KR20230031836A - 복수의 생성기들 및 위상 제어를 사용하는 이온 에너지 전달을 위한 프로세스 제어 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 프로세스 챔버에서 RF 전력을 인가하기 위한 방법이 제공되고, 제 1 RF 신호를 생성하는 단계; 제 2 RF 신호를 생성하는 단계; 제 3 RF 신호를 생성하는 단계; 결합된 RF 신호를 생성하도록 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호 및 제 3 RF 신호를 결합하는 단계로서, 결합된 RF 신호의 파형은 경사진 구형 파형 (sloped square wave shape) 을 근사화하도록 구성되는, 결합 단계; 및 결합된 RF 신호를 플라즈마 프로세스 챔버의 척에 인가하는 단계를 포함하고, 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호, 및 제 3 RF 신호는 상이한 주파수들로 생성된다.

Description

복수의 생성기들 및 위상 제어를 사용하는 이온 에너지 전달을 위한 프로세스 제어
본 개시는 반도체 디바이스 제조에 관한 것이다.
플라즈마 에칭 프로세스들은 종종 반도체 웨이퍼들 상의 반도체 디바이스들의 제작에 사용된다. 플라즈마 에칭 프로세스에서, 제작 중인 반도체 디바이스들을 포함하는 반도체 웨이퍼는 플라즈마 프로세싱 볼륨 내에서 생성된 플라즈마에 노출된다. 플라즈마는 반도체 웨이퍼로부터 재료(들)를 제거하고 그리고/또는 반도체 웨이퍼로부터 후속 제거를 인에이블하도록 (enable) 재료(들)를 개질하도록 반도체 웨이퍼 상의 재료(들)와 상호 작용한다. 플라즈마는 제거/개질되지 않는 웨이퍼 상의 다른 재료들과 유의하게 (significantly) 상호 작용하지 않고, 플라즈마의 구성 성분들 (constituents) 로 하여금 반도체 웨이퍼로부터 제거/개질될 재료(들)와 상호 작용하게 할 특정한 반응 물질 가스들을 사용하여 생성될 수 있다. 플라즈마는 특정한 반응 물질 가스들을 에너자이징하도록 무선 주파수 신호들을 사용함으로써 생성된다. 이들 무선 주파수 신호들은 반도체 웨이퍼가 플라즈마 프로세싱 볼륨에 노출되어 홀딩된 상태에서 반응 물질 가스들을 담는 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통해 송신된다. 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통한 무선 주파수 신호들의 송신 경로들은 플라즈마가 플라즈마 프로세싱 볼륨 내에서 생성되는 방법에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 반응 가스들은 보다 많은 양의 무선 주파수 신호 전력이 송신되는 플라즈마 프로세싱 볼륨의 영역들에서 보다 큰 정도로 에너자이징될 (energize) 수도 있고, 이에 따라 플라즈마 프로세싱 볼륨 전반에 걸쳐 플라즈마 특성들의 공간적 불균일성들을 유발한다. 플라즈마 특성들의 공간적 불균일성들은 다른 플라즈마 특성들 중에서, 이온 밀도, 이온 에너지, 및/또는 반응성 구성 성분 밀도의 공간적 불균일성으로서 나타날 수 있다. 플라즈마 특성들의 공간적 불균일성들은 반도체 웨이퍼 상의 플라즈마 프로세싱 결과들에서 공간적 불균일성들을 대응하게 유발할 수 있다. 따라서, 무선 주파수 신호들이 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통해 송신되는 방식은 반도체 웨이퍼 상의 플라즈마 프로세싱 결과들의 균일성에 영향을 줄 수 있다. 이 맥락에서 본 개시가 발생한다.
일반적으로 말하면, 본 개시의 실시 예들은 복수의 생성기들 및 위상 (phase) 제어를 사용하여 이온 에너지 전달을 위한 프로세스 제어를 인에이블하는 방법들 및 시스템들을 제공한다.
일부 구현 예들에서, 플라즈마 프로세스 챔버에서 무선 주파수 (radio frequency; RF) 전력을 인가하기 위한 방법이 제공되고, 제 1 RF 신호를 생성하는 단계; 제 2 RF 신호를 생성하는 단계; 제 3 RF 신호를 생성하는 단계; 결합된 RF 신호를 생성하도록 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호 및 제 3 RF 신호를 결합하는 단계로서, 결합된 RF 신호의 파형은 경사진 구형 파형 (sloped square wave shape) 을 근사화하도록 (approximate) 구성되는, 결합 단계; 및 결합된 RF 신호를 플라즈마 프로세스 챔버의 척에 인가하는 단계를 포함하고, 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호, 및 제 3 RF 신호는 상이한 주파수들로 생성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 RF 신호는 기본 주파수로 생성되고; 제 2 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 1 미리 규정된 (predefine) 고조파 주파수로 생성되고; 제 3 RF 신호는 기본 주파수의 제 2 미리 규정된 고조파 주파수로 생성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 미리 규정된 고조파 주파수 또는 제 2 미리 규정된 고조파 주파수는 기본 주파수의 짝수 또는 홀수 고조파이다.
일부 구현 예들에서, 제 2 RF 신호를 생성하는 단계는 제 1 RF 신호의 위상에 대해 제 2 RF 신호의 위상을 조정하는 단계를 포함하고; 제 3 RF 신호를 생성하는 단계는 제 1 RF 신호의 위상에 대해 제 3 RF 신호의 위상을 조정하는 단계를 포함하고; 제 2 RF 신호의 위상을 조정하는 단계 및 제 3 RF 신호의 위상을 조정하는 단계는 결합된 RF 신호의 파형의 경사량을 조정한다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 척에 의해 지지된 웨이퍼에 도달하는 결합된 RF 신호가 비-경사진 구형 파형을 근사화하는 파형을 갖도록, 척의 커패시턴스를 보상하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 결합된 RF 신호의 인가에 의해 플라즈마로부터 지향된 이온들의 이온 에너지 분포 함수를 집중시키도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 이온 에너지 분포 함수의 집중은 이온들의 지향성을 증가시키고 이온들에 의해 에칭된 피처들의 보잉 (bowing) 을 감소시킨다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 파형의 피크 (peak) 부분들이 포지티브 경사를 나타내고 파형의 골 (trough) 부분들이 네거티브 경사를 나타내도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 에칭 동안 고 종횡비 피처들의 수직성을 보장하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 RF 신호는 약 50 내지 500 ㎑ 범위의 주파수로 생성된다.
일부 구현 예들에서, 플라즈마 프로세스 챔버 내에서 RF 전력을 인가하기 위한 시스템이 제공되고, 제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 생성기; 제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 생성기; 및 제 3 RF 신호를 생성하는 제 3 생성기를 포함하고; 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호, 및 제 3 RF 신호는 상이한 주파수들로 생성되고; 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호 및 제 3 RF 신호는 결합된 RF 신호를 생성하도록 결합되고, 결합된 RF 신호의 파형은 경사진 구형 파형을 근사화하도록 구성되고; 그리고 결합된 RF 신호는 플라즈마 프로세스 챔버 내의 척에 인가되도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 RF 신호는 기본 주파수로 생성되고; 제 2 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 1 미리 규정된 고조파 주파수로 생성되고; 제 3 RF 신호는 기본 주파수의 제 2 미리 규정된 고조파 주파수로 생성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 미리 규정된 고조파 주파수 또는 제 2 미리 규정된 고조파 주파수는 기본 주파수의 짝수 또는 홀수 고조파이다.
일부 구현 예들에서, 제 2 RF 신호는 제 1 RF 신호의 위상에 대해 제 2 RF 신호의 위상을 조정함으로써 생성되고; 제 3 RF 신호는 제 1 RF 신호의 위상에 대해 제 3 RF 신호의 위상을 조정함으로써 생성되고; 그리고 제 2 RF 신호 및 제 3 RF 신호의 위상들의 조정은 결합된 RF 신호의 파형의 경사량을 조정한다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 척에 의해 지지된 웨이퍼에 도달하는 결합된 RF 신호가 비-경사진 구형 파형을 근사화하는 파형을 갖도록, 척의 커패시턴스를 보상하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 결합된 RF 신호의 인가에 의해 플라즈마로부터 지향된 이온들의 이온 에너지 분포 함수를 집중시키도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 이온 에너지 분포 함수의 집중은 이온들의 지향성을 증가시키고 이온들에 의해 에칭된 피처들의 보잉을 감소시킨다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 파형의 피크 부분들이 포지티브 경사를 나타내고 파형의 골 부분들이 네거티브 경사를 나타내도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 결합된 RF 신호의 파형은 에칭 동안 고 종횡비 피처들의 수직성을 보장하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 제 1 RF 신호는 약 50 내지 500 ㎑ 범위의 주파수로 생성된다.
일부 구현 예들에서, 시스템은, 결합된 RF 신호를 생성하기 위해 제 1 RF 신호, 제 2 RF 신호 및 제 3 RF 신호를 결합하는 임피던스 매칭 시스템을 더 포함한다.
도 1은 본 개시의 구현 예들에 따른, 반도체 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 일부를 개념적으로 예시한다.
도 2는 일부 실시 예들에 따른, 반도체 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템을 통한 수직 단면도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 구현 예들에 따른, 경사진 구형 파형을 근사화하는 (approximate) 다양한 저 주파수 무선 주파수 (radio frequency; RF) 파형들을 개념적으로 예시한다.
도 4는 본 개시의 구현 예들에 따른, 경사진 구형 파형을 갖는 저 주파수 RF 신호를 정량화하기 위한 다양한 메트릭들을 개념적으로 예시한다.
도 5는 본 개시의 구현 예들에 따른, 블랭킷 웨이퍼 (blanket wafer) 상의 다양한 파형들에 대한 에칭 레이트 대 반경을 개념적으로 도시하는 그래프이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 개시의 구현 예들에 따른, 상이한 파형들을 사용하여 에칭된 피처들에 존재하는 보잉 (bowing) 을 개념적으로 예시한다.
도 7은 일부 실시 예들에 따른, 임피던스 매칭 시스템의 예시적인 전기적 개략도를 도시한다.
도 8은 일부 실시 예들에 따른, 도 2의 제어 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
이하의 기술에서, 본 개시의 실시 예들의 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시의 실시 예들이 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
반도체 웨이퍼 제조를 위한 플라즈마 에칭 시스템들, 예컨대 본 명세서에 기술된 시스템들에서, 반도체 웨이퍼는 반도체 웨이퍼 위에 놓인 플라즈마 생성 영역 내에서 플라즈마를 생성하도록 무선 주파수 (radio frequency; RF) 신호들이 방출되는 전극 상에 포지셔닝되고, 플라즈마는 미리 규정된 (prescribe) 에칭 프로세스로 하여금 반도체 웨이퍼 상에서 발생하게 하도록 제어되는 특성들을 갖는다. 원치 않은 보잉 (bowing) 효과들 없이 고 종횡비 피처들의 개선된 이방성 에칭을 달성하기 위해, 또한 매우 지향성으로 응집성인 고 에너지 이온들이 추구된다. 그러나, 고 전압들이 이러한 고 에너지 이온들을 생성하기 위해 채용되기 때문에, 고 에너지들에서 이러한 좁은 이온 에너지 분포들을 달성하는 것이 어려웠고, 현재까지 산업계는 고 종횡비 에칭의 수직성을 보장하는 데 이상적인 좁은 각도 분포를 갖는 고 에너지 이온들을 제공하는 좁은 이온 에너지 분포를 생성하기 위해 고군분투하고 있다.
도 1은 본 개시의 구현 예들에 따른, 반도체 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 일부를 개념적으로 예시한다. 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 플라즈마 프로세싱이 기판, 예를 들어 일부 구현 예들에서 웨이퍼 (W) 상에서 수행되는 챔버 (101) 를 포함한다. 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) (102) 이 챔버 (101) 내에 배치되고 (dispose) 프로세싱 동안 웨이퍼 (W) 를 지지하도록 구성된다. 보다 구체적으로, ESC (102) 는 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이, 고 주파수 및 저 주파수 RF 전력을 수신하는 일부 실시 예들에서, 알루미늄으로 형성되는, 전극 (109) (도 2에 도시됨) 을 포함할 수 있다. 세라믹 층 (110) (도 2에 도시됨) 이 전극 (109) 의 상단 표면 상에 형성될 수 있고, ESC (102) 의 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 상의 플라즈마 프로세싱 동작들의 수행 동안 웨이퍼 (W) 를 수용하고 지지하도록 구성된다. 일부 구현 예들에서, 세라믹 층 (110), 전극 (109), 및 챔버 (101) 내의 연관된 컴포넌트들이 정전 척 (ESC) (102) 을 규정한다는 (define) 것이 인식될 것이다.
