 도 4는 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 일 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0015] 도 5는 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0016] 도 6은 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0017] 도 7은 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0018] 도 8은 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0019] 도 9는 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0020] 도 10은 기판 지지 조립체의 전극들을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다.
[0021] 도 11은 본 개시내용의 일 양상에 따른, 위에서 설명된 지원 회로들에 대한 동작 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
[0022] 도 12a 및 도 12b는, 성형된 DC 펄스 전압 소스가 주어진 경우 도 4-도 10의 가변 커패시터들 및/또는 인덕터들을 변화시킴으로써 생성되는 변조된 에지 링 또는 웨이퍼 전압 파형의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 묘사한다.
[0023] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0024] 본 개시내용은 일반적으로, 기판 지지 조립체의 기판 지지 부분과 에지 링 지지 부분 사이에 전압차를 인가하는 장치 및 방법들에 관한 것이다. 기판 지지 조립체는, 기판의 중심 부분에 기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분을 가지는 바디를 갖는다. 기판 지지 조립체의 바디는 기판 지지 부분에 인접하게 배치된 에지 링 부분을 더 갖는다. 에지 링 부분에는, 기판의 에지 부분에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있다.
[0025] 장치 및 방법들은, 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로를 더 포함한다. 기판 전압 제어 회로가 기판 전극에 커플링된다. 적어도 하나의 성형된 DC 펄스 전압원이 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로 중 하나에 또는 둘 모두에 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다.
[0026] 상이한 이온 밀도, RF 균일성 또는 이전 프로세싱에 기인하여 에지 링에 인접한 플라즈마 쉬스가 불균일해짐에 따라, 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로 중 하나 또는 둘 모두는 기판과 에지 링 사이의 전압 진폭 차이에 영향을 미치기 위하여 조정된다. 에지 링 전압 제어 회로 및 기판 전압 제어 회로 중 하나 또는 둘 모두를 조절하는 것을 통한 전압 진폭 차이의 조정은, 기판 주변부 근처의 플라즈마 쉬스의 조정을 야기한다. 기판의 주변부에서의 쉬스의 휘어짐(bending)은 기판의 에지로부터 (프로세스 조건에 따라) 대략 0 mm - 10 mm의 구역에서 이온들을 포커싱하거나(에칭 레이트를 증가시키거나) 또는 이온들을 디포커싱할 것이다(에칭 레이트를 감소시킬 것이다).
[0027] 본 개시내용은 또한, 이전 프로세스 단계들에 의해 남겨진 극단 에지 불균일성들을 보상할 필요성을 해결한다. 이들 애플리케이션들 전부에서, 프로세스가 예컨대 논리 회로 애플리케이션들에서 입자들에 매우 민감한 경우, 기판의 부근에 이동식 부품들을 갖는 것은 매우 위험한 것으로 간주된다. 본 개시내용은, 이동식 부품들 없이, 극한 에지 전압 조절가능성에 대한 필요성을 해결한다.
[0028] 도 1은 본 개시내용의 일 예에 따른, 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 프로세스 챔버(100)는, 내부 볼륨(124)을 함께 정의하는, 챔버 바디(101) 및 이 챔버 바디(101) 상에 배치된 리드(102)를 포함한다. 챔버 바디(101)는 통상적으로, 전기 접지(103)에 커플링된다. 기판 지지 조립체(104)는, 프로세싱 동안 이 기판 지지 조립체(104) 상에 기판(105)을 지지하기 위해 내부 볼륨 내에 배치된다. 에지 링(106)이 기판 지지 조립체(104) 상에 포지셔닝되고, 기판(105)의 주변부를 둘러싼다. 프로세스 챔버(100)는 또한, 프로세스 챔버(100) 내에 반응성 종(reactive species)의 플라즈마를 생성하기 위한 유도 결합 플라즈마 장치(107), 및 프로세스 챔버(100)의 시스템들 및 서브시스템들을 제어하도록 구성된 제어기(108)를 포함한다.
