KR101927821B1 - 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스 - Google Patents

플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스 Download PDF

Info

Publication number
KR101927821B1
KR101927821B1 KR1020137018486A KR20137018486A KR101927821B1 KR 101927821 B1 KR101927821 B1 KR 101927821B1 KR 1020137018486 A KR1020137018486 A KR 1020137018486A KR 20137018486 A KR20137018486 A KR 20137018486A KR 101927821 B1 KR101927821 B1 KR 101927821B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inductive element
plasma
substrate
processing
frequency
Prior art date
Application number
KR1020137018486A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130129243A (ko
Inventor
블라디미르 나고니
동수 이
안드레아스 카다바니치
Original Assignee
맷슨 테크놀로지, 인크.
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 맷슨 테크놀로지, 인크. filed Critical 맷슨 테크놀로지, 인크.
Publication of KR20130129243A publication Critical patent/KR20130129243A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101927821B1 publication Critical patent/KR101927821B1/ko

Links

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
    • 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
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • 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
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32651—Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
    • 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
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H01J37/32669—Particular magnets or magnet arrangements for controlling the discharge
    • 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
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • 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
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

플라즈마 처리 장치 및 방법이 개시된다. 본 개시 내용의 실시예들은, 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버, 기판을 유지하도록 동작 가능한 처리 챔버 내부 내에 있는 기판 홀더 및 적어도 하나 유전체 윈도우를 구비한다. 금속 실드는 유전체 윈도우에 인접하게 배치된다. 금속 실드는 주변부와 중앙부를 가질 수 있다. 처리 장치는 금속 실드의 주변부에 인접한 처리 챔버 외부에 배치된 1차 유도 요소를 포함한다. 처리 장치는 금속 실드의 중앙부와 유전체 윈도우 사이에 배치된 2차 유도 요소를 더 포함할 수 있다. 1차 및 2차 유도 요소는 상이한 기능을 수행할 수 있고, 상이한 구조적 구성을 가질 수 있으며, 상이한 주파수에서 동작될 수 있다.

Description

플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCE FOR PLASMA PROCESSING}
[우선권 주장]
본 출원은 모든 점에서 참조로서 본 명세서에 편입되는 2010년 12월 17일 출원된 미국 가특허출원 제61/424,452호 및 2011년 7월 22일 출원된 미국 가특허출원 제61/510,732호의 우선권의 이익을 주장한다.
[기술 분야]
본 개시 내용은 일반적으로 플라즈마 생성에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플라즈마 소스를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
RF 플라즈마는 집적 회로, 마이크로 기계 디바이스, 평판 디스플레이 및 기타 디바이스와 같은 디바이스의 제조에 사용된다. 현대의 플라즈마 에칭 애플리케이션에 사용되는 RF 플라즈마 소스는 높은 플라즈마 균일성과, 독립적인 플라즈마 프로파일, 플라즈마 밀도 및 이온 에너지 제어를 포함하는 복수의 플라즈마 제어를 제공하는데 필요하다. RF 플라즈마 소스는 일반적으로 다양한 공정 가스 내에서 그리고 다양한 상이한 조건(예를 들어, 가스 흐름, 가스 압력 등) 하에서 안정된 플라즈마를 지속시킬 수 있어야 한다. 또한, RF 플라즈마 소스는 감소된 에너지 요구 및 감소되 EM 방출을 가지면서 동작함으로써 환경에 최소의 영향을 미치는 것이 바람직하다.
이러한 엄중한 플라즈마 공정 요건을 획득하기 위한 다양한 플라즈마 소스는가 알려져 있다. 다중 주파수 용량 결합 플라즈마(capacitively coupled plasma (CCP)) 소스가 이온 에너지 및 플라즈마 밀도의 독립적인 제어를 위하여 사용되어 왔다. 그러나, CCP 플라즈마 소스는 일부 내재적인 문제점 및 한계를 가진다. 예를 들어: (a) 가스 압력 범위는 일반적으로 저압으로 제한된다; (b) 고밀도 플라즈마 생성은 매우 높은 주파수의 RF를 필요로 하여, 플라즈마 균일성, 방출 등과 관련된 문제점을 야기한다; (c) 더 높고 더 낮은 주파수의 RF 시스(sheath) 사이에서 간섭이 있다; (d) 웨이퍼 에지 영역은 극심한 불균일성을 가지기 쉽다; 그리고, (e) CCP 소스는 좁은 프로세스 윈도우를 가진다. 따라서, CCP 소스는 소정의 플라즈마 공정 운영에 대하여 항상 적합한 것은 아니다.
또한, RF 바이어스와 결합된 유도 결합 플라즈마(Inductively coupled plasma(ICP)) 소스도, 예를 들어, 이온 에너지 및 플라즈마 밀도의 독립적인 제어를 제공하는데 사용된다. ICP 소스는 표준의 13.56 MHz와 더 낮은 주파수의 RF 파워 생성기를 이용하여 고밀도 플라즈마를 용이하게 생성할 수 있다. 사실, 양호한 플라즈마 제어와 높은 플라즈마 밀도를 제공하기 위하여 다중 코일 ICP 소스를 이용하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 하나의 알려진 ICP 소스에서, 2개의 코일이 플라즈마를 공기로부터 분리하는 유전체 윈도우의 상부에 배치된다. 2개의 코일은 RF 생성기로 파워가 공급되고, 코일들 사이의 파워 분포 함수는 매처(matcher)에 할당된다. 이 배치는 매우 복잡하고 고가일 수 있다. 또한, 유전체 윈도우 위의 코일들 사이의 그리고 플라즈마 내의 통신은, 플라즈마로의 파워 분포의 진정한 독립 제어를 제공하는 것을 어렵게 한다. 또한, 이 설계는, 중앙 코일에 대한 파워가 필요하지 않을 때에도 중앙 코일이 여전히 파워를 공급받도록 코일들 사이의 파워 분포 범위를 제한하여, 도구의 동작 범위를 제한한다.
알려진 다중 코일 ICP 소스는 미국 등록 특허 No. 6,267,074에 개시된다. 이 ICP 소스는 3개의 분리된 코일, 3개의 파워 생성기, 복수의 가스 주입기를 이용하고, 플라즈마에 대하여 완전한 제어를 제공한다. 그러나, ICP 소스는 3개의 생성기, 3개의 매처 및 매우 복잡한 형상을 갖는 매우 비싼 유전체, 가스 주입을 위한 복수의 채널을 가진다. 이러한 시스템의 자본 비용과 관리 비용은 대부분의 에칭 공정에 대하여 적당하지 않다.
ICP 소스가 갖는 다른 일반적인 문제점은, 코일로부터 플라즈마로의 RF 파워 용량 결합과 코일에 인가된 매우 높은 전압(턴 당 수 kV)에 기인하는, ICP 코일을 처리 챔버로부터 분리하는 유전체 플레이트의 극심한 스퍼터링이다. 스퍼터링은 플라즈마에 영향을 미칠 뿐만 아니라 도구의 자본 비용과 그 관리 비용을 증가시킨다. 전체적인 프로세스 제어 가능성 및 최종적으로는 프로세스 수율은 악화된다.
