KR20230021655A - 플라즈마 소스 구성 - Google Patents

플라즈마 소스 구성 Download PDF

Info

Publication number
KR20230021655A
KR20230021655A KR1020227042108A KR20227042108A KR20230021655A KR 20230021655 A KR20230021655 A KR 20230021655A KR 1020227042108 A KR1020227042108 A KR 1020227042108A KR 20227042108 A KR20227042108 A KR 20227042108A KR 20230021655 A KR20230021655 A KR 20230021655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film breaker
film
dielectric window
breaker
present
Prior art date
Application number
KR1020227042108A
Other languages
English (en)
Inventor
레슬리 마이클 레아
하리하라케샤바 사르팡갈라 헤이지
러셀 웨스터만
에드몬드 에이. 리차드
Original Assignee
플라즈마-썸, 엘엘씨
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 플라즈마-썸, 엘엘씨 filed Critical 플라즈마-썸, 엘엘씨
Publication of KR20230021655A publication Critical patent/KR20230021655A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • 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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • C23C16/505—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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507—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 using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/32119—Windows
    • 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
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical 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
    • H01L21/02—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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion 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
    • H01L21/02—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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H01L21/31127—Etching organic layers
    • H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
    • H01L21/31138—Etching organic layers by chemical means by dry-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
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • 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
    • H01J2237/332—Coating
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버를 포함하는 개선된 플라즈마 소스 구성을 제공한다. 유전체 부재는 진공 챔버와 연통하고 플라즈마 소스에 의해 둘러싸여 있다. 높은 종횡비 갭이 필름 브레이커와 유전체 부재 사이에 형성된다.

Description

플라즈마 소스 구성
본 출원은 개선된 플라즈마 소스 구성이라는 명칭으로 2020년 6월 10일자로 출원된 공동 소유의 미국 특허 가출원 제63/037,250호의 우선권을 주장하며, 이 가출원은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명의 실시예는 진공 챔버에서 플라즈마 처리를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 실시예는 플라즈마 처리 동안 전원을 차폐하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
많은 플라즈마 소스는 유전체 윈도우(dielectric window)를 통해 RF 에너지를 플라즈마에 결합한다. 예를 들어 ICP(Inductively Coupled Plasma), TCP(Transformer Coupled Plasma), 헬리콘 웨이브(Helicon Wave) 소스, 마이크로웨이브 등은 반도체 웨이퍼를 플라즈마 처리하기 위한 진공 챔버에 연결한다. 특정 유형의 진공 챔버에서 챔버 벽은 스테인리스 스틸과 같은 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 챔버 벽의 전도성 때문에, 전도성 챔버 벽이 코일로부터 방사되는 전자기 에너지를 차단하거나 실질적으로 감쇠시키기 때문에 RF 코일은 챔버 자체 내에 배치된다. 그 결과, 코일은 증착 플럭스와 에너지 플라즈마 입자에 직접 노출될 수 있다. 코일을 보호하기 위해 비전도성 세라믹 재료로 차폐를 만들 수 있다. 그러나 일부 플라즈마 공정은 제조되는 전자 장치에 알루미늄과 같은 전도성 물질을 증착하는 것을 포함한다. 전도성 물질이 세라믹 실드(차폐)를 코팅하기 때문에, 그 실드가 전도성이 되어 전자기 방사선이 플라즈마로 침투하는 것을 실질적으로 약화시킨다.
전도성 필름은 또한 플라즈마 에칭 프로세스 동안 증착될 수 있다. 이상적으로 플라즈마 에칭 공정은 기체 상태에서 진공 챔버로부터 배출될 수 있는 휘발성 에칭 부산물을 생성한다. 일부 에칭 공정은 비휘발성 에칭 부산물을 생성할 수 있다. 결과적으로, 일부 에칭 부산물은 진공 챔버 내에 재증착될 수 있다. 일부 응용에서, 재증착된 부산물은 진공 챔버 내에서 전기 전도성 필름을 형성할 수 있다. 예를 들어, SiC 비아 형성 동안, 금속(예를 들어, 패턴화된 Ni) 마스크를 갖는 패턴화된 SiC 기판은 SF6/O2 화학을 사용하여 플라즈마 에칭될 수 있다. SiC 에칭 부산물은 일반적으로 휘발성이지만, 플라즈마 에칭 동안 소모된 Ni 마스크 재료의 적어도 일부는 세라믹 실드 상에 전도성 필름을 형성하도록 진공 챔버 내에서 재증착된다.
플라즈마 증착 프로세스 또는 플라즈마 에칭 프로세스의 결과이든, 증착된 전도성 물질은 유전체 윈도우에 축적될 수 있고 그래서 유전체 윈도우을 통해 RF 에너지를 플라즈마에 결합하는 것을 방해할 수 있다. 유전체 윈도우에 증착된 전도성 물질의 축적은 전도성 물질 내에 와전류를 형성할 수 있다. 와전류는 RF 안테나에 의해 생성된 전기장의 방향과 반대 방향으로 흐른다. 결과적으로 안테나로부터의 더 적은 전기장이 플라즈마에 결합되어 플라즈마 밀도를 감소시킬 수 있고 공정 결과를 변화할 수 있습니다.
