KR970060417A - 반도체 웨이퍼 처리용 자기 제한 플라즈마 반응로 및 플라즈마 제한 방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼 처리용 자기 제한 플라즈마 반응로 및 플라즈마 제한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 챔버벽에 전적으로 의지하지 않고 플라즈마 흐름이 정지될 영역 또는 평면을 가로질러 자기장을 도입함으로써 챔버내의 플라즈마를 한정한다. 예를들어, 챔버벽에 필수적으로 제공된 개구부를 통하여 플라즈마가 누설 또는 흐르지 않게 하기 위하여, 예를 들어 개구부 양단에 한쌍의 반대 자기 극을 배치함으로써 상기 개구부에 대한 반응 챔버의 입구에 자기장을 설비한다. 자기장은 개구부를 통한 플라즈마 누설을 방지하기에 충분히 강하다.

Description

반도체 웨이퍼 처리용 자기 제한 플라즈마 반응로 및 플라즈마 제한 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제4a도 및 제4b도는 반대 자기쌍을 가지는 밀폐된 자기 회로를 사용하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 반응로 측면도.

Claims (37)

  1. 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 RF 플라즈마 반응로에 있어서, 챔버 벽에 의해 제한되는 반응로 챔버, 및 플라즈마 선구 가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 가스 주입구; RF 전력 소스, 및 상기 챔버에 인접하고 RF 플라즈마 소스 전력을 상기 챔버에 결합하기 위하여 상기 RF 전력 소스에 접속된 RF 결합기; 상기 반응로에서 처리될 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 상기 챔버내의 웨이퍼 받침대; 상기 챔버의 주변부에 인접하고, 상기 받침대 및 상기 챔버 벽 사이의 원주 갭을 통하여 상기 챔버에 결합되는 펌핑 고리 및 상기 펌핑 고리에 결합된 진공 펌프; 및 상기 갭의 각각 반대 측면상에 배치되어 반대 자기 극성을 가지며, 상기 챔버의 플라즈마 이온이 상기 갭을 통하여 상기 펌핑 고리로 이동하는 것을 방지하기에 충분한 자기 세기를 가지는 한쌍의 제1자기 극을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 상기 자기 극 쌍은 상기 갭의 상기 각각의 반대 측면상에 한쌍의 각 자석내에 포함되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 쌍의 자석중 각각 하나의 극은 각각의 자석을 따라 반대 방향으로 면하고 상기 쌍의 자석은 한쪽 끝과 다른 한쪽 끝이 이어진 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 자석은 나란히 향해져서 한 자석의 각 극은 다른 자석의 반대 극과 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 쌍의 자석중 반대 자기 극의 상기 제1쌍은 서로 상기 갭을 가로질러 면하고, 한편 나머지 자석 극의 쌍은 상기 펌핑 고리를 가로질러 서로 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  6. 제4항에 있어서, 각각의 상기 쌍의 자석은 편자 모양 자석인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  7. 제6항에 있어서, (a) 상기 자석 쌍중 제1쌍의 자석은 ; (1) 상기 웨이퍼 받침대와 동일 중심이고 내부 상부 단 및 내부 하부단을 가지는 내부 원통형 코어, (2) 각각 상기 내부 상단 단 및 상기 내부 하부 단으로부터 방사적으로 바깥쪽으로 연장하는 한쌍의 내부 고리를 포함하는데, 상기 제1자석은 각각 상기 내부 고리의 쌍에 포함되고; 및 (b) 상기 자석의 쌍중 다른 한쌍의 자석은 : (1) 상기 내부 원통형 코어와 동일 중심이고 상기 내부 원통형 코어를 둘러싸며 외부 상부 단 및 외부 하부 단을 가지는 외부 원통형 코어, (2) 각각 상기 외부 상부 단 및 상기 외부 하부 단으로부터 방사적으로 안쪽으로 연장하는 한쌍의 외부 고리를 포함하는데, 상기 다른 자석의 극은 각각 상기 외부 고리 쌍내에 포함되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  8. 제1항에 있어서, 단일 자석을 더 포함하고, 상기 반대 자기 극의 쌍은 상기 단일 자석내에 포함되고, 상기 단일 자석은 상기 반대의 자기 극의 쌍과 접속하는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  9. 