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KR100598631B1 - 임피던스가 감소된 챔버 - Google Patents

임피던스가 감소된 챔버 Download PDF

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KR100598631B1
KR100598631B1 KR1020007011349A KR20007011349A KR100598631B1 KR 100598631 B1 KR100598631 B1 KR 100598631B1 KR 1020007011349 A KR1020007011349 A KR 1020007011349A KR 20007011349 A KR20007011349 A KR 20007011349A KR 100598631 B1 KR100598631 B1 KR 100598631B1
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도쿄 일렉트론 가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 처리공정을 위한 임피던스 감소 챔버는 플라즈마 시스 전압이 플라즈마 임피던스의 범위에 걸쳐 실질적으로 플라즈마 임피던스에 독립적이라는 것을 포함하는 동작상의 이점을 가진다. 그러한 임피던스 감소 챔버의 설계는 척 조립체(30), 카운터 전극, 및 플라즈마원을 포함한다. 상기 척 조립체(30)는 처리공정 동안에 작업대상물(32)을 올려 놓을 수 있도록 되어 있으며, 피구동 전극 및 접지 부분(31)을 포함한다. 상기 플라즈마원(36)은 처리가스로부터 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 동작한다. 이 플라즈마원의 벽 부분은 상기 카운터 전극 및 상기 척 조립체(30)의 상기 접지 부분(31)에 직접 전기적으로 연결된다. 상기 카운터 전극은, 상기 척 조립체(30)의 대향하는 위치에 장착되고 상기 챔버 내에 처리가스를 주입하거나 폐수를 배출하도록 동작하는 주입-배출 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

임피던스가 감소된 챔버{REDUCED IMPEDANCE CHAMBER}
본 발명은 플라즈마처리 응용공정에서의 사용을 위한 임피던스 감소 챔버에 관한 것으로서, 특히 반복가능하고 제어가능한 플라즈마처리 응용공정에 사용될 수 있는 챔버에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 챔버는 챔버벽(12)을 구비한 처리 챔버(10)를 포함한다. 척 조립체(14)는 척 마운트 링(16) 위에 올려져 있는 벨로스(13) 상에 장착되어 있다. 척 마운트 링(16)은 스포크(18)를 구비하며 이를 통해 척 조립체(14)에 연결된다. 반도체 웨이퍼(15) 등의 작업대상물은 척 조립체(14)상에 올려져 있다. RF 에너지가 척 임피던스 정합 조립체(20)를 통해 척 조립체(14)에 인가될 수 있다. 작동 가스를 챔버(10)내에 주입시키는 주입 조립체(21) 및 플라즈마원(24)이 척 조립체(14) 위에 있다. 작동 가스들을 배출시키는 터보분자펌프(26)는 척 조립체(14) 아래에 있다. 척 조립체(14)와 터보분자펌프(26) 사이의 게이트 밸브(25)는 챔버(10)에서 터보분자펌프(26)를 선택적으로 분리시킬 수 있어, 새어 나오는 속도를 체크하여 누출을 감지하는 것을 가능하게 하며, 또한 터보분자펌프(26)에 대한 컨덕턴스를 변화시켜 챔버 압력을 조절할 수 있게 한다. 플라즈마를 생성하기 위해 플라즈마원(24)내에 코일(28)이 제공된다. RF 에너지는 고속 정합 조립체(22)를 통해 코일(28)로 공급된다.
도 1에 도시된 챔버는 다음과 같이 동작한다. 우선, 벨로스(13)가 낮아진다. 그런 다음에는 보통 척 조립체(14)의 동작위치 아래에 있는 처리 챔버(10) 측면의 슬롯 밸브(도시되지 않음)를 통해 웨이퍼(15)가 제공된다. 웨이퍼(15)는 척 조립체(14)내에 통상 3개의 핀(도시되지 않음)을 허용하는 슬롯을 구비한 블레이드(도시되지 않음)상에 장착된다. 이 핀들은 척 조립체(14) 내부의 기구에 의해 상하로 움직일 수 있다. 일단 웨이퍼(15)가 척 조립체(14) 위에 놓여지면, 상기 핀은 블레이드로부터 웨이퍼(15)를 들어올리고, 그 후 블레이드는 제거된다. 블레이드가 제거된 후, 상기 핀들은 웨이퍼(15)가 척 조립체(14)상에 위치하도록 하강되고, 벨로스(13)는 상승된다.
그런 다음에는, 척 조립체(14)에 웨이퍼(15)를 고정하기 위해서 비교적 높은 DC 전압이 척 조립체(14)에 인가된다. 웨이퍼(15)는 전기적으로 척 조립체(14)로부터 분리된다. 하나의 일반적인 형태에 있어서는, 척 조립체(14)는 보통 절연(dielectric)특성을 개선하기 위해 추가적인 사후 코팅을 하는 특별한 과정에 의해 양극 처리(anodized)된다. 제 2 의 형태에 있어서는, 전도성 물질을 폴리아미드 시트 사이로 위치시킨다. 이 전도성 물질은 클램핑 전압을 받는다. 척 조립체(14)는 정전압으로 유지되는 것이 아니라 DC 접지상태로 되어 있다. 상기 척은 자가-바이어스 및 누설 전류를 통해 전위적으로 높은 음의 DC 전압을 얻는다. 이 척은 용량적으로 연결되어 있기 때문에, DC 전압을 얻을 수 있다.
작동 가스는 주입 조립체(21)를 통해 챔버(10)내로 주입된다. RF 에너지는 플라즈마를 생성하기 위해 코일(28)에 인가되고, 또한 RF 에너지는 자가-바이어스 수단에 의해 웨이퍼상에 음의 전압을 발생시키기 위하여 정합 회로망(20)을 거쳐 척 조립체(14)에 인가된다. 자가-바이어스 현상은 전자가 이온보다 운동성(mobility)이 크다는 것에 기인한다. 매 RF 사이클 당 전자와 동일한 속도로 이온이 웨이퍼 표면에 이끌리기 위해서는, 웨이퍼 표면이 음의 전압을 발생시켜야 한다. 이것은 처리공정에 있어 중요한데, 그 이유는 척 RF 전압 및 플라즈마 파라미터에 의해 결정된 에너지에서 이온들이 웨이퍼 표면으로 가속되기 때문이다. 상기 처리공정이 완료된 후, 반응성 가스의 주입은 중단되고, RF 척 전원은 제거되며, 웨이퍼 클램핑 DC 전압은 없어지거나 약하게 리버스되고, RF 플라즈마 에너지는 중단되며, 벨로스(13)는 하강되고, 웨이퍼(15)는 제거된다.