제 1 무선 주파수 (RF) 신호 생성기 (147) (또는 고 주파수 RF 생성기; 예를 들어, 60 ㎒ 이하) 는 임피던스 매칭 시스템 (143) 을 통해 전극 (109) 에 고 주파수 RF 전력을 제공하도록 구성된다. 제 2 RF 신호 생성기 (149) (또는 복수의 개별 저 주파수 RF 생성기들을 포함하는 저 주파수 RF 서브 시스템; 예를 들어 400 ㎑ 이하) 는 임피던스 매칭 시스템 (143) 을 통해 전극 (109) 에 저 주파수 RF 전력을 제공하도록 구성된다. 웨이퍼 위의 프로세스 공간에 도입된 가스 종 내로 RF 전력의 인가는 웨이퍼 프로세싱, 예컨대 에칭을 위해 플라즈마 (180) 를 생성한다.
반응성 이온 에칭 (reactive ion etch; RIE) 을 위한 플라즈마 프로세싱에서, 중요한 과제는 좁은 이온 에너지 분포를 갖는 고 이온 에너지들을 달성하는 방법이다. 고 에너지 이온들의 좁은 분포는 동일한 방향으로 가속된 고 에너지 이온들이 산란을 보다 덜 겪기 때문에, 이온들의 좁은 각도 분포를 제공하기 때문에 바람직하다. 따라서, 좁은 고 에너지 이온 소스는, 이온들이 피처들의 측벽들을 공격할 가능성이 보다 적고 에칭된 피처들 내에서 원치 않은 보잉 (bowing) 을 유발하기 때문에 보다 높은 종횡비 피처들의 에칭을 인에이블하도록 (enable) 보다 지향성 이온들을 제공한다.
상기 관점에서, 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 에 의해 생성된 경사진 구형 파형이 에칭을 위해 고 에너지 이온들의 좁은 분포를 제공할 수 있다는 것이 발견되었다. 경사진 구형 파형을 근사화하기 (approximate) 위해, 본 개시의 구현 예들에 따라, 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 결합될 때 (적어도 대략적으로) 경사진 구형 파형을 제공하도록 구성되는, 각각 개별 RF 신호들을 생성하는, 적어도 3 개의 별개의 저 주파수 RF 생성기들 (151, 153, 및 155) 을 포함할 수 있다. 일부 구현 예들에서, 별개의 저 주파수 RF 생성기들 (151, 153, 및 155) 각각에 의해 생성된 개별 RF 신호들 중 하나 이상은 사인형 RF 신호이다. 게다가, 일부 구현 예들에서, 제 1 저 주파수 RF 생성기 (151) 에 의해 생성된 RF 신호는 기본 주파수로 생성되고, 그리고 제 2 저 주파수 RF 생성기 (153) 및 제 3 저 주파수 RF 생성기 (155) 에 의해 생성된 RF 신호들은 기본 주파수의 고조파들이다. 일부 구현 예들에서, 개별 RF 신호들의 위상들 (phases) 은 경사진 구형 파형의 경사를 조정하도록 조정된다. 예를 들어, 기본 주파수로부터의 고조파 각각의 위상 오프셋이 개별 RF 신호들이 결합될 때 경사진 구형 파형을 제공하도록 구성되도록, 고조파들의 위상들은 기본 주파수에 대해 조정된다. 부가적으로, 다양한 파형들의 가중치들은 또한 목표된 최종 파형 형상을 제공하도록 조정된다.
이하에 더 상세히 기술되지만, 어떠한 특정한 동작 이론에 얽매이지 않고, 경사진 구형 파형의 경사는 ESC (102) 의 세라믹의 전하 (및 일부 스트레이 커패시턴스) 를 보상하도록 구성되고, 이에 따라 이온 에너지 분포 및 이온 각도 분포를 최적화한다고 여겨진다. ESC (102) 의 커패시턴스는 ESC (102) 의 커패시턴스로부터 발생하는 "커패시터의 대전" 효과로 인해, RF 신호 공급 로드 (rod) (137) 에 인가되는 전위와 비교하여 웨이퍼에서 전위를 감소시키는 경향이 있다. 즉, 웨이퍼에 도달하는 인가된 RF로부터의 전위는 ESC 커패시턴스로 인해 파동 사이클 동안 감소된다. 이는 커패시터의 대전이 웨이퍼 상의 전위를 감소시키기 때문에 플라즈마와 웨이퍼 (W) 사이의 전위차로 하여금 미리 결정된 RF 사이클 동안 가변하게 한다. 결과는 보다 많은 중간 에너지 이온들을 갖는 보다 넓고 보다 확산된 이온 에너지 분포의 생성 및 결과적으로 고 종횡비 피처들을 에칭하는 데 도움이 되지 않는 보다 넓은 각도 분포이다.
도 2는 일부 실시 예들에 따른, 반도체 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 통한 수직 단면도를 도시한다. 시스템 (100) 은 벽들 (101A), 상단 부재 (101B), 및 하단 부재 (101C) 에 의해 형성된 챔버 (101) 를 포함한다. 벽들 (101A), 상단 부재 (101B), 및 하단 부재 (101C) 는 집합적으로 챔버 (101) 내에 내부 영역 (103) 을 형성한다. 하단 부재 (101C) 는 배기 포트 (105) 를 포함하고 이를 통해 플라즈마 프로세싱 동작들로부터 배기 가스들이 통과하여 지향된다. 일부 실시 예들에서, 동작 동안, 챔버 (101) 의 내부 영역 (103) 으로부터 프로세스 배기 가스들을 인출하도록 (draw), 터보 펌프 또는 다른 진공 디바이스에 의해, 흡입력이 배기 포트 (105) 에 인가된다. 일부 실시 예들에서, 챔버 (101) 는 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다양한 실시 예들에서, 챔버 (101) 는 본질적으로 충분한 기계적 강도, 용인할 수 있는 열적 성능을 제공하고 챔버 (101) 내에서 플라즈마 프로세싱 동작들 동안 노출되고 인터페이싱하는 다른 재료들과 화학적으로 양립할 수 있는, 특히 스테인리스 스틸과 같은 임의의 재료로 형성될 수 있다. 챔버 (101) 의 적어도 하나의 벽 (101A) 은 반도체 웨이퍼 (W) 가 챔버 (101) 내외로 이송되는 도어 (107) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도어 (107) 는 슬릿 밸브 도어로서 구성된다.
일부 실시 예들에서, 반도체 웨이퍼 (W) 는 제조 절차를 겪는 반도체 웨이퍼이다. 논의의 용이함을 위해, 반도체 웨이퍼 (W) 는 이하 웨이퍼 (W) 로 지칭된다. 그러나, 다양한 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 는 본질적으로 플라즈마-기반 제조 프로세스를 겪는 임의의 타입의 기판일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 실리콘, 사파이어, GaN, GaAs 또는 SiC, 또는 다른 기판 재료들로 형성된 기판일 수 있고, 그리고 유리 패널들/기판들, 금속 포일들, 금속 시트들, 폴리머 재료들, 등을 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 형태, 형상, 및/또는 사이즈가 가변할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 집적 회로 디바이스들이 제작되는 원형-형상 반도체 웨이퍼에 대응할 수도 있다. 다양한 실시 예들에서, 원형-형상 웨이퍼 (W) 는 200 ㎜ (밀리미터), 300 ㎜, 450 ㎜, 또는 또 다른 사이즈의 직경을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 다른 형상들 중에서, 플랫 패널 디스플레이를 위한 직사각형 기판 등과 같은 비-원형 기판에 대응할 수도 있다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 설비 플레이트 (111) 상에 포지셔닝된 전극 (109) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 전극 (109) 및 설비 플레이트 (111) 는 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 전극 (109) 및 설비 플레이트 (111) 는 충분한 기계적 강도를 갖고 양립 가능한 열적 성능 특성 및 화학적 성능 특성을 갖는 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다. 세라믹 층 (110) 이 전극 (109) 의 상단 표면 상에 형성된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층은 전극 (109) 의 상단 표면에 수직으로 측정될 때, 약 1.25 ㎜의 수직 두께를 갖는다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 은 1.25 ㎜보다 보다 크거나 보다 작은 수직 두께를 가질 수 있다. 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 상에서 플라즈마 프로세싱 동작들의 수행 동안 웨이퍼 (W) 를 수용하고 지지하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 의 방사상으로 외부에 위치되는 전극 (109) 의 상단 표면 및 전극 (109) 의 주변 측면들은 세라믹의 스프레이 코팅으로 커버된다.
세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 를 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 홀딩하도록 정전력을 생성하기 위한 하나 이상의 클램프 전극들 (112) 의 배열 (arrangement) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 에 클램핑력 (clamping force) 을 제공하기 위해 바이폴라 (bipolar) 방식으로 동작하는 2 개의 클램프 전극들 (112) 의 배열을 포함한다. 클램프 전극들 (112) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 대고 (against) 웨이퍼 (W) 를 홀딩하도록 제어된 클램핑 전압을 생성하는 DC (direct current) 공급부 (117) 에 연결된다. 전기 와이어들 (119A, 119B) 은 DC 공급부 (117) 와 설비 플레이트 (111) 사이에 연결된다. 전기 와이어들/전도체들은 와이어들 (119A, 119B) 을 클램프 전극들 (112) 에 전기적으로 접속하도록 설비 플레이트 (111) 및 전극 (109) 을 통해 라우팅된다. DC 공급부 (117) 는 하나 이상의 신호 전도체들 (121) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
전극 (109) 은 또한 온도 제어 유체가 전극 (109) 의 온도를 제어하고 결국 웨이퍼 (W) 의 온도를 제어하도록 흐르는 온도 제어 유체 채널들 (123) 의 배열을 포함한다. 온도 제어 유체 채널들 (123) 은 설비 플레이트 (111) 상의 포트들에 배관 연결 (plumb) (유체로 연통 (fluidly connect)) 된다. 온도 제어 유체 공급 라인 및 리턴 라인은 화살표 (126) 로 나타낸 바와 같이 설비 플레이트 (111) 상의 이들 포트들 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 에 연결된다. 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 은 미리 규정된 (prescribe) 웨이퍼 (W) 온도를 획득하고 유지하기 위해 온도 제어 유체의 제어된 플로우를 전극 (109) 을 통해 제공하도록, 다른 디바이스들 중에서, 온도 제어 유체 공급부, 온도 제어 유체 펌프, 및 열 교환기를 포함한다. 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (127) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 다양한 실시 예들에서, 다양한 타입들의 온도 제어 유체, 예컨대 물 또는 냉매 액체/가스가 사용될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 온도 제어 유체 채널들 (123) 은 웨이퍼 (W) 에 걸친 2 차원들 (x 및 y) 에서와 같이, 웨이퍼 (W) 의 온도의 공간적으로 가변하는 제어를 인에이블하도록 구성된다.