ICP 시스템이 갖는 또 다른 일반적인 문제점은 코일의 용량 결합에 의해 발생되는 방위각 불균일성이다. 이러한 방위각 불균일성은 상이한 이유로 발생될 수 있다. 한 이유는, 예를 들어, 표면으로부터 방출된 2차 전자에 대하여 시스가 무충돌성(collisionless)이라는 것이다. 이러한 전자는, 전자가 방출된 위치에 강하게 의존하는 에너지를 가지면서 플라즈마에 들어간다. 코일의 단부 근처에서 방출된 전자는 코일의 중심 근처에서 또는 코일로부터 떨어져서 방출된 것보다 상당히 더 높은 에너지를 갖는다. 이러한 전자가 체적 내에서 빠르게 혼합되더라도, 이는 눈에 띄는 방위각 플라즈마 불균일성을 생성한다.
코일의 용량 결합에 의해 발생되는 스퍼터링 및 방위각 불균일성을 모두 제거하기 위하여, 미국 등록 특허 No. 7,232,767, No. 6,551,447 및 미국 특허 출원 No. 2007/0181257에 개시된 바와 같이 패러데이 실드(Faraday shield)를 이용할 수 있다. 또한, 패러데이 실드는 코일을 파워 생성기에 매칭시키는 것을 더 용이하게, 더 안정적으로 그리고 플라즈마 상태에 덜 영향을 받게 할 수 있다. 그러나, 양호하게 설계된 패러데이 실드가 RF의 용량 성분을 흡수하기 때문에, 플라즈마에 대한 RF 파워 전달이 감소된다. 또한, 이것이 플라즈마를 개시하는 RF의 용량 성분이기 때문에, 양호하게 설계된 패러데이 실드는 일반적으로 방전 점화를 위한 추가 수단을 필요로 한다.
또한, 일부 패러데이터 실드 설계는 추가 코일을 사용하지 않으면서 많은 에칭 프로세스에 대하여 반경 방향 플라즈마 프로파일을 개선할 수 있다. 특히, 많은 프로세스에 대하여, 벌크 에칭 속도는, 웨이퍼의 에지 근처에서 단일 코일을 사용하더라도, 중앙에서 빠르다. 예를 들어, 알려진 예시적인 하나의 패러데이 실드 설계는 내재하는 중앙에서 빠른 에칭 프로파일을 보정하기 위하여 소스의 중앙에서 임의의 전력 결합을 선택적으로 차단한다. 그러나, 에칭 프로파일을 제어하는 이러한 방법은, 패러데이 실드가 특정 프로세스 화학 반응의 내재하는 에칭 프로파일에 따라 그 화학 반응에 대하여 재설계되어야만 한다는 점에서 유연하지 않다. 제2 코일을 추가함으로써, 에칭 프로파일은 하드웨어를 변경하지 않으면서 동적으로 조정될 수 있어, 상당히 증가된 프로세스 유연성을 제공한다.
플라즈마 소스에서 패러데이 실드와 함께 제2 코일을 사용하는 것은 자체의 어려움을 제기한다. 높은 RF 전압 및 부품 간의 안전 거리에 대한 요건 때문에, 1차 코일에 진정으로 독립적인 제2 코일을 제공하는 것은 어려운 작업이다. 또한, 코일들이 서로에 대하여 작용하는 것을 방지하기 위하여 생성기의 동기화(상이한 생성기를 사용한다면)를 위한 수단을 제공하여야 하고, 이는 시스템의 비용에 추가된다.
ICP 소스에서의 많은 문제점의 근본 원인은, 임의의 ICP 소스에서의 모든 코일이 동일한 기능을 가지며 다른 코일과 유사한 방식으로 함께 작용하고, 코일들 사이의 유일한 차이가 웨이퍼의 자신의 해당하는 지정된 영역이라는 점이다. 따라서, 전술한 문제점 및 단점을 방지하는 다중 코일 ICP 소스에 대한 요구가 존재한다. 1차 코일과 상이한 구조를 가질 수 있고 1차 코일과 상이한 기능을 수행하도록 동작 가능한 적어도 하나의 2차 코일을 구비하는 ICP 소스가 특히 유용할 것이다.
본 발명의 양태 및 이점은 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 부분적으로 설명되거나, 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있을 것이다.
본 개시 내용의 예시적인 일 양태는 플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는, 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부를 갖는 처리 챔버와, 기판을 유지하도록 동작 가능한 기판 홀더와, 처리 챔버의 내부 위로 배치된 제1 유도 요소와, 처리 챔버의 내부 위로 배치된 제2 유도 요소를 포함한다. 본 방법은, 처리 장치의 처리 챔버의 내부 내에서 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계와, 처리 챔버의 내부로 처리 가스를 유입시키는 단계를 포함한다. 본 방법은, 제1 RF 주파수의 전자기 에너지로 제1 유도 요소에 전원을 공급하고, 제2 RF 주파수의 전자기 에너지로 제2 유도 요소에 전원을 공급하여, 처리 챔버의 내부에서 플라즈마를 생성하는 단계를 더 포함한다. 유도 플라즈마 내에서 제1 유도 요소와 제2 유도 요소 사이의 크로스 토크를 감소시키기 위하여, 제1 유도 요소에 대한 제1 RF 주파수는 제2 유도 요소에 대한 제2 RF 주파수와 충분히 다르도록 선택된다. 본 방법은 플라즈마 내에서 기판을 처리하는 단계를 포함한다.
본 개시 내용의 다른 예시적인 양태는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 플라즈마 처리 장치는 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버와, 기판을 유지하도록 동작 가능한 챔버의 내부 내의 기판 홀더를 포함한다. 본 장치는, 하나 이상의 유전체 윈도우와, 처리 챔버의 외부에 배치되고 유전체 윈도우에 인접한 제1 유도 요소를 더 포함한다. RF 생성기는 유도 요소에 전자기 에너지를 제공하도록 구성된다. 제1 유도 요소는 코일과, 페라이트 재료의 자속 집중기를 포함한다. 자속 집중기는 절두형(truncated) 형상 또는 L 형상을 갖는다.
본 개시 내용의 또 다른 예시적인 양태는 플라즈마에서 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다. 본 장치는, 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버와, 기판을 유지하도록 동작 가능한 상기 챔버의 내부 내의 기판 홀더와, 하나 이상의 유전체 윈도우를 포함한다. 본 장치는, 처리 챔버의 주변부에 근접하게 배치된 1차 유도 요소와, 처리 챔버의 중앙부에 근접하게 배치된 2차 유도 요소를 더 포함한다. 금속 실드는 2차 유도 요소 주위에 배치되어, 금속 실드는 1차 유도 요소를 2차 유도 요소로부터 분리한다. 패러데이 실드는 1차 유도 요소와 유전체 윈도우 사이에 위치된다. 금속 실드와 패러데이 실드는 단일체를 형성한다.
변경 및 수정이 본 개시 내용의 이러한 예시적인 실시예들에 이루어질 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징, 양태 및 이점은 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 참조하여 더 양호하게 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
최선의 형태를 포함하는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 대한 본 발명의 전체 개시 내용은 다음의 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명된다:
도 1은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한다;
도 2는 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소를 도시한다;
도 3은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소를 도시한다;
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소를 도시한다;
도 5는 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소를 도시한다;
도 6은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소를 위한 예시적인 매칭 회로를 도시한다;
도 7은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 예시적인 단일체 금속 실드 및 패러데이 실드의 사시도를 도시한다;
도 8은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 유도 요소와 함께 사용될 수 있는 예시적인 패러데이 실드의 평면도를 도시한다;
도 9는 본 개시 내용의 예시적인 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한다; 그리고,
도 10은 본 개시 내용의 예시적인 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한다.
도면에 도시된 본 발명의 실시예가 상세하게 참조될 것이다. 각 예는 본 발명에 대한 한정이 아니라 본 발명에 대한 설명으로서 제공된다. 사실, 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 추가의 실시예를 산출하기 위하여 다른 실시에와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 그러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.
