KR20230136641A - 마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 ald 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링을 위한 마이크로웨이브 시스템 - Google Patents

마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 ald 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링을 위한 마이크로웨이브 시스템 Download PDF

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모함마드 카마레히
일리야 포키도브
케네스 트렌홀름
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엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드
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Abstract

마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템이 개시되며, 이는 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기, 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하고 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 도파관 조립체, 도파관 조립체 내에 위치하고 도파관 조립체로부터 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로의 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성된 하나 이상의 아이솔레이터, 도파관 조립체 내에 위치되고 아이솔레이터로부터 마이크로웨이브 신호를 수신하고 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성되는 적어도 하나의 동조 장치, 및 도파관 조립체와 연통하고 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치를 포함한다.

Description

마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 ALD 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링을 위한 마이크로웨이브 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 2월 3일에 출원된, 발명의 명칭이 "마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 ALD 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링을 위한 장치 및 방법"인 미국 가특허 출원 일련 번호 제 63/145,178호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 전체가 여기에 참조로 포함된다.
본 발명의 실시예는 원자 층 증착 공정 동안 어닐링을 개선하기 위해 마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제작은 매우 다양한 처리 기술을 포함한다. 원자 층 증착(이하 ALD)은 이러한 제조 공정 중 하나이다. ALD 공정은 일반적으로 반도체 장치 제작, 나노 재료 합성에 사용되며, 재료에 높은 밀도의 유전체, 낮은 유전율의(low-k) 막을 달성하기 위해 유전체 막을 다루거나 또는 조절하는 데(conditioned) 빈번하게 사용된다. ALD 박막 증착 기술은 통상적으로 다수의 전구체("반응물"이라고도 함)가 재료의 표면과 순차적으로 반응하여 재료의 표면에 다층 박막을 천천히 증착하는 기상 화학 공정의 순차적 사용을 기반으로 한다.
열 ALD는 광 복사 열 처리를 기반으로 하는 종래의 급속 열 어닐링을 사용하여 달성된다. 종래의 급속 열 ALD 처리는 과거에 유용한 것으로 입증되었지만, 많은 단점이 확인되고 있다. 예를 들어, 처리되는 웨이퍼의 온도는 급속 열 ALD 동안 어닐링 온도까지 증가한다. 그 결과, 처리 동안 기판의 가열 및 냉각으로 인해 처리 시간이 원하는 것보다 길어지는 경향이 있다. 또한, 높은 밀도의 유전체, 낮은 유전율의 층을 얻는 것이 어려운 것으로 입증되었다.
전술한 내용에 비추어 볼 때, 종래의 급속 열 ALD 시스템 및 공정과 비교할 때 높은 처리량을 제공할 수 있는 마이크로웨이브-보조 ALD 어닐링을 위한 시스템 및 방법이 지속적으로 요구된다.
마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 다양한 실시예가 본 출원에 개시된다. 일 실시예에서, 본원에 개시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템은 증착 공정 동안 마이크로웨이브 복사를 이용하며, 이에 의해 기판의 처리 전, 처리 동안 및 처리 후에 기판 가열 및 냉각과 연관된 처리 시간을 감소시키거나 없애며, 이에 의해 공정 처리량을 개선한다. 또한, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 현재 이용 가능한 것보다 기판에 도포되는 더 높은 밀도의 막 또는 층을 달성하도록 구성될 수 있다. 게다가, 본원에 개시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 실시예는 기판 상에 더 높은 밀도의 유전체, 낮은 유전율의 재료 층의 형성을 허용한다.
일 실시예에서, 본 출원은 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템과 함께 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템을 개시한다. 보다 구체적으로, 마이크로웨이브 시스템은 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하는 적어도 하나의 도파관 조립체는 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 도파관 조립체 내에 위치된 하나 이상의 아이솔레이터(isolator)는 도파관 조립체로부터 마이크로웨이브 발생기로의 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 마이크로웨이브 발생기에 대한 손상 가능성을 감소시킨다. 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치(tuning device)는 아이솔레이터로부터 마이크로웨이브 신호를 수신하고 이 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성될 수 있다. 동조 시스템은 자동-동조 동조 시스템 또는, 대안적으로, 수동 동조 시스템을 포함할 수 있다. 마지막으로, 도파관 조립체와 연통하는 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 출원은 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템과 함께 사용하기 위한 도파관-기반 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 마이크로웨이브 시스템은 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하는 적어도 하나의 도파관 조립체는 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 도파관 조립체 내에 위치된 하나 이상의 아이솔레이터는 도파관 조립체로부터 마이크로웨이브 발생기로의 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 마이크로웨이브 발생기에 대한 손상 가능성을 감소시킨다. 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치는 아이솔레이터로부터 마이크로웨이브 신호를 수신하고 이 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성될 수 있다. 동조 시스템은 자동-동조 동조 시스템 또는, 대안적으로, 수동 동조 시스템을 포함할 수 있다. 마지막으로, 적어도 하나의 도파관 조립체와 연통하는 적어도 하나의 도파관은 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 출원은 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템과 함께 사용하기 위한 헬리컬 안테나-기반 마이크로웨이브 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 마이크로웨이브 시스템은 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하는 적어도 하나의 도파관 조립체는 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 도파관 조립체 내에 위치된 하나 이상의 아이솔레이터는 도파관 조립체로부터 마이크로웨이브 발생기로의 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 마이크로웨이브 발생기에 대한 손상 가능성을 감소시킨다. 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치는 아이솔레이터로부터 마이크로웨이브 신호를 수신하고 이 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성될 수 있다. 동조 시스템은 자동-동조 동조 시스템 또는, 대안적으로, 수동 동조 시스템을 포함할 수 있다. 마지막으로, 적어도 하나의 도파관 조립체와 연통하는 적어도 하나의 헬리컬 안테나는 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성될 수 있다.