유전체 윈도우(창) 상에 증착된 전도성 재료의 축적을 억제하기 위해, 선행 기술은 유전체 윈도우 상의 연속적인 전도성 재료의 형성을 억제하기 위한 플라즈마 챔버 내의 구조를 사용하였다. 구체적으로, 유전체 윈도우(창) 상/내의 높은종횡비(HAR) 트렌치 구조(필름 브레이커)이다. HAR 구조는 전도성 물질이 필름 브레이커(film breaker) 표면을 가로질러 연속적인 전도성 물질을 형성하는 것을 억제함으로써 전도성 물질이 유전체 윈도우에 연속적인 층을 형성하는 것을 억제한다. HAR 구조는 안테나와 겹치는 유전체 윈도우에 걸쳐 있으며 HAR 구조는 HAR 구조의 바닥에 증착되는 전도성 물질의 능력을 크게 줄인다.
그러나, 필름 브레이커의 HAR 구조에 증착된 전도성 물질은 시간이 지남에 따라 축적된다. 결국 충분한 시간이 지나면 HAR 피처(feature)에 연속적인 전도성 물질이 형성될 수 있다. 필름 브레이커 전체에 코팅이 계속되면 필름 브레이커의 이점이 크게 줄어든다. 이 점에서 HAR 구조는 필름 브레이커의 이점을 회복하기 위해 재작업, 세정 또는 교체되어야 한다. 필름 브레이커의 효율성을 회복하려면 필름 브레이커의 HAR 구조 중 적어도 일부에서 전도성 물질을 제거해야 한다. 바람직하게는, 전도성 물질은 필름 브레이커의 HAR 구조에서 완전히 제거된다.
HAR 피처는 증착이 피처의 바닥에 도달하는 것을 방지하기 위해 선호되지만 HAR 피처를 청소(세정)하기 어렵게 만든다(예: HAR 피처의 바닥으로부터 전도성 물질을 제거하기 어렵다). 선행 기술은 비드 블라스팅(bead blasting), 초음파, 화학약품 등을 통해 HAR 피처의 바닥으로부터 전도성 물질을 물리적으로 제거하는 것을 제공한다. 그러나, 이러한 방법은 어렵고 시간이 많이 소요될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이전 HAR 특징의 한계를 해결하고 하전 입자 소스의 발전에 상당한 기여를 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
선행 기술의 어떠한 것도 본 발명에 수반되는 이점을 제공하지 않는다.
본 발명의 다른 목적은 개선된 플라즈마 소스 구성을 제공하는 것이며, 그 구성은 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버; 상기 진공 챔버와 연통하는 유전체 윈도우; 상기 진공챔버 내부에 배치된 필름 브레이커; 및 상기 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이에 형성된 높은 종횡비 갭을 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 플라즈마 소스 구성을 제공하는 것이며, 그 구성은 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버; 상기 진공 챔버와 연통하는 유전체 윈도우; 진공 챔버 내에 배치되고 적어도 2개의 구성요소를 갖는 필름 브레이커; 및 상기 필름 브레이커의 적어도 2개의 구성요소 사이에 형성된 높은 종횡비 갭을 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 플라즈마 처리 시스템에서 기판을 처리하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은: 플라즈마 소스를 사용하여 진공 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 단계 - 상기 진공 챔버는 플라즈마 소스에 의해 둘러싸인 유전체 윈도우을 가짐 -; 진공 챔버 내에 배치된 필름 브레이커를 제공하는 단계; 진공 챔버 내에서 기판을 처리하는 단계; 및 상기 필름 브레이커를 사용하여 상기 유전체 윈도우의 일부 상에 박막이 증착되는 것을 억제하는 단계를 포함한다.
이상은 본 발명의 적절한 목적의 일부를 개략적으로 설명하였다. 이러한 목적은 의도된 발명의 보다 두드러진 특징 및 응용의 일부를 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 개시된 발명을 다른 방식으로 적용하거나 본 개시의 범위 내에서 본 발명을 수정함으로써 많은 다른 유익한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 목적 및 보다 완전한 이해는 첨부된 도면과 함께 취해진 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 외에 본 발명의 요약 및 바람직한 실시예의 상세한 설명을 참조함으로써 가질 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버를 포함하는 개선된 플라즈마 소스 구성을 제공하는 것이다. 유전체 윈도우가 진공 챔버와 연결되어 있다. 필름 브레이커는 진공 챔버 내에 배치된다. 일 실시예에서, 가스 입구는 필름 브레이커 내에 위치될 수 있다. 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이에 높은 종횡비 갭(high aspect ratio gap)이 형성된다. 필름 브레이커는 유전체 재료(물질) 또는 전도성 재료)물질) 또는 유전체와 전도성 재료(물질)의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 복수의 필름 브레이커가 진공 챔버 내에 배치될 수 있다. 안테나는 필름 브레이커가 안테나와 교차하는 유전체 윈도우에 인접하게 위치할 수 있다(예: 안테나가 진공 챔버 외부에 위치하는 경우 유전체 윈도우는 안테나와 필름 브레이커 사이에 위치, 필름 브레이커는 진공 챔버 내에 위치). 필름 브레이커의 일부는 유전체 윈도우와 중첩될 수 있으며, 여기서 필름 브레이커의 중첩 부분은 유전체 윈도우와 접촉하지 않는다.