만일 척 조립체(14)가 단극(monopolar)이라면, 웨이퍼(15)의 클램핑 및 언클램핑 동안에 척 조립체(14)를 통해 웨이퍼(15)에 전하를 전달하는 수단은 없다. 웨이퍼(15)는 척 정전 전극에 반대 극성인 전하를 축적해야 한다. 플라즈마는 낮은 전력 레벨에서조차도 충분히 양호한 도체이므로, 웨이퍼(15)에 클램핑 회로를 완성하기 위한 가장 일반적인 수단이다. 보통 플라즈마는 클램핑 및 언클램핑 동작 중 낮은 전력 레벨로 유지된다.
플라즈마는 척 조립체(14)의 피구동 전극(driven electrode)(즉, 플라즈마 캐소드)과 통상적으로 접지된 카운터 전극(즉, 플라즈마 애노드) 사이에 회로 경로를 완성한다. 카운터 전극은 보통 주입 조립체(21)이다. 많은 시스템에 있어서, 챔버벽에는 카운터 전극으로서 기능하는 영역이 있는데, 만일 이러한 벽들이 웨이퍼 에 너무 근접하게 되면, 이들은 처리균일성 문제 또는 비정상적인 이온-가속 전기장을 발생시킨다. 챔버(10)내에 척 조립체(14)가 정상적으로 위치된 경우, 카운터 전극은 다음과 같은 경로, 즉 ① 주입 조립체(21)로부터; ② 플라즈마원(24)을 거쳐; ③ 챔버(10)의 내벽(12)을 따라; ④ 스포크(18)를 거쳐 벨로스(13)의 외경으로; ⑤ 벨로스(13)를 거쳐; ⑥ 척 조립체(14)의 베이스로의 경로를 통해 그라운드로 전도된다. 챔버(10), 벨로스(13), 스포크(18), 플라즈마원(24), 및 주입 조립체(21)의 조합은 플라즈마 벌크 및 시스 임피던스(sheath impedance)에 비해 비교적 높은 임피던스를 나타낸다.
도 2는 도 1의 종래 챔버의 등가회로를 나타낸다. 인덕터(100), 저항기(102), 캐패시터(104), 캐패시터(106), 및 인덕터(140)로 설계되어 있는 척 조립체(14)는 웨이퍼(15)에 대응하는 회로에서의 위치에 인접한다. 웨이퍼(15)의 근처에 있는 캐패시터(108)와 저항기(110)는, 시스(sheath)를 바이패스하고 플라즈마를 가열하는 RF 전류를 설계하기 위해 사용된다. 플라즈마를 위한 설계의 나머지는 저항기(136), 저항기(138), 및 전류원(135)을 포함하는데, 여기서 전류원(135)은 웨이퍼(15)에서의 플라즈마 파라미터에 관련된 전류를 생성한다. 상술된 바와 같이, 주입 조립체(21)에서 그라운드로의 경로는 캐패시터(130), 인덕터(132), 및 인덕터(134)로 설계된 플라즈마원(24), 캐패시터(124), 인덕터(126), 및 인덕터(128)로 설계된 벽(12)(정전 쉴드 포함), 캐패시터(118), 인덕터(120), 및 인덕터(122)로 설계된 스포크(18), 캐패시터(112), 인덕터(114), 및 인덕터(116)로 설계된 벨로스(13)를 거친다. 전압원(148) 및 저항기(150)로 설계된 RF 전원장치(139)는 캐패시터(142), 캐패시터(144), 및 인덕터(146)로 설계된 정합 회로망(20)을 거쳐 척 조립체(14)에 연결된다.
이러한 구성요소들 모두는 그라운드 경로내의 임피던스에 기여한다. 통상적으로, 척으로의 연결은 50nh의 인덕턴스 및 접지에 대해서 200pf의 캐패시턴스; 벨로스는 250nh의 인덕턴스 및 100pf의 캐패시턴스; 스포크는 33nh의 인덕턴스 및 50pf의 캐패시턴스; 벽은 40nh의 인덕턴스 및 100pf의 캐패시턴스; 및 플라즈마원은 40nh의 인덕턴스 및 100pf의 캐패시턴스를 가질 수 있다.
이러한 설계에 있어서, 플라즈마 임피던스는 고정되어 있다. 플라즈마 전류원은 전류의 파라미터를 결정하기 위해 Langmuir 프로브 데이터를 사용한다. 이러한 결과들은 함께 고조파를 생성한다. 일반적으로 상술된 소자들의 비선형 임피던스는 작업대상물에서의 플라즈마 전압에서 더 높은 차수의 고조파의 생성을 초래하여 처리공정을 제어하는 것이 어려워진다.
도 2의 회로에 대하여, 도 3은 플라즈마 애노드에서 플라즈마 캐소드로의 플라즈마 시스를 가로지르는 전압의 예상 파형을 나타낸다. 이러한 설계에 있어서, 플라즈마의 벌크를 가로지르는 전압은 무시된다. 이 전압은 웨이퍼로 이온을 가속시키고, 웨이퍼에 도착하는 이온의 에너지를 제어한다. 상기 설계에서는 정합 회로망(20)으로의 입력에서 RF 에너지의 기본파에 대한 완전한 정합을 가정한다. 도 4는 종래의 챔버에 있어서, 플라즈마 시스를 가로지르는 전압의 대응되는 주파수 스펙트럼을 나타낸다. 여기서 기본 주파수는 13.6 MHz 정도이고, 제 1 고조파는 대략 27.2 MHz, 제 2 고조파는 대략 40.8 MHz 이다.
