KR20230129609A - 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템 - Google Patents

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KR20230129609A
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pulser
voltage pulser
wafer
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케니스 밀러
티모시 젬바
존 카스카덴
제임스 프라거
일리아 슬로보프
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이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

플라즈마 증착 시스템은 웨이퍼 플랫폼, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고전압 펄서, 및 제 2 고전압 펄서를 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 2 전극은 웨이퍼 플랫폼에 근접하게 배치될 수있다. 일부 실시 예에서, 제 2 전극은 중앙 개구를 갖는 디스크 형상; 중심 축, 개구 직경 및 외경을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 웨이퍼 플랫폼과 근접하게 그리고 제 2 전극의 중앙 개구 내에 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 디스크 형상, 중심 축 및 외경을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 고전압 펄서는 제 1 전극과 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고전압 펄서는 제 2 전극과 전기적으로 결합될 수 있다.

Description

공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템 {SPATIALLY VARIABLE WAFER BIAS POWER SYSTEM}
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서 시스템"이라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,464의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서 열 관리"라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,334에 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서의 펄스 발생"이라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,457의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서 ADC 시스템"이라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,347의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 미국 예비 특허 출원 제 62/711,467 호 "에지 링 전력 시스템"의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서 바이어스 보상"이라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,406의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 7월 27일에 출원된 "나노초 펄서 제어 모듈"이라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,468의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 2018년 8월 10일에 출원된 "RF 플라즈마 반응기를 위한 플라스마 시스 제어"라는 제목으로 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/711,523의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 "플라즈마 제어 애플리케이션을 위한 소스 및 싱크 기능을 갖춘 효율적인 나노초 펄서"라는 제목으로 2019년 1월 1일에 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/789,523의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 "나노초 펄스 회로의 효율적인 에너지 회수"라는 제목으로 2019년 1월 1일에 출원된 미국 예비 특허 출원 번호 62/789,526의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
본 출원은 "나노초 펄서 바이어스 보상"이라는 제목으로 2019년 7월 26일에 출원된 미국 비예비 특허 출원 번호 16/523,840의 우선권을 주장하며, 이의 CIP 출원이며, 이는 전체가 참조로 포함되고 있다.
빠른 상승 시간 및/또는 빠른 하강 시간을 갖는 고 전압 펄스를 발생한다는 것은 어려운 과제이다. 예를 들어, 고 전압 펄스(예를 들어, 약 5kV 초과)에 대해 빠른 상승 시간 및/또는 빠른 하강 시간(예를 들어, 약 50ns 미만)을 달성하려면, 펄스 상승 및/또는 하강의 기울기는 매우 가팔라야 한다(예를 들어, 1011V/s 초과). 이러한 가파른 상승 시간 및/또는 하강 시간은 특히 낮은 커패시턴스로 부하를 구동하는 회로에서 생성하기가 매우 어렵다. 이러한 펄스는 특히 컴팩트한 방식으로; 및/또는 가변 펄스 폭, 전압 및 반복률을 갖는 펄스로; 및/또는 예를 들어 플라즈마와 같은 용량성 부하를 갖는 애플리케이션 내에서 표준 전기 부품을 사용하여 생성하기가 어려울 수 있다.
또한 웨이퍼 수율은 공정의 성공 여부를 결정할 수 있다. 종종 웨이퍼 가장자리에 있는 칩은 웨이퍼의 가장자리에서 발생할 수 있는 다양한 결함으로 인해 사용이 불가능할 수 있다. 이러한 결함은 낭비를 증가시키고 웨이퍼 수율을 감소시킨다.
본 발명의 일부 실시 예는 제 1 고 전압 펄서, 제 2 고 전압 펄서, 챔버, 제 1 전극, 및 제 2 전극을 포함할 수 있는 플라즈마 부하를 갖는 전력 시스템을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 1 전압, 약 1μs보다 작은 제 1 펄스 폭, 및 약 20kHz보다 큰 제 1 펄스 반복 주파수를 갖는 제 1 복수의 펄스를 출력할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 2 전압, 약 1μs보다 작은 제 2 펄스 폭, 및 약 20kHz보다 큰 제 2 펄스 보충 주파수를 갖는 제 2 복수의 펄스를 출력할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 상기 챔버 내에 배치되고 상기 제 1 고 전압 펄서와 전기적으로 결합될 수 있고, 제 2 전극은 상기 제 1 전극에 인접하게 상기 챔버 내에 배치되고 상기 제 2 고 전압 펄서와 전기적으로 결합될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 챔버는 10 pF와 1 μF 사이의 커패시턴스로 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과 용량적으로 결합된 웨이퍼 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 다를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 웨이퍼의 상기 표면 양단의 전기장은 제 1 나노초 펄서 및 제 2 나노초 펄서를 사용하여 25 %, 20 %, 15 %, 10 %, 5 % 또는 2 % 이하로 균일할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극과 상기 웨이퍼의 대응하는 부분 사이의 결합 커패시턴스는 100pF보다 크고; 상기 제 2 전극과 상기 웨이퍼의 대응하는 부분 사이의 커패시턴스는 100pF보다 크다.
일부 실시 예에서, 상기 챔버는 웨이퍼상으로 가속되는 이온의 플라즈마를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 1 전극 상의 전극 전압을 생성하고, 상기 제 2 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 2 전극 상의 전극 전압을 생성한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 1 전압 대 상기 제 2 전압의 비율은 2 대 1 미만이거나 그 반대의 경우이다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 하나 또는 둘 모두는 축 대칭이다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극은 제 1 평면형 표면을 갖고 상기 제 2 전극은 제 2 평면형 표면을 가져서 상기 제 2 평면형 표면이 상기 제 1 평면형 표면 및 상기 제 2 평면형 표면의 총합의 25 %가 되도록 한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 2 고 전압 펄서 모두는 저항성 출력 단을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 2 고 전압 펄서 모두 에너지 회수 회로를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 복수의 펄스의 매개변수는 상기 제 2 복수의 펄스의 매개변수와 독립적으로 제어된다. 상기 제 1 펄스 반복 주파수와 상기 제 2 펄스 반복 주파수는 서로 위상이 같다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 결합 커패시턴스는 약 10 nF 미만이다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극은, 디스크 모양, 중심 축, 및 외경을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 2 전극은, 중앙 구멍을 갖는 디스크 형상 - 상기 제1 전극은 상기 중앙 구멍 내에 배치됨 - , 상기 제 1 전극의 상기 중심 축과 정렬된 중심 축, 개구 직경, 및 외경을 포함한다.
본 발명의 일부 실시 예는 웨이퍼 플랫폼, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고 전압 펄서, 및 제 2 고 전압 펄서를 포함할 수 있는 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 디스크 모양, 중심 축, 및 외경을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 2 전극은 중앙 구멍을 갖는 디스크 형상 - 상기 제1 전극은 상기 중앙 구멍 내에 배치됨 - , 상기 제 1 전극의 상기 중심 축과 정렬된 중심 축, 개구 직경, 및 외경을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서는 상기 제 1 전극과 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서는 제 2 전극과 전기적으로 결합되고, 상기 제 2 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 고 전압 펄서는 상기 제 1 고 전압 펄서에 의해 제공된 펄스의 진폭의 일부인 진폭을 갖는 펄스를 제공한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 2 고 전압 펄서는 상기 제 1 고 전압 펄서에 의해 제공되는 상기 펄스의 상기 펄스 반복 주파수의 일부인 펄스 반복 주파수를 갖는 펄스를 제공한다.
일부 실시 예에서, 상기 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템은 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 제 1 저항성 출력단; 및 상기 제 2 고 전압 펄서 및 상기 제 2 전극과 결합된 제 2 저항성 출력단을 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템은 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 바이어스 보상 회로를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템은 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 절연 재료의 링을 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 웨이퍼 플랫폼은 유전체 재료 또는 세라믹 재료를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 웨이퍼 플랫폼은 상기 제 2 전극의 외경과 실질적으로 유사한 외경을 갖는다.