일반적으로, 본 개시 내용은 1차 코일 및 2차 코일과 같은 2 이상의 유도 요소를 구비하는 플라즈마 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 1차 코일은 패러데이 실드에 의해 처리 챔버로부터 분리될 수 있다. 2차 코일은 코일들 사이의 크로스 토크를 방지하기 위하여 전자기 실드에 의해 1차 코일로부터 분리될 수 있다. 특정한 구현예에서, 상이한 RF 주파수가 제1 및 제2 유도 요소에서의 사용을 위하여 선택된다. 주파수는 플라즈마에서 제1 및 제2 유도 요소 사이의 크로스 토크를 감소시키도록 선택되어, 유도 요소들의 향상된 독립 제어를 제공한다.
도 1은 본 개시 내용의 예시적인 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(100)를 도시한다. 플라즈마 처리 장치(100)는 내부 공간(102)을 형성하는 처리 챔버(102)를 구비한다. 받침대 또는 기판 홀더(104)는 내부 공간(102) 내에서 반도체 웨이퍼와 같은 기판(106)을 지지하는데 사용된다. 유전체 윈도우(110)는 기판 홀더(104) 위에 위치된다. 유전체 윈도우(110)는 상대적으로 평탄한 중앙부(112) 및 각진 주변부(114)를 포함한다. 유전체 윈도우(110)는, 내부 공간(102) 내로 처리 가스를 공급하기 위하여 샤워 헤드(showerhead)(120)를 위한 중앙부(112) 내의 공간을 구비한다.
장치(100)는 내부 공간(102) 내에서 유도 플라즈마를 생성하기 위하여 1차 유도 요소(130) 및 2차 유도 요소(140)와 같은 복수의 유도 요소를 더 구비한다. 유도 요소(130, 140)는, RF 파워가 공급될 때 플라즈마 처리 장치(100)의 내부 공간(102) 내에서 처리 가스에 플라즈마를 유도하는 코일 또는 안테나 요소를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 RF 생성기(160)는 전자기 에너지를 매칭 네트워크(162)를 통해 1차 유도 요소(130)에 공급하도록 구성될 수 있다. 제2 RF 생성기(170)는 전자기 에너지를 매칭 네트워크(172)를 통해 2차 유도 요소(140)에 공급하도록 구성될 수 있다.
본 개시 내용이 1차 유도 및 2차 유도를 참조하지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 1차 및 2차라는 용어가 편의를 위해서만 사용된다는 것을 이해하여야 한다. 2차 코일은 1차 코일에 독립적으로 동작될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
본 개시 내용의 양태들에 따르면, 장치(100)는 2차 유도 요소(140)의 주위로 배치된 금속 실드부(152)를 구비할 수 있다. 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 금속 실드부(152)는 1차 유도 요소(130)와 2차 유도 요소(140)를 분리하여 유도 요소(130, 140) 사이의 크로스 토크를 감소시킨다. 장치(100)는 1차 유도 요소(130)와 유전체 윈도우(130) 사이에 배치된 패러데이 실드(154)를 더 구비할 수 있다. 패러데이 실드(154)는 1차 유도 요소(154)와 처리 챔버(102) 사이의 용량 결합을 감소시키는 슬롯형 금속 실드이다. 도시된 바와 같이, 패러데이 실드(154)는 유전체 실드(110)의 각진 부분 위로 피팅(fitting)될 수 있다.
특정 실시예에서, 금속 실드(152)와 패러데이 실드(154)는 제조의 용이함 및 기타 목적을 위해 단일체(150)를 형성할 수 있다. 도 7은 본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따라 단일체 금속 실드/패러데이 실드(150)를 도시한다. 1차 유도 요소(130)의 다중 턴 코일은 단일체 금속 실드/패러데이 실드(150)의 패러데이 실드부(154)에 인접하게 위치될 수 있다. 2차 유도 요소(140)는 금속 실드부(152)와 유전체 윈도우(110)의 사이와 같이 단일체 금속 실드/패러데이 실드(150)의 금속 실드부(152)에 근접하게 위치될 수 있다.
금속 실드(152)의 대향하는 측 상에서의 1차 유도 요소(130)와 2차 유도 요소(140)의 배치는 1차 유도 요소(130)와 2차 유도 요소(140)가 뚜렷한 구조적 구성을 가지게 하고 상이한 기능을 수행하게 한다. 예를 들어, 1차 유도 요소(130)는 처리 챔버의 주변부에 인접하게 위치되는 다중 턴 코일을 구비할 수 있다. 1차 유도 요소(130)는 본질적인 과도 점화 단계 동안 기본적인 플라즈마 생성 및 신뢰성 있는 시동을 위하여 사용될 수 있다. 1차 유도 요소(130)는 강력한 RF 생성기 및 비싼 자동 튜닝 매칭 네트워크에 결합될 수 있고, 대략 13.56 MHz와 같은 증가된 RF 주파수에서 동작될 수 있다.
2차 유도 요소(140)는 정상 상태 동작 동안 플라즈마의 안정성을 개선하기 위해 그리고 보정 및 지원 기능을 위해 사용될 수 있다. 2차 유도 요소(140)가 주로 정상 상태 동작 동안 플라즈마의 안정성을 개선하기 위해 그리고 보정 및 지원 기능을 위해 사용될 수 있기 때문에, 2차 유도 요소(140)는 1차 유도 요소(140)와 같이 강력한 RF 생성기와 결합될 필요가 없고, 상이하게 그리고 비용 효율적으로 설계될 수 있어, 이전의 설계와 관련된 난점을 극복한다. 또한, 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 2차 유도 요소(140)는 대략 2 MHz와 같은 더 낮은 주파수에서 동작될 수 있어, 2차 유도 요소(140)가 매우 컴팩트하게 하고 유전체 윈도우의 상부에서의 제한된 공간 내에서 피팅될 수 있게 한다.
본 개시 내용의 예시적인 양태들에 따르면, 1차 유도 요소(130)와 2차 유도 요소(140)는 상이한 주파수에서 동작된다. 주파수들은 1차 유도 요소(130)와 2차 유도 요소(140) 사이의 크로스 토크를 감소시키기 위하여 충분히 다르다. 예를 들어, 1차 유도 요소(130)에 인가된 주파수는 2차 유도 요소(140)에 인가된 주파수보다 적어도 대략 1.5배 더 크다. 특정 실시예에서, 1차 유도 요소(130)에 인가된 주파수는 대략 13.56 MHz일 수 있고, 2차 유도 요소(140)에 인가된 주파수는 대략 1.75 MHz 내지 2.15 MHz의 범위에 있을 수 있다. 또한, 대략 400 kHz, 대략 4 MHz 및 대략 27 MHz와 같은 다른 적합한 주파수들이 사용될 수 있다. 본 개시 내용이 2차 유도 요소(140)에 비하여 더 높은 주파수로 동작하는 1차 유도 요소(130)를 참조하여 논의되지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 본 명세서에서 제공되는 개시 내용을 이용하여, 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않으면서 2차 유도 요소(140)가 더 높은 주파수에서 동작될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
1차 유도 요소(130) 및 2차 유도 요소(140)에 인가될 수 있는 상이한 주파수들 때문에, 유도 요소들(130, 140) 사이의 간섭이 감소된다. 더욱 상세하게는, 유도 요소들(130, 140) 사이의 플라즈마 내의 유일한 상호 작용은 플라즈마 밀도를 통해서이다. 따라서, 1차 유도 요소(130)에 결합된 RF 생성기(160)와 2차 유도 요소(140)에 결합된 RF 생성기(170) 사이의 위상 동기에 대한 필요성이 없다. 파워 제어는 유도 요소들 사이에 독립적이다. 또한, 유도 요소들(130, 140)이 뚜렷하게 상이한 주파수로 동작하고 있기 때문에, 플라즈마 내로의 파워 전달을 매칭하기 위한 RF 생성기(160, 170)의 주파수 튜닝을 사용하는 것이 실용적이며, 이는 임의의 추가 매칭 네트워크에 대한 설계 및 비용을 상당히 간소화한다.
