KR20070087196A - In-situ chamber cleaning method to remove byproduct deposition from chemical vapor etching chamber - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

프로세싱 챔버내의 지지 부재내의 채널로의 냉각 유체의 흐름을 차단하는 단계, 가스 분배 플레이트의 약 0.1 인치 이내에 있도록 상기 지지 부재를 상승시키는 단계, 상기 가스 분배 플레이트를 가열하는 단계, 및 상기 가스 분배 플레이트를 통해 상기 프로세싱 챔버로 열전도성 가스를 도입하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법 및 장치가 제공된다. 일 측면에서, 챔버는 챔버 몸체와, 챔버 몸체내에 적어도 부분적으로 배치되며 상부에 기판을 지지하는 지지 어셈블리를 포함한다. 챔버는 챔버 몸체의 상부면에 위치되는 리드(lid) 어셈블리를 더 포함한다. 리드 어셈블리는 상부 플레이트와 가스 전달 어셈블리를 포함하며 이들의 사이에는 플라즈마 공동이 규정되며, 상기 가스 전달 어셈블리는 기판을 가열하도록 구성된다. U 형상의 플라즈마 영역을 갖는 원격 플라즈마 소스가 상기 가스 전달 어셈블리와 연결된다.Blocking flow of cooling fluid into the channel in the support member in the processing chamber, raising the support member to be within about 0.1 inches of the gas distribution plate, heating the gas distribution plate, and A processing chamber cleaning method and apparatus are provided, comprising introducing a thermally conductive gas into the processing chamber via. In one aspect, the chamber includes a chamber body and a support assembly at least partially disposed within the chamber body and supporting the substrate thereon. The chamber further includes a lid assembly located on the top surface of the chamber body. The lid assembly includes a top plate and a gas delivery assembly with a plasma cavity defined therebetween, the gas delivery assembly configured to heat the substrate. A remote plasma source having a U-shaped plasma region is connected with the gas delivery assembly.

Description

Translated fromKorean

화학 기상 에칭 챔버로부터 부산물 증착을 제거하기 위한 인-시튜 챔버 세정 방법{AN IN-SITU CHAMBER CLEAN PROCESS TO REMOVE BY-PRODUCT DEPOSITS FROM CHEMICAL VAPOR ETCH CHAMBER}AN IN-SITU CHAMBER CLEAN PROCESS TO REMOVE BY-PRODUCT DEPOSITS FROM CHEMICAL VAPOR ETCH CHAMBER}

본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 반도체 제조용 화학기상증착(CVD) 시스템 및 CVD 시스템의 인-시튜 건식 세정에 관한 것이다.Embodiments of the present invention generally relate to semiconductor processing equipment. More specifically, embodiments of the present invention relate to chemical vapor deposition (CVD) systems for semiconductor manufacturing and in-situ dry cleaning of CVD systems.

자연 산화물(native oxide)은 일반적으로 기판이 산소에 노출될 때 형성된다. 자연 산화물은 에칭중에 기판면이 오염될 경우 형성될 수도 있다. 자연 실리콘 산화막은, 특히 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) 구조의 프로세싱 중에, 노출되어 있는 실리콘 함유층에 형성된다. 실리콘 산화막은 전기적으로 절연되며 접촉 전극 또는 상호연결(interconnecting) 전기 경로와의 계면에서 바람직하지 않은데 이는 막들이 큰 전기 접촉 저항을 발생시키기 때문이다. MOSFET 구조에서 전극들과 상호연결 경로들은 내열성 금속을 베어 실리콘(bare silicon)상에 증착하고 이 층을 금속 실리사이드 층을 생성하기 위해 어닐링함으로써 형성된다. 기판과 금속 사이의 계면에 있는 자연 실리콘 산화막은 금속 실리사이드를 형성하는 확산 화학 반응을 방해함으로써 실리사이드 층의 조성 균일도를 감소시킨다. 이는 전기 접촉부에서의 과열로 인한 증가된 고장률과 보다 낮은 기판 수율에 이르게 된다. 자연 실리콘 산화막은 기판상에 후속 증착되는 다른 CVD 또는 스퍼터링된 층들의 부착을 방해할 수도 있다.Native oxides are generally formed when the substrate is exposed to oxygen. Natural oxides may be formed when the substrate surface is contaminated during etching. The natural silicon oxide film is formed in the exposed silicon-containing layer, especially during processing of the metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET) structure. Silicon oxide films are electrically insulated and are undesirable at interfaces with contact electrodes or interconnecting electrical paths because the films produce large electrical contact resistance. Electrodes and interconnecting paths in a MOSFET structure are formed by depositing a heat resistant metal on bare silicon and annealing this layer to produce a metal silicide layer. The natural silicon oxide film at the interface between the substrate and the metal interferes with the diffusion chemical reaction that forms the metal silicide, thereby reducing the compositional uniformity of the silicide layer. This leads to increased failure rates and lower substrate yields due to overheating in the electrical contacts. The native silicon oxide film may interfere with the attachment of other CVD or sputtered layers subsequently deposited on the substrate.

플루오르화수소(HF)산 및 초순수(deionize water)를 이용한 스퍼터 에칭, 건식 에칭, 및 습식 에칭 프로세스는, 대형 피처(feature) 또는 약 4:1 미만의 종횡비를 갖는 소형 피처에서 오염을 감소시켜 보려고 시도해봤다. 그러나, 자연 산화막의 제거는 효과가 없고 이들 방법들 모두의 경우 원치 않는 찌꺼기를 도입한다. 유사하게, 습식 에칭 용액은, 상기 크기의 피처에 침투하는 것에 성공한다면, 일단 에칭이 완결된 피처로부터 제거하기가 더욱 어렵다.Sputter etching, dry etching, and wet etching processes using hydrogen fluoride (HF) acid and deionize water attempt to reduce contamination in large features or small features having an aspect ratio of less than about 4: 1. I saw. However, removal of the native oxide film is ineffective and, in both of these methods, introduces unwanted debris. Similarly, a wet etch solution is more difficult to remove from a feature once the etch is complete, once it succeeds in penetrating the feature of this size.

자연 산화막을 제거하는 보다 최근의 접근법은 기판상에 불소/실리콘 함유 염을 형성하는 것이며 이는 이후 열 어닐링에 의해 제거된다. 이 접근법에서, 염의 박층은 불소 함유 가스를 실리콘 산화막 표면과 반응시킴으로써 형성된다. 염은 그 후 염을 휘발성 부산물로 해리시키기에 충분한 상승된 온도로 가열되며, 상기 부산물은 그 후 프로세싱 챔버로부터 제거된다. 반응성 불소 함유 가스의 형성은 통상적으로 열부가 또는 플라즈마 에너지에 의해 보조된다. 염은 통상적으로 기판 표면의 냉각을 요하는 감소된 온도에서 형성된다. 일련의 이러한 냉각 이후의 가열은 통상적으로 기판이 냉각되는 냉각 챔버로부터 기판이 가열되는 별개의 어닐링 챔버 또는 노(furnace)로 기판을 이송함으로써 이루어진다.A more recent approach to removing native oxide films is to form fluorine / silicon containing salts on the substrate, which are then removed by thermal annealing. In this approach, a thin layer of salt is formed by reacting a fluorine containing gas with the silicon oxide film surface. The salt is then heated to an elevated temperature sufficient to dissociate the salt into volatile byproducts, which are then removed from the processing chamber. The formation of reactive fluorine containing gas is typically assisted by heat addition or plasma energy. Salts are typically formed at reduced temperatures requiring cooling of the substrate surface. Heating after a series of such cooling is typically accomplished by transferring the substrate from the cooling chamber in which the substrate is cooled to a separate annealing chamber or furnace in which the substrate is heated.

여러 이유로, 이러한 반응성 불소 프로세싱 시퀀스는 바람직하지 않다. 즉, 웨이퍼를 전송하는 데 관련된 시간으로 인해 웨이퍼 처리량이 현저하게 감소된다. 또한, 웨이퍼는 이송 동안의 추가적인 산화 또는 다른 오염에 영향받기 쉽다. 게다가, 소유자의 비용이 두 배가 되는데 이는 두 개의 개별 챔버가 산화막 제거 프로세스를 완결하기 위해 필요하기 때문이다. 여기서 하나의 챔버에서 원격 플라즈마 발생, 가열, 냉각, 및 한 번의 건식 에칭 프로세스의 수행을 할 수 있는(즉, 인-시튜) 프로세싱 챔버에 대한 필요성이 대두된다.For various reasons, such reactive fluorine processing sequences are undesirable. That is, the wafer throughput is significantly reduced due to the time involved in transferring the wafer. In addition, the wafer is susceptible to additional oxidation or other contamination during transfer. In addition, the cost of the owner is doubled because two separate chambers are needed to complete the oxide removal process. There is a need here for a processing chamber capable of remote plasma generation, heating, cooling, and performing a single dry etch process in one chamber (ie, in-situ).

챔버의 가스 분배 플레이트가 약 180℃로 가열되고 프로세스 가스가 챔버의 프로세싱 영역으로 도입될 때, 웨이퍼 지지대는 약 35℃로 냉각되며 프로세스 화학물질은 상기 지지대의 표면을 따라 증착물을 형성한다. 이러한 증착물을 제거하기 위해 챔버를 세정하는 것은 전통적으로 챔버를 개방하고 챔버를 수동으로 세정하기 위해 시간과 노력이 필요한 습식 세정 방법에 의존해 왔다. 대안으로, 페더스털(pedestal)을 냉각하는 데 통상적으로 사용되는 유체를 가열하기 위한 시도가 이루어져 왔으나, 이러한 가열 방법은 챔버 표면을 가열하고 챔버를 세정하는 데 2 내지 3일이 소요된다. 프로세싱 챔버로부터 증착물과 찌꺼기를 제거하는 것은 비용 효율적이며 적은 프로세싱 시간을 요할 것이 요구된다.When the gas distribution plate of the chamber is heated to about 180 ° C. and the process gas is introduced into the processing region of the chamber, the wafer support is cooled to about 35 ° C. and the process chemicals form deposits along the surface of the support. Cleaning the chamber to remove such deposits has traditionally relied on wet cleaning methods that require time and effort to open the chamber and manually clean the chamber. Alternatively, attempts have been made to heat fluids commonly used to cool pedestals, but this heating method takes two to three days to heat the chamber surface and clean the chamber. Removing deposits and debris from the processing chamber is cost effective and requires less processing time.

기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버가 제공된다. 일 측면에서, 챔버는 챔버 몸체와, 챔버 몸체내에 적어도 부분적으로 배치되며 상부에 기판을 지지하는 지지 어셈블리를 포함한다. 챔버는 챔버 몸체의 상부면에 위치되는 리드(lid) 어셈블리를 더 포함한다. 리드 어셈블리는 플라즈마를 생성하기 위한 U 형상 단면을 갖는 원격 플라즈마 영역과 유체 소통한다. 원격 플라즈마 영역은 원통형 전극과 컵 모양의 그라운드에 의해 규정된다. RF 전력 소스가 원통형 전극에 연결된다.A processing chamber is provided for processing a substrate. In one aspect, the chamber includes a chamber body and a support assembly at least partially disposed within the chamber body and supporting the substrate thereon. The chamber further includes a lid assembly located on the top surface of the chamber body. The lid assembly is in fluid communication with a remote plasma region having a U-shaped cross section for generating a plasma. The remote plasma region is defined by cylindrical electrodes and cup-shaped ground. An RF power source is connected to the cylindrical electrode.

본 발명은, 프로세싱 챔버 내의 지지 부재 내의 채널로의 냉각 유체의 흐름을 저지하는 단계, 가스 분배 플레이트의 약 0.1 인치 이내에 있도록 지지 부재를 상승시키는 단계, 가스 분배 플레이트를 가열하는 단계, 및 열전도성의 가스를 가스 분배 플레이트를 통해 프로세싱 챔버로 도입하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버를 세정하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention is directed to retarding the flow of cooling fluid into a channel in a support member in a processing chamber, raising the support member to be within about 0.1 inches of the gas distribution plate, heating the gas distribution plate, and thermally conductive gas. Providing a method through a gas distribution plate into the processing chamber.

상기 언급된 본 발명의 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 기재는 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있고, 이 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 도시된다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 특정 실시예들을 도시하며 따라서, 발명의 범위를 제한하는 것으로 생각되지 않아야함에 주의하여야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 수용할 수 있기 때문이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order that the above-mentioned features of the present invention may be understood in detail, a more specific description of the invention briefly summarized above may be made with reference to embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It is to be noted, however, that the appended drawings illustrate specific embodiments of the invention and, therefore, should not be considered as limiting the scope of the invention, as the invention is capable of accommodating other equally effective embodiments.

도 1A는 가열, 냉각 및 에칭을 위한 예시적인 프로세싱 챔버(100)의 부분단면도이다.1A is a partial cross-sectional view of anexemplary processing chamber 100 for heating, cooling, and etching.

도 1B는 도 1A의 프로세싱 챔버내에 배치된 예시적인 라이너의 확대도이다.1B is an enlarged view of an exemplary liner disposed within the processing chamber of FIG. 1A.

도 2A는 도 1A에 도시된 챔버 몸체의 상단부에 배치될 수 있는 예시적인 리드 어셈블리의 확대단면도이다.FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of an exemplary lead assembly that may be disposed on the upper end of the chamber body shown in FIG. 1A.

도 2B 및 2C는 도 2A의 가스 분배 플레이트의 확대도이다.2B and 2C are enlarged views of the gas distribution plate of FIG. 2A.

도 3A는 도 1A의 챔버 몸체(112)내에 적어도 부분적으로 배치되는 예시적인 지지 어셈블리의 부분 단면도이다.3A is a partial cross-sectional view of an exemplary support assembly disposed at least partially within thechamber body 112 of FIG. 1A.

도 3B는 도 3A의 예시적인 지지 부재(300)의 확대된 부분단면도이다.3B is an enlarged partial cross-sectional view of theexemplary support member 300 of FIG. 3A.

도 4A는 또 다른 예시적인 리드 어셈블리(400)의 단면도이다.4A is a cross-sectional view of anotherexemplary lead assembly 400.

도 4B는 도 4A의 상부 전극의 확대된 부분단면도이다.4B is an enlarged partial cross-sectional view of the upper electrode of FIG. 4A.

도 4C는 도 4A의 리드 어셈블리(400)를 이용하는 예시적인 프로세싱 챔버(100)의 부분단면도이다.4C is a partial cross-sectional view of anexemplary processing chamber 100 utilizing thelid assembly 400 of FIG. 4A.

도 5A-I는 예시적인 능동 전자 소자, 가령 MOSFET 구조를 형성하는 제조 시퀀스의 부분 개요도이다.5A-I are partial schematic diagrams of fabrication sequences forming exemplary active electronic devices, such as MOSFET structures.

도 6은 다중 프로세싱 동작을 수행하는 예시적인 멀티-챔버 프로세싱 시스템의 개략도이다.6 is a schematic diagram of an example multi-chamber processing system for performing multiple processing operations.

도 7은 원격 플라즈마 발생기를 갖는 프로세싱 챔버(100)의 한 가지 대안의 실시예를 보여주는 부분 단면도이다.7 is a partial cross-sectional view showing one alternative embodiment of aprocessing chamber 100 having a remote plasma generator.

도 8은 원격 플라즈마 발생기의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a remote plasma generator.

임의의 수의 기판 프로세싱 기법들을 위한 프로세싱 챔버를 세정하는 방법 및 장치가 제공된다. 챔버는 진공을 파괴하지 않고 기판 표면의 가열 및 냉각 모두를 요하는 플라즈마 보조 건식 에칭 프로세스를 수행하는 데 특히 유용하다. 예를 들어, 본원에 기재된 프로세싱 챔버는 기판 표면으로부터 산화물과 다른 오염물질을 제거하기 위한 전처리(FEOL, front-end-of line) 세정 챔버에 대해 가장 적합하도록 계획되었다.Methods and apparatus are provided for cleaning a processing chamber for any number of substrate processing techniques. The chamber is particularly useful for performing plasma assisted dry etching processes that require both heating and cooling of the substrate surface without breaking the vacuum. For example, the processing chambers described herein are designed to be most suitable for front-end-of-line (FEOL) cleaning chambers to remove oxides and other contaminants from the substrate surface.

본원에 사용된 "기판 표면"은 프로세싱이 그 상부에서 수행되는 임의의 기판 표면을 말한다. 예를 들어, 기판 표면은 실리콘, 실리콘 산화물, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 유리, 사파이어와, 금속, 금속 질화물, 금속 합금, 및 다른 전도성 물질들과 같은 임의의 기타 물질들을 포함할 수 있다. 기판 표면은 또한 실리콘 산화물, 유기실리케이트, 및 탄소 도핑된 실리콘 산화물과 같은 유전 물질들을 포함할 수 있다. 기판 그 자체는 임의의 특정 크기 또는 형상으로 제한되지 않는다. 일 측면에서, 용어 "기판"은 200mm 직경 또는 300mm 직경을 갖는 원형 웨이퍼를 말한다. 다른 측면에서, 용어 "기판"은 팔각형, 정사각형, 직사각형, 곡면 또는 비원형 작업물, 가령 평판 디스플레이의 제조에 사용되는 글라스 기판을 말한다.As used herein, “substrate surface” refers to any substrate surface on which processing is performed thereon. For example, the substrate surface may include silicon, silicon oxide, doped silicon, germanium, gallium arsenide, glass, sapphire, and any other materials such as metals, metal nitrides, metal alloys, and other conductive materials. . The substrate surface may also include dielectric materials such as silicon oxide, organosilicate, and carbon doped silicon oxide. The substrate itself is not limited to any particular size or shape. In one aspect, the term “substrate” refers to a circular wafer having a 200 mm diameter or 300 mm diameter. In another aspect, the term “substrate” refers to a glass substrate used in the manufacture of octagonal, square, rectangular, curved or non-circular workpieces, such as flat panel displays.

도 1A는 프로세싱 챔버(100)를 도시하는 부분 단면도이다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(100)는 챔버 몸체(112), 리드 어셈블리(200), 및 지지 어셈블리(300)를 포함한다. 리드 어셈블리(200)는 챔버 몸체(112)의 상단부에 배치되고, 지지 어셈블리(300)는 챔버 몸체(112)내에 적어도 부분적으로 배치된다. 프로세싱 챔버(100)와 관련 하드웨어는 하나 이상의 호환가능한 물질, 가령 알루미늄, 양극산화 처리된 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄 6061-T6, 스테인리스 강, 및 이들의 조합 및 합금들로부터 형성되는 것이 바람직하다.1A is a partial cross-sectional view illustrating aprocessing chamber 100. In one embodiment, theprocessing chamber 100 includes achamber body 112, alid assembly 200, and asupport assembly 300. Thelid assembly 200 is disposed at the top of thechamber body 112, and thesupport assembly 300 is at least partially disposed in thechamber body 112. Theprocessing chamber 100 and associated hardware are preferably formed from one or more compatible materials, such as aluminum, anodized aluminum, nickel plated aluminum, nickel plated aluminum 6061-T6, stainless steel, and combinations and alloys thereof. Do.