일부 실시 예는 플라즈마 챔버에서 제 1 전극과 결합된 제 1 고 전압 펄서를 펄싱하는 단계 - 상기 제 1 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 1 전압, 약 20kHz보다 큰 제 1 펄스 반복 주파수, 및 제 1 펄스 폭으로 펄싱함 - ; 상기 플라즈마 챔버에서 제 2 전극과 결합된 제 2 고 전압 펄서를 펄싱하는 단계, - 상기 제 2 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 2 전압, 약 20kHz보다 큰 제 2 펄스 반복 주파수 및 제 2 펄스 폭으로 펄싱함 - 를 포함할 수 있는 방법을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 웨이퍼 아래에 배치된다. 본 방법은 상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 물리적 현상에 대응하는 매개변수를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 매개변수에 기초하여 상기 제 2 전압, 상기 제 2 펄스 반복 주파수 및 상기 제 2 펄서 폭 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 상기 전압 또는 전류는 상기 웨이퍼의 표면에 걸친 전기장의 균일성과 부합한다.
일부 실시 예에서, 상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 상기 전압 또는 전류는 상기 웨이퍼의 표면에 걸친 이온 전류의 균일성과 부합한다.
일부 실시 예에서, 매개변수는 저항성 출력단 또는 에너지 회수 회로의 저항을 통해 흐르는 전류이다.
본 발명의 일부 실시 예는 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템을 포함한다. 예를 들어, 웨이퍼 바이어스 시스템은: 디스크형 웨이퍼 플랫폼; 웨이퍼 플랫폼에 근접하게 배치되고 정렬된 디스크 형상을 갖는 제 1 전극; 상기 제 1 전극이 중앙 개구 내에 배치되도록 상기 웨이퍼 플랫폼에 근접하게 정렬된 디스크 형상 및 중앙 개구를 갖는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 전기적으로 결합된 제 1 고전압 펄서; 제 2 전극과 전기적으로 결합된 제 2 고전압 펄서를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 상기 제 1 고전압 펄서에 의해 제공되는 펄스의 진폭의 일부인 진폭을 갖는 펄스를 제공한다. 예를 들어, 상기 일부는 50 %, 75 %, 100 %, 125 %, 150 %, 200 % 등을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 본 시스템은 상기 제 1 고전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 제 1 저항성 출력단을 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 본 시스템은 상기 제 2 고전압 펄서 및 상기 제 2 전극과 결합된 제 2 저항성 출력단을 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 본 시스템은 상기 제 1 고전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 바이어스 커패시터를 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 본 시스템은 상기 제 1 고전압 펄서 및 상기 제 2 전극과 결합된 바이어스 커패시터를 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 고전압 펄서는 하나 이상의 나노초 펄서를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 하나 이상의 나노초 펄서를 포함한다.
일부 실시 예는 웨이퍼 플랫폼, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 고전압 펄서, 및 제 2 고전압 펄서를 포함하는 플라즈마 증착 시스템을 포함한다. 일부 실시 예에서, 제 2 전극은 웨이퍼 플랫폼 아래에 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 전극은 중앙 개구를 갖는 디스크 형상, 중심 축, 개구 직경 및 외경을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 웨이퍼 플랫폼 아래 및 제 2 전극의 중앙 개구 내에 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극은 디스크 형상, 중심 축 및 외경을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 제 1 고 전압 펄서는 제 1 전극과 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 제 1 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 제 2 전극과 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성할 수 있다.
일부 실시 예는 제 1 플랫폼 영역 및 제 2 플랫폼 영역을 갖는 웨이퍼 플랫폼; 웨이퍼 플랫폼의 제 1 플랫폼 영역 아래에 배치된 제 1 전극; 상기 웨이퍼 플랫폼의 제 2 플랫폼 영역 아래에 배치된 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 전기적으로 결합된 제 1 고전압 펄서 - 상기 제 1 고전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 2kV보다 큰 펄스를 생성함- ; 및 상기 제 2 전극과 전기적으로 결합된 제 2 고전압 펄서 - 상기 제 2 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 2kV보다 큰 펄스를 생성함 - 다음을 포함하는 플라즈마 증착 시스템을 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 상기 제 1 고전압 펄서에 의해 제공되는 펄스의 진폭의 일부인 진폭을 갖는 펄스를 제공한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 2 고전압 펄서는 상기 제 1 고전압 펄서에 의해 제공되는 펄스의 펄스 반복 주파수의 일부인 펄스 반복 주파수를 갖는 펄스를 제공한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 고전압 펄서 또는 상기 제 2 고전압 펄서는 하나 이상의 나노초 펄서를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 제 1 고전압 펄서 또는 상기 제 2 고전압 펄서는 하나 이상의 고전압 스위치를 포함한다.
일부 실시 예는 웨이퍼 플랫폼; 상기 웨이퍼 플랫폼 아래에 배치된 복수의 전극; 및 상기 복수의 전극 중 각각의 전극과 전기적으로 결합된 복수의 고전압 펄서를 포함하는 시스템을 포함하고, 상기 복수의 고전압 펄서 각각은 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성한다. 일부 실시 예에서, 상기 복수의 전극 각각은 절연체로 서로 분리된다. 일부 실시 예에서, 상기 복수의 고전압 펄서 각각은 상이한 전압 또는 펄스 반복률 중 하나 또는 둘 모두를 갖는 펄스를 생성한다.
이들 예시적인 실시 예는 개시를 제한하거나 한정하기 위한 것이 아니라 그 이해를 돕기 위한 예를 제공하기 위해서 언급된다. 추가 실시 예는 상세한 설명에서 논의되며, 추가 설명도 제공된다. 다양한 실시 예 중 하나 이상에 의해 제공되는 이점은 본 명세서를 검토하거나 제시된 하나 이상의 실시 예를 실행함으로써 더욱 이해될 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해된다:
도 1은 일부 실시 예에 따른 나노초 펄서를 도시하는 회로도이다.
도 2는 나노초 펄서에 의해 생성된 파형을 도시하는 예시도이다.
도 3은 일부 실시 예에 따른 나노초 펄서를 도시하는 다른 예시도이다.
도 4a 및 도 4b는 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 5는 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 6은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 7은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 8은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 명세서에 설명된 실시 예들의 구현을 용이하게 하는 기능을 수행하기 위한 예시적인 계산 시스템을 도시한다.
상이한 전극 상에 상이한 고 전압 펄스를 생성하는 시스템 및 방법이 개시된다. 예를 들어, 복수의 펄스 발생기(예를 들어, 나노초 펄서, RF 발생기, 또는 HV 스위치) 각각은 복수의 전극 중 각각의 전극과 전기적으로 결합될 수 있다. 복수의 펄스 발생기는 전극 상에 상이한 전압, 이온 에너지 또는 전기장을 생성할 수 있다. 이것은 예를 들어, 플라즈마 챔버 결함, 웨이퍼 불연속성을 보상하거나 웨이퍼 에지 결함을 줄이기 위해 여러 가지 이유로 수행될 수 있다. 일 예에서, 복수의 펄스 발생기 시스템은 웨이퍼의 중간 보다 웨이퍼의 에지에서 상이한 전기장 프로파일을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 일부 실시 예에 따른 나노초 펄서 시스템(100)의 회로도이다. 나노초 펄서 시스템(100)은 고 전압 나노초 펄서 시스템 내에서 구현될 수 있다. 나노초 펄서 시스템(100)은 5 개의 단계로 일반화될 수 있다(이 단계는 다른 단계로 분할되거나 더 적은 단계로 일반화될 수 있고/있거나 도면에 도시된 구성 요소를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다). 나노초 펄서 시스템(100)은 펄서 및 변압기 단(101), 저항성 출력 단(102), 리드 단(103), DC 바이어스 보상 회로(104), 및 부하 단(106)을 포함한다.
일부 실시 예에서, 나노초 펄서 시스템(100)은 2kV보다 큰 전압, 약 20ns보다 작은 상승 시간 및 약 10kHz보다 큰 주파수를 갖는 펄스를 전원 장치로부터 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 펄서 및 변압기 단(101)은 고 주파수 및 빠른 상승 시간 및 하강 시간을 갖는 복수의 고 전압 펄스를 생성할 수 있다. 도시된 모든 회로에서, 고 전압 펄서는 나노초 펄서를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 펄서 및 변압기 단(101)은 하나 이상의 솔리드 스테이트 스위치(S1)(예를 들어, IGBT, MOSFET, SiC MOSFET, SiC 접합 트랜지스터, FET, SiC 스위치, GaN 스위치, 광전도 스위치 등과 같은 솔리드 스테이트 스위치), 하나 이상의 스너버 저항기(R3), 하나 이상의 스너버 다이오드(D4), 하나 이상의 스너버 커패시터(C5), 및/또는 하나 이상의 환류 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 스위치 및/또는 회로를 병렬 또는 직렬로 배열할 수 있다.
