KR20230017296A - 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

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청이 왕
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Abstract

플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치가 제공되고; 패러데이 차폐 장치는 패러데이 차폐 판(009), 및 패러데이 차폐 판(009)의 하부 단부에 부착된 저항 배선(003)을 포함하고; 패러데이 차폐 판(009)은 전도성 링(0092), 및 전도성 링(0092)의 외부 주연부에 방사상 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(0091)를 포함하고; 절연 및 열적 전도성 층(0031)이 저항 배선(003)의 외부 표면 상에 제공되고; 에칭 프로세스 동안에, 저항 배선(003)에 에너지 공급되고 가열된다. 에칭 프로세스 동안에, 가열 회로 및 저항 배선(003)이 전도성으로 연결되어, 저항 배선(003)에 에너지 공급될 때, 저항 배선(003)의 온도가 증가되고, 매체 윈도우(002)가 가열되고, 제품 증착의 양이 감소되고; 저항 배선(003)이 유전체 윈도우(002)와 직접 접촉하므로, 가열이 고도로 효율적이고, 열 손실이 더 적고, 디바이스 구조가 단순화되고; 패러데이 차폐 판(009)은 차폐부를 형성하기 위하여 무선 주파수 코일(001)과 저항 배선(003) 사이에 위치되고, 무선 주파수 코일(001)과 저항 배선(003) 사이의 커플링 및 방전을 방지할 수 있고; 가열 전력 공급부(015)의 출력 단자는 필터 회로 유닛(030)에 의해 필터링되고, 그 다음으로, 저항 배선(003)에 연결되어, 무선 주파수 코일(001)과 저항 배선(003) 사이의 커플링을 방지한다.