챔버 몸체(112)는 프로세싱 챔버(100)의 내부로의 액세스를 제공하도록 챔버 몸체의 측벽에 형성된 슬릿 밸브 개구(160)를 포함한다. 슬릿 밸브 개구(160)는 웨이퍼 처리 로봇(비도시)에 의한 챔버 몸체(112) 내부로의 액세스를 허용하도록 선택적으로 개폐된다. 웨이퍼 처리 로봇은 당업자에게 주지되어 있고, 임의의 적합한 로봇이 사용될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 로봇 이송 어셈블리는, 1990년 8월 28일 등록된 발명의 명칭이 "Multi-chamber Integrated Process System"인 본원인에게 함께 양수된 U.S. Pat. No. 4,951,601에 기재되어 있으며, 그 전체 개시내용이 참조에 의해 본원에 포함된다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 슬릿 밸브 개구(160)를 통하여 인접한 이송 챔버 및/또는 로드락 챔버, 또는 클러스터 툴 내부의 다른 챔버로 프로세싱 챔버(100) 내외부로 이송될 수 있다. 프로세싱 챔버(100)에 결합될 수 있는 유형의 클러스터 툴은 1993년 2월 16일 등록된 발명의 명칭이 "Staged-Vaccum Wafer Processing System and Method"인 본원인에게 함께 양수된 U.S. Pat. No. 5,186,717에 기재되어 있으며, 그 전체 개시내용이 참조에 의해 본원에 포함된다.Thechamber body 112 includes a slit valve opening 160 formed in the sidewall of the chamber body to provide access to the interior of theprocessing chamber 100. Theslit valve opening 160 is selectively opened and closed to allow access into thechamber body 112 by a wafer processing robot (not shown). Wafer processing robots are well known to those skilled in the art, and any suitable robot can be used. For example, an exemplary robotic transfer assembly may be obtained from U.S. Pat., Which was pumped together by the Applicant named Multi-chamber Integrated Process System, registered August 28, 1990. Pat. No. 4,951,601, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. In one embodiment, the wafer may be transferred into and out of theprocessing chamber 100 through the slit valve opening 160 to an adjacent transfer chamber and / or load lock chamber, or another chamber inside the cluster tool. A cluster tool of the type that can be coupled to theprocessing chamber 100 is a U.S. Patent Application issued to the applicant of February 16, 1993 entitled “Staged-Vaccum Wafer Processing System and Method”. Pat. No. 5,186,717, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

하나 이상의 실시예에서, 챔버 몸체(112)는 챔버 몸체 내부에 형성되며 열 전달 유체를 유동시키기 위한 채널(113)을 포함한다. 챔버 몸체(112)의 온도는 챔버 벽에서의 가스나 부산물의 원치 않는 응축을 방지하기 위해 중요하다. 예시적인 열 전달 유체는 물, 에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 열 전달 유체는 또한 질소 가스를 포함할 수도 있다.In one or more embodiments, thechamber body 112 is formed inside the chamber body and includes achannel 113 for flowing a heat transfer fluid. The temperature of thechamber body 112 is important to prevent unwanted condensation of gases or by-products in the chamber walls. Exemplary heat transfer fluids include water, ethylene glycol, or mixtures thereof. Exemplary heat transfer fluids may also include nitrogen gas.

챔버 몸체(112)는 지지 어셈블리(300)를 둘러싸는 라이너(133)를 더 포함할 수 있다. 라이너(133)는 서비스 및 세정을 위해 착탈가능한 것이 바람직하다. 라이너(133)는 알루미늄과 같은 금속, 또는 세라믹 물질로 제조될 수 있다. 그러나, 라이너(133)는 임의의 프로세스 호환가능한 물질일 수 있다. 라이너(133)는 여기 에 증착되는 임의의 물질의 부착을 증진시키기 위하여 비드 블래스트(bead blast)될 수 있으며, 이에 의해 프로세싱 챔버(100)의 오염에 이르게 될 물질이 벗겨져 떨어지는 것(flaking)을 방지한다. 하나 이상의 실시예에서, 라이너(133)는 진공 시스템과 유체 소통되며 라이너 내부에 형성된 펌핑 채널(129)과 하나 이상의 구멍(135)을 포함한다. 구멍(135)은 펌핑 채널(129)로 유입되는 가스들을 위한 유동 경로를 제공하며, 프로세싱 챔버(100) 내부의 가스들을 위한 배출구를 제공한다.Thechamber body 112 may further include aliner 133 surrounding thesupport assembly 300. Theliner 133 is preferably removable for service and cleaning. Theliner 133 may be made of a metal, such as aluminum, or a ceramic material. However,liner 133 may be any process compatible material. Theliner 133 may be bead blasted to promote adhesion of any material deposited thereon, thereby preventing flaking of material that would result in contamination of theprocessing chamber 100. do. In one or more embodiments, theliner 133 is in fluid communication with the vacuum system and includes pumpingchannels 129 and one ormore holes 135 formed within the liner. Thehole 135 provides a flow path for the gases entering thepumping channel 129 and provides an outlet for the gases inside theprocessing chamber 100.

진공 시스템은 프로세싱 챔버(100)를 통한 가스들의 유동을 조절하기 위하여 진공 펌프(125)와 스로틀밸브(127)를 포함할 수 있다. 진공 펌프(125)는 챔버 몸체(112)에 배치된 진공 포트(131)와 연결되며, 따라서 라이너(133)내에 형성된 펌핑 채널(129)과 유체 소통한다. 용어 "가스"와 "가스들"은 달리 지적되지 않는 한 상호교환하여 사용될 수 있으며, 하나 이상의 전구체, 반응체, 촉매, 캐리어, 정화, 세정, 이들의 조합과, 챔버 몸체(112)로 유입되는 임의의 다른 유체를 말한다.The vacuum system may include avacuum pump 125 and athrottle valve 127 to regulate the flow of gases through theprocessing chamber 100. Thevacuum pump 125 is connected to avacuum port 131 disposed in thechamber body 112 and thus in fluid communication with the pumpingchannel 129 formed in theliner 133. The terms "gas" and "gases" may be used interchangeably unless otherwise indicated and may be introduced into thechamber body 112 with one or more precursors, reactants, catalysts, carriers, purging, cleaning, combinations thereof, and the like. Refers to any other fluid.

라이너(133)를 상세하게 고찰하면, 도 1B는 라이너(133)의 일 실시예의 확대도를 도시한다. 이 실시예에서, 라이너(133)는 상부(133A)와 하부(133B)를 포함한다. 챔버 몸체(112)의 측벽에 배치된 슬릿 밸브 개구(160)와 정렬된 구멍(133C)이 라이너(133) 내부에 형성되어 챔버 몸체(112) 내외부로 기판들의 유입 및 유출을 가능하게 한다. 일반적으로 펌핑 채널(129)이 상부(133A) 내에 형성된다. 상부(133A)는 또한 이를 관통하여 형성된 하나 이상의 구멍(135)을 포함하여, 가스들에 대한 펌핑 채널(129)로의 통로 또는 유동 경로를 제공한다.Looking atliner 133 in detail, FIG. 1B shows an enlarged view of one embodiment ofliner 133. In this embodiment, theliner 133 includes a top 133A and a bottom 133B. Ahole 133C aligned with the slit valve opening 160 disposed on the sidewall of thechamber body 112 is formed in theliner 133 to allow inflow and outflow of substrates into and out of thechamber body 112. Generally pumpingchannel 129 is formed in top 133A. Top 133A also includes one ormore holes 135 formed therethrough to provide a passage or flow path to pumpingchannel 129 for the gases.

도 1A 및 1B를 참조하면, 구멍(135)에 의해 펌핑 채널(129)이 챔버 몸 체(112)내에 있는 프로세싱 영역(140)과 유체 소통된다. 프로세싱 영역(140)은 리드 어셈블리(200)의 하부면과 지지 어셈블리(300)의 상부면에 의해 규정되며, 라이너(133)에 의해 둘러싸여 있다. 구멍(135)은 균일한 크기이며 라이너(133) 주변에 균일하게 이격되어 있다. 그러나, 임의의 수, 위치, 크기, 또는 형상의 구멍들이 사용될 수 있으며, 이들 각각의 설계 변수들은 아래에서 보다 상세히 논의될 것처럼 기판 수용면에 대한 가스의 원하는 유동 패턴에 따라 변할 수 있다. 또한, 구멍(135)의 크기, 수, 및 위치는 프로세싱 챔버(100)로부터 배출되는 가스들의 균일한 유동을 얻도록 구성된다. 또한, 챔버(100)로부터의 가스의 빠른 배기를 용이하게 하기 위하여, 구멍 크기 및 위치가 빠른 또는 대용량의 펌핑을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진공 포트(131)에 근접한 구멍(135)의 수와 크기는 진공 포트(131)로부터 멀리 떨어져 위치된 구멍(135)의 크기보다 작을 수 있다.1A and 1B, the pumpingchannel 129 is in fluid communication with theprocessing region 140 in thechamber body 112 by theholes 135. Theprocessing area 140 is defined by the bottom surface of thelid assembly 200 and the top surface of thesupport assembly 300 and is surrounded by theliner 133. Theholes 135 are of uniform size and are evenly spaced around theliner 133. However, any number, location, size, or shape of holes may be used, and each of these design variables may vary depending on the desired flow pattern of gas to the substrate receiving surface, as discussed in more detail below. In addition, the size, number, and location of theholes 135 are configured to obtain a uniform flow of gases exiting theprocessing chamber 100. In addition, to facilitate rapid evacuation of the gas from thechamber 100, the pore size and location can be configured to provide fast or large volume pumping. For example, the number and size ofholes 135 proximate to thevacuum port 131 may be smaller than the size of thehole 135 located far from thevacuum port 131.

역시 도 1A 및 1B를 참조하면, 라이너(133)의 하부(133B)는 이의 내부에 위치된 유동 경로 또는 진공 채널(129A)을 포함한다. 진공 채널(129A)은 위에서 기재된 진공 시스템과 유체 소통된다. 진공 채널(129A)은 또한 라이너(133)의 외경에 형성된 리세스 또는 포트(129B)를 통하여 펌핑 채널(129)과 유체 소통된다. 일반적으로, 두 개의 가스 포트들(129B)(하나만이 이 도면에 도시됨)이 상부(133A)와 하부(133B) 사이의 라이너(133)의 외경에 형성되어 있다. 가스 포트들(129)은 펌핑 채널(129)과 진공 채널(129A) 사이에 유동 경로를 제공한다. 각각의 포트들(129B)의 크기와 위치는 설계의 문제이며, 원하는 막의 화학양론, 형성되고 있는 소자의 기하구조, 프로세싱 챔버(100)의 부피 용량, 프로세싱 챔버에 결합된 진공 시스템의 용량에 의해 결정된다. 전형적으로, 포트들(129B)은 서로와 대향하여 즉, 라이너(133)의 외경에 대하여 180ㅀ 이격되어 정렬된다.Referring again to FIGS. 1A and 1B, the bottom 133B of theliner 133 includes a flow path orvacuum channel 129A located therein.Vacuum channel 129A is in fluid communication with the vacuum system described above.Vacuum channel 129A is also in fluid communication with pumpingchannel 129 through a recess orport 129B formed in the outer diameter ofliner 133. Generally, twogas ports 129B (only one shown in this figure) are formed in the outer diameter of theliner 133 between the top 133A and the bottom 133B.Gas ports 129 provide a flow path between pumpingchannel 129 andvacuum channel 129A. The size and location of each of theports 129B is a matter of design and depends on the stoichiometry of the desired film, the geometry of the device being formed, the volumetric capacity of theprocessing chamber 100 and the capacity of the vacuum system coupled to the processing chamber. Is determined. Typically, theports 129B are aligned opposite one another, i.e., spaced 180 ° apart with respect to the outer diameter of theliner 133.

동작시에, 프로세싱 챔버(100)로부터 배기되는 하나 이상의 가스들은 라이너(133)의 상부(133A)를 관통하여 형성된 구멍(135)을 통하여 펌핑 채널(129)로 유동된다. 가스는 그 후 펌핑 채널(129)내에서 유동되며 진공 포트(131)를 통하여 진공 채널(129A)로 유동된다. 가스는 진공 포트(131)를 통하여 진공 펌프(125)로 진공 채널(129A)를 벗어난다.In operation, one or more gases exhausted from theprocessing chamber 100 flow into the pumpingchannel 129 through anaperture 135 formed through the top 133A of theliner 133. The gas then flows in pumpingchannel 129 and throughvacuum port 131 tovacuum channel 129A. The gas leaves thevacuum channel 129A through thevacuum port 131 to thevacuum pump 125.

리드 어셈블리(200)를 보다 상세히 고찰하면, 도 2A는 도 1A에 도시된 챔버 몸체(112)의 상단부에 배치될 수 있는 예시적인 리드 어셈블리(200)의 확대단면도를 도시한다. 도 1A 및 2A를 참조하면, 리드 어셈블리(200)는 도 1A에 도시된 것처럼, 서로의 상단에 적층된 다수의 컴포넌트들을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 리드 어셈블리(200)는 리드 림(lid rim, 210), 가스 전달 어셈블리(220), 상부 플레이트(250)를 포함한다. 가스 전달 어셈블리(220)는 리드 림(210)의 상부면에 결합되며 리드 림과 최소한의 열 접촉을 이루도록 배치된다. 리드 어셈블리(200)의 컴포넌트들은 가령 잘 마감된 표면을 갖는 알루미늄 합금과 같이 높은 열전도성과 낮은 열 저항을 갖는 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 컴포넌트들의 열 저항은 약 5×10^-4㎡ K/W보다 작은 것이 바람직하다. 리드 림(210)은 리드 어셈블리(200)를 구성하는 컴포넌트들의 하중을 견디도록 설계되며, 가령 지지 어셈블리(300)와 같은 내부 챔버 컴포넌트들에 액세스를 제공하기 위하여 힌지 어셈블리 (이 도면에는 비도시)를 통하여 챔버 몸체(112)의 상부면에 결합된다.Looking at thelid assembly 200 in greater detail, FIG. 2A shows an enlarged cross-sectional view of anexemplary lid assembly 200 that may be disposed on the top of thechamber body 112 shown in FIG. 1A. 1A and 2A, thelid assembly 200 includes a number of components stacked on top of each other, as shown in FIG. 1A. In one or more embodiments, thelid assembly 200 includes alid rim 210, agas delivery assembly 220, and atop plate 250. Thegas delivery assembly 220 is coupled to the top surface of thelead rim 210 and is arranged to make minimal thermal contact with the lead rim. The components of thelid assembly 200 are preferably made of a material having high thermal conductivity and low thermal resistance, such as an aluminum alloy with a well finished surface. The thermal resistance of the components is preferably less than about 5 × 10⁻⁴ m 2 K / W. Thelid rim 210 is designed to withstand the load of the components that make up thelid assembly 200, and may be provided with a hinge assembly (not shown in this figure) to provide access to internal chamber components such as, for example, thesupport assembly 300. Is coupled to the upper surface of thechamber body 112 through.

도 2B와 2C를 참조하면, 가스 전달 어셈블리(220)는 분배 플레이트 또는 샤워헤드(225)를 포함할 수 있다. 도 2B는 예시적인 가스 분배 플레이트(225)의 일 실시예의 확대도이며 도 2C는 부분단면도이다. 하나 이상의 실시예에서, 가스 분배 플레이트(225)는 실질적으로 디스크 모양이며 가스들의 유동을 분배시키기 위하여 다수의 구멍(225A) 또는 통로를 포함하여, 기판의 표면에 대하여 가스의 균일한 분배를 제공한다.2B and 2C, thegas delivery assembly 220 may include a distribution plate orshowerhead 225. 2B is an enlarged view of one embodiment of an exemplarygas distribution plate 225 and FIG. 2C is a partial cross-sectional view. In one or more embodiments, thegas distribution plate 225 is substantially disk-shaped and includes a plurality ofholes 225A or passageways to distribute the flow of gases to provide uniform distribution of gas over the surface of the substrate. .

도 2A, 2B 및 2C를 참조하면, 가스 분배 플레이트(225)는 이의 주변에 형성된 환형 장착 플랜지(222)를 포함하며, 이는 리드 림(210) 위에 안착하는 크기이다. 따라서, 가스 분배 플레이트(225)는 리드 어셈블리(200)와 최소의 접촉을 이룬다. 탄성 o-링과 같은 o-링 형태 시일(224)이 환형 장착 플랜지(222)내부에 적어도 부분적으로 배치되어 리드 림(210)과의 유체 밀착(fluid-tight) 접촉을 보장하는 것이 바람직하다.2A, 2B and 2C, thegas distribution plate 225 includes anannular mounting flange 222 formed at its periphery, which is sized to rest on thelead rim 210. Thus, thegas distribution plate 225 makes minimal contact with thelid assembly 200. An o-ring shapedseal 224, such as an elastic o-ring, is preferably disposed at least partially within the annular mountingflange 222 to ensure fluid-tight contact with thelid rim 210.

가스 전달 어셈블리(220)는 가스 분배 플레이트(225)에 인접하여 배치된 차단기 어셈블리(blocker assembly, 230)를 더 포함할 수 있다. 차단기 어셈블리(230)는 가스 분배 플레이트(225)의 후면에 가스의 균일한 분배를 제공한다. 차단기 어셈블리(230)는 알루미늄 합금으로 제조되며 양호한 열 접촉을 보장하기 위하여 가스 분배 플레이트(225)에 제거가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차단기 어셈블리(230)는 볼트(221) 또는 유사한 파스너(fastener)를 이용하여 가스 분배 플레이트(225)에 결합될 수 있다. 차단기 어셈블리(230)는 도 2A에 도시된 것처럼 리드 림(210)과 열 접촉을 형성하지 않는 것이 바람직하다.Thegas delivery assembly 220 may further include ablocker assembly 230 disposed adjacent thegas distribution plate 225. Thebreaker assembly 230 provides a uniform distribution of gas to the back of thegas distribution plate 225. Thebreaker assembly 230 is preferably made of aluminum alloy and is removably coupled to thegas distribution plate 225 to ensure good thermal contact. For example, thebreaker assembly 230 can be coupled to thegas distribution plate 225 usingbolts 221 or similar fasteners. Thebreaker assembly 230 preferably does not make thermal contact with thelead rim 210 as shown in FIG. 2A.

