KR100777151B1 - 하이브리드형 플라즈마 반응장치 - Google Patents

하이브리드형 플라즈마 반응장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100777151B1
KR100777151B1 KR1020060025663A KR20060025663A KR100777151B1 KR 100777151 B1 KR100777151 B1 KR 100777151B1 KR 1020060025663 A KR1020060025663 A KR 1020060025663A KR 20060025663 A KR20060025663 A KR 20060025663A KR 100777151 B1 KR100777151 B1 KR 100777151B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
icp
power supply
lower electrode
supply unit
Prior art date
Application number
KR1020060025663A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070096205A (ko
Inventor
이원묵
Original Assignee
주식회사 디엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디엠에스 filed Critical 주식회사 디엠에스
Priority to KR1020060025663A priority Critical patent/KR100777151B1/ko
Priority to US11/724,861 priority patent/US20070221331A1/en
Priority to TW096109435A priority patent/TWI346359B/zh
Priority to CN2007100868758A priority patent/CN101043784B/zh
Publication of KR20070096205A publication Critical patent/KR20070096205A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100777151B1 publication Critical patent/KR100777151B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • 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
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • 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
    • 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
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 프로세싱 공정 성능과 생산성을 배가시키기 위해 용량성 및 유도성 결합 기능을 동시에 구현할 수 있는 하이브리드형 플라즈마 반응장치에 관한 것으로, 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 소스 및 혼합 주파수 바이어스가 적절히 조화를 이루게 함으로써 ICP 타입의 플라즈마 반응장치의 장점을 극대화시키되, 낮은 해리영역에서 큰 이온 에너지, 높은 이온 밀도의 유지와 활성종 농도를 조절하기 위해 하부전극에 저주파수와 고주파수를 혼합하여 인가하며, 높은 해리영역에서 하부전극에 저주파수를 인가할 경우 이온에너지 세기가 급격히 저하되는 것을 보상하고 높은 이온 밀도 유지와 활성종 농도를 조절하기 위해 고주파수를 추가하여 인가하는 것을 특징으로 한다.
ICP, CCP, 플라즈마, 하부전극, 웨이퍼, 하이브리드, 해리영역, 바이어스