[0029] 기판 지지 조립체(104)는 내부 볼륨(124)에 배치된다. 기판 지지 조립체(104)는 일반적으로, 적어도 기판 지지부(152)를 포함한다. 기판 지지부(152)는, 프로세싱될 기판(105) 밑에 놓여 이 기판(105)을 지지하도록 구성된 기판 지지 부분(154) 및 에지 링(106)을 지지하도록 구성된 에지 링 부분(156)을 포함하는 정전 척(150)을 포함한다. 기판 지지 조립체(104)는 부가적으로, 히터 조립체(169)를 포함할 수 있다. 기판 지지 조립체(104)는 또한, 냉각 베이스(131)를 포함할 수 있다. 냉각 베이스(131)는 대안적으로, 기판 지지 조립체(104)와 별개일 수 있다. 기판 지지 조립체(104)는 지지 페데스탈(125)에 제거가능하게 커플링될 수 있다. 지지 페데스탈(125)은 챔버 바디(101)에 장착된다. 지지 페데스탈(125)은 선택적으로, 설비 플레이트(180)를 포함할 수 있다. 기판 지지 조립체(104)의 하나 이상의 컴포넌트들의 정비(refurbishment)를 가능하게 하기 위해, 기판 지지 조립체(104)는 지지 페데스탈(125)로부터 주기적으로 제거될 수 있다. 리프팅 핀들(146)이 기판 이송을 가능하게 하는 것으로 종래에 알려진 바와 같이 기판 지지 조립체(104)를 통해 배치된다.
[0030] 설비 플레이트(180)는 정전 척(150) 및 냉각 베이스(131)로부터의 복수의 유체 연결들을 수용하도록 구성된다. 설비 플레이트(180)는 또한, 정전 척(150) 및 히터 조립체(169)로부터의 복수의 전기 연결들을 수용하도록 구성된다. 설비 플레이트(180)가 개개의 말단(terminus)으로의 연결들을 위한 인터페이스를 제공하는 동안, 무수한 연결들이 기판 지지 조립체(104) 외부로 또는 내부로 이어질 수 있다.
[0031] 기판 전극(109)은 기판 지지 조립체(104)의 상부 표면(160) 상에 배치된 기판(105)에 기판 전압을 인가하기 위해 정전 척(150)의 기판 지지 부분(154) 내에 내장된다. 에지 링 부분(156)에는, 에지 링(106)에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극(111)이 내장되어 있다. 에지 링 전압 제어 회로(155)가 에지 링 전극(111)에 커플링된다. 기판 전압 제어 회로(158)가 기판 전극(109)에 커플링된다. 일 실시예에서, 제1 성형된 DC 펄스 전압원(159)이 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158) 중 하나에 또는 둘 모두에 커플링된다. 다른 실시예에서, 제1 성형된 DC 펄스 전압원(159)은 에지 링 전압 제어 회로(155)에 커플링되고, 제2 성형된 DC 펄스 전압원(161)은 기판 전압 제어 회로(158)에 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158)는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다. 기판 전압 제어 회로(158) 및 에지 링 전압 제어 회로(155)는 각각, 기판 전압 및 에지 링 전압의 독립적인 조절가능성을 제공하기 위한 가변 및/또는 고정 커패시터들 및/또는 인덕터들을 포함한다. 기판 전극(109)은 추가로, 프로세싱 동안 정전 척(150)으로 상부 표면(160)에 대한 기판(105)의 척킹을 가능하게 하기 위한 척킹 전력원(115)에 커플링된다.
[0032] 유도 결합 플라즈마 장치(107)는 리드(102) 위에 배치되며, 플라즈마(116)를 생성하기 위해 프로세스 챔버(100) 내의 가스들에 RF 전력을 유도 결합시키도록 구성된다. 유도 결합 플라즈마 장치(107)는 리드(102) 위에 배치된 제1 코일 및 제2 코일(118, 120)을 포함한다. 각각의 코일(118, 120)의 상대 포지션, 직경들의 비(ratio) 및/또는 각각의 코일(118, 120)의 권수(number of turns)는 각각, 형성되고 있는 플라즈마(116)의 프로파일 또는 밀도를 제어하기 위해 원하는 대로 조정될 수 있다. 제1 코일 및 제2 코일(118, 120) 각각은 RF 피드 구조(123)를 거쳐 매칭 네트워크(122)를 통해 RF 전력 공급부(121)에 커플링된다. RF 전력 공급부(121)는 예시적으로, 50 kHz 내지 13.56 MHz 범위의 조절가능 주파수에서 최대 약 4000 W(그러나, 약 4000 W에 제한되지 않음)를 생성할 수 있을 수 있지만, 다른 주파수들 및 전력들이 특정 애플리케이션들에 대해 원하는 대로 활용될 수 있다.