하나 이상의 실시예에서, 차단기 어셈블리(230)는 제2 차단기 플레이트(235)에 장착된 제1 차단기 플레이트(233)를 포함한다. 제2 차단기 플레이트(235)는 자신을 관통하여 형성된 통로(259)를 포함한다. 바람직하게는 통로(259)가 제2 차단기 플레이트(235)를 관통해 중앙에 위치되어, 통로(259)가 상부 플레이트(250)의 하부면과 제2 차단기 플레이트(235)의 상부면에 의해 규정된 제1 공동 또는 부피(261)와 유체 소통하는 것이 바람직하다. 통로(259)는 또한 제2 차단기 플레이트(235)의 하부면과 제1 차단기 플레이트(233)의 상부면에 의해 규정된 제2 공동 또는 부피(262)와 유체 소통한다. 통로(259)는 또한 제1 차단기 플레이트(233)의 하부면과 가스 분배 플레이트(225)의 상부면에 의해 규정된 제3 공동 또는 부피(263)와 유체 소통한다. 통로(259)는 가스 유입구(223)에 결합된다. 가스 유입구(223)는 그 제1 단부에서 상부 플레이트(250)에 결합된다. 비록 도시되지는 않지만, 가스 유입구(223)는 그 제2 단부에서 하나 이상의 업스트립(upstream) 가스 소스 및/또는 다른 가스 분배 컴포넌트, 가령 가스 혼합기에 결합된다.In one or more embodiments, thebreaker assembly 230 includes afirst breaker plate 233 mounted to asecond breaker plate 235. Thesecond breaker plate 235 includes apassageway 259 formed therethrough. Preferably,passage 259 is centrally located throughsecond breaker plate 235 such thatpassage 259 is defined by the bottom face oftop plate 250 and the top face ofsecond breaker plate 235. It is preferred to be in fluid communication with the first cavity orvolume 261. Thepassage 259 is also in fluid communication with the second cavity orvolume 262 defined by the bottom surface of thesecond breaker plate 235 and the top surface of thefirst breaker plate 233. Thepassage 259 is also in fluid communication with a third cavity orvolume 263 defined by the bottom surface of thefirst breaker plate 233 and the top surface of thegas distribution plate 225. Thepassage 259 is coupled to thegas inlet 223. Thegas inlet 223 is coupled to thetop plate 250 at its first end. Although not shown, thegas inlet 223 is coupled to one or more upstream gas sources and / or other gas distribution components, such as a gas mixer, at its second end.

제1 차단기 플레이트(233)는 그 내부에 형성된 다수의 통로들(233A)을 포함하며, 이 통로들(233A)은 통로(259)로부터 가스 분배 플레이트(225)로 유동하는 가스들을 분산시키도록 구성된다. 비록 통로들(233A)이 원형이거나 둥근 것으로 도시되어 있지만, 통로들(233A)은 정사각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 통로들(233A)은 기판의 표면에 대하여 제어되고 균일한 유량 분배를 제공하기 위하여 차단기 플레이트(233)에 대하여 크기와 위치가 정해질 수 있다. 전술한 것처럼, 제1 차단기 플레이트(233)는 이들 컴포넌트들의 세정 또는 제거를 용이하게 하기 위하여 제2 차단기 플레이트(235) 및 가스 분배 플레이트(225)로부터 용이하게 제거될 수 있다.Thefirst breaker plate 233 includes a plurality ofpassages 233A formed therein, thepassages 233A configured to disperse gases flowing from thepassage 259 to thegas distribution plate 225. do. Althoughpassages 233A are shown as being circular or round,passages 233A may be square, rectangular, or any other shape. Thepassages 233A may be sized and positioned relative to thebreaker plate 233 to provide controlled and uniform flow distribution over the surface of the substrate. As mentioned above, thefirst breaker plate 233 can be easily removed from thesecond breaker plate 235 and thegas distribution plate 225 to facilitate cleaning or removal of these components.

사용시에, 하나 이상의 프로세스 가스들이 가스 유입구(223)를 통하여 가스 전달 어셈블리(220)로 유입된다. 프로세스 가스는 제1 부피(261)로 유동되며, 제2 차단기 플레이트(235)의 통로(259)를 통하여 제2 부피(262)로 유동된다. 프로세스 가스는 그 후 제1 차단기 플레이트(233)의 홀들(holes, 233A)을 통하여 제3 부피(263)로 분배되며, 가스가 챔버 몸체(112)내에 배치된 기판의 노출된 표면들과 만날 때까지 가스 분배 플레이트(225)의 홀들(225A)을 통해 추가로 분배된다.In use, one or more process gases enter thegas delivery assembly 220 through thegas inlet 223. Process gas flows into thefirst volume 261 and through thepassage 259 of thesecond breaker plate 235 to thesecond volume 262. The process gas is then dispensed into thethird volume 263 through theholes 233A of thefirst breaker plate 233 when the gas meets the exposed surfaces of the substrate disposed in thechamber body 112. Further through theholes 225A of thegas distribution plate 225.

가스 공급판(비도시)이 프로세싱 챔버(100)에 하나 이상의 가스들을 제공하기 위해 일반적으로 사용된다. 사용되는 특정 가스 또는 가스들은 챔버(100)내에서 수행될 프로세스 또는 프로세스들에 따른다. 예시적인 가스들은 하나 이상의 전구체, 환원제, 촉매, 캐리어, 정화, 세정, 또는 이들의 임의의 혼합물 또는 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 일반적으로, 프로세싱 챔버(100)로 도입된 상기 하나 이상의 가스들은 유입구(223)를 통해 리드 어셈블리(200)로 흐르며 그 후 가스 전달 어셈블리(220)를 통해 챔버 몸체(112)로 흐른다. 전기적으로 동작되는 밸브 및/또는 유동 제어 메커니즘(비도시)이 사용되어 가스 공급부로부터 프로세싱 챔버(100)로의 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 프로세스에 따라서, 임의의 수의 가스들이 프로세싱 챔버(100)로 전달될 수 있고, 프로세싱 챔버(100) 내에서나 가스들이 프로세싱 챔버(100)로 전달되기 전에 가령 가스 혼합부(비도시)에서 혼합될 수 있다.Gas supply plates (not shown) are generally used to provide one or more gases to theprocessing chamber 100. The particular gas or gases used depends upon the process or processes to be performed inchamber 100. Exemplary gases include, but are not limited to, one or more precursors, reducing agents, catalysts, carriers, clarifications, rinses, or any mixtures or combinations thereof. Generally, the one or more gases introduced into theprocessing chamber 100 flow through theinlet 223 to thelid assembly 200 and then through thegas delivery assembly 220 to thechamber body 112. Electrically operated valves and / or flow control mechanisms (not shown) may be used to control the flow of gas from the gas supply to theprocessing chamber 100. Depending on the process, any number of gases may be delivered to theprocessing chamber 100 and may be mixed within theprocessing chamber 100 or in a gas mixer (not shown) before the gases are delivered to theprocessing chamber 100. have.

계속 도 1A 및 2A를 참조하면, 리드 어셈블리(200)는 리드 어셈블리(200)내에 반응종의 플라즈마를 생성하기 위해 전극(240)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전극(240)은 상부 플레이트(250)상에 지지되며 이로부터 전기적으로 절연된다. 예를 들어, 도 2A에 도시된 것처럼 상부 플레이트(250)로부터 전극(240)을 분리하는 절연 필터 링(241)이 전극(240)의 하부 주변에 배치될 수 있다. 환형 절연체(242)가 또한 절연 필터 링(241)의 외부면에 대해 배치될 수도 있다. 환형 절연체(243)는 그 후 전극(240)의 상부 주변에 배치될 수 있어서 전극(240)이 상부 플레이트(250)와 리드 어셈블리(200)의 모든 다른 요소들로부터 전기적으로 절연된다. 이러한 링들(241, 242, 243) 각각은 알루미늄 산화물이나 임의의 다른 절연체, 프로세스 호환가능한 물질로 제조될 수 있다.With continued reference to FIGS. 1A and 2A, thelead assembly 200 may further include anelectrode 240 to generate plasma of the reactive species within thelead assembly 200. In one embodiment,electrode 240 is supported on and electrically insulated fromtop plate 250. For example, an insulatingfilter ring 241 that separates theelectrode 240 from thetop plate 250 may be disposed around the bottom of theelectrode 240, as shown in FIG. 2A.Annular insulator 242 may also be disposed relative to the outer surface of insulatingfilter ring 241. Theannular insulator 243 may then be disposed around the top of theelectrode 240 such that theelectrode 240 is electrically insulated from thetop plate 250 and all other elements of thelead assembly 200. Each of theserings 241, 242, 243 may be made of aluminum oxide or any other insulator, process compatible material.

하나 이상의 실시예에서, 전극(240)은 전력 소스(미도시)에 연결되며 가스 전달 어셈블리(220)는 그라운드에 연결된다(즉, 가스 전달 어셈블리(220)는 전극으로 기능함). 따라서, 하나 이상의 프로세스 가스들의 플라즈마는 전극(240)("제1 전극")과 가스 전달 어셈블리(220)("제2 전극") 사이에 있는 부피(261, 262 및/또는 263)에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 전극(240)과 차단기 어셈블리(230) 사이에서 타격(striking) 및 함유될 수 있다. 대안으로, 플라즈마는 차단기 어셈블리(230)가 없을 때는, 전극(240)과 가스 분배 플레이트(225) 사이에서 타격 및 함유될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 플라즈마는 리드 어셈블리(200)내에 양호하게 한정되고 함유될 수 있다. 따라서 어떠한 활성 플라즈마도 챔버 몸 체(112)내에 배치된 기판과 직접 접촉하고 있지 않기 때문에 플라즈마는 "원격 플라즈마"이다. 결과적으로, 플라즈마가 기판 표면으로부터 충분히 이격되어 있으므로 기판에 대한 플라즈마 손상이 회피된다.In one or more embodiments,electrode 240 is connected to a power source (not shown) andgas delivery assembly 220 is connected to ground (ie,gas delivery assembly 220 functions as an electrode). Thus, a plasma of one or more process gases may be generated involumes 261, 262 and / or 263 between electrode 240 (“first electrode”) and gas delivery assembly 220 (“second electrode”). Can be. For example, the plasma may be striking and contained betweenelectrode 240 andbreaker assembly 230. Alternatively, the plasma can be blown and contained between theelectrode 240 and thegas distribution plate 225 when thebreaker assembly 230 is absent. In another embodiment, the plasma may be well defined and contained within thelid assembly 200. Thus, the plasma is a "remote plasma" because no active plasma is in direct contact with the substrate disposed in thechamber body 112. As a result, plasma damage to the substrate is avoided because the plasma is sufficiently spaced from the substrate surface.

가스들을 반응종으로 활성화할 수 있고 반응종들의 플라즈마를 유지할 수 있는 임의의 전력 소스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력 방전 기법에 기초하여 무선 주파수(RF), 직류(DC), 또는 마이크로파(MW)가 사용될 수 있다. 활성화는 열 기반 기법, 가스 방전(breakdown) 기법, 고밀도 광소스(예, UV 에너지), 또는 x-레이로의 노광에 의해 생성될 수도 있다. 대안으로, 원격 플라즈마 발생기와 같은 원격 활성화 소스가 사용되어, 챔버(100)로 전달될 반응종들의 플라즈마를 생성할 수 있다. 예시적인 원격 플라즈마 발생기들은 MKS instruments Inc. 및 Advanced Energy Industries, Inc.와 같은 판매자로부터 이용가능하다. 바람직하게는, RF 전력 공급이 전극(240)에 연결된다.Any power source that can activate the gases as reactive species and maintain a plasma of the reactive species can be used. For example, radio frequency (RF), direct current (DC), or microwave (MW) may be used based on a power discharge technique. Activation may be generated by heat-based techniques, gas breakdown techniques, high density light sources (eg, UV energy), or exposure to x-rays. Alternatively, a remote activation source, such as a remote plasma generator, may be used to generate a plasma of reactive species to be delivered to thechamber 100. Exemplary remote plasma generators include MKS instruments Inc. And sellers such as Advanced Energy Industries, Inc. Preferably, an RF power supply is connected toelectrode 240.

도 2A를 참조하면, 가스 전달 어셈블리(220)프로세스 가스들, 및 프로세싱 챔버(100)내에서 수행될 동작들에 의존하여 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트(270), 가령 저항성 가열기는 가스 분배 플레이트(225)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2B 및 2C에 상세히 도시된 것처럼 가열 엘리먼트(270)는 튜브형 부재이며 가스 분배 플레이트(225)의 상부면에 압축된다.Referring to FIG. 2A, thegas delivery assembly 220 may be heated depending on the process gases and the operations to be performed within theprocessing chamber 100. In one embodiment, theheating element 270, such as a resistive heater, may be coupled to thegas distribution plate 225. In one embodiment, theheating element 270 is a tubular member and compressed to the top surface of thegas distribution plate 225 as shown in detail in FIGS. 2B and 2C.

도 2B 및 2C를 참조하면, 가스 분배 플레이트(225)의 상부면은 가열 엘리먼트(270)의 외부 직경보다 약간 작은 폭을 갖는 그루브 또는 오목한(recessed) 채널을 포함하여, 가열 엘리먼트(270)는 계면 접합을 이용하여 그루브내에 유지된다. 가스 분배 플레이트(225)와 차단기 어셈블리(230)를 포함하는 전달 어셈블리(220)의 컴포넌트들 각각이 상호 도전 결합되어 있으므로, 가열 엘리먼트(270)는 가스 전달 어셈블리(220)의 온도를 조정한다. 온도의 조정은 가스 분배 플레이트(225)에 결합된 열전쌍(272)에 의해 용이해질 수 있다. 열전쌍(272)이 전력 공급으로부터 가열 엘리먼트(270)에 가해진 전기 전류를 제어하도록 피드백 루프에서 사용될 수 있어서, 가스 전달 어셈블리(220) 온도는 원하는 온도에서 또는 원하는 온도 범위 내에서 유지 또는 제어될 수 있다. 가스 전달 어셈블리(220) 온도의 제어는 용이해질 수 있는데, 이는 상술한 것처럼 가스 전달 어셈블리(220)가 리드 어셈블리(200)의 다른 컴포넌트들과의 최소한의 열 접촉을 이루고, 그 자체로 열전도성이 제한되기 때문이다.2B and 2C, the top surface of thegas distribution plate 225 includes grooves or recessed channels having a width slightly smaller than the outer diameter of theheating element 270, such that theheating element 270 is an interface. It is held in a groove using a joint. Since each of the components of thedelivery assembly 220 including thegas distribution plate 225 and thebreaker assembly 230 are mutually conductively coupled, theheating element 270 adjusts the temperature of thegas delivery assembly 220. Adjustment of temperature can be facilitated bythermocouple 272 coupled togas distribution plate 225.Thermocouple 272 can be used in a feedback loop to control the electrical current applied toheating element 270 from the power supply, such thatgas delivery assembly 220 temperature can be maintained or controlled at a desired temperature or within a desired temperature range. . Control of the temperature of thegas delivery assembly 220 can be facilitated, as described above, whereby thegas delivery assembly 220 makes minimal thermal contact with the other components of thelid assembly 200 and, as such, is thermally conductive, Because it is limited.

하나 이상의 실시예에서, 가스 전달 어셈블리(220)의 온도 제어를 제공하도록 열전달 매체를 유동시키기 위하여, 리드 어셈블리(200)는 그 내부에 형성된 하나 이상의 유체 채널(202)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유체 채널(202)은 도 2A에 도시된 것처럼 리드 림(210) 내부에 형성될 수 있다. 대안으로, 유체 채널(202)은 가스 전달 어셈블리(220)에 균일한 열전달을 제공하기 위하여 리드 어셈블리(200)의 임의의 컴포넌트내에 형성될 수 있다. 유체 채널(202)은 챔버(100) 내의 프로세스 요건들에 따라서, 가스 전달 어셈블리(220)의 온도를 제어하기 위하여 가열 또는 냉각 매체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 가령 질소, 물, 에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물과 같은 임의의 열전달 매체가 사용될 수 있다.In one or more embodiments, thelid assembly 200 may include one or morefluid channels 202 formed therein to flow the heat transfer medium to provide temperature control of thegas delivery assembly 220. In one embodiment, thefluid channel 202 may be formed inside thelid rim 210 as shown in FIG. 2A. Alternatively,fluid channel 202 may be formed in any component oflid assembly 200 to provide uniform heat transfer togas delivery assembly 220.Fluid channel 202 may comprise either a heating or cooling medium to control the temperature ofgas delivery assembly 220, depending on the process requirements withinchamber 100. Any heat transfer medium can be used, such as, for example, nitrogen, water, ethylene glycol, or mixtures thereof.

하나 이상의 실시예에서, 가스 전달 어셈블리(220)는 하나 이상의 열 램프 (비도시)를 이용하여 가열될 수 있다. 일반적으로, 열 램프들은 방사에 의해 가스 분배 플레이트(225)를 가열하기 위하여 가스 분배 플레이트(225)의 상부면 주변에 배치된다.In one or more embodiments,gas delivery assembly 220 may be heated using one or more heat lamps (not shown). In general, heat lamps are disposed around the top surface of thegas distribution plate 225 to heat thegas distribution plate 225 by radiation.

도 3A는 예시적인 지지 어셈블리(300)의 부분단면도를 도시한다. 지지 어셈블리(300)는 챔버 몸체(112)내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 지지 어셈블리(300)는 처리하고 있는 기판(이 도면에는 비도시)을 챔버 몸체(112) 내에 지지하기 위하여 지지 부재(310)를 포함할 수 있다. 지지 부재(310)는 챔버 몸체(112)의 하부면에 형성되고 중앙에-위치된 개구(114)를 통해 연장하는 샤프트(314)를 통해 리프트 메커니즘(330)에 결합될 수 있다. 리프트 메커니즘(330)은 샤프트(314) 주변으로부터 진공 누설을 방지하는 벨로우즈(333)에 의해 챔버 몸체(112)에 플렉시블하게 밀봉될 수 있다. 리프트 메커니즘(330)에 의해 지지 부재(310)가 프로세스 위치, 상승된 세정 위치, 및 아래의 전달 위치 사이에서 챔버 몸체(112)내에 수직으로 이동된다. 전달 위치는 챔버 몸체(112)의 측벽에 형성된 슬릿 밸브의 개구(160) 약간 아래이다.3A shows a partial cross-sectional view of anexemplary support assembly 300. Thesupport assembly 300 can be at least partially disposed within thechamber body 112. Thesupport assembly 300 may include asupport member 310 to support the substrate being processed (not shown in this figure) in thechamber body 112. Thesupport member 310 may be coupled to thelift mechanism 330 through ashaft 314 formed in the bottom surface of thechamber body 112 and extending through the centrally-locatedopening 114.Lift mechanism 330 may be flexibly sealed tochamber body 112 bybellows 333 that prevents vacuum leakage from aroundshaft 314. Thelift mechanism 330 moves thesupport member 310 vertically in thechamber body 112 between the process position, the raised cleaning position, and the transfer position below. The delivery position is slightly below theopening 160 of the slit valve formed in the side wall of thechamber body 112.

도 3B는 도 3A에 도시된 지지 어셈블리(300)의 확대 부분단면도를 도시한다. 하나 이상의 실시예에서, 지지 부재(310)는 그 상부에서 처리될 기판을 지지하기 위한 평편한 원형면 또는 실질적으로 평편한 원형면을 갖는다. 지지 부재(310)는 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하다. 지지 부재(310)는 기판의 후면 오염을 감소시키기 위하여 가령 실리콘이나 세라믹 물질과 같은 일부 다른 물질로 제조된 제거가능한 상부 플레이트(311)를 포함할 수 있다.3B shows an enlarged partial cross-sectional view of thesupport assembly 300 shown in FIG. 3A. In one or more embodiments, thesupport member 310 has a flat circular surface or a substantially flat circular surface for supporting a substrate to be processed thereon. Thesupport member 310 is preferably made of aluminum. Thesupport member 310 may include a removabletop plate 311 made of some other material, such as silicon or ceramic material, to reduce backside contamination of the substrate.