본 발명의 또 다른 특징은 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버를 포함하는 개선된 플라즈마 소스 구성을 제공하는 것이다. 유전체 윈도우가 진공 챔버와 연결되어 있다. 필름 브레이커는 진공 챔버 내에 배치된다. 필름 브레이커에는 두 가지 이상의 구성 요소가 있다. 여기서 높은 종횡비 갭의 적어도 일부는 필름 브레이커의 적어도 2개의 구성요소 사이에 형성된다. 필름 브레이커는 유전체 재료 또는 전도성 재료 또는 유전체와 전도성 재료의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 시스템은 복수의 필름 브레이커를 더 포함할 수 있다. 안테나는 필름 브레이커가 안테나와 교차하는 유전체 윈도우에 인접하게 위치될 수 있다. 안테나는 진공 챔버 외부에 있을 수 있다. 필름 브레이커의 일부가 유전체 윈도우와 겹칠 수 있다. 여기서 필름 브레이커의 겹치는 부분이 유전체 윈도우와 접촉하지 않는다. 가스 주입구는 필름 브레이커 내에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 플라즈마 처리 시스템에서 기판을 처리하는 방법을 제공하는 것이며, 그 방법은 다음의 단계를 포함한다. 플라즈마 소스를 사용하여 진공 챔버 내에서 플라즈마가 생성된다. 진공 챔버에는 플라즈마 소스로 둘러싸인 유전체 윈도우가 있다. 필름 브레이커는 진공 챔버 내에 배치된다. 기판은 진공 챔버 내에서 처리된다. 필름 브레이커를 이용하여 유전체 윈도우의 일부에 박막이 증착되는 것을 억제한다. 기판의 처리는 기판 상에 물질을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기판의 처리는 기판으로부터 재료의 에칭을 더 포함할 수 있다. 기판의 처리는 기판으로부터 SiC의 에칭을 더 포함할 수 있다. 필름 브레이커는 유전 물질 또는 전도성 물질을 더 포함할 수 있다. 플라즈마 처리 시스템은 복수의 막 브레이커를 더 포함할 수 있다. 안테나는 필름 브레이커가 안테나와 교차하는 유전체 윈도우에 인접하게 위치될 수 있다. 필름 브레이커의 일부는 유전체 윈도우와 중첩될 수 있으며, 여기서 필름 브레이커의 중첩 부분은 유전체 윈도우와 접촉하지 않는다. 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이의 틈에 가스를 주입할 수 있다.
전술한 내용은 본 발명의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 본 발명의 보다 적절하고 중요한 특징을 다소 광범위하게 요약하여 본 기술 분야에 대한 현재의 기여를 보다 충분히 인식할 수 있도록 하였다. 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징이 이하에서 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예는 당업자에 의해 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다. 또한, 그러한 균등 구성은 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것이 당업자에게 인식되어야 한다.
도 1(선행 기술)은 ICP 소스를 갖는 플라즈마 진공 챔버를 보여주는 개략도이다;
도 2(선행 기술)는 TCP 소스를 갖는 플라즈마 진공 챔버를 도시하는 개략도이다;
도 3(선행 기술)은 고밀도 ICP 소스를 갖는 플라즈마 진공 챔버를 도시하는 개략도이다;
도 4a(선행 기술)는 선행 기술의 필름 브레이커를 갖는 ICP 소스를 보여주는 확대도이다;
도 4b(선행 기술)는 선행 기술의 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스 유전체 윈도우의 평면도이다;
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스의 평면도이다;
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스 유전체 윈도우의 상세한 평면도이다;
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 폭 갭(필름 브레이커가 유전체 윈도우와 접촉함)을 갖는 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스의 단면도이다;
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 폭 갭(필름 브레이커가 유전체 윈도우와 접촉하지 않음)을 갖는 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스의 단면도이다;
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스의 단면도이다;
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커의 상세도이다;
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 플라즈마 소스의 단면도이다;
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커의 상세도이다;
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 소스 유전체 윈도우 상의 다성분 필름 브레이커의 평면도이다;
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 윈도우에 의해 갭이 정의되지 않은 다성분 필름 브레이커의 평면도이다;
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 TCP 소스의 평면도이다;
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 TCP 소스의 단면도이다;
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 ICP 소스의 평면도이다;
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 필름 브레이커를 구비한 ICP 소스의 단면도이다;
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 공정으로부터 전도성 물질로 코팅된 유전체 윈도우 및 설치된 개선된 필름 브레이커의 평면도이다; 그리고
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 공정(어셈블리가 분해되면 세척이 더 용이함)으로부터 전도성 물질로 코팅된 후 유전체 윈도우 및 분해된 필름 브레이커의 평면도이다.
유사한 참조 문자는 도면의 여러 뷰에서 유사한 부분을 나타낸다.
본 발명은, 일 실시예에 따르면, HAR 피처(feature)가 적어도 2개의 구성요소에 의해 형성되는 HAR 필름(막) 브레이커를 제공한다. 이들 적어도 2개의 구성요소는 박막 증착 동안 HAR 피처에서 전도성 물질 증착을 억제하기에 충분하다. HAR 필름 브레이커를 세정해야 하는 경우 HAR 기능을 분해하여 세정 프로세스를 위해 HAR 기능의 내부 표면에 쉽게 접근할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 매우 높은 종횡비(> 10:1)를 갖는 필름 브레이커 구조의 제조는 HAR 필름 브레이커를 세정하고 유지하기 쉽게한다.