종래의 챔버는 시스템의 파라미터들이 바뀌는 경우에 플라즈마 시스를 가로지르는 전압의 고조파 컨텐트에 있어 큰 변동을 갖는다. 시스 거리가 짧은 고밀도 플라즈마에 있어서, Monte-Carlo 시뮬레이션은 웨이퍼로 도달하는 이온 에너지가 웨이퍼에서의 상기 전압 고조파량의 강하게 연관된 함수라는 것을 나타낸다. 이것은 종래 챔버는 플라즈마 밀도의 작은 변동이 있을 때 또는 시스템에 커플링 임피던스가 있을 때와 유사한 조건하에서 상이한 이온 에너지를 생성한다는 것을 의미한다. 압력, 플라즈마에 대한 전력 커플링, 또는 종류(species)에 대한 작은 변동으로 상당한 플라즈마 밀도 변동이 야기될 수도 있다. 마찬가지로, 커플링 임피던스는 제조공정 또는 고장 수리로 인하여 상당히 변할 수 있다. 따라서, 처리공정이 쉽게 반복될 수 없는데, 이는 처리인자들이 처리시퀀스마다 변경될 수 있고 또한 챔버마다 변경될 수 있어, 더 높은 차수 고조파의 레벨에 영향을 주기 때문이다. 상기의 인자들로는,
1. 수리에 의한 RF 구성요소의 기하학적인 변화;
2. 고조파 컨텐트를 변화시키는 처리 압력의 변화;
3. 고조파 컨텐트를 변화시키는 플라즈마원 또는 척 전력의 변화;
4. 처리공정 설계의 변화에서 기인된 처리가스 종류의 변화;
5. 정합 회로망(들)에 있어 정합의 정밀한 위치의 변화
를 포함한다. 이러한 물리적 처리공정은 P. A. Miller 및 M. E. Riley 의 "Dynamics of Collisionless rf Plasma Sheaths"(J. Appl. Phys., Vol. 82, pp. 3689-3709, October 15, 1997)에 더욱 자세하게 기재되어 있는데, 이 논문은 여기 서 참고자료로서 포함된다.
플라즈마 처리공정을 위한 종래의 챔버 및 그들의 사용은 다른 곳에서도 언급되어 왔다. Keeble은 활성 이온 기술 또는 화학 증기 증착에 의해 반도체 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치를 기술하였다(미합중국 특허 제 4,844,775호). Flamm 등은 비교적 낮은 가스 압력에서 동작되는 헬리컬 공명기를 이용한 비등방성 플라즈마 에칭 처리를 기술하였다(미합중국 특허 제 4,918,031호). Savas는 처리공정에 있어 RF 자기장이 웨이퍼가 위치하는 받침대에 실질적으로 수직으로 생성되도록, 리액터 챔버 내에 유도적으로 연결되는 RF 전력을 갖는 플라즈마 리액터를 기술하였다(미합중국 특허 제 5,534,231호). 이들 3 개의 특허는 여기서 참조자료로서 포함된다.
따라서, 본 발명에 따른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 챔버벽, 벨로스, 및 챔버 바닥의 스포크는 척에서 그라운드까지의 컨덕턴스 경로에 포함되지 않는다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입 전극 크기가 증가되어, 플라즈마 애노드 시스를 가로지르는 전압 강하가 매우 낮아진다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 처리될 소자에서의 플라즈마 시스에 의해 가속되는 이온은 부속품의 교체 및 기판에서의 변동에 관련하여 제어된다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 처리될 소자에서의 플라즈마 전압의 주파수 스펙트럼은 플라즈마 임피던스의 변동에 비교적 덜 민감하다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 처리될 소자에서의 이온 에너지는 제어될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입-배출 플레이트(inject-exhaust plate)는 처리가스가 균일하게 웨이퍼 상에 주입되도록 설계될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입-배출 플레이트는 그것을 통해 상당한 컨덕턴스 손실없이 배출가스가 배출되도록 설계될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입-배출 플레이트는 입자 생성 및 표면 반응을 줄이기 위해 온도를 제어할 수 있도록 설계될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입-배출 플레이트는 공정 중에도 반응하지 않을 물질로 설계될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 감소된 임피던스로 플라즈마 공정을 처리하는 챔버를 제공하는 것이며, 여기서 주입-배출 플레이트는 RF 회로 경로에서 낮은 임피던스를 제공하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 그와 관련된 목적은 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 플라즈마원을 포함하는 시스템에 의해 실현된다. 플라즈마에 의해 처리될 소자를 올려 놓는 척 조립체는 챔버의 벽을 형성한다. 이 척 조립체는 전기적으로 플라즈마원에 연결되고, 플라즈마 캐소드를 형성한다. 플라즈마 애노드는 전기적으로 플라즈마원에 연결되어 있다.
플라즈마 애노드는 플라즈마 캐소드보다 더 큰 표면적을 갖는 것이 바람직하다. 이 플라즈마 애노드는 척으로부터 반대편 위치에 형성되는 주입-배출 플레이트가 될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 작업대상물이 올려 놓여지는 척 조립체를 포함한다. RF 에너지는 척 조립체를 통해 작업대상물에 인가될 수 있다. 상기 척 조립체는 플라즈마원에 전기적으로 연결된다. 플라즈마원은 코일 및 정전 쉴드를 포함한다. 주입-배출 플레이트는 플라즈마원에 연결된다. 주입-배출 플레이트는 펌핑 플레넘, 터보분자펌프, 및 아마도 컨덕턴스를 제어하는 밸브(예를 들면, 게이트 밸브)로부터 플라즈마원을 분리시킨다. 척 조립체는 벨로스를 개재하여 척 구동 조립체에 연결된다. 이송 챔버도 챔버의 베이스 가까이에 제공된다. 벨로스가 척 조립체를 작업위치로 올릴 때, 척 조립체는 플라즈마원을 밀봉하고, 플라즈마원에 전기적으로 연결되게 된다.
주입-배출 플레이트의 바람직한 실시예는 펌핑 포트 및 가스 주입부로서의 구멍들의 배열을 포함한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 있어서, 주입-배출 플레이트는 플라즈마 속으로 에너지를 용량적으로 연결시키기 위한 플라즈마원의 부분으로서 피구동 전극을 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점들은 첨부된 도면과 연계하여 아래에서 상세하게 설명한 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명백하고 더욱 손쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 챔버의 부분단면인 측면도.
도 2는 종래 챔버의 등가회로 개략도.
도 3은 도 1의 종래 챔버에서의 시스 전압 대 시간에 대한 파형도.
도 4는 도 1에 도시된 종래 챔버의 주파수 스펙트럼도.