하나 이상의 실시예에서, 지지 부재(310) 또는 상부 플레이트(311)는 그 상부면에 배치된 다수의 신장부(extension) 또는 딤플(dimple, 311A)을 포함할 수 있다. 도 3B에서, 딤플(311A)는 상부 플레이트(311)의 상부면에 도시되어 있다. 만약 상부 플레이트(311)가 원치 않는다면, 딤플(311A)은 지지 부재(310)의 상부면에 배치될 수 있음을 생각할 수 있다. 딤플(311A)은 기판의 하부면과 지지 어셈블리(300)의 지지면(즉, 지지 부재(310) 또는 상부 플레이트(311) 중 어느 하나) 사이에 최소의 접촉을 제공한다.In one or more embodiments, thesupport member 310 or thetop plate 311 may include a plurality of extensions ordimples 311A disposed on the top surface thereof. In FIG. 3B, thedimple 311A is shown on the top surface of thetop plate 311. If theupper plate 311 is not desired, it is conceivable that thedimples 311A may be disposed on the upper surface of thesupport member 310.Dimples 311A provide minimal contact between the bottom surface of the substrate and the support surface of the support assembly 300 (ie, either thesupport member 310 or the top plate 311).

하나 이상의 실시예에서, 기판(비도시)은 진공 척을 이용하여 지지 어셈블리(300)에 고정될 수 있다. 상부 플레이트(311)는 지지 부재(310)에 형성된 하나 이상의 그루브(316)와 유체 소통하는 다수의 홀들(312)을 포함할 수 있다. 그루브들(316)은 샤프트(314)냉 배치된 진공 도관(313)과 지지 부재(310)를 경유하여 진공 펌프(비도시)와 유체 소통한다. 특정 조건 하에서, 진공 도관(313)은 지지 부재(310)의 표면에 정화 가스를 공급하기 위해 사용될 수 있어서, 기판이 지지 부재(310)상에 배치되지 않을 때 증착을 방지한다. 진공 도관(313)은 또한 반응가스 또는 부산물이 기판의 후면을 오염시키는 것을 방지하기 위하여 프로세싱 동안 정화가스를 통과시킬 수도 있다.In one or more embodiments, the substrate (not shown) may be secured to thesupport assembly 300 using a vacuum chuck.Top plate 311 may include a plurality ofholes 312 in fluid communication with one ormore grooves 316 formed insupport member 310. Thegrooves 316 are in fluid communication with a vacuum pump (not shown) via thevacuum conduit 313 and thesupport member 310, which are cold disposed in theshaft 314. Under certain conditions, thevacuum conduit 313 can be used to supply purge gas to the surface of thesupport member 310 to prevent deposition when the substrate is not disposed on thesupport member 310.Vacuum conduit 313 may also pass purge gas during processing to prevent reactants or byproducts from contaminating the backside of the substrate.

하나 이상의 실시예에서, 기판(비도시)은 정전척을 이용하여 지지 부재(310)에 고정될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 기판은 지지 부재(310)를 대신하여 종래의 클램프 링과 같은 기계적 클램프(비도시)에 의해 유지될 수 있다.In one or more embodiments, the substrate (not shown) may be secured to thesupport member 310 using an electrostatic chuck. In one or more embodiments, the substrate may be held by a mechanical clamp (not shown), such as a conventional clamp ring, in place of thesupport member 310.

정전척은 전형적으로, 지지 부재(310)의 상부면에 위치되거나 지지 부 재(310)의 일체 부분으로 형성될 수 있는, 전극(비도시)을 둘러싸는 유전 물질을 적어도 포함한다. 척의 유전부는 기판으로부터 및 지지 어셈블리(300)의 나머지로부터 척 전극을 전기적으로 절연시킨다.The electrostatic chuck typically includes at least a dielectric material surrounding an electrode (not shown), which may be located on the top surface of thesupport member 310 or formed as an integral part of thesupport member 310. The dielectric of the chuck electrically insulates the chuck electrode from the substrate and from the rest of thesupport assembly 300.

하나 이상의 실시예에서, 척 유전체의 둘레는 기판의 둘레보다 약간 작을 수 있다. 다시 말해서, 심지어 기판이 척 상에 위치될 때 중앙을 벗어나더라도 기판은 척 유전체의 둘레 위에 약간 걸쳐서 척 유전체가 기판에 의해 완전히 덮인 체 유지될 것이다. 기판이 척 유전체를 완전히 덮는 것을 확실히 함으로써, 챔버 몸체(112) 내의 잠재적으로 부식성이거나 손상을 주는 물질에 대한 노출로부터 기판이 척을 차폐하는 것을 보장한다.In one or more embodiments, the circumference of the chuck dielectric may be slightly less than the circumference of the substrate. In other words, even if the substrate is off center when it is placed on the chuck, the substrate will remain slightly over the circumference of the chuck dielectric and remain fully covered by the substrate. By ensuring that the substrate completely covers the chuck dielectric, it ensures that the substrate shields the chuck from exposure to potentially corrosive or damaging materials within thechamber body 112.

정전척을 동작시키기 위한 전압은 별도의 "척" 전력 공급(비도시)에 의해 공급될 수 있다. 척 전력 공급의 하나의 출력단은 척 전극에 연결된다. 다른 출력단은 일반적으로 전기 그라운드에 연결되지만, 대안으로 지지 어셈블리(300)의 금속 몸체부에 연결될 수 있다. 동작시에, 기판은 유전부와 접촉하여 위치되며, 기판을 지지 부재(310)의 상부면에 부착시키기 위하여 정전 인력 또는 바이어스를 생성하도록 직류 전압이 전극상에 가해진다.The voltage for operating the electrostatic chuck can be supplied by a separate "chuck" power supply (not shown). One output of the chuck power supply is connected to the chuck electrode. The other output is generally connected to an electrical ground, but may alternatively be connected to the metal body of thesupport assembly 300. In operation, the substrate is positioned in contact with the dielectric portion and a direct current voltage is applied on the electrodes to create an electrostatic attraction or bias to attach the substrate to the top surface of thesupport member 310.

여전히 도 3A 및 3B를 참조하면, 지지 부재(310)는 승강 핀(325)을 수용하도록 지지 부재 내부를 관통하여 형성된 하나 이상의 보어(323)를 포함할 수 있다. 각각의 승강 핀은 일반적으로 세라믹이나 세라믹 함유 물질로 제조되며, 기판 취급 및 이송을 위해 사용된다. 각각의 승강 핀(325)은 보어(323)내에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 일 측면에서, 보어(323)는 승강 핀(325)을 자유롭게 슬라이딩 하는 것을 돕기 위하여 세라믹 슬리브와 일직선상에 놓여진다. 승강 핀(325)은 챔버 몸체(112) 내에 배치된 원형 승강 링(320)과 맞물림으로써 각각의 보어(323) 내부에서 이동가능하다. 승강 링(320)은 이동가능하여 승강 링(320)이 상부 위치에 있을 때 승강 핀(325)의 상부면은 지지 부재(310)의 기판 상부면 위에 위치될 수 있다. 반대로, 승강 링(320)이 하부 위치에 있을 때 승강 핀(325)의 상부면이 지지 부재(310)의 기판 지지면 아래에 위치된다. 따라서, 승강 링(320)이 하부 위치로부터 상부 위치로 이동할 때 각각의 승강 핀(325)의 일부는 지지 부재(310)에 있는 이들 각각의 보어(323)를 통해 지나간다.Still referring to FIGS. 3A and 3B, thesupport member 310 may include one ormore bores 323 formed through the support member to receive the lifting pins 325. Each lift pin is typically made of ceramic or a ceramic-containing material and is used for substrate handling and transfer. Each liftingpin 325 is slidably mounted in thebore 323. In one aspect, thebore 323 is placed in line with the ceramic sleeve to help freely slide the lifting pins 325. The elevating pins 325 are movable inside each bore 323 by engaging a circular elevatingring 320 disposed within thechamber body 112. Thelifting ring 320 is movable such that the top surface of thelifting pin 325 can be positioned above the substrate top surface of thesupport member 310 when thelifting ring 320 is in the upper position. Conversely, when the elevatingring 320 is in the lower position, the upper surface of the elevatingpin 325 is located below the substrate supporting surface of the supportingmember 310. Thus, as thelifting ring 320 moves from the lower position to the upper position, a portion of eachlift pin 325 passes through theirrespective bores 323 in thesupport member 310.

활성화될 때, 승강 핀(325)은 기판의 하부면을 밀며, 지지 부재(310)로부터 기판을 들어올린다. 반대로, 승강 핀(325)은 기판을 하강시키도록 비활성화될 수 있고, 이에 의해 지지 부재(310)상에 기판을 안착시킨다. 승강 핀(325)은 승강 핀(325)이 지지 부재(310)로부터 빠지는 것을 방지하기 위하여 확대된 상단부 또는 원뿔형 헤드를 포함할 수 있다. 다른 핀 디자인도 이용될 수 있고 당업자에게 주지되어 있다.When activated, the lift pins 325 push the lower surface of the substrate and lift the substrate from thesupport member 310. In contrast, the lift pins 325 can be deactivated to lower the substrate, thereby seating the substrate on thesupport member 310. The elevatingpin 325 may include an enlarged upper end or conical head to prevent the elevatingpin 325 from falling out of thesupport member 310. Other pin designs may be used and are well known to those skilled in the art.

일 실시예에서, 하나 이상의 승강 핀(325)은 기판이 그 상부에 지지될 때 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 미끄러지지 않는 즉 마찰력이 큰 물질로 제조된 코팅 또는 부착물을 포함한다. 바람직한 물질은 프로세싱 챔버(100)내에 오염을 생성하게 될 기판의 후면에 대한 스크래치 또는 손상을 일으키지 않는 고온의 중합 물질이다. 바람직하게는 코팅 또는 부착물은 DuPont으로부터 입수가능한 KALREZ^TM 코팅이다.In one embodiment, the one or more lifting pins 325 include a coating or attachment made of a non-slip, i.e., high friction, material to prevent the substrate from slipping when supported thereon. Preferred materials are high temperature polymeric materials that do not cause scratches or damage to the back side of the substrate that will create contamination in theprocessing chamber 100. Preferably the coating or attachment is a KALREZ^™ coating available from DuPont.

승강 링(320)을 구동하기 위하여, 종래의 공기 실린더나 스테퍼 모터(비도시)와 같은 액추에이터가 일반적으로 사용된다. 스테퍼 모터 또는 실린더는 승강 링(320)을 위아래의 위치로 구동하며, 이는 차례로 기판을 승강시키는 승강 핀(325)을 구동한다. 특정 실시예에서, 약 120ㅀ 이격되어 분산되고 승강 링(320)으로부터 돌출한 세 개의 승강 핀(325)(이 도면에는 비도시)에 의해 기판(비도시)은 지지 부재(310)상에 지지된다.In order to drive the liftingring 320, an actuator such as a conventional air cylinder or stepper motor (not shown) is generally used. The stepper motor or cylinder drives the elevatingring 320 to the up and down position, which in turn drives the elevatingpin 325 which elevates and lowers the substrate. In a particular embodiment, the substrate (not shown) is supported on thesupport member 310 by three lifting pins 325 (not shown in this figure) that are distributed about 120 mm apart and protrude from thelifting ring 320.

도 3을 다시 참조하면, 지지 어셈블리(300)는 지지 부재(310) 주변에 배치된 에지 링(305)을 포함할 수 있다. 에지 링(305)은 무엇보다 세라믹, 수정, 알루미늄 및 강철과 같은 다양한 물질들로 제조될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 에지 링(305)은 지지 부재(310)의 외부 둘레를 커버하고 증착으로부터 지지 부재(310)를 보호하도록 구성된 원형 부재이다. 에지 링(305)은 지지 부재(310)의 외부 둘레와 에지 링(305)의 내부 둘레 사이에 원형 정화 가스 채널(334)을 형성하도록 지지 부재(310) 상부나 지지 부재에 인접하여 배치될 수 있다. 원형 정화 가스 채널(334)은 지지 부재(310)와 샤프트(314)를 관통하여 형성된 정화 가스도관(335)과 유체 소통될 수 있다. 바람직하게는, 정화 가스도관(335)은 정화 가스 채널(334)에 정화 가스를 제공하도록 정화 가스 공급부(비도시)와 유체 소통된다. 질소, 아르곤, 또는 헬륨과 같은 임의의 적합한 정화 가스가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 동작시에, 정화 가스는 도관(335)을 통하여 정화 가스 채널(334)로 흐르며, 지지 부재(310)상에 배치된 기판의 모서리 주변으로 흐른다. 따라서, 에지 링(305)과 상호작용하여 동작하는 정화 가스는 기판의 모서리 및/또는 후면에서의 증착을 방지한다.Referring back to FIG. 3, thesupport assembly 300 can include anedge ring 305 disposed around thesupport member 310. Theedge ring 305 may be made of various materials, such as ceramic, quartz, aluminum and steel, among others. In one or more embodiments, theedge ring 305 is a circular member configured to cover the outer perimeter of thesupport member 310 and protect thesupport member 310 from deposition. Theedge ring 305 may be disposed above or adjacent to thesupport member 310 to form a circularpurge gas channel 334 between the outer circumference of thesupport member 310 and the inner circumference of theedge ring 305. have. The circularpurge gas channel 334 may be in fluid communication with thepurge gas conduit 335 formed through thesupport member 310 and theshaft 314. Preferably, purgegas conduit 335 is in fluid communication with a purge gas supply (not shown) to provide purge gas to purgegas channel 334. Any suitable purge gas such as nitrogen, argon, or helium may be used alone or in combination. In operation, purge gas flows through theconduit 335 into thepurge gas channel 334 and around the edge of the substrate disposed on thesupport member 310. Thus, the purge gas operating in interaction with theedge ring 305 prevents deposition at the edges and / or backsides of the substrate.

다시 도 3A 및 3B를 참조하면, 지지 어셈블리(300)의 온도는 지지 부재(310)의 몸체내에 삽입된 유체 채널(360)을 통해 순환되는 유체에 의해 제어된다. 하나 이상의 실시예에서, 유체 채널(360)은 지지 부재(310)의 샤프트(314)를 관통하여 배치된 열 전달 도관(361)과 유체 소통한다. 바람직하게는, 유체 채널(360)은 지지 부재(310)의 기판 수용면에 균일한 열 전달을 제공하도록 지지 부재(310)에 대하여 위치된다. 유체 채널(360)과 열 전달 도관(361)은 지지 부재(310)를 가열하거나 냉각하도록 열 전달 유체를 유동시킬 수 있다. 또한, 유체 채널(360)을 통해 순환되는 유체의 흐름은, 유체의 냉각을 방지하고 이에 의해 상부 플레이트(311)가 열을 보유하도록 촉진하기 위하여 제한될 수 있다. 이러한 열 보유는 세정 프로세스들에 대해 바람직하다. 임의의 적절한 열 전달 유체, 가령 물, 질소, 에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 지지 어셈블리(300)는 지지 부재(310)의 지지면의 온도를 모니터링하기 위한 내장 열전쌍(비도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 열전쌍으로부터의 신호가 유체 채널(360)을 통해 순환되는 유체의 온도와 유속을 제어하기 위해 피드백 루프에 사용될 수 있다.Referring again to FIGS. 3A and 3B, the temperature of thesupport assembly 300 is controlled by fluid circulated through thefluid channel 360 inserted into the body of thesupport member 310. In one or more embodiments,fluid channel 360 is in fluid communication withheat transfer conduit 361 disposed throughshaft 314 ofsupport member 310. Preferably,fluid channel 360 is positioned relative to supportmember 310 to provide uniform heat transfer to the substrate receiving surface ofsupport member 310.Fluid channel 360 andheat transfer conduit 361 may flow the heat transfer fluid to heat orcool support member 310. In addition, the flow of fluid circulated through thefluid channel 360 may be limited to prevent cooling of the fluid and thereby promote thetop plate 311 to retain heat. Such heat retention is desirable for cleaning processes. Any suitable heat transfer fluid can be used, such as water, nitrogen, ethylene glycol, or mixtures thereof. Thesupport assembly 300 may further include a built-in thermocouple (not shown) for monitoring the temperature of the support surface of thesupport member 310. For example, signals from thermocouples can be used in the feedback loop to control the temperature and flow rate of the fluid circulating through thefluid channel 360.

도 3A를 다시 참조하면, 지지 부재(310)는 챔버 몸체(112) 내에서 수직으로 이동될 수 있어서 지지 부재(310)와 리드 어셈블리(200) 사이의 거리가 제어될 수 있다. 센서(비도시)는 챔버(100)내의 지지 부재(310)의 위치에 관한 정보를 제공할 수 있다. 지지 부재(310)용 승강 메커니즘에 관한 일 예는 발명의 명칭이 'Self-Aligning Lift Mechanism"이고, 1999년 9월 14일 등록된 Selyutin 등의 미국특허 5,951,776에 상세히 기재되어 있고, 이 문헌은 그 전체 내용이 본원에 참조문헌으로 포함된다.Referring again to FIG. 3A, thesupport member 310 can be moved vertically within thechamber body 112 so that the distance between thesupport member 310 and thelid assembly 200 can be controlled. The sensor (not shown) may provide information regarding the position of thesupport member 310 in thechamber 100. An example of a lifting mechanism for thesupport member 310 is described in detail in US Pat. No. 5,951,776 to Selyutin et al., Filed September 14, 1999, entitled “Self-Aligning Lift Mechanism”. The entire contents are incorporated herein by reference.

동작시에, 지지 부재(310)는 프로세싱되고 있는 기판의 온도를 제어하기 위하여 리드 어셈블리(200)의 근접 지역으로 상승된다. 가열 엘리먼트(270)에 의해 제어되는 가스 분배 플레이트(225)로부터 방사되는 방사를 통해 기판이 가열될 수 있다. 대안으로, 기판은 승강 링(320)에 의해 활성화되는 승강 핀(325)을 이용하여 가열된 리드 어셈블리(200)에 근접하도록 지지 부재(310)를 벗어나 들어올려질 수 있다.In operation, thesupport member 310 is raised to a proximal region of thelid assembly 200 to control the temperature of the substrate being processed. The substrate may be heated via radiation emitted from thegas distribution plate 225 controlled by theheating element 270. Alternatively, the substrate may be lifted off thesupport member 310 to approach theheated lead assembly 200 using alift pin 325 activated by thelift ring 320.