또한, 적어도 두 개의 구성 요소 설계는 제조가 더 간단하고 필름 브레이커 제조 비용을 절감한다. 또한, HAR 표면의 일부만이 전기적으로 절연될 필요가 있다. 그러나 모든 HAR 표면은 전기적으로 절연될 수 있습니다. 필름 브레이커는 전도성 물질(예: 금속) 구성요소도 포함할 수 있다.
본 발명의 디자인을 사용하여, 높은 종횡비 피처(들)를 필름 브레이커에 기계 가공할 필요가 없다. 필름 브레이커의 적어도 한 부분에 대한 낮은 종횡비 "단계"는 조립된 필름 브레이커 구조에서 HAR 피처를 형성하기에 충분할 수 있다.
본 발명의 적어도 2개의 구성요소 설계는 보다 복잡한 필름 브레이커 설계를 허용하며, 예를 들어, HAR 피처는 비선형일 수 있고, HAR 피처는 만곡될 수 있고, HAR 피처는 불연속성을 포함할 수 있다.
본 발명은 유전체 윈도우에 전도성 물질이 연속적으로 형성되는 것을 억제하는 높은 종횡비(HAR) 갭을 생성함으로써 유지하기 쉬운 솔루션을 제공하면서 플라즈마 소스 내의 전도성 물질 증착의 영향을 최소화하도록 설계되었다. 본 발명의 일 실시예에서, HAR 갭은 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이에 형성된다. HAR 갭의 일부는 멀티-피스(multi-piece) 필름 브레이커 내에 형성될 수 있다. 필름 브레이커는 하나 이상의 HAR 갭을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 플라즈마 소스는 하나 이상의 필름 브레이커를 갖는다. 하나 이상의 플라즈마 소스를 갖는 다른 실시예에서, 적어도 하나의 필름 브레이커는 하나 이상의 플라즈마 소스와 겹친다.
필름 브레이커가 플라즈마 소스에 조립 및 설치되면, 필름 브레이커는 유전체 윈도우에 전도성 물질이 연속적으로 증착되는 것을 방지하는 높은 종횡비 피처(예: 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이의 간격)를 형성한다. 세정 또는 유지 관리를 위해 필름 브레이커를 분해할 때, 필름 브레이커 높은종횡비 피처의 내부 표면은 세정을 위해 쉽게 접근할 수 있다(예: 필름 브레이커를 분해했을 때 세정을 요구하는 고종횡비 갭이 없다). 다시 말해서, 증착된 재료가 있는 갭의 측벽과 바닥은 세정을 위해 접근할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 필름 브레이커(차단기)는 유전체 창(윈도우)과 접촉하지 않고 필름 브레이커와 유전체 창 사이에 높은 종횡비 갭을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 매우 높은 종횡비 갭(예를 들어, 종횡비 > 20:1)을 갖는 매우 높은 종횡비 필름 브레이커는 적어도 2개의 구성요소의 조립을 통해 경제적으로 구성될 수 있다. 반면에 HAR 피처를 유전체 재료로 가공하는 것은 엄청나게 비용이 많이 들 수 있다.
본 발명의 방법을 사용하는 필름 브레이커는 제조 비용(알루미늄 대 세라믹)을 낮추는 전도성 재료를 함유할 수 있거나 HAR 갭의 적어도 일부가 유전 재료를 함유할 수 있다.
유전체 윈도우에 증착되는 전도성 물질은 공정(프로세스)의 반응 생성물일 수 있다. 공정(프로세스)은 증착 공정, 에칭 공정, 또는 에칭과 증착 공정의 조합일 수 있다. 공정은 플라즈마를 사용할 수 있다. 전도성 물질은 Ni, Al, Au, Cr, Pb 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 공정은 화학적 공정(예: HDPECVD, PECVD, PEALD, DRIE 에칭 등) 및/또는 물리적 공정(예: PVD, IBD, HiPIM, 스퍼터 에칭 등)일 수 있다.
유전체 윈도우에 증착된 전도성 물질(재료)은 에칭 공정의 반응 부산물일 수 있다. 에칭 공정은 플라즈마 에칭 공정일 수 있다.
선행 기술의 플라즈마 반응기가 도 1, 2 및 3에 도시되어 있다. 일반적인 플라즈마 시스템은 진공 배출구(20) 및 가스 유입구(30)와 연결된 진공 챔버(10)로 구성된다. 플라즈마 소스(40)는 플라즈마(80)를 형성하기 위해 유전체 윈도우(60)를 통해 AC 소스(70)를 진공 챔버(10)에 연결하는 데 사용되는 안테나(50)를 갖는다. AC 소스(70)는 일반적으로 kHz에서 GHz 범위의 주파수를 갖는 AC 전압 소스이다. AC 소스(70)는 AC 소스(70)와 플라즈마(80) 사이의 임피던스 불일치를 최소화하여 AC 소스(70)로부터 플라즈마(80)로의 전력 결합을 개선하는 데 사용할 수 있는 정합 네트워크(도시되지 않음)를 갖는 RF 발생기일 수 있습니다. 기판 지지체(90)는 진공 챔버(10)에 위치될 수 있고 기판 지지체(90)는 일반적으로 kHz 내지 GHz 범위의 주파수를 갖는 전형적인 AC 전압원인 전압 소스(110)에 연결될 수 있다. AC 전압 소스는 전압 소스(110)와 기판 지지체(90) 사이의 임피던스 불일치를 최소화하기 위해 매칭 네트워크(미도시)를 사용할 수 있는 RF 생성기일 수 있다. 기판(100)은 기판 지지체(90) 상에 위치될 수 있고, 여기서 기판(100)은 다중 구성요소로 구성될 수 있는 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 기판(100)은 처리 캐리어(미도시)에 일시적으로 접합된 웨이퍼일 수 있다. 기판(100)은 반도체 재료, 실리콘, 탄소 및/또는 전도성 재료(물질)를 포함할 수 있다. 전도성 물질(재료)은 기판(100)의 노출된 표면 상에 있을 수 있다. 전도성 물질은 기판(100) 상의 에칭 마스크일 수 있다. 전도성 물질은 플라즈마(80)에 노출될 수 있다. 전도성 물질은 플라즈마(80)에 의해 에칭될 수 있다. 전도성 물질은 진공 챔버(10) 내에 재증착되는 적어도 하나의 비휘발성 부산물을 형성할 수 있다. 기판(100)은 테이프 프레임에 장착된 테이프 상에 장착된 웨이퍼로 구성될 수 있다.