[0033] 일부 예들에서, 개개의 제1 코일 및 제2 코일(118, 120)에 제공되는 RF 전력의 상대적인 양(quantity)을 제어하기 위해 전력 분할기(126), 이를테면, 분할 커패시터가 RF 피드 구조(123)와 RF 전력 공급부(121) 사이에 제공될 수 있다.
[0034] 다른 실시예들에서, 용량 결합 플라즈마 장치(도시되지 않음)가 리드(102) 위에서 사용될 수 있다.
[0035] 히터 엘리먼트(128)가 프로세스 챔버(100)의 내부를 가열하는 것을 가능하게 하기 위해 리드(102) 상에 배치될 수 있다. 히터 엘리먼트(128)는 제1 코일 및 제2 코일(118, 120)과 리드(102) 사이에 배치될 수 있다. 일부 예들에서, 히터 엘리먼트(128)는 저항성 가열 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 히터 엘리먼트(128)의 온도를 원하는 범위 내로 제어하기에 충분한 에너지를 제공하도록 구성된 전력 공급부(130), 이를테면 AC 전력 공급부에 커플링될 수 있다.
[0036] 동작 동안, 기판(105), 이를테면, 반도체 기판 또는 플라즈마 프로세싱에 적절한 다른 기판은 기판 지지 조립체(104) 상에 배치된다. 기판 지지 조립체(104) 상으로의 기판(105)의 이송을 보조하기 위해 기판 리프트 핀들(146)이 기판 지지 조립체(104)에 이동가능하게 배치된다. 기판(105)의 포지셔닝 후에, 가스 패널(132)로부터 진입 포트들(134)을 통해 챔버 바디(101)의 내부 볼륨(124) 내로 프로세스 가스들이 공급된다. RF 전력 공급부(121)로부터의 전력을 제1 코일 및 제2 코일(118, 120)에 인가함으로써, 프로세스 가스들은 프로세스 챔버(100)에서 플라즈마(116)로 점화된다. 프로세스 챔버(100)의 내부 볼륨(124) 내의 압력은, 밸브(136) 및 진공 펌프(138)를 사용하여 제어될 수 있다.
[0037] 프로세스 챔버(100)는 프로세싱 동안 프로세스 챔버(100)의 동작을 제어하기 위한 제어기(108)를 포함한다. 제어기(108)는 CPU(central processing unit)(140), 메모리(142), 및 CPU(140)에 대한 지원 회로들(144)을 포함하며, 프로세스 챔버(100)의 컴포넌트들의 제어를 가능하게 한다. 제어기(108)는, 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리(142)는, 본원에서 설명되는 방식으로 프로세스 챔버(100)의 동작을 제어하기 위해 실행되거나 또는 호출될 수 있는 소프트웨어(소스 또는 오브젝트 코드)를 저장한다. 제어기(108)는 제1 성형된 DC 펄스 전압원(159), 제2 성형된 DC 펄스 전압원(161), 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158)를 제어하도록 구성된다.
[0038] 도 2a-도 2c는 본 개시내용의 예들에 따른, 기판(105)의 에지에 대해 프로세스 챔버(100) 내에서 생성된 플라즈마(116) 아래에 있는 플라즈마 쉬스(176)의 개략도들이다. 도 2a는 정전 척(150) 위에 있는 기판(105) 및 에지 링(106)에 대한 베이스라인 플라즈마 쉬스(176)를 예시한다. 동일한 전압이 기판 전극(109) 및 에지 링 전극(111)에 인가될 때, 기판(105) 및 에지 링(106)의 상부 표면은 일반적으로 동일 평면 상에 있고, 플라즈마 쉬스(176)의 경계는 일반적으로, 쉬스(176)가 기판(105)의 에지 부분(166)을 가로지르기 때문에 기판(105)에 대해 평행하고 선형이다. 플라즈마 쉬스(176)는 기판(105) 및 에지 링(106)의 상부 표면들과 실질적으로 평행하고, 이들로부터 동일하게 이격된다. 도 2a에서 예시된 플라즈마 쉬스(176)의 프로파일은, 기판(105) 및 에지 링(106) 위에 균일한 플라즈마가 생성되는 경우 기판(105)을 향한 균일한 중심 대 에지 이온 밀도 및 이온 에너지를 야기한다. 예에서, 기판(105)과 에지 링(106) 사이에는 전압의 차이가 없다. 이는 베이스라인 전압으로 지칭될 수 있다.