Description

하이브리드형 플라즈마 반응장치 {HYBRID COUPLED PLASMA REACTOR WITH ICP AND CCP FUNCTIONS}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 다중 안테나가 구비된 ICP 소스부에서의 자기장 분포도이다.
도 3은 도 1의 다중 안테나가 구비된 ICP 소스부에서의 반지름 "r" 대비 두 코일간의 간격 "l"의 크기에 따른 자기장 세기를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
도 9는 소스 파워 증가에 따른 플라즈마 이온 밀도 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10, 도 11 및 도 12는 도 9의 RF 파워영역이 낮은 해리영역에서 높은 해 리영역으로 이동하면서 하부전극에 인가된 바이어스 파워의 주파수에 따라 하부전극에 형성된 자기 바이어스값(-VDC)의 변화에 대한 그래프이다.
도 13은 단일 주파수와 혼합 주파수와의 이온 에너지관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 낮은 해리영역에서 바이어스 파워의 주파수 및 혼합 주파수에서 식각율과 식각 균일성에 대한 그래프이다.
도 15는 높은 해리영역에서 바이어스 파워의 주파수 및 혼합 주파수에서 식각율과 식각 균일성에 대한 그래프이다.
본 발명은 반도체 프로세싱용 플라즈마 반응장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 프로세싱 공정 성능과 생산성을 배가시키기 위해 용량성 및 유도성 결합 기능을 동시에 구현할 수 있는 하이브리드형 플라즈마 반응장치에 관한 것이다.
통상적으로, 플라즈마를 이용한 건식 식각공정이 진행되는 플라즈마 반응장치는 플라즈마를 형성하는 방법에 따라 용량성 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma ; 이하 CCP라 함) 타입과 유도성 플라즈마(Inductive Coupled Plasma ;이하 ICP라 함) 타입으로 구분된다.
공지된 바와 같이, CCP 타입의 플라즈마 반응장치는 동일한 RF 전력이 인가 될 때 플라즈마 챔버 내부의 이온 플럭스 에너지(Ion Flux Energy)는 주파수가 낮을수록 이에 비례하여 커지며, 이온 밀도(Ion Density)는 주파수가 높을수록 커진다. 이와 대조적으로, ICP 타입의 플라즈마 반응장치는 RF 파워가 증가함에 따라 반응가스 해리가 급격하게 일어나지 않는 낮은 해리영역과 급격히 해리가 일어나는 높은 해리영역으로 구분되며, 이 두 영역에서 상이한 물리적 특성을 갖게 된다. 즉, 낮은 해리영역에서는 CCP와 같은 물리적 특성을 보여주며, 높은 해리영역에서는 ICP RF 파워가 증가함에 따라 하부전극에 낮은 주파수가 인가될수록 이온 에너지의 세기가 급격히 저하되는 특성을 보여준다.
플라즈마를 이용한 건식 식각공정에는 절연막(산화물) 식각, 폴리/메탈(Poly/Metal) 식각 등이 있다.
물리적인 식각이 지배적인, 절연막 식각을 위한 플라즈마 반응장치는 다중 주파수 RF 전력이 인가되는 내로우 갭(Narrow Gap)의 CCP 타입이 주류를 이루고 있다. 그러나, 이러한 CCP 타입의 플라즈마 반응장치는 높은 전기장을 이용하여 고에너지의 이온을 생성할 수 있다는 장점을 제공하지만, 그 특성상 이온 충격에 의한 프로세스 키트 손상(Process Kit Damage), 고 플라즈마 전위(High Plasma Potential)에 의한 아킹(Arcing) 문제, 여전히 낮은 플라즈마 밀도와 해리(Dissociation)에 기인하는 낮은 챔버 클리닝 주기(MTBC : Mean Time Between Cleaning) 효율 문제, 그리고 고주파수 전력을 적용함에 있어서 수반되는 하드웨어 설계 및 비용 문제들을 안고 있다.
한편, 절연막 식각과는 달리, 상대적으로 화학적인 식각이 지배적인 폴리/메 탈 식각에서는 ICP 타입이 주류를 이루고 있다. 이는 ICP 타입의 플라즈마 반응장치가 이온 밀도와 이온 에너지를 독립적으로 제어가능하고, 저압에서의 고밀도, 대면적의 플라즈마 발생이 용이하며, 적은 이온 에너지로 충분한 식각이 이루어질 수 있으므로 소자의 손상을 줄일 수 있다는 장점을 제공하기 때문이다.
이러한 ICP 타입의 플라즈마 반응장치를 구현함에 있어서, 높은 안테나 전압에 의한 유전체 윈도우 손상문제, 넓은 영역대의 고/저 플라즈마 이온 밀도 및 균일성, 그리고 과잉 활성종의 농도 제어, 조절 가능한(Tunable) 이온 에너지 및 넓은 이온 에너지 분포 등은 매우 중요하다.
그러나, 지금까지 개발된 ICP 타입의 플라즈마 반응장치는 고 플라즈마 이온 밀도를 얻는데는 성공하였으나, 과잉 활성종 농도 제어, 조절가능한 이온 에너지 및 넓은 이온 에너지 분포 등의 확보에는 실패하였다. 이로 인해, ICP 타입은 CCP 타입에 비해 고효율임에도 불구하고 절연막 식각 공정에서는 상대적으로 양호한 공정 성능(Process Performance)을 보여주지 못하였으며, 결과적으로 고 PR 선택비(Selectivity)를 확보하면서 고종횡비(High Aspect Ratio) 공정을 처리하는데에도 어려움이 따랐다.
또한, 기존의 ICP 타입의 플라즈마 반응장치는 건식식각 공정을 수행함에 있어서 반응 가스의 과도한 해리(High Dissociation) 및 소스 파워의 증가에 따라 하부전극에 인가된 낮은 주파수 영역대에서 이온 에너지가 급격히 낮아지는 특성으로 인해, 식각 정지(Etch Stop), 챔버 매칭(Chamber Matching), 저 선택비 그리고 좁은 공정 윈도우 등을 갖게 된다.
이와 같이, 건식 식각공정에 있어서, 공정 성능 향상을 결정하는 중요한 요소에는 앞서 살펴본 바와 같이 조절가능한 이온 밀도, 조절 가능한 이온 에너지 및 이온 에너지 분포, 그리고 활성종 농도 조절 등이 있다. 아울러, 생산성을 높이기 위한 요소에는 MTBC의 획기적인 개선 등이 있다. 이를 실현하기 위해서는 고 이온 밀도와 동시에 저 이온 에너지 특성을 갖는 ICP 기능이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 CCP 타입 및 ICP 타입의 플라즈마 반응장치의 장점을 동시에 구현할 수 있는 하이브리드형 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 ICP 소스 파워 및 혼합 주파수 바이어스 파워가 적절히 조화를 이루게 함으로써 상기한 중요 요소들을 조절하되, 높은 PR 선택비, 높은 식각율을 얻음과 동시에 낮은 손상(Damage)과 고효율의 ICC(In-situ Chamber Clean)를 적용하여 MTBC를 극대화하고 CCP 타입에서 발생되는 만성적인 아킹 문제를 해결할 수 있는 하이브리드형 플라즈마 반응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 ICP 타입의 플라즈마 반응장치가 건식식각 공정을 수행함에 있어서 반응가스의 과도한 해리 억제, 높은 이온 밀도 유지, 및 하부전극(Cathode)에 저주파수를 인가할 경우에 일정 ICP 소스 파워 이상에서의 이온 에너지 세기의 급격한 감소 등을 보상함으로써 ICP 타입의 플라즈마 반응장치의 장점을 극대화시킬 수 있는 하이브리드형 플라즈마 반응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 ICP 타입의 플라즈마 반응장치에 저주파수 바이어 스 파워를 인가할 경우에 일정 ICP 소스 파워 영역 이상(높은 해리영역)에서 이온에너지가 급격히 낮아지는 것을 보상하고 큰 이온 밀도를 얻기 위해 고주파수를 추가하여 인가하는 것과, ICP 타입의 플라즈마 반응장치에 저주파수 바이어스 파워를 인가하여 일정 ICP 소스 파워 영역 이하(낮은 해리영역)에서 큰 이온 에너지를 갖게 하고 고주파수를 추가로 인가하여 큰 이온 밀도를 얻기 위한 하이브리드형 플라즈마 반응장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드형 플라즈마 반응장치는, 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부); 바이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 저주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 저역통과필터와, 바이어스 저주파 발생기를 포함하고, 저주파수 RF 파워를 공급하는 저주파수 RF 파워공급부; 및 바이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 고주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 고역통과필터와, 바이어스 고주파 발생기를 포함하고, 고주파수 RF 파워를 공급하는 고주파수 RF 파워공급부를 포함하며, 상기 저주파수 RF 파워공급부와 고주파수 RF 파워공급부가 피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극과 전기적으로 상호 연결되어 상기 하부전극에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가된다. 