도 1은 선행 기술의 나선형 유도 결합 플라즈마(ICP) 반응기 구성을 도시한다. 도 2는 선행 기술의 변압기 결합 플라즈마(TCP) 반응기 구성을 도시한다. 도 3은 대안적인 선행 기술의 고밀도 플라즈마 반응기 구성을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 필름 브레이커(400)의 사용의 선행 기술 구현을 도시한다. 구체적으로, 도 4a(선행 기술)는 유도 결합 플라즈마 소스(40)의 유전체 윈도우(60)와 접촉하여 배치된 필름 브레이커(400)를 도시한다. 도 4b(선행 기술)는 유전체 윈도우(60)와 접촉하는 필름 브레이커(400)의 평면도를 도시한다. 필름 브레이커(400)는 유전체 윈도우(60)의 진공측에 위치한다. 필름 브레이커(400)는 플라즈마(80)와 접촉하고 있다. 필름 브레이커(400)는 높은 종횡비(HAR) 트렌치(410)를 포함한다. 공정으로부터의 전도성 물질의 증착은 유전체 윈도우(60) 및 필름 브레이커(400)의 노출된 표면을 코팅한다.
선행 기술의 HAR 트렌치(410)의 폭은 일반적으로 약 0.5mm이다. HAR 트렌치(410)의 깊이는 일반적으로 몇 밀리미터이다. 전도성 물질이 HAR 트렌치(410) 내에 증착될 수 있다. 트렌치의 높은 종횡비는 갭의 바닥을 가로질러 전도성 물질을 형성하는 증착을 최소화한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 실시예를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(500)는 유전 물질을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(500)는 도체를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(500)는 금속(예를 들어, 알루미늄)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(500)는 반도체를 포함한다. 일 실시예에서, 필름 브레이커(500)의 일부는 유전체 윈도우(60)와 접촉하고, 여기서 유전체 윈도우(60)와 접촉하는 필름 브레이커(500)의 부분은 안테나(미도시)와 교차한다. 다른 실시예에서, 필름 브레이커(500)의 일부는 유전체 윈도우(60)와 접촉하고 코일(미도시)과 완전히 교차한다. 모든 실시예에서, 필름 브레이커(500)는 유전체 윈도우(60)의 표면에 대면하는 플라즈마(80) 주위에서 유전체 윈도우(60)와 접촉한다. 다른 실시예에서, 필름 브레이커(500)는 안테나(미도시)의 일부와 중첩하는 유전체 윈도우(60)의 표면의 적어도 일부와 접촉한다. 다른 실시예에서, 유전체 윈도우(60)와 중첩하는 필름 브레이커(500)의 일부는 유전체 윈도우(60)와 접촉하지 않는다. 모든 실시예에서, 필름 브레이커(500)의 일부와 유전체 윈도우(60) 사이에 적어도 하나의 갭(gap)(510)이 형성된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, 갭(510)은 갭 길이(530)를 따라 일정한 갭 폭(520)을 갖는다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, 갭(610)은 갭 길이(630)의 적어도 일부를 따라 변하는 갭 폭(620)을 갖는다. 갭 폭(620)은 전체 갭 길이(630)를 따라 변할 수 있다. 갭(610)의 갭 종횡비는 갭 길이(630)를 갭 폭(620)으로 나눈 값이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭(610) 벽은 갭 길이(630)의 적어도 일부에서 평행하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭(610) 벽은 전체 갭 길이(630)를 따라 평행하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 갭 길이(630)를 따라 변한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 10mm 미만이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 5mm 미만이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 1mm 미만이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 0.5mm 미만이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 0.2mm 미만이다. 다른 실시예에서, 갭 종횡비는 1:1보다 크다. 다른 실시예에서, 갭 종횡비는 5:1보다 크다. 다른 실시예에서, 갭 종횡비는 10:1보다 크다. 다른 실시예에서, 갭 종횡비는 20:1보다 크다. 다른 실시예에서, 필름 브레이커(600)와 유전체 윈도우(60) 사이에 갭(610)이 형성된다. 다른 실시예에서, 갭(610)은 안테나(미도시)와 중첩된다. 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 갭 길이(630)를 따라 일정하지 않다. 다른 실시예에서, 갭(610) 측벽은 갭(610)의 적어도 일부에서 평행하지 않다. 다른 실시예에서, 갭(610) 측벽은 갭(610)의 어떤 부분에서도 평행하지 않다. 다른 실시예에서, 갭 폭(620)은 갭이 플라즈마(80)에 더 가까운 곳에서 더 넓다. 더 넓은 갭 폭(620)은 플라즈마 근처에 있어서 갭(610)의 입구에서 갭(620)을 닫는 공정으로부터의 증착을 억제하는 것을 돕는다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 필름 브레이커(600)의 일부가 유전체 윈도우(60)에 접촉될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면 필름 브레이커(600)는 유전체 윈도우(60)와 중첩되지만 유전체윈도우(60)와 접촉하지 않을 수 있다.
