KR20220156070A - 기판 프로세싱 챔버를 위한 유전체 윈도우 - Google Patents

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KR20220156070A
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마오린 롱
마이클 존 마틴
매튜 로웰 탈리
위호우 왕
알렉산더 밀러 패터슨
데이비드 로버트 빅스
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램 리써치 코포레이션
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    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Abstract

기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 리드 어셈블리는 유전체 윈도우를 포함한다. 유전체 윈도우는 편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분을 포함한다. 하부 표면은 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면이다. 유전체 윈도우의 하부 부분은 실린더형이고 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고 그리고 하부 부분의 외경은 유전체 윈도우 위에 배치된 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 내측 코일 및 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 (overlap) 것 중 적어도 하나이다.

Description

기판 프로세싱 챔버를 위한 유전체 윈도우
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들을 위한 유전체 윈도우들에 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 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
반도체 디바이스들의 제작 동안, 에칭 프로세스들 및 증착 프로세스들은 프로세싱 챔버 내에서 수행될 수도 있다. 이온화된 가스, 또는 플라즈마는 반도체 웨이퍼와 같은 기판으로부터 재료를 에칭 (또는 제거) 하기 위해, 그리고 기판 상에 재료를 스퍼터링하거나 (sputter) 증착하기 위해 플라즈마 챔버 내로 도입될 수 있다. 제작 또는 제조 프로세스들에서 사용하기 위한 플라즈마 생성은 통상적으로 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스들을 도입함으로써 시작된다. 기판은 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 또는 페데스탈과 같은 기판 지지부 상에, 프로세싱 챔버 내에 배치된다.
프로세싱 챔버는 변압기 커플링된 플라즈마 (Transformer Coupled Plasma; TCP) 반응기 코일들을 포함할 수도 있다. 전력 소스 (power source) 에 의해 생성된, 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 신호가 TCP 반응기 코일들에 공급된다. TCP 반응기 코일들은 변압기 커플링된 용량성 튜닝 (transformer coupled capacitive tuning; TCCT) 매칭 네트워크에 의해 구동된다. TCCT 매칭 네트워크는 전력 소스에 의해 공급된 RF 신호를 수신하고 그리고 TCP 반응기 코일들에 제공된 전력의 튜닝을 가능하게 한다 (enable). 세라믹과 같은 재료로 구성된, 유전체 윈도우 (dielectric window) 는 프로세싱 챔버의 상부 표면에 통합된다. 유전체 윈도우는 RF 신호로 하여금 TCP 반응기 코일들로부터 프로세싱 챔버의 내부로 송신되게 한다. RF 신호는 플라즈마를 생성하기 위해 프로세싱 챔버 내의 가스 분자들을 여기시킨다 (excite).
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 3월 23일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 62/993,433 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 리드 어셈블리는 유전체 윈도우를 포함한다. 유전체 윈도우는 편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분을 포함한다. 하부 표면은 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면이다. 유전체 윈도우의 하부 부분은 실린더형이고 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고 그리고 하부 부분의 외경은 유전체 윈도우 위에 배치된 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 내측 코일 및 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 (overlap) 것 중 적어도 하나이다.
다른 특징들에서, 하부 부분의 외경은 갭의 중간 지점과 정렬된다. 유전체 윈도우는 상부 부분 및 하부 부분을 포함하는 단일의 통합된 피스 (piece) 로 구성된다. 상부 부분 및 하부 부분은 함께 부착되는 별개의 피스들이다. 하부 부분은 상부 부분에 고정되게 부착된다. 하부 부분은 상부 부분에 제거 가능하게 부착된다.
다른 특징들에서, 하부 부분은 석영으로 구성된다. 하부 부분은 알루미나로 구성된다. 하부 부분은 하부 부분 내에 규정된 내측 볼륨과 하부 부분의 외부에 규정된 외측 볼륨 사이에서 가스 플로우를 허용하도록 구성된 복수의 가스 채널들을 포함한다. 리드 어셈블리는 내측 코일 및 외측 코일을 더 포함한다. 유전체 윈도우는 파이 형상 (pi-shaped) 의 단면을 갖는다.