13.56 MHz에서 동작되는 1차 유도 요소(130)에 비하여, 2차 유도 요소(140)는 대략 2 MHz에서 동작될 수 있으며, 더 큰 턴 수를 가질 수 있으며, 따라서 더 낮은 전류 크기인
Icoil ∝ Ppl/RplN
에서 동작할 수 있고, 여기에서, Icoil은 코일 전류이고, Ppl은 코일에 의해 플라즈마 내에 축적된 파워이고, Rpl은 플라즈마 저항이고, N은 코일의 턴 수이다. 낮은 전류는 큰 치수의 와이어 또는 구리 튜브 대신에 코일 내에 보통의 중간 치수의 와이어의 사용을 허용한다.
더 낮은 동작 주파수(f) 때문에, 인덕턴스 L을 갖는 2차 유도 요소(140)는 동일한 직경 D의 더 높은 주파수에서 동작되는 코일과 같이 높은 전압에서 동작될 필요는 없다(동일한 전력 Ppl을 플라즈마 내에 축적하고, 동일한 파라미터 Rpl를 갖는 플라즈마를 생성한다고 가정한다):
Vcoil ∝ fLIcoil ∝ fDN2Icoil ∝ fDN√(Ppl/Rpl)
더 작은 직경으로, 전압은 제1 코일을 구동하는데 사용되는 것보다 훨씬 더 작다. 2차 유도 요소(140)가 감소된 전압 및 전류에서 동작되기 때문에, 2차 유도 요소(140)는 금속 실드(150) 내로 매입될 수 있는 컴팩트한 설계를 가질 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이, 2차 유도 요소(140)는 평면 코일(142)과 자속 집중기(144)를 구비할 수 있다. 자속 집중기(144)는 페라이트 재료로 이루어진다. 적절한 코일과 함께 자속 집중기를 사용하는 것은 2차 유도 요소(140)의 높은 플라즈마 결합과 양호한 에너지 전달 효율을 제공하고, 금속 실드(150)에 대한 그 결합을 상당히 감소시킨다. 2차 유도 요소(140)에서의 대략 2 MHz와 같은 더 낮은 주파수의 사용은, 역시 플라즈마 가열 효율을 개선하는 스킨층을 증가시킨다.
본 개시 내용의 특정 양태들에 따르면, 자속 집중기(144)는, 장치(100)의 주요 요건 및 제한 사항에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 목표가 플라즈마 내에서 스무드한 파워 분포를 갖는 부드러운 프로파일 제어를 가지는 것이고(예를 들어, 중앙 영역) 코일이 약간 더 커질 수 있도록 공간이 허용한다면, 자속 집중기(144)는 도 2에 도시된 바와 같은 평면 형상 또는 도 4에 도시된 바와 같은 절두형 형상을 가질 수 있다. 공간이 제한되고 2차 유도 요소(140)의 높은 효율이 중요하거나 또는 플라즈마로 입력되는 파워의 강력한 국지화가 중요하다면(예를 들어 에지 근처), 단부들이 유전체 윈도우를 마주보는 U 형상을 갖는 자속 집중기(144)를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 코일 위치(코일의 한 에지에서 더욱 국지적임)에 대하여 비대칭 가열을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우들에서, 한 단부가 유전체 윈도우를 마주보는 L 형상을 갖는 자속 집중기가 바람직할 수 있다. 또한, 장치(100)의 가스 주입 프로파일은 자속 집중기에 대한 형상의 선택에 영향을 미칠 수 잇다.
본 개시 내용의 양태들에 따르면, 상이한 유도 요소들(130, 140)은 상이한 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로는, 점화 및 2차 유도 요소(140)에 대한 충분한 프라이밍(priming)을 제공하는 동안 1차 유도 요소(130)만이 플라즈마 생성의 가장 필수적인 기능을 수행하여야 한다. 이 1차 유도 요소(130)는 ICP 도구의 동작에 참여할 수 있고, 플라즈마 전위를 안정화하기 위하여 플라즈마 및 접지된 실드 모두에 대한 결합을 가져야만 한다. 1차 유도 요소(130)와 관련된 패러데이 실드(154)는 윈도우 스퍼터링을 방지하며, 접지에 대한 결합을 제공하는데 사용될 수 있다.
추가 코일이 1차 유도 요소(130)에 의해 제공된 양호한 플라즈마 프라이밍이 있을 때 동작될 수 있고, 이와 같이, 바람직하게는, 양호한 플라즈마 결합 및 플라즈마에 대한 양호한 에너지 전달을 갖는다. 자속 집중기(144)를 구비하는 2차 유도 요소(140)는 플라즈마 체적에 대한 자속의 양호한 전달과 둘러싸는 금속 실드(150)로부터의 2차 유도 요소(140)의 양호한 분리를 동시에 모두 제공한다. 2차 유도 요소(140)의 대칭 구동과 자속 집중기(144)의 사용은 코일 단부들과 둘러싸는 접지된 요소들 사이의 전압의 크기를 더 감소시킨다. 이것은 돔(dome)의 스퍼터링을 실용적으로 제거하지만, 동시에 점화를 돕는데 사용될 수 있는 플라즈마에 대한 일부 작은 용량 결합을 제공한다.
그러나, 용량 결합이 바람직하지 않다면, 매우 간단하고 얇은 패러데이 실드가 도 8에 도시된 패러데이 실드(200)와 같은 이러한 2차 유도 요소(140)와 조합하여 사용될 수 있다. 평면 코일(142)을 갖는 2차 유도 요소(140)와 페라이트(또는 유사한 비전도성의 고투자율 재료) 자속 집중기(144)의 구성은 패러데이 실드(200)에 대한 매우 효율적이고 낮은 비용의 디자인을 허용한다. 도 8의 패러데이 실드(200)는 얇은(0.25 내지 0.5 mm) 시트 금속으로부터 간단하게 스탬핑될 수 있다. 패러데이 실드(200)는 고체 금속의 제1 부분(210) 및/또는 고체 금속의 제2 부분(240)인 1 또는 2개의 고체 금속부를 구비한다. 복수의 리프(leaf) 요소(220)는 평면 코일(142)을 덮는다. 반경 방향 스파이크 요소(230)는 리프 요소(220)를 패러데이 실드(200)의 부분들(210, 240)과 연결한다.
리프 요소(220)가 평면 코일(142)에 평행하고 자속 집중기(142)를 덮지 않기 때문에, 리프형 요소(220)는 자기장과 간섭하지 않고, 자속 집중기(144)로부터의 자속은 플라즈마에 자유롭게 들어간다. 한편, 모든 리프형 요소(220)를 둘러싸는 부분들(210, 240)과 연결하는 스파이크(230)는 자속 집중기(144) 밖으로 나오는 자속을 교차하지 않지만, 자기장과 간섭하는 매우 작은 전체 면적을 가진다. 도 8의 예시적인 패러데이 실드는 설치하기 쉽고 처리 챔버의 일부로서 포함하기 쉽다. 실드의 접지가 바람직하다면, 메인 전자기 실드(150)에 연결하기 위하여 실드의 제1 부분(210) 및/또는 제2 부분(220)에 얇은 RF 접지 나선부(spiral)를 배치할 수 있다. 패러데이 실드(200)의 하나의 가능한 배치가 조립체 내에서 요소들(210, 220, 240)의 위치를 나타내는 도 7에 도시된다.
