KR20230017295A - 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치 - Google Patents

플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230017295A
KR20230017295A KR1020227046049A KR20227046049A KR20230017295A KR 20230017295 A KR20230017295 A KR 20230017295A KR 1020227046049 A KR1020227046049 A KR 1020227046049A KR 20227046049 A KR20227046049 A KR 20227046049A KR 20230017295 A KR20230017295 A KR 20230017295A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
faraday shield
heating
shield plate
heating circuit
conductive
Prior art date
Application number
KR1020227046049A
Other languages
English (en)
Inventor
쑹 궈
하이양 류
청이 왕
스란 청
샤오보 류
쥔 장
둥둥 후
카이둥 쉬
Original Assignee
베이징 루벤 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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 베이징 루벤 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 filed Critical 베이징 루벤 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20230017295A publication Critical patent/KR20230017295A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32651Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32522Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • H01J37/32724Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/023Industrial applications
    • H05B1/0233Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24571Measurements of non-electric or non-magnetic variables
    • H01J2237/24585Other variables, e.g. energy, mass, velocity, time, temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/32119Windows
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

본 출원에 의해 개시된 것은 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치이고, 패러데이 차폐 장치는 패러데이 차폐 판 및 가열 회로를 포함하고; 패러데이 차폐 판은 전도성 링, 및 전도성 링의 외부 주연부에 방사상 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재를 포함하고; 가열 회로가 에칭 프로세스에서 이용될 때, 패러데이 차폐 판은 전기에 의해 가열된다. 본 출원의 에칭 프로세스 동안에, 가열 회로는 패러데이 차폐 판에 전도성으로 연결되어, 패러데이 차폐 판에 에너지 공급될 때, 패러데이 차폐 판의 온도가 증가되고, 유전체 윈도우가 가열되고, 제품의 증착량이 감소된다. 패러데이 차폐부가 유전체 윈도우와 직접 접촉하므로, 가열은 고도로 효율적이고, 열 손실이 더 적고, 디바이스 구조가 단순화된다. 세정 프로세스 동안에, 가열 회로 및 패러데이 차폐부는 턴오프되고, 패러데이 차폐 판은 유전체 윈도우를 세정하기 위하여 차폐 전력 공급부에 연결된다. 가열 전력 공급부의 출력 단자는 필터 회로 유닛을 통해 필터링되고, 그 다음으로, 패러데이 차폐 판에 연결되고, 무선-주파수 코일과 패러데이 차폐 판 사이의 커플링이 효과적으로 방지된다.

Description

플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치
관련 출원에 대한 상호-참조
이 출원은 "플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치(PLASMA ETCHING SYSTEM AND FARADAY SHIELDING APPARATUS WHICH CAN BE USED FOR HEATING)"라는 명칭으로 2020년 5월 28일자로 출원된 중국 특허 출원 제202020935358.4호에 대한 우선권을 주장하고, 이 중국 특허 출원의 개시내용은 이로써, 그 전체적으로 참조로 통합된다.
본 개시내용은 반도체 에칭 기술의 기술적 분야, 특히, 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치(Faraday shielding apparatus) 및 플라즈마 에칭 시스템에 관한 것이다.
에칭 프로세스 동안에, 플라즈마 코일의 상이한 부분 사이의 전압은 플라즈마에 용량성으로 커플링된다. 이 커플링은 점화(ignition) 및 안정성을 촉진시키지만, 용량성 커플링(capacitive coupling)의 부분은 반응 챔버(reaction chamber)에서 국소적 증대된 전압을 야기시킬 수 있고, 이것은 플라즈마를 이탈하는 이온을 가속화하여 유전체 윈도우(dielectric window)에 국소적으로 영향을 줄 수 있어서, 국소적 스퍼터링 손상(local sputtering damage)으로 귀착될 수 있다. 다른 상황에서, 용량성 커플링은 국소적 증착(local deposition)을 야기시킬 수 있다. 스퍼터링은 유전체 윈도우 상의 표면 코팅에 대한 손상을 야기시킬 수 있고, 그 다음으로, 입자가 떨어져 나올 수 있고 생성된 웨이퍼 상에 낙하할 수 있어서, 결함을 야기시킬 수 있다.