도 5는 본 발명에 따른 임피던스 감소 챔버의 바람직한 실시예의 부분단면인 측면도.
도 6은 스포크 단면 리턴경로를 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 7은 다수의 리턴경로를 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 8은 원형의 펌핑 포트를 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 9는 컨덕턴스를 위한 구멍들의 배열을 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 10은 도 9의 주입-배출 플레이트의 단면도.
도 11은 임피던스 감소 챔버의 등가회로를 나타내는 도면.
도 12는 도 5의 챔버에서의 시스 전압 대 시간에 대한 파형을 나타내는 도면.
도 13은 도 5의 임피던스 감소 챔버의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 14는 도 1의 종래 챔버와 도 5의 임피던스 감소 챔버에 대해 기본파에 대한 고조파의 비를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명에 따른 임피던스 감소 챔버의 바람직한 제 2 실시예의 부분단면인 측면도.
도 15a는 본 발명에 따른 주입-배출 플레이트의 바람직한 제 2 실시예의 부분단면인 부분측면도.
도 16은 스포크 단면 리턴경로 및 피구동 전극을 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 17은 원형의 펌핑 포트 및 피구동 전극을 갖는 주입-배출 플레이트의 저면도.
도 5의 본 발명에 따른 임피던스 감소 챔버의 바람직한 실시예에 대한 다이어그램은 반도체 웨이퍼(32) 등의 작업대상물이 올려져 있는 척 조립체(30)를 포함한다. RF 에너지는 RF 구동 척 조립체(30)로의 용량적인 커플링을 통해 웨이퍼(32)에 인가될 수 있다. 플라즈마원(36)은 코일(38) 및 정전 쉴드(40)를 포함한다. 주입-배출 플레이트(42)는 플라즈마원(36)에 연결된다. 주입-배출 플레이트(42)는 또한 펌핑 플레넘(44) 및 터보분자펌프(46)에 연결된다.
척 조립체(30)는 RF 에너지가 인가되는 도체(37), 절연층 29 및 33, 및 접지금속(31)으로 구성된다. 절연층 29는 웨이퍼(32)로부터 도체 37을 분리하는 한편,절연층 33은 접지금속(31)으로부터 도체 37을 분리한다. 도체 37은 단극 또는 다극 척 중의 어느 하나를 생성하기 위해 하나 또는 그 이상의 전도하는 부분을 포함할 수도 있다. 척 조립체(30)는 척을 상승 및 하강하는 벨로스(39) 및 연동장치(도시되지 않음)를 통하여 척 구동 조립체(35)에 연결된다. 이송 챔버(41)는 웨이퍼의 출입을 허용하기 위해 챔버의 베이스 가까이에 제공된다.
척 조립체(30)는 보통 양극 처리된 알루미늄 또는 양극 처리된 알루미늄 상의 폴리아미드 층으로 만들어진다. 벨로스(39)는 통상적으로 챔버 내에 스테인레스 강철로 만들어진다. 플라즈마원(36)의 대부분은 RF 연결이 이루어지는 영역을 제외하고는 양극 처리된 알루미늄인데, 그 부분은 양극 처리가 제거된다. 스피라-쉴드(Spira-shield)라 알려진 물질이 종종 소자 사이의 RF 연결을 위해 사용되는데, 이것은 O-링 재료 둘레를 나선형으로 감는 스테인레스 강철로 만들어진다. 이것은 양극 처리가 제거되는 O-링 홈과 유사한 홈 속으로 끼워진다. 주입-배출 플레이트(42)는 양극 처리된 알루미늄으로 만들어진다. 플라즈마원(36)의 벽은 알루미나 또는 석영으로 만들어진다. 펌핑 플레넘(44)은 양극 처리된 알루미늄 또는 스테인레스 강철로 만들어진다. 정전 쉴드(40)는 전도성 물질로 만들어진다.
주입-배출 플레이트(42)의 바람직한 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시되어 있다. 일반적으로, 가스 주입은 단위 면적당 동일한 양의 가스가 방출되도록 플레이트의 표면에 걸쳐 균일하게 행해진다. 보통 각각의 분출구(jet)들은 약 15.5도 만큼 확장되며, 이 개별적인 분출구들을 합하면 웨이퍼에 상당히 균일한 가스 분배를 형성한다. 가스 주입의 정확한 패턴은 균일한 처리를 얻기 위해 처리과정이 진행되는 동안 바뀌게 된다. 따라서, 가스 주입 패턴은 다른 처리를 위해 주어진 시스템에 있어서도 변한다.
도 1의 나타낸 종래 챔버에 비해, 도 5의 임피던스 감소 챔버에서의 주입-배출 플레이트(42)의 사용은 주입 전극 크기를 증가시켜, 애노드 시스에 걸친 전압 강하가 매우 낮아진다. 전통적인 이론에 의하면 카운터 전극(즉, 플라즈마와 접촉하는 챔버의 나머지가 절연되어 있을 때의 주입 표면이고, 플라즈마로의 용량적인 커플링은 갖지 않음)과 피구동 전극(즉, 웨이퍼)의 면적비의 4 제곱 만큼 애노드 시스 전압이 떨어질 것이라 예상된다. 따라서, 시스를 가로지르는 전압 강하는 웨이퍼(32)의 크기에 대해 주입-배출 플레이트(42)의 크기를 증가시킴으로써 바람직하게 저하될 수 있다.
도 6에 나타낸 스포크 단면 리턴경로를 갖는 주입-배출 플레이트(42a)의 저면도는 펌핑 포트(54) 사이에 형성되는 스포크(53)를 포함한다. 가스 주입부(55)는 스포크상에, 또한 플레이트(42a)의 중심부 상에 배치되어 있다.
도 7에 나타낸 다수의 리턴경로를 갖는 주입-배출 플레이트(42b)의 저면도는 플레이트(42b)의 중심에서 바깥쪽 방사상으로 뻗어 있는 긴 형태의 펌핑 포트(60)를 포함한다. 가스 주입부(62)는 플레이트(42b)의 중심에서 바깥쪽으로 방사상으로 뻗쳐 있고, 또한 플레이트(42b)의 중심부에도 배치되어 있다.