상기 챔버 내부의 플라즈마 이온 밀도의 크기는, 변곡점 파워보다 더 작은 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에 공급될 때보다 상기 변곡점 파워보다 더 큰 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에 공급될 때 더 크다. 상기 ICP 안테나 코일에 공급되는 상기 ICP 소스 파워가 소정의 변곡점 파워보다 작을 때, 상기 챔버 내부에 주입된 반응 가스의 해리가 급격하게 일어나지 않는 낮은 해리영역에서의 식각 공정을 실행하고, 상기 ICP 안테나 코일에 공급되는 상기 ICP 소스 파워가 상기 변곡점 파워보다 클 때, 상기 챔버 내부에 주입된 반응 가스의 해리가 급격하게 일어나는 높은 해리영역에서의 식각 공정을 실행한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드형 플라즈마 반응장치는, 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성 되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부); 피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극에 전기적으로 연결되어 바이어스 RF 파워를 공급하는 바이어스 RF 파워공급부; 및 상기 하부전극과 바이어스 RF 파워공급부 사이에 연결되어 상기 ICP 소스 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하기 위한 ICP 소스 파워 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드형 플라즈마 반응장치는, 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부); 저주파수 RF 파워를 공급하는 저주파수 RF 파워공급부와 고주파수 RF 파워를 공급하는 고주파수 RF 파워공급부로 구성되고, 피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극과 전기적으로 상호연결되어 상기 하부전극에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가되도록 하는 바이어스 RF 파워공급부; 및 상기 하부전극과 바이어스 RF 파워공급부 사이에 연결되어 상기 ICP 소스 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하기 위한 ICP 소스 파워 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
위에 언급된 본 발명의 특징들, 장점들 및 목적들이 달성되고 상세히 이해될 수 있는 방식, 위에 간략하게 요약된 본 발명의 더욱 상세한 설명이 첨부된 도면들에 도시된 실시예들을 참조하여 제공될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명 의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 본 발명은 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있기 때문에 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주될 수 없다.
이해를 돕기 위해, 가능한 한, 동일한 참조 번호들이 도면들에 공통인 동일한 구성 요소들을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명은 반도체, LCD 및 기타 집적회로 제조 공정에서 요구되는 플라즈마 특성들(예를 들어, 조절가능한 플라즈마 이온 밀도, 조절가능한 이온 에너지 분포, 조절가능한 이온 에너지, 조절가능한 활성종 및 저 이온 손상 플라즈마 등)을 제공하기 위한 하이브리드 타입의 플라즈마 발생장치 및 방법을 구현함에 있다. 이러한 플라즈마 특성들은 다중 안테나 코일 구조, 실린더형 유전체 윈도우, 챔버 상부에 구비되는 ICP 소스부, 및 하부전극에 인가되는 혼합 주파수 바이어스를 통해 제어될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 다중 안테나가 구비된 ICP 소스부에서의 자기장 분포도이고, 도 3은 도 1의 다중 안테나가 구비된 ICP 소스부에서의 반지름 "r" 대비 두 코일간의 간격 "l"의 크기에 따른 자기장 세기를 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
먼저, 도 1를 참조하면, 플라즈마 반응장치는 차폐 시일드(3)와, 그 상부에 실린더형 유전체 윈도우(11)를 구비하는 챔버(5)와, 실린더형 유전체 윈도우(11)의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 다중 안테나 코일(7)과, 다중 안테나(7)에 소스 파워를 인가하는 소스 파워공급부(10)로 구성되는 ICP 소스부(1), 저주파수의 바이어스 RF 파워를 공급하는 저주파수 RF 파워공급부(20), 및 고주파수의 바이어스 RF 파워를 공급하는 고주파수 RF 파워공급부(30)를 포함하며, 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 하부전극(17)에 전기적으로 상호연결되어 하부전극(17)에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가된다.
본 발명에서의 ICP 플라즈마 소스부(1)는 일례로 다중 안테나 코일(7)을 가지며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 균일한 자기장(Magnetic Field) 특성을 제공하며, 도 9의 플라즈마 특성을 갖는다. 이는 이후에 설명하는 바와 같이 균일한 이온 밀도, 그리고 낮은 해리영역 및 높은 해리영역을 선택적으로 사용하는 것이 가능하게 한다.
실린더형 유전체 윈도우(11)는 벌크 플라즈마(Bulk Plasma)와 피처리물인 웨이퍼가 안착되는 하부전극(17) 상부의 세라믹 정전기척(CESC : Ceramic Elctro-Static Chuck)(도시되지 않음)과의 일정한 거리를 확보하게 하여 이온 밀도와 이온 에너지의 독립적인 제어를 가능케 한다. 이는 피처리물에 대한 물리적인 손상을 최소화 하면서 효과적인 식각이 가능하게 한다.
실린더형 유전체 윈도우(11)의 외곽에는 다중 안테나 코일(7)이 위치하게 되며, 윗면은 편평하게 구성되어 있다. 이는 유전체 윈도우(11)의 상부에 가스 주입 시스템(Gas Injection System)(31)을 위치시켜 식각중에 발생되는 식각 부산물(Etching By-product)을 배기 홀로 효율적으로 배기되도록 하며, 그결과 피처리물 전면에 대해서 일정한 체류 시간(Residence Time)을 제공함으로써 넓은 공정 윈도우를 갖을 수 있게 한다. 또한, 이는 유전체 윈도우의 상부에 확보된 공간에 모니터링 시스템을 장착시킬 수 있으므로 하드웨어 설계에 있어서 유연성을 제공한다.