모든 실시예에서, 갭은 갭 내의 전도성 재료 증착을 최소화하기 위해 HAR 영역을 포함하는 것이 바람직하다. HAR은 갭 길이를 갭 폭으로 나눈 값으로 정의할 수 있다. 다른 실시예에서, 갭이 >5:1의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 갭이 > 10:1의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 갭이 >20:1의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다.
도 7a 및 도 7b는 안테나(50), 안테나(50)에 인접한 유전체 윈도우(60), 안테나(50)와 교차하는 필름 브레이커(700)를 갖는 본 발명의 실시예를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(700)는 안테나(50)와 완전히 교차한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(700)는 유전체 윈도우(60)에 중첩된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(700)는 유전체 윈도우(60)와 교차한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(700)는 유전체 윈도우(60)와 완전히 교차한다. 본 발명의 모든 실시예에 따르면 필름브레이커(700)와 유전체윈도우(60) 사이에는 간극(740)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 필름 브레이커(700)는 유전체 윈도우(60)와 접촉하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(700)는 적어도 하나의 지지체(support)(710)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지체(710)는 진공 챔버(10)와 접촉한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지체(710)는 진공 챔버(10)에 부착된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 지지체(710)는 필름 브레이커(700)와 유전체 윈도우(60) 사이의 갭(간극) 거리(720)를 정의한다. 갭(740)의 종횡비는 필름 브레이커 폭(730)을 필름 브레이커(700)와 유전체 윈도우(60) 사이의 거리(720)로 나눈 값으로 정의된다. 갭(740)의 적어도 2개의 대향하는 측면이 플라즈마(80)에 노출되는 경우, 전도성 재료의 증착이 여러 측면에서 갭(740)에 들어갈 수 있기 때문에 유효 갭 종횡비는 계산된 종횡비일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 안테나(50), 안테나(50)에 인접한 유전체 윈도우(60), 필름 브레이커(800), 필름 브레이커(800) 및 유전체 윈도우(60) 사이의 갭(820)을 갖는 본 발명의 실시예들을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(820)은 적어도 하나의 필름 브레이커 지지체(810)에 의해 정의된다. 본 발명의 일실시예에 따르면 필름 브레이커(800)에는 필름브레이커 지지체(810)가 부착된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름브레이커 지지체(810)는 유전체 윈도우창(60)에 부착된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(820)은 하나 이상의 필름 브레이커 지지체(810)에 의해 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(820)은 3개의 필름 브레이커 지지체(810)에 의해 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 2개의 필름 브레이커 지지체(810)는 동일하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커 지지체(810)는 높이가 동일하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커 지지체(810)는 동일한 형상이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 2개의 필름 브레이커 지지체(810)는 높이 및/또는 형상이 상이하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(800)의 종횡비는 갭 길이(830)를 갭 폭(820)으로 나눈 값으로 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유효 갭 길이(830)는 필름 브레이커 지지체(810)로부터 갭(800)의 플라즈마 노출 에지까지의 최소 거리이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유효 갭(800)은 1:1보다 크다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유효 갭(800)은 5:1보다 크다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유효 갭(800)은 10:1보다 크다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유효 갭(800)은 20:1보다 크다.
도 9a는 안테나(미도시)에 인접한 유전체 윈도우(60), 적어도 2개의 구성요소로 구성된 필름 브레이커(905)를 갖는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(905)는 하나 이상의 재료(물질)로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(905)는 적어도 하나의 전도성 부분을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(950)의 일부는 필름 브레이커(905)와 유전체 창(60)에 의해 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(950)은 불연속부(920)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 불연속부(920)는 갭(950)과 동일선상에 있지 않다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 불연속부(920)는 갭(950)에 수직이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면에서, 갭(950)의 적어도 일부는 필름 브레이커(905)의 두 구성요소(910 및 920)에 의해 정의된다.
도 9b는 필름 브레이커(970)를 갖는 본 발명의 일 실시예를 도시하며, 여기에서 적어도 하나의 갭(960)의 일부는 필름 브레이커(970)의 적어도 2개의 구성요소(930 및 940)에 의해 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 갭(960)은 유전체 창(60)에 의해 정의되는 갭(960)의 일부 없이 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 필름 브레이커(970)는 유전체 창(60)에 중첩된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름 브레이커(970)는 유전체 창(60)에 접촉된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(960)은 불연속부(980)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 불연속부(980)는 갭(960)과 동일선상에 있지 않다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 불연속부(980)는 갭(960)에 수직이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 갭(960)의 적어도 일부는 필름 브레이커(970)의 두 구성요소(930 및 940)에 의해 정의된다.
도 10a는 필름 브레이커(500)가 TCP(50)에 적용된 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 도 10a는 TCP(50)의 직경과 겹치는 필름 브레이커(500)를 도시하지만, 필름 브레이커(500)가 TCP(50)의 반경과 겹치면 충분하다. 도 10b는 도 10a의 TCP(50) 소스 및 필름 브레이커(500)의 단면을 도시한다.