일부 실시 예에서, 부하 단(106)은 플라즈마 증착 시스템, 플라즈마 에칭 시스템 또는 플라즈마 스퍼터링 시스템을 위한 효과적인 회로를 나타낼 수 있다. 커패시턴스(C2)는 웨이퍼가 놓일 수 있는 유전체 물질의 커패시턴스를 나타낼 수 있거나 커패시턴스(C2)는 유전체 물질에 의해 분리된 전극과 웨이퍼 사이의 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 커패시터(C3)는 웨이퍼에 대한 플라즈마의 시스(sheath) 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 커패시터(C9)는 챔버 벽과 웨이퍼의 상부 표면 사이의 플라즈마 내의 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 전류원(I2) 및 전류원(I1)은 플라즈마 시스를 통한 이온 전류를 나타낼 수 있다.
일부 실시 예에서, 저항성 출력 단(102)은 인덕터(L1) 및/또는 인덕터(L5)로 표현되는 하나 이상의 유도성 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인덕터(L5)는 저항성 출력 단(102)에서 리드의 기생 인덕턴스를 나타낼 수 있다. 인덕터(L1)는 펄서 및 변압기 단(101)에서 저항기(R1)로 직접 흐르는 전력을 최소화하도록 설정될 수 있다.
일부 실시 예에서, 저항기(R1)는 예를 들어, 빠른 시간 척도로 부하 단(106)로부터 전하를 소산시킬 수 있다(예를 들어, 1ns, 10ns, 50ns, 100ns, 250ns, 500ns, 1,000ns 등의 시간 척도). 저항기(R1)의 저항은 부하 단(106) 양단의 펄스가 빠른 하강 시간(tf)을 갖는 것을 보장하기 위해 낮을 수 있다.
일부 실시 예에서, 저항기(R1)는 직렬 및/또는 병렬로 배열된 복수의 저항기를 포함할 수 있다. 커패시터(C11)는 직렬 및/또는 병렬 저항의 커패시턴스를 포함하는 저항기(R1)의 부유 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 커패시터(C11)의 부유 커패시턴스는 5nF, 2nF, 1nF, 500pF, 250pF, 100pF, 50pF, 10pF, 1pF 미만 등일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(C11)의 부유 커패시턴스는 예를 들어 C2, C3 및/또는 C9의 커패시턴스보다 작은 것과 같이 부하 커패시턴스보다 작을 수 있다.
일부 실시 예에서, 복수의 펄서 및 변압기 단(101)은 병렬로 배열되고 인덕터(L1) 및/또는 저항기(R1) 양단의 저항성 출력 단(102)과 결합될 수 있다. 복수의 펄서 및 변압기 단(101) 각각은 또한 다이오드(D1) 및/또는 다이오드(D6)를 각각 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 커패시터(C8)는 차단 다이오드(D1)의 부유 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 일부 실시 예에서, 커패시터(C4)는 다이오드(D6)의 부유 커패시턴스를 나타낼 수 있다.
일부 실시 예에서, DC 바이어스 보상 회로(104)는 출력 전압을 양 또는 음으로 바이어스하는 데 사용될 수 있는 DC 전압 소스(V1)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 커패시터(C12)는 저항성 출력단 및 다른 회로 소자로부터 DC 바이어스 전압을 격리/분리한다. 회로의 한 부분에서 다른 부분으로의 잠재적인 이동이 가능하다. 일부 응용 분야에서는 이러한 잠재적인 이동을 이용하여 웨이퍼를 제자리에 고정한다. 저항기(R2)는 펄서 및 변압기 단(101)에서 고 전압 펄스 발생된 출력으로부터 DC 바이어스 전원 장치를 보호/격리할 수 있다.
이 예에서, DC 바이어스 보상 회로(104)는 수동 바이어스 보상 회로이고 바이어스 보상 다이오드(D1) 및 바이어스 보상 커패시터(C15)를 포함할 수 있다. 바이어스 보상 다이오드(C15)는 오프셋 공급 전압(V1)과 직렬로 배열될 수 있다. 바이어스 보상 커패시터(C15)는 오프셋 공급 전압(V1) 및 저항기(R2) 중 하나 또는 둘 모두에 배치될 수 있다. 바이어스 보상 커패시터(C15)는 예를 들어 약 100 μF, 50 μF, 25 μF, 10 μF, 2μ, 500 nH, 200 nH 등과 같이, 100 nH 미만 내지 100 μF의 커패시턴스를 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 바이어스 커패시터(C12)는 (예를 들어, 125로 표시된 위치에서) 펄서 및 변압기 단(101)의 출력과 (예를 들어, 124로 표시된 위치에서) 전극상의 전압 사이의 전압 오프셋을 가능하게 할 수 있다. 작동시, 전극은 예를 들어 버스트 동안 -2kV의 DC 전압에 있을 수 있는 반면, 나노초 펄서의 출력은 펄스 동안 + 6kV와 펄스 사이에 0kV 사이를 번갈아 가며 나타난다.
바이어스 커패시터(C12)는 예를 들어 100nF, 10nF, 1nF, 100μF, 10μF, 1μF 등을 가질 수 있다. 저항기(R2)는 예를 들어, 약 1 kOhm, 10 kOhm, 100 kOhm, 1 MOhm, 10 MOhm, 100 MOhm 등의 저항과 같이, 높은 저항을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 바이어스 보상 커패시터(C15) 및 바이어스 보상 다이오드(D1)는 각 버스트가 시작될 때 설정되는, (예를 들어, 125로 표시된 위치에서) 펄서 및 변압기 단(101)의 출력과 (예를 들어, 124로 표시된 위치에서) 전극상의 전압 간의 전압 오프세트를 가능하게 하여, 필요한 평형 상태에 도달할 수 있다. 예를 들어, 복수의 펄스의 코스 (예를 들어, 약 5-100 펄스) 동안, 각 버스트가 시작될 때 바이어스 커패시터(C12)에서 바이어스 보상 커패시터(C15)로 전하가 전달되어, 회로에 올바른 전압을 설정할 수 있다.
일부 실시 예에서, DC 바이어스 보상 회로(104)는 바이어스 보상 다이오드(D1) 양단에 배치되고 전원 장치(V1)와 결합되는 하나 이상의 고 전압 스위치를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 고 전압 스위치는 고 전압을 집합적으로 개폐하기 위해 직렬로 배열된 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
고 전압 스위치는 인덕터 및 저항기 중 하나 또는 둘 모두와 직렬로 연결될 수 있다. 인덕터는 고 전압 스위치를 통해 피크 전류를 제한할 수 있다. 예를 들어, 인덕터는 약 250 μH, 100 μH, 50 μH, 25 μH, 10 μH, 5 μH, 1 μH 등과 같이 약 100 μH 미만의 인덕턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 저항기는 전력 손실을 저항성 출력 단(102)으로 이동시킬 수 있다. 저항기의 저항은 약 1,000 옴, 500 옴, 250 옴, 100 옴, 50 옴, 10 옴 미만 등의 저항을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 고 전압 스위치는 스너버 회로를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 고 전압 스위치는 고 전압을 집합적으로 개폐하기 위해 직렬로 배열된 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 고 전압 스위치는 "절연 전력을 갖는 고 전압 스위치"라는 제목으로 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 번호 16/178,565에 기재된 임의의 스위치를 포함할 수 있으며, 이는 모든 목적을 위해 전체가 본 명세서에 포함되고 있다.
일부 실시 예에서, 고 전압 스위치는 펄서 및 변압기 단(101)이 펄싱하고 있을 때 개방될 수 있고, 펄서 및 변압기 단(101)이 펄싱하고 있지 않을 때 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 고 전압 스위치가 닫히면, 전류가 바이어스 보상 다이오드(C15) 양단에서 단락될 수 있다. 이 전류를 단락시키면 웨이퍼와 척 사이의 바이어스가 2kV 미만이 될 수 있게 하며, 이는 허용 가능한 공차 내일 수 있다.