위에서 언급된 문제를 해결하기 위하여, 도 1에서 예시된 바와 같은 플라즈마 에처(plasma etcher) 내의 유전체 윈도우를 가열하기 위한 기술이 종래 기술에서 채택된다. 도 1에서 예시된 주요 컴포넌트는 무선-주파수 코일(001), 유전체 윈도우(002), 가열 네트(heating net)(004), 열 공급 팬(005), 및 외부 차폐 커버(006)이다. 무선-주파수 코일(001)에 의해 발생된 플라즈마는 프로세싱을 위하여 유전체 윈도우(002)를 통과하고, 가열 네트(004)에 의해 발생된 열은 가열을 위한 개략도에서 화살표에 의해 지시된 방향으로 열 공급 팬(005)에 의해 유전체 윈도우(002)로 송풍된다. 이 방법의 주요 단점은: 팬에 의해 전달된 열이 산란되고, 가열 효율이 낮고; 다른 한편으로, 코일, 및 매처(matcher)와 같은 다른 전기적 컴포넌트가 동시에 가열되어, 전기적 컴포넌트의 높은 온도 및 용이한 손상을 야기시키고; 열풍(heat wind)이 분산되는 것, 및 조작자에게 고온 손상을 야기시킬, 온도가 점점 더 높아지는 것을 방지하기 위하여, 외부 차폐 커버(006)가 추가로 요구되어, 복잡한 구조로 귀착되고, 이것은 추가적인 공간을 점유할 뿐만 아니라 비용을 증가시킨다.
추가적으로, 세라믹 유전체 윈도우(ceramic dielectric window)를 가열하는 것이 제품의 증착량을 감소시킬 수 있지만, 일부 제품은 세라믹 유전체 윈도우 상에 여전히 증착할 것이고, 시간의 기간 후에, 증착은 어떤 양으로 증가하고, 이것은 에칭 프로세스에 대한 부정적 영향을 여전히 가진다. 이 경우에, 수동적 세정을 위하여 챔버를 분해하고 세라믹 유전체 윈도우를 추가로 분해하는 것이 여전히 필요하다.
위에서 언급된 문제를 해결하기 위하여, 본 개시내용에서의 예시적인 실시예는 플라즈마 에칭 시스템, 및 그의 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 제공하고, 온도를 증가시키기 위하여 유전체 윈도우와 직접 접촉하는 패러데이 차폐 판(Faraday shielding plate)에 에너지 공급함으로써, 유전체 윈도우는 가열되고, 제품의 증착량은 감소되고, 장비 구조는 높은 가열 효율 및 적은 가열 손실로 단순화된다.
기술적 해결책은 다음과 같다. 본 개시내용에서 제공된 것은 플라즈마 에칭 시스템의 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치이다. 장치는 패러데이 차폐 판을 포함하고, 패러데이 차폐 판은 전도성 링(conductive ring), 및 전도성 링의 외부 주연부(outer periphery)에 방사상 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(petal-shaped member)를 포함한다. 패러데이 차폐 장치는 가열 회로를 더 포함하고, 가열 회로가 에칭 프로세스에서 이용될 때, 패러데이 차폐 판은 전기에 의해 가열된다.
또한, 가열 회로는 가열 전력 공급부 및 필터 회로 유닛을 포함하고, 가열 전력 공급부의 출력 단자는 필터 회로 유닛을 통해 필터링된 후에 패러데이 차폐 판에 연결된다.