도 8에 나타낸 원형 펌핑 포트를 갖는 주입-배출 플레이트(42c)의 저면도는 플레이트(42c)의 원주 가까이에 배치된 원형 펌핑 포트(74)를 포함한다. 가스 주입부(75)는 플레이트(42c)의 중심에서 바깥쪽으로 방사상으로 뻗쳐 있고, 또한 플레이트(42c)의 중심부에도 배치되어 있다.
도 9의 주입-배출 플레이트(42d)의 저면도는 플레이트(42d)의 내부에 걸쳐 함께 배치된 펌핑 포트(80) 및 가스 주입부(82)를 포함한다.
도 10은 주입-배출 플레이트(42d)의 단면을 나타낸다. 가스 주입부 구멍(82)은 가스 플레넘(94)으로부터 작동 가스를 받는다. 또한 카운터 전극의 온도를 제어하기 위한 냉각제 채널(96)도 주입-배출 플레이트(42d) 내에 제공된다.
일반적으로, 이러한 주입-배출 플레이트는 양극 처리된 알루미늄으로 만들어진다. 양극 처리된 알루미늄은 플라즈마에 의해 활성화될 수 있는 염소 및 플루오르 가스 등의 화학약품에 의한 상당한 피해를 견딜 수 있다. 나선형을 띤 알루미늄의 분절된 구조는 꼭맞는 알루미늄 부품으로 노내 납땜(furnace brazing)에 의해 만들어 질 수 있다.
주입-배출 플레이트의 설계는 챔버의 동작에 중요한 영향을 끼친다. 이 플레이트는 : (1) 웨이퍼 상에 균일하게 처리가스를 주입해야 하고; (2) 상당한 컨덕턴스 손실없이 플레이트를 통해 가스를 공급해야 하고; (3) 입자 생성을 감소시키기 위해 온도가 제어되어야 하고; (4) 공정 중에도 반응하지 않을 재료로 되어 있어야 하며; (5) RF 회로 경로에서 낮은 임피던스를 제공해야 한다.
RF 회로 경로의 임피던스면에서 보면, 도 7의 주입-배출 플레이트(42b)가 도 6의 플레이트(42a)보다 오히려 낫다. 도 9의 주입-배출 플레이트(42d)는 낮은 임피던스 및 더욱 균일한 배출 흐름을 제공한다. 일반적으로, 설계의 선택은 처리공정에 좌우된다. 어떤 처리들은 더욱 빠른 펌핑 속도에 훨씬 좌우되는 한편, 다른 처리들은 낮은 바이어스 전압과 낮은 임피던스에서 동작하고 더 느린 펌핑 속도가 요구된다.
도 5에 도시된 챔버의 동작에 있어서는, 먼저 제 1 척 조립체(30)가 하강하게 된다. 그리고 나서, 웨이퍼(32)는 이송 챔버(41)를 통해 삽입된다. 웨이퍼(32)는 척 조립체(30)내에 통상 3개의 핀(도시되지 않음)을 허용하는 슬롯을 구비한 블레이드(도시되지 않음)상에 장착된다. 상기 핀은 척 조립체(30)에서 내부장치에 의해 상하로 움직일 수 있다. 일단 웨이퍼(32)가 척 조립체(30) 위에 놓이게 되면, 상기 핀은 블레이드로부터 웨이퍼(32)를 들어올리고, 그 후 블레이드는 제거된다. 상기 핀은 웨이퍼(32)가 척 조립체(30) 상에 위치하도록 하강하고, 척 조립체(30)는 챔버를 밀봉하고 전기적으로 플라즈마원(36)과 연결되도록 벨로스(39)와 함께 상승하게 된다. 보통, 아르곤 또는 질소 등의 주입 가스가 시스템을 정화하기 위해 처리공정간에 사용된다. 처리가스는 주입-배출 플레이트(42)로부터 주입된다. 비교적 높은 DC 전압원이 정전적으로 웨이퍼(32)를 고정하기 위해 척 조립체(30)에 인가된다.
RF 에너지는 플라즈마 생성을 위해 코일(38)에 인가되고, 또한 처리공정 동안 웨이퍼(32)에 이온을 가속시키기 위해 척 조립체(30)에 인가된다. 이온이 웨이퍼(32)와 충돌한 후, 에칭처리 폐수는 주입-배출 플레이트(42)를 통해 배출된다. 처리공정이 완료된 후, RF 에너지원은 꺼지고, 척 조립체(30)는 벨로스(39)의 하강에 의해 낮아지며, 웨이퍼(32)는 이송 챔버(41)를 통해 제거된다. 플라즈마 레벨은 통상 낮은 전력으로 바뀌고, 상기 가스는 웨이퍼의 디클램핑을 개선하는 아르곤 또는 질소로 바뀐다.
도 2의 종래 챔버를 위한 회로 모델과 유사하게 도 11은 임피던스 감소 챔버의 회로 모델의 개략도를 나타낸다. 인덕터(200), 저항기(202), 캐패시터 204, 및 캐패시터 206으로 설계된 척 조립체(35)는 웨이퍼(32)에 대응되는 회로의 위치에 인접한다. 웨이퍼(32)에 가까운 캐패시터(208)와 저항기(210)는, 시스를 바이패스하고 플라즈마를 가열하는 RF 전류를 설계하기 위해 사용된다. 플라즈마를 위한 설계의 나머지는 저항기 218, 저항기 220, 및 전류원(217)을 포함하며, 여기서 전류원(217)은 웨이퍼(32)에서의 플라즈마 파라미터와 관련된 전류를 생성한다. 척 조립체(35)로부터 그라운드로의 경로는 캐패시터(216), 인덕터 212, 및 인덕터 214로 설계된 플라즈마원(36)을 거친다. 전압원(228)과 저항기(230)를 포함하는 RF 전원장치(227)는 캐패시터 222, 캐패시터 224, 및 인덕터(226)로 설계된 정합 회로망(221)을 통해 척 조립체(35)에 연결된다.
도 11과 도 2와의 비교는 본 발명의 설계가 종래 설계에 비해 어떻게 임피던스의 감소를 얻을 수 있는가 하는 것을 분명히 나타낸다. 도 11의 회로에서는 벨로스, 스포크, 및 챔버벽에 대응되는 회로 구성요소들이 모두 없기 때문에, 시스템의 전체적인 임피던스가 감소되게 된다. 도 5 및 도 1의 비교는, 작동 중인 임피던스 감소 챔버의 실제 회로로부터 이들 소자들의 대응되는 구조적인 제거를 나타낸다.
