KR20230091151A - 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법 - Google Patents

반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법을 제공한다. 상기 디바이스는 상부 전극 어셈블리, 공정 챔버 및 전력 조정 어셈블리를 포함한다. 공정 챔버에는 웨이퍼를 운반하는 데 사용되는 척이 설치된다. 여기에서, 상부 전극 어셈블리는 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하는 데 사용된다. 전력 조정 어셈블리는 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 차이값이 소정 임계값보다 크면, 차이값에 따라 차이값이 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다. 본 발명에서 제공하는 반도체 공정 디바이스는 공정 챔버 내 플라즈마 밀도를 보다 정확하게 제어할 수 있으므로, 상이한 공정 챔버 간의 공정 일관성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법
본 발명은 반도체 공정 디바이스 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정의 급성장함에 따라, 소자 성능과 집적도에 대한 요구 수준이 갈수록 높아지면서, 플라즈마 기술이 광범위하게 적용되고 있다. 플라즈마 에칭 또는 증착 시스템에서는 진공 반응 챔버 내에 염소(Cl2), 육불화황(SF6), 옥타플루오로시클로부탄(C4F8), 산소(O2) 등과 같은 다양한 반응 가스를 도입하고, 외부 전자기장(직류 또는 교류)을 이용하여 가스 원자 내 속박된 전자가 포텐셜 웰을 벗어나 자유 전자가 되도록 한다. 이를 통해 운동 에너지를 얻은 자유 전자는 다시 분자, 원자 또는 이온과 충돌하여 가스를 완전히 해리시켜 플라즈마를 형성한다. 플라즈마에는 대량의 전자, 이온(양이온 및 음이온 포함), 여기된 원자, 분자 및 자유 라디칼 등 활성 입자가 포함되어 있다. 이러한 활성 입자는 캐비티에 배치되고 플라즈마에 노출되는 웨이퍼 표면과 상호 작용하여 웨이퍼 재료 표면에 다양한 물리적, 화학적 반응을 일으킨다. 따라서 재료 표면 특성을 변화시켜 에칭 또는 기타 공정 프로세스를 완료한다. 반도체 제조 공정용 플라즈마 디바이스의 연구 및 개발에 있어서 가장 중요한 요인은 생산능력을 향상시키기 용이한 웨이퍼에 대한 가공 능력, 및 고집적 소자 제조를 위한 공정을 실행하는 능력이다.
집적 회로의 피처 크기가 지속 감소함에 따라 가공 공정에 대한 요건도 점점 더 까다로워지고 있다. 그 중 가장 중요한 요건은 에칭 제품의 일관성 문제이다. 공정 과정에서 동일 모델 기계 중 모든 챔버의 공정 결과 일관성에 대해 엄격한 요건을 적용하여, 각 챔버의 일관성 문제로 인한 공정 리스크를 방지해야 한다. 따라서 상이한 챔버 간 엄격한 과정을 제어함으로써 공정 결과의 일관성을 구현할 필요가 있다.
그러나 종래의 반도체 공정 디바이스는 상이한 공정 챔버 간의 일관성이 비교적 떨어진다. 또한 상이한 공정 챔버에 생성되는 플라즈마 밀도 간에 해소하기 어려운 차이가 있어, 제품 품질이 불안정하다.
본 발명의 목적은 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법을 제공함으로써, 공정 챔버 내 플라즈마 밀도를 보다 정확하게 제어하여, 상이한 공정 챔버 간의 공정 일관성을 향상시키는 데에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 여기에는 상부 전극 어셈블리, 공정 챔버 및 전력 조정 어셈블리가 포함된다. 상기 공정 챔버에는 웨이퍼를 운반하는 데 사용되는 척이 설치된다.
상기 상부 전극 어셈블리는 상기 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성한다.
상기 전력 조정 어셈블리는 상기 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 전력 조정 어셈블리는 전압 비교기 및 전압 센서를 포함한다.