세라믹 층 (110) 은 또한 전극 (109) 내의 대응하는 후면 가스 공급 채널들에 유체로 연통된 후면 가스 공급 포트들의 배열 (미도시) 을 포함한다. 전극 (109) 내의 후면 가스 공급 채널들은 전극 (109) 을 통해 전극 (109) 과 설비 플레이트 (111) 사이의 계면으로 라우팅된다. 하나 이상의 후면 가스 공급 라인(들)은 화살표 (130) 로 나타낸 바와 같이 설비 플레이트 (111) 상의 포트들에 그리고 후면 가스 공급 시스템 (129) 에 연결된다. 설비 플레이트 (111) 는 하나 이상의 후면 가스 공급 라인(들)으로부터 전극 (109) 내의 후면 가스 공급 채널들로 후면 가스(들)를 공급하도록 구성된다. 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 세라믹 층 (110) 내의 후면 가스 공급 포트들의 배열을 통해 후면 가스의 제어된 플로우를 제공하기 위해, 다른 디바이스들 중에서, 후면 가스 공급부, 질량 유량 (mass flow) 제어기, 및 플로우 제어 밸브를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 또한 후면 가스의 온도를 제어하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 후면 가스는 헬륨이다. 또한, 일부 실시 예들에서, 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 세라믹 층 (110) 내의 후면 가스 공급 포트들의 배열로 CDA (clean dry air) 를 공급하도록 사용될 수 있다. 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (131) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
3 개의 리프트 핀들 (132) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 대해 웨이퍼 (W) 의 수직 운동을 제공하도록 설비 플레이트 (111), 전극 (109), 및 세라믹 층 (110) 을 통해 연장한다. 일부 실시 예들에서, 리프트 핀들 (132) 의 수직 운동은 설비 플레이트 (111) 에 연결된 각각의 전기 기계 및/또는 공압 리프팅 디바이스 (133) 에 의해 제어된다. 3 개의 리프팅 디바이스들 (133) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (134) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 3 개의 리프트 핀들 (132) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 수직으로 연장하는 전극 (109)/세라믹 층 (110) 의 수직 중심선을 중심으로 실질적으로 동일한 방위각 간격을 갖도록 포지셔닝된다. 리프트 핀들 (132) 은 챔버 (101) 내로 웨이퍼 (W) 를 수용하고 챔버 (101) 로부터 웨이퍼 (W) 를 제거하도록 상승된다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 리프트 핀들 (132) 은 웨이퍼 (W) 의 프로세싱 동안 웨이퍼 (W) 로 하여금 세라믹 층 (110) 의 상단 표면 상에 놓이게 하도록 하강된다.
또한, 다양한 실시 예들에서, 전극 (109), 설비 플레이트 (111), 세라믹 층 (110), 클램프 전극들 (112), 리프트 핀들 (132), 또는 본질적으로 이와 연관된 임의의 다른 컴포넌트 중 특히 온도 측정, 전압 측정, 및 전류 측정을 위한 센서들과 같은 하나 이상의 센서을 포함하도록 장착될 수 있다. 전극 (109), 설비 플레이트 (111), 세라믹 층 (110), 클램프 전극들 (112), 리프트 핀들 (132), 또는 본질적으로 이와 연관된 임의의 다른 컴포넌트 내에 배치된 임의의 센서는 전선, 광섬유, 또는 무선 연결을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
설비 플레이트 (111) 는 세라믹 지지부 (113) 의 개구부 내에 셋팅되고, 세라믹 지지부 (113) 에 의해 지지된다. 세라믹 지지부 (113) 는 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 지지 표면 (114) 상에 포지셔닝된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 지지부 (113) 는, 세라믹 지지부 (113) 가 설비 플레이트 (111) 의 하단 외측 주변 표면이 상부에 놓이는 지지 표면 (116) 또한 제공하면서 설비 플레이트 (111) 의 외측 방사상 둘레를 실질적으로 둘러싸도록 (circumscribe), 실질적으로 환형 형상을 갖는다. 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 는 챔버 (101) 의 벽 (101A) 을 통해 연장한다. 일부 실시 예들에서, 시일링 (seal) 메커니즘 (135) 이 챔버 (101) 의 내부 영역 (103) 의 시일링을 제공하도록 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 위치되는 챔버 (101) 의 벽 (101A) 내에 제공되는 한편, 또한 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 제어된 방식으로 z-방향으로 상향 및 하향으로 이동하게 한다.
캔틸레버 암 어셈블리 (115) 는 다양한 디바이스들, 와이어들, 케이블들 및 튜브가 시스템 (100) 의 동작들을 지지하도록 라우팅되는 개방 영역 (118) 을 갖는다. 캔틸레버 암 어셈블리 내의 개방 영역 (118) 은 챔버 (101) 외부의 대기 조건들, 예를 들어, 공기 조성, 온도, 압력, 및 상대 습도에 노출된다. 또한, RF 신호 공급 로드 (137) 가 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 내부에 포지셔닝된다. 보다 구체적으로, RF 신호 공급 로드 (137) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 가 튜브 (139) 의 내측 벽으로부터 이격되도록 전기적으로 전도성 튜브 (139) 의 내부에 포지셔닝된다. RF 신호 공급 로드 (137) 및 튜브 (139) 의 사이즈들은 가변할 수도 있다. 튜브 (139) 의 내측 벽과 RF 신호 공급 로드 (137) 사이의 튜브 (139) 의 내부 영역은 튜브 (139) 의 전체 길이를 따라 공기에 의해 점유된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 의 외경 (Drod) 및 튜브 (139) 의 내경 (Dtube) 은 관계 ln(Dtube/Drod) ≥ e1을 만족하도록 설정된다.
일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브 (139) 의 길이를 따라, RF 신호 공급 로드 (137) 와 튜브 (139) 의 내측 벽 사이에 실질적으로 균일한 방사상 두께의 공기가 존재하도록 튜브 (139) 내에 실질적으로 센터링된다. 그러나, 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브 (139) 내에 센터링되지 않지만, 튜브 (139) 내의 에어 갭은 튜브 (139) 의 길이를 따라, RF 신호 공급 로드 (137) 와 튜브 (139) 의 내측 벽 사이의 모든 위치들에 존재한다. RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부는 RF 신호 공급 샤프트 (shaft) (141) 의 하부 단부에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부는 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부에 볼트로 고정된다 (bolt). RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부는 설비 플레이트 (111) 의 하단부에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부는 설비 플레이트 (111) 의 하단부에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 및 RF 신호 공급 샤프트 (141) 모두는 구리로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 다른 실시 예들에서, 무선 주파수 신호 공급 로드 (137) 및/또는 무선 주파수 신호 공급 샤프트 (141) 는 무선 주파수 전기 신호들의 송신을 제공하는 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 무선 주파수 신호 공급 로드 (137) 및/또는 무선 주파수 신호 공급 샤프트 (141) 는 무선 주파수 전기 신호들의 송신을 제공하는 전기적으로 전도성 재료 (예컨대 은 또는 또 다른 전기적으로 전도성 재료) 로 코팅된다. 또한, 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 솔리드 로드이다. 그러나, 다른 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브이다. 또한, RF 신호 공급 로드 (137) 와 RF 신호 공급 샤프트 (141) 사이의 연결부를 둘러싸는 영역 (140) 이 공기에 의해 점유된다는 것이 이해되어야 한다.
RF 신호 공급 로드 (137) 의 공급 단부는 임피던스 매칭 시스템 (143) 에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 제 1 RF 신호 생성기 (147) 및 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 에 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (144) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (148) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (150) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 RF 전력이 RF 신호 공급 로드 (137) 를 따라, RF 신호 공급 샤프트 (141) 를 따라, 설비 플레이트 (111) 를 통해, 전극 (109) 을 통해, 그리고 세라믹 층 (110) 위의 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신될 수 있도록, 임피던스 매칭을 제공하도록 사이징되고 (size) 연결된 인덕터들 및 커패시터들의 배열을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 고 주파수 RF 신호 생성기이고, 그리고 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 저 주파수 RF 신호 생성기이다. 일부 구현 예들에서, 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 본 명세서에 기술된 원리들에 따라 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 에 의해 생성되는 저 주파수 RF 신호를 생성하도록 신호들/파형들이 결합되는 3 개 이상의 개별 신호 생성기들을 포함할 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 50 ㎒ (MegaHertz) 로부터 약 70 ㎒로 연장하는 범위 내, 또는 약 54 ㎒ 내지 약 63 ㎒로 연장하는 범위 내, 또는 약 60 ㎒에서 무선 주파수 신호들을 생성한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 5 ㎾ (kiloWatts) 내지 약 25 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 10 ㎾ 내지 약 20 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 15 ㎾ 내지 약 20 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 10 ㎾, 또는 약 16 ㎾의 무선 주파수 전력을 공급한다. 일부 실시 예들에서, 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 약 50 ㎑에서 약 500 ㎑로 연장하는 범위 내, 또는 약 330 ㎑에서 약 440 ㎑로 연장하는 범위 내, 또는 약 400 ㎑에서 RF 신호들을 생성한다. 일부 실시 예들에서, 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 약 15 ㎾ 내지 약 100 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 30 ㎾ 내지 약 50 ㎾로 연장하는 범위, 또는 약 34 ㎾, 또는 약 50 ㎾의 RF 전력을 공급한다. 예시적인 실시 예에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 60 ㎒의 주파수를 갖는 RF 신호들을 생성하도록 설정되고, 그리고 저 주파수 RF 서브 시스템 (149) 은 약 400 ㎑의 주파수를 갖는 RF 신호들을 생성하도록 설정된다.
커플링 링 (161) 은 전극 (109) 의 외측 방사상 주변부 둘레로 연장하도록 구성되고 포지셔닝된다. 일부 실시 예들에서, 커플링 링 (161) 은 세라믹 재료로 형성된다. 석영 링 (163) 은 커플링 링 (161) 및 세라믹 지지부 (113) 모두의 외측 방사상 주변부들 둘레로 연장하도록 구성되고 포지셔닝된다. 일부 실시 예들에서, 커플링 링 (161) 및 석영 링 (163) 은 석영 링 (163) 이 커플링 링 (161) 및 세라믹 지지부 (113) 모두의 둘레에 포지셔닝될 때 실질적으로 정렬된 상단 표면들을 갖도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 커플링 링 (161) 및 석영 링 (163) 의 실질적으로 정렬된 상단 표면들은 전극 (109) 의 상단 표면과 실질적으로 정렬되고, 상기 상단 표면은 세라믹 층 (110) 의 방사상 주변부 외부에 존재한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 커버 링 (165) 은 석영 링 (163) 의 상단 표면의 외측 방사상 주변부 둘레로 연장하도록 구성되고 포지셔닝된다. 일부 실시 예들에서, 커버 링 (165) 은 석영으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 커버 링 (165) 은 석영 링 (163) 의 상단 표면 위로 수직으로 연장하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 커버 링 (165) 은 에지 링 (167) 이 포지셔닝되는 주변 경계를 제공한다.
에지 링 (167) 은 웨이퍼 (W) 의 주변부 근방에서 프로세스 결과들의 개선을 제공하도록 웨이퍼 (W) 의 주변 에지를 넘어 방사상으로 외향으로 플라즈마 시스 (sheath) 의 연장을 용이하게 하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 에지 링 (167) 은 다른 재료들 중에서, 전도성 재료, 예컨대 결정질 실리콘, 다결정 실리콘 (polysilicon), 붕소 도핑된 단결정 실리콘, 알루미늄 옥사이드, 석영, 알루미늄 나이트라이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 카바이드, 또는 알루미늄 옥사이드 층의 상단 상의 실리콘 카바이드 층, 또는 실리콘의 합금, 또는 이들의 조합으로 형성된다. 에지 링 (167) 은 환형 구조체, 예를 들어, 링 형상 구조체로서 형성된다는 것이 이해되어야 한다. 에지 링 (167) 은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에 형성된 플라즈마 (180) 의 이온들에 의해 손상되는 것으로부터 에지 링 (167) 아래에 놓인 컴포넌트들을 차폐하는 것을 포함하여 많은 기능들을 수행할 수 있다. 또한, 에지 링 (167) 은 웨이퍼 (W) 의 외측 주변 영역에서 그리고 웨이퍼 (W) 의 외측 주변 영역을 따라 플라즈마 (180) 의 균일성을 개선한다.
고정된 외측 지지 플랜지 (169) 가 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 에 부착된다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면 둘레, 그리고 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면 둘레, 그리고 커버 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 표면 둘레로 연장하도록 구성된다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 세라믹 지지부 (113), 석영 링 (163), 및 커버 링 (165) 의 어셈블리를 둘러싸는 환형 형상을 갖는다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 수직 부분 및 수평 부분을 포함하는 L-형상 수직 단면을 갖는다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분은 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면에 대고, 그리고 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면에 대고, 그리고 커버 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 표면에 대고 포지셔닝된 내측 수직 표면을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분은 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면의 전체에 걸쳐, 그리고 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면에 걸쳐, 그리고 커버 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 표면에 걸쳐 연장한다. 일부 실시 예들에서, 커버 링 (165) 은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분의 상단 표면 위로 방사상으로 외향으로 연장한다. 그리고, 일부 실시 예들에서, (고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분의 상단 표면 위에 위치된) 커버 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분의 외측 수직 표면에 실질적으로 수직으로 정렬된다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분은 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 지지 표면 (114) 상에 포지셔닝되고 고정된다. 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 알루미늄 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 구리 또는 스테인리스 스틸과 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분은 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 지지 표면 (114) 에 볼트로 고정된다.