일부 실시 예에서, 펄서 및 변압기 단(101)은 높은 펄스 전압 (예를 들어, 1kV, 10kV, 20kV, 50kV, 100kV 초과 등의 전압), 높은 펄스 반복 주파수 (예를 들어, 1kHz, 10kHz, 100kHz, 200kHz, 500kHz, 1MHz 초과 등의 주파수), 빠른 상승 시간 (예를 들어, 약 1ns, 10ns, 50ns, 100ns, 250ns, 500ns, 1,000ns 미만 등의 상승 시간), 빠른 하강 시간 (예를 들어, 약 1ns, 10ns, 50ns, 100ns, 250ns, 500ns, 1,000ns 미만 등의 하강 시간) 및/또는 짧은 펄스 폭 (예를 들어, 약 1,000 ns, 500 ns, 250 ns, 100 ns, 20 ns 미만 등의 펄스 폭)을 갖는 펄스를 생성할 수 있다.
도 2는 나노초 펄서 시스템(100)에 의해 생성된 예시적인 파형을 도시한다. 이러한 예시적인 파형에서, 펄스 파형(205)은 펄서 및 변압기 단(101)에 의해 제공되는 전압을 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, 펄스 파형(205)은 다음과 같은 양을 갖는 펄스를 생성한다: 고 전압(예를 들어, 파형에 표시된 대로 약 4kV 초과), 빠른 상승 시간(예를 들어, 파형에 표시된 대로 약 200ns 미만), 빠른 하강 시간(예를 들어, 파형에 표시된 대로 약 200ns 미만), 및 짧은 펄스 폭(예를 들어, 파형에 표시된 대로 약 300ns 미만). 파형(210)은 캐패시터(C2)와 캐패시터(C3) 사이의 지점에 의해 도 1에 도시한 회로에서 나타낸 웨이퍼 표면의 전압 또는 캐패시터(C3) 양단의 전압을 나타낼 수 있다. 펄스 파형(215)은 펄서 및 변압기 단(101)에서 플라즈마로 흐르는 전류를 나타낸다. 나노초 펄서 시스템(100)은 다이오드(D1 또는 D2) 중 하나 또는 둘 다를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
과도 상태 동안(예를 들어, 도면에 도시되지 않은 초기 펄스 수 동안), 펄서 및 변압기 단(101)에서의 고 전압 펄스는 커패시터(C2)를 충전한다. 커패시터(C2)의 커패시턴스가 커패시터(C3) 및/또는 커패시터(C1)의 커패시턴스에 비해 크고/크거나 펄스의 펄스 폭이 짧기 때문에, 커패시터(C2)는 완전 충전을 위해 고 전압 펄서로부터 다수의 펄스를 받을 수 있다. 커패시터(C2)가 충전되면, 회로는 도 2의 파형으로 나타낸 바와 같이 정상 상태에 도달한다.
정상 상태에서 스위치(S1)가 개방될 때, 커패시터(C2)는 충전되어 파형(210)의 약간 상승하는 기울기로 도시된 바와 같이, 저항성 출력단(110)을 통해 천천히 소멸된다. 커패시터(C2)가 충전되고 스위치(S1)가 열려 있는 동안, 웨이퍼 표면(커패시터(C2)와 커패시터(C3) 사이의 지점)의 전압은 음의 값이다. 이 음의 전압은 펄서 및 변압기 단(101)에 의해 제공되는 펄스의 전압의 음의 값일 수 있다. 도 2에 도시된 예시 파형의 경우. 각 펄스의 전압은 약 4kV이고; 웨이퍼의 정상 상태 전압은 약 -4kV이다. 이로 인해 플라즈마에서 웨이퍼 표면으로 양의 이온을 가속화하는 플라즈마(예를 들어, 커패시터(C3)) 양단에 음의 전위가 결과된다. 스위치(S1)가 열려 있는 동안, 커패시터(C2)의 전하는 저항성 출력 단를 통해 서서히 소멸된다.
스위치(S1)가 닫힐 때, 커패시터(C2)가 충전됨에 따라 커패시터(C2) 양단의 전압이 플립될 수 있다(펄서로부터의 펄스는 파형(205)에 표시된 것처럼 높음). 또한, 커패시터(C2)와 커패시터(C3) 사이의 지점(예를 들어, 웨이퍼 표면)의 전압은 파형(210)에 도시된 바와 같이 커패시터(C2)가 충전됨에 따라 약 0으로 변한다. 따라서, 고 전압 펄서로부터의 펄스는 빠른 상승 시간, 빠른 하강 시간 및/또는 짧은 펄스 폭으로, 음의 고 전압에서 0으로 상승하고 다시 고 주파수에서 음의 고 전압으로 돌아가는, 플라즈마 전위(예를 들어, 플라즈마의 전위)를 생성한다.
일부 실시 예에서, 저항성 출력 단, 즉 저항성 출력 단(102)으로 표현되는 소자의 작용은, 부유 커패시턴스(C1)를 빠르게 방전할 수 있으며, 커패시터(C2)와 커패시터(C3) 사이의 지점의 전압이 파형(210)에 의해 도시된 바와 같이, 약 -4kV의 안정된 음의 값으로 빠르게 복귀하도록 할 수 있다. 저항성 출력 단은 커패시터(C2)와 커패시터(C3) 간의 지점의 전압이 시간의 약 % 동안 존재하도록 하여, 이온이 웨이퍼로 가속되는 시간을 최대화할 수 있다. 일부 실시 예에서, 저항성 출력 단 내에 포함된 구성 요소는 이온이 웨이퍼로 가속되는 시간을 최적화하고 이 시간 동안 전압을 거의 일정하게 유지하도록 특별히 선택될 수 있다. 따라서, 예를 들어 빠른 상승 시간과 빠른 하강 시간을 가진 짧은 펄스가 유용할 수 있으므로, 상당히 균일한 음의 전위의 긴 기간이 있을 수 있다. 나노초 펄서 시스템(100)에 의해 다양한 다른 파형이 생성될 수 있다.
도 3은 일부 실시 예에 따른 펄서 및 변압기 단(101) 및 에너지 회수 회로(305)를 갖는 나노초 펄서 시스템(300)의 회로도이다. 예를 들어, 에너지 회수 회로는 도 1에 도시된 저항성 출력 단(102)를 대체할 수 있다. 이 예에서, 에너지 회수 회로(305)는 변압기(T1)의 2차 측 상에 위치하거나 이와 전기적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 에너지 회수 회로(305)는 변압기(T1)의 2차 측의 양단에 다이오드(180)(예를 들어, 크로바 다이오드)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에너지 회수 회로(305)는 다이오드(310) 및 인덕터(315)(직렬로 배열됨)를 포함할 수 있으며, 이에 의해 변압기(T1)의 2차 측으로부터 전류를 흐르게 하여 전원 장치(C7)를 충전할 수 있다. 다이오드(310) 및 인덕터(315)는 변압기(T1)의 2차 측 및 전원 장치(C7)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 에너지 회수 회로(165)는 변압기(T1)의 2차 측과 전기적으로 결합된 다이오드(175) 및/또는 인덕터(170)를 포함할 수 있다. 인덕터(170)는 부유 인덕턴스를 나타낼 수 있고/있거나 변압기(T1)의 부유 인덕턴스를 포함할 수 있다.
나노초 펄서가 턴 온될 때, 전류는 부하 단(106)을 충전할 수 있다(예를 들어, 커패시터(C3), 커패시터(C2) 또는 커패시터(C9)를 충전). 예를 들어, 변압기(T1)의 2차 측 전압이 전원 장치(C7)의 충전 전압 이상으로 상승하면 일부 전류가 인덕터(315)를 통해 흐를 수 있다. 나노초 펄서가 턴 오프되면, 인덕터(315) 양단의 전압이 0이될 때까지 부하 단(106) 내의 커패시터로부터 인덕터(315)를 통해 전류가 흐르게 하여 전원 장치(C7)를 충전할 수 있다. 다이오드(330)는 부하 단(106) 내의 캐패시터가 부하 단(106) 또는 바이어스 보상 회로(104)의 인덕턴스로 링잉하는 것을 방지할 수 있다.