상기 전압 센서는 상기 척 상표면의 상기 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값을 상기 전압 비교기에 전송하는 데 사용된다.
상기 전압 비교기는 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 큰 경우, 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값을 비교하여, 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 낮으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시키고; 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 높으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시키고; 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 전압 비교기가 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값의 차이값과 양의 상관 관계를 갖는다.
선택적으로, 상기 전압 비교기는 상기 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계에 따라, 상기 차이값에 대응하는 상기 조절폭을 결정하고, 상기 조절폭에 따라 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계는 하기 구간을 포함한다.
제1 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 크거나 같다.
제2 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 작다.
제3 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 작다.
제4 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 1%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 작다.
여기에서, 상기 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 상기 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크다. 상기 제2 조절폭은 상기 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크다. 상기 제3 조절폭은 상기 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 크다.
선택적으로, 상기 제1 조절폭은 50W보다 크거나 같다. 상기 제2 조절폭은 20W보다 크거나 같다. 상기 제3 조절폭은 5W보다 크거나 같다. 상기 제4 조절폭은 1W보다 크거나 같다.
선택적으로, 상기 소정 임계값은 상기 목표 바이어스 전압값의 1%이다.
선택적으로, 상기 척의 상표면이 세라믹 재료층인 경우, 상기 전압 센서는 상기 세라믹 재료층의 RF 전압을 실시간으로 검출하고, 소정의 대응 관계에 따라 상기 RF 전압을 상기 바이어스 전압값으로 변환하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 척의 상표면이 세라믹 재료층의 상표면인 경우, 상기 전압 센서는 상기 세라믹 재료층의 RF 전압값을 실시간으로 검출하고, 소정의 상기 RF 전압값과 상기 바이어스 전압값의 대응 관계에 따라 상기 RF 전압값을 상기 바이어스 전압값으로 변환하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 척의 상표면이 금속층의 상표면인 경우, 상기 전압 센서는 상기 금속층의 상표면의 직류 전압을 실시간으로 검출하는 데 사용된다. 상기 직류 전압이 바로 상기 바이어스 전압값이다.
다른 기술적 해결책으로서, 본 발명은 본 발명에 따른 반도체 공정 디바이스에 적용되는 전력 제어 방법을 더 제공한다. 상기 전력 제어 방법은 하기 단계를 포함한다.
상기 상부 전극 어셈블리가 상기 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성한 후, 상기 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출한다.
상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산한다. 또한 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절한다.
선택적으로, 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 상기 단계는 하기 단계를 포함한다.
상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산한다. 또한 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 큰 경우, 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값을 비교하여, 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 낮으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시키고, 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 높으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시킨다. 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지한다.
선택적으로, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값의 차이값과 양의 상관 관계를 갖는다.
선택적으로, 상기 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계에 따라, 상기 차이값에 대응하는 상기 조절폭을 결정한다. 또한 상기 조절폭에 따라 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절한다.
선택적으로, 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계는 하기 구간을 포함한다.
제1 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 크거나 같다.
제2 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 작다.
제3 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 작다.
제4 차이값 구간: 상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 1%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 작다.
여기에서, 상기 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 상기 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크다. 상기 제2 조절폭은 상기 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크다. 상기 제3 조절폭은 상기 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 크다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법의 기술적 해결책에 있어서, 전력 조정 어셈블리는 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출할 수 있다. 또한 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산할 수 있다. 또한 상기 차이값이 소정 임계값을 초과하는지 여부를 판단하여 현재 공정 챔버 내 플라즈마의 밀도가 정상인지 여부를 결정한다. 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면 해당 차이값에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 자동으로 조절한다. 이처럼, 본 발명의 실시예는 바이어스 전압값을 검출하여 플라즈마의 밀도 상태를 특성화하고, 실시간으로 피드백하여 조절한다. 이를 통해 반도체 공정 중 플라즈마 밀도를 정확하게 제어하며, 코일, 유전체 윈도우 등 하드웨어 불일치로 인한 차이를 보상하여, 상이한 공정 챔버 간의 공정 일관성을 향상시킬 수 있다.