제8항에 있어서, 상기 코어는 상기 펌핑 고리를 통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  10. 제9항에 있어서, 가스를 상기 펌핑 고리를 통하여 흘리기 위한 상기 코어를 통한 가스 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 코어 부분 주위에 보호 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  12. 제1항에 있어서, 상기 챔버 벽에 개방되고 반대 측면을 가지는 슬릿 밸브; 및 한쌍의 밸브 자석을 포함하는데, 상기 각각의 밸브 자석은 상기 슬릿 밸브 개구부의 각 반대 측면을 따라 배치된 극중 하나의 극을 가지며, 상기 슬릿 밸브의 상기 반대 측면을 따라 상기 극은 반대 자기 극성인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 밸브 자석의 쌍은 두 자석중 단지 한쌍의 극이 서로 면하도록 서로에 관해 한쪽 끝과 다른쪽 끝이 이어진 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  14. 제12항에 있어서, 상기 밸브 자석의 쌍은 나란히 향해져서 각 밸브 자석의 각 극은 다른 밸브 자석의 반대 극과 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  15. 제14항에 있어서, 두개의 밸브 자석중 면하는 극의 제1쌍은 상기 슬릿 밸브 개구부를 가로질러 서로 면하는 반면 두 개의 밸브 자석중 면하는 극의 제2쌍은 상기 슬릿 밸브 개구부로부터 방사적으로 바깥쪽으로 배치된 위치에서 서로 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  16. 제15항에 있어서, 상기 면하는 극은 반도체 웨이퍼의 통로를 허용하기에 충분한 갭에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  17. 제14항에 있어서, 상기 밸브 자석은 편자 모양 자석인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  18. 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 RF 플라즈마 반응로에 있어서, 챔버 벽에 의해 제한되는 반응로 챔버, 및 플라즈마 선구 가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 가스 주입구; RF 전력 소스, 및 상기 챔버에 인접하고 RF 플라즈마 소스 전력을 상기 챔버에 결합하기 위하여 상기 RF 전력 소스에 접속된 RF 결합기; 상기 반응로에서 처리될 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 상기 챔버내의 웨이퍼 받침대; 상기 챔버 벽을 통하여 상기 챔버에 및 상기 챔버로부터 웨이퍼를 출입시킬 수 있고, 상기 개구부를 형성하는 반대 측면을 가지는 슬릿 밸브 개구부; 및 한쌍의 밸브 자석을 포함하는데, 상기 밸브 자석 각각은 상기 슬릿 밸브 개구부의 각각 반대 측면을 따라 배치된 극중 하나의 극을 가지며, 상기 슬릿 밸브중 상기 반대 측면을 따르는 상기 극은 반대의 자석 극성인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 밸브 자석의 쌍은 두 개의 자석중 단지 한쌍의 극이 서로 면하도록 서로에 관련하여 한쪽 끝과 다른 한쪽 끝이 이어진 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  20. 제18항에 있어서, 상기 밸브 자석의 쌍은 나란히 배치되어 상기 밸브 자석의 각 극은 다른 밸브 자석의 반대 극에 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  21. 제20항에 있어서, 두 개의 밸브 자석중 면하는 극의 제1쌍은 상기 슬릿 밸브 개구부를 가로질러 서로 면하는 한편 상기 두 개의 밸브 자석의 면하는 극의 다른 쌍은 상기 슬릿 밸브 개구부로부터 방사적으로 바깥쪽으로 배치된 위치에 서로 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  22. 제21항에 있어서, 상기 면하는 극은 반도체 웨이퍼의 통로를 허용하기에 충분한 갭에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  23. 제20항에 있어서, 상기 밸브 자석은 편자 모양 자석인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  24. 