[0039] 미리 결정된 수의 기판들을 프로세싱한 후에, 에지 링(106)의 높이는 더 이상 기판 최상부와 동일 평면 상에 있지 않게 더 낮아서, 기판(105)의 에지 부분(166)에 원치 않는 에지 효과들이 형성되게 할 수 있다. 다른 애플리케이션들에서, 플라즈마 밀도, 가스 농도 등의 불균일성은 기판(105)의 에지 부분(166) 근처에서의 프로세싱 프로파일의 불균일성을 유발할 수 있다. 또 다른 애플리케이션들에서, 이전 프로세스들이 불균일한 중심-대-에지 피처 프로파일을 초래할 수 있으며, 에지 조절 노브를 이용하여 그러한 균일성을 보상하는 것이 바람직하다. 에지 효과들을 방지하기 위해, 에지 링(106)과 기판(105) 사이에 양의 전압차 또는 음의 전압차가 형성된다.
[0040] 도 2b에서 예시된 바와 같이, 기판 전극(109)의 전압에 비교하여 더 높은 전압이 에지 링 전극(111)에 인가되는 경우, 경계 플라즈마 쉬스(176)는 기판(105)과 에지 링(106)의 계면에서 더 이상 평평하지 않고, 기판(105)의 표면에 비해 에지 링(106)의 표면으로부터 상이한 간격들을 갖는다. 플라즈마 쉬스(176)의 프로파일은 기판(105)의 중심(168)에 비해 기판(105)의 에지 부분(166)에서 더 넓다. 이는, 기판(105)의 중심에 비해 기판(105)의 에지 부분(166)에서의 디포커싱된 이온 농도를 표시한다. 이에 따라서, 이는, 기판(105)의 중심(168)에 비해 기판(105)의 에지 부분(166)에서의 에칭 레이트를 감소시키고, 또한 기판(105)의 에지 부분(166)에 부딪히는 이온들의 입사각(angle of incidence)을 변경한다.
[0041] 도 2c는, 기판 전극(109)과 비교하여 더 낮은 전압이 에지 링 전극(111)에 인가될 때 기판(105)의 에지에서 쉬스 경계/높이가 어떻게 제어가능하게 변경될 수 있는지를 도시한다. 플라즈마 쉬스(176)의 프로파일은 기판(105)의 중심(168)에 비해 기판(105)의 에지 부분(166)에서 더 좁다. 이에 따라서, 이온들은 기판(105)의 에지 부분(166)에 포커싱된다. 이에 따라서, 이는, 기판(105)의 에지 부분(166)에서의 에칭 레이트를 증가시키고, 또한 기판(105)의 에지 부분(166)에 부딪히는 이온들의 입사각을 변경한다.
[0042] 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 기판 지지부(152)의 확대된 개략도들을 예시한다. 기판 지지부(152)는 바디(174)를 갖는다. 바디(174)는 기판 지지 부분(154) 및 에지 링 부분(156)을 포함한다. 기판 지지 부분(154)은 제1 격리 층(182), 선택적인 제2 격리 층(184), 및 제1 캐소드(188)를 포함한다. 기판 지지 부분(154)의 제1 격리 층(182)은 세라믹으로 만들어질 수 있다. 기판 지지 부분(154)의 제1 격리 층(182)에는 기판(105)에 기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극(109)이 내장되어 있을 수 있다. 선택적인 제2 격리 층(184)은 제1 격리 층(182) 밑에 놓이며, 기판 지지부(152)의 다른 전도성 컴포넌트들로부터 기판 전극(109)의 열적 및 전기적 격리를 개선시키기 위해 세라믹으로 만들어진다. 제1 캐소드(188)는 기판 지지 부분(154)의 제1 격리 층(182) 및 제2 격리 층(184) 중 하나 또는 둘 모두 밑에 놓일 수 있다.