첨부 도면은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것으로 명세서의 일부분을 구성한다. 이하의 구체적인 실시방식을 함께 참조하여 본 발명을 해석하나 이는 본 발명을 제한하지 않는다. 첨부 도면은 하기와 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시방식을 상세하게 설명한다. 본원에 설명된 구체적인 실시방식은 본 발명을 설명하고 해석하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하지 않음에 유의한다.
본 발명의 발명자는 연구를 통해 다음과 같은 사실을 발견하였다. 즉, 종래의 반도체 공정 디바이스에서 공정 챔버 일관성이 떨어지는 주요 원인은, 종래의 반도체 공정 디바이스 중 상이한 공정 챔버의 코일, 유전체 윈도우 등 하드웨어 간에 존재하는 차이 때문이다. 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 디바이스의 경우, 통상적으로 플라즈마 방전의 RF 매개변수를 제어함으로써 코일에 흐르는 RF 전류 크기를 간접적으로 제어한다. 그러나 플라즈마 임피던스의 비선형 특징, 및 코일의 가공, 장착 등 불확실성 영향으로 인해, 코일에 흐르는 RF 전류 크기와 전원에 의해 인가된 RF 전력이 일대일 대응 관계가 아닐 수 있다. 상이한 공정 챔버 사이에서는, 전원에 의해 인가된 RF 전력이 동일하더라도, 코일 상의 전류가 완전히 일치하지 않을 수도 있다. 이는 전원에 의해 인가된 RF 전력을 제어하여 코일 전류를 변경하는 조절 방안으로도, 플라즈마 매개변수의 일관성과 공정의 반복성을 보장하기 어렵게 만든다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 여기에는 상부 전극 어셈블리, 공정 챔버(6) 및 전력 조정 어셈블리가 포함된다. 상기 공정 챔버(6)에는 웨이퍼를 운반하기 위한 척(9)(정적 척, Echuck일 수도 있음)이 설치된다.
여기에서, 상부 전극 어셈블리는 공정 챔버(6) 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하는 데 사용된다. 전력 조정 어셈블리는 척(9) 상표면의 바이어스 전압값(예를 들어 직류 바이어서, DC Bias)을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하며, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다.
본 발명의 발명자는 연구를 통해 척(9) 상표면의 바이어스 전압값은 해당 척(9) 상방 플라즈마(10)의 밀도(구체적으로 플라즈마(10) 내의 이온 밀도)를 실시간으로 정확하게 반영할 수 있음을 발견하였다. 구체적으로, 푸아송 방정식에 따라 플라즈마 시스 전압
Figure pct00001
의 시간 변화에 따른 표현식을 다음과 같이 얻을 수 있다.
Figure pct00002
여기에서 I0는 척(9) 상의 하부 전극이 수신한 RF 전류 진폭값이다.
Figure pct00003
는 유전 상수이다. e는 전자 전하이다.
Figure pct00004
는 하부 전극이 수신한 RF 신호의 각주파수이다. n은 플라즈마(10)의 밀도이다(구체적으로 이온 밀도). A는 하부 전극의 극판 면적이다. 상기 표현식에서 알 수 있듯이, 하부 RF 전류 진폭값(I0), 각주파수(
Figure pct00005
), 극판 면적(A)가 모두 변하지 않는 경우, 플라즈마 시스 전압(
Figure pct00006
)과 플라즈마의 밀도(n)(및 상부 전극(5)의 커플링 전력)는 반비례한다.