다중 안테나 코일(7)은 도 2에 도시된 바와 같이 1차 안테나 코일군(21)과 2차 안테나 코일군(23)으로 구성되는데, 각각의 안테나 코일군은 복수개의 안테나들이 병렬로 연결되며, 1차 안테나 코일군과 2차 안테나 코일군은 코일 반지름(r) 만큼 혹은 그보다 작은 거리만큼 또는 큰 거리만큼 이격하여 위치하게 된다. 두 안테나 코일군의 거리 “l”을 조정함으로써 챔버 내에 인가되는 자기장의 세기를 적절히 조절할 수 있다. 이는 이온 밀도 균일도/세기, 균일한 식각율을 얻기 위한 챔버 설계에 유용한 유연성을 제공한다.
상기한 조건들을 만족하고 각 안테나 코일군의 전류 방향을 같게 하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존 솔레노이드 형태의 안테나 코일에 비해 균일하고 더 큰 자기장의 세기를 얻을 수 있다. 이는 챔버 내에서 균일하고 높은 플라즈마 이온 밀도 구현을 가능하게 한다.
또한, 복수개의 안테나들로 구성된 1차 안테나 코일군(21)과 2차 안테나 코일군(23)은 낮은 리액턴스(Reactance) 값을 갖게 되어 상대적으로 적은 안테나 전압을 복수개의 안테나에 분산되어 인가되도록 한다. 이로 인해, 낮은 스퍼터링 효과를 얻을 수 있고, 스퍼터링에 의해 기인되는 유전체 윈도우의 손상 및 오염(contamination) 문제를 최소화할 수 있다.
아울러, 낮은 RF 전력(20W 미만)에서의 플라즈마 가동(Strike)과 유지 (Sustain)가 가능하다. 이는 도 9에 도시된 바와 같이 ICP 플라즈마 소스에서 비교적 넓은 영역의 낮은 해리영역과 높은 해리영역을 확보할 수 있게 하여 절연막 식각 공정에서의 유연성을 확보하게 된다. 즉, ICP 플라즈마 소스의 특성인 높은 해리를 조절함으로써 라디컬(Radical) 농도를 조절할 수 있게 한다. 또한, 일정 RF 전력 이상(약 500 ~ 700W)에서는 높은 이온 밀도와 높은 해리영역을 얻을 수 있으므로 낮은 손상과 고효율의 ICC(In-situ Chamber Clean)를 구현하여 MTBC를 극대화하고 CCP에서 발생되는 만성적인 챔버 아킹 문제와 프로세스 키트의 손상 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
다중 안테나 코일(7)에는 소스 파워공급부(10)가 전기적으로 연결되어 소스 파워가 공급되는데, 소스 파워공급부(10)는 소스 임피던스 매칭을 위한 소스 임피던스 매칭회로(22)와 소스 고주파 발생기(26)가 각각 연결되어 구성된다.
어셈블리(Assembly) 지지대(15)는 챔버(5) 내에 배치되어 피처리물인 웨이퍼(W)를 안착시키고 바이어스 파워가 인가되는 하부전극(17)을 제공한다. 어셈블리 지지대(15)는 챔버 바디(13)에 물리적으로 고정되고 전기적으로 연결되어 접지되게 되며, 하부전극(17)과 절연체(19)에 의하여 전기적으로 분리되게 된다. 여기서 피처리물인 웨이퍼는 하부전극(17)상부 CESC(Ceramic Elctro-Static Chuck)(도시되지 않음)에 의해 고정된다. 하부전극(17)에는 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 전기적으로 상호연결되어 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가된다.
저주파수 RF 파워공급부(20)는 저주파수의 바이어스 RF 파워를 공급하며, 바 이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 고주파 부근의 저주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 바이어스 임피던스 매칭회로/저역통과필터(LF Match/LPF)(24)와 바이어스 저주파 발생기(27)가 각각 연결되어 구성된다.
고주파수 RF 파워공급부(30)는 고주파수의 바이어스 RF 파워를 공급하며, 바이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 고주파 부근의 고주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 바이어스 임피던스 매칭회로/고역통과필터(HF Match/HPF)(25)와 바이어스 고주파 발생기(28)가 각각 연결되어 구성된다.
상기한 도 1의 구성을 갖는 플라즈마 반응장치에 있어서, 건식식각을 수행하기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 피처리물인 웨이퍼는 하부전극(17) 상부의 CESC(도시되지 않음)에 의해 고정되며, 반응 가스가 가스 주입 시스템(31)을 통해 챔버(5) 내로 공급되고 진공 펌프(도시되지 않음)와 압력 조절장치(도시되지 않음)가 챔버(5) 내의 압력을 동작 압력으로 유지한다.
ICP 플라즈마 소스부(1)에 의해 형성되는 플라즈마는 물리/화학적인 측면에서 두 가지 모드를 얻을 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, ICP 소스 파워가 증가함에 따라 특정 이온 밀도가 크게 증가하지 않는 낮은 해리영역(CCP 모드)과 급격히 해리가 일어나는 높은 해리영역(ICP 모드)으로 분리된다.
즉, 일정 RF 소스 파워 이하에서는 해리가 급격히 일어나지 않는 CCP 특성을 갖게 되며, 일정 RF 소스 파워 이상에서는 해리가 급격히 일어나는 ICP 고유의 특성을 보여준다. 여기서, 일정 RF 파워는 "변곡점 파워"로 정의한다. 예를 들어, 변 곡점 파워는 200mm 웨이퍼용 챔버 기준으로 약 500 내지 700W 범위에 있게 된다. 물론, 반응장치의 크기, 형태 및 공정 조건에 따라 변곡점 파워는 커지거나 작아질 수 있다.
공정에서 요구되는 압력에 도달하면, 식각모드의 공정 특성에 따라 선택적으로 사용이 가능하다.
낮은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 변곡점 파워 이하로 전력을 설정하고, 높은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 변곡점 파워 이상으로 파워를 설정한다. 파워 설정이 완료되면, 소스 파워공급부(10), 저주파수 RF 파워공급부(20), 및 고주파수 RF 파워공급부(30)가 턴온되어 다중 안테나 코일(7)에 소스 파워공급부(10)로부터 일정한 RF 전력이 인가되면서 챔버 내에 플라즈마가 형성되며, 하부전극(17)에는 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가된다.
다시 말해서, 상부의 ICP 플라즈마 소스부(1)에서 공정 특성에 적합한 플라즈마가 발생됨과 동시에 하부전극(17)에 고/저주파수 RF 전력이 혼합 주파수 형태로 공정 특성에 맞게 인가시켜 원하는 공정이 이루어지게 하며, 낮은 해리영역 및 높은 해리영역에서 ICP 소스 파워, 하부전극에 인가된 저/고 주파수 RF 전력의 양을 적절히 조절함으로써 급격히 낮아지는 이온 에너지의 세기/이온 밀도의 크기/활성종 농도 조절이 가능하여 빠른 식각율, 고 선택비, 넓은 공정 윈도우를 확보할 수 있다.
식각 공정이 이루어지는 동안, 식각 부산물들은 배기 시스템에 의해 배기되며, 일부는 챔버(5)의 외벽에 증착되게 된다. 이는 공정 특성을 변화시킴과 동시에 분진으로 존재하여 피처리물에 심각한 오염 문제를 일으키게 되므로 품질과 생산성 저하를 가져오게 된다. 이를 극복하기 위해, 플라즈마를 이용한 ICC(In-situ Chamber Clean)이 수행된다.
ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면, ICP 소스 파워만을 이용하여, 즉 소스 파워공급부(10)로부터의 RF 파워를 이용하여 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