또한, 패러데이 차폐 장치는 피드백 제어 회로를 더 포함하고, 피드백 제어 회로는 온도 측정 센서, 온도 제어기, 및 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)를 포함한다. 솔리드 스테이트 릴레이는 가열 회로 상에 배열되고, 가열 회로가 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)되는 것을 제어하도록 구성된다. 온도 측정 센서는 패러데이 차폐 판의 온도를 측정하고 데이터를 온도 제어기로 전송하도록 구성된다. 온도 제어기는 설정된 온도에 따라 솔리드 스테이트 릴레이의 턴-온 및 턴-오프를 제어하기 위하여 신호를 피드백한다.
또한, 전도성 링은 가열 회로의 양극(positive pole)과 연결되고, 전도성 페탈-형상 부재들 각각의 외부 단자는 가열 회로의 음극(negative pole)과 연결되거나; 전도성 링은 가열 회로의 음극과 연결되고, 전도성 페탈-형상 부재들 각각의 외부 단자는 가열 회로의 양극과 연결된다.
또한, 전도성 링은 서로로부터 이격되고 서로에 대해 절연된 복수의 아크 세그먼트(arc segment)를 포함한다. 각각의 아크 세그먼트는 복수의 전도성 페탈-형상 부재와 연결된다. 하나 이상의 아크 세그먼트 상의 하나의 전도성 페탈-형상 부재의 외부 단자는 가열 회로의 양극과 연결된다. 아크 세그먼트 상의 또 다른 전도성 페탈-형상 부재의 외부 단자는 가열 회로의 음극과 연결된다.
또한, 하나의 아크 세그먼트에서, 가열 회로의 양극과 연결된 하나의 전도성 페탈-형상 부재, 및 가열 회로의 음극과 연결된 다른 전도성 페탈-형상 부재는 각각 아크 세그먼트 상의 아크의 양쪽 단부에서 위치된다.
본 개시내용에서 제공된 것은 플라즈마 에칭 시스템이다. 플라즈마 에칭 시스템은 위에서 설명된 바와 같이 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 포함한다.
플라즈마 에칭 시스템은 유전체 윈도우를 더 포함하고, 패러데이 차폐 판은 유전체 윈도우에서 일체적으로 소결된다.
본 개시내용의 유익한 효과는 다음과 같다. 본 개시내용에서의 에칭 프로세스 동안에, 가열 회로는 패러데이 차폐 판에 전도성으로 연결되어, 패러데이 차폐 판에 에너지 공급될 때, 패러데이 차폐 판의 온도가 증가되고, 유전체 윈도우가 가열되고, 제품의 증착량이 감소되고; 패러데이 차폐 판이 유전체 윈도우와 직접 접촉하므로, 가열 효율이 높고, 열 손실이 적고, 장비 구조가 단순화된다. 세정 프로세스 동안에, 가열 회로 및 패러데이 차폐 판은 턴오프되고, 패러데이 차폐 판은 유전체 윈도우를 세정하기 위하여 차폐 전력 공급부로 도포되고; 가열 전력 공급부의 외부 단자는 필터 회로 유닛을 통해 필터링되고, 그 다음으로, 패러데이 차폐 판에 연결되어, 코일의 무선 주파수 및 패러데이 차폐 판의 가열 전류와 간섭하는, 무선-주파수 코일과 패러데이 차폐 판 사이의 커플링을 효과적으로 방지하는 것으로 귀착된다.
도 1은 종래 기술에서 플라즈마 에처(plasma etcher) 내의 유전체 윈도우를 가열하기 위한 구조의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 2는 본 개시내용의 개략적인 구조도를 예시한다.
도 3은 본 개시내용의 패러데이 차폐 장치의 개략도를 예시한다.
도 4는 본 개시내용을 적용하는 프로세스 흐름도를 예시한다.
도 2에서 예시된 바와 같이, 본 개시내용에서의 예시적인 실시예는 플라즈마 에칭 시스템을 제공한다. 시스템은 반응 챔버(022), 무선-주파수 코일(001), 및 바이어스 전극(bias electrode)(020)을 포함한다.