장기의 사용기간 이후에 또는 예정된 유지보수를 위한 지정 시기에, 전술한 요소들을 포함하는 프로세싱 챔버(100)의 특정 요소들은 정기적으로 검사되거나, 교체되거나, 세정될 수 있다. 이러한 요소들은 일반적으로 "프로세스 키트"로 집합적으로 알려져 있는 부품들이다. 예시적인 프로세스 키트의 요소들은 예를 들어 샤워헤드(225), 상부 플레이트(311), 에지 링(305), 라이너(133), 및 승강 핀(325)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 임의의 하나 이상의 이러한 요소들은 일반적으로 정기적인 간격으로 또는 필요에 따라서 챔버(100)로부터 제거되고 세정되거나 교체된다.After a prolonged period of use or at a designated time for scheduled maintenance, certain elements of theprocessing chamber 100, including the aforementioned elements, may be regularly inspected, replaced or cleaned. These elements are generally what are collectively known as "process kits." Elements of the example process kit include, but are not limited to, for example,showerhead 225,top plate 311,edge ring 305,liner 133, andlift pin 325. Any one or more of these elements are generally removed from thechamber 100 and cleaned or replaced at regular intervals or as needed.

도 4A는 또 다른 예시적인 리드 어셈블리(200)의 부분단면도를 도시한다. 리드 어셈블리(200)는 적어도 두 개의 적층된 요소들을 포함하는데, 이 요소들은 이들 사이에 플라즈마 부피 또는 공동을 형성하도록 구성된다. 하나 이상의 실시 예에서, 리드 어셈블리(200)는 제1 전극(410)("상부 전극")을 포함하며, 상기 제1 전극은 제2 전극(450)("하부 전극") 상부에 수직으로 배치되어 양 전극 사이에 플라즈마 부피 또는 공동(425)을 형성한다. 제1 전극(410)은 RF 전력 공급원과 같은 전력 소스(415)에 연결되고, 제2 전극(450)은 그라운드에 연결되어, 두 전극들(410, 450) 사이에 커패시턴스를 형성한다.4A shows a partial cross-sectional view of anotherexemplary lead assembly 200. Thelid assembly 200 includes at least two stacked elements, which elements are configured to form a plasma volume or cavity therebetween. In one or more embodiments, thelid assembly 200 includes a first electrode 410 (“top electrode”), which is disposed perpendicularly above the second electrode 450 (“bottom electrode”). To form a plasma volume orcavity 425 between both electrodes. Thefirst electrode 410 is connected to apower source 415, such as an RF power source, and thesecond electrode 450 is connected to ground, forming a capacitance between the twoelectrodes 410, 450.

하나 이상의 실시예에서, 리드 어셈블리(200)는 제1 전극(410)의 상부 섹션(413)내에 적어도 부분적으로 형성된 하나 이상의 가스 유입구(412)(하나만 도시됨)를 포함한다. 하나 이상의 프로세스 가스들이 하나 이상의 가스 유입구(412)를 통하여 리드 어셈블리(200)에 진입한다. 하나 이상의 가스 유입구(412)는 그 제1 단부에서 플라즈마 공동(425)과 유체 소통하며, 그 제2 단부에서 하나 이상의 업스트림 가스 소스들 및/또는 다른 가스 전달 요소들, 가령 가스 혼합기와 결합한다. 하나 이상의 가스 유입구(412)의 제1 단부는 도 4A에 도시된 것처럼 연장 섹션(420)의 내부 직경(430)의 가장 상부점에서 플라즈마 공동(425)으로 개방된다. 유사하게, 하나 이상의 가스 유입구(412)의 제1 단부는 연장 섹션(420)의 내부 직경(430)을 따라 임의의 높이 간격에서도 플라즈마 공동(425)으로 개방될 수 있다. 비록 도시되지는 않았지만, 두 개의 가스 유입구(412)가 연장 섹션(420)의 대향 측부에 배치되어, 소용돌이치는(swirling) 유동 패턴 또는 "회오리형(vortex)" 유동을 연장 섹션(420)으로 생성할 수 있으며, 이는 플라즈마 공동(425)내에서 가스들을 혼합하는 것을 돕는다. 이러한 유동 패턴 및 가스 유입구 배치에 관한 보다 상세한 설명은 2001년 12월 21에 제출된 미국 특허출원 No. 20030079686에 의해 제공 되며, 이는 본원에 참조문헌으로 포함된다.In one or more embodiments, thelid assembly 200 includes one or more gas inlets 412 (only one shown) formed at least partially within theupper section 413 of thefirst electrode 410. One or more process gases enter thelid assembly 200 through one ormore gas inlets 412. One ormore gas inlets 412 are in fluid communication with theplasma cavity 425 at its first end and engage at least one upstream gas sources and / or other gas delivery elements, such as a gas mixer, at its second end. The first end of the one ormore gas inlets 412 opens into theplasma cavity 425 at the highest point of theinner diameter 430 of the extendingsection 420 as shown in FIG. 4A. Similarly, the first end of one ormore gas inlets 412 may open to theplasma cavity 425 at any height interval along theinner diameter 430 of theextension section 420. Although not shown, twogas inlets 412 are disposed on opposite sides of theextension section 420, creating a swirling flow pattern or “vortex” flow into theextension section 420. This may help to mix the gases in theplasma cavity 425. A more detailed description of these flow patterns and gas inlet arrangements can be found in US Patent Application No. Provided by 20030079686, which is incorporated herein by reference.

하나 이상의 실시예에서, 제1 전극(410)은 플라즈마 공동(425)을 하우징하는 연장 섹션(420)을 갖는다. 도 4A에 도시된 것처럼 연장 섹션(420)은 전술한 것처럼 가스 유입구(412)와 유체 소통한다. 하나 이상의 실시예에서, 연장 섹션(420)은 그 상부(420A)로부터 그 하부(420B)로 점차 증가하는 내부 표면 또는 직경(430)을 갖는 환형 부재이다. 이와 같이, 제1 전극(410)과 제2 전극(450) 사이의 거리는 가변적이다. 이러한 가변적인 거리는 플라즈마 공동(425)내에서 생성되는 플라즈마의 형성 및 안정성을 제어하는 데 도움이 된다.In one or more embodiments, thefirst electrode 410 has an extendingsection 420 housing theplasma cavity 425. Theextension section 420 is in fluid communication with thegas inlet 412 as described above in FIG. 4A. In one or more embodiments, the extendingsection 420 is an annular member having an inner surface ordiameter 430 that gradually increases from itsupper portion 420A to itslower portion 420B. As such, the distance between thefirst electrode 410 and thesecond electrode 450 is variable. This variable distance helps to control the formation and stability of the plasma generated within theplasma cavity 425.

하나 이상의 실시예에서, 연장 섹션(420)은 도 4A 및 도 4B에 도시된 것처럼 원뿔 또는 "깔때기"를 닮았다. 도 4B는 도 4A의 상부 전극의 확대된 부분단면도를 도시한다. 하나 이상의 실시예에서, 연장 섹션(420)의 내부 표면(430)은 연장 섹션(420)의 상부(420A)로부터 하부(420B)로 점진적으로 경사져 있다. 내부 직경(430)의 경사 또는 각도는 프로세스 요건 및/또는 프로세스 제한에 따라서 변할 수 있다. 연장 섹션(420)의 길이 또는 높이도 특정 프로세스 요건 및/또는 제한에 따라 변할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 내부 직경(430)의 경사, 또는 연장 섹션(420)의 높이, 또는 양자 모두는 프로세싱에 필요한 플라즈마의 부피에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 내부 직경(430)의 경사는 적어도 1:1, 적어도 1.5:1, 적어도 2:1, 적어도 3:1, 적어도 4:1, 적어도 5:1, 또는 적어도 10:1일 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 내부 직경(430)의 경사는 하한 2:1로부터 상한 20:1의 범위일 수 있다.In one or more embodiments, theextension section 420 resembles a cone or "funnel" as shown in FIGS. 4A and 4B. 4B shows an enlarged partial cross-sectional view of the upper electrode of FIG. 4A. In one or more embodiments, theinner surface 430 of the extendingsection 420 is gradually inclined from the top 420A of the extendingsection 420 to the bottom 420B. The inclination or angle of theinner diameter 430 may vary depending on process requirements and / or process limitations. The length or height of theextension section 420 may also vary depending on the specific process requirements and / or limitations. In one or more embodiments, the slope of theinner diameter 430, or the height of theextension section 420, or both, may vary depending on the volume of plasma required for processing. For example, the slope of theinner diameter 430 can be at least 1: 1, at least 1.5: 1, at least 2: 1, at least 3: 1, at least 4: 1, at least 5: 1, or at least 10: 1. . In one or more embodiments, the slope of theinner diameter 430 may range from the lower limit 2: 1 to the upper limit 20: 1.

하나 이상의 실시예에서, 연장 섹션(420)은 도면에서 도시되지는 않았지만 곡선(curve) 모양이거나 호(arc) 모양일 수 있다. 예를 들어, 연장 섹션(420)의 내부 표면(430)은 볼록이거나 오목이 되도록 곡선 모양이거나 호 모양일 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 연장 섹션(420)의 내부 표면(430)은 각각 경사지거나, 점점 가늘어지거나(tapering), 볼록이거나, 오목인 다수의 섹션들을 가질 수 있다.In one or more embodiments, theextension section 420 may be curved or arc shaped, although not shown in the figures. For example, theinner surface 430 of the extendingsection 420 may be curved or arc shaped to be convex or concave. In one or more embodiments, theinner surface 430 of the extendingsection 420 may have multiple sections that are each inclined, tapering, convex, or concave.

전술한 것처럼, 제1 전극(410)의 연장 섹션(420)은 제1 전극(410)과 제2 전극(450) 사이의 수직 거리를 변경시키는데, 이는 제1 전극(410)의 점진적으로 증가하는 내부 표면(430) 때문이다. 이 가변 거리는 플라즈마 공동(425)내의 전력 레벨과 직접적으로 관련된다. 이론에 의해 제한되는 것은 아니며, 두 전극들(410, 450) 사이의 거리에 있어서의 변경에 의해, 플라즈마는 플라즈마 공동(425)의 일부분 내에(전체 플라즈마 공동(425) 모두에 대한 것이 아니라면) 자신을 유지하기 위하여 필요한 전력 레벨을 발견할 수 있다. 플라즈마 공동(425) 내부의 플라즈마는 따라서 압력에 덜 의존하며, 플라즈마가 보다 넓은 동작 윈도우 내에서 생성되고 유지될 수 있게 해준다. 이처럼, 보다 반복가능하고 신뢰할 수 있는 플라즈마가 리드 어셈블리(200)내에서 형성될 수 있다.As described above, the extendingsection 420 of thefirst electrode 410 changes the vertical distance between thefirst electrode 410 and thesecond electrode 450, which gradually increases thefirst electrode 410. This is because of theinner surface 430. This variable distance is directly related to the power level in theplasma cavity 425. Without being limited by theory, by varying the distance between the twoelectrodes 410, 450, the plasma is itself within a portion of the plasma cavity 425 (if not for all of the plasma cavities 425). Can find the power level needed to maintain The plasma inside theplasma cavity 425 is therefore less pressure dependent, allowing the plasma to be created and maintained within a wider operating window. As such, a more repeatable and reliable plasma can be formed in thelid assembly 200.

제1 전극(410)은 임의의 프로세스 호환가능한 물질, 가령 알루미늄, 양극산화 처리된 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄 6061-T6, 스테인리스 강, 및 이들의 조합 및 합금들으로부터 제조될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 전체의 제1 전극(410) 또는 그 부분들은 원치 않는 입자 형성을 감소시키기 위해 니켈 코팅된다. 바람직하게는, 연장 섹션(420)의 적어도 내부 표면(430)이 니 켈 도금된다.Thefirst electrode 410 can be made from any process compatible material, such as aluminum, anodized aluminum, nickel plated aluminum, nickel plated aluminum 6061-T6, stainless steel, and combinations and alloys thereof. In one or more embodiments, the entirefirst electrode 410 or portions thereof are nickel coated to reduce unwanted particle formation. Preferably, at least theinner surface 430 of theextension section 420 is nickel plated.

제2 전극(450)은 하나 이상의 적층된 플레이트를 포함할 수 있다. 두 개 이상의 플레이트를 원하는 경우에는, 플레이트들은 서로와 전기를 통할 수 있다. 각각의 플레이트들은 플라즈마 공동(425)으로부터의 하나 이상의 가스들이 흐를 수 있도록 다수의 구멍 또는 가스 통로들을 포함해야 한다.Thesecond electrode 450 may include one or more stacked plates. If two or more plates are desired, the plates may be in electrical communication with each other. Each plate must include a number of holes or gas passages through which one or more gases from theplasma cavity 425 can flow.

도 4B를 참조하면, 리드 어셈블리(200)는 제2 전극(450)으로부터 제1 전극(410)을 전기적으로 절연하도록 절연링(440)을 더 포함할 수 있다. 절연링(440)은 알루미늄 산화물 또는 임의의 다른 절연성의 프로세스 호환가능한 물질로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 절연링(440)은 도 4B에 도시된 것처럼 적어도 연장 섹션(420)을 둘러싸거나 실질적으로 둘러싼다.Referring to FIG. 4B, thelead assembly 200 may further include an insulatingring 440 to electrically insulate thefirst electrode 410 from thesecond electrode 450. The insulatingring 440 may be made of aluminum oxide or any other insulating process compatible material. Preferably, insulatingring 440 surrounds or substantially surrounds atleast extension section 420 as shown in FIG. 4B.

도 4A에 도시된 구체적 실시예를 다시 참조하면, 제2 전극(450)은 상부 플레이트(460)와, 분배 플레이트(470) 및 차단기 플레이트(480)를 포함한다. 상부 플레이트(460), 분배 플레이트(470) 및 차단기 플레이트(480)는 도 4B에 도시된 것처럼 챔버 몸체(112)에 연결된 리드 림(490) 위에 적층되어 배치된다. 리드 림(490)은 열 전달 매체를 하우징하는 내장된 채널 또는 통로(492)를 포함할 수 있다. 열 전달 매체는 프로세스 요건에 따라서 가열, 냉각, 또는 양자 모두를 위해 사용될 수 있다. 예시적인 열 전달 매체들은 위에 열거되어 있다.Referring again to the specific embodiment shown in FIG. 4A, thesecond electrode 450 includes atop plate 460, adistribution plate 470, and abreaker plate 480.Top plate 460,distribution plate 470 andbreaker plate 480 are stacked on top oflid rim 490 connected tochamber body 112 as shown in FIG. 4B. Lead rim 490 may include an embedded channel orpassage 492 that houses a heat transfer medium. The heat transfer medium can be used for heating, cooling, or both depending on the process requirements. Exemplary heat transfer media are listed above.

하나 이상의 실시예에서, 상부 플레이트(460)는 플라즈마 공동(425) 아래에 형성된 다수의 가스 통로 또는 구멍(465)을 포함하여, 플라즈마 공동(425)으로부터의 가스가 이를 통해 흐를 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 상부 플레이트(460) 는 제1 전극(410)의 적어도 일부를 하우징하도록 구성된 오목(recessed)부(462)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 구멍(465)은 오목부(462) 아래에 있는 상부 플레이트(460)의 단면을 통과한다. 상부 플레이트(460)의 오목부(462)는 보다 나은 밀봉 접착을 제공하기 위하여 도 4A에 도시된 것처럼 계단모양일 수 있다. 또한 상부 플레이트(460)의 외경부는 도 4A에 도시된 것처럼 분배 플레이트(470)의 외경부상에 장착 또는 안착하도록 설계될 수 있다. 탄성 o-링(463)과 같은 o-링 형태 시일이 상부 플레이트(460)의 오목부(462) 내부에 적어도 부분적으로 배치되어 제1 전극(410)과의 유체 밀착(fluid-tight) 접촉을 보장할 수 있다. 유사하게, o-링 형태 시일(466)이 상부 플레이트(460)의 외경부와 분배 플레이트(470) 사이의 유체 밀착 접촉을 제공하기 위해 사용될 수 있다.In one or more embodiments, thetop plate 460 includes a number of gas passages orholes 465 formed below theplasma cavity 425 so that gas from theplasma cavity 425 can flow therethrough. In one or more embodiments, thetop plate 460 may include a recessedportion 462 configured to house at least a portion of thefirst electrode 410. In one or more embodiments, thehole 465 passes through a cross section of thetop plate 460 under therecess 462. Therecess 462 of thetop plate 460 may be stepped as shown in FIG. 4A to provide better sealing adhesion. The outer diameter of thetop plate 460 may also be designed to mount or seat on the outer diameter of thedistribution plate 470 as shown in FIG. 4A. An o-ring shaped seal, such as an elastic o-ring 463, is at least partially disposed within therecess 462 of thetop plate 460 to provide fluid-tight contact with thefirst electrode 410. I can guarantee it. Similarly, o-ring shapedseal 466 may be used to provide fluid tight contact between the outer diameter oftop plate 460 anddistribution plate 470.

하나 이상의 실시예에서, 분배 플레이트(470)는 도 2A-2C를 참조하여 전술하고 도시된 분배 플레이트(225)와 동일하다. 특히, 분배 플레이트(470)는 실질적으로 디스크 형상이며 가스들의 흐름을 분배하도록 다수의 구멍(475) 또는 통로를 포함한다. 구멍(475)은 프로세싱될 기판이 위치한 챔버 몸체(112)에 제어되고 균일한 흐름 분배를 제공하기 위해 분배 플레이트(470)에 대해 크기와 위치가 결정될 수 있다.In one or more embodiments, thedistribution plate 470 is the same as thedistribution plate 225 described above and shown with reference to FIGS. 2A-2C. In particular,distribution plate 470 is substantially disk-shaped and includes a plurality ofholes 475 or passageways to distribute the flow of gases. Theaperture 475 can be sized and positioned relative to thedistribution plate 470 to provide a controlled and uniform flow distribution to thechamber body 112 where the substrate to be processed is located.

분배 플레이트(470)는 또한 그 외경부에 형성된 환형 장착 플랜지(472)를 포함할 수 있다. 장착 플랜지(472)는 리드 림(490)의 상부 표면에 안착될 수 있도록 크기가 결정될 수 있다. 탄성 o-링과 같은 o-링 형태 시일이 환형 장착 플랜지(472) 내부에 적어도 부분적으로 배치되어 리드 림(490)과의 유체 밀착 접촉을 보장할 수 있다.Thedistribution plate 470 may also include anannular mounting flange 472 formed at its outer diameter. Mountingflange 472 may be sized to be seated on the top surface oflead rim 490. An o-ring shaped seal, such as an elastic o-ring, may be at least partially disposed within the annular mountingflange 472 to ensure fluid tight contact with thelid rim 490.

하나 이상의 실시예에서, 분배 플레이트(470)는 리드 어셈블리(400)의 온도 제어를 제공하기 위하여 히터를 하우징하거나 유체를 가열하는 하나 이상의 내장된 채널 또는 통로(474)를 포함한다. 전술한 리드 어셈블리(200)와 유사하게, 저항성 가열 엘리먼트가 분배 플레이트(470)를 가열하기 위하여 통로(474) 내부에 삽입될 수 있다. 열전쌍은 분배 플레이트(470)에 결합되어 그 온도를 조정할 수 있다. 열전쌍은 전술한 것처럼 가열 요소에 인가된 전기 전류를 제어하기 위해 피드백 루프에 사용될 수 있다.In one or more embodiments,distribution plate 470 includes one or more embedded channels orpassages 474 that house a heater or heat fluid to provide temperature control oflid assembly 400. Similar to thelid assembly 200 described above, a resistive heating element can be inserted inside thepassage 474 to heat thedistribution plate 470. The thermocouple may be coupled to thedistribution plate 470 to adjust its temperature. Thermocouples can be used in a feedback loop to control the electrical current applied to the heating element as described above.