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 제202020935350.8호에 대한 우선권을 주장하고, 이 중국 특허 출원의 개시내용은 이로써, 그 전체적으로 참조로 통합된다.
본 개시내용은 반도체 에칭의 분야, 특히, 플라즈마 에칭 시스템, 및 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치(Faraday shielding apparatus)에 관한 것이다.
에칭 프로세스에서, 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 플라즈마로부터 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 초래할 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.
위의 문제를 해결하기 위하여, 도 1에서 예시된 바와 같은 플라즈마 에처(plasma etcher) 내의 유전체 윈도우를 가열하기 위한 기술이 종래 기술에서 채택된다. 도 1에서 예시된 바와 같이, 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)을 통해 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 손상으로 귀착되고; 열풍(heat wind)이 분산되는 것, 및 조작자에게 고온 손상을 야기시킬, 온도가 점점 더 높아지는 것을 방지하기 위하여, 외부 차폐 커버(006)가 추가로 필요하여, 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 효과를 여전히 가진다. 이 경우에, 수동적 세정을 위하여 챔버를 분해하고 세라믹 유전체 윈도우를 추가로 분해하는 것이 여전히 필요하다.
위의 기술적 문제를 해결하기 위하여, 본 개시내용의 예시적인 실시예는 플라즈마 에칭 시스템, 및 그의 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 제공하고, 온도를 증가시키기 위하여 유전체 윈도우와 직접 접촉하는 저항 배선에 에너지 공급함으로써, 유전체 윈도우는 가열되고, 제품의 증착량은 감소되고, 장비 구조는 높은 가열 효율 및 적은 가열 손실로 단순화된다.
기술적 해결책은 본 개시내용이 플라즈마 에칭 시스템의 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 제공한다는 것이다. 장치는 패러데이 차폐 판(Faraday shielding plate)을 포함하고, 패러데이 차폐 판은 전도성 링, 및 전도성 링의 외부 주연부(outer periphery)에 방사상으로 그리고 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(conductive petal-shaped member)를 포함하고, 여기서, 패러데이 차폐 장치는 패러데이 차폐 판의 하부 단부 표면에 부착된 저항 배선을 더 포함하고, 저항 배선의 외부 표면에는 절연 및 열적 전도성 층이 제공되고, 에칭 프로세스 동안에, 저항 배선에는 에너지 공급되고 가열된다.
또한, 패러데이 차폐 장치는 전력을 저항 배선에 공급하도록 구성된 가열 회로를 더 포함하고; 가열 회로는 가열 전력 공급부 및 필터 회로 유닛을 포함하고; 가열 전력 공급부의 출력 단자는 필터 회로 유닛에 의해 필터링된 후에 저항 배선에 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 포함하고, 솔리드 스테이트 릴레이는 가열 회로 상에 배열되고, 가열 회로가 턴온(turn-on) 및 턴오프(turn-off)되는 것을 제어하도록 구성되고; 온도 측정 센서는 저항 배선의 온도를 측정하고 데이터를 온도 제어기로 전송하도록 구성되고; 온도 제어기는 설정된 온도 및 피드백 신호에 따라 솔리드 스테이트 릴레이의 턴온 및 턴오프를 제어한다.
또한, 패러데이 차폐 판 상에 저항 배선을 배선화함으로써 형성된 패턴은 개방형 곡선(open curve)이다.
또한, 패러데이 차폐 판은 복수의 가열 영역으로 분할되고; 가열 영역들의 각각은 전도성 링의 섹션, 및 전도성 링의 섹션에 각각 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재를 포함하고; 저항 배선은 각각의 가열 영역 상에 배열되고; 저항 배선은 가열 영역 내의 전도성 링 및 가열 영역 내의 각각의 전도성 페탈-형상 부재를 따라 배선화된다.
또한, 저항 배선은 전도성 페탈-형상 부재의 하부 단부 표면 상에 선수부-형상(bow-shaped) 경로를 따라 배선화된다.
또한, 패러데이 차폐 판의 하부 단부 표면에는 배선화 슬롯이 제공되고; 저항 배선은 배선화 슬롯 내에 내장된다.
가열을 위하여 이용될 수 있는 위의 패러데이 차폐 장치를 포함하는 플라즈마 에칭 시스템이 제공된다.
또한, 플라즈마 에칭 시스템은 유전체 윈도우를 더 포함하고, 패러데이 차폐 판은 유전체 윈도우에서 일체적으로 소결된다.
본 개시내용의 유익한 효과는: 본 개시내용에서, 에칭 프로세스 동안에, 가열 회로 및 저항 배선이 전도성으로 연결되어, 이로써 저항 배선 및 패러데이 차폐 판에 에너지 공급되어, 온도가 증가되고, 유전체 윈도우가 가열되고, 제품의 증착량이 감소되고; 저항 배선의 외부 표면에는 절연 및 열적 전도성 층이 제공되어, 이로써 저항 배선이 패러데이 차폐 판으로부터 절연되고, 패러데이 차폐 판은 열 싱크(heat sink)로서 취해질 수 있고, 이에 의해, 저항 배선의 열 확산이 가속화되고, 유전체 윈도우의 가열 효율이 개선되고, 열 손실이 감소되고, 장비 구조가 단순화된다는 것이다.
세정 프로세스 동안에, 가열 회로 및 패러데이 차폐 판이 폐쇄되고, 패러데이 차폐 판은 차폐 전력 공급부로 도포되고, 그 다음으로, 유전체 윈도우는 세정된다.
패러데이 차폐 판은 차폐부를 형성하기 위하여 무선-주파수 코일과 저항 배선 사이에 위치되고, 한편으로, 그것은 무선-주파수 코일과 저항 배선 사이의 커플링을 효과적으로 방지할 수 있어서, 무선-주파수 코일의 무선 주파수 및 저항 배선의 가열에 영향을 줄 수 있고; 다른 한편으로, 그것은 저항 배선 및 무선-주파수 코일이 저항 배선을 방전시키고 연소시키는 것을 추가로 방지할 수 있다.
가열 전력 공급부의 출력 단자는 필터 회로 유닛에 의해 필터링된 후에 패러데이 차폐 판에 연결되고, 이에 의해, 코일의 무선 주파수 및 패러데이 차폐 판의 가열 전류와 간섭하는, 무선-주파수 코일과 패러데이 차폐 판 사이의 커플링이 효과적으로 방지된다.
도 1은 종래 기술에서 플라즈마 에처(plasma etcher) 내의 유전체 윈도우를 가열하기 위한 구조의 개략도를 예시한다.
도 2는 본 개시내용의 개략도를 예시한다.
도 3은 본 개시내용의 패러데이 차폐 판의 상면도를 예시한다.