관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분의 외측 수직 표면 (169D) 둘레로 연장하고, 그리고 커버 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 둘레로 연장하도록 구성되고 포지셔닝된다. 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수직 부분 및 커버 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 모두를 둘러싸는 환형 형상을 갖는다. 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 수직 부분 및 수평 부분을 포함하는 L-형상 수직 단면을 갖는다. 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수직 부분은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수직 부분의 외측 수직 측면 표면 및 커버 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 모두에 근접하게 포지셔닝되고 모두로부터 이격된 내측 수직 표면을 갖는다. 이러한 방식으로, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수직 부분 및 커버 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 모두를 따라 수직 방향 (z-방향) 으로 이동 가능하다. 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 알루미늄 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 구리 또는 스테인리스 스틸과 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다.
다수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 이 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 사이에, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 모두의 외측 방사상 주변부들 둘레에 연결된다. 예시적인 실시 예에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 이 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 로부터 외향으로 벤딩된다는 (bend) 점에서, "외향 (outward)" 구성을 갖는 것으로 도시된다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 스테인리스 스틸로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 특히, 알루미늄 또는 구리와 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 다수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 외측 방사상 주변부들 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 방식으로 분포된다. 그러나, 전기적으로 전도성인 스트랩들 (173) 의 수는 상이한 실시 예들에서 가변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 약 24 내지 약 80 개로 연장하는 범위 내, 또는 약 36 내지 약 60 개로 연장하는 범위 내, 또는 약 40 내지 약 56 개로 연장하는 범위 내이다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 24 개보다 보다 적다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 80 개보다 보다 많다. 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 의 주변부 둘레의 무선 주파수 신호들에 대한 접지 리턴 경로들에 영향을 주기 때문에, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 웨이퍼 (W) 에 걸친 프로세스 결과들의 균일성에 영향을 줄 수 있다. 또한, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 사이즈는 상이한 실시 예들에서 가변할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분의 상단 표면에 클램프 링 (175) 을 고정함으로써 인가된 클램핑력에 의해 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 을 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 에 고정하는 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 위치들에 포지셔닝된다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 에 클램프 링 (175) 을 고정하는 하나 이상의 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 통해 연장하도록 포지셔닝될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 와 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 및 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 는 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분의 하단 표면에 클램프 링 (177) 을 고정함으로써 인가된 클램핑력에 의해 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 에 연결된다. 대안적으로, 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 제 1 단부 부분은 클램프 링 (177) 에 의해 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 의 수평 부분의 상부 표면에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 을 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 에 고정하는 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 위치들에 포지셔닝된다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 을 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 에 고정하는 하나 이상의 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 통해 연장하도록 포지셔닝될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 와 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 및 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
지지 로드들 (201) 의 세트는 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (169B) 을 통해 수직으로 연장하도록 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 둘레에 포지셔닝된다. 지지 로드들 (201) 의 상부 단부는 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분의 하단 표면과 인게이지하도록 (engage) 구성된다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 각각의 하부 단부는 저항 메커니즘 (203) 과 인게이지된다. 저항 메커니즘 (203) 은 지지 로드 (201) 의 일부 하향 운동을 허용하는 동안, 지지 로드 (201) 의 하향 운동에 저항할 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 저항 메커니즘 (203) 은 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하기 위한 스프링을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 저항 메커니즘 (203) 은 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하기 충분한 스프링 상수를 갖는 재료, 예를 들어, 스프링 및/또는 고무를 포함한다. 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 가 지지 로드들 (201) 의 세트와 인게이지하도록 하향으로 이동함에 따라, 지지 로드들 (201) 의 세트 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 에 상향 힘을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 의 세트는 3 개의 지지 로드들 (201) 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 은 전극 (109) 의 수직 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방위각 간격을 갖도록 포지셔닝된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 은 전극 (109) 의 수직 중심선에 대해 동일하지 않은 방위각 간격을 갖도록 포지셔닝된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 3 개보다 보다 많은 지지 로드들 (201) 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 이 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 를 지지하도록 제공된다.
계속해서 도 2를 참조하면, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 전극 (109) 위에 포지셔닝된 C-슈라우드 부재 (185) 를 더 포함한다. C-슈라우드 부재 (185) 는 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 와 인터페이싱하도록 구성된다. 구체적으로, 시일 (179) 이 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 가 C-슈라우드 부재 (185) 를 향해 상향으로 이동될 때 C-슈라우드 부재 (185) 에 의해 인게이지되도록, 시일 (179) 은 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분의 상단 표면 상에 배치된다. 일부 실시 예들에서, 시일 (179) 은 C-슈라우드 부재 (185) 와 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 사이의 전기 전도를 확립하는 것을 보조하도록 전기적으로 전도성이다. 일부 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 는 폴리실리콘으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 형성될 프로세스들과 화학적으로 양립 가능하고, 충분한 기계적 강도를 갖는 또 다른 타입의 전기적으로 전도성 재료로 형성된다.
C-슈라우드는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 둘레로 연장하고 C-슈라우드 부재 (185) 내에 규정된 영역 내로 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 볼륨의 방사상 연장을 제공하도록 구성된다. C-슈라우드 부재 (185) 는 하부 벽 (185A), 외측 수직 벽 (185B), 및 상부 벽 (185C) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 의 외측 수직 벽 (185B) 및 상부 벽 (185C) 은 중실형 (solid), 천공되지 않은 (non-perforated) 부재들이고, 그리고 C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 은 프로세스 가스들이 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로부터 흐르는 다수의 벤트들 (186) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 (throttle) 부재 (196) 는 벤트들 (186) 을 통한 프로세스 가스의 플로우를 제어하도록 C-슈라우드 부재 (185) 의 벤트들 (186) 아래에 배치된다. 보다 구체적으로, 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 부재 (196) 는 벤트들 (186) 을 통한 프로세스 가스의 플로우를 제어하기 위해 C-슈라우드 부재 (185) 에 대해 z-방향으로 수직으로 위아래로 이동하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 부재 (196) 는 벤트들 (186) 과 인게이지하고 그리고/또는 벤트들 (186) 로 들어가도록 구성된다.
C-슈라우드 부재 (185) 의 상부 벽 (185C) 은 상부 전극 (187A/187B) 을 지지하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 상부 전극 (187A/187B) 은 내측 상부 전극 (187A) 및 외측 상부 전극 (187B) 을 포함한다. 대안적으로, 일부 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 이 존재하고 외측 상부 전극 (187B) 은 존재하지 않고, 내측 상부 전극 (187A) 은 외측 상부 전극 (187B) 에 의해 점유될 위치를 커버하도록 방사상으로 연장한다. 일부 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 은 단결정 실리콘으로 형성되고 외측 상부 전극 (187B) 은 폴리실리콘으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 및 외측 상부 전극 (187B) 은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 수행될 프로세스들과 구조적으로, 화학적으로, 전기적으로, 그리고 기계적으로 양립 가능한 다른 재료들로 형성될 수 있다. 내측 상부 전극 (187A) 은 내측 상부 전극 (187A) 의 전체 수직 두께를 통해 연장하는 홀들로 규정된 다수의 쓰루포트들 (throughports) (197) 을 포함한다. 쓰루포트들 (197) 은 상부 전극 (187A/187B) 위의 플레넘 영역 (188) 으로부터 상부 전극 (187A/187B) 아래의 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로 프로세스 가스(들)의 플로우를 제공하도록, x-y 평면에 대해 내측 상부 전극 (187A) 에 걸쳐 분포된다.
내측 상부 전극 (187A) 에 걸친 쓰루포트들 (197) 의 분포는 상이한 실시 예들에 대해 상이한 방식들로 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 내측 상부 전극 (187A) 내의 쓰루포트들 (197) 의 총 수 및/또는 내측 상부 전극 (187A) 내의 쓰루포트들 (197) 의 공간적 분포는 상이한 실시 예들 사이에서 가변할 수 있다. 또한, 쓰루포트들 (197) 의 직경은 상이한 실시 예들 사이에서 가변할 수 있다. 일반적으로, 쓰루포트들 (197) 의 직경을 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로부터 쓰루포트들 (197) 내로 플라즈마 (180) 의 침입을 방지하기에 충분히 작은 사이즈로 감소시키는 것이 관심사이다. 일부 실시 예들에서, 쓰루포트들 (197) 의 직경이 감소됨에 따라, 내측 상부 전극 (187A) 내 쓰루포트들 (197) 의 총 수는 프로세스 가스 플레넘 영역 (188) 으로부터 내측 상부 전극 (187A) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로의 프로세스 가스(들)의 미리 규정된 전체 플로우 레이트를 유지하도록 증가된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 상부 전극 (187A/187B) 은 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 및/또는 외측 상부 전극 (187B) 은 대응하는 임피던스 매칭 회로를 통해 각각의 DC (direct current) 전기 공급부 또는 각각의 RF 전력 공급부에 전기적으로 접속된다.
플레넘 영역 (188) 은 상부 부재 (189) 에 의해 규정된다. 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 이 플레넘 영역 (188) 과 유체로 연통하도록 (in fluid communication) 챔버 (101) 및 상부 부재 (189) 를 통해 형성된다. 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 은 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 에 유체로 연통 (배관 연결) 된다. 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 화살표 (193) 로 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 을 통해 플레넘 영역 (188) 으로 하나 이상의 프로세스 가스(들)의 제어된 플로우를 제공하기 위해, 다른 디바이스들 중에서, 하나 이상의 프로세스 가스 공급부들, 하나 이상의 질량 유량 제어기(들), 하나 이상의 플로우 제어 밸브(들)를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 또한 프로세스 가스(들)의 온도를 제어하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (194) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
프로세싱 갭 (g1) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면과 내측 상부 전극 (187A) 의 하단 표면 사이에서 측정될 때 수직 (z-방향) 거리로서 규정된다. 프로세싱 갭 (g1) 의 사이즈는 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 를 수직 방향 (z-방향) 으로 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 상향으로 이동함에 따라, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 결국 C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 과 인게이지하고, 이 지점에서 지지 로드들 (201) 의 세트가 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 와 인게이지하고 미리 규정된 프로세싱 갭 (g1) 사이즈가 달성될 때까지 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 는 계속해서 상향으로 이동함에 따라 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 를 따라 이동한다. 이어서, 챔버로부터 웨이퍼 (W) 의 제거를 위한 이 운동을 역전시키기 위해, 관절형 외측 지지 플랜지 (171) 가 C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 으로부터 멀어질 때까지 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 하향으로 이동된다. 다양한 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 의 플라즈마 프로세싱 동안 프로세싱 갭 (g1) 의 사이즈는 약 10 ㎝까지의 범위, 또는 약 8 ㎝까지의 범위, 또는 약 5 ㎝까지의 범위로 제어된다. 도 2는 플라즈마 프로세싱을 위해 세라믹 층 (110) 상에 웨이퍼 (W) 포지션을 갖는 폐쇄된 구성의 시스템 (100) 을 도시한다는 것이 이해되어야 한다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 플라즈마 프로세싱 동작들 동안, 하나 이상의 프로세스 가스(들)는 프로세스 가스 공급 시스템 (191), 플레넘 영역 (188), 및 내측 상부 전극 내의 쓰루포트들 (197) 에 의해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 에 공급된다. 또한, 무선 주파수 신호들은 제 1 무선 주파수 신호 생성기 (147) 및 제 2 무선 주파수 신호 생성기 (149), 임피던스 매칭 시스템 (143), 무선 주파수 신호 공급 로드 (137), 무선 주파수 신호 공급 샤프트 (141), 설비 플레이트 (111), 전극 (109), 그리고 세라믹 층 (110) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신된다. 무선 주파수 신호들은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 프로세스 가스(들)를 플라즈마 (180) 로 변환한다. 플라즈마의 이온들 및/또는 반응성 구성 성분들 (constituents) 은 웨이퍼 (W) 상에 존재하는 특정한 재료(들)의 조성 및/또는 형상의 변화를 유발하도록 웨이퍼 (W) 상의 하나 이상의 재료들과 상호 작용한다. 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로부터의 배기 가스들은 화살표들 (195) 로 나타낸 바와 같이, 배기 포트 (105) 에 인가된 흡입력의 영향 하에 C-슈라우드 부재 (185) 내의 벤트들 (186) 을 통해 그리고 챔버 (101) 내의 내부 영역 (103) 을 통해 배기 포트 (105) 로 흐른다.