도 3과 유사한 도 12는, 임피던스 감소 챔버를 설계한 도 11의 등가회로에 대한 예상된 시스 전압 대 시간의 파형을 나타낸다. 도 2에 대한 분석과 마찬가지로, 이 설계는 정합 회로망(221)으로의 입력에서 RF 에너지의 기본파에 대한 완전한 정합을 가정한다. 도 12의 파형은, 후술할 스펙트럼 컨텐트의 정성적인 차이 때문에 도 3의 파형에 비해 시간상에서 더욱 일정하다.
종래 챔버인 도 4에 대응하여, 도 13은 임피던스 감소 챔버에 대한 플라즈마 시스 전압의 주파수 스펙트럼을 나타낸다. 도 3과 도 13의 비교로부터 명백하게, 챔버 설계의 변화는 시스를 가로지르는 전압의 고조파 컨텐트에 극적인 효과를 가져온다. 여기서 기본 주파수는 대략 13.6 MHz 이고, 제 1 고조파는 대략 27.2 MHz 이며, 제 2 고조파는 대략 40.8 MHz 이다. 본 발명의 임피던스 감소 챔버에 있어서, 기본파의 전압성분은 상당히 감소되었고, 제 1 고조파의 전압성분은 상당히 증가되었다.
상술된 모든 실시예에 있어서, 플라즈마원은 플라즈마를 생성하기 위해 RF 에너지를 유도적으로 결합시키는 코일(예를 들면, 도 5의 코일(38))을 포함한다. 이것 대신에, 플라즈마를 생성하기 위해 RF 에너지를 용량적으로 결합시키는 것도 가능하다. 도 15, 도 15a, 도 16, 및 도 17은 그러한 구성을 나타낸다.
도 15에 보인 본 발명의 임피던스 감소 챔버의 바람직한 제 2 실시예의 다이어그램은, 도 5에 도시된 바와 같이 다음과 같은 요소들, 즉 벨로스(39), 도체(37), 절연층(29 및 33), 접지금속(31), 척 조립체(30), RF 접지접속(34), 웨이퍼(32), 및 펌핑 플레넘(44)을 포함한다. 도 5에 도시된 코일(38), 플라즈마원(36), 및 정전 쉴드(40)는 바람직한 제 2 실시예에서는 제거된다.
도 15a에는 피구동 전극(312)을 구비하는 주입-배출 플레이트(310)가 더 상세하게 도시되어 있다. 피구동 전극(312)은 전극 배플 플레이트(314)를 포함하는데, 이것은 가스 플레넘(316)을 거쳐 처리가스가 균일하게 분배될 수 있도록 작동 한다. 전극(312)은 전극 절연체(318)에 의해 챔버로부터 전기적으로 분리되고, 절연체(322)에 의해 전기적으로 분리되는 전극 RF 피드(320)에 의해 구동된다.
도 16 및 도 17에 주입-배출 플레이트(310)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 주입-배출 플레이트(42)의 바람직한 실시예와 마찬가지로, 가스 주입 패턴은 다른 동작 조건하에서 주어지는 시스템 용으로 바뀔 수도 있다. 가스 주입 패턴은 웨이퍼(32) 가까이 상기 척의 베이스에서, 실질적으로 균일한 가스 전달속도를 이루도록 선택하는 것이 바람직하다.
도 16에 나타낸 스포크 단면 리턴경로를 갖는 주입-배출 플레이트(310a)의 저면도는 도 6의 주입-배출 플레이트(42a)와 일반적인 설계 특징을 공유한다. 주입-배출 플레이트(310a)는 펌핑 포트(332) 사이에 형성되는 스포크(330)를 포함한다. 가스 주입부(334)는 피구동 전극(312) 상에 위치하며, 이는 주입-배출 플레이트(310a)의 중심부를 형성한다. 추가적인 가스 주입부(336)가 스포크상에 위치하며, 웨이퍼(32)로의 실질적인 균일한 가스 전달속도 등의 바람직한 처리 형태를 얻기 위해 서로 상이한 가스 흐름이 사용될 수 있다.
도 17의 원형 펌핑 포트를 갖는 주입-배출 플레이트(310b)의 저면도는 도 8의 주입-배출 플레이트(42c)와 일반적인 설계 특징을 공유한다. 주입-배출 플레이트(310b)는 플레이트(310b)의 원주 가까이 배치된 원형 펌핑 포트(340)를 포함한 다. 가스 주입부(342)는 피구동 전극(312)상에 배치되며, 이는 주입-배출 플레이트(310b)의 중심부를 형성한다. 추가적인 가스 주입부(344)가 플레이트(310b)의 중심에서 바깥쪽 방사상으로 뻗어 있으며, 상술된 바람직한 처리 형태를 얻기 위해 서로 상이한 가스 흐름이 사용될 수 있다.
도 14는 개선된 챔버 및 종래 챔버의 설계에 있어 플라즈마 임피던스의 함수로서의 기본파에 대한 플라즈마 시스 전압 고조파 비의 그래프이다. 본 발명의 개선된 설계에 있어서, 기본파의 전압성분에 대한 제 1 고조파의 전압성분의 비는 곡선(300)으로 주어지고, 종래의 설계에 있어서 대응되는 결과는 곡선(302)으로 주어진다. 상기 개선된 설계에 있어서 기본파의 전압성분에 대한 제 2 고조파의 전압성분의 비는 곡선(306)으로 주어지고, 종래의 설계에 있어서 대응되는 결과는 곡선(304)으로 주어진다. 본 발명의 개선된 챔버 설계에 대응되는 곡선들은, 플라즈마 임피던스의 변동에 대한 상대적인 둔감성을 나타내며, 또한 제 2 고조파와 기본파보다도 제 1 고조파가 상대적으로 압도적임을 나타낸다. 이것은 정합 회로망을 개선할 것을 필요로 한다. 이러한 개선을 얻기 위해서는, 정합점 정밀도의 개선 및 높은 Q 값이 모두 요구된다.