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 RF 반응로에 있어서, 챔버 벽에 의해 제한되는 반응로 챔버, 및 플라즈마 선구 가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 가스 주입구; RF 전력 소스, 및 상기 챔버에 인접하고 RF 플라즈마소스 전력을 상기 챔버에 결합하기 위하여 상기 RF 전력 소스에 접속된 RF 결합기; 상기 반응로에서 처리될 반도체 웨이퍼를 유지하기 위하여 상기 챔버내에 있고, 상기 챔버를 상부 처리 부분 및 분리된 하부 부분과, 상기 챔버의 상부 및 하부 부분 사이 가스 흐름에 대한 웨이퍼 받침대 및 상기 챔버 벽 사이 갭으로 상기 챔버를 분할하는 웨이퍼 받침대; 및 상기 갭의 각각 반대 측면상에 배치되어 반대 자기 극성이고, 상기 상부 처리 부분의 플라즈마 이온을 제한하기에 충분한 자기 세기를 가지는 자기 극의 제1쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  25. 제24항에 있어서, 각각의 상기 자기 극 쌍은 상기 갭의 상기 각 반대 측면 상에 한쌍의 각 자석내에 포함되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  26. 제25항에 있어서, 상기 각 자석 쌍의 각각 하나의 극은 각 자석을 따라 반대 방향으로 면하고 상기 자석의 쌍은 한쪽 끝과 다른 한쪽 끝이 이어진 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  27. 제25항에 있어서, 상기 자석은 나란히 배치되어 하나의 자석의 극은 다른 자석의 다른 극과 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  28. 제27항에 있어서, 상기 자석 쌍의 반대 자석 극의 상기 제1쌍은 상기 갭을 가로질러 서로 면하는 한편, 자석 극의 나머지 쌍은 상기 챔버의 상기 하부를 가로 질러 서로 면하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  29. 제27항에 있어서, 각각의 상기 자석 쌍은 편자 모양 자석인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  30. 제29항에 있어서, (a) 상기 자석 쌍중 제1쌍의 자석은; (1)상기 웨이퍼 받침대와 동일 중심이고 내부 상부 단 및 내부 하부 단을 가지는 내부 원통형 코어, (2) 각각 상기 내부 상부 단 및 상기 내부 하부 단으로부터 방사적으로 바깥쪽으로 연장하는 한쌍의 내부 고리를 포함하는데, 상기 제1자석은 각각 상기 내부 고리의 쌍에 포함되고; 및 (b) 상기 자석의 쌍중 다른 한쌍의 자석은; (1) 상기 내부 원통형 코어와 동일 중심이고 상기 내부 원통형 코어를 둘러싸며 외부 상부 단 및 외부 하부 단을 가지는 외부 원통형 코어, (2) 각각 상기 외부 상부 단 및 상기 외부 하부 단으로부터 방사적으로 안쪽으로 연장하는 한쌍의 외부 고리를 포함하는데, 상기 다른 자석의 극은 각각 상기 외부 고리 쌍내에 포함되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  31. 제24항에 있어서, 단일 자석을 더 포함하고, 상기 반대 자기 극의 쌍은 상기 단일 자석내에 포함되고, 상기 단일 자석은 상기 반대의 자기 극의 쌍과 접속하는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  32. 제31항에 있어서, 상기 코어는 상기 챔버의 상기 하부 부분을 통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  33. 제32항에 있어서, 상기 챔버의 상기 하부 부분을 통하여 가스 흐름을 허용하기 위하여 상기 코어를 통한 가스 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  34. 제32항에 있어서, 상기 코어 부분 주위에 보호 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 반응로.
  35. 만약 플라즈마가 개구부를 통하여 흐르는 것이 방지되지 않으면 플라즈마가 흐를 수 있는 개구부를 가지는 RF 플라즈마 반응로 체적내의 플라즈마를 제한하는 방법에 있어서, 상기 개구부를 통하여 통과하는 것으로부터 플라즈마 이온을 전환하기에 충분한 세기의 상기 개구부를 가로지르는 자기장을 부과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 플라즈마 반응로는 플라즈마가 제한되는 상부 처리부 및 하부 처리부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 반응로의 상기 상부 및 하부 처리부 사이에 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 개구부는 상기 반응로의 웨이퍼 슬릿 밸브 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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