다양한 실시 예들에서, 전극 (109) 은 상이한 직경들을 갖도록 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 에지 링 (167) 이 놓이는 전극 (109) 의 표면을 증가시키기 위해, 전극 (109) 의 직경이 연장된다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 겔 (226) 은 에지 링 (167) 의 하단부와 전극 (109) 의 상단부 사이 그리고/또는 에지 링 (167) 의 하단부와 커플링 링 (161) 의 상단부 사이에 배치된다. 이들 실시 예들에서, 전극 (109) 의 증가된 직경은 전도성 겔이 에지 링 (167) 과 전극 (109) 사이에 배치되는 보다 큰 표면적을 제공한다.
관절형 외측 지지 플랜지 (171), 전기적으로 전도성 스트랩들 (173), 및 고정된 외측 지지 플랜지 (169) 의 조합은 전기적으로 기준 접지 전위에 있고, 그리고 집합적으로 전극 (109) 으로부터 세라믹 층 (110) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신된 무선 주파수 신호들에 대한 접지 리턴 경로를 형성한다는 것이 이해되어야 한다. 전극 (109) 의 주변부 둘레의 이 접지 리턴 경로의 방위각 균일성은 웨이퍼 (W) 상의 프로세스 결과들의 균일성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 에 걸친 에칭 레이트의 균일성은 전극 (109) 의 주변부 둘레의 접지 리턴 경로의 방위각 균일성에 의해 영향을 받을 수 있다. 이를 위해, 전극 (109) 의 주변부 둘레의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수, 구성 및 배열이 웨이퍼 (W) 에 걸친 프로세스 결과들의 균일성에 영향을 줄 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
다시 도 2를 참조하면, TES (tunable edge sheath) 시스템은 커플링 링 (161) 내에 배치된 (임베딩된 (embed)) TES 전극 (415) 을 포함하도록 구현된다. TES 시스템은 또한 TES 전극 (415) 과 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된 다수의 TES RF 신호 공급 핀들 (413) 을 포함한다. TES RF 신호 공급 핀 (413) 각각은 세라믹 지지부 (113) 및 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 구조체와 같은 주변 구조체들로부터 TES RF 신호 공급 핀 (413) 을 전기적으로 분리하도록 구성된 대응하는 절연체 피드스루 부재 (insulator feedthrough member) (421) 를 통해 연장한다. 일부 실시 예들에서, O-링들 (417 및 419) 은 절연체 피드스루 부재 (421) 의 내부 영역이 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에 존재하는 임의의 재료들/가스들에 노출되지 않는 것을 보장하도록 배치된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 공급 핀들 (413) 은 특히 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다.
TES RF 신호 공급 핀들 (413) 은 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 내부의 개방 영역 (118) 내로 연장하고, TES RF 신호 공급 핀들 (413) 각각은 대응하는 TES RF 신호 필터 (411) 를 통해 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 에 전기적으로 접속된다. 일부 실시 예들에서, 3 개의 TES RF 신호 공급 핀들 (413) 은 전극 (109) 의 중심선을 중심으로 실질적으로 동일하게 이격된 방위각 포지션들에서 TES 전극 (415) 과 물리적으로 그리고 전기적으로 접속하도록 포지셔닝된다. 그러나, 다른 실시 예들은 TES 전극 (415) 과 물리적 및 전기적 접속에서 3 개보다 보다 많은 TES RF 신호 공급 핀들 (413) 을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 일부 실시 예들은 TES 전극 (415) 과 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된 하나 또는 두 개의 TES RF 신호 공급 핀들 (413) 을 가질 수 있다. TES RF 신호 공급 핀 (413) 각각은 대응하는 TES RF 신호 필터 (411) 에 전기적으로 접속되고, TES RF 신호 필터 (411) 각각은 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 에 전기적으로 접속된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 필터 (411) 각각은 인덕터로서 구성된다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 필터 (411) 각각은 유전체 코어 구조체 둘레에 랩핑된 금속 코일과 같은 코일형 전도체로서 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 금속 코일은 특히 고체 구리 로드, 구리 튜브, 알루미늄 로드, 또는 알루미늄 튜브로 형성될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 필터 (411) 각각은 유도성 구조체 및 용량성 구조체의 조합으로서 구성될 수 있다. 웨이퍼 (W) 에 걸친 플라즈마 프로세싱 결과 균일성을 개선하기 위해, TES RF 신호 필터들 (411) 각각은 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
일부 실시 예들에서, TES RF 신호 공급 전도체 (409) 는 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 와 방위각으로 분산된 TES RF 신호 필터들 (411) 의 물리적 및 전기적 접속을 인에이블하도록 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 내부의 개방 영역 (118) 둘레로 연장하도록, 링-형상 (환형-형상) 구조체로서 형성된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 공급 전도체 (409) 는 중실 (solid) (비-튜브형 (non-tubular)) 구조체로서 형성된다. 대안적으로, 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 공급 전도체 (409) 는 튜브형 구조체로서 형성된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 공급 전도체 (409) 는 특히 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다.
TES RF 신호 공급 전도체 (409) 는 TES RF 공급 케이블 (407) 에 전기적으로 접속된다. 또한, 커패시터 (408) 는 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 와 기준 접지 전위, 예컨대 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 구조체 사이에 연결된다. 보다 구체적으로, 커패시터 (408) 는 TES RF 공급 케이블 (407) 및 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 모두에 전기적으로 접속된 제 1 단자를 갖고, 커패시터 (408) 는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된 제 2 단자를 갖는다. 일부 실시 예들에서, 커패시터 (408) 는 가변 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 커패시터 (408) 는 고정 커패시터이다. 일부 실시 예들에서, 커패시터 (408) 는 약 10 피코 패럿으로부터 약 100 피코 패럿으로 연장하는 범위 내의 커패시턴스를 갖도록 설정된다. TES RF 공급 케이블 (407) 은 TES 임피던스 매칭 시스템 (401) 에 연결된다. TES 임피던스 매칭 시스템 (401) 은 TES RF 신호 생성기 (403) 에 연결된다. TES RF 신호 생성기 (403) 에 의해 생성된 무선 주파수 신호들은 TES 임피던스 매칭 시스템 (401) 을 통해 TES RF 공급 케이블 (407) 로, 이어서 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 로, 이어서 TES RF 신호 필터들 (411) 을 통해 각각의 TES RF 신호 공급 핀들 (413), 그리고 커플링 링 (161) 내의 TES 전극 (415) 으로 송신된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 생성기 (403) 는 약 50 ㎑에서 약 27 ㎒로 연장하는 주파수 범위 내에서 무선 주파수 신호들을 생성하도록 구성되고 동작된다. 일부 실시 예들에서, TES RF 신호 생성기 (403) 는 약 50 W로부터 약 10 ㎾까지 연장하는 범위 내에서 RF 전력을 공급한다. TES RF 신호 생성기 (403) 는 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (405) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
TES 임피던스 매칭 시스템 (401) 은 RF 전력이 TES RF 신호 생성기 (403) 로부터 TES RF 공급 케이블 (407) 을 따라 TES RF 신호 공급 전도체 (409) 를 따라, TES RF 신호 필터들 (411) 을 통해, 각각의 TES RF 신호 공급 핀들 (413) 을 통해, 커플링 링 (161) 내의 TES 전극 (415) 으로, 그리고 에지 링 (167) 위의 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신될 수 있도록 임피던스 매칭을 제공하기 위해 사이징되고 연결된 인덕터들 및 커패시터들의 배열을 포함한다.
커플링 링 (161) 내에 배치된 (임베딩된) TES 전극 (415) 을 통해 무선 주파수 신호들/전력을 송신함으로써, TES 시스템은 웨이퍼 (W) 의 주변 에지 근방에서 플라즈마 (180) 의 특성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 플라즈마 (180) 시스의 형상을 제어함으로써 그리고/또는 사이즈 (시스 두께의 증가 또는 시스 두께의 감소) 를 제어함으로써, 에지 링 (167) 근방의 플라즈마 (180) 시스 특성들을 제어하도록 동작된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 에지 링 (167) 근방의 플라즈마 (180) 시스의 형상을 제어함으로써, 웨이퍼 (W) 위의 벌크 플라즈마 (180) 의 다양한 특성들을 제어하는 것이 가능하다. 또한, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 에지 링 (167) 근방의 플라즈마 (180) 의 밀도를 제어하도록 동작된다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 에지 링 (167) 근방에서 플라즈마 (180) 의 밀도를 상승시키거나 감소시키도록 동작된다. 또한, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 에지 링 (167) 상에 존재하는 바이어스 전압을 제어하도록 동작되고, 이는 결국 에지 링 (167) 근방의 플라즈마 (180) 내에서 이온들 및 다른 대전된 구성 성분들의 운동을 제어하고/영향을 준다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 웨이퍼 (W) 의 에지를 향해 플라즈마 (180) 로부터 보다 많은 이온들을 끌어 당기기 위해 에지 링 (167) 상에 존재하는 바이어스 전압을 제어하도록 동작된다. 그리고, 일부 실시 예들에서, TES 시스템은 웨이퍼 (W) 의 에지로부터 멀어지게 플라즈마 (180) 로부터 이온들을 밀어 내도록 에지 링 (167) 상에 존재하는 바이어스 전압을 제어하도록 동작된다. TES 시스템은 특히, 상기 언급된 것과 같은 다양한 상이한 기능들을 개별적으로 또는 조합하여 수행하도록 동작될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시 예들에서, 커플링 링 (161) 은 특히 석영, 또는 세라믹, 또는 알루미나 (Al2O3), 또는 폴리머와 같은 유전체 재료로 형성된다.
에지 링 (167) 의 하단 표면은 커플링 링 (161) 을 에지 링 (167) 에 열적으로 싱크하도록 (sink) 열적으로 그리고 전기적으로 전도성 겔의 층을 통해 커플링 링 (161) 의 상부 표면에 커플링되는 부분을 갖는다. 또한, 에지 링 (167) 의 하단 표면은 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 겔 층을 통해 전극 (109) 의 상부 표면에 커플링되는 또 다른 부분을 갖는다. 열적 및 전기적 전도성 겔의 예들은 특히 폴리이미드, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 설폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 플루오로에틸렌 프로필렌 코폴리머들 (copolymers), 셀룰로오스, 트리아세테이트들 및 실리콘을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 열적으로 그리고 전기적으로 전도성인 겔은 양면 테이프로서 형성된다. 일부 실시 예들에서, 에지 링 (167) 은 세라믹 층 (110) 의 외경에 근접하도록 사이징된 내경을 갖는다.
다양한 실시 예들에서, TES 전극 (415) 은 특히 백금, 스틸, 알루미늄, 또는 구리와 같은 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 동작 동안, TES 전극 (415) 과 에지 링 (167) 사이에 용량성 커플링 (capacitive coupling) 이 발생하여, 에지 링 (167) 이 웨이퍼 (W) 의 외측 주변부 근방의 웨이퍼 (W) 의 프로세싱에 영향을 주도록 전기적으로 전력 공급된다 (power).
도 3은 본 개시의 구현 예들에 따른, 경사진 구형 파형을 근사화하는 다양한 저 주파수 RF 파형들을 개념적으로 예시한다. 일부 구현 예들에서, 복수의 저 주파수 RF 신호들 (예를 들어, 적어도 3 개의 RF 신호들) 은 적어도 대략 경사진 구형 파형을 생성하도록 결합된다. 예시된 구현 예의 이하의 기술은 본 개시의 원리들을 입증하기 위해 제한 없이 예로서 제공된다. 경사진 구형 파형은 이상적인 구형 파형에서와 같이 0인 경사 (zero slope) 를 갖기보다, 피크 (peak) 부분 및 골 (trough) 부분 (또는 각각 상단 부분 및 하단 부분) 이 0이 아닌 경사를 나타내는 구형 파형으로 이해될 것이다. 일부 구현 예들에서, 본 개시의 원리들에 따라 제공된 주어진 경사진 구형 파형에 대해, 경사진 구형 파형의 피크 부분들은 포지티브/상승 경사를 나타내는 반면, 경사진 구형 파형의 골/하단 부분들은 네거티브/하강 경사를 나타낸다.