도 11a는 고밀도 유도 플라즈마 소스(50)에 필름 브레이커(500)가 적용된 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 도 11b는 도 11a의 소스(50) 및 필름 브레이커(500)의 단면을 도시한다.
유전체 윈도우(60)는 평면형, 원통형, 원뿔형, 돔형 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태를 취할 수 있다.
도 12a는 유전체 윈도우(60)에 필름 브레이커(500)가 설치된 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 설치된 필름 브레이커(500)는 필름 브레이커(500)와 유전체 윈도우(60) 사이에 형성되는 고종횡비 갭(510)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, HAR 갭(510)은 필름 브레이커(500) 내부에 형성된다. 필름 브레이커(500)와 유전체 윈도우(60)에는 전도성 물질(1200)이 증착되어 있다. 전도성 물질(1200)은 HAR 갭(510) 내에서 시간이 지남에 따라 전기적으로 연속적인 막을 형성한다(예를 들어, 플라즈마 소스(예를 들어, 유전체 윈도우 및 필름 브레이커)에서 증착 공정 동안 생성된 전도성 재료).
도 12b는 전도성 물질(1200)로 코팅된 후 유전체 윈도우(60)로부터 제거된 필름 브레이커(500)를 갖는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 유전체 윈도우(60)와 필름 브레이커(500)의 전도성 물질(1200)이 있는 표면은 필름 브레이커가 제거된 후 세정(세척)을 위해 쉽게 접근할 수 있다.
필름 브레이커 및 유전체 웬도우의 표면 세척은 물리적 세척(연마 제거, 비드 블라스팅 등) 및/또는 화학적 세척일 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에서, 플라즈마 소스당 하나 이상의 필름 브레이커가 있을 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 유전체 윈도우당 하나 이상의 필름 브레이커가 있을 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 안테나당 하나 이상의 필름 브레이커가 있을 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 하나 이상의 안테나를 갖는 소스에 적용될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 하나 이상의 유전체 위도우를 갖는 플라즈마 소스에 적용될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 하나 이상의 플라즈마 발생 구역을 갖는 플라즈마 소스에 적용될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 안테나와 교차할 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 안테나에 수직일 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이의 간극에 가스가 주입될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커에 의해 형성된 HAR 갭으로부터 가스가 분출될 수 있다. 분출된 가스는 공정(프로세스) 챔버 외부로부터 발생할 수 있다(예를 들어, 챔버 외부로부터의 가스 흐름의 적어도 일부는 HAR 갭으로 도입되고 HAR 갭으로부터 공정 챔버로 흐를 수 있다). 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커 내에 형성된 HAR 갭으로부터 가스가 분출될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 가스 유입구는 필름 브레이커의 가장자리에 있을 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 가스 유입구는 필름 브레이커에 의해 중첩될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 가스 유입구는 필름 브레이커에 의해 완전히 겹칠 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 가스 유입구는 필름 브레이커 내에 형성될 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 가스는 비활성 가스(He, Ar 등)와 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 안테나의 적어도 일부는 플라즈마 내에 위치할 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 안테나는 유전체 코팅을 가질 수 있다. 본 발명의 모든 실시예에서, 필름 브레이커는 안테나의 적어도 일부 상에 증착을 억제하기 위해 안테나를 중첩할 수 있다.
본 개시는 전술한 설명뿐만 아니라 첨부된 청구범위에 포함된 것을 포함한다. 본 발명이 특정 정도의 바람직한 형태로 설명되었지만, 바람직한 형태의 본 개시는 단지 예로서만 이루어졌으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 구성의 세부 사항 및 조합 및 배열에 대한 수많은 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (24)

  1. 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버;
    진공 챔버와 연통하는 유전체 창;
    진공 챔버 내에 배치된 필름 브레이커; 및
    필름 브레이커와 유전체 창 사이에 형성된 높은 종횡비 갭;
    을 포함하는 개선된 플라즈마 소스 구성.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 유전체 물질을 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 전도성 물질을 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  4. 제 1 항에 있어서,
    복수의 필름 브레이커를 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  5. 제 1 항에 있어서,
    유전체 윈도우에 인접한 안테나를 더 포함하고, 상기 필름 브레이커는 안테나와 교차하는 플라즈마 소스 구성.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커의 일부는 유전체 윈도우와 겹치고, 상기 필름 브레이커의 상기 겹치는 부분은 유전체 윈도우와 접촉하지 않는 플라즈마 소스 구성.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커 내에 가스 유입구를 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  8. 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스를 갖는 진공 챔버;
    진공 챔버와 연통하는 유전체 윈도우;
    진공 챔버 내에 배치된 필름 브레이커로서, 적어도 2개의 구성요소를 갖는 필름 브레이커; 및
    상기 필름 브레이커의 적어도 2개의 구성요소 사이에 형성된 높은 종횡비 갭;
    을 포함하는 개선된 플라즈마 소스 구성.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 유전체 물질을 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 전도성 물질을 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  11. 제 8 항에 있어서,
    복수의 필름 브레이커를 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  12. 제 8 항에 있어서,
    유전체 윈도우에 인접한 안테나를 더 포함하고, 상기 필름 브레이커는 안테나와 교차하는 플라즈마 소스 구성.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커의 일부는 유전체 윈도우와 겹치고, 상기 필름 브레이커의 상기 겹치는 부분은 유전체 윈도우와 접촉하지 않는 플라즈마 소스 구성.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커 내에 가스 유입구를 더 포함하는 플라즈마 소스 구성.