대안으로, 열 전달 매체가 통로(474)를 통해 통과될 수 있다. 하나 이상의 통로(474)는 챔버 몸체(112) 내의 프로세스 요건에 따라 분배 플레이트(470)의 온도를 더 잘 제어하기 위하여, 필요하다면, 냉각 매체를 포함할 수 있다. 전술한 것처럼, 질소, 물 에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물과 같은 임의의 열 전달 매체가 사용될 수 있다.Alternatively, heat transfer medium may be passed throughpassage 474. One ormore passages 474 may include cooling media, if necessary, to better control the temperature ofdistribution plate 470 in accordance with process requirements withinchamber body 112. As mentioned above, any heat transfer medium may be used, such as nitrogen, water ethylene glycol, or mixtures thereof.

하나 이상의 실시예에서, 리드 어셈블리(400)가 하나 이상의 가열 램프들(비도시)을 이용하여 가열될 수 있다. 일반적으로 가열 램프들은 방사에 의해 분배 플레이트(470)를 포함하는 리드 어셈블리(400)의 요소들을 가열하기 위하여 분배 플레이트(470)의 상부면 주위에 배치될 수 있다.In one or more embodiments, thelid assembly 400 may be heated using one or more heating lamps (not shown). In general, heating lamps may be disposed around the top surface of thedistribution plate 470 to heat the elements of thelid assembly 400 including thedistribution plate 470 by radiation.

차단기 플레이트(480)는 선택적인데, 상부 플레이트(460)와 분배 플레이트(470) 사이에 배치될 것이다. 바람직하게는, 차단기 플레이트(480)는 상부 플레이트(460)의 하부면에 착탈가능하게 장착된다. 차단기 플레이트(480)는 상부 플레 이트(460)와 양호한 열 및 전기 접촉을 이루어야 한다. 하나 이상의 실시예에서, 차단기 플레이트(480)는 볼트 또는 유사한 패스터를 이용하여 상부 플레이트(460)에 결합될 쉬 있다. 차단기 플레이트(480)는 또한 상부 플레이트(460)의 외경부상에 스레딩(threading) 또는 나사결합(screwing)될 수도 있다.Thebreaker plate 480 is optional and will be disposed between thetop plate 460 and thedistribution plate 470. Preferably, thebreaker plate 480 is detachably mounted to the bottom surface of thetop plate 460. Thebreaker plate 480 should make good thermal and electrical contact with theupper plate 460. In one or more embodiments, thebreaker plate 480 may be coupled to thetop plate 460 using bolts or similar fasteners. Thebreaker plate 480 may also be threaded or screwed on the outer diameter of thetop plate 460.

차단기 플레이트(480)는 다수의 구멍을 포함하여 상부 플레이트(460)로부터 분배 플레이트(470)로의 다수의 가스 통로들(485)을 제공한다. 구멍(485)은 분배 플레이트(470)에 제어되고 균일한 흐름 분배를 제공하도록 차단기 플레이트(480)에 대하여 크기 및 위치가 결정될 수 있다.Thebreaker plate 480 includes a plurality of holes to provide a plurality ofgas passages 485 from thetop plate 460 to thedistribution plate 470. Theaperture 485 may be sized and positioned relative to thebreaker plate 480 to provide controlled and uniform flow distribution to thedistribution plate 470.

도 4C는 그 상부에 리드 어셈블리(400)를 갖는 챔버 몸체(112)의 부분단면도이다. 바람직하게는, 연장 섹션(420)이 도 4C에 도시된 것처럼 지지 어셈블리(300) 위쪽에서 중앙에 위치된다. 플라즈마 공동(425)으로의 플라즈마의 포획(confine)과 포획된 플라즈마의 중앙 위치에 의해 해리된 가스(들)의 챔버 몸체(112)로의 균일하고 반복가능한 분배가 가능하다. 특히, 플라즈마 부피(425)를 떠나는 가스는 상부 플레이트(460)의 구멍들(465)로부터 차단기 플레이트(480)의 상부면으로 흐른다. 차단기 플레이트(480)의 구멍들(485)은 가스를 분배 플레이트(470)의 후면으로 분배하며, 분배 플레이트(470)에서 가스는 챔버 몸체(112)내의 기판(비도시)과 접촉하기 전에 분배 플레이트(470)의 구멍들(475)을 통해 추가로 분배된다.4C is a partial cross-sectional view ofchamber body 112 withlead assembly 400 thereon. Preferably, theextension section 420 is centered above thesupport assembly 300 as shown in FIG. 4C. Uniform and repeatable distribution of dissociated gas (es) to thechamber body 112 is possible by the confinement of the plasma to theplasma cavity 425 and the central location of the captured plasma. In particular, gas leaving theplasma volume 425 flows from theholes 465 of thetop plate 460 to the top surface of thebreaker plate 480.Holes 485 in thebreaker plate 480 distribute the gas to the backside of thedistribution plate 470, where the gas is in contact with the substrate (not shown) in thechamber body 112. It is further dispensed through theholes 475 of 470.

중앙에 위치된 플라즈마 공동(425) 내부로의 플라즈마의 포획과 제1 전극(410)과 제2 전극(450) 사이의 변하는 거리가 리드 어셈블리(400) 내에 안정되고 신뢰할 수 있는 플라즈마를 생성하는 것으로 여겨진다.The capture of plasma into the centrally locatedplasma cavity 425 and the varying distance between the first andsecond electrodes 410 and 450 produce a stable and reliable plasma within thelid assembly 400. Is considered.

기재의 간소화 및 용이화를 위해, 프로세싱 챔버(100)내에서 수행된 암모니아(NH₃)와 삼불화 질소(NF₃) 가스 혼합물을 이용하여 실리콘 산화물을 제거하는 예시적인 건식 에칭 프로세스가 기재될 것이다. 프로세싱 챔버(100)는, 어닐링 프로세스를 포함하는 단일 프로세싱 환경 내에서 기판 가열과 냉각뿐만 아니라 플라즈마 처리로부터도 이익을 얻을 수 있는 어떠한 건식 에칭 프로세스에 대해서도 유리하다고 여겨진다.For simplicity and ease of substrate, an exemplary dry etching process will be described that removes silicon oxide using ammonia (NH₃ ) and nitrogen trifluoride (NF₃ ) gas mixtures performed inprocessing chamber 100. . Theprocessing chamber 100 is believed to be advantageous for any dry etching process that may benefit from plasma processing as well as substrate heating and cooling within a single processing environment including an annealing process.

도 1을 참조하면, 건식 에칭 프로세스는 가령 반도체 기판과 같은 기판(비도시)을 프로세싱 챔버(100)로 배치함으로써 시작된다. 기판은 일반적으로 슬릿 밸브 개구(160)를 통해 챔버 몸체(112)로 배치되며 지지 부재(310)의 상부면에 위치된다. 기판은 지지 부재(310)의 상부면상으로 척킹(chucking)되며, 에지 정화 가스는 채널(334)을 통해 통과된다. 바람직하게는, 기판은 도관(313)을 통하여 진공 펌프와 유체 소통하는 홀(312) 및 그루브(316)를 통해 진공을 뽑아냄(pulling a vacuum)으로써 지지 부재(310)의 상부면에 척킹된다. 지지 부재(310)는 그 후 프로세싱 위치에 있지 않다면 챔버 몸체(112)내에서 프로세싱 위치로 상승된다. 챔버 몸체(112)는 바람직하게는 50℃ 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 약 65℃의 온도에서 유지된다. 이러한 챔버 몸체(112)의 온도는 유체 채널(113)을 통해 열 전달 매체를 통과시킴으로써 유지된다.Referring to FIG. 1, the dry etching process begins by placing a substrate (not shown), such as a semiconductor substrate, into theprocessing chamber 100. The substrate is generally placed into thechamber body 112 through theslit valve opening 160 and is located on the top surface of thesupport member 310. The substrate is chucked onto the top surface of thesupport member 310, and the edge purge gas is passed through thechannel 334. Preferably, the substrate is chucked to the top surface of thesupport member 310 by pulling a vacuum through thehole 312 and groove 316 in fluid communication with the vacuum pump through theconduit 313. . Thesupport member 310 is then raised to the processing position in thechamber body 112 if it is not in the processing position.Chamber body 112 is preferably maintained at a temperature of 50 ° C to 80 ° C, more preferably about 65 ° C. The temperature of thischamber body 112 is maintained by passing the heat transfer medium through thefluid channel 113.

기판은 지지 어셈블리(300)내에 형성된 유체 채널(360)을 통해 열 전달 매체 또는 냉각제를 통과시킴으로써 65℃이하, 가령 15℃ 내지 50℃로 냉각된다. 일 실시예에서, 기판은 실온 이하로 유지된다. 다른 실시예에서, 기판은 22℃ 내지 40℃의 온도로 유지된다. 전형적으로 지지 부재(310)는 위에서 구체화된 원하는 기판 온도에 도달하도록 약 22℃ 미만으로 유지된다. 지지 부재(310)를 냉각시키기 위하여, 냉각제가 유체 채널(360)을 통해 통과된다. 냉각제의 연속적인 흐름이 지지 부재(310)의 온도를 더 잘 제어하는 데 바람직하다. 냉각제는 부피에 있어서 에틸렌 글리콜이 50퍼센트이고 물이 50퍼센트인 것이 바람직하다. 물론, 기판의 원하는 온도가 유지되는 한 임의의 비의 물과 에틸렌글리콜이 사용될 수 있다.The substrate is cooled to 65 ° C. or less, such as 15 ° C. to 50 ° C., by passing a heat transfer medium or coolant through afluid channel 360 formed in thesupport assembly 300. In one embodiment, the substrate is maintained at or below room temperature. In another embodiment, the substrate is maintained at a temperature of 22 ° C to 40 ° C. Typically thesupport member 310 is maintained below about 22 ° C. to reach the desired substrate temperature specified above. To cool thesupport member 310, coolant is passed through thefluid channel 360. Continuous flow of coolant is desirable to better control the temperature of thesupport member 310. The coolant is preferably 50 percent ethylene glycol and 50 percent water by volume. Of course, any ratio of water and ethylene glycol can be used as long as the desired temperature of the substrate is maintained.

암모니아와 삼불화질소는 그 후 세정 가스 혼합물을 형성하도록 챔버(100)로 도입된다. 챔버로 도입된 각각의 가스의 양은 가변적이며 가령 제거될 산화물 층의 두께, 세정될 기판의 기하구조, 플라즈마의 부피 용량, 챔버 몸체(112)의 부피 용량, 및 챔버 몸체(112)에 결합된 진공 시스템의 용량을 수용하도록 조정될 수 있다. 일 측면에서, 가스들은 삼불화질소에 대한 암모니아의 적어도 1:1의 몰비를 갖는 가스 혼합물을 제공하도록 부가된다. 다른 측면에서, 가스 혼합물의 몰비는 적어도 약 3대 1(암모니아 대 삼불화질소)이다. 바람직하게는, 5:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 30:1의 몰비에서 챔버(100)로 가스들이 도입된다. 보다 바람직하게는, 가스 혼합물의 몰비는 약 5:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 약 10:1이다. 가스 혼합물의 몰비는 또한 약 10:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 약 20:1에 들 수 있다.Ammonia and nitrogen trifluoride are then introduced intochamber 100 to form a cleaning gas mixture. The amount of each gas introduced into the chamber is variable and includes, for example, the thickness of the oxide layer to be removed, the geometry of the substrate to be cleaned, the volumetric capacity of the plasma, the volumetric capacity of thechamber body 112, and the vacuum coupled to thechamber body 112. It can be adjusted to accommodate the capacity of the system. In one aspect, the gases are added to provide a gas mixture having a molar ratio of at least 1: 1 of ammonia to nitrogen trifluoride. In another aspect, the molar ratio of the gas mixture is at least about 3 to 1 (ammonia to nitrogen trifluoride). Preferably, gases are introduced into thechamber 100 at a molar ratio of 5: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to 30: 1. More preferably, the molar ratio of the gas mixture is about 5: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to about 10: 1. The molar ratio of the gas mixture may also be in the range of about 10: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to about 20: 1.

정화 가스 또는 캐리어 가스도 또한 가스 혼합물에 부가될 수 있다. 가령 아르곤, 헬륨, 수소, 질소, 및 이들의 혼합물과 같은 임의의 적절한 정화/캐리어 가스가 사용될 수 있다. 일반적으로, 전체 가스 혼합물은 부피 면에서 암모니아와 삼불화질소의 약 0.05% 내지 약 20%이다. 나머지는 캐리어 가스이다. 일 실시예에서, 정화 또는 캐리어 가스가 챔버 몸체(112) 내부의 압력을 안정화하기 위하여 반응 가스들 이전에 먼저 챔버 몸체(112)에 도입된다.Purification gas or carrier gas may also be added to the gas mixture. Any suitable purge / carrier gas can be used, such as, for example, argon, helium, hydrogen, nitrogen, and mixtures thereof. Generally, the total gas mixture is about 0.05% to about 20% of ammonia and nitrogen trifluoride in volume. The rest is carrier gas. In one embodiment, a purge or carrier gas is first introduced into thechamber body 112 before the reactant gases to stabilize the pressure inside thechamber body 112.

챔버 몸체(112) 내부의 동작 압력은 가변적일 수 있다. 일반적으로, 압력은 약 500 mTorr 내지 약 30 Torr에서 유지된다. 바람직하게는, 압력은 약 1 Torr 내지 약 10 Torr에서 유지된다. 보다 바람직하게는 챔버 몸체(112) 내부의 동작 압력은 약 3 Torr 내지 약 6 Torr에서 유지된다.The operating pressure inside thechamber body 112 may vary. Generally, the pressure is maintained at about 500 mTorr to about 30 Torr. Preferably, the pressure is maintained at about 1 Torr to about 10 Torr. More preferably, the operating pressure inside thechamber body 112 is maintained at about 3 Torr to about 6 Torr.

약 5 내지 약 600 Watt의 RF 전력이 전극(240)에 인가되어 가스 전달 어셈블리(220)에 포함된 부피들(261, 262, 및 263)내부에 가스 혼합물의 플라즈마를 점화한다. 바람직하게는, RF 전력이 100 Watt 미만이다. 보다 바람직하게는 전력이 인가되는 주파수가 가령 100 kHz 미만과 같이 매우 낮다. 바람직하게는 주파수는 약 50 kHz 내지 약 90 kHz의 범위이다.RF power of about 5 to about 600 Watts is applied to theelectrode 240 to ignite a plasma of the gas mixture within thevolumes 261, 262, and 263 included in thegas delivery assembly 220. Preferably, the RF power is less than 100 Watts. More preferably the frequency at which power is applied is very low, for example less than 100 kHz. Preferably the frequency is in the range of about 50 kHz to about 90 kHz.

플라즈마 에너지는 암모니아와 삼중화불소를 반응성 종들로 분해하며, 이 반응성 종들이 결합하여 상당히 반응성인 암모니아 불소(NH₄F) 화합물 및/또는 암모니아 수소 불소(NH₄F·HF)를 가스 상태로 형성한다. 이러한 분자들은 그 후 분배 플레이트(225)의 홀들(225A)을 경유하여 가스 전달 어셈블리(220)를 통해 흘러 세정될 기판 표면과 반응한다. 일 실시예에서, 캐리어 가스가 먼저 챔버(100)로 도입 되고, 캐리어 가스의 플라즈마가 발생되고, 그 후 반응 가스들, 암모니아, 및 삼불화질소가 이 플라즈마에 부가된다.Plasma energy decomposes ammonia and fluorine tritide into reactive species, which combine to form a highly reactive ammonia fluoride (NH₄ F) compound and / or ammonia hydrogen fluoride (NH₄ FHF) in a gaseous state. do. These molecules then flow through thegas delivery assembly 220 viaholes 225A of thedistribution plate 225 and react with the substrate surface to be cleaned. In one embodiment, a carrier gas is first introduced intochamber 100, a plasma of the carrier gas is generated, and then reactive gases, ammonia, and nitrogen trifluoride are added to this plasma.

이론에 제한되기를 바라지 않으며, 에천트(etchant) 가스, NH₄F, 및/또는 NH₄F·HF는 실리콘 산화물 표면과 반응하여 암모늄 헥사플루오로실리케이트 (NH₄)₂SiF₆, NH₃, 및 H₂O 생성물을 형성한다고 여겨진다. NH₃, 및 H₂O는 프로세싱 조건에서 증발하여 진공 펌프(125)에 의해 챔버(100)로부터 제거된다. 특히, 휘발성 가스들은 가스들이 진공 포트(131)를 통해 진공 펌프(125)로 배출되기 전에 라이너(133)에 형성된 구멍들(135)을 통해 펌핑 채널(129)로 흐른다. (NH₄)₂SiF₆의 박막이 기판면 뒤에 남는다. 반응 메커니즘은 다음과 같이 요약될 수 있다:Without wishing to be bound by theory, etchant gases, NH₄ F, and / or NH₄ F.HF react with the silicon oxide surface to react ammonium hexafluorosilicate (NH₄ )₂ SiF₆ , NH₃ , and It is believed to form an H₂ O product. NH₃ , and H₂ O are removed fromchamber 100 byvacuum pump 125 by evaporation at processing conditions. In particular, volatile gases flow into the pumpingchannel 129 through theholes 135 formed in theliner 133 before the gases are discharged through thevacuum port 131 to thevacuum pump 125. A thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ remains behind the substrate surface. The reaction mechanism can be summarized as follows:

NF₃ + NH₃→NH₄F + NH₄F·HF + N₂NF₃ + NH₃ → NH₄ F + NH₄ FHF + N₂

6NH₄F + SiO₂→(NH₄)₂SiF₆+ H₂O₆ NH₄ F + SiO₂ → (NH₄ )₂ SiF₆ + H₂ O

(NH₄)₂SiF₆ + 열→NH₃ + HF + SiF₄(NH₄ )₂ SiF₆ + Heat → NH₃ + HF + SiF₄

박막이 기판 표면에 형성된 후에, 기판이 그 상부에 지지된 지지 부재(310)가 가열된 분배 플레이트(225)에 인접한 어닐 위치로 상승된다. 분배 플레이트(470)로부터 방사된 열은 (NH₄)₂SiF₆의 박막을 SiF₄, NH₃, 및 HF 생성물로 해리 또 는 승화시키기에 충분해야 한다. 이러한 휘발성 생성물들은 그 후 전술한 것처럼 진공 펌프(125)에 의해 챔버(100)로부터 제거된다. 일반적으로 75℃ 이상의 온도가 기판으로부터 박막을 효과적으로 승화 및 제거하기 위해 사용된다. 바람직하게는, 100℃ 이상의 온도, 가령 약 115℃ 내지 약 200℃의 온도가 사용된다.After the thin film is formed on the substrate surface, thesupport member 310 on which the substrate is supported is raised to an anneal position adjacent to theheated distribution plate 225. The heat radiated from thedistribution plate 470 should be sufficient to dissociate or sublime the thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ into SiF₄ , NH₃ , and HF products. These volatile products are then removed from thechamber 100 by thevacuum pump 125 as described above. Generally, temperatures above 75 ° C. are used to effectively sublimate and remove thin films from the substrate. Preferably, a temperature of at least 100 ° C, such as from about 115 ° C to about 200 ° C, is used.