[0043] 에지 링 부분(156)은 기판 지지 부분(154)에 인접하게 배치된다. 에지 링 부분(156)은 에지 링(106)을 지지할 수 있다. 에지 링 부분(156)은 제1 격리 층(183), 선택적인 제2 격리 층(185), 및 제2 캐소드(191)를 포함할 수 있다. 제1 격리 층에는, 에지 링(106)에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극(111)이 내장되어 있다. 제1 격리 층(183)은 세라믹으로 만들어질 수 있다. 선택적인 제2 격리 층(185)은 제1 격리 층(183) 밑에 놓이며, 기판 지지부(152)의 다른 전도성 컴포넌트들로부터 에지 링 전극(111)의 열적 및 전기적 격리를 개선시키기 위해 세라믹으로 만들어진다. 제2 캐소드(191)는 에지 링 부분(156)의 제1 격리 층(183) 및 제2 격리 층(185) 중 하나 또는 둘 모두 밑에 놓일 수 있다. 로우-k 유전체 원통형 층(195)이 기판 지지 부분(154)으로부터 에지 링 부분(156)을 완전히 또는 부분적으로 측방향으로 분리할 수 있다. 기판 지지 부분(154)으로부터 에지 링 부분(156)의 부분적 분리의 실시예들에서, 제1 캐소드(188) 및 제2 캐소드(191)는 원피스일 수 있고, 그리고/또는 기판(105) 아래의 제2 격리 층(184) 및 에지 링(106) 아래의 제2 격리 층은 원피스일 수 있다.
[0044] 에지 링 전압 제어 회로(155)의 제1 콘택이 에지 링 전극(111)에 전기적으로 커플링된다. 기판 전압 제어 회로(158)의 제1 콘택이 기판 전극(109)에 전기적으로 커플링된다. 에지 링 전압 제어 회로(155)는 기판 지지 조립체(104)에 통합될 수 있거나, 기판 지지 조립체(104) 외부이지만 프로세스 챔버(100) 내부에 있을 수 있거나, 또는 완전히 프로세스 챔버(100) 외부에 있을 수 있다.
[0045] 일 실시예에서, 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158) 둘 모두의 제2 콘택이 제1 성형된 DC 펄스 전압원(159)에 함께 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 에지 링 전압 제어 회로(155)의 제2 콘택은 기판 전압 제어 회로(158)의 제2 콘택에 연결되지 않지만, 에지 링 전압 제어 회로(155)의 제2 콘택이 제1 성형된 DC 펄스 전압원(159)에 개별적으로 커플링되는 한편, 기판 전압 제어 회로(158)의 제2 콘택은 제2 성형된 DC 펄스 전압원(161)에 커플링된다. 1 개의 또는 2 개의 성형된 DC 펄스 전압원들의 구성에서, 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158)는 에지 링 전압과 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능하다.
[0046] 일 실시예에서, 에지 링 전압 제어 회로(155)와 기판 전압 제어 회로(158)는 동일한 회로들이다. 다른 실시예에서, 에지 링 전압 제어 회로(155)와 기판 전압 제어 회로(158)는 서로 상이하다. 실시예에서, 에지 링 전압 제어 회로(155) 및 기판 전압 제어 회로(158) 중 적어도 하나는 에지 링 전극(111) 및/또는 기판 전극(109)에 인가되는 전압의 조절가능성을 제공하기 위한 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트를 포함한다.
[0047] 도 4는 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(400)의 일 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)이 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링된다. 순방향 바이어스 다이오드(194)는, 접지에 대해 인덕터(197)와 직렬로 커플링된 저항기(196)를 포함하는 전류 복귀 경로(163)에 연결된다. 커패시턴스(199)가 표류 커패시턴스(198)와 플라즈마 쉬스(176) 사이에 존재할 수 있다. 가변 커패시터(202)가 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링되고, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 커패시터(202)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다. 플라즈마 쉬스(176)는, 접지 및 가변 커패시터(202)에 커플링된 전류원(208) 그리고 다이오드(206)와 병렬로 커플링된 커패시터(204)를 포함하는 회로로서 모델링될 수 있다(플라즈마 모델(176)).