양호한 프라이밍이 1차 유도 요소(130)에 의해 제공될 때 2차 유도 요소(140)가 동작될 수 있기 때문에, 소스에 대한 2차 유도 요소(140)의 매칭은 단순화될 수 있다. 예를 들어, 몇 개의 스위칭 가능한 고정 임피던스 장치를 갖는 간단한 트랜스포머 매처를 구비하는 도 6에 도시된 매치 회로는 넓은 범위의 가스 및 동작 조건을 담당한다. 사실, 각 장치는 가스들의 각각의 조합에 대하여 넓은 범위의 프로세스 파라미터(파워, 가스 압력, 가스 흐름)를 담당한다. 방법이 전력을 변경하거나 또는 혼합물 내에서 일부 가스의 양을 증가 또는 감소시키는 것을 요구한다면, 임피던스 장치는 변경될 필요가 없다. 매칭은 RF 생성기 주파수를 튜닝함으로써 전적으로 달성될 수 있다. 가스 조성의 큰 변화만이(예를 들어, 순수한 Ar에서 산소 또는 SF6 함유 혼합물로) 임피던스 장치의 변경을 필요로 한다. 2개의 생성기의 사용은 본질적으로 플라즈마를 재점화할 필요성 없이 저비용의 스위칭 회로를 허용한다. 1차 코일이 항상 "ON"이기 때문에, 2차 코일에 인가된 낮거나 0인 파워로 그 코일에서 임피던스 장치를 스위칭하는 만족스러운 알고리즘을 항상 제공할 수 있다.
본 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 ICP 소스는 소스의 매우 강력한 거동 및 매우 넓은 프로세스 윈도우를 나타내었다. 하나의 코일만을 사용하는 경우에 필요한 것보다 상당히 더 낮은 전체 파워로, 소스는 대부분의 처리 가스(순수한 HBr 또는 SF6와 같이 "어려운" 가스를 포함)에서 플라즈마를 용이하게 점화하여 이를 지속시킬 수 있다. 심지어 임의의 바이어스 파워 없이 이러한 방전을 지속시킬 수 있다. 사실, 본 개시 내용의 예시적인 유도 요소 배치의 사용은 단지 하나의 종류의 코일을 갖거나 유사한 구조의 복수의 코일을 갖는 소스보다 더 양호한 안정성과 효율을 실제로 보였다. 많은 시도에도 불구하고, 다른 ICP 반응기에서 종종 관찰된 음전기 가스에서의 방전과 관련된 불안정성은 검출되지 않았다.
도 9는 본 개시 내용의 다른 예시적인 실시예에 따른 예시적인 ICP 소스(300)를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, ICP 소스(300)는, 도 1의 반응기(100)에 유사한 많은 요소를 구비하며, 내부 공간(302)을 형성하는 챔버, 기판(306)을 지지하는데 사용되는 받침대(304), 유전체 윈도우(310) 및 1차 유도 요소(330)와 2차 유도 요소(340)를 포함한다. 유전체 윈도우(310)는 평탄한 중앙부와 각진 주변부를 구비한다.
ICP 소스(300)는 1차 유도 요소(330)와 2차 유도 요소(340)를 분리하는 금속 실드(352)를 구비한다. 금속 실드(352)는 2차 유도 요소(340) 주위로 배치될 수 있다. ICP 소스(300)는 1차 유도 요소(330)와 유전체 윈도우의 각진 주변부 사이에 배치된 패러데이 실드(354)를 더 구비할 수 있다. 특정 구현예에서, 금속 실드(352)와 패러데이 실드(354)는 하나의 단일체(350)를 형성할 수 있다.
ICP 소스(300)는 유전체 윈도우(315)에 인접한 제3 유도 요소(360)를 더 구비한다. 2차 유도 요소(340)와 유사하게, 제3 유도 요소(360)는 평면 코일과 자속 집중기를 구비할 수 있다. 자속 집중기는 평면 형상, U 형상, L 형상 또는 절두형 형상을 가질 수 있다. 제3 유도 요소(360)가, 제3 유도 요소(360)의 코일의 직경이 1차 유도 요소(330)의 코일의 직경보다 더 커도록 챔버의 주변부에 위치될 수 있다. 복수의 공급 가스 포트(322)는 제3 유도 요소(360)의 위치에 근접한 챔버 내부(302)로 처리 가스를 공급하는데 사용될 수 있다. 제3 유도 요소(360)는, 제3 유도 요소(360)를 1차 유도 요소(330)로부터 분리하는 금속 실드부(356)를 가질 수 있다. 패러데이 실드(200)는 제3 유도 요소(360)와 유전체 윈도우(315) 사이에 배치될 수 있다.
도 10은 본 개시 내용의 다른 예시적인 실시예에 따른 예시적인 ICP 소스(400)를 도시한다. ICP 소스(400)는, ICP 소스(400)가 ICP 소스(300)의 절단된 원뿔형 지붕부와는 반대로 평탄한 지붕부를 구비한다는 점을 제외하고는 도 9의 ICP 소스(300)에 유사하다. 도 10에 도시된 바와 같이, ICP 소스(400)는 내부 공간(402)을 형성하는 챔버, 기판(406)을 지지하는데 사용되는 받침대(404), 유전체 윈도우(410) 및 1차 유도 요소(430)와 2차 유도 요소(440)를 구비한다.
ICP 소스(400)는 유전체 윈도우(410)에 인접한 제3 유도 요소(460)를 더 구비한다. 2차 유도 요소(440)와 유사하게, 제3 유도 요소(460)는 평면 코일과 자속 집중기를 구비할 수 있다. 자속 집중기는 평면 형상, U 형상, L 형상 또는 절두형 형상을 가질 수 있다. 제3 유도 요소(460)는, 제3 유도 요소(460)의 코일의 직경이 1차 유도 요소(430)의 코일의 직경보다 더 커도록 챔버의 주변부에 위치될 수 있다. 복수의 공급 가스 포트(422)는 유도 요소(460, 440)의 위치에 근접한 챔버 내부(402)로 처리 가스를 공급하는데 사용될 수 있다. 제3 유도 요소(460)는, 제3 유도 요소(460)를 1차 유도 요소(430)로부터 분리하는 금속 실드부(456)를 가질 수 있다. 선택적으로, 패러데이 실드가 제3 유도 요소(460)와 유전체 윈도우(415) 사이에 배치될 수 있다.
유전체 윈도우(410)는 자신의 전체 폭에 걸쳐 상대적으로 평탄하고, 1차 유도 요소(430)에 근접한 더 두꺼운 부분(415)을 구비할 수 있다. 또한, 장치는 1차 유도 요소(430)와 유전체 윈도우(410)의 더 두꺼운 부분(415) 사이에 배치된 슬롯형 패러데이 실드(455)를 구비할 수 있다. 하나 이상의 금속 실드는 ICP 소스(400)의 다양한 유도 요소들(430, 440, 460)을 분리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 2차 유도 요소(440)를 둘러싸는 금속 실드(452)는 2차 유도 요소(440)를 1차 유도 요소(430) 및 제3 유도 요소(460)로부터 분리하는데 사용될 수 있다. 금속 실드(456)는 제3 유도 요소(460)를 2차 유도 요소(440) 및 1차 유도 요소(430)로부터 분리하는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 금속 실드(452, 456)는 단일체(450)를 형성할 수 있다.