유전체 윈도우(002)는 반응 챔버(022) 위에 배열되고, 무선-주파수 코일(001)은 유전체 윈도우(002) 위에 위치된다. 무선-주파수 코일(001)은 여기 정합 네트워크(excitation matching network)(010)를 통해 튜닝된 후에 여기 무선-주파수 전력 공급부(excitation radio-frequency power supply)(011)를 통해 급전된다.
바이어스 전극(020)은 반응 챔버(022) 내부에 위치되고, 바이어싱 정합 네트워크(025)를 통해 튜닝된 후에 바이어싱 무선-주파수 전력 공급부(021)를 통해 급전된다.
진공 펌프(024) 및 압력 제어 밸브(023)는 반응 챔버(022)의 하부 단부에서 추가로 배열되고, 반응 챔버(022)에 의해 요구된 진공도(vacuum degree)를 유지하도록 구성된다.
플라즈마 에칭 시스템은 프로세스 가스(process gas)를 반응 챔버(022)에 제공하도록 구성된 가스 소스(gas source)(012)를 더 포함하고, 프로세스 가스는 유전체 윈도우(002)를 통해 반응 챔버(022)에 진입한다.
도 3에서 예시된 바와 같이, 플라즈마 에칭 시스템은 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 더 포함한다. 패러데이 차폐 장치는 패러데이 차폐 판(009)을 포함한다. 패러데이 차폐 판(009)은 전도성 링(0092), 및 전도성 링(0092)의 외부 주연부에 방사상으로 그리고 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(0091)를 포함한다. 이 실시예에서, 패러데이 차폐 판(009)은 여기 정합 네트워크(010)를 통해 튜닝된 후에 여기 무선-주파수 전력 공급(011)를 통해 추가로 급전되고, 차폐 전력 공급부가 되도록 구성된다. 여기 정합 네트워크(010)의 출력 단자는 3-상 스위치(three-phase switch)(026)를 통해 무선-주파수 코일(001) 또는 패러데이 차폐 판(009)과 연결될 수 있다.
에칭 프로세스 동안에, 웨이퍼는 바이어스 전극(020) 상에서 배치된다. 불소(fluorine)와 같은, 플라즈마 처리 프로세스에서의 반응 가스는 가스 소스(012)를 통해 반응 챔버(022) 내로 도입된다. 반응 챔버(022)에서의 특정 압력은 압력 제어 밸브(023) 및 진공 펌프(024)에 의해 유지된다. 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 여기 정합 네트워크(010)를 통해 튜닝되고, 3-상 스위치(026)를 통해 전력을 무선-주파수 코일(001)에 공급한다. 플라즈마는 유도성 커플링(inductive coupling)을 통해 반응 챔버(022)에서 발생되고, 웨이퍼는 플라즈마 처리 프로세스에 의해 처리된다. 플라즈마 처리 프로세스가 완료될 때, 무선-주파수 전력의 입력은 정지되고, 플라즈마 처리 프로세스에서의 반응 가스의 입력이 정지된다.
세정 프로세스가 요구될 때, 기판 시트(substrate sheet)는 바이어스 전극(020) 상에서 배치된다. 아르곤(argon), 산소(oxygen), 및 삼불화질소(nitrogen trifluoride)와 같은, 세정 프로세스에서의 반응 가스는 가스 소스(012)를 통해 반응 챔버(022) 내로 도입된다. 반응 챔버(022)의 특정 압력은 압력 제어 밸브(023) 및 진공 펌프(024)에 의해 유지된다. 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 여기 정합 네트워크(010)를 통해 튜닝되고, 3-상 스위치(026)를 통해 전력을 패러데이 차폐 판(009)에 공급한다. 패러데이 차폐 판(009)으로부터의 전력은 아르곤 이온 등을 발생시키고, 이 아르곤 이온 등은 유전체 윈도우(002)를 세정하기 위하여 유전체 윈도우(002)의 내부 벽으로 스퍼터링(sputter)된다. 세정 프로세스가 완료될 때, 무선-주파수 전력의 입력은 정지되고, 세정 프로세스에서의 반응 가스의 입력이 정지된다.