도 5를 참조하면, 제1 실시예와 비교할 때 하부전극(17)과 바이어스 RF 파워공급부(50) 사이에 연결되어 ICP 소스부(1)의 소스 파워공급부(40)로부터 소스 파워를 선택적으로 하부전극(17)에 공급하기 위한 소스 파워 스위치부(42)를 포함하고, 소스 파워공급부(40) 및 바이어스 RF 파워공급부(50)는 각각 저주파수 RF 파워공급부 또는 고주파수 RF 파워공급부로 구성되어 저주파수 혹은 고주파수 중 1개의 주파수만을 선택하여 사용하도록 한다는 차이를 가진다.
만약 바이어스 RF 파워공급부(50)가 저주파수의 RF 파워공급부로 구성되어 하부전극(17)에 저주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 소스 파워공급부(40)가 고주파수의 RF 파워공급부로 구성되어 소스 파워 스위치부(42)에 의해 선택적으로 하부전극(17)에 고주파수 RF 파워를 공급한다.
만약 바이어스 RF 파워공급부(50)가 고주파수의 RF 파워공급부로 구성되어 상기 하부전극에 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 소스 파워공급부(40)가 저주파수의 RF 파워공급부로 구성되어 소스 파워 스위치부(42)에 의해 선택적으로 하부전극(17)에 저주파수 RF 파워를 공급하게 된다.
소스 파워 스위치부(42)는 소스 파워 주파수에 튜닝되어 소스 파워를 공급하는 소스 파워 필터(37)와 RF 파워공급을 단속하기 위한 스위치(39)로 구성된다.
도 6를 참조하면, 공정에서 요구되는 압력에 도달하면, 식각모드의 공정 특성에 따라 선택적으로 사용이 가능하다.
낮은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 *변곡점 파워 이하로 전력을 설정하고, 높은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 *변곡점 파워 이상으로 파워를 설정한다. 파워 설정이 완료되면, 소스 파워공급부(40), 소스 파워 스위치부(42), 바이어스 RF 파워공급부(50)가 턴온되어 바이어스 RF 파워공급부(50)가 하부전극(17)에 바이어스 RF 파워를 공급하는 동안 소스 파워공급부(40)가 다중 안테나 코일(7) 및 소스 파워 스위치부(42)에 의해 선택적으로 하부전극(17)에 RF 파워를 공급한다.
제2 실시예의 플라즈마 반응장치에서는, 식각모드에 진입하면 소스 파워 스위치부(42)를 온시키고 식각공정을 수행하며, ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면 ICP 소스 파워 스위치부(42)를 오프 시켜 소스 파워가 다중 안테나 코일(7)에만 인가되게 하여 ICP 소스부(1)를 통한 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행한다.
제2 실시예의 플라즈마 반응장치는 제1 실시예의 플라즈마 반응장치에 준하는 성능을 얻으면서, 2대의 RF 발생기(33, 35)와 2개의 임피던스 매칭회로/필터(29, 31)로 3대의 RF 발생기와 3개의 임피던스 매칭회로/필터를 대체할 수 있기 때문에 비용과 설비 크기를 줄일 수 있는 장점을 제공한다.
제2 실시예에서의 *변곡점 파워는 ICP 소스 파워가 ICP 소스부의 안테나와 하부전극에 이중으로 인가되도록 하기 때문에 제1 실시예에서의 변곡점 파워에 비해 더 커지게 된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응장치의 구성도이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 반응장치에서의 간략한 공정 순서도이다.
도 7를 참조하면, 제3 실시예의 플라즈마 반응장치는 제1 및 제2 실시예의 플라즈마 반응장치 결합으로 볼 수 있는데, 바이어스 RF 파워공급부가 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)로 구성된다는 점에서는 제1 실시예와 유사하고, 소스 파워를 선택적으로 하부전극(17)에 공급하기 위한 소스 파워 스위치부(42)를 포함한다는 점에서는 제2 실시예와 유사하다.
즉, 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 하부전극(17)과 전기적으로 상호연결되어 하부전극에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가되도록 하며, 소스 파워 스위치부(42)가 소스 파워를 선택적으로 하부전극에 공급하도록 구성된다.
바이어스 RF 파워공급부인 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 각각 하부전극(17)에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 소스 파워공급부(10)는 소스 파워 스위치부(42)에 의해 하부전극에 인가된 저주파수 RF 파워보다 더 낮은 저주파수 RF 파워를 선택적으로 하부전극에 공급할 수 있다.
또한, 바이어스 RF 파워공급부인 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 각각 하부전극에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 소스 파워공급부(10)는 소스 파워 스위치부(42)에 의해 하부전극에 인가된 저주파수 RF 파워보다 크고 고주파수 RF 파워 보다 작은 주파수 RF 파워를 선택적으로 하부전극에 공급할 수 있다.
또한, 바이어스 RF 파워공급부인 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 각각 하부전극에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 소스 파워공급부(10)가 소스 파워 스위치부(42)에 의해 하부전극에 인가된 고주파수 RF 파워보다 더 큰 고주파수 RF 파워를 선택적으로 하부전극(17)에 공급할 수 있다.
도 8을 참조하면, 공정에서 요구되는 압력에 도달하면, 식각모드의 공정 특성에 따라 선택적으로 사용이 가능하다.
낮은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 *변곡점 파워 이하로 전력을 설정하고, 높은 해리영역에서의 식각공정이 수행되는 경우에는 *변곡점 파워 이상으로 파워를 설정한다. 파워 설정이 완료되면, 소스 파워공급부(10), 바이어스 RF 파워공급부(20, 30), 소스 파워 스위치부(42)가 턴온되어 저주파수 RF 파워공급부(20)와 고주파수 RF 파워공급부(30)가 하부전극(17)에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가되도록 하며, 소스 파워 스위치부(42)가 소스 파워를 선택적으로 하부전극(17)에 공급한다.
제3 실시예의 플라즈마 반응장치에서는, 식각모드에 진입하면 소스 파워 스위치부(42)를 온시키고 식각공정을 수행하며, ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면 ICP 소스 파워 스위치부(42)를 오프 시켜 소스 파워가 다중 안테나 코일(7)에만 인가되게 하여 ICP 소스부(10)를 통한 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행한다.
제3 실시예에 따른 플라즈마 반응장치는 대면적 웨이퍼(300mm, 450mm 등)를 위한 확장성 목적으로 제안된 것으로, 3대의 RF 발생기(26, 27, 28)와 3개의 임피던스 매칭회로/필터(22, 24, 25)로 4대의 RF 발생기와 4개의 임피던스 매칭회로/필터를 대체할 수 있기 때문에 비용과 설비 크기를 줄일 수 있다.
제3 실시예에서의 *변곡점 파워는 ICP 소스 파워가 ICP 소스부의 안테나와 하부전극에 이중으로 인가되기 때문에 제1 실시 예에서의 변곡점 파워에 비해 더 커지게 된다.
본 발명의 작용을 구체적으로 설명하기 위해 ICP 특성에 관한 그래프를 도 9에 예시하고 있다. 이 그래프는 (주)큐피에스의 ICP 반응로(특허 출원번호10-2005-0065381)에서 소스 파워 증가에 따른 플라즈마 이온 밀도 특성을 보여주고 있다.