본 발명에 대한 이러한 그리고 다른 수정 및 변형이, 첨부된 특허청구범위에서 더욱 특별히 설명된 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 단지 예이며, 첨부된 특허청구범위에서 더 설명된 본 발명을 제한하려고 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버;
    기판을 유지하도록 동작 가능한 기판 홀더;
    상기 처리 챔버의 내부 위에 배치된 제1 유도 요소;
    상기 처리 챔버의 내부 위로 배치된 제2 유도 요소; 및
    적어도 부분적으로 상기 제2 유도 요소의 주위에 배치되고 상기 제1 유도 요소를 상기 제2 유도 요소로부터 분리하는 금속 실드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유도 요소 중 적어도 하나와 상기 내부 공간 사이 사이의 용량 결합을 감소시키도록 구성된 단일체
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 제1 유도 요소는 상기 단일체의 주변부에 근접하게 배치되고, 상기 제2 유도 요소는 상기 단일체의 중앙부에 근접하게 배치되며,
    상기 플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법은,
    처리 장치의 처리 챔버의 내부 내에서 상기 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계;
    상기 처리 챔버의 내부로 처리 가스를 유입시키는 단계;
    제1 RF 주파수의 전자기 에너지로 상기 제1 유도 요소에 전원을 공급하고, 제2 RF 주파수의 전자기 에너지로 상기 제2 유도 요소에 전원을 공급하여, 상기 처리 챔버의 내부에서 플라즈마를 생성하는 단계;
    유도 플라즈마 내에서 상기 제1 유도 요소와 상기 제2 유도 요소 사이의 크로스 토크를 감소시키기 위하여, 상기 제2 유도 요소에 대한 제2 RF 주파수와 다른 상기 제1 유도 요소에 대한 제1 RF 주파수를 선택하는 단계; 및
    상기 플라즈마 내에서 상기 기판을 처리하는 단계
    를 포함하는,
    플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 주파수는 상기 제2 RF 주파수보다 적어도 1.5배 더 큰,
    플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 주파수는 13.56 MHz가 되도록 선택되는,
    플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 RF 주파수는 1.75 MHz 내지 2.15 MHz의 범위 내에 있도록 선택되는,
    플라즈마 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법.
  5. 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버;
    기판을 유지하도록 동작 가능한 상기 처리 챔버의 내부 내의 기판 홀더;
    하나 이상의 유전체 윈도우;
    상기 처리 챔버의 위에 배치되는 제1 유도 요소;
    상기 처리 챔버의 내부 위로 배치된 제2 유도 요소; 및
    적어도 부분적으로 상기 제2 유도 요소의 주위로 배치되고 상기 제1 유도 요소를 상기 제2 유도 요소로부터 분리하는 금속 실드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유도 요소 중 적어도 하나와 상기 내부 공간 사이 사이의 용량 결합을 감소시키도록 구성된 단일체를 포함하되,
    상기 제1 유도 요소는 상기 단일체의 주변부에 근접하게 배치되고, 상기 제2 유도 요소는 상기 단일체의 중앙부에 근접하게 배치되는,
    플라즈마 처리 장치.

  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유전체 윈도우는 평탄한 중앙부와 각진 주변측부를 갖는,
    플라즈마 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 유도 요소는 상기 유전체 윈도우의 각진 주변측부에 인접하고, 상기 제2 유도 요소는 상기 유전체 윈도우의 평탄한 중앙부에 인접한,
    플라즈마 처리 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유도 요소와 상기 유전체 윈도우 사이에 위치되는 패러데이 실드를 더 포함하는,
    플라즈마 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제2 유도 요소와 상기 유전체 윈도우 사이에 위치되는 패러데이 실드를 포함하고, 상기 패러데이 실드와 상기 금속 실드는 상기 단일체를 형성하는,
    플라즈마 처리 장치.
  13. 처리 가스를 공급받도록 동작 가능한 내부 공간을 갖는 처리 챔버;
    기판을 유지하도록 동작 가능한 상기 처리 챔버의 내부 내의 기판 홀더;
    하나 이상의 유전체 윈도우;
    상기 처리 챔버의 주변부에 근접한 1차 유도 요소;
    상기 처리 챔버의 중앙부에 근접한 2차 유도 요소; 및
    상기 1차 유도 요소를 상기 2차 유도 요소로부터 분리하도록 구성되고, 상기 1차 및 2차 유도 요소 중 적어도 하나와 상기 내부 공간 사이의 용량 결합을 감소시키도록 구성된 단일체
    를 포함하고,
    상기 단일체는,
    상기 2차 유도 요소 주위에 배치되고, 상기 1차 유도 요소를 상기 2차 유도 요소로부터 분리하는 금속 실드; 및
    상기 1차 유도 요소와 상기 유전체 윈도우 사이에 위치되는 패러데이 실드
    를 포함하고,
    상기 1차 유도 요소는 상기 단일체의 주변부에 근접하고, 상기 2차 유도 요소는 상기 단일체의 중앙부에 근접하고, 상기 금속 실드와 상기 패러데이 실드는 상기 단일체를 형성하는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 2차 유도 요소는 상기 금속 실드 내에 매입되는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 1차 유도 요소와 상기 2차 유도 요소는 상이한 구조적 구성을 갖는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 1차 유도 요소는 유도 다중 턴 코일을 포함하고, 상기 2차 유도 요소는 평면 코일 및 자속 집중기를 포함하는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 자속 집중기는 평면 형상, U 형상 또는 L 형상을 갖는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 1차 유도 요소에 제1 주파수로 전자기 에너지를 제공하도록 구성된 제1 RF 생성기와, 상기 2차 유도 요소에 제2 주파수로 전자기 에너지를 제공하도록 구성된 제2 RF 생성기를 포함하는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 13.56 MHz이고, 상기 제2 주파수는 1.75 MHz 내지 2.15 MHz의 범위 내에 있는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    복수의 2차 유도 결합 요소를 포함하는,
    플라즈마에서 기판을 처리하는 장치.