시스 전압(
Figure pct00007
)은 척(9) 상표면의 바이어스 전압값과 직접적인 관계가 있으며 변화 추세가 동일하다. 따라서 척(9) 상표면의 바이어스 전압값만 실시간으로 검출하면, 해당 바이어스 전압값에 따라 플라즈마의 밀도(n)가 정상 범위에 있는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예는 상부 전극 어셈블리의 구조를 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 상부 전극 어셈블리는 RF 전원(1) 및 상부 전극(5)을 포함할 수 있다. 상부 전극(5)은 예를 들어 코일이다. 전력 조정 어셈블리는 RF 전원(1)의 전력(즉, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값) 조절을 통해, 상부 전극(5) 상의 전류 크기를 변경하여, 플라즈마 밀도를 제어한다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에 있어서, 전력 조정 어셈블리는 척(9) 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출할 수 있다. 또한 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산할 수 있다. 또한 상기 차이값이 소정 임계값을 초과하는지 여부를 판단하여 현재 공정 챔버 내 플라즈마의 밀도가 정상인지 여부를 결정한다. 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면 해당 차이값에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 자동으로 조절한다. 이처럼, 본 발명의 실시예는 바이어스 전압값을 검출하여 플라즈마의 밀도 상태를 특성화하고, 실시간으로 피드백하여 조절한다. 이를 통해 반도체 공정 중 플라즈마 밀도를 정확하게 제어하며, 코일, 유전체 윈도우 등 하드웨어 불일치로 인한 차이를 보상하여, 상이한 공정 챔버 간의 공정 일관성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에서는 전력 조정 어셈블리가 직접 플라즈마(10)의 밀도(n)에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 실시간으로 조절한다. 따라서 공정 챔버 중 다른 구조가 플라즈마의 밀도에 영향을 미치는 것을 고려할 필요가 없다. 예를 들어, 하부 전극 전력이 변하지 않는 경우, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하여 플라즈마의 밀도(n)를 변경할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 공정 챔버(6)에 장착된 절연 및 비절연의 척 구조에 적용될 수 있다. 또한 13.56MHz 및 기타 주파수의 ICP RF 플라즈마 소스에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 전력 조정 어셈블리가 상기 차이값에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 어떻게 조절하는지를 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 선택적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전력 조정 어셈블리는 전압 비교기(12) 및 전압 센서(131)를 포함할 수 있다.
전압 센서(131)는 척(9) 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값을 전압 비교기(12)에 전송하는 데 사용된다.
전압 비교기(12)는 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값(V0)의 차이값을 계산하고, 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값(V0)을 비교하며, 상기 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값(V0)보다 낮으면(즉, 플라즈마(10)의 밀도(n)가 소정 표준보다 높음), 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시켜, 플라즈마(10)의 밀도(n)를 낮추고; 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값(V0)보다 높으면(즉, 플라즈마(10)의 이온 밀도(n)가 소정 표준보다 낮음), 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시켜, 플라즈마(10)의 밀도(n)를 높이는 데 사용된다.
전압 검출에 정밀도 오차가 존재함을 고려하여, 상기 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값(V0)에 근접할 때 빈번한 조정을 방지하기 위해, 바람직하게는, 전압 비교기(12)는 상기 차이값이 소정 임계값보다 작거나 같으면, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지시킨다.
상기 소정 임계값은 목표 바이어스 전압값(V0) 부근의 허용되는 정밀도 범위일 수 있다. 즉, 소정 임계값은 V0±△Vth의 △Vth이다. 본 발명의 실시예는 소정 임계값(△Vth)의 크기를 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 선택적으로, 소정 임계값(△Vth)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 1%일 수 있다. 즉, 전압 비교기(12)는 바이어스 전압값가 (1±1%)V0 구간 내에 있을 때, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지한다.
상부 전극 어셈블리의 전력 조절 효율을 향상시키기 위해, 바람직하게는, 상기 전력 조정 어셈블리가 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값(V0) 사이의 차이값(△V)과 양의 상관 관계를 갖는다. 따라서 차이값(△V)이 비교적 크면(즉, 플라즈마(10)의 밀도(n)와 소정 표준 차이가 비교적 큰 경우), 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 더욱 큰 폭으로 조절하여 조절 효율을 향상시킬 수 있다.