도 9를 참조하면, ICP 플라즈마는 RF 파워가 증가함에 따라 반응가스 해리가 급격하게 일어나지 않는 낮은 해리영역과 급격히 해리가 일어나는 높은 해리영역으로 구분된다. 즉 일정 RF 파워 영역 이하에서는 해리가 급격히 일어나지 않는 CCP 특성을 갖게 되며, 일정 RF 파워 영역 이상에서는 해리가 급격히 일어나는 ICP 고유의 특성을 보여준다.
아울러, 하부전극(Cathode)에 안착된 웨이퍼를 처리하기 위해서는 ICP 소스 파워에 부가하여 하부전극에 바이어스 파워를 인가해야 된다. 여기서, 각기 다른 주파수(Low/Medium/High Frequency)를 갖는 바이어스 파워들과 혼합 주파수를 갖는 바이어스 파워를 인가하여 ICP 플라즈마의 두가지 특성, 즉 낮은 해리영역과 높은 영역에서 이온 에너지의 크기를 결정하는 자기 바이어스값(Self-Bias)(-VDC)의 특성을 비교하고, 각 경우에 어떤 프로세스 결과를 얻을 수 있는지 예측해 보면, 종래의 ICP 타입 반응장치를 채택한 식각 설비중의 하나인 절연막 식각장치들이 좋은 결과를 얻지 못한 이유와, 많은 시스템들이 생산 라인에서 퇴출된 이유를 알 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 12는 도 9의 RF 파워영역이 낮은 해리영역에서 높은 해리영역으로 이동하면서 하부전극에 인가된 바이어스 파워의 주파수에 따라 하부전극에 형성된 자기 바이어스값(-VDC)의 변화에 대한 그래프이다. 공정 조건은 150SCCM CF4/50mTorr 이다.
Low Dissociation 영역
도 9에서, 일정 ICP Source RF Power 영역(약 500 ~ 700W) 이하에서는 RF 파워 증가에 따라 이온 밀도가 급격히 증가하지 않는 영역으로, 이 영역에서는 해리가 급격히 일어나지 않는다.
하부전극에 안착된 웨이퍼를 처리하기 위해 바이어스 파워를 하부전극에 인가함에 있어서, 주파수(Low Frequency: 2.0MHz, Medium Frequency: 12.56MHz, High Frequency: 27.12MHz)에 따라 이온 에너지의 크기를 결정하는 자기 바이어스값(-VDC)의 특성을 나타내는 그래프가 도 10, 도 11, 및 도 12에 도시되었다. 이들 그래프에 의하면, 일정 ICP 소스 파워 영역(약 500 ~ 700W) 이하에서는 소스 파워 증가에 따라 자기 바이어스값(-VDC)이 증가함을 알 수 있다. 또한 주파수가 낮을수록 큰 이온 에너지를 갖고 높을수록 적은 이온 에너지를 갖는다.
도 13은 단일(Single) 주파수와 혼합(Mixed) 주파수와의 이온 에너지관계를 나타내는 그래프이고, 혼합 주파수에서 이온 에너지의 크기는 대략 저/고 주파수의 중간 값을 갖는다.
여기서 측정된 값은 보여주고 있지 않지만, 이 영역에서 바이어스 파워의 주파수 크기 및 양에 따라 이온 밀도는 더 큰 값을 가질 것이다.
결과적으로, 이 영역은 소스 파워의 증가에 따라 반응가스의 해리가 급격히 일어나지 않으며, 상대적으로 이온 에너지의 세기와 이온 밀도의 크기가 바이어스 파워의 주파수와 파워의 양에 지배적이므로 과도한 활성종(Radical) 농도를 제어할 수 있으므로 매우 넓은 공정 윈도우와 안정된 공정이 가능하다.
아울러, 도 14의 절연막 (SiO2) 식각율 그래프에서 처럼, 같은 양의 바이어 스 파워를 인가할 때 혼합 주파수에서 가장 빠른 식각율을 보여주고 있다. 이는 하부전극에 인가된 저주파수로 인한 큰 이온에너지와 고주파수에 의한 높은 이온 밀도에 기인한다. 이 영역에서 식각율과 식각 균일도(Etch Rate Non-uniformity)는 바이어스 파워에 더 지배를 받게 된다.
High Dissociation 영역
도 9에서, 일정 ICP 소스 파워 영역(약 500 ~ 700W) 이상에서는 RF 파워 증가에 따라 이온 밀도가 급격히 증가하는 영역으로 급격히 해리가 일어난다.
하부전극에 안착된 웨이퍼를 처리하기 위해 바이어스 파워를 하부전극에 인가함에 있어 주파수(Low Frequency: 2.0MHz, Medium Frequency: 12.56MHz, High Frequency: 27.12MHz)에 따라 이온 에너지의 크기를 결정하는 자기 바이어스값(-VDC)의 특성을 나타내는 그래프가 도 10, 도 11, 및 도 12에 도시되어 있다. 이들 그래프에 의하면, 일정 ICP 소스 파워 영역(약 500 ~ 700W) 이상에서는 소스 파워 증가에 따라 자기 바이어스 값(-VDC)이 크게 변화함을 알 수 있다. 즉, 이 영역에서는 소스 파워 증가에 따라 자기 바이어스값(-VDC)이 급격히 작아짐을 알 수 있다. 또한, 주파수가 낮을수록 더 급격히 낮아지고, 주파수가 높을수록 적은 변화를 갖는다.
도 13은 단일 주파수와 혼합 주파수와의 자기 바이어스값(-VDC), 즉 이온 에너지 관계를 나타내는 그래프이고, 혼합 주파수에서 이온 에너지의 크기는 대략 저/고 주파수의 중간값을 가진다. 아울러, 저주파수(Low Frequency, 2MHz)에서 이온 에너지가 급격히 저하되는 것을 고주파수(High Frequency, 27.12MHz)를 추가하여 현격히 줄여줄 수 있다.
여기서 측정된 값은 보여주고 있지 않지만, 이 영역에서 바이어스 파워의 주파수크기 및 양에 따라 이온 밀도는 더 큰 값을 가질 것이다.
결과적으로, 이 영역은 소스 파워의 증가에 따라 반응가스의 해리가 급격히 일어나는 영역으로, 이온 에너지의 세기는 하부전극에 낮은 주파수가 인가될수록 급격히 변화하므로 안정되고 넓은 공정 윈도우를 확보하기 위해 고주파수를 추가하여 인가한다.
아울러, 도 15의 절연막(SiO2) 식각율 그래프에서 처럼, 같은 양의 바이어스 파워를 인가할 때 저주파수와 혼합 주파수에서 거의 유사한 식각율을 보여주고 있다. 이 영역에서 식각율(Etch rate) 변화는 낮은 해리영역과 상당한 차이를 보여줌을 알 수 있다. 이는 플라즈마 반응장치의 이온 밀도가 ICP 소스에 의해 더 지배적이기 때문이다. 이 영역에서 ICP 소스 파워, 하부전극에 인가된 저/고주파수 RF 파워 양을 적절히 조절함으로써 급격히 낮아지는 이온 에너지의 세기/이온 밀도의 크기/활성종 농도 조절이 가능하여 빠른 식각율, 고 선택비, 넓은 공정 윈도우를 확보할 수 있다.
비록 본 발명이 소정의 실시예를 통해 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 개조될 수 있다. 본 발명은 다른 형태의 건식식각을 위한 플라즈마 반응장치에도 적용될 수 있다. 파워 공급에 대해, 파워 공급의 주파수를 튜닝하는 대신에, 임피던스 매칭회로가 튜닝될 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 반도체 프로세싱 공정 성능과 생산성을 배가시키기 위해 용량성 및 유도성 결합 기능을 동시에 구현할 수 있는 하이브리드형 플라즈마 반응장치를 제공하고 있다. 즉, 본 발명은 고 이온 밀도와 동시에 저 이온 에너지 특성을 갖는 ICP 소스 파워 및 혼합 주파수 바이어스가 적절히 조화를 이루게 함으로써 조절가능한 이온 밀도, 조절 가능한 이온 에너지 및 이온 에너지 분포, 그리고 활성종 농도 조절 등 공정 성능 향상 뿐만 아니라 MTBC의 획기적인 개선 등 생산성을 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, ICP 타입 반응장치가 건식식각 공정을 수행함에 있어, 높은 해리영역에서 ICP 소스 파워가 증가함에 따라 하부전극에 저주파수를 인가할 경우 이온 에너지 세기가 급격히 저하되는 것을 고주파수를 추가 인가하여 보상함으로써 ICP 타입 반응장치에서 문제가 되는 식각 정지, 챔버 매칭, 저 선택비 그리고 좁은 공정 윈도우 문제들을 해결하고, 낮은 해리영역에서 저주파수에 고주파수를 추가인가 함으로써 높은 이온 에너지와 이온 밀도를 확보하여 식각율을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, ICP 타입 반응장치의 장점인 고효율, 낮은 이온 손상(Low Ion Damage), 분리 효과(Decoupled Effect) 등의 장점을 최대한 이용할 수 있으며, CCP 타입 반응장치에 비해 웨이퍼리스 인-시튜 챔버 크린(Waferless In-situ Chamber Clean)을 효과적으로 할 수 있다.