패러데이 차폐 장치는 가열 회로를 더 포함한다. 가열 회로는 가열 전력 공급부(015)를 포함하고, 가열 회로가 에칭 프로세스를 위하여 이용될 때, 패러데이 차폐 판(009)에 에너지 공급되고 패러데이 차폐 판(009)이 가열된다.
도 4에서 예시된 바와 같이, 적용 방법은 구체적으로 다음과 같다.
에칭 프로세스 동안에, 에칭 반응 가스는 반응 챔버(022) 내로 도입되고, 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 무선-주파수 코일(001)에 적용되고, 플라즈마가 발생되어 기판 시트를 에칭한다. 동시에, 가열 회로는 패러데이 차폐 판(009)에 전도성으로 연결되어, 패러데이 차폐 판(009)에 에너지 공급될 때, 패러데이 차폐 판(009)의 온도가 증가되고, 유전체 윈도우(002)가 가열되고, 제품의 증착량이 감소된다. 이 실시예에서, 패러데이 차폐 판(009)은 가열 효율을 개선시키기 위하여 유전체 윈도우(002)에서 일체적으로 소결된다.
세정 프로세스 동안에, 가열 회로 및 패러데이 차폐 판(009)은 턴오프된다. 세정 반응 가스는 반응 챔버(022) 내로 도입되고, 패러데이 차폐 판(009)은 유전체 윈도우(002)를 세정하기 위하여 차폐 전력 공급부로 도포된다.
에칭 프로세스 동안에, 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 여기 정합 네트워크(010)를 통해 튜닝되고, 3-상 스위치(026)를 통해 전력을 무선-주파수 코일(001)에 공급한다. 무선-주파수 코일(001)과 패러데이 차폐부(009) 사이의 커플링이 무선-주파수 코일(001)의 무선 주파수 및 패러데이 차폐 판(009)의 가열에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여, 본 개시내용의 가열 회로는 필터 회로 유닛(030)을 더 포함한다. 가열 전력 공급부(015)의 출력 단자는 필터 회로 유닛(030)을 통해 필터링된 후에 패러데이 차폐 판(009)에 연결되고, 이것은 무선-주파수 코일(001)과 패러데이 차폐 판(009) 사이의 커플링의 발생을 효과적으로 방지한다.
플라즈마 에칭 시스템은 피드백 제어 회로를 더 포함하고, 피드백 제어 회로는 온도 측정 센서(016), 온도 제어기(013), 및 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 포함한다. 솔리드 스테이트 릴레이(014)는 가열 회로 상에 배열되고, 가열 회로가 턴-온 및 턴-오프되는 것을 제어하도록 구성되고; 온도 측정 센서(016)는 패러데이 차폐 판(009)의 온도를 측정하고 데이터를 온도 제어기(013)로 전송하도록 구성된다. 온도 제어기(013)는 설정된 온도에 따라 솔리드 스테이트 릴레이(014)의 턴-온 및 턴-오프를 제어하기 위하여 신호를 피드백한다. 패러데이 차폐 판(009)이 온도 제어기(013)에 의해 설정된 높은 온도에 도달할 때, 온도 제어기(013)는 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 통해, 회로가 턴오프되는 것을 제어하기 위하여 신호를 피드백한다. 패러데이 차폐 판(009)의 온도가 설정된 낮은 온도 미만으로 하락할 때, 온도 측정 센서(016)는 온도의 하락을 검출하고, 그 다음으로, 데이터를 온도 제어기(013)로 전송한다. 온도 제어기(013)는 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 통해 회로가 가열을 위하여 턴온되는 것을 제어하기 위하여 신호를 다시 피드백한다. 이에 따라, 피드백 제어 회로는 패러데이 차폐부(009)가 적절한 온도를 유지하는 것을 가능하게 한다. 안전성을 위하여, 온도 측정 센서(016) 및 온도 제어기(013)의 2개의 세트는 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 병렬로 제어하도록 설정될 수 있고, 이것은 온도 측정 센서(016) 또는 온도 제어기(013)의 손상으로 인한 제어 실패 및 장비 손상을 방지할 수 있다. 온도 측정 센서(016)의 2개의 세트는 패러데이 차폐 판(009)의 온도가 불균형화되는 것을 방지하고 패러데이 차폐 판(009)의 국소적 온도가 너무 높거나 너무 낮은 것을 방지하기 위하여, 패러데이 차폐 판(009) 상의 상이한 위치를 측정할 수 있다.