계산 단계를 단순화하고, 조절 효율을 더욱 향상시키기 위해, 바람직하게는, 전압 비교기(12)는 상기 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 차이값 구간과 조절폭의 대응 관계에 따라, 차이값에 대응하는 조절폭을 결정하고, 상기 조절폭에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예는 차이값 구간을 어떻게 나눌 것인가를 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 통사의 기술자가 이해하기 용이하도록, 본 발명의 선택적 실시방식으로서, 상술한 차이값 구간과 조절폭의 대응 관계는 하기 구간을 포함한다.
제1 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 50%보다 크거나 같다. 즉, |△V|≥50%×V0이다.
제2 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 20%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 50%보다 작다. 즉, 20%×V0≤|△V|＜50%×V0이다.
제3 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 5%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 20%보다 작다. 즉, 5%×V0≤|△V|＜20%×V0이다.
제4 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 1%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 5%보다 작다. 즉, 1%×V0≤|△V|＜5%×V0이다.
여기에서, 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크다. 제2 조절폭은 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크다. 제3 조절폭은 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 크다.
본 발명의 실시예는 각각의 차이값 구간에 대응하는 소정 조절폭(즉, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값의 조절 길이 △P)을 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 선택적 실시방식으로서, 제1 조절폭은 50W보다 크거나 같고, 제2 조절폭은 20W보다 크거나 같다. 제3 조절폭은 5W보다 크거나 같고, 제4 조절폭은 1W보다 크거나 같다.
선택적으로, 전압 비교기(12)는 차이값이 상기 제1 차이값 구간에 있을 때, 50W의 길이에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하고; 차이값이 상기 제2 차이값 구간에 있을 때, 20W의 길이에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하고; 차이값이 상기 제3 차이값 구간에 있을 때, 5W의 길이에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하고; 차이값이 상기 제4 차이값 구간에 있을 때, 1W의 길이에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예는 상기 반도체 공정 디바이스의 다른 구조는 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, RF 전원(1)은 매처(2)를 통해 전력을 상부 전극(5)(커플링 코일일 수 있음) 상에 인가한다. 공정 가스는 석영 유전체 윈도우(7) 상에 장착된 노즐(11)을 통해 공정 챔버(6)에 유입된다(공정 챔버 중의 라이닝 및 포커스 링 등 관련 부재는 모두 미표시). 동시에 상부 전극(5) 상의 RF 에너지는 유전체 윈도우(7)를 통해 공정 챔버(6)에 커플링되어, 플라즈마(10)를 생성하며, 웨이퍼(8)에 작용한다. 웨이퍼(8)는 척(9) 상에 놓는다. 바이어스 RF 전원(4)은 매처(3)를 통해 RF 에너지를 척(9) 바닥부에 위치한 RF 구리 기둥 상에 인가한다. 따라서 RF 필드를 제공하고, RF 바이어스를 생성하며, 웨이퍼 표면에 이온 가속 시스를 형성하며 웨이퍼(8) 에칭을 수행한다.
선택적으로, 도 1에 도시된 바와 같이는 아날로그-디지털 변환기(132)를 더 포함한다. 여기에서 전압 센서(131)는 척(9) 상의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 검출된 바이어스 전압값을 아날로그 신호 형태로 아날로그-디지털 변환기(132)에 출력하는 데 사용된다. 아날로그-디지털 변환기(132)는 아날로그-디지털 변환 기능을 구비한다. 이는 전압 센서 (131)가 아날로그 신호 형태로 전송한 바이어스 전압값을 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 전압 비교기(12)에 전송하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예는 척(9)의 구조적 유형을 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 선택적 실시방식으로서, 척(9)의 상표면이 세라믹 재료층의 상표면인 경우, 전압 센서(131)는 RF 전압 센서일 수 있다. 이는 세라믹 재료층의 RF 전압값을 실시간으로 검출하고, 소정의 RF 전압값과 바이어스 전압값의 대응 관계에 따라 RF 전압값을 바이어스 전압값으로 변환하는 데 사용된다.