KR1020137018486A 2010-12-17 2011-12-14 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스 KR101927821B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201061424452P 2010-12-17 2010-12-17
US61/424,452 2010-12-17
US201161510732P 2011-07-22 2011-07-22
US61/510,732 2011-07-22
PCT/US2011/064832 WO2012082854A2 (en) 2010-12-17 2011-12-14 Inductively coupled plasma source for plasma processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130129243A KR20130129243A (ko) 2013-11-27
KR101927821B1 true KR101927821B1 (ko) 2019-03-13

Family

ID=46233023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137018486A KR101927821B1 (ko) 2010-12-17 2011-12-14 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9653264B2 (ko)
KR (1) KR101927821B1 (ko)
TW (1) TWI618455B (ko)
WO (1) WO2012082854A2 (ko)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9288089B2 (en) 2010-04-30 2016-03-15 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Orthogonal differential vector signaling
US9564994B2 (en) 2010-05-20 2017-02-07 Kandou Labs, S.A. Fault tolerant chip-to-chip communication with advanced voltage
US9479369B1 (en) 2010-05-20 2016-10-25 Kandou Labs, S.A. Vector signaling codes with high pin-efficiency for chip-to-chip communication and storage
US9288082B1 (en) 2010-05-20 2016-03-15 Kandou Labs, S.A. Circuits for efficient detection of vector signaling codes for chip-to-chip communication using sums of differences
US8593305B1 (en) 2011-07-05 2013-11-26 Kandou Labs, S.A. Efficient processing and detection of balanced codes
US9077386B1 (en) 2010-05-20 2015-07-07 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for selection of unions of vector signaling codes for power and pin efficient chip-to-chip communication
US9450744B2 (en) 2010-05-20 2016-09-20 Kandou Lab, S.A. Control loop management and vector signaling code communications links
US9251873B1 (en) 2010-05-20 2016-02-02 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for pin-efficient memory controller interface using vector signaling codes for chip-to-chip communications
US9985634B2 (en) 2010-05-20 2018-05-29 Kandou Labs, S.A. Data-driven voltage regulator
US9246713B2 (en) 2010-05-20 2016-01-26 Kandou Labs, S.A. Vector signaling with reduced receiver complexity
US9596109B2 (en) 2010-05-20 2017-03-14 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for high bandwidth communications interface
WO2011151469A1 (en) 2010-06-04 2011-12-08 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Error control coding for orthogonal differential vector signaling
US9275720B2 (en) 2010-12-30 2016-03-01 Kandou Labs, S.A. Differential vector storage for dynamic random access memory
US9947512B2 (en) * 2011-10-25 2018-04-17 Lam Research Corporation Window and mounting arrangement for twist-and-lock gas injector assembly of inductively coupled plasma chamber
US9268683B1 (en) 2012-05-14 2016-02-23 Kandou Labs, S.A. Storage method and apparatus for random access memory using codeword storage
EP2926260B1 (en) 2013-01-17 2019-04-03 Kandou Labs S.A. Methods and systems for chip-to-chip communication with reduced simultaneous switching noise
WO2014124450A1 (en) 2013-02-11 2014-08-14 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for high bandwidth chip-to-chip communications interface
EP2979388B1 (en) 2013-04-16 2020-02-12 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for high bandwidth communications interface
WO2014210074A1 (en) 2013-06-25 2014-12-31 Kandou Labs SA Vector signaling with reduced receiver complexity
EP2849204B1 (de) * 2013-09-12 2017-11-29 Meyer Burger (Germany) AG Plasmaerzeugungsvorrichtung
WO2015077608A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Kandou Labs SA Multiwire linear equalizer for vector signaling code receiver
US9806761B1 (en) 2014-01-31 2017-10-31 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for reduction of nearest-neighbor crosstalk
EP4236217A3 (en) 2014-02-02 2023-09-13 Kandou Labs SA Method and apparatus for low power chip-to-chip communications with constrained isi ratio
KR102240544B1 (ko) 2014-02-28 2021-04-19 칸도우 랩스 에스에이 클록 임베디드 벡터 시그널링 코드
US9509437B2 (en) 2014-05-13 2016-11-29 Kandou Labs, S.A. Vector signaling code with improved noise margin
US9148087B1 (en) 2014-05-16 2015-09-29 Kandou Labs, S.A. Symmetric is linear equalization circuit with increased gain
US9852806B2 (en) 2014-06-20 2017-12-26 Kandou Labs, S.A. System for generating a test pattern to detect and isolate stuck faults for an interface using transition coding
US9112550B1 (en) 2014-06-25 2015-08-18 Kandou Labs, SA Multilevel driver for high speed chip-to-chip communications
US9900186B2 (en) 2014-07-10 2018-02-20 Kandou Labs, S.A. Vector signaling codes with increased signal to noise characteristics
US9432082B2 (en) 2014-07-17 2016-08-30 Kandou Labs, S.A. Bus reversable orthogonal differential vector signaling codes
WO2016014423A1 (en) 2014-07-21 2016-01-28 Kandou Labs S.A. Multidrop data transfer
KR101949964B1 (ko) 2014-08-01 2019-02-20 칸도우 랩스 에스에이 임베딩된 클록을 갖는 직교 차동 벡터 시그널링 코드
US9674014B2 (en) 2014-10-22 2017-06-06 Kandou Labs, S.A. Method and apparatus for high speed chip-to-chip communications
US10249479B2 (en) * 2015-01-30 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Magnet configurations for radial uniformity tuning of ICP plasmas
JP6602887B2 (ja) 2015-03-19 2019-11-06 マットソン テクノロジー インコーポレイテッド プラズマ処理チャンバ内のエッチングプロセスのアジマス方向の均質性の制御
CN108353053B (zh) 2015-06-26 2021-04-16 康杜实验室公司 高速通信***
KR102334378B1 (ko) * 2015-09-23 2021-12-02 삼성전자 주식회사 유전체 윈도우, 그 윈도우를 포함한 플라즈마 공정 시스템, 및 그 시스템을 이용한 반도체 소자 제조방법
US9557760B1 (en) 2015-10-28 2017-01-31 Kandou Labs, S.A. Enhanced phase interpolation circuit
US9577815B1 (en) 2015-10-29 2017-02-21 Kandou Labs, S.A. Clock data alignment system for vector signaling code communications link
US10055372B2 (en) 2015-11-25 2018-08-21 Kandou Labs, S.A. Orthogonal differential vector signaling codes with embedded clock
CN108781060B (zh) 2016-01-25 2023-04-14 康杜实验室公司 具有增强的高频增益的电压采样驱动器
US10003454B2 (en) 2016-04-22 2018-06-19 Kandou Labs, S.A. Sampler with low input kickback
US10057049B2 (en) 2016-04-22 2018-08-21 Kandou Labs, S.A. High performance phase locked loop
WO2017190102A1 (en) 2016-04-28 2017-11-02 Kandou Labs, S.A. Low power multilevel driver
US10153591B2 (en) 2016-04-28 2018-12-11 Kandou Labs, S.A. Skew-resistant multi-wire channel
CN109313622B (zh) 2016-04-28 2022-04-15 康杜实验室公司 用于密集路由线组的向量信令码
US9906358B1 (en) 2016-08-31 2018-02-27 Kandou Labs, S.A. Lock detector for phase lock loop
US10411922B2 (en) 2016-09-16 2019-09-10 Kandou Labs, S.A. Data-driven phase detector element for phase locked loops
US10200188B2 (en) 2016-10-21 2019-02-05 Kandou Labs, S.A. Quadrature and duty cycle error correction in matrix phase lock loop
US10200218B2 (en) 2016-10-24 2019-02-05 Kandou Labs, S.A. Multi-stage sampler with increased gain
US10372665B2 (en) 2016-10-24 2019-08-06 Kandou Labs, S.A. Multiphase data receiver with distributed DFE
KR102204118B1 (ko) * 2017-02-20 2021-01-19 베이징 이타운 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 패러데이 쉴드에 결합된 온도 제어 요소를 이용한 온도 제어
US11195704B2 (en) 2017-03-31 2021-12-07 Beijing E-town Semiconductor Technology Co., Ltd. Pedestal assembly for plasma processing apparatus
WO2018183245A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Mattson Technology, Inc. Material deposition prevention on a workpiece in a process chamber