기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버는 프로세싱 챔버 내에 제 1 플라즈마 필드 및 제 2 플라즈마 필드를 생성하도록 구성된 내측 코일 및 외측 코일 및 유전체 윈도우를 포함한다. 유전체 윈도우는 편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분을 포함한다. 하부 표면은 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면이다. 유전체 윈도우의 하부 부분은 제 1 플라즈마 필드 및 제 2 플라즈마 필드를 분리하도록 구성된다. 하부 부분은 실린더형이고 하부 표면으로부터 하향으로 연장한다. 하부 부분의 외경은 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 내측 코일과 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 것 중 적어도 하나이다.
다른 특징들에서, 하부 부분의 외경은 갭의 중간 지점과 정렬된다. 유전체 윈도우는 상부 부분 및 하부 부분을 포함하는 단일의 통합된 피스로 구성된다. 상부 부분 및 하부 부분은 함께 부착되는 별개의 피스들이다. 하부 부분은 상부 부분에 제거 가능하게 부착된다. 하부 부분은 석영으로 구성된다. 하부 부분은 알루미나로 구성된다. 하부 부분은 복수의 가스 채널들을 포함한다. 유전체 윈도우는 파이 형상의 단면을 갖는다.
기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 유전체 윈도우는 편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분을 포함한다. 하부 표면은 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면이다. 유전체 윈도우의 하부 부분은 석영 및 알루미나 중 하나로 구성된다. 하부 부분은 실린더형이고 하부 표면으로부터 하향으로 연장한다. 하부 부분의 외경은 유전체 윈도우 위에 배치된 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 내측 코일 및 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 것 중 적어도 하나이다.
다른 특징들에서, 유전체 윈도우는 파이-형상의 단면을 갖는다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술 (description), 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 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 본 개시에 따른 유전체 윈도우를 포함하는 예시적인 플라즈마 프로세싱 시스템의 기능적 블록도이다.
도 2a는 본 개시에 따른 예시적인 유전체 윈도우의 측단면도이다.
도 2b는 본 개시에 따른 예시적인 유전체 윈도우의 아랫면 (underside) 의 등각도이다.
도 2c는 본 개시에 따른 예시적인 유전체 윈도우의 저면도 (bottom view) 이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시에 따른 다른 예시적인 유전체 윈도우들을 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
(예를 들어, 세라믹과 같은 재료를 포함하는) 유전체 윈도우는 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 상부 표면에 통합된다. 무선 주파수 (radio frequency; RF) 신호는 플라즈마를 생성하도록 프로세싱 챔버의 내부 볼륨 내로 (예를 들어, 내측 코일 및 외측 코일을 포함하는 TCP (transformer coupled plasma) 반응기 코일들로부터) 송신된다. 내측 코일 및 외측 코일은 프로세싱 챔버 내에서 2 개의 별개의 플라즈마 필드들 (예를 들어, B 필드들) 을 생성한다. 통상적으로, 유전체 윈도우는 편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는다. 편평한 하부 (플라즈마-대면) 표면은 플라즈마에서 RF 전력의 분배의 제어 및 튜닝 가능성 (tunability) 을 억제한다. 이에 따라, 중심-대-에지 플라즈마 균일도의 튜닝 가능성이 제한되고 그리고 전체 에칭 틸팅 (tilting) 이 일부 적용 예들에서 (예를 들어, 고 종횡비 에칭에서) 발생할 수도 있다.
본 개시의 원리들에 따른 시스템들 및 방법들은 파이 (즉, π)-형상 단면을 갖는 유전체 윈도우를 구현한다. 예를 들어, 유전체 윈도우는 편평한 상부 부분 및 상부 부분의 하부 표면으로부터 하향으로 연장하는 실린더형 하부 부분을 갖는다. 실린더형 부분은 유전체 윈도우 아래의 플라즈마를 내측 코일 및 외측 코일에 대응하는 2 개의 격리된 플라즈마 존들 (zones) 로 물리적으로 분리한다. 실린더형 부분의 치수들 (예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니지만, 직경, 높이, 및 두께를 포함함) 은 균일도 및 튜닝 가능성과 같은 목표된 플라즈마 특성들에 따라 선택될 수도 있다.
도 1은 프로세싱 챔버 (104) 및 TCP 반응기 코일들 (108) 을 포함하는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 도시한다. 유전체 (또는 TCP) 윈도우 (112) 가 TCP 반응기 코일들 (108) 과 프로세싱 챔버 (104) 사이에 배치된다. 유전체 윈도우 (112) 는 피나클 (116) 위에 배치되고 그리고 플라즈마를 생성하도록 프로세싱 챔버 (104) 내로 RF 소스 신호들의 송신을 허용한다. 피나클 (116) 은 프로세싱 챔버 (104) 의 상부 라이너에 대응할 수도 있다. 피나클 (116) 은 이로 제한되지 않지만, TCP 반응기 코일들 (108) 및 유전체 윈도우 (112) 를 포함하는 프로세싱 챔버 (104) 의 리드 어셈블리 (120) 를 지지하도록 구성될 수도 있다. 본 개시에 따른 유전체 윈도우 (112) 는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 파이 (즉, π)-형상 단면을 갖는다.