마이크로웨이브-보조 열 장치 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템 및 사용 방법의 다른 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
마이크로웨이브-보조 열 장치 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템 및 사용 방법의 새로운 측면은 다음 도면을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 열 ALD 처리 시스템의 실시예의 평면 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 열 ALD 처리 시스템에 사용되는 플래튼 베슬(platen vessel)에 커플링된 베슬의 입면 사시도를 도시한다.
도 3은 처리 베슬에 위치된 적어도 하나의 마이크로웨이브 도파관을 갖는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 실시예의 평면 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 처리 베슬에 위치된 마이크로웨이브 도파관의 실시예의 측면 사시도를 도시한다.
도 5는 상부에 위치되는 두 개의 마이크로웨이브 도파관을 갖는 도 3에 도시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 처리 베슬의 또 다른 실시예의 상면도(top view)를 도시한다.
도 6은 처리 베슬에 위치된 적어도 하나의 마이크로웨이브 안테나를 갖는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 실시예의 평면 단면도를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템과 함께 사용하기 위한 헬리컬 마이크로웨이브 안테나의 실시예의 입면 사시도를 도시한다.
도 8은 도 6에 도시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 챔버 내에 위치되는 도 7에 도시된 마이크로웨이브 안테나의 실시예의 측평면 단면도를 도시한다.
도 9는 플래튼 챔버에 위치된 기판의 균일한 마이크로웨이브 복사를 제공하기 위해 두(2) 개의 마이크로웨이브 안테나를 이용하는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 대안적인 실시예의 입면 단면도를 도시한다.
도 10은 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템의 실시예의 블록도를 도시한다.
본 출원은 다양한 마이크로웨이브 발생 장치 및 공정을 통합함으로써 열 ALD 처리를 개선하기 위한 다양한 마이크로웨이브 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본 출원은 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리를 위한 시스템 및 방법을 개시하며, 이 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리를 위한 시스템 및 방법은 각각의 순차적인 층이 기판 상에 증착된 후에 재료의 증착된 층에 마이크로웨이브 복사를 적용하고, 이에 의해 막이 도포되는 기판의 가열과 연관된 열 램핑(thermal ramping)과 연관된 시간을 감소시키거나 없애면서 증착된 막의 온도를 선택적으로 높인다. 그 결과, 출원인은 더 높은 품질의 막, 더 높은 밀도의 유전체 및 낮은 유전율의 막을 갖는 막 및 열 ALD 적용 스펙트럼에 걸쳐 더 넓은 용도를 제공하는 막을 생산하였다. 일 실시예에서, 본원에 개시된 마이크로웨이브-보조 ALD 열 어닐링의 시스템 및 방법은 다양한 기판의 플라즈마 처리와 함께 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 본원에 개시된 마이크로웨이브-보조 ALD 열 어닐링의 시스템 및 방법이 플라즈마 처리와 함께 사용될 필요는 없다. 오히려, 임의의 다양한 포스트-ALD 어닐링이 본 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다.
도 1 및 2는 기판 상으로의 재료의 원자 층 증착에 사용하기 위한 종래의 열 ALD 처리 챔버의 실시예를 구성하는 데 사용되는 요소의 다양한 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, ALD 시스템(1)은 플라즈마 소스(5)와 유체 연통하는 챔버(3)를 포함한다. 또한, 챔버 수용 영역(9)이 챔버(3) 내에 형성될 수 있다. 게다가, 챔버(3)는 그 위에 형성된 하나 이상의 포트(11)를 가질 수 있다. 챔버 수용 영역(9)은 내부에 베슬(13)을 수용하는 크기일 수 있다. 일 실시예에서, 베슬(13)은 제1 베슬 본체(15) 및 제2 베슬 본체(19)로 형성된 원추형 베슬을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 베슬 본체(15)는 내부에 제1 베슬 통로(17)를 규정한다. 유사하게, 제2 베슬 본체(19)는 제1 베슬 통로(17)와 유체 연통하는 제2 베슬 통로(21)를 규정한다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 적어도 하나의 플래튼 베슬(7)이 베슬(13)에 커플링되고 이와 유체 연통할 수 있다. 플래튼 베슬(7)은 하나 이상의 기판, 쿠폰 또는 유사한 시편을 내부에 또는 상부에 수용하도록 구성된 플래튼 고정부(25)를 갖는 플래튼 베슬 챔버(23)를 규정한다. 사용 동안, 처리될 기판은 플래튼 베슬 챔버(23) 내에 위치된 플래튼 고정부(25) 상에 위치된다. 챔버 내부에 진공이 형성되고 기판의 온도가 원하는 온도로 가열된다. 그 후, 다수의 반응물이 플래튼 베슬 챔버(23)에 순차적으로 도입된다. 그 결과, 다수의 원자 층이 기판 상에 형성된다. 그 후, 일단 원하는 수 및/또는 두께의 층이 기판 상에 형성되면, 플라즈마 소스(5) 내에서 발생된 플라즈마는 베슬(13)에 형성된 유입구(29)를 통하여 베슬(13) 내로 지향되고 이를 통하여 가로지른다. 그 후, 플라즈마는 플래튼 베슬 챔버(23) 내에 위치된 플래튼 고정부(25) 상에 위치된 기판 상에 입사될 수 있다. 일단 처리가 완료되면, 코팅된 기판이 챔버로부터 제거될 수 있게 되기 전에 기판은 취급 온도까지 시간이 지남에 따라 냉각되어야만 하며, 이에 의해 처리 시스템의 처리량이 크게 감소된다.