다이오드(310)는 예를 들어, 전력 공급 장치(C7)로부터 부하 단(106) 내의 커패시터로 전하가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
인덕터(315)의 값은 현재 하강 시간을 제어하기 위해 선택될 수 있다. 일부 실시 예에서, 인덕터(155)는 1 μH 내지 500 μH 사이의 인덕턴스 값을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 에너지 회수 회로(305)는 인덕터(315)를 통한 전류의 흐름을 제어하기 위해 사용될 수 있는 에너지 회수 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에너지 회수 스위치는 인덕터(315)와 직렬로 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 스위치(S1)가 개방되고/되거나 부하 단(106)에서 고 전압 부하(C7)로 다시 전류가 흐르도록 더 이상 펄스가 발생하지 않을 때, 에너지 회수 스위치는 닫혀 있을 수 있다.
일부 실시 예에서, 에너지 회수 스위치는 고 전압을 집합적으로 개폐하기 위해 직렬로 배열된 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에너지 회수 스위치는 "절연 전력을 사용하는 고 전압 스위치"라는 제목으로, 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 번호 16/178,565에 설명된 스위치를 포함할 수 있으며, 이는 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 통합된다.
일부 실시 예에서, 나노초 펄서 시스템(300)은 도 2에 도시된 것과 유사한 파형을 생성할 수 있다.
도 4a는 절단 측면 블록도이고, 도 4b는 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템(400)의 평면 블록도이다. 도 4a에 도시된 절단 측면도는 도 4b에 도시된 라인 A를 따른 것이다. 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템(400)은 2 개의 전극, 즉 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)을 포함한다. 웨이퍼(405)는 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420) 모두 위의 웨이퍼 플랫폼(410) 상에 배치될 수 있다. 웨이퍼 플랫폼(410)은 예를 들어 세라믹과 같은 유전체 재료를 포함할 수 있다. 제 1 전극(415)은 웨이퍼 플랫폼(410) 또는 웨이퍼(405) 중 하나 또는 둘 모두의 직경보다 작은 직경을 갖는 디스크 형상일 수 있다. 제 2 전극(420)은 제 1 전극(415)의 직경보다 약간 큰 개구 직경과 웨이퍼 플랫폼(410) 또는 웨이퍼(405)의 직경 중 하나 또는 둘 모두와 실질적으로 유사한 외부 직경을 갖는 도넛 형상을 가질 수 있다. 제 1 전극(415)은 제 2 전극(420)의 개구 내에 배치될 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 전극(415)과 제 2 전극(420) 사이의 간격은 약 0.1mm, 1.0mm, 5.0mm 미만 등일 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극(415)과 제 2 전극(420) 사이의 공간은 공기, 진공, 절연 가스, 고체 유전 물질, 또는 다른 절연 물질로 채워질 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)의 두께는 실질적으로 동일한 두께일 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)은 상이한 두께를 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 2 전극(420)은 웨이퍼 플랫폼 면적의 5 % 내지 50 % 인 면적을 가질 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)은 동일한 재료 또는 상이한 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 1 전극(415)과 연결될 수 있고, 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 2 전극(420)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 나노초 펄서 시스템(100)의 펄서 및 변압기 단(101)을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 상이한 펄스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 피크 전압은 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 피크 전압과 다를 수 있다. 다른 예로, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 펄스 반복 주파수는 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 펄스 반복 주파수와 다를 수 있다. 다른 예로, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 이온 전류는 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 이온 전류와 다를 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서는 실질적으로 동일한 펄스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 피크 전압은 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 피크 전압과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예로, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 펄스 반복 주파수는 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 펄스 반복 주파수와 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예로, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 2 전극(420)에 제공하는 이온 전류는 제 1 고 전압 펄서(425)가 제 1 전극(415)에 제공하는 이온 전류와 실질적으로 동일할 수 있다.
제 1 고 전압 펄서(425)는 나노초 펄서 시스템(100)의 임의의 또는 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 1 고 전압 펄서(425)는 나노초 펄서 시스템(300)의 임의의 또는 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 "절연 전력을 갖는 고 전압 스위치"라는 제목으로 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 16/178,565에 설명된 임의의 스위치를 포함할 수 있으며, 이는 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 통합된다. 일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 RF 생성기를 포함할 수 있다.
제 2 고 전압 펄서(430)는 나노초 펄서 시스템(100)의 임의의 또는 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 2 고 전압 펄서(430)는 나노초 펄서 시스템(300)의 임의의 또는 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서(430)는 "절연 전력을 갖는 고 전압 스위치"라는 제목으로 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 16/178,565에 설명된 임의의 스위치를 포함할 수 있으며, 이는 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 통합된다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서(430)는 RF 생성기를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 별도로 제어되는 펄스 바이어스 전압 또는 별개의 펄스 반복 주파수 또는 위상이 다른 펄스를 제공하여 제 2 전극 (420)에 의해 웨이퍼의 에지에 인가되는 전압 펄스는 제 1 전극 (415)에 의해 웨이퍼의 중심에 인가되는 전압과 구별되도록 한다. 별도의 전압은 예를 들어 중심과 비교하여 웨이퍼 에지에서 상이한 전기장 프로파일을 생성하여 웨이퍼(405) 양단의 전기장 또는 바이어스 전압이 균일하게 되도록 할 수 있다. 이는 예를 들어 웨이퍼 수율을 최적화할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서(430)는, 예를 들어, 제 2 고 전압 펄서(430)가 제 1 고 전압 펄서(425)의 전압의 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 % 등에서 동작할 수 있는 것처럼, 제 1 고 전압 펄서(425)보다 낮은 전압에서 동작할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)에 의해 제공되는 펄스는 제 2 고 전압 펄서(430)에 상대적으로 독립적으로 제어될 수 있다.
일부 실시 예에서, 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템은 균일한 전기장(예를 들어, 약 5 %, 10 %, 15 % 또는 20 % 미만의 차이) 또는 웨이퍼 플랫폼(410) 또는 웨이퍼(405)의 상부에 걸쳐 균일한 전압을 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템은 웨이퍼 플랫폼(410) 또는 웨이퍼(405)의 상부에 걸쳐 불균일한 전기장 또는 불균일한 전압을 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 약 1pF와 100nF 사이의 커패시턴스와 용량적으로 결합될 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)와 제 2 고 전압 펄서(430)는 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)에 대해 상이한 전압을 생성하는 전압 분배기(예를 들어, 저항성, 유도성 또는 용량성)를 갖는 단일 나노초 펄서를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 변압기의 1차 측에 있는 단일 펄서는 변압기(T2)의 2차 측에 있는 상이한 2차 권선과 결합된 다중 부하 (및 에너지 회수 회로, 저항성 출력 단 또는 바이어스 보상 회로)와 결합될 수 있다. 상이한 2차 권선은 서로 다른 전압을 생성하도록 서로 다른 수의 권선을 가질 수 있다.
두 개의 전극이 도 4a에 도시되어 있지만, 일부 실시 예에서, 임의의 수의 전극이 임의의 수의 나노초 펄서와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 1 전극(415) 또는 제 2 전극(420)은 임의의 기하학적 형상을 갖는 웨이퍼 플랫폼(410) 아래에 임의의 기하학적 영역을 포함할 수 있다. 유사하게, 추가 전극 및 나노초 펄서가 포함될 수 있고 추가 전극은 다른 전극에 비해 및 웨이퍼 플랫폼에 비해 어느 형상이나 가능하고 어느 위치에나 배치될 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)로부터 제 1 전극(415)으로의 리드 및 제 2 고 전압 펄서(430)로부터 제 2 전극(420)으로의 리드는 함께 그룹화되거나 번들링될 수 있다. 이 번들링으로 인해, 예를 들어, 번들된 리드의 접지에 대한 총 부유 커패시턴스는 각 리드가 개별적으로 실행되는 경우보다 더 적을 수 있다. 예를 들어, 이 번들링은 또한 전력 소비를 절약할 수 있다. 일부 실시 예에서, 리드는 동축 구성 또는 트윈 리드 구성 또는 꼬인 쌍으로 배열될 수 있다. 일부 실시 예에서, 출력에서 접지로의 부유 커패시턴스는 약 100pF 미만이거나 약 1nF 또는 10nF 미만일 수 있다. 일부 실시 예에서, 출력의 부유 인덕턴스는 약 100 nH, 1 μH, 10 μH 미만 등일 수 있다. 일부 실시 예에서, 각 출력 사이의 용량성 결합은 약 100pF, 1nF, 10nF 미만 등일 수 있다.
도 5는 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템(500)의 블록도이다. 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템(500)은 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)를 포함할 수 있다.