제 1 전력 소스 (122) 는 제 1 RF 소스 신호를 변압기 커플링된 용량성 튜닝 (transformer coupled capacitive tuning; TCCT) 매칭 네트워크 (124) 에 제공한다. TCCT (또는 제 1) 매칭 네트워크 (124) 는 제 1 전력 소스 (122) 와 TCP 반응기 코일들 (108) 사이에 포함된다. TCCT 매칭 네트워크 (124) 는 TCP 반응기 코일들 (108) 에 제공된 전력의 튜닝을 가능하게 한다.
정전 척, 페데스탈 또는 다른 적합한 기판 지지부와 같은 기판 지지부 (128) 는 프로세싱 챔버 (104) 내에 배치된다. 기판 지지부 (128) 는 기판 (130) 을 지지한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 바이어스 (또는 제 2) 매칭 네트워크 (136) 에 연결되는, 바이어스 RF 전력 소스 (132) 를 더 포함한다. 제 2 매칭 네트워크 (136) 는 바이어스 RF 전력 소스 (132) 와 기판 지지부 (128) 사이에 연결된다. 제 2 매칭 네트워크 (136) 는 바이어스 RF 전력 소스 (132) 의 임피던스 (예를 들어, 50 Ω) 를 제 2 매칭 네트워크 (136) 에서 본 플라즈마 프로세싱 챔버 (104) 내 플라즈마 (138) 및 기판 지지부 (128) 의 임피던스에 매칭시킨다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 전압 제어 인터페이스 (voltage control interface; VCI) (140) 를 더 포함한다. VCI (140) 는 픽업 디바이스 (142), 전압 센서 (144), 제어기 (146) 및 전압 센서 (144) 와 제어기 (146) 사이에 배치된 회로들을 포함할 수도 있다. 픽업 디바이스 (142) 는 기판 지지부 (128) 내로 연장한다. 픽업 디바이스 (142) 는 도전체 (148) 를 통해 전압 센서 (144) 에 연결되고 그리고 RF 전압 신호를 생성한다.
전압 센서 (144) 의 동작은 제어기 (146) 를 통해 모니터링, 수동으로 제어 및/또는 제어될 수도 있다. 제어기 (146) 는 디스플레이 (150) 상에 전압 센서 (144) 의 채널들의 출력 전압들을 디스플레이할 수도 있다. 제어기 (146) 와 별개로 도시되지만, 디스플레이 (150) 는 제어기 (146) 에 포함될 수도 있다. 시스템 오퍼레이터는 (i) 채널들 사이에서 스위칭할지 여부, (ii) 활성화할 채널들 중 하나 이상 및/또는 (iii) 비활성화할 채널들 중 하나 이상을 나타내는 입력 신호들을 제공할 수도 있다.
동작 시, 이온화 가능한 가스는 가스 유입구 (156) 를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 (104) 내로 흐르고 그리고 가스 유출구 (158) 를 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 (104) 를 나간다 (exit). 제 1 RF 신호는 RF 전력 소스 (122) 에 의해 생성되고 그리고 TCP 반응기 코일들 (108) 로 전달된다. 제 1 RF 신호는 TCP 반응기 코일들 (108) 로부터 유전체 윈도우 (112) 를 통해 프로세싱 챔버 (104) 내로 방사된다. 이는 프로세싱 챔버 (104) 내의 가스로 하여금 이온화하고 플라즈마 (138) 를 형성하게 한다. 플라즈마 (138) 는 프로세싱 챔버 (104) 의 벽들을 따라 시스 (sheath) (160) 를 생성한다. 플라즈마 (138) 는 전자들 및 양으로 대전된 이온들을 포함한다. 양으로 대전된 이온들보다 훨씬 보다 가벼운, 전자들은 플라즈마 프로세싱 챔버 (104) 의 내측 표면들에서 DC 바이어스 전압들 및 DC 시스 전위들을 생성하여, 보다 용이하게 마이그레이팅하는 (migrate) 경향이 있다. 기판 (130) 에서의 평균 DC 바이어스 전압 및 DC 시스 전위는 양으로 대전된 이온들이 기판 (130) 에 부딪치는 (strike) 에너지에 영향을 준다. 이 에너지는 에칭 또는 증착이 발생하는 레이트들과 같은 프로세싱 특성들에 영향을 준다.