(NH₄)₂SiF₆의 박막을 휘발성 요소들로 해리시키기 위한 열 에너지는 분배 플레이트(225)에 의해 대류되거나 방사된다. 전술한 것처럼 가열 요소(270)는 분배 플레이트(225)에 직접 결합되며, 분배 플레이트(225) 및 이와 열 접촉하는 요소들을 약 75℃ 내지 약 250℃의 온도로 가열하기 위해 활성화된다. 일 측면에서 분배 플레이트(225)는 100℃ 내지 150℃, 가령 약 120℃의 온도로 가열된다.Thermal energy for dissociating the thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ into volatile elements is convection or radiated by thedistribution plate 225. As described above, theheating element 270 is directly coupled to thedistribution plate 225 and is activated to heat thedistribution plate 225 and the elements in thermal contact therewith to a temperature of about 75 ° C to about 250 ° C. In one aspect, thedistribution plate 225 is heated to a temperature of 100 ° C to 150 ° C, such as about 120 ° C.

이러한 높이 변경은 다양한 방법으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 리프트 메커니즘(330)이 분배 플레이트(225)의 하부면 쪽으로 지지 부재(310)를 상승시킬 수 있다. 이러한 상승 단계 동안, 기판은 전술한 것처럼 가령 진공 척 또는 정전척에 의해 지지 부재(310)에 고정된다. 대안으로 기판은 승강 링(320)을 경유하여 승강 핀(325)을 상승시킴으로써, 지지 부재(310)를 벗어나 상승되고 가열된 분배 플레이트(225)에 인접하여 배치될 수 있다.This height change can be implemented in a variety of ways. For example, thelift mechanism 330 can raise thesupport member 310 toward the bottom surface of thedistribution plate 225. During this ascending step, the substrate is secured to thesupport member 310 by a vacuum chuck or an electrostatic chuck, as described above. Alternatively, the substrate may be disposed adjacent the raised andheated distribution plate 225 beyond thesupport member 310 by raising the lift pins 325 via thelift ring 320.

상부에 박막을 갖는 기판의 상부면과 분배 플레이트(225) 사이의 거리는 중요하지 않으며 일상적인 실험의 문제이다. 당업자는 하부의 기판에 손상을 주지 않고 박막을 효율적이고 효과적으로 증발시키는 데 필요한 이격을 쉽게 결정할 수 있다. 그러나, 약 0.254mm (10mil) 내지 5.08mm (200mil)의 이격이 효과적이라고 여겨진다.The distance between the top surface of the substrate with the thin film on top and thedistribution plate 225 is not critical and is a matter of routine experimentation. One skilled in the art can easily determine the separation required to evaporate the thin film efficiently and effectively without damaging the underlying substrate. However, a separation of about 0.254 mm (10 mils) to 5.08 mm (200 mils) is considered effective.

일단 막이 기판으로부터 제거되었다면, 챔버는 정화되고 배기된다. 세정된 기판은 그 후 기판을 이송 위치로 하강시키고, 기판을 디척킹(de-chucking)하고, 기판을 슬릿 밸브 개구(160)를 통해 이송함으로써 챔버 몸체(112)로부터 제거된다.Once the film has been removed from the substrate, the chamber is purged and evacuated. The cleaned substrate is then removed from thechamber body 112 by lowering the substrate to the transfer position, de-chucking the substrate, and transferring the substrate through theslit valve opening 160.

약 1000매의 기판을 프로세싱한 후에, 챔버 몸체(112)는 세정될 필요가 있다. 챔버 몸체(112)를 세정하는 것은 지지 부재(310)를 상승된 위치로 상승시킴으로써 수행될 수 있다. 이러한 상승된 위치는 약 0.100 인치 미만의 지지 부재(310)와 분배 플레이트(225) 사이의 거리를 갖는다. 지지 부재(310)는 분배 플레이트(225)로부터 방사된 열에 의해, 또는 지지 부재(310)를 저항성 가열함으로써, 또는 지지 부재(310)내의 유체 채널로 가열한 유체를 공급함으로써 가열될 수 있다. 바람직하게는, 냉각 유체 채널로의 유체 유입구가 차단된다.After processing about 1000 sheets of substrate, thechamber body 112 needs to be cleaned. Cleaning thechamber body 112 may be performed by raising thesupport member 310 to a raised position. This raised position has a distance between thesupport member 310 and thedistribution plate 225 of less than about 0.100 inches. Thesupport member 310 may be heated by heat radiated from thedistribution plate 225, or by resistive heating of thesupport member 310, or by supplying heated fluid to a fluid channel in thesupport member 310. Preferably, the fluid inlet to the cooling fluid channel is blocked.

가령 수소, 헬륨, 및 아르곤의 혼합물과 같은 높은 열전도성을 갖는 가스들이 가스 분배 플레이트(225)를 통해 도입된다. 지지 부재(310)를 가열하는 것은 물과 암모늄 플루오로실리케이트박막 (NH₄)₂SiF₆을 휘발성 SiF₄, NH₃ 및 HF 생성물로 해리 또는 승화시키는 데 도움이 된다. 이러한 휘발성 생성물들은 그후 전술한 것처럼 진공 펌프(125)에 의해 챔버(100)로부터 제거된다. 부가적으로, 플라즈마가 세정을 더 촉진하기 위해 생성될 수 있다. 플라즈마는 증발된 증착물들이 배기 시스템을 통해 흐를 때 실리콘 산화물과 같은 부산물의 조합을 방지할 수 있다.Gases with high thermal conductivity such as, for example, a mixture of hydrogen, helium, and argon are introduced through thegas distribution plate 225. Heating thesupport member 310 helps dissociate or sublimate water and ammonium fluorosilicate thin film (NH₄ )₂ SiF₆ into volatile SiF₄ , NH₃ and HF products. These volatile products are then removed from thechamber 100 by thevacuum pump 125 as described above. In addition, plasma may be generated to further facilitate cleaning. The plasma may prevent a combination of byproducts such as silicon oxide as the evaporated deposits flow through the exhaust system.

일반적으로 100℃ 이상의 온도가 챔버 내의 증착물들을 효과적으로 승화시키 고 제거하기 위해 사용된다. 약 100℃ 이상의 온도는 약 한 시간 이내에 달성될 수 있고, 약 140℃의 온도는 약 세 시간 내에 달성될 수 있다. 바람직하게는 약 100℃ 이상, 가령 약 115℃ 내지 약 200℃의 온도가 사용된다. 지지 부재(310)로 돌아가면, 차단된 유체 유입구를 개방하는 것에 의해 시스템에 냉각 유체를 다시 도입함으로써 세정 프로세스가 완결될 때 약 35℃의 온도가 약 30분에 얻어질 수 있다.Generally, temperatures above 100 ° C. are used to effectively sublimate and remove deposits in the chamber. Temperatures above about 100 ° C. may be achieved within about one hour, and temperatures of about 140 ° C. may be achieved within about three hours. Preferably a temperature of at least about 100 ° C., such as from about 115 ° C. to about 200 ° C., is used. Returning to thesupport member 310, a temperature of about 35 ° C. may be obtained in about 30 minutes when the cleaning process is completed by introducing the cooling fluid back into the system by opening the blocked fluid inlet.

지지 부재(310)로의 유체 유입구를 차단하는 것은 지지 부재(310)의 상부와 지지 부재(310)의 베이스 사이의 온도 경사를 발생시킨다. 가스 분배 플레이트(225)에 가장 가까운 지지 부재(310)의 온도는 약 140℃에 도달할 수 있고 지지 부재(310)의 베이스는 대략 주위 온도(ambient temperature)에서 비교적 안정되게 유지될 수 있다.Blocking the fluid inlet to thesupport member 310 generates a temperature gradient between the top of thesupport member 310 and the base of thesupport member 310. The temperature of thesupport member 310 closest to thegas distribution plate 225 may reach about 140 ° C. and the base of thesupport member 310 may remain relatively stable at approximately ambient temperature.

그 상부에 박막을 갖는 기판의 상부면과 분배 플레이트(225) 사이의 거리는 하부 기판에 손상을 주지 않고 박막을 유효하고 효과적으로 증발하도록 선택된다. 프로세스 조건에 따라서, 약 0.254 mm (10 mil) 내지 5.08 mm (200 mil)의 이격이 선택된다.The distance between the top surface of the substrate having the thin film thereon and thedistribution plate 225 is selected to effectively and effectively evaporate the thin film without damaging the lower substrate. Depending on the process conditions, a separation of about 0.254 mm (10 mils) to 5.08 mm (200 mils) is selected.

시스템 제어기(비도시)는 프로세싱 챔버(100)의 동작을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 제어기는 컴퓨터의 하드디스크 드라이브상에 저장된 컴퓨터 프로그램의 제어하에 동작될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램은 프로세스 시퀀싱 및 타이밍, 가스들의 혼합, 챔버압, RF 전력 레벨, 서셉터 위치 지정, 슬릿 밸브 개폐, 물 냉각 및 특정 프로세스의 다른 매개변수들을 지시할 수 있다. 사용 자와 시스템 제어기간의 인터페이스는 CRT 모니터 및 광펜(비도시)을 통해 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 두 개의 모니터가 사용되며, 하나의 모니터는 작동자를 위해 클린 룸에 장착되고 다른 모니터는 서비스 기술자들을 위해 벽 뒤에 장착된다. 또한 양 모니터가 동시에 동일한 정보를 디스플레이하지만 하나의 광 펜만이 이네이블(enable)되는 것이 바람직하다. 광펜은 펜의 끝에서 광센서로 CRT 디스플레이에 의해 방사되는 광을 검출한다. 특정 스크린 또는 기능을 선택하기 위해서는, 동작자는 디스플레이 스크린의 특정 영역을 터치하고 펜에 있는 버튼을 누를 수 있다. 디스플레이 스크린은 일반적으로 외관, 가령 하이라이트 또는 컬러를 변경시키거나, 새로운 메뉴 또는 스크린을 디스플레이 시킴으로써 광펜과 터치된 영역 사이의 통신을 확인한다.A system controller (not shown) can be used to coordinate the operation of theprocessing chamber 100. The system controller can be operated under the control of a computer program stored on a hard disk drive of the computer. For example, a computer program can direct process sequencing and timing, mixing of gases, chamber pressure, RF power level, susceptor positioning, slit valve opening and closing, water cooling, and other parameters of a particular process. The interface between the user and the system controller can be through a CRT monitor and a light pen (not shown). In a preferred embodiment, two monitors are used, one monitor mounted in a clean room for the operator and the other monitor mounted behind a wall for service technicians. It is also desirable that both monitors display the same information at the same time but only one optical pen is enabled. The light pen detects light emitted by the CRT display with an optical sensor at the tip of the pen. To select a particular screen or function, the operator can touch a specific area of the display screen and press a button on the pen. Display screens generally confirm communication between the light pen and the touched area by changing the appearance, such as highlights or colors, or by displaying a new menu or screen.

다양한 프로세스들이 시스템 제어기(예시)상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품을 이용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 코드는 임의의 종래의 컴퓨터 판독가능한 프로그래밍 언어, 가령 68000 어셈블리어, C, C++, 또는 파스칼로 쓰여질 수 있다. 적절한 프로그램 코드는 종래의 텍스트 에디터를 이용하여 단일 파일 또는 다중 파일로 입력될 수 있고 컴퓨터의 메모리 시스템과 같은 컴퓨터 이용가능한 매체에 저장되거나 내장될 수 있다. 만약 입력된 코드 텍스트가 하이레벨 언어라면, 코드는 컴파일되며, 결과적인 컴파일러 코드는 그 후 미리 컴파일된 라이브러리 루틴들의 오브젝트 코드와 링크된다. 링크된 컴파일된 오브젝트 코드를 실행하기 위하여, 시스템 유저는 오브젝트 코드를 불러들여, 컴퓨터 시스템이 메모리내에 코드를 로딩하게 하며, 이로부터 CPU는 프로그램에서 식별된 태스크를 수행하도 록 코드를 판독 및 실행시킨다.Various processes may be implemented using a computer program product running on a system controller (example). The computer program code may be written in any conventional computer readable programming language, such as 68000 assembly language, C, C ++, or Pascal. Appropriate program code may be entered into a single file or multiple files using conventional text editors and may be stored or embedded in computer available media, such as a computer's memory system. If the code text entered is a high level language, the code is compiled and the resulting compiler code is then linked with the object code of the precompiled library routines. To execute the linked compiled object code, the system user loads the object code, causing the computer system to load the code into memory, from which the CPU reads and executes the code to perform the task identified in the program. .

도 5A 내지 5H는 본원에 기재된 건식 에칭 프로세스 및 프로세싱 챔버(100)를 이용하여, MOSFET 구조(500)와 같은 예시적인 능동 전자 소자를 형성하기 위한 예시적인 제조 시퀀스의 부분 개략도이다. 도 5A 내지 5H를 참조하면, 예시적인 MOSFET 구조가 반도체 물질, 예를 들어 실리콘 또는 갈륨비소 기판(525)상에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 기판(525)은 <100> 결정학 배향과, 직경 150 mm(6인치), 200 mm(8인치), 또는 300 mm(12 인치)를 갖는 실리콘 웨이퍼이다. 일반적으로 MOSFET 구조는 (ⅰ) 유전층, 가령 이산화규소, 유기실리케이트, 탄소 도핑된 실리콘 산화물, 포스포 실리게이트 유리(phosphosilicate glass, PSG), 보로포스포 실리케이트 유리(BPSG), 질화규소, 또는 이들의 조합; (ⅱ) 반도전(半導電) 층 (semiconducting layer), 가령 도핑된 다결정실리콘, 및 n형 또는 p형 도핑된 단결정 실리콘; (ⅲ) 가령 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 티타늄, 티타늄 실리사이드, 코발트 실리사이드, 니켈 실리사이드, 또는 이들의 조합과 같은 금속 또는 금속 실리케이트의 층으로부터 형성된 전기 접촉부(contact) 및 상호연결(interconnect);의 조합을 포함한다.5A-5H are partial schematic diagrams of example fabrication sequences for forming exemplary active electronic devices, such asMOSFET structures 500, using the dry etching process andprocessing chamber 100 described herein. 5A-5H, an exemplary MOSFET structure may be formed on a semiconductor material, such as silicon orgallium arsenide substrate 525. As shown in FIG. Preferably,substrate 525 is a silicon wafer having a <100> crystallographic orientation and a diameter of 150 mm (6 inches), 200 mm (8 inches), or 300 mm (12 inches). In general, the MOSFET structure is (i) a dielectric layer such as silicon dioxide, organosilicate, carbon doped silicon oxide, phosphosilicate glass (PSG), borophospho silicate glass (BPSG), silicon nitride, or combinations thereof. ; (Ii) semiconducting layers, such as doped polycrystalline silicon, and n-type or p-type doped monocrystalline silicon; (Iii) electrical contacts and interconnects formed from layers of metals or metal silicates such as, for example, tungsten, tungsten silicide, titanium, titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide, or combinations thereof. do.

도 5A를 참조하면, 능동 전자 소자의 제조는, 다른 소자들로부터 능동 전자 소자를 전기적으로 절연시키는 전기적 절연 구조를 형성함으로써 시작된다. McGraw-Hill Publishing Company 간행, S.M. Sze의 VLSI Technology, 제2판, 11장에 일반적으로 기재된 여러 형태의 전기 절연 구조가 존재하며, 상기 간행물은 본원에 참고문헌으로 포함된다. 일 버전에서, 약 2,000 Å의 두께를 갖는 필드 산화 물 층(비도시)이 전체 기판(525)상에 최초로 성장되고, 산화막의 일부는 소자의 전기적 능동 엘리먼트가 형성되는 노출된 영역들을 둘러싸는 필드 산화물 배리어(545A,B)를 형성하도록 제거된다. 노출된 영역들은 약 50 내지 300 Å의 두께를 갖는 얇은 게이트 산화물 층(550)을 형성하도록 열 산화된다. 다결정 층이 그 후 증착되고, 패터닝되고, 에칭되어 게이트 전극(555)을 생성한다. 다결정 게이트 전극(555)의 표면은 재산화되어 절연 유전층(560)을 형성하며, 도 5A에 도시된 구조를 제공한다.Referring to FIG. 5A, fabrication of an active electronic device begins by forming an electrically insulating structure that electrically insulates the active electronic device from other devices. McGraw-Hill Publishing Company Publishing, S.M. There are several forms of electrically insulating structures generally described in Sze's VLSI Technology, 2nd edition, chapter 11, which publications are incorporated herein by reference. In one version, a field oxide layer (not shown) having a thickness of about 2,000 GPa is first grown on theentire substrate 525, and a portion of the oxide film surrounds the exposed areas where the electrically active element of the device is formed. It is removed to formbarriers 545A and B. The exposed regions are thermally oxidized to form a thingate oxide layer 550 having a thickness of about 50-300 GPa. The polycrystalline layer is then deposited, patterned, and etched to produce thegate electrode 555. The surface ofpolycrystalline gate electrode 555 is reoxidized to form insulatingdielectric layer 560, providing the structure shown in FIG. 5A.

도 5B를 참조하면, 다음으로 소스 및 드레인(570A,B)이 적절한 도펀트 원자들로 적절한 영역들을 도핑함으로써 형성된다. 예를 들어, p형 기판(525)상에, 비소 또는 인을 포함한 n형 도펀트 종이 사용된다. 일반적으로 도핑은 이온 주입기에 의해 수행되며, 예를 들어, 약 10¹³ 원자/cm²의 농도 및 약 30 내지 80 Kev의 에너지 레벨의 인(³¹P), 또는 약 10¹⁵ 내지 10¹⁷원자/cm²의 양(doze) 및 약 10 내지 100 Kev의 에너지 레벨의 비소(⁷⁵AS)를 포함할 수 있다. 주입 프로세스 이후에, 도펀트는 기판을 가령 급속 열처리(RTP) 장치에서 가열함으로써 기판(525)상에 주입된다. 그 후, 소스 및 드레인 영역(570A,B)을 덮고 있는 산화물 층(550)은, 주입 프로세스에 의해 발생되고 산화물 층에 포획되어 있는 불순물들을 제거하도록 종래의 스트리핑(stripping) 프로세스에 의해 스트리핑되어, 도 5B에 도시된 구조를 제공한다.Referring to FIG. 5B, source and drain 570A, B are next formed by doping the appropriate regions with suitable dopant atoms. For example, on the p-type substrate 525, n-type dopant paper containing arsenic or phosphorus is used. Doping is generally performed by an ion implanter, for example phosphorus (³¹ P) at a concentration of about 10¹³ atoms / cm² and an energy level of about 30 to 80 Kev, or about 10¹⁵ to 10¹⁷ atoms / cm Arsenic (⁷⁵ AS) at a doze of² and an energy level of about 10 to 100 Kev. After the implantation process, the dopant is implanted onto thesubstrate 525 by heating the substrate, such as in a rapid heat treatment (RTP) apparatus. Theoxide layer 550 covering the source anddrain regions 570A, B is then stripped by a conventional stripping process to remove impurities generated by the implantation process and trapped in the oxide layer, Provide the structure shown in Figure 5B.