구체적으로, 상기 RF 전압 센서는 척 상표면에서 가장 가까운 RF 전압 신호(Vpp)를 실시간으로 검출하여, 웨이퍼 상방의 바이어스 전압값을 특성화하는 데 사용한다. 아날로그-디지털 변환기(132)는 상기 RF 전압 센서에 의해 수집된 RF 신호를 검출 전압 정보로 변환하고, 검출 전압 신호를 전압 비교기(12)에 전송하는 데 사용된다.
본 발명의 선택적 실시방식으로서, 척(9)의 상표면이 금속층의 상표면인 경우, 전압 센서(131)는 직류 전압 센서일 수 있으며, 금속층의 직류 전압값을 실시간으로 검출하는 데 사용된다. 상기 직류 전압값이 바로 바이어스 전압값이다. 이에 상응하도록, 아날로그-디지털 변환기(132)는 상기 직류 전압 센서에 의해 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 전압 비교기(12)에 전송하는 데 사용된다.
다른 기술적 해결책으로서, 본 발명은 본 발명에 따른 반도체 공정 디바이스에 적용되는 전력 제어 방법을 더 제공한다. 상기 전력 제어 방법은 하기 단계를 포함한다.
S1. 상부 전극 어셈블리가 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성한 후, 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출한다.
S2. 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산한다. 또한 차이값이 소정 임계값보다 크면, 차이값에 따라 차이값이 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절한다.
본 발명의 실시예는 상기 차이값에 따라 직접 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 실시간으로 조절할 수 있다. 이는 공정 챔버의 다른 구조가 플라즈마 밀도에 미치는 영향을 고려할 필요가 없다. 예를 들어, 하부 전극 전력이 변하지 않는 경우, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절함으로써 플라즈마의 밀도를 변경할 수 있다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 상기 단계 S2는 구체적으로 하기 단계를 포함한다.
바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산한다. 또한 상기 차이값이 소정 임계값보다 큰 경우, 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값을 비교하여, 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값보다 낮으면, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시키고, 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값보다 높으면, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시킨다. 차이값이 소정 임계값보다 작거나 같은 경우, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지한다. 이러한 방식으로, 전압 검출에 정밀도 오차가 존재하여 바이어스 전압값이 목표 바이어스 전압값에 근접할 때 발생하는 빈번한 조정을 방지할 수 있다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값과 양의 상관 관계를 갖는다. 다시 말해, 차이값이 비교적 큰 경우(즉, 플라즈마의 밀도와 소정 표준 차이가 비교적 큰 경우), 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 보다 크게 조절하여, 상부 전극 어셈블리의 전력 조절 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 선택적 실시예에 있어서, 계산 단계를 단순화하고, 조절 효율을 더욱 향상시키기 위해, 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 차이값 구간과 조절폭의 대응 관계에 따라, 차이값에 대응하는 조절폭을 결정할 수 있다. 또한 상기 조절폭에 따라 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절한다.
예를 들어, 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계는 구체적으로 하기 구간을 포함한다.
제1 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 50%보다 크거나 같다. 즉, |△V|≥50%×V0이다.
제2 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 20%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 50%보다 작다. 즉, 20%×V0≤|△V|＜50%×V0이다.
제3 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 5%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 20%보다 작다. 즉, 5%×V0≤|△V|＜20%×V0이다.
제4 차이값 구간: 상기 차이값(|△V|)은 목표 바이어스 전압값(V0)의 1%보다 크거나 같고, 목표 바이어스 전압값(V0)의 5%보다 작다. 즉, 1%×V0≤|△V|＜5%×V0이다.
여기에서, 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크다. 제2 조절폭은 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크다. 제3 조절폭은 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 크다.
본 발명에서 제공하는 전력 제어 방법은, 바이어스 전압값을 검출하여 플라즈마의 밀도 상태를 특성화하고, 실시간으로 피드백하여 조절한다. 이를 통해 반도체 공정 중 플라즈마 밀도를 정확하게 제어하며, 코일, 유전체 윈도우 등 하드웨어 불일치로 인한 차이를 보상하여, 상이한 공정 챔버 간의 공정 일관성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 개선을 진행할 수 있다. 이러한 수정 및 개선은 본 발명의 보호 범위로 간주된다.