제어기 (146) 는 기판 (130) 에서 DC 바이어스 및/또는 DC 시스 전위의 양을 변화시키도록 RF 전력 소스 (132) 에 의해 생성된 바이어스 RF 신호를 조정할 수도 있다. 제어기 (146) 는 전압 센서 (144) 의 채널들의 출력들 및/또는 채널들의 출력들에 기초하여 도출된 대표 값을 하나 이상의 설정점 값들과 비교할 수도 있다. 설정점 값들은 미리 결정될 수도 있고 그리고 제어기 (146) 의 메모리 (162) 에 저장될 수도 있다. 바이어스 RF 신호는 (i) 전압 센서 (144) 의 출력들 및/또는 대표값과 (ii) 하나 이상의 설정점 값들 사이의 차들에 기초하여 조정될 수도 있다. 바이어스 RF 신호는 제 2 매칭 네트워크 (136) 를 통과한다. 이어서 제 2 매칭 네트워크 (136) 에 의해 제공된 출력 (매칭된 신호로서 지칭됨) 은 기판 지지부 (128) 로 통과된다. 바이어스 RF 신호는 절연체 (128) 를 통해 기판 (130) 으로 통과된다.
가스 전달 시스템 (164) 은 가스 주입기 (168) 를 통해 프로세싱 챔버 (104) 에 하나 이상의 가스 혼합물들 (예를 들어, 프로세스 가스 혼합물들, 퍼지 가스들, 등) 을 선택적으로 제공한다. 예를 들어, 가스 전달 시스템 (164) 은 가스 주입기 (168) 로 가스 혼합물들을 공급하기 위한 가스 소스들, 밸브들, 및 플로우 제어기들, 가스 매니폴드, 등 (미도시) 의 하나 이상의 세트들을 포함할 수도 있다. 제어기 (146) 는 가스 혼합물들을 프로세싱 챔버 (104) 에 공급하도록 가스 전달 시스템 (164) 및/또는 가스 주입기 (168) 를 제어하도록 구성될 수도 있다.
이제 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하여, 본 개시의 원리들에 따른 예시적인 유전체 윈도우 (200) 는 파이 (즉, π)-형상 단면을 갖는다. 도 2a는 유전체 윈도우 (200) 의 측단면도이다. 도 2b는 유전체 윈도우 (200) 의 아랫면의 등각도이다. 도 2c는 유전체 윈도우 (200) 의 저면도이다. 도시된 바와 같이, 유전체 윈도우 (200) 는 편평한 상부 (예를 들어, 원형 또는 디스크-형상) 부분 (204) 및 상부 부분 (204) 의 하부 표면 (212) 으로부터 하향으로 연장하는 실린더형 하부 부분 (예를 들어, 환형 링) (208) 을 갖는다.
상부 부분 (204) 및 하부 부분 (208) 은 동일하거나 상이한 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하부 부분 (208) 은 석영 또는 또 다른 적합한 유전체 재료 (예를 들어, 고 순도 알루미나) 로 구성될 수도 있다. 일부 예들에서, 상부 부분 (204) 및 하부 부분 (208) 은 단일의 통합된 피스 (piece) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 하부 부분 (208) 은 상부 부분 (204) 에 고정되게 또는 제거 가능하게 부착되는 별개의 피스에 대응할 수도 있다. 예를 들어, 하부 부분 (208) 은 에폭시와 같은, 플라즈마-내성 접착제를 사용하여 상부 부분 (204) 에 부착될 수도 있다.
하부 부분 (208) 이 상부 부분 (204) 에 제거 가능하게 부착되는 예들에서, 하부 부분 (208) 은 하부 부분 (208) 의 유지 보수, 세정, 및/또는 수리를 용이하게 하기 위해 제거될 수 있다. 또한, 하부 부분 (208) 은 상부 부분 (204) 을 제거하지 않고 제거되고 교체될 수도 있다.