상호 연결 보드(505)는 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430) 또는 추가적인 고 전압 펄서와 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상호 연결 보드(505)는 제 1 고 전압 펄서(425) 또는 제 2 고 전압 펄서(430) 각각에 고 DC 전압을 제공할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상호 연결 보드(505)는 트리거 신호를 제 1 고 전압 펄서(425) 또는 제 2 고 전압 펄서(430)에 제공할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상호 연결 보드(505)는 제 1 고 전압 펄서(425) 또는 제 2 고 전압 펄서(430)에 저 전압 펄스를 제공할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상호 연결 보드(505)는 계산 시스템(900)의 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 컨트롤러 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 예를 들어, 웨이퍼 표면의 전기장, 전기장의 균일성, 제 1 전극(415)의 전압, 제 2 전극(420)의 전압, 하나 이상의 저항성 출력 단 또는 하나 이상의 에너지 회수 회로에서의 저항 양단의 전압과 같은, 플라즈마 챔버의 특성을 측정하는 하나 이상의 센서가 포함될 수 있다. 센서의 측정에 기초하여, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)의 전압, 펄스 폭 또는 펄스 반복 주파수가 조정될 수 있다.
예를 들어, 제 2 전극(420)의 전압이 측정되어 제 1 전극(415)의 전압보다 낮은 것으로 판단되면, 웨이퍼 표면에 전기장 불균일(예를 들어, 약 5 %, 10 %, 15 % 또는 20 % 미만의 차이)이 발생할 수 있다. 제어기는 제 2 고 전압 펄서(430)로 전송되는 제어 펄스의 펄스 폭을 조절할 수 있으며, 이는 (예를 들어, 용량성 충전 시간을 증가시킴으로써) 제 2 고 전압 펄서(430)에 의해 생성되는 전압을 증가시킬 수 있고, 따라서 제 2 전극의 전기장을 증가시킬 수 있다. 웨이퍼 표면 양단의 전기장이 균일할 때까지 (예를 들어, 10 %, 15 %, 20 %, 25 % 등) 이 프로세스가 반복될 수 있다.
다른 예로서, 제 1 저항성 출력 단 및 제 2 저항성 출력 단 양단의 전압이 측정될 수 있다. 이 전압은 챔버에 흐르는 이온 전류에 해당할 수 있다. 이 전류는 전극 전압의 영향을 받을 수 있다. 제 1 전극에 대한 이온 전류와 제 2 전극에 대한 이온 전류가 불균일하거나 불일치하는 경우(예를 들어, 10 %, 20 % 또는 30 % 초과의 차이), 제어기는 제 1 고 전압 펄서(425) 또는 제 2 고 전압 펄서(430)로 전송되는 제어 펄스의 펄스 폭을 조정할 수 있으며, 이는 (예를 들어, 용량성 충전 시간을 증가시키는 것으로) 나노초 펄서에 의해 생성되는 전압을 증가시킬 수 있고, 따라서 해당 전극의 전기장을 증가시킬 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)로부터의 펄스는 챔버 인터페이스 보드 또는 바이어스 보상 회로(510)를 통해 에너지 회수 회로(525) 및 플라즈마 챔버(535)로 통과할 수 있다. 예를 들어, 에너지 회수 회로(525)는 나노초 펄서 시스템(100)의 저항성 출력단(102)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 에너지 회수 회로(525)는 에너지 회수 회로(305)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 에너지 회수 회로(525)가 필요하지 않을 수 있다. 다른 예로서, 에너지 회수 회로(525)는 제 1 고 전압 펄서(425) 또는 제 2 고 전압 펄서(430) 중 하나 또는 둘 모두와 결합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 플라즈마 챔버(535)는 플라즈마 챔버, 에칭 챔버, 증착 챔버 등을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 플라즈마 챔버(535)의 유효 회로는 부하 단(106)을 포함할 수 있다.
두 개의 고 전압 펄서가 표시되지만 임의의 수를 사용할 수 있다. 예를 들어, 다수의 전극 링이 다수의 고 전압 펄서와 결합될 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 2 고 전압 펄서(430)에 의해 생성된 펄스와 다른 펄스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 고 전압 펄서(425)는 적어도 2kV의 펄스 출력의 펄스를 제공할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 1 고 전압 펄서(425)에 의해 제공되는 펄스와 동일하거나 상이한 펄스 출력의 적어도 2kV의 펄스를 제공할 수 있다.
다른 예로서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 1 펄스 반복 주파수를 갖는 펄스를 생성할 수 있고, 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 2 펄스 반복 주파수를 갖는 펄스를 생성할 수 있다. 제 1 펄스 반복 주파수와 제 2 펄스 반복 주파수는 동일하거나 상이할 수 있다. 제 1 펄스 반복 주파수 및 제 2 펄스 반복 주파수는 서로 위상이 같거나 위상이 다를 수 있다.
다른 예로서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 1 버스트 반복 주파수를 갖는 제 1 복수의 버스트를 생성할 수 있고, 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 2 버스트 반복 주파수를 갖는 제 2 복수의 버스트를 생성할 수 있다. 각 버스트는 복수의 펄스를 포함할 수 있다. 제 1 버스트 반복 주파수 및 제 2 버스트 반복 주파수는 동일하거나 상이할 수 있다. 제 1 버스트 반복 주파수 및 제 2 버스트 반복 주파수는 서로 위상이 같거나 위상이 다를 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)는 수냉식 또는 유전체 냉각식일 수 있다.
도 6은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(600)의 개략도이다. 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(600)은 플라즈마 챔버(535)와 결합된 제 1 고 전압 펄서(425) 및 제 2 고 전압 펄서(430)를 포함할 수 있다.
이 예에서, 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 1 저항성 출력 단(610) 및 제 1 바이어스 커패시터(615)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 예를 들어 나노초 펄서 시스템(300)에 도시된 바와 같이, 제 1 저항성 출력 단(610)은 사용되지 않을 수 있고에너지 회수 회로가 사용될 수 있다.
이 예에서, 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 2 저항성 출력 단(620) 및 제 2 바이어스 커패시터(625)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 예를 들어 나노초 펄서 시스템(300)에 도시된된와 같이, 제 2 저항성 출력 단(620)은 사용되지 않을 수 있고 에너지 회수 회로가 사용될 수 있다.
플라즈마 챔버(535)에는 제 1 전극(415) 및 제 2 전극(420)이 배치된다. 이 예에서, 제 1 전극(415)은 디스크 형상이고 제 2 전극(420)의 중앙 개구 내에 배치된다. 제 1 고 전압 펄서(425)는 제 1 전극(415)과 전기적으로 결합되고 제 2 고 전압 펄서(430)는 제 2 전극(420)과 전기적으로 결합된다. 일부 실시 예에서, 부유 결합 커패시턴스(630)는 제 1 고 전압 펄서(425)와 제 2 고 전압 펄서(430) 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 부유 결합 커패시턴스(630)는 약 100pF, 약 1nF, 약 10nF 미만 등일 수 있다.
도 7은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(700)을 도시하는 개략도이다. 이 예에서, 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(700)은 2 개의 상이한 웨이퍼 공간 영역에 상이한 전압을 제공하기 위해 다수의 절연된 2차 권선을 이용한다. 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(700)은 단일 고 전압 펄서(705)를 포함한다. 단일 고 전압 펄서(705)는 도 1 또는 도 3에 도시된 펄서 및 변압기 단(101)을 포함할 수 있다. 이 예에서는, 두 개별 세트의 2차 권선이 변압기 T1 주위에 감길 수 있다. 제 1 2차 권선(710)은 제 1 저항성 출력 단(610) 및 제 1 전극 채널을 형성하는 제 1 바이어스 커패시터(615)와 전기적으로 결합될 수 있다. 제 2 2차 권선(715)은 제 2 저항성 출력 단(620) 및 제 2 전극 채널을 형성하는 제 2 바이어스 커패시터(625)와 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 부유 결합 커패시턴스(630)는 제 1 전극 채널과 제 2 전극 채널 사이에 존재할 수 있다. 부유 결합 커패시턴스(630)는 예를 들어, 약 100pF, 약 1nF, 약 10nF 미만 등일 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 저항성 출력단(610) 대신에 제 1 에너지 회수 회로(예를 들어, 에너지 회수 회로(305))가 사용될 수 있고, 제 2 저항성 출력단(620) 대신에 제 2 에너지 회수 회로(예를 들어, 에너지 회수 회로(305))가 사용될 수 있다. 제 1 에너지 회수 회로 및 제 2 에너지 회수 회로는 병렬로 배열될 수 있다. 제 1 전극(415)상의 전압 및 제 2 전극(420)상의 제 2 전압은 제 1 2차 권선 및 제 2 2차 권선의 권선 수에 의존할 수 있다.