Claims (15)

  1. 반도체 공정 디바이스에 있어서,
    상부 전극 어셈블리, 공정 챔버 및 전력 조정 어셈블리를 포함하고, 상기 공정 챔버에는 웨이퍼를 운반하는 데 사용되는 척이 설치되고,
    상기 상부 전극 어셈블리는 상기 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하는 데 사용되고,
    상기 전력 조정 어셈블리는 상기 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 조정 어셈블리는 전압 비교기 및 전압 센서를 포함하고,
    상기 전압 센서는 상기 척 상표면의 상기 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하고, 상기 바이어스 전압값을 상기 전압 비교기에 전송하는 데 사용되고,
    상기 전압 비교기는 상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 큰 경우, 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값을 비교하여, 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 낮으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시키고; 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 높으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시키고; 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 비교기가 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값의 차이값과 양의 상관 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압 비교기는 상기 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계에 따라, 상기 차이값에 대응하는 상기 조절폭을 결정하고, 상기 조절폭에 따라 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계는,
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 크거나 같은 제1 차이값 구간;
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 작은 제2 차이값 구간;
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 작은 제3 차이값 구간; 및
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 1%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 작은 제4 차이값 구간을 포함하고,
    상기 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 상기 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크고, 상기 제2 조절폭은 상기 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크고, 상기 제3 조절폭은 상기 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 조절폭은 50W보다 크거나 같고, 상기 제2 조절폭은 20W보다 크거나 같고, 상기 제3 조절폭은 5W보다 크거나 같고, 상기 제4 조절폭은 1W보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 임계값은 상기 목표 바이어스 전압값의 1%인 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척의 상표면이 세라믹 재료층의 상표면인 경우, 상기 전압 센서는 상기 세라믹 재료층의 RF 전압값을 실시간으로 검출하고, 소정의 상기 RF 전압값과 상기 바이어스 전압값의 대응 관계에 따라 상기 RF 전압값을 상기 바이어스 전압값으로 변환하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척의 상표면이 금속층의 상표면인 경우, 상기 전압 센서는 상기 금속층의 상표면의 직류 전압을 실시간으로 검출하는 데 사용되고, 상기 직류 전압이 바로 상기 바이어스 전압값인 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  10. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 조정 어셈블리는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 전압 센서가 아날로그 신호로 전송한 상기 바이어스 전압값을 디지털 신호로 변환하여, 상기 전압 비교기에 전송하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 반도체 공정 디바이스에 적용되는 전력 제어 방법에 있어서,
    상기 전력 제어 방법은,
    상기 상부 전극 어셈블리가 상기 공정 챔버 내의 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성한 후, 상기 척 상표면의 바이어스 전압값을 실시간으로 검출하는 단계; 및
    상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 소정 임계값보다 크면, 상기 차이값에 따라 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같을 때까지 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 상기 단계는,
    상기 바이어스 전압값과 목표 바이어스 전압값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 큰 경우, 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값을 비교하여, 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 낮으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 감소시키고; 상기 바이어스 전압값이 상기 목표 바이어스 전압값보다 높으면, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 증가시키고; 상기 차이값이 상기 소정 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값이 변하지 않도록 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 조절폭은 상기 바이어스 전압값과 상기 목표 바이어스 전압값의 차이값과 양의 상관 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차이값에 대응하는 차이값 구간, 및 소정의 상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계에 따라, 상기 차이값에 대응하는 상기 조절폭을 결정하고, 상기 조절폭에 따라 상기 상부 전극 어셈블리의 출력 전력값을 조절하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차이값 구간과 상기 조절폭의 대응 관계는,