[0048] 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비(voltage ratio)를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 커패시터(202)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링(106) 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 커패시터(202)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대(full) 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0049] 도 5는 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위해 사용될 수 있는 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(500)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)은 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링되고, 이러한 순방향 바이어싱 다이오드(194)는, 접지에 대해 인덕터(197)와 직렬로 커플링된 저항기(196)를 포함하는 전류 복귀 경로(163)에 커플링된다. 실시예에서, 가변 인덕터(210)가 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링되고, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 인덕터(210)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0050] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 인덕터(210)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 변경될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 인덕터(210)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0051] 도 6은 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(600)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)은 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링되고, 이러한 순방향 바이어싱 다이오드(194)는, 접지에 대해 인덕터(197)와 직렬로 커플링된 저항기(196)를 포함하는 전류 복귀 경로(163)에 커플링된다. 가변 인덕터(212)의 하나의 단자는 고정 커패시터(214)와 직렬로 커플링되고, 이러한 고정 커패시터(214)는 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링된다. 가변 인덕터(212)의 다른 단자는 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 인덕터(212)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0052] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 인덕터(212)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 인덕터(212)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0053] 도 7은 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(700)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)은 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링되고, 이러한 순방향 바이어싱 다이오드(194)는, 접지에 대해 인덕터(197)와 직렬로 커플링된 저항기(196)를 포함하는 전류 복귀 경로(163)에 커플링된다. 가변 커패시터(216)가 가변 인덕터(218)와 직렬로 커플링된다. 가변 커패시터(216)는 또한, 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링된다. 가변 인덕터(218)는 또한, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)과 직렬로 커플링된다. 가변 인덕터(218)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0054] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 커패시터(216) 및/또는 가변 인덕터(218)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 커패시터(216) 및/또는 가변 인덕터(218)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0055] 도 8은 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(800)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)은 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링되고, 이러한 순방향 바이어싱 다이오드(194)는, 접지에 대해 인덕터(197)와 직렬로 커플링된 저항기(196)를 포함하는 전류 복귀 경로(163)에 커플링된다. 가변 커패시터(220)의 제1 단자는 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링된다. 가변 커패시터(220)의 제1 단자는 추가로, 고정 저항기(224)에 커플링되고, 이러한 고정 저항기(224)는 전류 복귀 경로(163), 및 고정 커패시터(222)의 하나의 단자에 커플링되고, 이러한 고정 커패시터(222)의 제2 단자는 가변 커패시터(220)의 제2 단자에 커플링되고, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 커패시터(220)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0056] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 커패시터(220)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 커패시터(220)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0057] 도 9는 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(900)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)이 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링된다. 가변 커패시터(225)의 제1 단자는 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링된다. 가변 커패시터(225)의 제1 단자는 추가로, 제1 고정 저항기(226)에 커플링되고, 이러한 제1 고정 저항기(226)는 전류 복귀 경로(163), 및 제2 고정 저항기(228)의 하나의 단자에 커플링된다. 제2 고정 저항기(228)는 고정 커패시터(230)의 제1 단자와 직렬로 커플링된다. 고정 커패시터(230)의 제2 단자는 가변 커패시터(225)의 제2 단자에 커플링되고, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 커패시터(225)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0058] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 커패시터(225)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 커패시터(225)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0059] 도 10은 기판 지지 조립체(104)의 전극들(109, 111)을 구동하기 위한 에지 링 전압 제어 회로/기판 전압 제어 회로(1000)의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 회로도이다. 제1 또는 제2 성형된 DC 펄스 전압원(159, 161)이 접지와 순방향 바이어싱 다이오드(194) 사이에 커플링된다. 가변 커패시터(231)의 제1 단자는 순방향 바이어싱 다이오드(194)에 커플링된다. 가변 커패시터(231)의 제1 단자는 추가로, 고정 인덕터(234)의 하나의 단자와 직렬인 제1 고정 저항기(232)에 커플링된다. 고정 인덕터(234)는 전류 복귀 경로(163)에 커플링된다. 고정 인덕터(234)의 제2 단자는 추가로, 제2 고정 저항기(236)의 제1 단자에 커플링된다. 제2 고정 저항기(236)의 제2 단자는 고정 커패시터(238)의 제1 단자에 커플링된다. 고정 커패시터(238)의 제2 단자는 가변 커패시터(231)의 제2 단자에 커플링되고, 에지 링 전극(111) 또는 기판 전극(109)에 커플링된다. 가변 커패시터(231)는 또한, 표류 커패시턴스(198)에 커플링된다.