도 8은 일부 실시 예에 따른 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(800)을 도시하는 개략도이다. 이 예에서, 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(800)은 2 개의 상이한 웨이퍼 공간 영역에 상이한 전압을 제공하기 위해 전압 분배기를 이용한다. 공간 가변 웨이퍼 바이어스 시스템(800)은 단일 고 전압 펄서(805) 및 전압 분배기(810)를 포함한다. 분압기(810)는 복수의 저항기 및 커패시터를 포함할 수 있다. 저항기와 커패시터의 값은 제 1 전극(415)에 펄스를 제공하는 제 1 전극 채널에 제공된 펄스의 전압과 제 2 전극(420)에 펄스를 제공하는 제 2 전극 채널에 제공된 펄스의 전압의 전압 비율을 제공하도록 선택될 수 있다.
제 1 전극 채널은 제 1 저항성 출력단(610) 및 제 1 바이어스 커패시터(615)를 포함할 수 있다. 제 2 전극 채널은 제 2 저항성 출력단(620) 및 제 2 바이어스 커패시터(625)를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 부유 결합 커패시턴스(630)는 제 1 전극 채널과 제 2 전극 채널 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 부유 결합 커패시턴스(630)는 약 100pF, 약 1nF, 약 10nF 미만 등일 수 있다.
일부 실시 예에서, 제 1 저항성 출력 단(610) 대신에 제 1 에너지 회수 회로(예를 들어, 에너지 회수 회로(305))가 사용될 수 있고, 제 2 저항성 출력 단(620) 대신에 제 2 에너지 회수 회로(예를 들어, 에너지 회수 회로(305))가 사용될 수 있다. 제 1 에너지 회수 회로 및 제 2 에너지 회수 회로는 병렬로 배열될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, "실질적으로"라는 용어는 언급된 값의 5 % 또는 10 % 이내 또는 제조 허용 오차 이내를 의미한다. 달리 명시되지 않는 한, 용어 "약"은 언급된 값의 5 % 또는 10 % 이내 또는 제조 허용 오차 이내를 의미한다.
도 9에 도시된 계산 시스템(900)은 본 발명의 임의의 실시 예를 수행하는 데 사용될 수 있다. 다른 예로서, 계산 시스템(900)은 본 명세서에서 설명된 임의의 계산, 식별 및/또는 결정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 계산 시스템(900)은 버스(905)를 통해 전기적으로 결합될 수 있는(또는 적절하게 통신할 수 있는) 하드웨어 요소를 포함한다. 하드웨어 요소는 제한없이 하나 이상의 범용 프로세서 및/또는(디지털 신호 처리 칩, 그래픽 가속 칩 등과 같은) 하나 이상의 특수 목적 프로세서를 포함하는 하나 이상의 프로세서(910); 마우스, 키보드 등을 제한없이 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 장치(915); 및 디스플레이 장치, 프린터 등을 제한없이 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 장치(920)를 포함할 수 있다.
계산 시스템(900)은 제한없이 로컬 및/또는 네트워크 액세스 가능 스토리지를 포함할 수 있고/거나 제한없이 프로그래밍 가능, 플래시 업데이트 가능 및/또는 이와 유사할 수 있는, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 장치, 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및/또는 읽기 전용 메모리("ROM") 등의 솔리드 스테이트 저장 장치를 포함할 수 있는, 하나 이상의 저장 장치(925)를 더 포함할 수 있다 (및/또는 그와 통신할 수 있다). 계산 시스템(900)은 또한 제한없이 모뎀, 네트워크 카드(무선 또는 유선), 적외선 통신 장치, 무선 통신 장치 및/또는 칩셋(예를 들어, 블루투스 장치, 802.6 장치, Wi-Fi 장치, WiMax 장치, 셀룰러 통신 시설, 등) 등을 포함할 수 있는 통신 서브시스템(930)을 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(930)은 (예를 들면, 아래에 설명되는 네트워크와 같은) 네트워크 및/또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 장치와 데이터를 교환하는 것이 가능할 수 있다. 많은 실시 예에서, 계산 시스템(900)은 전술한 바와 같이 RAM 또는 ROM 장치를 포함할 수 있는 작업 메모리(935)를 더 포함할 것이다.
계산 시스템(900)은 또한, 본 발명의 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있으며, 및/또는 본 명세서에 설명된 바와 같이 본 발명의 방법을 구현하고/하거나 본 발명의 시스템을 구성하도록 설계될 수 있는, 운영 체제(940) 및/또는 그 외 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(945)과 같은 코드를 포함하여, 현재 작업 메모리(935) 내에 위치하는 것으로 도시된 소프트웨어 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 방법과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차는 컴퓨터 (및/또는 컴퓨터 내의 프로세서)에 의해 실행 가능한 코드 및/또는 명령으로 구현될 수 있다. 이들 명령어 및/또는 코드의 세트는 전술한 저장 장치(925)와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다.
일부 경우에, 저장 매체는 계산 시스템(900) 내에 통합되거나 계산 시스템(900)과 통신할 수 있다. 다른 실시 예에서, 저장 매체는 컴퓨팅 시스템(900)(예를 들어, 콤팩트 디스크 등과 같은 이동식 매체)과 분리될 수 있고/있거나 인스톨 패키지로 제공될 수 있으므로, 저장 매체는 이에 저장된 명령/코드로 범용 컴퓨터를 프로그래밍하는 데 사용될 수 있다. 이러한 명령어는 계산 시스템(900)에 의해 실행 가능하고/하거나 소스 및/또는 설치 가능 코드의 형태를 취할 수 있는 실행 코드의 형태를 취할 수 있으며, 이것은 (예를 들어, 일반적으로 사용 가능한 다양한 컴파일러, 설치 프로그램, 압축/압축 해제 유틸리티 등을 사용하여) 계산 시스템(900)에 컴파일 및/또는 인스톨할 때에 실행 가능한 코드의 형태를 취한다.
청구된 요지에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 본 명세서에서 설명되어 있다. 그러나, 당업자는 청구된 주제가 이러한 특정 세부 사항없이 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 예들에서, 당업자에 의해 알려진 방법, 장치 또는 시스템은 청구된 요지를 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다.
일부 부분은 컴퓨터 메모리와 같은 컴퓨팅 시스템 메모리 내에 저장된 데이터 비트 또는 이진 디지털 신호에 대한 연산의 알고리즘 또는 상징적 표현의 측면에서 제공된다. 이러한 알고리즘적인 설명 또는 표현은 데이터 처리 기술의 통상의 기술자가 작업의 본질을 당업자에게 전달하기 위해 사용하는 기술의 예이다. 알고리즘은 원하는 결과로 이어지는 일관된 작업 시퀀스 또는 유사한 처리이다. 이러한 맥락에서, 작업 또는 처리에는 물리량의 물리적 조작이 포함된다. 일반적으로 반드시 그런 것은 아니지만 이러한 물리량은 저장, 전송, 결합, 비교 또는 조작될 수 있는 전기적 또는 자기적 신호의 형태를 취할 수 있다. 주로 일반적인 사용의 이유로 비트, 데이터, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자, 수치 등과 같은 신호를 참조하는 것이 편리한 것으로 입증되었다. 그러나, 이들 및 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 연관되어야 하며 단지 편리한 라벨일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서 전반에 걸쳐 "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정" 및 "식별" 등과 같은 용어를 사용하는 설명은, 메모리, 레지스터 또는 컴퓨팅 플랫폼의 다른 정보 저장 장치, 전송 장치 또는 디스플레이 장치 내에서 물리 전자적 또는 자기적 양으로 표시된 데이터를 조작하거나 변환하는, 하나 이상의 컴퓨터 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치 또는 장치와 같은, 컴퓨팅 장치의 동작 또는 프로세스를 나타낸다.