예시된 구현 예에서, 3 개의 고조파들은 경사진 구형 파형을 근사화하도록 결합된다. 3 개의 고조파들은 기본 주파수 (제 1 고조파), 제 3 고조파 주파수, 및 제 5 고조파 주파수를 포함한다. 예시된 구현 예에서, 제 1 고조파 대 제 3 고조파 대 제 5 고조파의 전력 비들은 대략 0.8:0.15:0.05이다. 그러나, 다른 구현 예들에서, 전력 비들은 가변할 수 있다. 일부 구현 예들에서, 기본 주파수는 400 ㎑이고, 결과적으로, 제 3 고조파는 1.2 ㎒의 주파수를 갖고, 제 5 고조파는 2 ㎒의 주파수를 갖는다. 그러나, 다른 구현 예들에서, 주파수들은 상이할 수 있다.
순수한 사인형 파형이 신호 (431) 에 의해 예시되고, 다음 방정식으로 나타낼 수 있다 :
Y = sin (φ)
구형 파형은 신호 (433) 로 예시된 제 3 고조파와 제 5 고조파의 합에 의해 근사화되고, 다음 방정식으로 표현된다:
Y = A * sin (φ) + B * sin (3 * φ) + C * (5 * φ),
여기서 A, B 및 C는 합이 1이 되는 (A + B + C = 1) 기본 주파수, 제 3 고조파 및 제 5 고조파의 가중치들 (분수 전력비들) 이다. 예를 들어, 일부 구현 예들에서 (대략) A = 0.8, B = 0.15, 및 C = 0.05이다.
경사진 구형 파형을 달성하기 위해, 고조파들의 위상들은 기본 주파수에 상대적으로 조정된다. 따라서, 경사진 구형 파형들은 다음의 형태의 방정식들로 나타낸 고조파들의 위상 조정에 의해 생성된다:
Y = A * sin (φ) + B * sin (3 * φ - (360 - 3△φ)) + C * (5 * φ - (360 - 5△φ))
여기서 △φ는 각도 단위의 위상 조정 (또는 위상 변화) 이다.
△φ에 대해 상이한 값들을 사용하여 생성된 파형들의 다양한 예들이 예시된 구현 예에서 도시된다. 알 수 있는 바와 같이, △φ가 증가함에 따라, △φ = 0에서 대략 구형 파형으로부터 △φ가 증가함에 따라 증가하는 경사진 구형 파형으로 변화하는, 발생되는 파형의 경사량도 증가한다. 예시된 구현 예에서, 신호들 (435, 437, 439, 441, 443, 및 445) 은 각각 △φ = 6, 9, 12, 15, 20, 및 30 도이고, (대략) A = 0.8, B = 0.15, 그리고 C = 0.05일 때 발생되는 파형들을 보여준다.
특정한 값들이 기술되었지만, 이러한 값들은 본 개시의 원리들을 입증하기 위해 제한 없이 예로서 제공된다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 일부 구현 예들에서, 위상 조정 △φ는 대략 3 내지 15 도; 일부 구현 예들에서, 대략 6 내지 12도; 일부 구현 예들에서, 대략 8 내지 10도의 범위 내에 있다. 일부 구현 예들에서, 가중치 A는 대략 0.7 내지 0.9의 범위이고, 가중치 B는 대략 0.1 내지 0.2의 범위이고, 가중치 C는 대략 0.02 내지 0.1의 범위이다.
상기 기술된 구현 예에서, 3 개의 고조파들은 저 주파수 RF 신호를 형성하기 위해 결합된다. 그러나, 다른 구현 예들에서, 3 개보다 보다 많은 고조파들이 저 주파수 RF 신호를 형성하기 위해 결합될 수 있다. 일반적으로, 보다 많은 수의 고조파들은 구형 파형 및 경사진 구형 파형의 보다 우수한 근사치를 인에이블한다. 더욱이, 홀수 고조파들을 혼합함으로써, 발생되는 파형은 대칭적인 포지티브 절반 및 네거티브 반을 가질 것이다; 한편 홀수 고조파와 짝수 고조파를 혼합함으로써, 파형의 포지티브 절반 및 네거티브 절반의 분포를 변화시키는 것이 가능해진다. 예를 들어, 일부 구현 예들에서, 짝수 고조파와 홀수 고조파는 파형을 제공하도록 혼합되고, 여기서 파형의 포지티브 절반은 짧아지는 한편 파형의 네거티브 절반은 길어진다.
도 4는 본 개시의 구현 예들에 따른, 경사진 구형 파형을 갖는 저 주파수 RF 신호를 정량화하기 위한 다양한 메트릭들을 개념적으로 예시한다. 예시된 구현 예에서, 경사진 구형 파형을 갖는 저 주파수 RF 신호 (451) 가 도시된다. 저 주파수 RF 신호 (451) 의 경사진 구형 파형은 상기 기술된 구현 예들에 따라, 보다 구체적으로, 목표된 파형을 생성하기 위해 사인형 고조파들을 결합함으로써 달성된다.
일 사이클 동안 신호의 총 피크-투-피크 (peak to peak) 전압 강하는 Vpk-pk로 도시된다. 그러나, 파형의 하단 부분 (△t b 동안) 이 ESC의 커패시턴스의 대전을 보상한다고 여겨지기 때문에, 최대 이온 에너지는 전압 강하 Vdrop로 도시되는 대략 최초의 상부 피크로부터 제 1 중간 피크로의 전압 강하에 의해 결정된다. (순수한 (이상적인) 사인형 파형 및 구형 (비-경사진) 파형에 대해, Vpk-pk = Vdrop이고, 별개의 하단 경사가 없다는 것이 인식될 것이다.)
생성된 중간 이온 에너지들의 양은 Vdrop에 요구되는 시간의 양의 함수인, 최초 상부 피크와 제 1 중간 피크 사이의 전압들이 제공되는 정도에 의해 대체로 결정된다. 즉, 중간 이온 에너지의 양에 대한 근사화 메트릭은 Vdrop/△t s 로 표현되는 최초 전압 강하의 경사이다. 경사 Vdrop/△t s 가 보다 가파르면, 보다 적은 중간 이온 에너지들이 생성될 것인 반면, 경사가 보다 얕을수록 보다 많은 중간 이온 에너지들이 생성될 것이다.
신호의 하단 부분은 ESC의 커패시턴스의 대전을 보상하는 것으로 여겨지는 경사를 나타내고, 따라서 전압 강하 Vbottom을 나타낸다. 따라서 하단 부분의 경사, Vbottom/△t b 는 파형에 의해 생성된 전하 보상의 정도를 나타낸다.
기술된 바와 같이, 그러나 동작의 특정한 이론에 얽매이지 않고, ESC의 커패시턴스의 대전은 웨이퍼에서 측정될 때 시간이 흐름에 따라 감소를 나타내도록 RF 로드에 인가된 편평한/일정한 전위를 유발한다. 따라서, 예를 들어, RF 신호 공급 로드 (137) 에 인가된 구형파의 편평한 하단 부분은 웨이퍼에 도달하는 RF 신호의 전위가 ESC 커패시턴스의 대전으로 인해 RF 사이클 동안 감소함에 따라 웨이퍼에서 감소하는 전위를 생성할 것이다. 이 효과를 보상하기 위해, RF 신호 (451) 의 하단 부분의 경사는 RF 신호 사이클의 이 부분 동안 웨이퍼에서 발생되는 전위가 거의 일정하게 유지되도록, 시간 △t b 에 걸쳐 RF 신호 공급 로드 (137) 에 인가된 전위를 증가시키도록 구성된다. RF 신호의 하단 부분의 경사가 웨이퍼 표면에 이러한 일정한 전위를 제공하도록 최적으로 튜닝될 때, 이온 에너지 분포 함수는 이온들이 웨이퍼 표면과 플라즈마 사이에 지속된 실질적으로 일정한 전위차에 의해 가속화됨에 따라 고 이온 에너지들에서 좁은 분포를 제공하도록 보다 잘 최적화된다.
따라서, 파형의 경사진 구형 형상이 "커패시터의 대전" 효과를 보상하여, 예를 들어 하나는 높고, 하나는 낮고, 중간 에너지들은 실질적으로 없는, 주로 2 개의 기본 피크들을 갖는 최적화된 이온 에너지 분포 함수 (optimized ion energy distribution function; IEDF) 를 인에이블하는 웨이퍼 상의 편평한 전위를 제공하는 것으로 여겨진다. 최적화된 IEDF를 사용하면, 중간 이온 에너지들 대신, 대부분의 이온들이 고 에너지에서 추진되기 때문에, 각도 분포 함수는 또한 훨씬 보다 타이트해지고, 그리고 고 에너지 이온들은 산란하는 경향이 보다 적기 때문에 각도 분포 함수는 보다 고 이온 에너지들에서 보다 좁아진다. 좁은 이온 에너지 분포 함수를 사용하면, 이온들이 보다 지향성이고 에칭된 피처들의 하부에 보다 많이 부딪힐 것이기 때문에, 보다 적은 이온들이 에칭 동안 측벽들에 부딪힐 것이다. 따라서, IEDF를 최적화함으로써, 보다 집중된 각도 분포 함수가 달성되고, 고 종횡비 피처들의 개선된 에칭의 수직성을 인에이블하는 보다 우수한 지향성 에칭이 더 달성된다.
상기에 따라, 기본 저 주파수 RF 파형을 사인 형상으로부터 구형 형상으로 변화시키도록 고조파들이 추가될 수 있다. 이어서 위상 변화들의 부가는 파형을 구형 형상으로부터 경사진 구형 형상으로 변화시키도록 구현될 수 있다.
도 5는 본 개시의 구현 예들에 따른, 블랭킷 웨이퍼 상의 다양한 파형들에 대한 에칭 레이트 대 반경을 개념적으로 도시하는 그래프이다. 곡선 (501) 은 단순한 사인형 파형에 대한 에칭 레이트를 예시하는 한편, 곡선 (503) 은 구형 파형에 대한 에칭 레이트를 예시한다. 도시된 바와 같이, 사인형 파형은 가장 낮은 에칭 레이트를 제공하지만, 구형 파형은 상승된 에칭 레이트를 제공한다.
에칭 레이트는 최적화된 경사진 구형 파형에 대한 결과들을 도시하는 곡선 (505) 에 의해 입증된 바와 같이, 경사를 조정함으로써 더 상승될 수 있다. 척의 커패시턴스에 대한 보상을 제공하고 이에 따라 최적화된 IEDF를 제공하도록 경사가 조정되기 때문에 이는 가장 높은 에칭 레이트를 달성한다.
그러나, 경사의 너무 큰 조정은 곡선 (505) 의 경사보다 보다 큰 경사를 갖는 경사진 구형 파형에 대한 결과들을 도시하는, 곡선 (507) 에 의해 입증된 바와 같이, 에칭 레이트를 낮출 수 있다. 이 경우, 너무 큰 경사는 곡선 (503) 에 의해 도시된 구형 파형의 결과들보다 보다 낮도록 에칭 레이트 결과들을 감소시킨다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 개시의 구현 예들에 따른, 상이한 파형들을 사용하여 에칭된 피처들에 존재하는 보잉을 개념적으로 예시한다. 상술된 바와 같이, 웨이퍼에서 전위를 감소시키는 경향이 있는 커패시턴스 대전을 보상하도록 파형을 최적화함으로써, 우세한 고 에너지 이온들을 갖는 보다 좁은 IEDF를 달성하는 것이 가능하다. 이는 이온들이 산란하고 피처들의 측벽들을 에칭할 (측벽들의 원치 않은 "보잉"을 생성하는) 가능성이 보다 적기 때문에, 이온들의 개선된 지향성을 제공한다. 따라서, 고 종횡비 피처들을 에칭하는 데 중요한 개선된 이방성 에칭이 달성된다. 일부 구현 예들에서, 고 종횡비 피처들은 대략 25:1 이상의 깊이-대-폭 종횡비를 갖는 피처들로서 규정된다. 일부 구현 예들에서, 고 종횡비는 30, 40, 50, 또는 60:1 이상으로 규정된다.