[0060] 위에서 진술된 바와 같이, 전압은 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서 측정될 수 있다. 측정된 전압을 사용하여, 제어기(108)는 에지 링 전극(111) 대 기판 전극(109)의 전압비를 결정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 에지 링 전압 제어 회로(155) 또는 기판 전압 제어 회로(158) 중 어느 하나의 또는 둘 모두의 가변 커패시터(231)는 에지 링 전극(111)에 인가되는 전압을 조작하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판(105)에 있는 기판 전극(109) 및/또는 에지 링(106)에서 발생되는 전압에 영향을 미친다. 결과적으로, 에지 링(106) 및 기판(105) 위의 플라즈마 쉬스(176)의 높이는 성형될 수 있다. 에지 링 또는 기판 전압 파형 진폭은, 가변 커패시터(231)를 변화시킴으로써, 거의 0 내지 최대 성형된 DC 펄스 입력 전압 사이에서 변할 수 있다.
[0061] 도 11은 위에서 설명된 지원 회로들(155, 158)에 대한 동작 프로세스(1100)를 예시하는 흐름도이다. 동작 프로세스(1100)는 본 개시내용에서 제공된 도 4-도 10의 회로 구성들을 사용하여 구현될 수 있다. 동작 프로세스(1100)는 또한, 프로세스 챔버(100)를 동작시키는 방법을 제공한다.
[0062] 동작(1105)에서, 제어기(108)는, 기판 전압 제어 회로(158)에 의해 기판 전극(109)에 기판 전압을 인가한다. 동작(1110)에서, 제어기(108)는, 에지 링 전압 제어 회로(155)에 의해 에지 링 전극(111)에 에지 링 전압을 인가한다. 동작(1115)에서, 제어기(108)는, 에지 링 전극(111) 및 기판 전극(109)에서의 전압을 측정한다. 측정된 결과들에 기반하여, 제어기(108)는, 에지 링(106)의 전압과 기판(105)의 전압 사이의 진폭비(amplitude ratio)를 결정한다. 동작(1120)에서, 제어기(108)는, 성형된 DC 펄스 전압원(들)(159, 161)의 출력 전압(들)에 대한 값들 그리고 에지 링 전압 제어 회로(155) 및/또는 기판 전압 제어 회로(158)에서의 가변 커패시터 또는 가변 인덕터 값에 대한 예측을 업데이트한다. 동작(1125)에서, 제어기(108)는, 피드백 제어 루프(1115, 1120 및 1125)를 통해 진폭의 특정된 차이(비)를 갖는 타겟 에지 링 전압 및 기판 전압을 달성하기 위하여, 에지 링 전압 제어 회로(155), 기판 전압 제어 회로(158), 및 성형된 DC 펄스 전압원(들)(159, 161)의 출력 전압(들)을 조절한다.
[0063] 도 12a 및 도 12b는, 성형된 DC 펄스 전압 입력이 주어진 경우 도 4-도 10의 가변 커패시터들 및/또는 인덕터들을 변화시킴으로써 생성되는 변조된 에지 링 또는 웨이퍼 전압 파형의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 묘사한다. 고정 입력 전압 진폭의 경우, 가변 커패시터들 및 인덕터들은, 펄스 온-타임(pulse on-time) 전체에 걸쳐 기판 전압과 에지 링 전압 사이의 일정한 전압차를 유지하기 위해 출력 전압의 형상을 유지하면서 거의 0 내지 최대 입력 전압 사이에서 조절 회로의 출력 전압의 진폭을 조절할 수 있다.
[0064] 본 개시내용의 이점들은, 챔버 컴포넌트들을 교체하는 대신에 기판 에지에서의 플라즈마 쉬스들을 조정하여서, 다운타임을 완화하고 소모품들에 대한 지출들을 감소시키면서 디바이스 수율을 개선시키는 능력을 포함한다. 부가적으로, 본원에서 설명된 양상들은, 기판 중심에서의 플라즈마 파라미터들에 영향을 미치지 않고, 기판 에지에서 플라즈마 쉬스가 조정될 수 있게 하여서, 극한 에지 프로세스 프로파일 제어 및 피처 틸팅 보정을 위한 조절 노브를 제공한다.

Claims (15)

  1. 바디 ―상기 바디는,
    기판에 기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분; 및
    상기 기판 지지 부분에 인접하게 배치되며, 에지 링에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있는 에지 링 부분을 포함함―;
    상기 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로; 및
    상기 기판 전극에 커플링된 기판 전압 제어 회로
    를 포함하고,
    상기 에지 링 전압 제어 회로 및 상기 기판 전압 제어 회로는 상기 에지 링 전압과 상기 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능한,
    기판 지지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에지 링 전압 제어 회로와 상기 기판 전압 제어 회로는 동일한 회로들인,
    기판 지지 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 에지 링 전압 제어 회로와 상기 기판 전압 제어 회로는 서로 상이한,
    기판 지지 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 에지 링 부분과 상기 기판 지지 부분 사이에 배치된 절연체를 더 포함하는,
    기판 지지 장치.