실린더형 부분 (208) 은 유전체 윈도우 (200) 아래의 플라즈마를 (예를 들어, TCP 반응기 코일들 (108) 의) 내측 코일 (228) 및 외측 코일 (232) 에 의해 생성된 각각의 플라즈마 존들에 대응하는 2 개의 격리된 볼륨 (220 및 224) 으로 물리적으로 분리한다. 예를 들어, 하부 부분 (208) 은 볼륨 (220) 을 둘러싸고 규정한다. 반대로, 볼륨 (220) 은 하부 부분 (208) 외부에 규정된다. 실린더형 부분 (208) 의 치수들 (예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니지만, 직경, 높이, 및 두께를 포함함) 은 균일도 및 튜닝 가능성과 같은 목표된 플라즈마 특성들에 따라 선택될 수도 있다.
도시된 바와 같이, 하부 부분 (208) 은 내측 코일 (228) 과 외측 코일 (232) 사이의 갭 (236) 에 따라 포지셔닝된다. 예를 들어, 하부 부분 (208) 의 직경은 하부 부분 (208) 의 외측 에지 (즉, 외경) 가 내측 코일 (228) 과 외측 코일 (232) 사이의 갭 (236) 내에 위치되도록 선택된다. 하부 부분 (208) 의 직경은 플라즈마의 목표된 성능 특성들에 따라 선택될 수도 있다. 일 예에서, 하부 부분 (208) 의 직경은 하부 부분 (208) 의 외경이 (도 2a에 도시된 바와 같이) 갭 (236) 의 중간 지점에 또는 중간 지점 근방에 위치되도록 선택된다. 다른 예들에서, 하부 부분 (208) 의 직경은 하부 부분 (208) 의 외경이 내측 코일 (228) 및 외측 코일 (232) 중 하나에 보다 가깝도록 선택된다. 또 다른 예들에서, 하부 부분 (208) 의 직경은 하부 부분 (208) 의 외경이 내측 코일 (228) 및 외측 코일 (232) 중 하나와 오버랩하도록 (overlap) 선택된다.
예들에서, 하부 부분 (208) 이 제거 가능하고, 하부 부분 (208) 은 목표된 성능 및 튜닝 특성들에 따라 교체될 수도 있다. 예를 들어, 하부 부분 (208) 은 성능 특성들을 조정하기 위해 목표된 치수들 (예를 들어, 재료, 높이, 직경, 두께, 등) 을 갖는 하부 부분으로 교체될 수도 있다. 이러한 방식으로, 내측 부분 (208) 의 직경은 6 내지 14 인치 (예를 들어, 152 내지 281 ㎜) 로 가변될 수도 있다. 내측 부분 (208) 의 높이는 1 내지 5 인치 (예를 들어, 25 내지 127 ㎜) 로 가변될 수도 있다. 내측 부분 (208) 의 두께는 0.5 내지 2 인치 (예를 들어, 12 내지 51 ㎜) 로 가변될 수도 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시에 따른 상부 부분 (304) 및 하부 부분 (308) 을 포함하는 유전체 윈도우 (300) 의 다른 예들을 도시한다. 내측 코일 (312) 및 외측 코일 (316) 은 상부 부분 (304) 상에 배치된다. 도 3a에서, 하부 부분 (308) 의 외경은 내측 코일 (312) 보다 외측 코일 (316) 에 보다 가깝게 위치된다. 도 3b에서, 하부 부분 (308) 의 외경은 외측 코일 (316) 의 부분과 오버랩한다.
도 3c에서, 하부 부분 (308) 은 복수의 가스 채널들 또는 홀들 (320) 을 포함한다. 홀들 (320) 은 하부 부분 (308) 의 내측 볼륨 (예를 들어, 도 2a의 내측 볼륨 (220)) 에 제공된 가스로 하여금 하부 부분 (308) 의 외부의 외측 볼륨 (예를 들어, 도 2a의 외측 볼륨 (224)) 내로 흐르게 한다. 홀들 (320) 은 동일하거나 상이한 직경들을 가질 수도 있다. 단지 예를 들면, 홀들 (320) 은 0.25 내지 2 인치 (예를 들어, 6 내지 51 ㎜) 의 직경을 가질 수도 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 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 연구 시 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, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시 예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시 예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 사이 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 사이) 의 공간적 관계 및 기능적 관계는, "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 (phrase) 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 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 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 전자 장치 (electronics) 와 통합될 수도 있다. 전자 장치는 시스템들 또는 시스템의 서브 파트들 또는 다양한 컴포넌트들을 제어할 수도 있는 "제어기 (controller)"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 위치 및 동작 설정들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 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 가능하게 하고, 엔드포인트 측정들을 가능하게 하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 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 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기와 통신하는 또는 시스템과 통신하는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 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 구현 예들에서, 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 가능하게할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 가능하게 할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 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 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 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, 공통 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 원격으로 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 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, 물리적 기상 증착 (physical vapor deposition; PVD) 챔버 또는 모듈, 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (atomic layer etch; ALE) 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 (22)

  1. 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 리드 어셈블리에 있어서,
    유전체 윈도우로서, 상기 유전체 윈도우는,
    편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분으로서, 상기 하부 표면은 상기 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면인, 상기 상부 부분, 및
    하부 부분으로서, 상기 하부 부분은 실린더형이고 상기 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고, 그리고 상기 하부 부분의 외경은 (i) 상기 유전체 윈도우 위에 배치된 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 (ii) 내측 코일 및 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 (overlap) 것 중 적어도 하나인, 상기 하부 부분을 포함하는, 상기 유전체 윈도우를 포함하는, 리드 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 부분의 상기 외경은 상기 갭의 중간 지점과 정렬되는, 리드 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 상기 상부 부분 및 상기 하부 부분을 포함하는 단일의 통합된 피스 (piece) 로 구성되는, 리드 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 부분 및 상기 하부 부분은 함께 부착되는 별개의 피스들인, 리드 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 상기 상부 부분에 고정되게 부착되는, 리드 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 상기 상부 부분에 제거 가능하게 부착되는, 리드 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 석영으로 구성되는, 리드 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 알루미나로 구성되는, 리드 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 상기 하부 부분 내에 규정된 내측 볼륨과 상기 하부 부분의 외부에 규정된 외측 볼륨 사이에서 가스 플로우를 허용하도록 구성된 복수의 가스 채널들을 포함하는, 리드 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 코일 및 상기 외측 코일을 더 포함하는, 리드 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 파이-형상 (pi-shaped) 단면을 갖는, 리드 어셈블리.
  12. 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버에 있어서,
    프로세싱 챔버 내에 제 1 플라즈마 필드 및 제 2 플라즈마 필드를 생성하도록 구성된 내측 코일 및 외측 코일; 및
    유전체 윈도우로서, 상기 유전체 윈도우는,
    편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분으로서, 상기 하부 표면은 상기 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면인, 상기 상부 부분, 및
    상기 제 1 플라즈마 필드 및 상기 제 2 플라즈마 필드를 분리하도록 구성된 하부 부분으로서, 상기 하부 부분은 실린더형이고 상기 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고, 그리고 상기 하부 부분의 외경은 (i) 상기 내측 코일과 상기 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 (ii) 상기 내측 코일 및 상기 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 것 중 적어도 하나인 상기 하부 부분을 포함하는, 상기 유전체 윈도우를 포함하는, 프로세싱 챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 부분의 상기 외경은 상기 갭의 중간 지점과 정렬되는, 프로세싱 챔버.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 상기 상부 부분 및 상기 하부 부분을 포함하는 단일의 통합된 피스로 구성되는, 프로세싱 챔버.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 부분 및 상기 하부 부분은 함께 부착되는 별개의 피스들인, 프로세싱 챔버.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 상기 상부 부분에 제거 가능하게 부착되는, 프로세싱 챔버.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 석영으로 구성되는, 프로세싱 챔버.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 알루미나로 구성되는, 프로세싱 챔버.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 부분은 복수의 가스 채널들을 포함하는, 프로세싱 챔버.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 파이-형상의 단면을 갖는, 프로세싱 챔버.
  21. 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 유전체 윈도우에 있어서,
    편평한 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 상부 부분으로서, 상기 하부 표면은 상기 유전체 윈도우의 플라즈마-대면 표면인, 상기 상부 부분, 및
    석영 및 알루미나 중 하나로 구성된 하부 부분으로서, 상기 하부 부분은 실린더형이고 상기 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고, 그리고 상기 하부 부분의 외경은 (i) 상기 유전체 윈도우 위에 배치된 내측 코일과 외측 코일 사이의 갭과 정렬되는 것 및 (ii) 상기 내측 코일 및 상기 외측 코일 중 하나와 오버랩하는 것 중 적어도 하나인, 상기 하부 부분을 포함하는, 유전체 윈도우.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 파이 형상 단면을 갖는, 유전체 윈도우.
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