도 4는 본 개시내용의 패러데이 차폐 판의 부분적인 확대도를 예시한다.
도 5는 본 개시내용의 패러데이 차폐 판과 유전체 윈도우 사이의 연결 포인트의 부분적인 확대도를 예시한다.
도 6은 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)에 의해 튜닝된 후에 여기 무선-주파수 전력 공급부(excitation radio-frequency power supply)(011)에 의해 급전된다.
바이어스 전극(020)은 반응 챔버(022) 내에 위치되고, 바이어스 정합 네트워크(025)에 의해 튜닝된 후에 바이어스 무선-주파수 전력 공급부(021)에 의해 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)에 의해 튜닝된 후에 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)를 통해 추가로 급전되고, 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 차폐 전력 공급부로서 채택된다. 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)에 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, 기판은 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)를 통해 유지된다. 여기 무선-주파수 전력 공급부(011)는 여기 정합 네트워크(010)에 의해 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 패러데이 차폐 판의 하부 단부 표면에 부착된 저항 배선(003) 및 가열 회로를 더 포함한다. 이 실시예에서, 패러데이 차폐 판의 하부 단부 표면에는 배선화 슬롯이 제공되고; 저항 배선(003)은 배선화 슬롯 내에 내장되고, 이것은 공간을 절약할 수 있다. 가열 회로는 가열 전력 공급부(015)를 포함하고, 가열 전력 공급부(015)가 에칭 프로세스를 위하여 이용될 때, 저항 배선(003)에 에너지 공급되고 가열된다. 저항 배선(003)의 외부 표면에는 절연 및 열적 전도성 층(0031)이 제공되어, 이로써 저항 배선(003)은 패러데이 차폐 판(009)으로부터 절연되고, 패러데이 차폐 판(009)은 열 핀(heat fin)으로서 취해질 수 있고, 이에 의해, 저항 배선(003)의 열 확산이 가속화되고, 유전체 윈도우(002)의 가열 효율이 개선된다.
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 저항 배선(003)에 전도성으로 연결되어, 저항 배선(003) 및 패러데이 차폐 판(009)에 에너지 공급될 때, 저항 배선(003) 및 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 저항 배선(003)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)에 의해 튜닝되고, 3-상 스위치(026)를 통해 전력을 무선-주파수 코일(001)에 공급한다. 패러데이 차폐 판(009)은 차폐부를 형성하기 위하여 무선-주파수 코일(001)과 저항 배선(003) 사이에 위치되고, 한편으로, 그것은 무선-주파수 코일(001)과 저항 배선(003) 사이의 커플링을 효과적으로 방지할 수 있어서, 무선-주파수 코일(001)의 무선 주파수 및 저항 배선(003)의 가열에 영향을 줄 수 있고; 다른 한편으로, 그것은 저항 배선(003) 및 무선-주파수 코일(001)이 저항 배선(003)을 방전시키고 연소시키는 것을 추가로 방지할 수 있다.
본 개시내용의 가열 회로는 필터 회로 유닛(030)을 더 포함한다. 가열 전력 공급부(015)의 출력 단자는 필터 회로 유닛(030)에 의해 필터링된 후에 패러데이 차폐 판(009)에 연결되어, 무선-주파수 코일(001)과 패러데이 차폐 판(009) 사이의 커플링을 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 포함하고; 솔리드 스테이트 릴레이(014)는 가열 회로 상에 배열되고, 가열 회로가 턴온 및 턴오프되는 것을 제어하도록 구성된다. 온도 측정 센서(016)는 저항 배선(003)의 온도를 측정하고 데이터를 온도 제어기(013)로 전송하도록 구성되고; 온도 제어기는 설정된 온도 및 피드백 신호에 따라 솔리드 스테이트 릴레이(014)의 턴온 및 턴오프를 제어한다. 저항 배선(003)이 온도 제어기(013)에 의해 설정된 높은 온도에 도달할 때, 저항 배선(003)은 회로가 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 통해 턴오프되는 것을 제어하기 위하여 신호를 피드백하고; 저항 배선(003)의 온도가 설정된 낮은 온도 미만으로 하락할 때, 온도 측정 센서(016)는 온도 하락을 검출하고, 그 다음으로, 데이터를 온도 제어기(013)로 전송한다. 저항 배선(003)은 솔리드 스테이트 릴레이(014)를 통해 회로가 가열을 위하여 턴온되는 것을 제어하기 위하여 신호를 다시 피드백하고, 이에 따라, 피드백 제어 회로는 저항 배선(003)이 적절한 온도를 유지하는 것을 가능하게 한다. 보호를 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 저항 배선(003)의 온도가 불균형화되는 것을 방지하고 저항 배선(003)의 국소적 온도가 너무 높거나 너무 낮은 것을 방지하기 위하여, 저항 배선(003)의 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.
저항 배선(003)이 폐쇄된 링을 형성하기 위하여 패러데이 차폐 판(009)의 하부 단부 표면 상에 배선화될 때, RF 코일(001)의 무선-주파수는 차폐될 것이다. 그러므로, 패러데이 차폐 판(009) 상에 저항 배선(003)을 배선화함으로써 형성된 패턴은 개방형 곡선(open curve)이다.
바람직한 배선화 모드는 다음과 같다: 패러데이 차폐 판(009)이 복수의 가열 영역으로 분할되고; 가열 영역들의 각각은 전도성 링크(0092)의 섹션, 및 전도성 링(0092)의 섹션에 각각 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(0091)를 포함하고; 저항 배선(003)은 각각의 가열 영역 상에 배열되고; 저항 배선(003)은 가열 영역 내의 전도성 링(0092) 및 가열 영역 내의 각각의 전도성 페탈-형상 부재(0091)를 따라 배선화된다. 이 실시예에서, 패러데이 차폐 판은 2개의 가열 영역으로 분할된다.
가열을 더 균일하게 가능하게 하기 위하여, 저항 배선(003)은 전도성 페탈-형상 부재(0091)의 하부 단부 표면 상에 선수부-형상 경로를 따라 배선화된다.