도 3 내지 도 5는 새로운 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브-보조 열 ALD 시스템(40)은 챔버(42)를 포함하며 이 챔버(42)는 이에 커플링되거나 그렇지 않으면 이와 유체 연통하는 적어도 하나의 플라즈마 소스(44)를 갖는다. 전술한 열 ALD 시스템과 유사하게, 도 3 내지 도 5에 도시된 ALD 시스템(40)의 챔버(42)는 내부에 하나 이상의 처리 베슬(52)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 챔버 수용 영역(48)을 규정한다. 또한, 챔버(42) 및/또는 베슬(52) 중 적어도 하나는 적어도 하나의 플래튼 베슬(46)에 커플링될 수 있고 적어도 하나의 기판, 플래튼 또는 기판을 내부에 수용하고 지지하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 베슬(52)은 원추형 베슬을 포함한다. 선택적으로, 베슬(52)은 임의의 다양한 형상, 구성, 가로 치수 등으로 형성될 수 있다. 또한, 베슬(52)은 스테인리스 강, 다양한 합금, 다양한 불활성 재료, 세라믹, 복합 재료, 유리, 광물 등을 제한 없이 포함하는 임의의 다양한 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 챔버(42), 베슬(52) 및/또는 플래튼 챔버 중 적어도 하나는 내부에 하나 이상의 100mm 이하의 웨이퍼 기판을 수용하는 크기일 수 있다. 선택적으로, 챔버(42), 베슬(52) 및/또는 플래튼 챔버 중 적어도 하나는 내부에 하나 이상의 100mm 이상의 웨이퍼 기판을 수용하는 크기일 수 있다.
예시된 실시예에서, 베슬(52)은 제1 베슬 본체(54) 및 적어도 제2 베슬 본체(58)를 포함한다. 임의의 개수의 베슬 본체가 베슬(52)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 선택적으로, 베슬(52)은 단일형(monolithic) 구성으로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 베슬 통로(60)가 베슬(52) 내에 형성될 수 있다. 전술한 종래의 열 ALD 시스템과 다르게, 도 3 내지 도 5에 설명된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 시스템은 마이크로웨이브 발생기(도시되지 않음)로부터 베슬(52)에 형성된 베슬 통로(60)와 연통하는 기판으로 마이크로웨이브 복사를 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 도파관 장치(56)를 포함한다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 단일 마이크로웨이브 도파관 장치(56)는 제1 베슬 본체(54) 상에 위치되거나 이와 연통한다. 대안에서, 도 5는 베슬(52) 상에 위치된 두 개의 마이크로웨이브 도파관 장치(56, 56')를 갖는 베슬(52)의 대체 실시예의 입면 단면도의 개략도를 도시한다. 예시된 실시예에서, 마이크로웨이브 도파관 장치(56 및 56')는 서로 직각으로 위치되지만, 당업자는 마이크로웨이브 도파관 장치(56 및 56')가 서로에 대해 임의의 관계로 위치될 수 있음을 이해할 것이다. 그리하여, 도시된 바와 같이, 제1 마이크로웨이브 도파관 장치(56)는 제1 마이크로웨이브 복사 필드(63)를 처리 중인 기판에 전달하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 마이크로웨이브 도파관 장치(56')는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 시스템(40)에 의해 처리되는 기판에 적어도 제2 마이크로웨이브 복사 필드(63')를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 복사 필드(63)의 모드는 원하는 평면(예를 들어, r & Φ 평면)에서 TE11 모드일 수 있는 반면, 제2 복사 필드(63')의 모드는 상이한 평면(예를 들어, r & Φ 평면의 벡터)에서 TE11 모드를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제1 및 제2 마이크로웨이브 복사 필드(63, 63') 중 적어도 하나는 선형 편광, 원형 편광 및/또는 타원 편광일 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 제1 및 제2 마이크로웨이브 복사 필드(63, 63')는 동일한 편광을 공유한다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 마이크로웨이브 복사 필드(63, 63')는 상이한 편광을 갖는다. 당업자는 제1 및 제2 복사 필드(63, 63')의 모드가 동일하거나 상이할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 예시적인 모드는 TE11, TM01 등을 포함한다. 또한, 마이크로웨이브 도파관 장치(56 및/또는 56')(존재한다면)는 임의의 다양한 주파수에서 마이크로웨이브 복사를 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적인 주파수는 약 200 메가헤르츠(200MHz) 내지 약 10,000 메가헤르츠(10,000MHz) 이상의 범위일 수 있다. 다른 실시예에서, 주파수는 약 5,700 메가헤르츠(5,700MHz) 내지 약 5,800 메가헤르츠(5,800MHz) 범위일 수 있다. 선택적으로, 주파수는 약 1,000 메가헤르츠(1,000MHz) 내지 약 4,000 메가헤르츠(4,000MHz) 이상의 범위일 수 있다. 선택적으로, 주파수는 약 2,400 메가헤르츠(2,400MHz) 내지 약 2,500 메가헤르츠(2,500MHz) 범위일 수 있다. 또한, 당업자는 제1 및 제2 복사 필드(63, 63')의 주파수가 동일하거나 상이할 수 있음을 이해할 것이다.