에칭 프로세스 동안에, 피드백 제어 회로와 무선-주파수 코일(001) 사이의 커플링을 방지하기 위하여, 필터 회로 유닛(030)은 피드백 제어 회로 상에 추가로 배열된다.
구체적으로, 전도성 링(0092)은 가열 회로의 양극과 연결되고, 전도성 페탈-형상 부재들(0091) 각각의 외부 단자는 가열 회로의 음극과 연결되거나; 전도성 링(0092)은 가열 회로의 음극과 연결되고, 전도성 페탈-형상 부재들(0091) 각각의 외부 단자는 가열 회로의 양극과 연결된다. 이 연결 모드에서, 전도성 페탈-형상 부재들(0091) 각각은 전류를 흐르게 하고, 가열은 더욱 균형화되고 급속하다.
대안적으로, 복수의 파단부(break)(0093)는 서로로부터 이격되고 서로에 대해 절연된 복수의 아크 세그먼트를 형성하기 위하여 전도성 링(0092) 상에 배열된다. 각각의 아크 세그먼트는 복수의 전도성 페탈-형상 부재(091)와 연결된다. 하나 이상의 아크 세그먼트 상의 하나의 전도성 페탈-형상 부재(091)의 외부 단자는 가열 회로의 양극과 연결된다. 아크 세그먼트 상의 또 다른 전도성 페탈-형상 부재(091)의 외부 단자는 가열 회로의 음극과 연결된다. 가열 전류는 하나의 전도성 페탈-형상 부재(0091)의 외부 단자로부터 유입되고, 대응하는 아크 세그먼트를 통해 흐르고, 또 다른 전도성 페탈-형상 부재(0091)의 외부 단자로부터 유출된다.
가열을 더욱 균형화되게 하도록 전류 흐름 길이를 연장하기 위하여, 하나의 아크 세그먼트에서는, 가열 회로의 양극과 연결된 하나의 전도성 페탈-형상 부재(0091), 및 가열 회로의 음극과 연결된 다른 전도성 페탈-형상 부재(0091)는 각각 아크 세그먼트 상의 아크의 양쪽 단부에서 위치된다.
이 연결 모드의 장점은: 패러데이 차폐 판(009) 상의 전류 흐름 경로가 적고 거리가 더 짧고, 이것은 패러데이 차폐 판(009)과 무선-주파수 코일(001) 사이의 커플링을 감소시킬 수 있다는 것이다. 추가적으로, 더 적은 단자가 있고, 이것은 설치를 위하여 편리하고, 장비 구조를 단순화하고, 장비 공간을 절약한다.
이 실시예에서, 하나의 파단부(0093)는 아크 세그먼트를 형성하기 위하여 전도성 링(0092) 상에 배열된다. 이 실시예에서, 배선 인터페이스의 위치는 서로에 인접하고, 이것은 배선화를 위하여 편리하다.