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 크거나 같은 제1 차이값 구간;
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 50%보다 작은 제2 차이값 구간;
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 20%보다 작은 제3 차이값 구간; 및
    상기 차이값이 상기 목표 바이어스 전압값의 1%보다 크거나 같고, 상기 목표 바이어스 전압값의 5%보다 작은 제4 차이값 구간을 포함하고,
    상기 제1 차이값 구간에 대응하는 제1 조절폭은 상기 제2 차이값 구간에 대응하는 제2 조절폭보다 크고, 상기 제2 조절폭은 상기 제3 차이값 구간에 대응하는 제3 조절폭보다 크고, 상기 제3 조절폭은 상기 제4 차이값 구간에 대응하는 제4 조절폭보다 큰 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
KR1020237017163A 2020-11-27 2021-11-25 반도체 공정 디바이스 및 전력 제어 방법 KR20230091151A (ko)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112530773B (zh) * 2020-11-27 2023-11-14 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备
CN112908861B (zh) * 2021-01-25 2022-03-08 长鑫存储技术有限公司 半导体结构的制造方法及半导体结构
CN113113282B (zh) * 2021-04-01 2023-11-14 北京北方华创微电子装备有限公司 上电极电源功率调节方法、半导体工艺设备
CN113539776B (zh) * 2021-07-06 2022-10-21 北京北方华创微电子装备有限公司 射频电源的校准方法、半导体工艺方法及设备
CN114914147A (zh) * 2022-05-07 2022-08-16 北京北方华创微电子装备有限公司 一种工艺腔室及平行度的检测方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001024221A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-05 Lam Research Corporation Voltage control sensor and control interface for radio frequency power regulation in a plasma reactor
TWI264043B (en) * 2002-10-01 2006-10-11 Tokyo Electron Ltd Method and system for analyzing data from a plasma process
US20050031796A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for controlling spatial distribution of RF power and plasma density
US7740737B2 (en) * 2004-06-21 2010-06-22 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
JP4773079B2 (ja) * 2004-11-26 2011-09-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置の制御方法
US7683289B2 (en) * 2005-12-16 2010-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling plasma density profile
CN102024658B (zh) * 2009-09-22 2012-09-05 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子体处理设备及方法
US9412670B2 (en) * 2013-05-23 2016-08-09 Lam Research Corporation System, method and apparatus for RF power compensation in plasma etch chamber
US9761414B2 (en) * 2015-10-08 2017-09-12 Lam Research Corporation Uniformity control circuit for use within an impedance matching circuit
CN106702335B (zh) * 2015-11-13 2019-08-23 北京北方华创微电子装备有限公司 下电极及半导体加工设备
CN107665800B (zh) * 2016-07-28 2019-06-07 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种用于等离子处理器的射频电源控制装置及其控制方法
CN109119317B (zh) * 2017-06-23 2020-11-10 北京北方华创微电子装备有限公司 一种偏压调制方法、偏压调制系统和等离子体处理设备
CN109961997B (zh) * 2017-12-22 2021-11-16 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其直流偏置电压控制方法
CN109961998B (zh) * 2017-12-22 2021-06-08 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及基于聚焦环厚度监测的控制方法
CN108364845B (zh) * 2018-03-20 2020-05-05 武汉华星光电技术有限公司 一种干法刻蚀设备
US10607815B2 (en) * 2018-06-29 2020-03-31 Applied Materials, Inc. Methods and apparatuses for plasma chamber matching and fault identification
US10672589B2 (en) * 2018-10-10 2020-06-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and control method
US10879052B2 (en) * 2018-11-21 2020-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Plasma processing apparatus and manufacturing method using the same
KR20200086826A (ko) * 2019-01-10 2020-07-20 삼성전자주식회사 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
CN110752137B (zh) * 2019-11-01 2022-04-22 北京北方华创微电子装备有限公司 偏压控制方法及装置、半导体加工设备
CN110600357B (zh) * 2019-11-14 2020-03-31 北京北方华创微电子装备有限公司 用等离子体加工系统进行加工的方法及等离子体加工系统
CN112530773B (zh) * 2020-11-27 2023-11-14 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备

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