본 명세서에서 설명하는 시스템 또는 시스템은 특정 하드웨어 아키텍처 또는 구성으로 제한되지 않는다. 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 입력에 대해 조정된 결과를 제공하는 임의의 적절한 구성 요소 배열을 포함할 수 있다. 적합한 컴퓨팅 장치는 범용 컴퓨팅 장치로부터 본 주제의 하나 이상의 실시 예를 구현하는 특수 컴퓨팅 장치로 컴퓨팅 시스템을 프로그래밍하거나 구성하는 저장된 소프트웨어에 액세스하는 다목적 마이크로 프로세서 기반 컴퓨터 시스템을 포함한다. 임의의 적절한 프로그래밍, 스크립팅, 또는 다른 유형의 언어 또는 언어의 조합은 컴퓨팅 장치를 프로그래밍하거나 구성하는 데 사용되는 소프트웨어에 여기에 포함된 교시를 구현하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법의 실시 예는 이러한 컴퓨팅 장치의 동작에서 수행될 수 있다. 위의 예에 제시된 블록의 순서는 변경될 수 있다. 예를 들어, 블록은 다시 정렬, 결합 및/또는 하위 블록으로 분할될 수 있다. 특정 블록 또는 프로세스는 병렬로 수행될 수 있다.
본 명세서에서 "적응된" 또는 "구성된"이란 용어는 추가 작업 또는 단계를 수행하도록 적응되거나 구성된 장치를 배제하지 않는 개방적이고 포괄적인 언어로서 의미된다. 또한 "기반으로 하는"을 사용하는 것은, 하나 이상의 언급된 조건 또는 값을 "기반으로 하는" 프로세스, 단계, 계산 또는 기타 작업이 실제로는 언급된 것 이상의 추가 조건이나 값을 기반으로 할 수 있다는 점에서, 개방적이고 포괄적인 것으로 의미된다. 본 명세서에 포함된 표제, 목록 및 번호 매기기는 설명의 편의를 위한 것일뿐 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 요지는 그 특정 실시 예와 관련하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 전술한 내용을 이해하면, 이러한 실시 예에 대한 변경, 변형 및 균등물을 쉽게 얻을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시 내용은 제한이 아닌 예시의 목적으로 제시되었으며, 당업자에게 명백한 바와 같이 본 주제에 대한 이러한 수정, 변경 및/또는 추가의 포함을 배제하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

Claims (27)

  1. 플라즈마 부하를 갖는 전력 시스템에 있어서,
    약 1kV보다 큰 제 1 전압, 약 1μs보다 작은 제 1 펄스 폭, 및 약 20kHz보다 큰 제 1 펄스 반복 주파수를 갖는 제 1 복수의 펄스를 출력하는 제 1 고 전압 펄서;
    약 1kV보다 큰 제 2 전압, 약 1μs보다 작은 제 2 펄스 폭, 및 약 20kHz보다 큰 제 2 펄스 보충 주파수를 갖는 제 2 복수의 펄스를 출력하는 제 2 고 전압 펄서;
    챔버;
    상기 챔버 내에 배치되고 상기 제 1 고 전압 펄서와 전기적으로 결합된 제 1 전극; 및
    상기 제 1 전극에 인접하게 상기 챔버 내에 배치되고 상기 제 2 고 전압 펄서와 전기적으로 결합되는 제 2 전극
    을 포함하는, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 10 pF와 1 μF 사이의 커패시턴스로 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과 용량적으로 결합된 웨이퍼 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 다를 포함하는, 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 상기 표면 양단의 전기장은 25 % 내로 균일한, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 상기 웨이퍼의 대응하는 부분 사이의 결합 커패시턴스는 100pF보다 크고; 상기 제 2 전극과 상기 웨이퍼의 대응하는 부분 사이의 커패시턴스는 100pF보다 큰, 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 웨이퍼상으로 가속되는 이온의 플라즈마를 포함하는, 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 1 전극 상의 전극 전압을 생성하고, 상기 제 2 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 2 전극 상의 전극 전압을 생성하는, 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전압 대 상기 제 2 전압의 비율은 2 대 1 미만이거나 그 반대의 경우인, 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 하나 또는 둘 모두는 축 대칭인, 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 제 1 평면형 표면을 갖고 상기 제 2 전극은 제 2 평면형 표면을 가져서 상기 제 2 평면형 표면이 상기 제 1 평면형 표면 및 상기 제 2 평면형 표면의 총합의 25 %가 되도록 하는, 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 2 고 전압 펄서 모두는 저항성 출력 단을 포함하는, 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 2 고 전압 펄서 모두 에너지 회수 회로를 포함하는, 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 복수의 펄스의 매개변수는 상기 제 2 복수의 펄스의 매개변수와 독립적으로 제어되는, 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 펄스 반복 주파수와 상기 제 2 펄스 반복 주파수는 서로 위상이 같은, 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 결합 커패시턴스는 약 10 nF 미만인, 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은:
    디스크 모양,
    중심 축, 및
    외경
    을 포함하고,
    상기 제 2 전극은:
    중앙 구멍을 갖는 디스크 형상 - 상기 제1 전극은 상기 중앙 구멍 내에 배치됨 - ,
    상기 제 1 전극의 상기 중심 축과 정렬된 중심 축,
    개구 직경, 및
    외경
    을 포함하는, 시스템.
  16. 웨이퍼 플랫폼;
    디스크 모양,
    중심 축, 및
    외경
    을 포함하는, 제 1 전극;
    중앙 구멍을 갖는 디스크 형상 - 상기 제1 전극은 상기 중앙 구멍 내에 배치됨 - ,
    상기 제 1 전극의 상기 중심 축과 정렬된 중심 축,
    개구 직경, 및
    외경
    을 포함하는, 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 전기적으로 결합된 제 1 고 전압 펄서 - 상기 제 1 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성함- ; 및
    상기 제 2 전극과 전기적으로 결합된 제 2 고 전압 펄서 - 상기 제 2 고 전압 펄서는 10kHz보다 큰 펄스 반복률로 5kV보다 큰 펄스를 생성함 -
    을 포함하는, 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 웨이퍼 플랫폼은 상기 제 2 전극의 상기 외경과 실질적으로 유사한 외경을 갖는, 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 고 전압 펄서는 상기 제 1 고 전압 펄서에 의해 제공된 펄스의 진폭의 일부인 진폭을 갖는 펄스를 제공하는, 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 고 전압 펄서는 상기 제 1 고 전압 펄서에 의해 제공되는 상기 펄스의 상기 펄스 반복 주파수의 일부인 펄스 반복 주파수를 갖는 펄스를 제공하는, 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 제 1 저항성 출력단; 및 상기 제 2 고 전압 펄서 및 상기 제 2 전극과 결합된 제 2 저항성 출력단을 더 포함하는, 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 고 전압 펄서 및 상기 제 1 전극과 결합된 바이어스 보상 회로를 더 포함하는, 시스템.
  22. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 절연 재료의 링을 더 포함하는, 시스템.
  23. 제 16 항에 있어서, 상기 웨이퍼 플랫폼은 유전체 재료 또는 세라믹 재료를 포함하는, 시스템.
  24. 플라즈마 챔버에서 제 1 전극과 결합된 제 1 고 전압 펄서를 펄싱하는 단계 - 상기 제 1 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 1 전압, 약 20kHz보다 큰 제 1 펄스 반복 주파수, 및 제 1 펄스 폭으로 펄싱함 - ;
    상기 플라즈마 챔버에서 제 2 전극과 결합된 제 2 고 전압 펄서를 펄싱하는 단계, - 상기 제 2 고 전압 펄서는 약 1kV보다 큰 제 2 전압, 약 20kHz보다 큰 제 2 펄스 반복 주파수 및 제 2 펄스 폭으로 펄싱하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 웨이퍼 아래에 배치됨 - ;
    상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 물리적 현상에 대응하는 매개변수를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 매개변수에 기초하여 상기 제 2 전압, 상기 제 2 펄스 반복 주파수 및 상기 제 2 펄서 폭 중 적어도 하나를 조정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 상기 물리적 현상은 상기 웨이퍼의 표면에 걸친 전기장의 균일성과 부합하는, 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 플라즈마 챔버 내에서 발생하는 상기 물리적 현상은 상기 웨이퍼의 표면에 걸친 이온 전류의 균일성과 부합하는, 방법.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 매개 변수는 상기 제1 고 전압 펄서의 저항기를 통해 흐르는 전류인, 방법.
KR1020237029360A 2018-07-27 2019-07-29 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템 KR20230129609A (ko)

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