도 3 및 도 4는 베슬(52) 상에 위치되거나 그렇지 않으면 이에 커플링된 마이크로웨이브 도파관 장치(56)의 실시예의 다양한 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 도파관 장치(56)는 베슬(52)에 커플링된 제1 마이크로웨이브 도파관 본체(74) 및 제2 마이크로웨이브 도파관 본체(76)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 도파관 장치(56)는 직사각형 형상을 형성할 수 있다. 선택적으로, 도파관 장치(56)는 원통형 형상을 형성할 수 있다. 당업자는 도파관 장치(56)가 임의의 다양한 형상, 크기, 가로 치수 등으로 형성될 수 있음을 이해할 것이다. 하나 이상의 마이크로웨이브 도파관 커넥터(78)가 제1 마이크로웨이브 도파관 본체(74) 및/또는 제2 마이크로웨이브 도파관 본체(76) 중 적어도 하나 상에 위치하도록 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터(78)는 마이크로웨이브 도파관 장치(56)를 적어도 하나의 마이크로웨이브 에너지 소스(도시되지 않음)에 커플링하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커넥터는 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기(162)와 연통하는 하나 이상의 도관(186)에 커플링될 수 있다(도 10 참조). 그리하여, 챔버(42)에 형성된 포트(50)는 이를 통하여 가로지르는 하나 이상의 도관, 케이블 또는 유사 장치를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 포트(50)는 적어도 하나의 밀봉된 커넥터 유사 장치(도시되지 않음)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 마이크로웨이브 도파관 장치(56)는 베슬(52)에 형성된 베슬 유입구(70)에 근접하게 위치된다. 당업자는 본 시스템에 포함된 하나 이상의 마이크로웨이브 도파관 장치(56)가 베슬(52) 위 또는 그 근처의 어느 곳에나 위치될 수 있음을 이해할 것이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 복사 초크(choke) 또는 유사한 필터링 장치(80)가 베슬 유입구(70)와 마이크로웨이브 도파관 장치(56) 사이에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 복사 초크(80)는 마이크로웨이브 도파관 장치(56) 내에서 발생된 복사 또는 신호의 원치 않는 흐름이 플라즈마 소스(44) 내로 흐르는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 적어도 하나의 플래튼 베슬(46)은 챔버(42) 내에 위치된 베슬(52)에 커플링되거나 그렇지 않으면 이와 연통할 수 있다. 예시된 실시예에서, 플래튼 베슬(46)은 챔버(42) 외부의 베슬(52)에 커플링된다. 선택적으로, 플래튼 베슬(46)은 챔버(42) 내의 베슬(52)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 플래튼 베슬(46)은 내부에 적어도 하나의 플래튼 베슬 챔버(62)를 규정하고, 플래튼 베슬 챔버(62)는 처리될 하나 이상의 기판 또는 시편을 상부 또는 내부에 지지할 수 있는 하나 이상의 플래튼 고정부(64)를 수납하도록 구성된다. 하나 이상의 유출구(66)가 플래튼 베슬(46)에 형성될 수 있다.
처리 과정 동안, 하나 이상의 기판 또는 시편(도시되지 않음)이 플래튼 베슬(46)의 플래튼 베슬 챔버(62) 내의 플래튼 고정부(64) 상에 위치되거나 및/또는 이에 고정될 수 있다. 그 후, 플래튼 베슬(46)은 밀봉된 관계로 베슬(52)과 맞물리도록 구성된다. 예를 들어, 플래튼 베슬(46)은 완전 밀봉된 관계로 베슬(52)과 맞물리게 되었지만, 당업자는 플래튼 베슬(46)이 임의의 다양한 방식으로 베슬(52)에 커플링될 수 있음을 이해할 것이다. 챔버(42), 베슬 챔버(62) 및/또는 플래튼 베슬(46) 중 적어도 하나에 진공이 적용될 수 있다. 그 후, 하나 이상의 반응물 층이 기판 상으로 선택적으로 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 도파관 장치(56 및 또는 56')로부터 방출된 마이크로웨이브 에너지는 각각의 재료 층이 기판 상으로 순차적으로 증착된 후에 활성화될 수 있고, 이에 의해 기판 상에 형성된 새롭게 증착된 층을 선택적으로 그리고 제어 가능하게 가열한다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 복사는 새롭게 증착된 층에 균일하게 적용된다. 다른 실시예에서, 마이크로웨이브 복사는 새롭게 증착된 층에 불균일하게 적용된다. 예시된 실시예에서, 플라즈마 소스(44)에 의해 발생된 플라즈마는 플래튼 고정부(64) 상에 위치된 기판으로의 베슬 통로(60)로 지향될 수 있다. 당업자는 임의의 다양한 대체 포스트-ALD 어닐링 공정이 기판에 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 그리하여, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 플라즈마-기반 처리 시스템에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 6 내지 도 9는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템의 다른 실시예의 다양한 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 이전 실시예와 유사하게, 처리 시스템(100)은 적어도 하나의 플라즈마 소스(104)와 적어도 하나의 플래튼 베슬(106) 사이에 또는 이에 인접하여 위치된 적어도 하나의 챔버(102)를 포함한다. 챔버(102)는 내부에 적어도 하나의 베슬(112)을 수용하기 위한 적어도 하나의 챔버 수용 영역(108) 크기를 규정한다. 도시된 바와 같이, 베슬(112)은 제1 베슬 본체(114) 및 적어도 제2 베슬 본체(116)로 형성된 원추형 베슬을 포함할 수 있다. 선택적으로, 베슬(112)은 단일형 본체(monolithic body)로 구성될 수 있다. 이전 실시예와 유사하게, 처리 베슬(112)은 임의의 다양한 형상 및 구성으로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 베슬 통로(118)가 베슬(112) 내에 형성될 수 있고, 베슬 통로(118)는 플라즈마 소스(104) 및 플래튼 챔버(106)에 커플링되거나 이에 매우 근접한 유입구(122)와 유체 연통한다. 이전 실시예와 유사하게, 챔버(102), 플래튼 고정부(106) 및/또는 베슬(112)을 포함하는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템(100)의 다양한 요소는 임의의 다양한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 베슬(112)은 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 유사하게, 챔버(102)는 스테인리스 강으로 제조될 수 있다.
도시된 바와 같이, 적어도 하나의 안테나는 챔버 수용 영역(108) 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 6 내지 도 8에 도시된 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템(100)의 실시예에서, 단일 안테나(120)가 플래튼 베슬(106) 내의 기판(도시되지 않음)에 마이크로웨이브 복사를 투사하는 데 사용된다. 도 9는 마이크로웨이브-보조 열 ALD 처리 시스템(100)이 챔버 수용 영역(108) 내에 위치한 제1 안테나(120) 및 적어도 제2 안테나(120')를 포함하는 대체 실시예를 도시한다. 당업자는 임의의 개수 및 다양한 안테나가 본 시스템에 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 선택적으로, 베슬(112)은 적어도 하나의 윈도우(window) 또는 유사한 관통부를 포함할 수 있어서, 이에 의해 안테나(120)로부터의 복사가 베슬(112)을 통하여 가로지르는 것을 허용한다. 예를 들어, 도 6 및 도 7은 상부에 또는 내부에 형성된 윈도우(117)를 갖는 베슬(112)의 실시예를 도시한다. 대안에서, 도 9는 내부에 윈도우를 형성하지 않고 형성된 베슬(112)의 실시예를 도시한다. 다른 실시예에서, 베슬(112)은 제1 베슬 본체(114)를 포함할 필요가 없으며, 이에 의해 안테나(120)로부터의 마이크로웨이브 복사가 챔버 수용 영역(108)을 통하여 가로지르는 것을 허용하여 제2 베슬 본체(116)를 통해 베슬(112)에 진입한다.
도 7 및 도 8은 챔버 수용 영역(108)에 하나 이상의 안테나를 위치시키는데 유용한 커플링 시스템 및 안테나(120)의 실시예의 보다 상세한 도면을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 안테나(120)는 적어도 하나의 복사 도관(140)을 포함한다. 일 실시예에서, 복사 도관(140)은 실질적으로 헬리컬 형상을 포함한다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 복사 도관(140)은 5회전 헬리컬 와인딩(winding)을 포함한다. 선택적으로, 복사 도관(140)은 3회전 헬리컬 와인딩, 4회전 헬리컬 와인딩, 5회전 헬리컬 와인딩, 6회전 헬리컬 와인딩 또는 7회전 이상의 헬리컬 와인딩을 포함할 수 있다. 복사 도관(140)의 와이어 직경은 약 0.005인치 내지 약 1.0인치 범위일 수 있다. 하나의 구체적인 실시예에서, 복사 도관(140)의 와이어 직경은 약 0.125인치 내지 약 0.250인치 범위이지만, 당업자는 임의의 다양한 와이어 직경이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 선택적으로, 임의의 수의 회전이 헬리컬 와인딩을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 회전 직경(D)은 약 0.5인치 내지 약 4.0인치 범위일 수 있다. 선택적으로, 회전 직경(D)은 약 1.54인치일 수 있다. 선택적으로, 임의의 다양한 코일 간격을 갖는 복사 도관(140)이 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 코일 간격(S)은 약 0.50인치 내지 약 2.5인치 범위이다. 다른 실시예에서, 코일 간격(S)은 약 1인치 내지 약 1.5인치 범위이다. 선택적으로, 코일 간격(S) 범위는 약 1.20인치이다. 유사하게, 임의의 원하는 코일 피치 각도를 갖는 복사 코일(140)이 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 코일 피치 각도는 약 14도이지만, 임의의 코일 피치 각도가 사용될 수 있다. 선택적으로, 안테나(120)는 왼쪽 또는 오른쪽 원형 편광을 가질 수 있다. 당업자는 안테나가 임의의 다양한 대체 구성 및/또는 형상으로 형성될 수 있음을 이해할 것이다. 예시적인 구성은 헬리컬형, 원추형, 포물선형, 뿔형, 누설 파형, 어레이형(arrayed) 안테나 등을 제한 없이 포함한다. 일 실시예에서, 안테나는 기판의 온도를 효율적으로 그리고 선택적으로 조정하도록 선택된 적어도 하나의 방향 마이크로웨이브 복사 패턴을 발생하도록 구성된다.
도 7을 다시 참조하면, 복사 도관(140)은 적어도 하나의 전도성 접지 플레이트(142)에 커플링되거나 그렇지 않으면 이와 연통할 수 있다. 예를 들어, 전도성 접지 플레이트(142)는 약 0.05인치 내지 약 3.0인치의 두께로 약 1.0인치 x 5인치 범위의 가로 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전도성 접지 플레이트(142)는 약 3.5인치 x 3.5인치의 가로 치수 그리고 약 0.125인치의 두께를 갖는 실질적으로 정사각형 형상을 포함하지만, 당업자는 전도성 접지 플레이트(142)는 임의의 다양한 크기, 형상 및 구성으로 제조될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 복사 도관(140) 및 접지 플레이트(142) 중 적어도 하나는 안테나가 적어도 하나의 외부 전원, 마이크로웨이브 소스 등에 커플링되도록 허용하는 적어도 하나의 커넥터(144)에 커플링되거나 이와 연통할 수 있다. 예시된 실시예에서, 복사 도관(140)은 적어도 하나의 캡슐화(encapsulating) 장치(148)에 의해 형성된 적어도 하나의 엔벨로프(envelope)(146) 내에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 캡슐화 장치(148)는 챔버(102) 내에 존재할 수 있는 반응물 및 플라즈마로부터 다양한 요소(예를 들어, 복사 도관(140))를 보호하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 엔벨로프(146)는 석영으로 제조된다. 다른 실시예에서, 엔벨로프는 붕규산, 세라믹 및 사파이어 재료, 또는 마이크로웨이브 복사에 투명한 임의의 다른 유전체 재료로 제조된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 안테나(120)는 챔버(102)에 커플링된 하나 이상의 안테나 장착부(136)에 의해 챔버 수용 영역(108) 내에서 지지될 수 있다. 예시된 실시예에서, 안테나 장착부(136)는 챔버 인클로저(enclosure)(134)에 커플링되지만, 당업자는 임의의 다양한 안테나 장착부가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 적어도 하나의 도관 및/또는 케이블(130)이 안테나(120)에 형성된 커넥터(144)에 커플링될 수 있다(도 7 참조). 케이블(130)은 챔버 수용 영역(108)을 통하여 가로지를 수 있으며 챔버(102)에 형성된 적어도 하나의 포트(110)에 위치된 적어도 하나의 포트 커넥터(132)를 통하여 챔버(102)를 빠져나간다.
도 6 내지 도 9를 다시 참조하면, 플래튼 베슬(106)은 적어도 하나의 플래튼 베슬 챔버(124)를 규정할 수 있다. 이전 실시예와 유사하게, 적어도 하나의 플래튼 고정부(126)는 플래튼 베슬 챔버(124) 내의 원하는 위치에서 적어도 하나의 기판(도시되지 않음)을 수용하고 지지하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 플래튼 고정부(126)는 복사의 적어도 일부가 챔버(102)에 포함된 하나 이상의 안테나(120)로부터 방출되도록 위치된다. 일 실시예에서, 챔버(102), 베슬(112) 및/또는 플래튼 챔버(124) 중 적어도 하나는 내부에 하나 이상의 100mm 이하의 웨이퍼 기판을 수용하는 크기일 수 있다. 선택적으로, 챔버(102), 베슬(112) 및/또는 플래튼 챔버(124) 중 적어도 하나는 내부에 하나 이상의 100mm 이상의 웨이퍼 기판을 수용하는 크기일 수 있다. 사용 동안, 적어도 하나의 기판(도시되지 않음)이 플래튼 고정부(126) 상에 위치되거나 그렇지 않으면 이에 부착될 수 있다. 그 후, 플래튼 베슬(106)은 챔버 수용 영역(108) 내에 위치된 베슬(112)에 커플링된다. 일 실시예에서, 플래튼 베슬(106)은 완전 밀봉된 관계로 베슬(112)에 커플링되지만, 당업자는 플래튼 베슬(106)이 임의의 다양한 커플링 장치 또는 고정부를 사용하여 임의의 다양한 방식으로 베슬(112)에 커플링될 수 있음을 이해할 것이다. 일단 챔버(102)가 밀봉되면, 챔버 수용 영역(108) 및/또는 베슬 통로(118) 중 적어도 하나에 진공이 적용될 수 있다. 그 후, 둘 이상의 반응물이 기판에 순차적으로 도포될 수 있으며, 이에 의해 기판의 표면 상의 적어도 하나의 원자 층의 형성을 초래한다. 안테나(120)로부터의 마이크로웨이브 복사는 증착 공정 동안 기판 상에 증착된 층의 온도를 유지 및/또는 조정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 안테나(120)로부터의 마이크로웨이브 복사는 기판 상의 새롭게 증착된 막 층에 선택적으로 적용될 수 있다. 그 후, 임의의 수의 마이크로웨이브 복사 사이클에 이은 임의의 수의 막 증착 공정이 기판에 선택적으로 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 복사는 기판에 균일하게 적용된다. 다른 실시예에서, 마이크로웨이브 복사는 기판에 불균일하게 적용된다. 선택적으로, 일단 원하는 층 두께 및/또는 밀도가 증착되면, 반응물의 도입이 중단될 수 있고 플라즈마 소스(104)로부터 방출된 적어도 하나의 플라즈마가 베슬 통로(118)를 통해 플래튼 챔버(106) 내의 기판으로 지향될 수 있다. 하지만, 당업자는 임의의 다양한 대체 포스트-ALD 어닐링 공정이 기판에 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 그리하여, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 플라즈마-기반 처리 시스템에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 10은 ALD 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링에 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템의 실시예의 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 시스템(160)은 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기(162)를 포함한다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 발생기(162)는 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 포함하지만, 당업자는 임의의 다양한 마이크로웨이브 발생기가 본 시스템과 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 마이크로웨이브 발생기(162)는 약 10와트(10W) 내지 약 10,000와트(10kW) 범위의 전력을 갖는 마이크로웨이브 에너지 또는 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 전력은 약 500와트(500W) 내지 약 2,000와트(2kW) 범위이다. 다른 실시예에서, 전력은 약 1,000와트(1kW)이다. 그리하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 발생기(162)는 냉각되거나 그렇지 않으면 열적으로 관리될 수 있다. 예를 들어, 마이크로웨이브 발생기(162)는 하나 이상의 유체가 마이크로웨이브 발생기(162)의 온도를 제어하는 데 사용되는 것을 허용하는 적어도 하나의 유체 포트 또는 도관(164)을 포함할 수 있다.
도 10을 다시 참조하면, 적어도 하나의 도관(166)은 마이크로웨이브 발생기(162)에 커플링되거나 이와 연통할 수 있고 마이크로웨이브 발생기(162)로부터 마이크로웨이브 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도관(166)은 적어도 하나의 동축 케이블을 포함할 수 있지만, 도파관 등을 제한 없이 포함하는 임의의 다양한 도관이 사용될 수 있다. 도관(166)은 적어도 하나의 전이 부재(170)를 통하여 하나 이상의 도파관 조립체(168)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 전이 부재(170)는 도관(166)(예를 들어, 동축 케이블)으로부터 마이크로웨이브 에너지를 수용하고 도파관 조립체(170)에 유입(incoming) 에너지를 커플링하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 전이 부재(170)는 내부에 하나 이상의 1/4 파장(1/4λ 장치)을 포함할 수 있는 하나 이상의 필터, 편광기, 파장 플레이트를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 아이솔레이터(172)는 도파관 조립체(168)에 커플링되거나 이와 연통할 수 있다. 아이솔레이터(172)는 도파관 조립체(168)로부터 다시 마이크로웨이브 발생기(162)로의 마이크로웨이브 에너지의 후방 산란 또는 반사를 방지하도록 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 도파관 조립체(168)는 아이솔레이터(172)와 연통하는 하나 이상의 동조 시스템 또는 장치(174)를 포함할 수 있으며, 이에 의해 마이크로웨이브 에너지 주파수의 선택 가능한 변화를 허용할 수 있다. 일 실시예에서, 동조 시스템(174)은 적어도 하나의 프로세서(도시되지 않음)가, 예를 들어, 주파수, 임피던스 등을 포함하는, 마이크로웨이브 발생기(162)로부터의 마이크로웨이브 에너지의 적어도 하나의 특성을 변화시키는 것을 허용하는 자동 동조 시스템을 포함한다. 예를 들어, 동조 시스템(174)은 MKS Instruments, Inc.에 의해 제조된 SmartMatch Intelligent Microwave Matching Unit을 포함할 수 있지만, 당업자는 마이크로웨이브 신호를 자체적으로 모니터링하고 동조할 수 있는 임의의 다양한 시스템이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시예에서, 동조 시스템(176)은 사용자가 마이크로웨이브 에너지의 적어도 하나의 특성을 수동으로 변경하는 것을 허용하는 수동 동조 시스템을 포함한다. 선택적으로, 동조 시스템(176)은 마이크로웨이브 발생기(162)와 협력하여 작동하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 동조 시스템(176)은 마이크로웨이브 발생기(162)와 독립적으로 작동하도록 구성될 수 있다. 또한, 도파관 조립체(168)는 내부에 하나 이상의 검출기 또는 센서 또는 방향성 커플러(coupler)(174)를 포함할 수 있다. 예시적인 검출기는 정밀 전력 검출기, RF 전력 검출기 등을 제한 없이 포함한다.
도 10을 다시 참조하면, 하나 이상의 선택적 장치 또는 서브시스템(178)이 마이크로웨이브 시스템(160) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 선택적 시스템 또는 장치(178)는 도파관 조립체(168) 내에 또는 이에 근접하게 위치된다. 예시적인 선택적 시스템(178)은 잡음 필터, 신호 초퍼(chopper), 센서, 감쇠기, 전력 결합기, 계량기, 편광기, 프로세서, 제어 시스템, 열 관리 시스템 등을 제한 없이 포함한다. 선택적으로, 도파관 조립체의 외부에서 사용될 수 있는 선택적 시스템(178)은 프로세서, 제어기, 필터, 열 관리 시스템, 냉각제 소스 등을 포함한다. 게다가, 동축 전이 장치(184)로의 적어도 하나의 도파관은 도파관 조립체(168)로부터의 마이크로웨이브 에너지를 마이크로웨이브-보조 열 ALD 시스템 내에 위치한 마이크로웨이브 전달 장치(188)의 다양한 실시예에 커플링된 적어도 하나의 동축 도관(186)에 커플링하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 마이크로웨이브 전달 장치(188)는 도파관 장치(56, 56')(도 3 내지 도 5 참조) 또는 안테나(120)(도 6 내지 도 9 참조)를 제한 없이 포함한다.
여기에 개시된 실시예는 본 발명의 원리의 예시이다. 본 발명의 범위 내에 있는 다른 수정이 이용될 수 있다. 따라서, 본 출원에 개시된 장치는 여기에 도시되고 설명된 것으로 정확하게 제한되지는 않는다.

Claims (35)

  1. 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템(microwave-assisted thermal atomic layer deposition system) 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템으로서,
    적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기;
    상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하고 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 도파관 조립체;
    상기 도파관 조립체 내에 위치하고 상기 적어도 하나의 도파관 조립체로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로의 상기 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성된 적어도 하나의 아이솔레이터(isolator);
    상기 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치(tuning device) - 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 아이솔레이터로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성됨 -; 및
    상기 적어도 하나의 도파관 조립체와 연통하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 상기 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 약 10W 내지 10kW의 전력을 갖는 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태(solid state) 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 약 500W 내지 2kW의 전력을 갖는 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 1,000MHz 내지 4,000MHz 범위의 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호 주파수를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 5,700MHz 내지 5,800MHz 범위의 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호 주파수를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 2,400MHz 내지 2,500MHz 범위의 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호 주파수를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 자체적으로 동조하도록 구성된 자동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 검출기 장치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하는, 마이크로웨이브 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 정밀 전력 검출기(precision power detector; PPD)를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 동조를 허용하도록 구성된 수동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하는 적어도 하나의 방향성 커플러(directional coupler)를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 적어도 하나의 선형 편광 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 적어도 하나의 원형 편광 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 적어도 하나의 타원형 편광 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 TE11 모드를 갖는 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 TM01 모드를 갖는 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 제1 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성된 제1 마이크로웨이브 전달 장치 및 적어도 제2 마이크로웨이브 신호를 방출하도록 구성된 적어도 제2 마이크로웨이브 전달 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 상기 제1 마이크로웨이브 신호의 편광과 상기 적어도 제2 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 적어도 제2 마이크로웨이브 신호의 편광은 동일한 편광인, 마이크로웨이브 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 상기 제1 마이크로웨이브 신호의 편광과 상기 적어도 제2 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 적어도 제2 마이크로웨이브 신호의 편광은 상이한 편광인, 마이크로웨이브 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제1 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 상기 제1 마이크로웨이브 신호의 파장과 상기 적어도 제2 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출된 적어도 제2 마이크로웨이브 신호의 파장은 동일한 파장인, 마이크로웨이브 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제1 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출되는 상기 제1 마이크로웨이브 신호의 파장과 상기 적어도 제2 마이크로웨이브 전달 장치로부터 방출되는 적어도 제2 마이크로웨이브 신호의 파장은 상이한 파장인, 마이크로웨이브 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 상기 적어도 하나의 처리 챔버에 커플링되고 상기 적어도 하나의 처리 챔버와 연통하는 적어도 하나의 도파관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 도파관은 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 상기 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 전달 장치는 상기 적어도 하나의 처리 챔버와 연통하는 적어도 하나의 복사 도관을 갖는 적어도 하나의 안테나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 안테나는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 상기 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성되는, 마이크로웨이브 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 안테나는 헬리컬 안테나를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 안테나는 원추형 안테나, 포물선형 안테나, 뿔형 안테나, 누설 파형 안테나 및 어레이형(arrayed) 안테나로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 안테나를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  26. 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템으로서,
    적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기;
    상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 도파관 조립체;
    상기 도파관 조립체 내에 위치하고 상기 적어도 하나의 도파관 조립체로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로의 상기 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성된 적어도 하나의 아이솔레이터;
    상기 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치 - 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 아이솔레이터로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성됨 -; 및
    상기 적어도 하나의 도파관 조립체와 연통하는 적어도 하나의 도파관 - 상기 적어도 하나의 도파관은 상기 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 적어도 하나의 처리 챔버 내에 적어도 부분적으로 위치되고 상기 적어도 하나의 처리 챔버 내로 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 지향시키도록 구성됨 - 을 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 2,400MHz 내지 2,500MHz 범위의 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호 주파수를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 검출기 장치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하고, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 자체적으로 동조하도록 구성된 자동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 정밀 전력 검출기(PPD)를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  30. 제26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하는 적어도 하나의 방향성 커플러를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 동조를 허용하도록 구성된 수동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  31. 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템 내에서 사용하기 위한 마이크로웨이브 시스템으로서,
    적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기;
    상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와 연통하고 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 도파관 조립체;
    상기 도파관 조립체 내에 위치하고 상기 적어도 하나의 도파관 조립체로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기로의 상기 마이크로웨이브 신호의 후방 산란을 감소시키거나 제거하도록 구성된 적어도 하나의 아이솔레이터;
    상기 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 동조 장치 - 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 아이솔레이터로부터 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 동조하도록 구성됨 -; 및
    상기 적어도 하나의 도파관 조립체와 연통하는 적어도 하나의 헬리컬 안테나 및 적어도 제2 도파관 안테나 - 상기 적어도 하나의 도파관 안테나는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 적어도 일부를 상기 마이크로웨이브-보조 열 원자 층 증착 시스템의 적어도 하나의 처리 챔버 내로 지향시키도록 구성됨 - 를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 2,400MHz 내지 2,500MHz 범위의 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호 주파수를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 고체 상태 마이크로웨이브 발생기를 더 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  33. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 도파관 조립체 내에 위치된 적어도 하나의 검출기 장치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하고, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호를 자체적으로 동조하도록 구성된 자동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  34. 제32항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출기 장치는 정밀 전력 검출기(PPD)를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
  35. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동조 장치와 연통하는 적어도 하나의 방향성 커플러를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 동조 장치는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 신호의 동조를 허용하도록 구성된 수동 동조 장치를 포함하는, 마이크로웨이브 시스템.
KR1020237029232A 2021-02-03 2022-02-02 마이크로웨이브 복사 에너지를 이용하는 ald 공정의 마이크로웨이브-보조 표면 화학 어닐링을 위한 마이크로웨이브 시스템 KR20230136641A (ko)

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