Claims (8)

  1. 플라즈마 에칭 시스템의 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치(Faraday shielding apparatus)로서,
    상기 패러데이 차폐 장치는 패러데이 차폐 판을 포함하고, 상기 패러데이 차폐 판은 전도성 링, 및 상기 전도성 링의 외부 주연부(outer periphery)에 방사상 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(conductive petal-shaped member)를 포함하고, 상기 패러데이 차폐 장치는 가열 회로를 더 포함하고, 상기 가열 회로가 에칭 프로세스에서 이용될 때, 상기 패러데이 차폐 판은 전기에 의해 가열되는, 패러데이 차폐 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 회로는 가열 전력 공급부 및 필터 회로 유닛을 포함하고, 상기 가열 전력 공급부의 출력 단자는 상기 필터 회로 유닛을 통해 필터링된 후에 상기 패러데이 차폐 판에 연결되는, 패러데이 차폐 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패러데이 차폐 장치는 피드백 제어 회로를 더 포함하고, 상기 피드백 제어 회로는 온도 측정 센서, 온도 제어기, 및 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)를 포함하고; 상기 솔리드 스테이트 릴레이는 상기 가열 회로 상에 배열되고, 상기 가열 회로가 턴온(turn on) 및 턴오프(turn off)되는 것을 제어하도록 구성되고; 상기 온도 측정 센서는 상기 패러데이 차폐 판의 온도를 측정하고 데이터를 상기 온도 제어기로 전송하도록 구성되고; 상기 온도 제어기는 설정된 온도에 따라 상기 솔리드 스테이트 릴레이의 턴온 및 턴오프를 제어하기 위하여 신호를 피드백하는, 패러데이 차폐 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 링은 상기 가열 회로의 양극(positive pole)과 연결되고, 상기 전도성 페탈-형상 부재들 각각의 외부 단자는 상기 가열 회로의 음극(negative pole)과 연결되거나,
    상기 전도성 링은 상기 가열 회로의 음극과 연결되고, 상기 전도성 페탈-형상 부재들 각각의 외부 단자는 상기 가열 회로의 양극과 연결되는, 패러데이 차폐 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 링은 서로 이격되고 서로에 대해 절연된 복수의 아크 세그먼트(arc segment)를 포함하고; 각각의 아크 세그먼트는 복수의 전도성 페탈-형상 부재와 연결되고; 하나 이상의 아크 세그먼트 상의 하나의 전도성 페탈-형상 부재의 외부 단자는 상기 가열 회로의 양극과 연결되고; 상기 아크 세그먼트 상의 다른 전도성 페탈-형상 부재의 외부 단자는 상기 가열 회로의 음극과 연결되는, 패러데이 차폐 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나의 아크 세그먼트에서, 상기 가열 회로의 양극과 연결된 상기 하나의 전도성 페탈-형상 부재, 및 상기 가열 회로의 음극과 연결된 상기 다른 전도성 페탈-형상 부재는 각각 상기 아크 세그먼트 상의 아크의 양쪽 단부에서 위치되는, 패러데이 차폐 장치.
  7. 플라즈마 에칭 시스템으로서,
    상기 플라즈마 에칭 시스템은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른, 가열을 위하여 이용될 수 있는 상기 패러데이 차폐 장치를 포함하는, 플라즈마 에칭 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플라즈마 에칭 시스템은 유전체 윈도우(dielectric window)를 더 포함하고, 상기 패러데이 차폐 판은 상기 유전체 윈도우에서 일체적으로 소결되는, 플라즈마 에칭 시스템.