  15. 플라즈마 처리 시스템에서 기판을 처리하는 방법으로서,
    플라즈마 소스를 사용하여 진공 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 단계 - 진공 챔버는 플라즈마 소스에 의해 둘러싸인 유전체 창을 가짐 -;
    진공 챔버 내에 배치된 필름 브레이커를 제공하는 단계;
    진공 챔버 내에서 기판을 처리하는 단계; 및
    상기 필름 브레이커를 사용하여 유전체 윈도우의 일부 상에 박막이 증착되는 것을 억제하는 단계;
    를 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 단계는 기판 상에 물질(material)을 증착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 단계는 기판으로부터 물질을 에칭하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 단계는 기판으로부터 SiC를 에칭하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 유전체 물질(재료)을 더 포함하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커는 전도성 물질(재료)을 더 포함하는 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    복수의 필름 브레이커를 더 포함하는 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    유전체 윈도우에 인접한 안테나를 더 포함하고, 상기 필름 브레이커는 안테나와 교차하는 방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커의 일부는 유전체 윈도우와 겹치고, 상기 필름 브레이커의 상기 겹치는 부분은 유전체 윈도우와 접촉하지 않는 방법.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 필름 브레이커와 유전체 윈도우 사이의 갭에 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 방법.
KR1020227042108A 2020-06-10 2021-04-28 플라즈마 소스 구성 KR20230021655A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063037250P 2020-06-10 2020-06-10
US63/037,250 2020-06-10
US17/064,978 2020-10-07
US17/064,978 US20210391150A1 (en) 2020-06-10 2020-10-07 Plasma Source Configuration
PCT/US2021/029736 WO2021252095A1 (en) 2020-06-10 2021-04-28 Plasma source configuration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230021655A true KR20230021655A (ko) 2023-02-14

Family

ID=78825849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227042108A KR20230021655A (ko) 2020-06-10 2021-04-28 플라즈마 소스 구성

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210391150A1 (ko)
EP (1) EP4165676A1 (ko)
JP (1) JP2023530543A (ko)
KR (1) KR20230021655A (ko)
CN (1) CN115443516A (ko)
TW (1) TW202147927A (ko)
WO (1) WO2021252095A1 (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW327236B (en) * 1996-03-12 1998-02-21 Varian Associates Inductively coupled plasma reactor with faraday-sputter shield
US6565717B1 (en) * 1997-09-15 2003-05-20 Applied Materials, Inc. Apparatus for sputtering ionized material in a medium to high density plasma
US5876576A (en) * 1997-10-27 1999-03-02 Applied Materials, Inc. Apparatus for sputtering magnetic target materials
US20060137821A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Lam Research Coporation Window protector for sputter etching of metal layers
US6287435B1 (en) * 1998-05-06 2001-09-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
US6946054B2 (en) * 2002-02-22 2005-09-20 Tokyo Electron Limited Modified transfer function deposition baffles and high density plasma ignition therewith in semiconductor processing
US20130014898A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Hariharakeshava Sarpangala Hegde Plasma breakers and methods therefor
US9406534B2 (en) * 2014-09-17 2016-08-02 Lam Research Corporation Wet clean process for cleaning plasma processing chamber components

Also Published As

Publication number Publication date
CN115443516A (zh) 2022-12-06
EP4165676A1 (en) 2023-04-19
JP2023530543A (ja) 2023-07-19
TW202147927A (zh) 2021-12-16
WO2021252095A1 (en) 2021-12-16
US20210391150A1 (en) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6056848A (en) Thin film electrostatic shield for inductive plasma processing
US5622635A (en) Method for enhanced inductive coupling to plasmas with reduced sputter contamination
JP5717888B2 (ja) プラズマ処理装置
RU2414766C2 (ru) Источник ионов и устройство для плазменной обработки
JP4904202B2 (ja) プラズマ反応器
KR100743872B1 (ko) 에칭율의 균일성을 개선하기 위한 기술
JP5108875B2 (ja) プラズマエッチング装置
US7789963B2 (en) Chuck pedestal shield
US5432315A (en) Plasma process apparatus including ground electrode with protection film
JP6442463B2 (ja) 環状のバッフル
TWI559819B (zh) Plasma processing device
KR20130077880A (ko) 플라즈마 가공 설비
KR101887160B1 (ko) 반응 챔버와 반도체 제조 장치
KR20010071837A (ko) 피드스루 중첩 코일
US20110132540A1 (en) Plasma processing apparatus
CN106548914A (zh) 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法
JP6471963B2 (ja) プラズマ処理装置
WO2019019700A1 (zh) 上电极组件、反应腔室及半导体加工设备
KR20010041917A (ko) 중첩 단부가 제공된 코일을 갖는 스퍼터링 장치
JP7001456B2 (ja) プラズマ処理装置
US6251241B1 (en) Inductive-coupled plasma apparatus employing shield and method for manufacturing the shield
TWI723406B (zh) 電漿處理裝置
KR20230021655A (ko) 플라즈마 소스 구성
JP3458912B2 (ja) プラズマ処理装置
KR100785960B1 (ko) 플라즈마 처리 장치