Claims (9)

  1. 플라즈마 에칭 시스템에서의 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 방사상으로 그리고 대칭적으로 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재(conductive petal-shaped member)를 포함하고, 상기 패러데이 차폐 장치는 상기 패러데이 차폐 판의 하부 단부 표면에 부착된 저항 배선을 더 포함하고, 상기 저항 배선의 외부 표면에는 절연 및 열적 전도성 층이 제공되고, 에칭 프로세스 동안에, 상기 저항 배선에는 에너지 공급되고 가열되는, 패러데이 차폐 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패러데이 차폐 장치는 전력을 상기 저항 배선에 공급하도록 구성된 가열 회로를 더 포함하고; 상기 가열 회로는 가열 전력 공급부 및 필터 회로 유닛을 포함하고; 상기 가열 전력 공급부의 출력 단자는 상기 필터 회로 유닛에 의해 필터링된 후에 상기 저항 배선에 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 저항 배선의 온도를 측정하고 데이터를 상기 온도 제어기로 전송하도록 구성되고; 상기 온도 제어기는 설정된 온도 및 피드백 신호에 따라 상기 솔리드 스테이트 릴레이의 턴온 및 턴오프를 제어하는, 패러데이 차폐 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패러데이 차폐 판 상에 상기 저항 배선을 배선화함으로써 형성된 패턴은 개방형 곡선(open curve)인, 패러데이 차폐 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패러데이 차폐 판은 복수의 가열 영역으로 분할되고; 상기 가열 영역들의 각각은 상기 전도성 링의 섹션, 및 상기 전도성 링의 섹션에 각각 연결된 복수의 전도성 페탈-형상 부재를 포함하고; 저항 배선은 각각의 가열 영역 상에 배열되고; 상기 저항 배선은 상기 가열 영역 내의 상기 전도성 링 및 상기 가열 영역 내의 각각의 전도성 페탈-형상 부재를 따라 배선화되는, 패러데이 차폐 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저항 배선은 상기 전도성 페탈-형상 부재의 상기 하부 단부 표면 상에 선수부-형상(bow-shaped) 경로를 따라 배선화되는, 패러데이 차폐 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패러데이 차폐 판의 상기 하부 단부 표면에는 배선화 슬롯이 제공되고; 상기 저항 배선은 상기 배선화 슬롯 내에 내장되는, 패러데이 차폐 장치.
  8. 플라즈마 에칭 시스템으로서,
    상기 플라즈마 에칭 시스템은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른, 가열을 위하여 이용될 수 있는 패러데이 차폐 장치를 포함하는, 플라즈마 에칭 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플라즈마 에칭 시스템은 유전체 윈도우(dielectric window)를 더 포함하고, 상기 패러데이 차폐 판은 상기 유전체 윈도우에서 일체적으로 소결되는, 플라즈마 에칭 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211957596U (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
CN113745084A (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
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
TWI825711B (zh) * 2021-06-25 2023-12-11 美商得昇科技股份有限公司 電漿處理設備
CN117894658A (zh) * 2022-10-14 2024-04-16 江苏鲁汶仪器股份有限公司 等离子体刻蚀设备、介质窗加热装置及系统

Family Cites Families (8)

* 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
US7223321B1 (en) * 2002-08-30 2007-05-29 Lam Research Corporation Faraday shield disposed within an inductively coupled plasma etching apparatus
CN104717817A (zh) * 2013-12-12 2015-06-17 中微半导体设备(上海)有限公司 一种用于电感耦合型等离子处理器射频窗口的加热装置
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
CN105742204B (zh) * 2014-12-10 2019-01-18 中微半导体设备(上海)有限公司 用于等离子处理装置的加热器
WO2018152142A1 (en) * 2017-02-20 2018-08-23 Mattson Technology, Inc. Temperature control using temperature control element coupled to faraday shield
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
CN211957596U (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

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