도 6a는 사인-형상 저 주파수 RF 파형을 사용하여 에칭된 피처들을 도시하는 웨이퍼의 일부의 단면을 개념적으로 예시한다. 도시된 바와 같이, 피처들 (600) 은 상당한 수의 중간 에너지 이온들이 생성되도록, IEDF가 최적화되지 않기 때문에 측벽들 (602) 의 보잉을 나타낸다. 이는 이온들의 각도 분포로 하여금 보다 확산되게 하고 도시된 바와 같이 보잉을 생성한다.
도 6b는 (경사 없이) 구형-형상 저 주파수 RF 파형을 사용하여 에칭된 피처들을 도시하는 웨이퍼의 일부의 단면을 개념적으로 예시한다. 도시된 바와 같이, 피처들 (604) 은 사인-형상 파형을 갖는 경우보다 훨씬 보다 큰 측벽들 (606) 의 보잉을 나타낸다. 상기 기술된 바와 같이, 구형-형상 파형은 사인-형상 파형의 에칭 레이트보다 증가된 에칭 레이트를 제공하지만, 구형-형상 파형은 ESC의 커패시턴스의 대전을 보상하지 않고, 실제로 에칭된 피처들의 보잉을 악화시킨다.
도 6c는 경사진 구형-형상 저 주파수 RF 파형을 사용하여 에칭된 피처들을 도시하는 웨이퍼의 일부의 단면을 개념적으로 예시한다. 보다 구체적으로, 구형-형상 파형의 경사는 ESC의 커패시턴스의 대전을 보상하도록 튜닝되어, 훨씬 보다 집중된 고 에너지 IEDF, 및 보다 좁은 이온 각도 분포를 제공한다. 그 결과, 피처들 (608) 은 사인-형상 파형 시나리오 및 구형-형상 파형 시나리오 중 어느 하나와 비교하여 측벽들 (610) 의 상당히 감소된 보잉을 나타낸다.
일반적으로 말하면, 본 개시의 구현 예들은 ESC의 커패시턴스를 보상할 수 있는 최적화된 저 주파수 RF 파형을 제공하는 것이다. 파형의 다양한 파라미터들은 또한 최적화된 IEDF를 달성하기 위해 조합하여 중요하다는 것이 인식되어야 한다.
일반적으로, 적어도 3 개의 상이한 저 주파수 파형들이 생성되고 구형파를 생성하기 위해 결합되고, 그리고 파형들의 위상들은 경사진 구형 파형 (sloped square wave shape) 을 달성하기 위해 구형파의 경사를 조정하도록 서로에 대해 조정된다. 일부 구현 예들에서, 활용된 주파수들은 기본 주파수 및 적어도 2 개의 기본 고조파들로 구성된다. 최적화된 형상을 달성하기 위해, 좁은 이온 각도 분포 함수 및 고 종횡비 피처들의 개선된 에칭의 수직성을 달성하도록, 적어도 3 개의 주파수들 및 적절한 위상 관계가 구현된다.
일부 구현 예들에서, 3 개보다 보다 많은 (예를 들어, 4, 5, 6, 등) 의 상이한 주파수들이 결합된다.
일부 구현 예들에서, 기본 주파수 및 홀수 또는 짝수 고조파들의 조합, 또는 이들의 혼합들을 포함하여, 상이한 주파수들이 결합된다.
좁은 IEDF를 갖는 이온 소스를 획득하는 것은 다른 애플리케이션들보다 상당히 보다 높은 전압이 요구되기 때문에 고 종횡비 에칭과 같은 애플리케이션들에 대해 어려웠다. 전압은 기본 주파수의 가중치 및 고조파들의 가중치에 종속되고, 따라서 기본 주파수의 가중치 및 고조파들의 가중치는 본 개시의 구현 예들에 따라 고 전압을 제공하도록 튜닝된다는 것이 인식될 것이다.
일부 구현 예들에서, 전압은 기본 주파수가 최종 RF 신호의 최고 전압을 대체로 결정하도록 플라즈마에 기본 전압들을 생성하는 제 1 기본 주파수에 크게 종속된다. 일반적으로, 일부 구현 예들에서, 주어진 전력 출력에 대해, 주파수는 전압에 역상관되어, 보다 낮은 주파수들은 보다 높은 전압들을 제공하고, 보다 높은 주파수들은 보다 낮은 전압들을 제공한다. 예를 들어, 약 15 ㎾의 전력 출력 및 약 400 ㎑의 기본 주파수로, 약 10 내지 11㎸ 피크-투-피크 범위의 전압들이 달성된다.
선택된 기본 주파수로부터 이어서, 논의된 바와 같이, 고조파들의 가중치들 및 위상들은 전체 파형의 형상을 최적화하도록 튜닝될 수 있다.
주파수 및 파형 형상 모두가 좁은 IEDF를 달성하기 위해 중요하다는 것이 인식될 것이다. 이온 각도 분포에 대해 플라즈마 시스의 이온들이 가속화되는 방식에 종속한다. 플라즈마 시스가 특정한 폭을 갖고, 이온들이 특정한 속도들을 갖기 때문에, 이들은 상이한 주파수들에 상이하게 응답할 수도 있다. 따라서 최적의 좁은 IEDF를 달성하는 것은 어렵고 주파수 및 파형 형상의 조합에 종속된다.
도 7은 일부 실시 예들에 따른, 임피던스 매칭 시스템의 예시적인 전기적 개략도를 도시한다. 본 개시의 구현 예들에 따른 임피던스 매칭 시스템 (143) 의 컴포넌트가 도시된다. 도시된 바와 같이, 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 본 개시의 구현 예들에 따라 기술된 바와 같이 실질적으로 또는 대략 경사진 구형 파형을 생성하기 위해 결합된, RF 신호 생성기들 (151, 153, 및 155) 로부터 별도로 생성된 RF 신호들을 핸들링하도록 구성된다.
본 개시에 기술된 임의의 방법들은 제어 시스템 (120) 에 의해 자동으로 실행되도록 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시 예들에서, 본 개시의 구현 예들에 따라 저 주파수 RF 신호를 생성하기 위한 파라미터들은 사용자 인터페이스를 통해 편집 가능하다.
도 8은 일부 실시 예들에 따른, 도 2의 제어 시스템 (120) 의 예시적인 개략도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에서 수행된 반도체 제조 프로세스를 제어하기 위한 프로세스 제어기로서 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 프로세서 (1401), 저장 하드웨어 유닛 (HU) (1403) (예를 들어, 메모리), 입력 HU (1405), 출력 HU (1407), 입력/출력 (I/O) 인터페이스 (1409), I/O 인터페이스 (1411), NIC (network interface controller) (1413), 및 데이터 통신 버스 (1415) 를 포함한다. 프로세서 (1401), 저장 HU (1403), 입력 HU (1405), 출력 HU (1407), I/O 인터페이스 (1409), I/O 인터페이스 (1411), 및 NIC (1413) 는 데이터 통신 버스 (1415) 에 의해 서로 데이터 통신한다. 입력 HU (1405) 는 다수의 외부 디바이스들로부터 데이터 통신을 수신하도록 구성된다. 입력 HU (1405) 의 예들은 데이터 획득 시스템, 데이터 획득 카드, 등을 포함한다. 출력 HU (1407) 는 다수의 외부 디바이스들로 데이터를 송신하도록 구성된다. 출력 HU (1407) 의 일 예는 디바이스 제어기이다. NIC (1413) 의 예들은 네트워크 인터페이스 카드, 네트워크 어댑터, 등을 포함한다. I/O 인터페이스들 (1409 및 1411) 각각은 I/O 인터페이스에 커플링된 상이한 하드웨어 유닛들 사이의 호환성을 제공하도록 규정된다. 예를 들어, I/O 인터페이스 (1409) 는 입력 HU (1405) 로부터 수신된 신호를 데이터 통신 버스 (1415) 와 호환 가능한 형태, 진폭, 및/또는 속도로 변환하도록 규정될 수 있다. 또한, I/O 인터페이스 (1409) 는 데이터 통신 버스 (1415) 로부터 수신된 신호를 출력 HU (1407) 와 호환 가능한 형태, 진폭, 및/또는 속도로 변환하도록 규정될 수 있다. 다양한 동작들이 제어 시스템 (120) 의 프로세서 (1401) 에 의해 수행되는 것으로 본 명세서에 기술되지만, 일부 실시 예들에서 다양한 동작들이 제어 시스템 (120) 의 복수의 프로세서들에 의해 그리고/또는 제어 시스템 (120) 과 데이터 통신하는 데이터 내의 복수의 컴퓨팅 시스템들의 복수의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 센싱된 값들에 부분적으로 기초하여 다양한 웨이퍼 제조 시스템들의 디바이스들을 제어하도록 채용된다. 예를 들어, 제어 시스템 (120) 은 센싱된 값들 및 다른 제어 파라미터들에 기초하여 밸브들 (1417), 필터 히터들 (1419), 웨이퍼 지지 구조체 히터들 (1421), 펌프들 (1423), 및 기타 디바이스들 (1425) 중 하나 이상을 제어할 수도 있다. 밸브들 (1417) 은 후면 가스 공급 시스템 (129), 프로세스 가스 공급 시스템 (191), 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 의 제어와 연관된 밸브들을 포함할 수 있다. 제어 시스템 (120) 은 예를 들면, 압력 마노미터들 (1427), 플로우 미터들 (1429), 온도 센서들 (1431), 및/또는 기타 센서들 (1433), 예를 들어, 전압 센서들, 전류 센서들, 등으로부터 센싱된 값들을 수신한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 웨이퍼 (W) 상에서 플라즈마 프로세싱 동작들의 수행 동안 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내 프로세스 조건들을 제어하도록 채용될 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (120) 은 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 으로부터 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 에 공급된 프로세스 가스(들)의 타입 및 양들을 제어할 수 있다. 또한, 제어 시스템 (120) 은 제 1 무선 주파수 신호 생성기 (147), 저 주파수 RF 서브 시스템 (149), 임피던스 매칭 시스템 (143), TES 무선 주파수 신호 생성기 (403), 및 TES 임피던스 매칭 시스템 (401) 의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어 시스템 (120) 은 클램핑 전극(들) (112) 을 위한 DC 공급부 (117) 의 동작을 제어할 수 있다. 제어 시스템 (120) 은 또한 리프트 핀들 (132) 을 위한 리프팅 디바이스들 (133) 의 동작 및 도어 (107) 의 동작을 제어할 수 있다. 제어 시스템 (120) 은 또한 후면 가스 공급 시스템 (129) 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 의 동작을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 수직 운동을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 배기 포트 (105) 에서 흡입을 제어하는 펌프 및 쓰로틀 부재 (196) 의 동작을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 TES 시스템 (1000) 의 홀드-다운 로드들 (911) 의 홀드-다운 제어 메커니즘들 (913) 의 동작을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 TES 시스템 (1000) 의 온도 프로브로부터 입력을 수신한다. 제어 시스템 (120) 은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내 임의의 기능을 프로그래밍 및/또는 수동 제어를 위해 제공하도록 장착된다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 프로세스 타이밍, 프로세스 가스 전달 시스템 온도, 및 압력 차들, 밸브 포지션들, 프로세스 가스들의 혼합물, 프로세스 가스 플로우 레이트, 후면 냉각 가스 플로우 레이트, 챔버 압력, 챔버 온도, 웨이퍼 지지 구조체 온도 (웨이퍼 온도), RF 전력 레벨들, RF 주파수들, RF 펄싱, 임피던스 매칭 시스템 (143) 설정들, 캔틸레버 암 어셈블리 포지션, 바이어스 전력, 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들의 세트들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하도록 구성된다. 제어 시스템 (120) 과 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장된 다른 컴퓨터 프로그램들이 일부 실시 예들에서 채용될 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 과 연관된 사용자 인터페이스가 있다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 (1435) (예를 들어, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 디스플레이 스크린 및/또는 그래픽 소프트웨어 디스플레이들), 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들 (1437) 을 포함한다.