US10116468B1 (en) 2017-06-28 2018-10-30 Kandou Labs, S.A. Low power chip-to-chip bidirectional communications
US10686583B2 (en) 2017-07-04 2020-06-16 Kandou Labs, S.A. Method for measuring and correcting multi-wire skew
US10203226B1 (en) 2017-08-11 2019-02-12 Kandou Labs, S.A. Phase interpolation circuit
US11521828B2 (en) 2017-10-09 2022-12-06 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma source
US10326623B1 (en) 2017-12-08 2019-06-18 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for providing multi-stage distributed decision feedback equalization
US10554380B2 (en) 2018-01-26 2020-02-04 Kandou Labs, S.A. Dynamically weighted exclusive or gate having weighted output segments for phase detection and phase interpolation
US20200227239A1 (en) * 2019-01-11 2020-07-16 Mattson Technology, Inc. Electrostatic Shield for Inductive Plasma Sources
US20200258718A1 (en) * 2019-02-07 2020-08-13 Mattson Technology, Inc. Gas Supply With Angled Injectors In Plasma Processing Apparatus
JP2023522614A (ja) * 2020-04-14 2023-05-31 ラム リサーチ コーポレーション 効果的な磁気電力伝送のためのｒｆシールド構造を有する変圧器型アイソレータ
KR20220003862A (ko) * 2020-07-02 2022-01-11 삼성전자주식회사 유도 결합형 플라즈마 처리 장치
US11658006B2 (en) * 2021-01-14 2023-05-23 Applied Materials, Inc. Plasma sources and plasma processing apparatus thereof
US20230162947A1 (en) * 2021-11-23 2023-05-25 Applied Materials, Inc. High density plasma enhanced process chamber

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040045669A1 (en) * 2002-02-06 2004-03-11 Tomohiro Okumura Plasma processing method and apparatus
JP2005285564A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ処理装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238588B1 (en) 1991-06-27 2001-05-29 Applied Materials, Inc. High pressure high non-reactive diluent gas content high plasma ion density plasma oxide etch process
US20010054601A1 (en) * 1996-05-13 2001-12-27 Jian Ding Low ceiling temperature process for a plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material
US6165311A (en) * 1991-06-27 2000-12-26 Applied Materials, Inc. Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna
KR100238627B1 (ko) 1993-01-12 2000-01-15 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
US5571366A (en) 1993-10-20 1996-11-05 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5777289A (en) 1995-02-15 1998-07-07 Applied Materials, Inc. RF plasma reactor with hybrid conductor and multi-radius dome ceiling
US5811022A (en) 1994-11-15 1998-09-22 Mattson Technology, Inc. Inductive plasma reactor
US6270617B1 (en) 1995-02-15 2001-08-07 Applied Materials, Inc. RF plasma reactor with hybrid conductor and multi-radius dome ceiling
US5907221A (en) 1995-08-16 1999-05-25 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma reactor with an inductive coil antenna having independent loops
US6308654B1 (en) * 1996-10-18 2001-10-30 Applied Materials, Inc. Inductively coupled parallel-plate plasma reactor with a conical dome
US6267074B1 (en) 1997-02-24 2001-07-31 Foi Corporation Plasma treatment systems
US6076482A (en) * 1997-09-20 2000-06-20 Applied Materials, Inc. Thin film processing plasma reactor chamber with radially upward sloping ceiling for promoting radially outward diffusion
US5994236A (en) 1998-01-23 1999-11-30 Ogle; John Seldon Plasma source with process nonuniformity improved using ferromagnetic cores
WO2000017906A2 (en) 1998-09-22 2000-03-30 Applied Materials, Inc. Rf plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
US6474258B2 (en) 1999-03-26 2002-11-05 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma
KR100879325B1 (ko) 2002-03-11 2009-01-19 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 플라즈마처리방법 및 처리장치
US7223321B1 (en) 2002-08-30 2007-05-29 Lam Research Corporation Faraday shield disposed within an inductively coupled plasma etching apparatus
US7255774B2 (en) 2002-09-26 2007-08-14 Tokyo Electron Limited Process apparatus and method for improving plasma production of an inductively coupled plasma
US7232767B2 (en) 2003-04-01 2007-06-19 Mattson Technology, Inc. Slotted electrostatic shield modification for improved etch and CVD process uniformity
US20060075967A1 (en) 2004-10-12 2006-04-13 Applied Materials, Inc. Magnetic-field concentration in inductively coupled plasma reactors
KR101313705B1 (ko) 2005-06-24 2013-10-01 주성엔지니어링(주) 저온 폴리 실리콘의 증착방법 및 이를 위한 플라즈마발생장치
TWM292476U (en) * 2005-12-23 2006-06-21 Lian Teng Machinery Industry C Working distance auxiliary for ultra-long screw punch mold
JP4904202B2 (ja) * 2006-05-22 2012-03-28 ジーイーエヌ カンパニー リミッテッド プラズマ反応器
US8920600B2 (en) 2006-08-22 2014-12-30 Mattson Technology, Inc. Inductive plasma source with high coupling efficiency
KR100772452B1 (ko) 2006-09-22 2007-11-02 최대규 다중 무선 주파수 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마반응기
KR100980287B1 (ko) 2008-01-07 2010-09-06 주식회사 뉴파워 프라즈마 다중 무선 주파수 안테나를 갖는 유도 결합 플라즈마반응기
KR100980288B1 (ko) * 2008-01-22 2010-09-06 주식회사 뉴파워 프라즈마 자기 조절 메커니즘을 구비한 플라즈마 처리 장치
JP5642181B2 (ja) * 2009-08-21 2014-12-17 マットソン テクノロジー インコーポレイテッドＭａｔｔｓｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． 基体を処理する装置及び基体の処理方法
US20110204023A1 (en) 2010-02-22 2011-08-25 No-Hyun Huh Multi inductively coupled plasma reactor and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040045669A1 (en) * 2002-02-06 2004-03-11 Tomohiro Okumura Plasma processing method and apparatus
JP2005285564A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201247034A (en) 2012-11-16
KR20130129243A (ko) 2013-11-27
US9653264B2 (en) 2017-05-16
TWI618455B (zh) 2018-03-11
US20120152901A1 (en) 2012-06-21
WO2012082854A2 (en) 2012-06-21
WO2012082854A3 (en) 2012-08-30
US20170243721A1 (en) 2017-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101927821B1 (ko) 플라즈마 처리를 위한 유도 결합 플라즈마 소스
US11101113B2 (en) Ion-ion plasma atomic layer etch process
US7426900B2 (en) Integrated electrostatic inductive coupling for plasma processing
US7771562B2 (en) Etch system with integrated inductive coupling
JP4387299B2 (ja) 磁気プラズマ制御を伴う容量結合プラズマリアクタ
KR101155840B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 방법
US7976674B2 (en) Embedded multi-inductive large area plasma source
EP1058489A2 (en) Method and apparatus for generating a plasma
WO2000000993A1 (en) Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems
JP2007317661A (ja) プラズマ反応器
US9437399B2 (en) Plasma equipment
TW200402795A (en) Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control
KR20170097786A (ko) 플라즈마 소스 디자인
US20080236490A1 (en) Plasma reactor with an overhead inductive antenna and an overhead gas distribution showerhead
WO2013059097A1 (en) Overhead electron beam source for plasma ion generation in a workpiece processing region
CN116994935A (zh) 用于电感等离子体源的改进的静电屏蔽件
KR101296717B1 (ko) 다중 경로 유도 결합 플라즈마 반응기
US20060027329A1 (en) Multi-frequency plasma enhanced process chamber having a torroidal plasma source
KR20210112412A (ko) 플라즈마 처리 장치 내의 각을 이룬 인젝터를 갖는 가스 공급부
KR101914902B1 (ko) 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
US20150075717A1 (en) Inductively coupled spatially discrete multi-loop rf-driven plasma source
US20150279623A1 (en) Combined inductive and capacitive sources for semiconductor process equipment
CN112640027B (zh) 利用可调等离子体电势的可变模式等离子体腔室
KR20090073327A (ko) 고밀도 원격 플라즈마 처리 장치
Nagorny et al. Dual-coil, dual-frequency ICP source for plasma processing

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant