KR20240052852A - 내장형 안테나 공급원에서의 rf 윈도우에 대한 능동 온도 제어 - Google Patents
내장형 안테나 공급원에서의 rf 윈도우에 대한 능동 온도 제어 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240052852A KR20240052852A KR1020247011464A KR20247011464A KR20240052852A KR 20240052852 A KR20240052852 A KR 20240052852A KR 1020247011464 A KR1020247011464 A KR 1020247011464A KR 20247011464 A KR20247011464 A KR 20247011464A KR 20240052852 A KR20240052852 A KR 20240052852A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- dielectric enclosure
- gas
- clause
- plasma chamber
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 49
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
- H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
- H01J37/32119—Windows
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0815—Methods of ionisation
- H01J2237/0817—Microwaves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
처리 시스템은 이온 공급원을 포함하고, 이온 공급원은 플라즈마를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버의 측을 따라 배치되고, 적어도 하나의 추출 애퍼쳐를 포함하는 추출 조립체, 및 플라즈마 챔버를 통해 연장되는 안테나 조립체를 갖는다. 안테나 조립체는 유전체 인클로저 및 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 포함할 수 있고, 전도성 안테나들은 유전체 인클로저 내에 가스를 전달하기 위해 내부에 형성된 각각의 가스 포트들을 갖는다. 처리 시스템은 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하고 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위해 전도성 안테나들에 전달되는 가스를 조절하기 위해 전도성 안테나들 및 유전체 인클로저에 결합된 온도 조절 시스템을 더 포함할 수 있다.
Description
본 출원은, 2021년 9월 27일자로 출원되고 발명의 명칭이 "ACTIVE TEMPERATURE CONTROL FOR RF WINDOW IN IMMERSED ANTENNA SOURCE"인 미국 정식 출원 일련 번호 17/485,612에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원의 전체 내용은 참조로 본원에 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로, 반도체 디바이스들을 위한 처리 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로, 플라즈마 기반 이온 공급원들에 관한 것이다.
오늘날, 플라즈마들은 기판 식각, 층 증착, 이온 주입, 및 다른 프로세스들과 같은 응용들에서 기판들, 예컨대, 전자 디바이스들에 사용되는 것들을 처리하는 데 사용된다. 일부 처리 장치는, 기판 처리를 위한 이온 공급원으로서 작용하도록 플라즈마를 생성하는 플라즈마 챔버를 채용한다. 이온 빔은 추출 조립체를 통해 추출될 수 있고 인접한 챔버의 기판으로 지향될 수 있다.
다양한 상업 시스템들에서, 하나 이상의 안테나가 플라즈마 챔버 내에 배치될 수 있고, 내부 안테나들로 지칭될 수 있다. 내부 안테나들은, 유전체 윈도우로서 작용하기에 적합한 유전체 물질로 형성된 튜브형 인클로저 내에 하우징될 수 있다. 전력 생성기는 내부 안테나들에 결합될 수 있고, 내부 안테나들과 플라즈마 사이의 유도성 결합을 통해, 유전체 윈도우를 둘러싸는 플라즈마를 점화하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로, 플라즈마 챔버 및 추출 조립체의 내부 표면들은 플라즈마 생성을 위한 더 일관되고 더 균일한 환경을 제공하기 위해 수냉 시스템들을 사용하여 냉각된다. 일반적으로, 내부 안테나들을 하우징하는 튜브형 유전체 윈도우는 냉각되지 않는다. 유전체 윈도우는 플라즈마 챔버 내의 내부 표면들의 대략 25%를 차지할 수 있다. 따라서, 온도 조절 없이, 유전체 윈도우는 상당한 온도 변동들을 겪을 수 있고, 플라즈마 챔버 내의 환경 균일성을 감소시키고 플라즈마 챔버로부터 추출된 이온 빔에 악영향을 미칠 수 있다.
이들 및 다른 고려사항들과 관련하여 본 개시내용이 제공된다.
본 요약은 선별된 개념들을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구대상의 주요 특징들 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구대상의 범위를 결정하는 데 있어서 보조로서 의도된 것도 아니다.
이온 공급원은 플라즈마를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버의 측을 따라 배치되고, 적어도 하나의 추출 애퍼쳐를 포함하는 추출 조립체, 및 플라즈마 챔버를 통해 연장되는 안테나 조립체를 포함한다. 안테나 조립체는 유전체 인클로저 및 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 포함할 수 있고, 전도성 안테나들은 유전체 인클로저 내에 가스를 전달하기 위해 내부에 형성된 각각의 가스 포트들을 갖는다.
처리 시스템은 이온 공급원을 포함하고, 이온 공급원은 플라즈마를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버, 플라즈마 챔버의 측을 따라 배치되고, 적어도 하나의 추출 애퍼쳐를 포함하는 추출 조립체, 및 플라즈마 챔버를 통해 연장되는 안테나 조립체를 갖는다. 안테나 조립체는 유전체 인클로저 및 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 포함할 수 있고, 전도성 안테나들은 유전체 인클로저 내에 가스를 전달하기 위해 내부에 형성된 각각의 가스 포트들을 갖는다. 처리 시스템은 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하고 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위해 전도성 안테나들에 전달되는 가스를 조절하기 위해 전도성 안테나들 및 유전체 인클로저에 결합된 온도 조절 시스템을 더 포함할 수 있다.
이온 공급원의 플라즈마 챔버 내의 온도를 조절하는 방법으로서, 방법은 플라즈마 챔버 내의 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하는 단계, 및 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 통해 유전체 인클로저 내로 가스를 유동시키는 단계를 포함한다.
첨부 도면들은, 본 개시내용의 원리들의 실제 적용을 포함하여, 본 개시내용의 예시적인 접근법들을 다음과 같이 예시한다:
도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 예시적인 시스템을 예시하는 종단면도이고;
도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 플라즈마 챔버 및 안테나 조립체를 예시하는 단면도이고;
도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 온도 조절 시스템의 구성요소들을 예시하는 개략도이고;
도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따라 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 블록도이다.
도면들은 반드시 축척에 맞는 것은 아니다. 도면들은 단지 표현들일 뿐이며, 본 개시내용의 특정 파라미터들을 묘사하도록 의도되지 않는다. 도면들은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 도시하도록 의도되므로 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 도면들에서, 유사한 번호는 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 예시적인 시스템을 예시하는 종단면도이고;
도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 플라즈마 챔버 및 안테나 조립체를 예시하는 단면도이고;
도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 온도 조절 시스템의 구성요소들을 예시하는 개략도이고;
도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따라 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 블록도이다.
도면들은 반드시 축척에 맞는 것은 아니다. 도면들은 단지 표현들일 뿐이며, 본 개시내용의 특정 파라미터들을 묘사하도록 의도되지 않는다. 도면들은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 도시하도록 의도되므로 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 도면들에서, 유사한 번호는 유사한 요소들을 나타낸다.
이제, 본 개시내용에 따른 장치, 시스템 및 방법이, 시스템 및 방법의 실시예들이 도시되는 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전히 설명될 것이다. 장치, 시스템 및 방법은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에 제시된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시내용이 장치, 시스템 및 방법의 특정한 예시적인 양상들을 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 전달하도록 제공된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수로 언급되고 단수 단어가 선행되는 요소 또는 작동은 잠재적으로 복수의 요소들 또는 작동들도 포함하는 것으로 이해된다. 또한, 본 개시내용의 "일 실시예"에 대한 참조들은, 언급된 특징들을 또한 포함하는 추가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로서 해석되도록 의도되지 않는다.
처리 장치, 특히, 콤팩트한 이온 빔 처리 장치에서의 개선된 온도 균일성을 달성하기 위한 접근법들이 본원에 제공된다. 본 실시예들은 플라즈마 챔버 내의 온도 일관성 및 균일성이 유용한 응용들에 적합할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의 예시적인 시스템의 종단면도를 예시한다. 시스템은 본원에서 "처리 시스템(10)"으로 지칭될 것이고, 프로세스 챔버(15) 내의 기판 홀더(13) 상에 지지되는 기판(12)의 이온 빔 처리에 적합하다. 처리 시스템(10)은, 플라즈마(16)를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버(14), 적합한 가스성 종들(별도로 도시되지 않음)이 플라즈마 챔버(14)에 전달될 때 플라즈마(16)를 생성하기 위해 전력을 전달하도록 결합되는 전력 생성기(18)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 생성기(18)는 RF 전력 생성기일 수 있다.
기판(12)을 처리하기 위해, 플라즈마 챔버(14)의 측을 따라 추출 조립체(20)가 제공되며, 추출 조립체(20)는 하나 이상의 대응하는 이온 빔(24)을 생성하는 적어도 하나의 추출 애퍼쳐(22)를 포함한다. 도 1의 예에서는, 설명을 목적으로, 하나의 추출 애퍼쳐(22)가 도시되지만, 임의의 적합한 개수의 추출 애퍼쳐가, 본 실시예들에 따른 추출 조립체에 포함될 수 있다.
처리 시스템(10)은 안테나 조립체(26)를 더 포함하고, 안테나 조립체(26)는, 제1 축(이 경우에, 도시된 데카르트 좌표계의 Z 축)에 평행하게 플라즈마 챔버(14)를 통해 연장된다. 안테나 조립체(26)는, 유전체 윈도우로서 작용하기에 적합한 절연 물질로 형성된 유전체 인클로저(28)를 포함한다. 그러한 물질들의 예들은 알루미나, 질화알루미나, 및 세라믹을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 안테나 조립체(26)는, 유전체 인클로저(28) 내에서 제1 축(Z 축)에 평행하게 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 더 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 복수의 전도성 안테나들은 제1 안테나(30) 및 제2 안테나(32)를 포함한다. 본 개시내용은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
이로써, 전력 생성기(18), 플라즈마 챔버(14), 안테나 조립체(26), 및 추출 조립체(20)는, 기판(12)의 처리를 위한 적어도 하나의 이온 빔을 생성하는 데 사용되는 이온 공급원을 구성할 수 있다. 작동 시에, 전력 생성기(18)는, 예컨대, 플라즈마(16)에 대한 제1 안테나(30) 및 제2 안테나(32)의 유도성 결합을 통해, 플라즈마(16)에 전력을 공급하기 위해, 제1 안테나(30) 및 제2 안테나(32)에 결합된다. 더 구체적으로는, 프로세스 가스가 플라즈마 챔버(14) 내로 지향될 때, 제1 안테나(30) 및 제2 안테나(32)에 전력이 인가되고, 플라즈마 챔버(14)의 플라즈마(16)가 점화되게 한다.
추출 전압 공급부(34)에 의해, 플라즈마 챔버(14)와 기판(12) 사이에, 또는 기판 홀더(13) 사이에 바이어스 전압이 인가될 때, 이온 빔(들)(24)이 추출 애퍼쳐들(22)을 통해 추출되고 기판(12)으로 지향된다. 다양한 실시예들에서, 추출 전압 공급부(34)는 플라즈마 챔버(14)와 기판(12)(또는 기판 홀더(13)) 사이에, 펄스화된 DC 바이어스 전압 또는 RF 바이어스 전압을 인가하도록 작동할 수 있다. 더욱이, 일부 실시예들에서, 추출 조립체(20)는 추출 애퍼쳐(22)를 통해, 경사진 이온 빔들(24)을 추출하기 위해, 추출 애퍼쳐(22)에 인접하여 플라즈마 챔버(14) 내에 배치된 하나 이상의 빔 차단기(36)를 포함할 수 있고, 여기서 이온 빔들(24)은 기판의 최상부 표면에 의해 한정되는 평면(즉, 도시된 데카르트 좌표계의 X 축에 평행한 평면)에 대하여 0이 아닌 입사 각도들을 형성할 수 있다.
처리 시스템(10)은 플라즈마 챔버(14) 및 추출 조립체(20)에 결합된 액체 냉각 시스템(40)을 더 포함할 수 있다. 액체 냉각 시스템(40)은 플라즈마 챔버(14) 및 추출 조립체(20)를 통해 물 또는 다른 냉각 유체를 순환시켜 그로부터 열을 인출하고 플라즈마 챔버(14) 내의 표면들의 온도들을 조절하도록 적응될 수 있다. 그러한 냉각 시스템들은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙할 것이고, 본원에서 더 상세하게 설명되지 않을 것이다.
도 2를 참조하면, 처리 시스템(10)의 플라즈마 챔버(14) 및 안테나 조립체(26)를 예시하는 단면도가 도시된다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 안테나들(30, 32)은 각각의 일련의 길이방향으로 이격된 가스 포트들(42, 44)이 내부에 형성되어 있는 중공 튜브형 몸체들일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 안테나들(30, 32)은 아래에 더 설명되는 바와 같이 유전체 인클로저(28)의 온도를 조절하기 위해 가열 가스 또는 냉각 가스를 유전체 인클로저(28)의 내부에 전달하기 위한 가스 매니폴드들로서 사용될 수 있다.
처리 시스템(10)은, 제1 및 제2 안테나들(30, 32)에 그리고 유전체 인클로저(28)에 결합된 온도 조절 시스템(50)을 더 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 온도 조절 시스템(50)은 유전체 인클로저(28)의 온도를 모니터링할 수 있고, 유전체 인클로저(28)의 온도를 조절하기 위해 제1 및 제2 안테나들(30, 32)로의 가열 또는 냉각 가스의 유동 및 온도를 제어할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 온도 조절 시스템(50)은 처리 시스템(10)에 통합될 수 있거나(예를 들어, 처리 시스템(10)에 "탑재"될 수 있거나), 처리 시스템(10)에 인접하여 또는 처리 시스템으로부터 떨어져서 위치될 수 있고, 예를 들어, 호스들 및 리드들에 의해 제1 및 제2 안테나들(30, 32)에 그리고 유전체 인클로저(28)에 결합될 수 있다. 본 개시내용은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
이제 도 3을 참조하면, 온도 조절 시스템(50)의 구성요소들 및 그러한 구성요소들의, 안테나 조립체(26) 및 유전체 인클로저(28)에 대한 연결들을 예시하는 개략도가 도시된다. 온도 조절 시스템(50)은 주 제어기(52), 공기 흡입구(54), 유동 제어기(56), 가열기(58), 가열기 제어부(60) 및 온도 센서(62)를 포함할 수 있다. 주 제어기(52)는, 예를 들어, 제어 신호들을 전송하고 구성요소들로부터 신호들을 수신하기 위해 이러한 구성요소들에 결합될 수 있다. 주 제어기(52)는 프로세서(64), 예컨대, 알려진 유형의 마이크로프로세서, 전용 반도체 프로세서 칩, 범용 반도체 프로세서 칩, 또는 유사한 디바이스를 포함할 수 있다. 유동 제어기(56) 및 가열기 제어부(60)는 주 제어기(52)로부터 수신된 명령어들을 실행하기 위한 유사한 프로세서들(별도로 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 주 제어기(52)는 프로세서(64)에 결합된 메모리 또는 메모리 유닛(66)을 더 포함할 수 있고, 메모리 유닛(66)은 제어 루틴을 포함한다. 아래에 설명되는 바와 같이, 제어 루틴은 유전체 인클로저(28)의 온도를 모니터링하고 조정하도록 프로세서(64) 상에서 작동가능할 수 있다.
메모리 유닛(66)은 제조 물품을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리 유닛(66)은 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체 또는 기계 판독가능한 매체, 예컨대, 광학, 자기 또는 반도체 저장소를 포함할 수 있다. 저장 매체는 본원에 설명된 논리 흐름들 중 하나 이상을 구현하기 위한 다양한 유형들의 컴퓨터 실행가능한 명령어들을 저장할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 또는 기계 판독가능한 저장 매체의 예들은, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리, 이동식 또는 비이동식 메모리, 소거가능한 또는 소거불가능한 메모리, 기입가능한 또는 재기입가능한 메모리 등을 포함하는, 전자 데이터를 저장할 수 있는 임의의 유형적 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능한 명령어들의 예들은 임의의 적합한 유형의 코드, 예컨대, 소스 코드, 컴파일된 코드, 해석된 코드, 실행가능한 코드, 정적 코드, 동적 코드, 객체 지향 코드, 비주얼 코드 등을 포함할 수 있다. 실시예들은 이러한 맥락에 제한되지 않는다.
작동 시에, 온도 센서(62)는 유전체 인클로저(28)의 온도를 주기적으로 또는 연속적으로 모니터링할 수 있고, 모니터링된 온도를 주 제어기(52)에 전달할 수 있다. 주 제어기(52)는 프로세서(64) 및 메모리 유닛(66)에 의해, 모니터링된 온도를 미리 결정된 또는 원하는 온도 또는 온도 범위(이하, "목표 온도"로 지칭됨)와 비교할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 목표 온도는 플라즈마 챔버(14) 내의 실시간 온도로부터 도출될 수 있다. 주 제어기(52)에 의해 수행되는 비교에 기초하여, 주 제어기(52)는 공기 흡입구로부터 가열기(58)로의 가스(예를 들어, 주변 공기 또는 다른 불활성 가스)의 유동을 조정하도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통해 가스에 인가되는 가열의 양을 조정하도록 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다.
일 예에서, 유전체 인클로저(28)의 온도가 목표 온도 초과라고 주 제어기(52)가 결정하면, 주 제어기(52)는 가열기(58)로의 가스의 유동을 증가시키도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통한 가스의 가열을 감소시키도록(또는 완전히 중단시키도록) 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다. 반대로, 유전체 인클로저(28)의 온도가 목표 온도 미만이라고 주 제어기(52)가 결정하면, 주 제어기(52)는 가열기(58)로의 가스의 유동을 감소시키도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통한 가스의 가열을 증가시키도록 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다. 그 다음, 온도 조절된 가스는 제1 및 제2 안테나들(30, 32)을 통해 유전체 인클로저(28) 내에 공급되고, 따라서 필요에 따라 유전체 인클로저(28)를 가열 또는 냉각한다. 예를 들어, 플라즈마 챔버(14) 내에 더 큰 온도 균일성을 제공하기 위해 유전체 인클로저(28)는 플라즈마 챔버(14) 내의 다른 표면들의 온도들과 동일하거나 거의 동일한 온도로 가열 또는 냉각될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시내용에 따라 이온 빔 처리 시스템 내의 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름도가 도시된다. 방법은 이제, 도 1-3에 도시된 처리 시스템(10) 및 온도 조절 시스템(50)의 예시들과 함께 설명될 것이다.
예시적인 방법의 블록(100)에서, 온도 조절 시스템(50)의 온도 센서(62)는 유전체 인클로저(28)의 온도를 주기적으로 또는 연속적으로 모니터링할 수 있고, 모니터링된 온도를 주 제어기(52)에 전달할 수 있다. 방법의 블록(110)에서, 주 제어기(52)는 모니터링된 온도를 목표 온도(특정 값 또는 범위)와 비교할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 목표 온도는 플라즈마 챔버(14) 내의 실시간 온도로부터 도출될 수 있다.
예시적인 방법의 블록(120)에서, 주 제어기(52)는, 블록(110)에서 수행되는 비교에 기초하여, 공기 흡입구로부터 가열기(58)로의 가스(예를 들어, 주변 공기 또는 다른 불활성 가스)의 유동을 조정하도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통해 가스에 인가되는 가열의 양을 조정하도록 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다. 예를 들어, 유전체 인클로저(28)의 온도가 목표 온도 초과라고 주 제어기(52)가 결정하면, 예시적인 방법의 블록(130)에서, 주 제어기(52)는 가열기(58)로의 가스의 유동을 증가시키도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통한 가스의 가열을 감소시키도록(또는 완전히 중단시키도록) 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다. 반대로, 유전체 인클로저(28)의 온도가 목표 온도 미만이라고 주 제어기(52)가 결정하면, 예시적인 방법의 블록(140)에서, 주 제어기(52)는 가열기(58)로의 가스의 유동을 감소시키도록 유동 제어기(56)에 지시할 수 있고/거나, 가열기(58)를 통한 가스의 가열을 증가시키도록 가열기 제어부(60)에 지시할 수 있다.
예시적인 방법의 블록(150)에서, 방법의 블록(130) 또는 블록(140)에서 준비된 온도 조절된 가스는 제1 및 제2 안테나들(30, 32)을 통해 유전체 인클로저(28) 내에 공급되고, 따라서 필요에 따라 유전체 인클로저(28)를 가열 또는 냉각한다.
상기 내용을 고려하여, 본 개시내용은 적어도 다음의 장점들을 제공한다. 제1 장점으로서, 본 실시예들은 플라즈마 챔버로부터 추출된 이온 빔의 품질을 개선하기 위해 이온 빔 처리 시스템의 플라즈마 챔버 내에 더 큰 환경 균일성을 제공한다. 제2 장점으로서, 본 실시예들은, 기존의 이온 빔 처리 시스템의 구조, 구성, 또는 풋프린트를 상당히 변경하지 않고서 구현될 수 있다.
본 개시내용의 특정 실시예들이 본원에 설명되었지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는데, 이는, 본 개시내용이, 관련 기술분야가 허용할 바와 같이 그 범위가 광범위하고 본 명세서도 그와 같이 읽혀질 수 있기 때문이다. 그러므로, 상기 설명은 제한으로서 해석되어서는 안 된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 첨부된 청구항들의 범위 및 사상 내에서 다른 수정들을 구상할 것이다.
Claims (20)
- 이온 공급원으로서,
플라즈마를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버의 측을 따라 배치되고, 적어도 하나의 추출 애퍼쳐를 포함하는 추출 조립체; 및
상기 플라즈마 챔버를 통해 연장되는 안테나 조립체
를 포함하고, 상기 안테나 조립체는:
유전체 인클로저; 및
상기 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 포함하고, 상기 전도성 안테나들은 상기 유전체 인클로저 내에 가스를 전달하기 위해 내부에 형성된 각각의 가스 포트들을 갖는, 이온 공급원. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 안테나들은 중공 튜브형 몸체들인, 이온 공급원. - 제1항에 있어서,
상기 추출 애퍼쳐를 통해, 경사진 이온 빔들을 추출하기 위해, 상기 추출 애퍼쳐에 인접하여 상기 플라즈마 챔버 내에 배치된 빔 차단기를 더 포함하는, 이온 공급원. - 제1항에 있어서,
상기 플라즈마를 생성하기 위해 상기 플라즈마 챔버에 결합된 전력 생성기를 더 포함하는, 이온 공급원. - 처리 시스템으로서,
이온 공급원 - 상기 이온 공급원은:
플라즈마를 하우징하기 위한 플라즈마 챔버;
상기 플라즈마 챔버의 측을 따라 배치되고, 적어도 하나의 추출 애퍼쳐를 포함하는 추출 조립체; 및
상기 플라즈마 챔버를 통해 연장되는 안테나 조립체를 포함하고, 상기 안테나 조립체는:
유전체 인클로저; 및
상기 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 포함하고, 상기 전도성 안테나들은 상기 유전체 인클로저 내에 가스를 전달하기 위해 내부에 형성된 각각의 가스 포트들을 가짐 -; 및
상기 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하고 상기 유전체 인클로저의 온도를 조절하기 위해 상기 전도성 안테나들에 전달되는 가스를 조절하기 위해 상기 전도성 안테나들 및 상기 유전체 인클로저에 결합된 온도 조절 시스템
을 포함하는, 처리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 온도 조절 시스템은:
상기 전도성 안테나들에 전달되는 가스를 가열하기 위한 가열기; 및
상기 가열기의 작동을 제어하기 위한 가열기 제어부를 포함하는, 처리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 온도 조절 시스템은, 상기 전도성 안테나들에 전달되는 가스의 유동을 조절하기 위한 유동 제어기를 포함하는, 처리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 온도 조절 시스템은 상기 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서를 포함하는, 처리 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 온도 조절 시스템은:
상기 전도성 안테나들에 전달되는 가스를 가열하기 위한 가열기;
상기 가열기의 작동을 제어하기 위한 가열기 제어부;
상기 전도성 안테나들에 전달되는 가스의 유동을 조절하기 위한 유동 제어기;
상기 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서; 및
상기 가열기 제어부, 상기 유동 제어기, 및 상기 온도 센서에 연결되는 주 제어기를 포함하고, 상기 주 제어기는 상기 온도 센서에 의해 모니터링되는 온도에 기초하여 상기 가열기 제어부 및 상기 유동 제어기의 작동을 지시하도록 적응되는, 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 주 제어기는, 상기 유전체 인클로저의 온도가 목표 온도 초과인 경우 상기 전도성 안테나들로의 가스의 유동을 증가시키도록 상기 유동 제어기에 지시하도록 적응되는, 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 주 제어기는, 상기 유전체 인클로저의 온도가 목표 온도 미만인 경우 상기 전도성 안테나들로의 가스의 유동을 감소시키도록 상기 유동 제어기에 지시하도록 적응되는, 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 주 제어기는, 상기 유전체 인클로저의 온도가 목표 온도 초과인 경우, 상기 가열기를 통한 가스의 가열을 감소시키거나 완전히 중단하도록 상기 가열기 제어부에 지시하도록 적응되는, 처리 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 주 제어기는, 상기 유전체 인클로저의 온도가 목표 온도 미만인 경우, 상기 가열기를 통한 가스의 가열을 증가시키도록 상기 가열기 제어부에 지시하도록 적응되는, 처리 시스템. - 이온 공급원의 플라즈마 챔버 내의 온도를 조절하는 방법으로서,
상기 플라즈마 챔버 내의 유전체 인클로저의 온도를 모니터링하는 단계; 및
상기 유전체 인클로저를 통해 연장되는 복수의 전도성 안테나들을 통해 상기 유전체 인클로저 내로 가스를 유동시키는 단계
를 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도에 기초하여 가스의 온도 및 유동 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도를 미리 결정된 목표 온도와 비교하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도를 목표 온도와 비교하고, 상기 유전체 인클로저의 온도가 상기 목표 온도 초과인 경우 상기 유전체 인클로저로의 가스의 유동을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도를 목표 온도와 비교하고, 상기 유전체 인클로저의 온도가 상기 목표 온도 미만인 경우 상기 유전체 인클로저로의 가스의 유동을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도를 목표 온도와 비교하고, 상기 유전체 인클로저의 온도가 상기 목표 온도 초과인 경우 상기 유전체 인클로저에 전달되는 가스의 가열을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 유전체 인클로저의 모니터링된 온도를 목표 온도와 비교하고, 상기 유전체 인클로저의 온도가 상기 목표 온도 미만인 경우 상기 유전체 인클로저에 전달되는 가스의 가열을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/485,612 | 2021-09-27 | ||
| US17/485,612 US12014898B2 (en) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | Active temperature control for RF window in immersed antenna source |
| PCT/US2022/041675 WO2023048896A1 (en) | 2021-09-27 | 2022-08-26 | Active temperature control for rf window in immersed antenna source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240052852A true KR20240052852A (ko) | 2024-04-23 |
Family
ID=85706032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247011464A KR20240052852A (ko) | 2021-09-27 | 2022-08-26 | 내장형 안테나 공급원에서의 rf 윈도우에 대한 능동 온도 제어 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12014898B2 (ko) |
| KR (1) | KR20240052852A (ko) |
| CN (1) | CN117957629A (ko) |
| TW (1) | TW202329194A (ko) |
| WO (1) | WO2023048896A1 (ko) |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5010781B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2012-08-29 | 忠弘 大見 | プラズマ処理装置 |
| JP2002327275A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Tokyo Electron Ltd | 真空処理方法及び真空処理装置 |
| US7514875B2 (en) * | 2006-10-17 | 2009-04-07 | Shun Ko Evgeny V | RF plasma source with quasi-closed ferrite core |
| JP4001185B1 (ja) * | 2007-03-06 | 2007-10-31 | 日新イオン機器株式会社 | プラズマ発生装置 |
| WO2011006109A2 (en) | 2008-01-30 | 2011-01-13 | Applied Materials, Inc. | High efficiency low energy microwave ion/electron source |
| JP2010225296A (ja) | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Emd:Kk | 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置 |
| US8436318B2 (en) | 2010-04-05 | 2013-05-07 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Apparatus for controlling the temperature of an RF ion source window |
| US8664861B1 (en) * | 2010-08-24 | 2014-03-04 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd. | Plasma generator |
| US9293301B2 (en) * | 2013-12-23 | 2016-03-22 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | In situ control of ion angular distribution in a processing apparatus |
| KR101570171B1 (ko) * | 2014-07-25 | 2015-11-20 | 세메스 주식회사 | 플라즈마 발생 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치 |
| US9706634B2 (en) * | 2015-08-07 | 2017-07-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc | Apparatus and techniques to treat substrates using directional plasma and reactive gas |
| JP6749258B2 (ja) * | 2017-01-31 | 2020-09-02 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ源、マイクロ波プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法 |
| US11114284B2 (en) * | 2017-06-22 | 2021-09-07 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with electrode array in ceiling |
| KR102487551B1 (ko) * | 2017-09-13 | 2023-01-11 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 식각 장치를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
| US20190088449A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Semes Co., Ltd. | Substrate treating apparatus and substrate treating method |
| JP6999368B2 (ja) | 2017-11-01 | 2022-01-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US10815570B2 (en) | 2017-11-13 | 2020-10-27 | Denton Vacuum, L.L.C. | Linearized energetic radio-frequency plasma ion source |
| WO2019145990A1 (ja) | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社Ｆｕｊｉ | プラズマ発生装置および情報処理方法 |
| WO2021156906A1 (ja) * | 2020-02-03 | 2021-08-12 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| WO2021192210A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 株式会社日立ハイテク | 半導体製造方法 |
-
2021
- 2021-09-27 US US17/485,612 patent/US12014898B2/en active Active
-
2022
- 2022-08-26 CN CN202280062981.5A patent/CN117957629A/zh active Pending
- 2022-08-26 WO PCT/US2022/041675 patent/WO2023048896A1/en active Application Filing
- 2022-08-26 KR KR1020247011464A patent/KR20240052852A/ko unknown
- 2022-08-30 TW TW111132710A patent/TW202329194A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117957629A (zh) | 2024-04-30 |
| WO2023048896A1 (en) | 2023-03-30 |
| US20230102972A1 (en) | 2023-03-30 |
| US12014898B2 (en) | 2024-06-18 |
| TW202329194A (zh) | 2023-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190326138A1 (en) | Ceramic wafer heater with integrated pressurized helium cooling | |
| US5320982A (en) | Wafer cooling method and apparatus | |
| CN102142351B (zh) | 等离子体处理装置的腔室内部件和基板载置台 | |
| US5948283A (en) | Method and apparatus for enhancing outcome uniformity of direct-plasma processes | |
| US20070131650A1 (en) | Plasma chamber wall segment temperature control | |
| KR20060133485A (ko) | 상부 전극, 플라즈마 처리 장치 및 처리 방법, 및 제어 프로그램을 기록한 기록매체 | |
| US10672594B2 (en) | System and method for plasma head thermal control | |
| US11183371B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
| KR101039085B1 (ko) | 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법 | |
| US9916966B1 (en) | Apparatus and method for minimizing thermal distortion in electrodes used with ion sources | |
| US20210307115A1 (en) | Nitrogen Injection for ARC Lamps | |
| KR20190106766A (ko) | 결로 방지 방법 및 처리 시스템 | |
| CN110275556B (zh) | 静电卡盘的温度控制方法、系统及半导体处理设备 | |
| US20210313202A1 (en) | Substrate support | |
| KR20190091209A (ko) | 직류 전압을 인가하는 방법 및 플라즈마 처리 장치 | |
| KR20240052852A (ko) | 내장형 안테나 공급원에서의 rf 윈도우에 대한 능동 온도 제어 | |
| KR20010095321A (ko) | 아크 챔버용 공급가스를 발생시키는 증발기 | |
| US7750314B2 (en) | Elevated temperature RF ion source | |
| TWI767435B (zh) | 具有內嵌式加熱器的離子源腔室 | |
| JP2024535091A (ja) | イマースドアンテナ源におけるｒｆ窓のためのアクティブ温度制御 | |
| US20240145206A1 (en) | Temperature controlled electrode to limit deposition rates and distortion | |
| JP2024500329A (ja) | 補助ヒーター付き等温イオンソース | |
| KR20080058622A (ko) | 챔버 모듈의 온도를 조절하기 위한 반도체 제조 설비 | |
| KR100280545B1 (ko) | 반도체 이온주입장비의 소스가스 예열장치 | |
| KR200341827Y1 (ko) | 반도체 제조 설비의 온도 제어 대응속도 개선 구조 |