제어 시스템 (120) 의 동작을 지시하기 위한 소프트웨어는 많은 상이한 방식들로 설계되거나 구성될 수도 있다. 프로세스 시퀀스로 다양한 웨이퍼 제조 프로세스들을 실행하도록 제어 시스템 (120) 의 동작을 지시하기 위한 컴퓨터 프로그램들은 임의의 종래의 컴퓨터 판독 가능 프로그래밍 언어, 예를 들어, 어셈블리 언어, C, C ++, Pascal, Fortran 또는 다른 언어들로 작성될 수 있다. 컴파일링된 객체 코드 또는 스크립트는 프로그램에서 식별된 태스크들을 수행하도록 프로세서 (1401) 에 의해 실행된다. 제어 시스템 (120) 은 예를 들어, 필터 압력 차들, 프로세스 가스 조성 및 플로우 레이트들, 후면 냉각 가스 조성 및 플로우 레이트들, 온도, 압력과 같은 프로세스 조건들, 특히, RF 전력 레벨들 및 RF 주파수들, 바이어스 전압, 냉각 가스/유체 압력, 및 챔버 벽 온도, 등과 같은 플라즈마 조건들과 관련된 다양한 프로세스 제어 파라미터들을 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 웨이퍼 제조 프로세스 동안 모니터링될 수도 있는 센서들의 예들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 질량 유량 제어 모듈들, 압력 센서들, 예컨대 압력 마노미터들 (1427) 및 온도 센서들 (1431) 을 포함한다. 적절하게 프로그래밍된 피드백 및 제어 알고리즘들은 목표된 프로세스 조건들을 유지하기 위해 하나 이상의 프로세스 제어 파라미터들을 제어/조정하도록 이들 센서들로부터의 데이터와 함께 사용될 수도 있다.
일부 구현 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 보다 넓은 제조 제어 시스템의 일부이다. 이러한 제조 제어 시스템들은, 웨이퍼 프로세싱을 위한 프로세싱 툴들, 챔버들, 및/또는 플랫폼들, 및/또는 웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등과 같은 특정 프로세싱 컴포넌트들을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 제조 제어 시스템들은 웨이퍼의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치와 통합될 수도 있다. 제어 시스템 (120) 은 제조 제어 시스템의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있다. 제어 시스템 (120) 은, 웨이퍼 프로세싱 요건들에 따라, 프로세싱 가스들의 전달, 후면 냉각 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, 포지션 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, 제어 시스템 (120) 은 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 웨이퍼 프로세싱 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는, 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 (digital signal processors; 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 시스템 (100) 내에서 웨이퍼 (W) 상에서 특정한 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어 시스템 (120) 에 전달되는 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.
제어 시스템 (120) 은, 일부 구현 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 과 통합되거나, 시스템 (100) 에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템 (100) 에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합인 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (120) 은 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 허용할 수 있는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부의 "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, 시스템 (100) 으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 시스템 (100) 에 프로세스 레시피들을 제공할 수 있다.
원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템 (100) 으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상기 기술된 바와 같이, 제어 시스템 (120) 은 예를 들어, 함께 네트워킹되고 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은 공통 목적을 향해 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 상에 수행된 프로세스를 제어하도록 조합되는, 원격으로 (예컨대, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 제어 시스템 (120) 과 인터페이싱할 수 있는 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 (spin-rinse) 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 제작 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, 제어 시스템 (120) 은, 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.
본 명세서에 기술된 실시 예들은 또한 휴대형 하드웨어 유닛들, 마이크로프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 가전제품들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들과 함께 구현될 수도 있다. 본 명세서에 기술된 실시 예들은 또한 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 하드웨어 유닛들에 의해 태스크들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시 예, 특히 제어 시스템 (120) 과 연관된 실시 예들은 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현된 동작들을 채용할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이들 동작들은 물리량들의 물리적인 조작을 필요로 하는 것들이다. 실시 예들의 일부를 형성하는 본 명세서에 기술된 임의의 동작들은 유용한 머신 동작들이다. 실시 예들은 또한 이들 동작들을 수행하기 위한 하드웨어 유닛 또는 장치와 관련된다. 장치는 특수 목적 컴퓨터를 위해 특별히 구성될 수도 있다. 특수 목적 컴퓨터로서 규정될 때, 컴퓨터는 또한 특수 목적의 일부가 아닌 다른 프로세싱, 프로그램 실행 또는 루틴들을 수행할 수 있지만, 여전히 특수 목적을 위해 동작할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 동작들은 컴퓨터 메모리, 캐시에 저장되거나 네트워크를 통해 획득된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성된 범용 컴퓨터에 의해 프로세싱될 수도 있다. 데이터가 네트워크를 통해 획득될 때, 데이터는 네트워크 상의 다른 컴퓨터들, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스들의 클라우드에 의해 프로세싱될 수도 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체 상의 컴퓨터 판독 가능 코드로서 인스턴스화된 (instantiated) 프로세스 제어 인스트럭션들을 통해 구현될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 하드웨어 유닛이고, 이는 그 후에 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 하드 드라이브들, NAS (Network Attached Storage), ROM, RAM, CD-ROM들, CD-R들 (CD-recordables), CD-RW들 (CD-rewritables), 자기 테이프들, 및 기타 광학 및 비 광학 데이터 저장 하드웨어 유닛들을 포함한다. 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 코드가 분산된 방식으로 저장되고 실행되도록 네트워크-커플링된 컴퓨터 시스템을 통해 분산된 컴퓨터 판독 가능 유형의 매체를 포함할 수 있다.
전술한 개시가 이해의 명확성의 목적들을 위해 일부 상세를 포함하지만, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 실시 예로부터의 하나 이상의 특징들은 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시 예의 하나 이상의 특징들과 결합될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 실시 예들은 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 청구된 것은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 개시된 실시 예들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 플라즈마 프로세스 챔버에서 무선 주파수 (radio frequency; RF) 전력을 인가하는 방법에 있어서,
    제 1 RF 신호를 생성하는 단계;
    제 2 RF 신호를 생성하는 단계;
    제 3 RF 신호를 생성하는 단계;
    결합된 RF 신호를 생성하도록 상기 제 1 RF 신호, 상기 제 2 RF 신호 및 상기 제 3 RF 신호를 결합하는 단계로서, 상기 결합된 RF 신호의 파형은 경사진 구형 파형 (sloped square wave shape) 을 근사화하도록 (approximate) 구성되는, 상기 결합 단계; 및
    상기 결합된 RF 신호를 플라즈마 프로세스 챔버의 척에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 RF 신호, 상기 제 2 RF 신호, 및 상기 제 3 RF 신호는 상이한 주파수들로 생성되는, RF 전력 인가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RF 신호는 기본 주파수로 생성되고;
    상기 제 2 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 1 미리 규정된 (predefine) 고조파 주파수로 생성되고;
    상기 제 3 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 2 미리 규정된 고조파 주파수로 생성되는, RF 전력 인가 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 미리 규정된 고조파 주파수 또는 상기 제 2 미리 규정된 고조파 주파수는 상기 기본 주파수의 짝수 또는 홀수 고조파인, RF 전력 인가 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 신호를 생성하는 단계는 상기 제 1 RF 신호의 위상 (phase) 에 대해 상기 제 2 RF 신호의 위상을 조정하는 단계를 포함하고;
    상기 제 3 RF 신호를 생성하는 단계는 상기 제 1 RF 신호의 상기 위상에 대해 상기 제 3 RF 신호의 위상을 조정하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 제 2 RF 신호의 상기 위상을 조정하는 단계 및 상기 제 3 RF 신호의 상기 위상을 조정하는 단계는 상기 결합된 RF 신호의 상기 파형의 경사량을 조정하는, RF 전력 인가 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 척에 의해 지지된 웨이퍼에 도달하는 상기 결합된 RF 신호가 비-경사진 구형 파형을 근사화하는 파형을 갖도록, 상기 척의 커패시턴스를 보상하도록 구성되는, RF 전력 인가 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 결합된 RF 신호의 상기 인가에 의해 플라즈마로부터 지향된 이온들의 이온 에너지 분포 함수를 집중시키도록 구성되는, RF 전력 인가 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이온 에너지 분포 함수의 상기 집중은 상기 이온들의 지향성을 증가시키고 그리고 상기 이온들에 의해 에칭된 피처들의 보잉 (bowing) 을 감소시키는, RF 전력 인가 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 파형의 피크 (peak) 부분들이 포지티브 경사를 나타내고 그리고 상기 파형의 골 (trough) 부분들이 네거티브 경사를 나타내도록 구성되는, RF 전력 인가 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 에칭 동안 고 종횡비 피처들의 수직성을 보장하도록 구성되는, RF 전력 인가 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 RF 신호는 약 50 내지 500 ㎑ 범위의 주파수로 생성되는, RF 전력 인가 방법.
  11. 플라즈마 프로세스 챔버에서 RF 전력을 인가하기 위한 시스템에 있어서,
    제 1 RF 신호를 생성하는 제 1 생성기;
    제 2 RF 신호를 생성하는 제 2 생성기; 및
    제 3 RF 신호를 생성하는 제 3 생성기를 포함하고;
    상기 제 1 RF 신호, 상기 제 2 RF 신호, 및 상기 제 3 RF 신호는 상이한 주파수들로 생성되고;
    상기 제 1 RF 신호, 상기 제 2 RF 신호 및 상기 제 3 RF 신호는 결합된 RF 신호를 생성하도록 결합되고, 상기 결합된 RF 신호의 파형은 경사진 구형 파형을 근사화하도록 구성되고; 그리고
    상기 결합된 RF 신호는 플라즈마 프로세스 챔버 내의 척에 인가되도록 구성되는, RF 전력 인가 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 RF 신호는 기본 주파수로 생성되고;
    상기 제 2 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 1 미리 규정된 고조파 주파수로 생성되고;
    상기 제 3 RF 신호는 상기 기본 주파수의 제 2 미리 규정된 고조파 주파수로 생성되는, RF 전력 인가 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 미리 규정된 고조파 주파수 또는 상기 제 2 미리 규정된 고조파 주파수는 상기 기본 주파수의 짝수 또는 홀수 고조파인, RF 전력 인가 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 RF 신호는 상기 제 1 RF 신호의 위상에 대해 상기 제 2 RF 신호의 위상을 조정함으로써 생성되고;
    상기 제 3 RF 신호는 상기 제 1 RF 신호의 상기 위상에 대해 상기 제 3 RF 신호의 위상을 조정함으로써 생성되고; 그리고
    상기 제 2 RF 신호의 상기 위상 및 상기 제 3 RF 신호의 상기 위상의 조정은 상기 결합된 RF 신호의 상기 파형의 경사량을 조정하는, RF 전력 인가 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 척에 의해 지지된 웨이퍼에 도달하는 상기 결합된 RF 신호가 비-경사진 구형 파형을 근사화하는 파형을 갖도록, 상기 척의 커패시턴스를 보상하도록 구성되는, RF 전력 인가 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 결합된 RF 신호의 상기 인가에 의해 플라즈마로부터 지향된 이온들의 이온 에너지 분포 함수를 집중시키도록 구성되는, RF 전력 인가 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이온 에너지 분포 함수의 상기 집중은 상기 이온들의 지향성을 증가시키고 상기 이온들에 의해 에칭된 피처들의 보잉을 감소시키는, RF 전력 인가 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 상기 파형의 피크 부분들이 포지티브 경사를 나타내고 그리고 상기 파형의 골 부분들이 네거티브 경사를 나타내도록 구성되는, RF 전력 인가 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호의 상기 파형은 에칭 동안 고 종횡비 피처들의 수직성을 보장하도록 구성되는, RF 전력 인가 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 RF 신호는 약 50 내지 500 ㎑ 범위의 주파수로 생성되는, RF 전력 인가 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합된 RF 신호를 생성하기 위해 상기 제 1 RF 신호, 상기 제 2 RF 신호 및 상기 제 3 RF 신호를 결합하는 임피던스 매칭 시스템을 더 포함하는, RF 전력 인가 시스템.
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