본 발명에 있어서, 플라즈마 임피던스에 관한 주파수성분의 상대적인 둔감성은, 처리공정 상황에서의 불가피한 불확실성에도 불구하고 처리공정의 반복가능성을 초래한다. 상술한 바와 같이, 신뢰할 수 없는 처리공정 상황은 여러 원인들로부터 초래될 수 있는데, 이러한 원인들로는 : (1) 각 시스템 마다의 제작방식 변동; (2) 수리시 시스템 구성의 변동; (3) 플라즈마 밀도의 부정밀한 제어로 인한 시스 두께(이온 밀도)의 변동; 및 (4) 벨로스 확장 등이 포함된다.
도 14에 있어서, 플라즈마 임피던스가 변함에 따라, 임피던스 감소 챔버에 있어서는 기본파에 대한 제 1 고조파의 비가 상대적으로 일정한 반면, 종래 챔버의 대응되는 제 1 고조파 컨텐트는 15배까지 변화 한다.
플라즈마 처리는 처리될 소자에서의 이온이 상대적으로 단일에너지(mono- energetic)이면 최상으로 제어된다. Monte-carlo 시뮬레이션은, 이온 에너지의 확산과 평균 이온 에너지는 모두, 시스에 걸쳐 존재하는 다양한 고조파 전압레벨에 매우 민감한 함수라는 것을 보여주었다. 제 1 고조파가 압도적이며, 고조파들의 비율이 기본적으로 고정되기 때문에, 플라즈마 밀도 등과 같은 에너지 측정 파라미터에 대한 변동은 단일에너지까지는 못 되더라도 단조(monotonic)이게 될 것이다.
지금까지 본 발명의 약간의 예시적인 실시예를 상세하게 설명하였지만, 본 기술분야의 당업자라면 본 발명의 신기술 및 이점에서 벗어나지 않고도 다양한 실시예 및 변형예가 가능하다는 것은 명백할 것이다. 따라서, 그러한 모든 변형예는 본 발명의 사상 내에 포함될 것이다.

Claims (21)

  1. 플라즈마 처리공정을 위한 챔버에 있어서,
    피구동 전극과 접지 부분을 포함하며, 처리될 작업대상물을 올려 놓는 척 조립체;
    카운터 전극; 및
    처리가스로부터 챔버내에서 플라즈마를 생성하고 벽 부분을 구비하는 플라즈마원을 포함하여 이루어지며,
    상기 플라즈마원의 상기 벽 부분은 상기 카운터 전극 및 상기 척 조립체의 상기 접지 부분에 직접 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카운터 전극은 주입-배출 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카운터 전극은 상기 플라즈마원의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라즈마원은 상기 카운터 전극의 상기 일부분에 연결되는 RF 에너지원을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 카운터 전극의 상기 일부분은 상기 척 조립체로 균일한 가스를 전달하도록 구성되고 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는 상기 척 조립체의 대향하는 위치에 장착된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    폐수를 펌핑하는 터보분자펌프; 및
    상기 챔버로부터 상기 터보분자펌프로 폐수를 전송하는 펌핑 플레넘을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 주입-배출 플레이트는 상기 펌핑 플레넘 및 상기 터보분자펌프로부터 상기 플라즈마원을 분리시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는,
    상기 챔버 속으로 처리가스를 주입하는 복수 개의 가스 주입부; 및
    폐수를 배출하는 복수 개의 펌핑 포트를 포함하며,
    상기 가스 주입부는 처리될 작업대상물의 표면에 걸쳐 균일하게 처리가스를 주입하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는 플라즈마 처리공정에 관하여 비반응적인 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는 양극 처리된 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는 처리가스원에서 상기 가스 주입부로 처리가스를 전송하는 복수 개의 가스 플레넘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 주입-배출 플레이트는 상기 카운터 전극의 온도를 제어하는 복수 개의 냉각제 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  13. 플라즈마 처리공정을 위한 챔버에 있어서,
    피구동 전극, 접지 부분 및 벨로스를 포함하며, 처리될 작업대상물을 올려놓는 척 조립체;
    카운터 전극; 및
    처리가스로부터 챔버내에서 플라즈마를 생성하고 벽 부분을 구비하는 플라즈마원을 포함하여 이루어지며,
    상기 벨로스는 상승된 위치에서 상기 척 조립체의 상기 접지 부분으로 하여금 상기 챔버 내의 체적을 밀봉하도록 동작하여, 상기 플라즈마원이 상기 카운터 전극 및 상기 척 조립체의 상기 접지 부분에 직접 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  14. 제 13 항에 있어서,
    이송 챔버를 더 포함하여 이루어지며, 상기 벨로스는, 하강된 위치에서 상기 챔버를 개봉하고 상기 벨로스가 상기 상승된 위치에 있을 때에 상기 챔버의 상기 밀봉된 용적 밖에 있는 상기 이송 챔버로부터 및 상기 이송 챔버로 처리될 작업대상물의 출입을 허용하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 벨로스는 상기 벨로스가 상승된 위치에 있을 때는 상기 밀봉된 용적 밖에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  16. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 플라즈마원은 전자기장을 생성하는 코일을 더 포함하고,
    상기 플라즈마원의 상기 벽 부분은 정전 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  17. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 척 조립체는,
    제 1 절연층,
    제 2 절연층, 및
    상기 제 1 절연층과 상기 제 2 절연층 사이에 놓여지고, 하나 이상의 전도부를 갖는 전도층을 포함하여,
    상기 제 2 절연층은 상기 챔버의 상기 접지 부분과 상기 전도층 사이에 놓여있고,
    상기 챔버는 DC 전압원을 더 포함하며, 상기 DC 전압원은 상기 전도층의 상기 하나 이상의 전도부에 전기적으로 연결되고 또한 상기 제 1 절연층에 처리될 작업대상물을 고정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  18. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 카운터 전극은 상기 피구동 전극의 표면적 보다 더 큰 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 플라즈마원의 상기 벽 부분은 상기 카운터 전극 가까이로 갈수록 단면적이 더 넓고 상기 피구동 전극 가까이로 갈수록 단면적이 좁아지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  20. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 플라즈마원의 상기 벽 부분은 상기 카운터 전극 가까이로 갈수록 단면적이 더 넓고 상기 피구동 전극 가까이로 갈수록 단면적이 좁아지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
  21. 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 플라즈마원에 의해 생성된 플라즈마의 시스 전압 파형은 플라즈마 임피던스의 범위에 걸쳐 플라즈마 임피던스에 독립적인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리공정을 위한 챔버.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002227418A1 (en) * 2001-01-22 2002-08-06 Tokyo Electron Limited Vertically translatable chuck assembly and method for a plasma reactor system
US6652711B2 (en) 2001-06-06 2003-11-25 Tokyo Electron Limited Inductively-coupled plasma processing system
US6870204B2 (en) * 2001-11-21 2005-03-22 Astralux, Inc. Heterojunction bipolar transistor containing at least one silicon carbide layer
US7088046B2 (en) * 2002-09-30 2006-08-08 Tokyo Electron Limited Integrated process tube and electrostatic shield, assembly thereof and manufacture thereof
US20040211519A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Tokyo Electron Limited Plasma reactor
US7083702B2 (en) * 2003-06-12 2006-08-01 Applied Materials, Inc. RF current return path for a large area substrate plasma reactor
US20050066902A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for plasma processing