Claims (23)

  1. 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부);
    바이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 저주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 저역통과필터와, 바이어스 저주파 발생기를 포함하고, 저주파수 RF 파워를 공급하는 저주파수 RF 파워공급부; 및
    바이어스 임피던스 매칭 및 바이어스 고주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 하는 고역통과필터와, 바이어스 고주파 발생기를 포함하고, 고주파수 RF 파워를 공급하는 고주파수 RF 파워공급부를 포함하며,
    상기 저주파수 RF 파워공급부와 고주파수 RF 파워공급부가 피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극과 전기적으로 상호 연결되어 상기 하부전극에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가되고,
    상기 챔버 내부의 플라즈마 이온 밀도의 크기는, 변곡점 파워보다 더 작은 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에 공급될 때보다 상기 변곡점 파워보다 더 큰 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에 공급될 때 더 크고,
    상기 ICP 안테나 코일에 공급되는 상기 ICP 소스 파워가 상기 변곡점 파워보다 작을 때, 상기 챔버 내부에 주입된 반응 가스의 해리가 급격하게 일어나지 않는 낮은 해리영역에서의 식각 공정을 실행하고, 상기 ICP 안테나 코일에 공급되는 상기 ICP 소스 파워가 상기 변곡점 파워보다 클 때, 상기 챔버 내부에 주입된 반응 가스의 해리가 급격하게 일어나는 높은 해리영역에서의 식각 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 변곡점 파워는 200mm 웨이퍼 기준으로 500 내지 700W 범위에 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 반응장치는 ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에 인가되게 하여 ICP 소스부를 통한 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  6. 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부);
    피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극에 전기적으로 연결되어 바이어스 RF 파 워를 공급하는 바이어스 RF 파워공급부; 및
    상기 하부전극과 바이어스 RF 파워공급부 사이에 연결되어 상기 ICP 소스 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하기 위한 ICP 소스 파워 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부 및 ICP 소스 파워공급부는 각각 저주파수 RF 파워공급부 또는 고주파수 RF 파워공급부로 구성되며, 저주파수 혹은 고주파수 중 1개의 주파수만을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부가 저주파수 RF 파워공급부로 구성되어 상기 하부전극에 저주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 상기 ICP 소스 파워공급부가 고주파수 RF 파워공급부로 구성되어 상기 ICP 소스 파워 스위치부에 의해 선택적으로 상기 하부전극에 고주파수 RF 파워를 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부가 고주파수 RF 파워공급부로 구성되어 상기 하 부전극에 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 상기 ICP 소스 파워공급부가 저주파수 RF 파워공급부로 구성되어 상기 ICP 소스 파워 스위치부에 의해 선택적으로 상기 하부전극에 저주파수 RF 파워를 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 반응장치는 상기 ICP 소스 파워공급부로부터의 RF 파워가 증가함에 따라 소정의 변곡점 파워에서 구분되는 이온 밀도가 크게 증가하지 않는 낮은 해리영역과 급격히 해리가 일어나는 높은 해리영역에서의 식각공정을 수행가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    낮은 해리영역에서의 식각모드인 경우에는 상기 변곡점 파워 이하로 ICP 소스 파워공급부의 파워를 설정하고, 높은 해리영역에서의 식각모드인 경우에는 상기 변곡점 파워 이상으로 ICP 소스 파워공급부의 파워를 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 변곡점 파워는 200mm 웨이퍼 기준으로 500 내지 700W 범위에 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 반응장치는 식각모드에 진입하면 상기 ICP 소스 파워 스위치부를 온시키고 식각공정을 수행하며, ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면 상기 ICP 소스 파워 스위치부를 오프 시켜 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나 코일에만 인가되게 하여 ICP 소스부를 통한 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  14. 상부에 실린더형 유전체 윈도우를 구비하는 챔버와, 상기 실린더형 유전체 윈도우의 외부에 구비되어 RF 전기장을 유도하는 ICP 안테나 코일과, 상기 ICP 안테나 코일에 전기적으로 연결되어 ICP 소스 파워를 공급하는 ICP 소스 파워공급부를 포함하여 구성되는 유도 결합 플라즈마 소스부(ICP 소스부);
    저주파수 RF 파워를 공급하는 저주파수 RF 파워공급부와 고주파수 RF 파워를 공급하는 고주파수 RF 파워공급부로 구성되고, 피처리 웨이퍼가 안착되는 하부전극과 전기적으로 상호연결되어 상기 하부전극에 저주파수/고주파수 RF 파워가 혼합 인가되도록 하는 바이어스 RF 파워공급부; 및
    상기 하부전극과 바이어스 RF 파워공급부 사이에 연결되어 상기 ICP 소스 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하기 위한 ICP 소스 파워 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부가 상기 하부전극에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 상기 ICP 소스 파워공급부가 상기 ICP 소스 파워 스위치부에 의해 상기 하부전극에 인가된 저주파수 RF 파워보다 더 낮은 저주파수 RF 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부가 상기 하부전극에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 상기 ICP 소스 파워공급부가 상기 ICP 소스 파워 스위치부에 의해 상기 하부전극에 인가된 저주파수 RF 파워보다 크고 고주파수 RF 파워 보다 작은 주파수 RF 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 바이어스 RF 파워공급부가 상기 하부전극에 저주파수 RF 파워와 고주파수 RF 파워를 공급하는 경우에, 상기 ICP 소스 파워공급부가 상기 소스 파워 스위치부에 의해 상기 하부전극에 인가된 고주파수 RF 파워보다 더 큰 고주파수 RF 파워를 선택적으로 상기 하부전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 플라즈마 반응장치는 상기 ICP 소스 파워공급부로부터의 RF 파워가 증가함에 따라 소정의 변곡점 파워에서 구분되는 이온 밀도가 크게 증가하지 않는 낮은 해리영역과 급격히 해리가 일어나는 높은 해리영역에서의 식각공정을 수행 가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    낮은 해리영역에서의 식각모드인 경우에는 상기 변곡점 파워 이하로 ICP 소스 파워공급부의 파워를 설정하고, 높은 해리영역에서의 식각모드인 경우에는 상기 변곡점 파워 이상으로 ICP 소스 파워공급부의 파워를 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 변곡점 파워는 200mm 웨이퍼 기준으로 500 내지 700W 범위에 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 플라즈마 반응장치는 식각모드에 진입하면 상기 ICP 소스 파워 스위치부를 온시키고 식각공정을 수행하며, ICC 수행을 위한 클리닝 모드에 진입하면 상 기 ICP 소스 파워 스위치부를 오프 시켜 상기 ICP 소스 파워가 상기 ICP 안테나에만 인가되게 하여 ICP 소스부를 통한 웨이퍼리스 고밀도 건식 식각 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  22. 청구항 1, 청구항 10, 청구항 11, 청구항 18 또는 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ICP 플라즈마 소스부의 낮은 해리영역에서 큰 이온 에너지, 높은 이온 밀도의 유지와 활성종 농도를 조절하기 위해 상기 하부전극에 저주파수와 고주파수를 혼합하여 인가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
  23. 청구항 1, 청구항 10, 청구항 11, 청구항 18 또는 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ICP 플라즈마 소스부의 높은 해리영역에서 하부전극에 저주파수를 인가할 경우 이온에너지 세기가 급격히 저하되는 것을 보상하고 높은 이온 밀도 유지와 활성종 농도를 조절하기 위해 고주파수를 추가하여 인가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 플라즈마 반응장치.
KR1020060025663A 2006-03-21 2006-03-21 하이브리드형 플라즈마 반응장치 KR100777151B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025663A KR100777151B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 하이브리드형 플라즈마 반응장치
US11/724,861 US20070221331A1 (en) 2006-03-21 2007-03-16 Hybrid plasma reactor
TW096109435A TWI346359B (en) 2006-03-21 2007-03-20 Hybrid plasma reactor
CN2007100868758A CN101043784B (zh) 2006-03-21 2007-03-21 混合等离子体反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025663A KR100777151B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 하이브리드형 플라즈마 반응장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070096205A KR20070096205A (ko) 2007-10-02
KR100777151B1 true KR100777151B1 (ko) 2007-11-16