KR1020227046049A 2020-05-28 2021-05-27 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치 KR20230017295A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202020935358.4U CN211957597U (zh) 2020-05-28 2020-05-28 一种等离子体刻蚀系统及其可用于加热的法拉第屏蔽装置
CN202020935358.4 2020-05-28
PCT/CN2021/096199 WO2021239025A1 (zh) 2020-05-28 2021-05-27 一种等离子体刻蚀系统及其可用于加热的法拉第屏蔽装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230017295A true KR20230017295A (ko) 2023-02-03

Family

ID=73170579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227046049A KR20230017295A (ko) 2020-05-28 2021-05-27 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230207284A1 (ko)
JP (1) JP2023528332A (ko)
KR (1) KR20230017295A (ko)
CN (1) CN211957597U (ko)
TW (1) TWI825427B (ko)
WO (1) WO2021239025A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745085A (zh) * 2020-05-28 2021-12-03 北京鲁汶半导体科技有限公司 一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法
CN211957597U (zh) * 2020-05-28 2020-11-17 北京鲁汶半导体科技有限公司 一种等离子体刻蚀系统及其可用于加热的法拉第屏蔽装置
CN115513025A (zh) * 2021-06-23 2022-12-23 北京鲁汶半导体科技有限公司 一种等离子刻蚀机的激励射频系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020100557A1 (en) * 2001-01-29 2002-08-01 Applied Materials, Inc. ICP window heater integrated with faraday shield or floating electrode between the source power coil and the ICP window
US10131994B2 (en) * 2012-07-20 2018-11-20 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma source with top coil over a ceiling and an independent side coil and independent air flow
US9945033B2 (en) * 2014-01-06 2018-04-17 Applied Materials, Inc. High efficiency inductively coupled plasma source with customized RF shield for plasma profile control
JP6976345B2 (ja) * 2017-02-20 2021-12-08 マトソン テクノロジー インコーポレイテッドMattson Technology, Inc. ファラデーシールドに結合された温度制御エレメントを使用したプラズマ処理装置
CN110223904A (zh) * 2019-07-19 2019-09-10 江苏鲁汶仪器有限公司 一种具有法拉第屏蔽装置的等离子体处理系统
CN110416053B (zh) * 2019-07-30 2021-03-16 江苏鲁汶仪器有限公司 一种电感耦合等离子体处理系统
CN211957597U (zh) * 2020-05-28 2020-11-17 北京鲁汶半导体科技有限公司 一种等离子体刻蚀系统及其可用于加热的法拉第屏蔽装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202145294A (zh) 2021-12-01
CN211957597U (zh) 2020-11-17
WO2021239025A1 (zh) 2021-12-02
TWI825427B (zh) 2023-12-11
US20230207284A1 (en) 2023-06-29
JP2023528332A (ja) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230017295A (ko) 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치
US20230207283A1 (en) Plasma etching system and faraday shielding apparatus which can be used for heating
TWI552223B (zh) 電漿處理裝置
KR101993880B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
CN110416053B (zh) 一种电感耦合等离子体处理系统
TWI239794B (en) Plasma processing apparatus and method
CN102522304B (zh) 等离子体处理装置和等离子体处理方法
KR100598631B1 (ko) 임피던스가 감소된 챔버
KR20160083913A (ko) Dc 바이어스 변조에 의한 입자 발생 억제기
KR20130100664A (ko) 드라이 에칭 장치 및 드라이 에칭 방법
KR20000053680A (ko) 유도 결합형 플라즈마 발생용 안테나 장치
CN101064987B (zh) 等离子体处理装置和高频电力供给装置
TW201447961A (zh) 電漿處理裝置的控制方法
KR20140137172A (ko) 자기 관리 기능을 갖는 원격 플라즈마 시스템 및 이의 자기 관리 방법
KR19990087819A (ko) 플라즈마 처리장치
KR20100090749A (ko) 플라즈마도핑방법 및 플라즈마도핑장치
US7754994B2 (en) Cleaning device using atmospheric gas discharge plasma
KR102189323B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN113745085A (zh) 一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法
CN102820197B (zh) 一种等离子处理系统
KR100501823B1 (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
KR100501821B1 (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
CN218241768U (zh) 一种基于射频匹配器电容校准的蚀刻设备
CN113745084A (zh) 一种法拉第屏蔽装置、等离子体刻蚀系统及其使用方法
KR20100121980A (ko) 플라즈마 도핑 장비의 웨이퍼 모니터링 장치 및 방법