GB0323001D0 (en) * 2003-10-01 2003-11-05 Oxford Instr Plasma Technology Apparatus and method for plasma treating a substrate
US7107125B2 (en) * 2003-10-29 2006-09-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the position of a semiconductor processing robot
US7421973B2 (en) * 2003-11-06 2008-09-09 Axcelis Technologies, Inc. System and method for performing SIMOX implants using an ion shower
US7748344B2 (en) * 2003-11-06 2010-07-06 Axcelis Technologies, Inc. Segmented resonant antenna for radio frequency inductively coupled plasmas
US20050178331A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-18 Fourtner Lawrence C. Electrode assembly and method for producing an electrode plate
CN100399505C (zh) * 2005-12-16 2008-07-02 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 气流分布均匀的刻蚀装置
KR100708618B1 (ko) * 2005-12-28 2007-04-18 제주대학교 산학협력단 수면 전기방전을 이용한 염색폐수 처리장치
US8004293B2 (en) * 2006-11-20 2011-08-23 Applied Materials, Inc. Plasma processing chamber with ground member integrity indicator and method for using the same
US8528498B2 (en) * 2007-06-29 2013-09-10 Lam Research Corporation Integrated steerability array arrangement for minimizing non-uniformity
US9105449B2 (en) * 2007-06-29 2015-08-11 Lam Research Corporation Distributed power arrangements for localizing power delivery
US20090261839A1 (en) * 2008-03-14 2009-10-22 Turner Terry R Effluent impedance based endpoint detection
US8128788B2 (en) * 2008-09-19 2012-03-06 Rf Thummim Technologies, Inc. Method and apparatus for treating a process volume with multiple electromagnetic generators
KR101641130B1 (ko) * 2008-10-09 2016-07-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 대형 플라즈마 처리 챔버를 위한 ｒｆ 복귀 경로
JP5248370B2 (ja) * 2009-03-10 2013-07-31 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッド及びプラズマ処理装置
JP6249659B2 (ja) * 2013-07-25 2017-12-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9232626B2 (en) 2013-11-04 2016-01-05 Kla-Tencor Corporation Wafer grounding using localized plasma source
KR20170066080A (ko) * 2015-12-04 2017-06-14 삼성전자주식회사 배플 플레이트, 플라스마 챔버, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10508339B2 (en) * 2017-05-31 2019-12-17 Applied Materials, Inc. Blocker plate for use in a substrate process chamber
TWI843856B (zh) * 2019-05-28 2024-06-01 美商應用材料股份有限公司 用於改善的流量均勻性的泵送襯墊

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209357A (en) 1979-05-18 1980-06-24 Tegal Corporation Plasma reactor apparatus
US4585920A (en) 1982-05-21 1986-04-29 Tegal Corporation Plasma reactor removable insert
US4464223A (en) 1983-10-03 1984-08-07 Tegal Corp. Plasma reactor apparatus and method
GB8629634D0 (en) * 1986-12-11 1987-01-21 Dobson C D Reactive ion & sputter etching
US4854263B1 (en) 1987-08-14 1997-06-17 Applied Materials Inc Inlet manifold and methods for increasing gas dissociation and for PECVD of dielectric films
JPH07116610B2 (ja) * 1987-12-18 1995-12-13 富士通株式会社 熱処理装置
US4918031A (en) * 1988-12-28 1990-04-17 American Telephone And Telegraph Company,At&T Bell Laboratories Processes depending on plasma generation using a helical resonator
EP0507885B1 (en) * 1990-01-04 1997-12-03 Mattson Technology Inc. A low frequency inductive rf plasma reactor
US5286297A (en) * 1992-06-24 1994-02-15 Texas Instruments Incorporated Multi-electrode plasma processing apparatus
US5292370A (en) * 1992-08-14 1994-03-08 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Coupled microwave ECR and radio-frequency plasma source for plasma processing
US5865896A (en) * 1993-08-27 1999-02-02 Applied Materials, Inc. High density plasma CVD reactor with combined inductive and capacitive coupling
US5614055A (en) * 1993-08-27 1997-03-25 Applied Materials, Inc. High density plasma CVD and etching reactor
US5685942A (en) * 1994-12-05 1997-11-11 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US5997962A (en) * 1995-06-30 1999-12-07 Tokyo Electron Limited Plasma process utilizing an electrostatic chuck
JP2869384B2 (ja) * 1995-06-30 1999-03-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
WO1997039607A1 (fr) * 1996-04-12 1997-10-23 Hitachi, Ltd. Dispositif de traitement au plasma
US5917286A (en) * 1996-05-08 1999-06-29 Advanced Energy Industries, Inc. Pulsed direct current power supply configurations for generating plasmas
US6308654B1 (en) * 1996-10-18 2001-10-30 Applied Materials, Inc. Inductively coupled parallel-plate plasma reactor with a conical dome
US6537418B1 (en) * 1997-09-19 2003-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Spatially uniform gas supply and pump configuration for large wafer diameters
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
US6287435B1 (en) * 1998-05-06 2001-09-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition

Also Published As

Publication number Publication date
CN1189595C (zh) 2005-02-16
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CN1297491A (zh) 2001-05-30
US6511577B1 (en) 2003-01-28

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