Family

ID=38532112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060025663A KR100777151B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 하이브리드형 플라즈마 반응장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070221331A1 (ko)
KR (1) KR100777151B1 (ko)
CN (1) CN101043784B (ko)
TW (1) TWI346359B (ko)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090004873A1 (en) * 2007-06-26 2009-01-01 Intevac, Inc. Hybrid etch chamber with decoupled plasma controls
KR100892249B1 (ko) * 2007-11-21 2009-04-09 주식회사 디엠에스 플라즈마 반응장치
EP2122657B8 (en) 2008-03-20 2011-06-22 Ruhr-Universität Bochum Method for controlling ion energy in radio frequency plasmas
US8760431B2 (en) * 2008-07-17 2014-06-24 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
US8414736B2 (en) * 2009-09-03 2013-04-09 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with tiltable overhead RF inductive source
US8741394B2 (en) 2010-03-25 2014-06-03 Novellus Systems, Inc. In-situ deposition of film stacks
JP5800532B2 (ja) * 2011-03-03 2015-10-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR101225544B1 (ko) * 2011-03-24 2013-01-23 주식회사 디엠에스 하이브리드 플라즈마 소스와 정전척 히터를 이용한 멀티 스택 레이어 마스크 구조의 산화막 식각방법
US8652298B2 (en) * 2011-11-21 2014-02-18 Lam Research Corporation Triode reactor design with multiple radiofrequency powers
CN103426807B (zh) * 2012-05-18 2016-04-13 中国地质大学（北京） 一种配置取放装置和调节工件的位置的半导体刻蚀装置
CN103854945A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 等离子体设备及其反应腔室
CN104754850B (zh) * 2013-12-31 2019-11-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种电感耦合型等离子处理器
CN104862671B (zh) 2014-02-24 2019-08-23 北京北方华创微电子装备有限公司 一种反应腔室及等离子体加工设备
GB201502453D0 (en) * 2015-02-13 2015-04-01 Spts Technologies Ltd Plasma producing apparatus
KR101874802B1 (ko) * 2016-04-19 2018-07-05 피에스케이 주식회사 플라스마 소스 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
US11430635B2 (en) 2018-07-27 2022-08-30 Eagle Harbor Technologies, Inc. Precise plasma control system
US11004660B2 (en) 2018-11-30 2021-05-11 Eagle Harbor Technologies, Inc. Variable output impedance RF generator
WO2018148189A1 (en) * 2017-02-10 2018-08-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for low temperature selective epitaxy in a deep trench
CN107256822B (zh) * 2017-07-27 2019-08-23 北京北方华创微电子装备有限公司 上电极组件及反应腔室
US10784091B2 (en) 2017-09-29 2020-09-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls
CN108093551B (zh) * 2017-12-20 2020-03-13 西安交通大学 用于激励产生均匀放电高活性等离子体的复合电源装置
TWI697261B (zh) * 2018-05-22 2020-06-21 呈睿國際股份有限公司 感應耦合電漿蝕刻系統及其切換式匹配裝置
US11532457B2 (en) 2018-07-27 2022-12-20 Eagle Harbor Technologies, Inc. Precise plasma control system
CN112805920A (zh) 2018-08-10 2021-05-14 鹰港科技有限公司 用于rf等离子体反应器的等离子体鞘控制
EP3994716A4 (en) * 2019-07-02 2023-06-28 Eagle Harbor Technologies, Inc. Nanosecond pulser rf isolation
JP7285377B2 (ja) 2019-12-24 2023-06-01 イーグル ハーバー テクノロジーズ，インク． プラズマシステム用ナノ秒パルサｒｆ絶縁
CN110888380B (zh) * 2019-12-25 2021-11-16 北京北方华创微电子装备有限公司 一种半导体设备中滤波电路的控制方法和半导体设备
CN111192812B (zh) * 2020-01-07 2022-11-25 北京北方华创微电子装备有限公司 电感耦合装置和半导体处理设备
KR102482734B1 (ko) * 2020-11-13 2022-12-30 충남대학교산학협력단 고주파 펄스 소스 및 저주파 펄스 바이어스를 이용한 플라즈마 극고종횡비 식각 방법
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
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
WO2023042857A1 (ja) * 2021-09-15 2023-03-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
TWI801058B (zh) * 2021-12-23 2023-05-01 明遠精密科技股份有限公司 一種複合式電漿源及其運作方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132551A (en) 1997-09-20 2000-10-17 Applied Materials, Inc. Inductive RF plasma reactor with overhead coil and conductive laminated RF window beneath the overhead coil
KR20000062952A (ko) * 1999-03-19 2000-10-25 니시무로 타이죠 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP2001102360A (ja) 1999-09-28 2001-04-13 Toshiba Corp 半導体製造装置及び半導体製造装置の清浄化方法
JP2002093776A (ja) 2000-09-14 2002-03-29 Tokyo Electron Ltd Ｓｉ高速エッチング方法
US20040000875A1 (en) 2002-06-27 2004-01-01 Vahid Vahedi Plasma processor with electrode simultaneously responsive to plural frequencies
KR20050010208A (ko) * 2003-07-18 2005-01-27 주성엔지니어링(주) 유도결합 플라즈마 식각 장치
KR20050040709A (ko) * 2003-10-28 2005-05-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 이중 음극 주파수 혼합을 사용한 플라즈마 제어
KR20060013386A (ko) * 2003-05-06 2006-02-09 램 리써치 코포레이션 좁은 갭 용량성 커플링된 반응기의 ｒｆ 펄싱

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5556501A (en) * 1989-10-03 1996-09-17 Applied Materials, Inc. Silicon scavenger in an inductively coupled RF plasma reactor
JP3122228B2 (ja) * 1992-05-13 2001-01-09 忠弘 大見 プロセス装置
US20030094239A1 (en) * 2000-06-02 2003-05-22 Quon Bill H. Apparatus and method for improving electron ecceleration
US6770166B1 (en) * 2001-06-29 2004-08-03 Lam Research Corp. Apparatus and method for radio frequency de-coupling and bias voltage control in a plasma reactor
EP1444727A4 (en) * 2001-10-22 2007-07-18 Unaxis Usa Inc PROCESS AND DEVICE FOR CORROSING THIN, DAMAGE-SENSITIVE LAYERS USING HIGH FREQUENCY PULSE PLASMA
FR2842388B1 (fr) * 2002-07-11 2004-09-24 Cit Alcatel Procede et dispositif pour la gravure de substrat par plasma inductif a tres forte puissance
KR100968571B1 (ko) * 2003-06-12 2010-07-08 삼성전자주식회사 플라즈마 챔버
US7393432B2 (en) * 2004-09-29 2008-07-01 Lam Research Corporation RF ground switch for plasma processing system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132551A (en) 1997-09-20 2000-10-17 Applied Materials, Inc. Inductive RF plasma reactor with overhead coil and conductive laminated RF window beneath the overhead coil
KR20000062952A (ko) * 1999-03-19 2000-10-25 니시무로 타이죠 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP2001102360A (ja) 1999-09-28 2001-04-13 Toshiba Corp 半導体製造装置及び半導体製造装置の清浄化方法
JP2002093776A (ja) 2000-09-14 2002-03-29 Tokyo Electron Ltd Ｓｉ高速エッチング方法
US20040000875A1 (en) 2002-06-27 2004-01-01 Vahid Vahedi Plasma processor with electrode simultaneously responsive to plural frequencies
KR20060013386A (ko) * 2003-05-06 2006-02-09 램 리써치 코포레이션 좁은 갭 용량성 커플링된 반응기의 ｒｆ 펄싱
KR20050010208A (ko) * 2003-07-18 2005-01-27 주성엔지니어링(주) 유도결합 플라즈마 식각 장치
KR20050040709A (ko) * 2003-10-28 2005-05-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 이중 음극 주파수 혼합을 사용한 플라즈마 제어

Also Published As

Publication number Publication date
CN101043784A (zh) 2007-09-26
TW200739723A (en) 2007-10-16
US20070221331A1 (en) 2007-09-27
CN101043784B (zh) 2011-01-26
TWI346359B (en) 2011-08-01
KR20070096205A (ko) 2007-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100777151B1 (ko) 하이브리드형 플라즈마 반응장치
JP5600644B2 (ja) ワークピース製造装置
JP3739137B2 (ja) プラズマ発生装置及びこのプラズマ発生装置を使用した表面処理装置
US7879731B2 (en) Improving plasma process uniformity across a wafer by apportioning power among plural VHF sources
US7884025B2 (en) Plasma process uniformity across a wafer by apportioning ground return path impedances among plural VHF sources
US7968469B2 (en) Method of processing a workpiece in a plasma reactor with variable height ground return path to control plasma ion density uniformity
JP5470421B2 (ja) プラズマ処理チャンバ
US8222157B2 (en) Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
JP5554705B2 (ja) 基材処理のための方法および装置
KR102033180B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US20080178803A1 (en) Plasma reactor with ion distribution uniformity controller employing plural vhf sources
JP2009528676A (ja) プラズマエッチングチャンバのための統合型の容量および誘導電源
KR20020031344A (ko) 가변 진폭의 ｒｆ 포락선에 응답하는 코일을 구비한플라즈마 처리기
US20030094238A1 (en) Plasma processing apparatus for spatial control of dissociation and ionization
KR100800396B1 (ko) Ｉｃｐ 안테나 및 이를 이용한 플라즈마 발생장치
KR100786537B1 (ko) 반도체 기판 공정 챔버에 사용되는 다중 플라즈마 발생소스
JP2019192923A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US11276601B2 (en) Apparatus and methods for manipulating power at an edge ring in a plasma processing device
KR100501823B1 (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
KR100501821B1 (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
KR20220031988A (ko) 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법
CN112201557A (zh) 基板处理装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121011

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151006

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160919

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171025

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181101

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191030

Year of fee payment: 13