  5. 프로세스 챔버 장치로서,
    챔버 바디;
    상기 챔버 바디 상에 배치된 리드(lid);
    상기 리드 위에 포지셔닝된 유도 결합 플라즈마 장치; 및
    상기 챔버 바디 내에 포지셔닝된 기판 지지 조립체 ―상기 기판 지지 조립체는 바디를 갖고, 상기 바디는,
    기판 전압을 인가하기 위한 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분; 및
    상기 기판 지지 부분에 인접하게 배치되며, 에지 링에 에지 링 전압을 인가하기 위한 에지 링 전극이 내장되어 있는 에지 링 부분을 포함함―;
    상기 에지 링 전극에 커플링된 에지 링 전압 제어 회로; 및
    상기 기판 전극에 커플링된 기판 전압 제어 회로
    를 포함하고,
    상기 에지 링 전압 제어 회로 및 상기 기판 전압 제어 회로는 상기 에지 링 전압과 상기 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 독립적으로 조절가능한,
    프로세스 챔버 장치.
  6. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 에지 링 전압 제어 회로 및 상기 기판 전압 제어 회로 둘 모두에 병렬로 커플링된 제1 성형된 DC 펄스 전압원을 더 포함하는,
    장치.
  7. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 에지 링 전압 제어 회로에 커플링된 제1 성형된 DC 펄스 전압원, 및
    상기 기판 전압 제어 회로에 커플링된 제2 성형된 DC 펄스 전압원
    을 더 포함하는,
    장치.
  8. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 에지 링 전압 제어 회로 및 상기 기판 전압 제어 회로 중 적어도 하나는 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트를 포함하는,
    장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트는 상기 에지 링 전극 및 상기 기판 전극 중 적어도 하나와 적어도 하나의 성형된 DC 펄스 전압원 사이에 커플링된 가변 커패시터를 포함하는,
    장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트는 상기 에지 링 전극 및 상기 기판 전극 중 적어도 하나와 적어도 하나의 성형된 DC 펄스 전압원 사이에 커플링된 가변 인덕터를 포함하는,
    장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트는 상기 에지 링 전극 및 상기 기판 전극 중 적어도 하나와 적어도 하나의 성형된 DC 펄스 전압원 사이에 커플링된 커패시터와 직렬인 가변 인덕터를 포함하는,
    장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 커패시터는 가변 커패시터인,
    장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트는, 고정 커패시터와 병렬로 커플링되고 제1 저항기와 직렬로 커플링된 가변 커패시터를 포함하고, 상기 가변 커패시터와 상기 제1 저항기 사이의 제1 공통 단자는 적어도 하나의 성형된 DC 펄스 전압원에 커플링되고, 상기 가변 커패시터와 상기 고정 커패시터 사이의 제2 공통 단자는 상기 에지 링 전극 및 상기 기판 전극 중 적어도 하나에 커플링되는,
    장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가변 수동 컴포넌트는 상기 제1 저항기와 상기 고정 커패시터 사이에 직렬로 커플링된 제2 저항기를 더 포함하는,
    장치.
  15. 프로세스 챔버를 동작시키는 방법으로서,
    상기 프로세스 챔버는 챔버 바디, 및 상기 챔버 바디 내에 포지셔닝된 기판 지지부를 포함하고, 상기 기판 지지부는 바디를 갖고, 상기 바디는, 기판 전극이 내장되어 있는 기판 지지 부분, 및 상기 기판 지지 부분에 인접하게 배치되며, 에지 링 전극이 내장되어 있는 에지 링 부분을 가지며,
    상기 방법은,
    기판 전압 제어 회로에 의해 상기 기판 전극에 기판 전압을 인가하는 단계;
    에지 링 전압 제어 회로에 의해 상기 에지 링 전극에 에지 링 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 에지 링 전압과 상기 기판 전압 사이에 전압의 차이를 생성하도록 상기 에지 링 전압 제어 회로 및 상기 기판 전압 제어 회로를 독립적으로 조절하는 단계
    를 포함하는,
    프로세스 챔버를 동작시키는 방법.
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