도 5C 및 5D를 참조하면, SiH₂, Cl₂, 및 NH₃의 가스 혼합물을 이용하여 저압 화학기상증착(LPCVD)에 의해 게이트 전극(555) 및 기판(525) 위의 표면상에 실리콘 질화물 층(575)이 증착된다. 실리콘 질화물 층(575)은 그 후 도 5D에 도시된 것처럼 게이트 전극(555)의 측벽 위에 질화물 스페이서(580)를 형성하도록 반응성 이온 에칭(RIE) 기법을 이용하여 에칭된다. 스페이서(580)는 소스(570A) 및 드레인(570B) 위에 증착된 다른 실리사이드 층들로부터 게이트 전극(555)의 상부면에 형성된 실리사이드 층을 전기적으로 절연시킨다. 전기 절연 측벽 스페이서(580)와 상부층들은 가령 실리콘 산화물과 같은 다른 물질들로부터 제조될 수 있음에 주의하여야 한다. 측벽 스페이서(580)를 형성하기 위해 사용된 실리콘 산화물 층은 일반적으로 약 600℃ 내지 약 1,000℃의 온도에서 테트라에톡시실란(TEOS)의 공급 가스(feed gas)로부터 CVD 또는 PECVD에 의해 증착된다.5C and 5D, a silicon nitride layer on the surface over thegate electrode 555 and thesubstrate 525 by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) using a gas mixture of SiH₂ , Cl₂ , and NH₃ . 575 is deposited.Silicon nitride layer 575 is then etched using reactive ion etching (RIE) techniques to formnitride spacers 580 over sidewalls ofgate electrode 555 as shown in FIG. 5D.Spacer 580 electrically insulates the silicide layer formed on the top surface ofgate electrode 555 from other silicide layers deposited oversource 570A and drain 570B. It should be noted that the electrically insulatingsidewall spacer 580 and the top layers can be made from other materials, such as silicon oxide, for example. The silicon oxide layer used to form thesidewall spacers 580 is typically deposited by CVD or PECVD from a feed gas of tetraethoxysilane (TEOS) at a temperature of about 600 ° C to about 1,000 ° C.

도 5E를 참조하면, 프로세스들 이전 및 이후에 대기에 노출시킴으로써 자연 실리콘 산화물 층(585)이 노출된 실리콘 표면들에 형성된다. 자연 실리콘 산화물 층(585)은, 합금 반응 및 형성된 금속 실리사이드의 전기 전도성을 향상시키기 위하여, 게이트(555), 소스(570A), 및 드레인(570B)상에 전도성 금속 실리사이드 콘택을 형성하기 전에 제거되어야 한다. 자연 실리콘 산화물 층(585)은 반전도 물질의 전기 저항을 증가시킬 수 있고, 이후에 증착되는 실리콘과 금속 층들의 실리사이드화(silicidation) 반응에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 능동 전자 소자를 상호연결(interconnecting)하기 위한 금속 실리사이드 콘택 또는 전도체를 형성하기 전에 이러한 자연 실리콘 산화물 층(585)을 전술된 건식 에칭 프로세스를 이용하여 제거하는 것이 필요하다. 건식 에칭 프로세스는 도 5F에 도시된 것처럼 소스(570A), 드레인(570B), 및 게이트 전극(555)의 상부면을 노출시키기 위하여 자연 실리콘 산화물 층(585)을 제거한다.Referring to FIG. 5E, a nativesilicon oxide layer 585 is formed on exposed silicon surfaces by exposure to the atmosphere before and after processes. The nativesilicon oxide layer 585 should be removed before forming conductive metal silicide contacts on thegate 555,source 570A, and drain 570B to enhance the alloying reaction and the electrical conductivity of the formed metal silicide. do. The nativesilicon oxide layer 585 can increase the electrical resistance of the semiconducting material and can adversely affect the silicidation reaction of the subsequently deposited silicon and metal layers. Thus, it is necessary to remove this nativesilicon oxide layer 585 using the dry etching process described above before forming metal silicide contacts or conductors for interconnecting active electronic devices. The dry etching process removes the nativesilicon oxide layer 585 to expose the top surface of thesource 570A, drain 570B, andgate electrode 555 as shown in FIG. 5F.

그 후, 도 5G에 도시된 것처럼, PVD 스퍼터링 프로세스가 사용되어 금속(590) 층을 증착한다. 종래의 노 어닐링이 그 후 사용되어 금속 및 실리콘 층을 어닐링하여, 금속 층(590)이 실리콘과 접촉하는 영역에 금속 실리사이드를 형성한다. 어닐링은 개별 프로세싱 시스템에서 일반적으로 수행된다. 따라서, 보호 캡 층(비도시)이 금속(590) 상부에 증착될 수 있다. 캡 층은 일반적으로 질화물 물질이며 티타늄, 질화물, 텅스텐 질화물, 탄탈 질화물, 하프늄 질화물, 및 실리콘 질화물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질들을 포함할 수 있다. 캡 층은 임의의 증착 프로세스에 의해, 바람직하게는 PVD에 의해 증착될 수 있다.Thereafter, a PVD sputtering process is used to deposit themetal 590 layer, as shown in FIG. 5G. Conventional furnace annealing is then used to anneal the metal and silicon layers to form metal silicides in areas where themetal layer 590 is in contact with the silicon. Annealing is generally performed in separate processing systems. Thus, a protective cap layer (not shown) may be deposited over themetal 590. The cap layer is generally a nitride material and may include one or more materials selected from the group comprising titanium, nitride, tungsten nitride, tantalum nitride, hafnium nitride, and silicon nitride. The cap layer can be deposited by any deposition process, preferably by PVD.

다음으로, 벌크 금속이 벌크 필(535)로써 도 5I에 도시된 것처럼 증착된다. 벌크 금속은 텅스텐 또는 일부 다른 금속일 수 있다.Next, bulk metal is deposited as bulk fill 535 as shown in FIG. 5I. The bulk metal may be tungsten or some other metal.

어닐링은 일반적으로 약 30분 동안 질소의 분위기에서 600℃ 내지 800℃의 온도로 기판(500)을 가열하는 것을 포함한다. 대안으로 금속 실리사이드(595)는, 기판(500)이 약 30초 동안 약 1000℃로 급속하게 가열되는 급속 열 어닐링 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 적절한 전도성 금속은 코발트, 티타늄, 니켈, 텅스텐, 플라티늄, 및 낮은 접촉 저항을 가지며 다결정 및 단결정 실리콘 모두에 대해 신뢰할 수 있는 금속 실리사이드 콘택을 형성할 수 있는 임의의 다른 금속을 포 함한다.Annealing generally involves heating thesubstrate 500 to a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. in an atmosphere of nitrogen for about 30 minutes. Alternatively,metal silicide 595 may be formed using a rapid thermal annealing process in whichsubstrate 500 is rapidly heated to about 1000 ° C. for about 30 seconds. Suitable conductive metals include cobalt, titanium, nickel, tungsten, platinum, and any other metal having low contact resistance and capable of forming reliable metal silicide contacts for both polycrystalline and monocrystalline silicon.

금속 층(590)의 반응되지 않은 부분들은 왕수(aqua regia)(HCl 및 HNO₃)를 이용한 습식 에칭에 의해 제거될 수 있는데, 이는 금속 실리사이드(595); 스페이서(580), 또는 필드 산화물(545A,B)을 공격하지 않고 금속을 제거하며, 따라서 도 5H에 도시된 것처럼 게이트 전극(555), 소스(570A), 및 드레인(570B)상에 자기 정렬된 금속 실리사이드 콘택(595)을 남긴다. 그 후, 가령 실리콘 산화물, BPSG, 또는 PSG를 포함하는 절연 커버층이 전극 구조 상부에 증착될 수 있다. 절연 커버층은 CVD 챔버에서 화학기상증착을 이용하여 증착되며, 여기서 물질은 낮은 압력 또는 대기 압력에서 공급 가스로부터 응축하며, 이는 예를 들면 1996년 3월 19일에 발행된 미국 특허 No. 5,500,249에 기재되어 있으며, 이 문헌은 참고문헌으로 본원에 포함된다. 그 후, 구조(500)는 부드럽고 평탄화된 표면을 형성하도록 유리 전이 온도에서 어닐링된다.Unreacted portions ofmetal layer 590 may be removed by wet etching with aqua regia (HCl and HNO₃ ), which includemetal silicide 595; The metal is removed without attacking thespacer 580, orfield oxides 545A and B, and is thus self-aligned on thegate electrode 555, thesource 570A, and thedrain 570B as shown in FIG. 5H. Leave themetal silicide contact 595. Thereafter, an insulating cover layer comprising, for example, silicon oxide, BPSG, or PSG may be deposited over the electrode structure. The insulating cover layer is deposited using chemical vapor deposition in a CVD chamber, where the material condenses from the feed gas at low or atmospheric pressure, which is described, for example, in US Pat. 5,500,249, which is incorporated herein by reference. Thestructure 500 is then annealed at the glass transition temperature to form a smooth flattened surface.

하나 이상의 실시예에서, 프로세싱 챔버(100)는 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 사로부터 입수가능한 Endura^TM와 같은 멀티 프로세싱 플랫폼으로 일체화될 수 있다. 이러한 프로세싱 플랫폼은 진공을 파괴하지 않고 여러 프로세싱 동작들을 수행할 수 있다. Endura^TM플랫폼의 상세는 발명의 명칭이 "Integrated Modular Processing Platform"이며, 1999년 11월 30일에 출원된 미국특허출원 일련번호 09/451,628에 기재되어 있고, 이 문헌은 참고문헌으로 본원에 포함된다.In one or more embodiments, theprocessing chamber 100 may be integrated into a multi-processing platform such as Endura^™ available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. Such a processing platform can perform several processing operations without breaking the vacuum. Details of the Endura^™ platform are described in US Patent Application Serial No. 09 / 451,628, filed November 30, 1999, entitled “Integrated Modular Processing Platform”, which is incorporated herein by reference. .

도 6은 예시적인 멀티 챔버 프로세싱 시스템(600)의 평면도이다. 시스템(600)은 시스템(600) 내부 및 외부로 기판들을 이송하기 위한 하나 이상의 로드락 챔버(602, 604)를 포함한다. 일반적으로, 시스템(600)은 진공하에 있으므로, 로드락 챔버(602, 604)는 시스템(600)으로 도입된 기판들을 "펌프다운(pump down)"할 수 있다. 제1 로봇(610)은 로드락 챔버(602, 604)와 제1 집합의 하나 이상의 기판 처리 프로세싱 챔버(612, 614, 616, 618)(네 개가 도시됨) 사이에서 기판을 이송한다. 각 프로세싱 챔버(612, 614, 616, 618)는 본원에 기재된 건식 에칭 프로세스와 더불어, 순환형 층 증착(CLD), 원자층 증착(ALD), 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 에칭, 선 세정(pre-clean), 탈 가스(degas), 배향 및 다른 기판 프로세스를 포함하는 다수의 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 준비될 수 있다.6 is a top view of an examplemulti-chamber processing system 600.System 600 includes one or moreload lock chambers 602, 604 for transporting substrates into and out ofsystem 600. In general, since thesystem 600 is under vacuum, theload lock chambers 602, 604 can "pump down" substrates introduced into thesystem 600. Thefirst robot 610 transfers the substrate between theload lock chambers 602, 604 and one or more substrateprocessing processing chambers 612, 614, 616, 618 (four are shown). Eachprocessing chamber 612, 614, 616, 618, along with the dry etching process described herein, includes cyclic layer deposition (CLD), atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) It may be prepared to perform a number of substrate processing operations including etching, pre-clean, degas, orientation, and other substrate processes.

제1 로봇(610)은 하나 이상의 이송 챔버(622, 624)로/로부터 기판을 이송할 수도 있다. 이송 챔버(622, 624)는 극대의 진공 조건을 유지하면서 기판들이 시스템(600) 내부에 전달되도록 사용될 수 있다. 제2 로봇(630)은 이송 챔버(622, 624)와 제2 집합의 하나 이상의 프로세싱 챔버(632, 634, 636, 및 638) 사이에서 기판들을 이송할 수 있다. 프로세싱 챔버(612, 614, 616, 618)와 유사하게, 프로세싱 챔버(632, 634, 636, 및 638)는 본원에 기재된 건식 에칭 프로세스와 더불어, 예를 들어 순환형 층 증착(CLD), 원자층 증착(ALD), 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD), 에칭, 선 세정(pre-clean), 탈 가스(degas), 배향 및 다른 기판 프로세스를 포함하는 다수의 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 준비될 수 있다. 시스템(600)에 의해 수행될 특정 프로세스에 대해 필요하지 않다면 임의의 기판 프로세 싱 챔버(612, 614, 616, 618, 632, 634, 636, 및 638)가 시스템(600)으로부터 제거될 수 있다.Thefirst robot 610 may transfer the substrate to / from one ormore transfer chambers 622, 624.Transfer chambers 622 and 624 may be used to transfer substrates intosystem 600 while maintaining extreme vacuum conditions. Thesecond robot 630 can transfer substrates between thetransfer chambers 622, 624 and the second set of one ormore processing chambers 632, 634, 636, and 638. Similar to theprocessing chambers 612, 614, 616, 618, theprocessing chambers 632, 634, 636, and 638, along with the dry etch processes described herein, may be used, for example, cyclic layer deposition (CLD), atomic layers Perform multiple substrate processing operations including deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), etching, pre-clean, degas, orientation and other substrate processes Can be prepared to. Anysubstrate processing chambers 612, 614, 616, 618, 632, 634, 636, and 638 may be removed from thesystem 600 if not needed for the particular process to be performed by thesystem 600. .

도 5A-5H의 MOSFET 구조를 형성하기 위한 예시적인 멀티 프로세싱 시스템(600)은 전술한 두 개의 프로세싱 챔버(100)와, 금속(500)을 증착하기 위한 두 개의 물리기상증착 챔버와, 선택적은 캡층(비도시)을 증착하기 위한 두 개의 물리기상증착 챔버를 포함한다. 도 6에 도시된 임의의 프로세싱 챔버(612, 614, 616, 618, 632, 634, 636, 및 638)가 PVD 챔버 및/또는 프로세싱 챔버(100)를 나타낸다.Exemplary multiprocessing system 600 for forming the MOSFET structure of FIGS. 5A-5H includes two processingchambers 100 described above, two physical vapor deposition chambers for depositingmetal 500, and optionally a cap layer. Two physical vapor deposition chambers for depositing (not shown). Any of theprocessing chambers 612, 614, 616, 618, 632, 634, 636, and 638 shown in FIG. 6 represent the PVD chamber and / or theprocessing chamber 100.

비록 위의 프로세스 시퀀스가 MOSFET의 형성과 관련하여 기재되었지만, 본원에 기재된 건식 에칭 프로세스는 다른 금속 실리사이드 층, 가령 텅스텐, 탄탈, 몰리브덴의 실리사이드를 갖는 다른 반도체 구조 및 소자를 형성하기 위해 사용될 수도 있다. 세정 프로세스가 가령 알루미늄, 구리, 코발트, 니켈, 실리콘, 티타늄, 팔라듐, 하프늄, 붕소, 텅스텐, 탄탈, 또는 이들의 조합을 포함하는 서로 다른 금속들의 층의 증착 이전에 사용될 수도 있다.Although the above process sequence has been described in connection with the formation of MOSFETs, the dry etching process described herein may be used to form other semiconductor structures and devices having silicides of other metal silicide layers such as tungsten, tantalum, molybdenum. The cleaning process may be used prior to the deposition of a layer of different metals including, for example, aluminum, copper, cobalt, nickel, silicon, titanium, palladium, hafnium, boron, tungsten, tantalum, or a combination thereof.

도 7은 프로세싱 챔버(700)의 일 실시예를 도시하는 부분단면도이다. 이 실시예에서, 프로세싱 챔버(700)는 챔버 몸체(712)의 상단부에 배치된 리드 어셈블리(701)와, 챔버 몸체(712) 내에 적어도 부분적으로 배치된 지지 어셈블리(710)를 포함한다. 프로세싱 챔버는 또한 도 8에 추가적으로 기재될 U 형상 단면을 갖는 원격 전극을 갖는 원격 플라즈마 발생기(740)도 포함한다. 챔버(700)와 관련 하드웨어는 하나 이상의 프로세스 호환가능한 물질, 가령 알루미늄, 양극산화 처리된 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄, 니켈 도금 알루미늄 6061-T6, 스테인리스 강, 및 이들의 조합 및 합금들으로부터 형성되는 것이 바람직하다.7 is a partial cross-sectional view illustrating one embodiment of aprocessing chamber 700. In this embodiment, theprocessing chamber 700 includes alid assembly 701 disposed at the top of thechamber body 712 and asupport assembly 710 at least partially disposed within thechamber body 712. The processing chamber also includes aremote plasma generator 740 having a remote electrode having a U-shaped cross section to be further described in FIG. 8.Chamber 700 and associated hardware are preferably formed from one or more process compatible materials, such as aluminum, anodized aluminum, nickel plated aluminum, nickel plated aluminum 6061-T6, stainless steel, and combinations and alloys thereof. Do.

지지 어셈블리(710)는 챔버 몸체(712)내에 적어도 부분적으로 배치된다. 지지 어셈블리(710)는 벨로우즈(733)에 의해 둘러싸인 샤프트(비도시)에 의해 승강된다. 챔버 몸체(712)는 프로세싱 챔버(700) 내부로의 액세스를 제공하는, 측벽에 형성된 슬릿 밸브(760)를 포함한다. 슬릿 밸브(760)는 웨이퍼 처리 로봇(비도시)에 의해 챔버 몸체(712)의 내부로의 액세스를 가능하게 하기 위하여 선택적으로 개폐된다. 웨이퍼 처리 로봇은 당업자에게 주지되어 있고, 임의의 적합한 로봇이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 슬릿 밸브 개구(760)를 통해서 인접한 이송 챔버 및/또는 로드락 챔버(비도시)로, 또는 클러스터 툴 내부의 또 다른 챔버로, 프로세싱 챔버(700) 내외부로 이송될 수 있다. 예시적인 클러스터 툴은 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 사로부터 입수가능한 PRODUCER^TM, CENTURE^TM, ENDURA^TM, 및 ENDURASL^TM플랫폼을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.Thesupport assembly 710 is at least partially disposed within thechamber body 712. Thesupport assembly 710 is lifted by a shaft (not shown) surrounded by thebellows 733.Chamber body 712 includes aslit valve 760 formed in the sidewall that provides access to theprocessing chamber 700.Slit valve 760 is selectively opened and closed to allow access to the interior ofchamber body 712 by a wafer processing robot (not shown). Wafer processing robots are well known to those skilled in the art, and any suitable robot can be used. In one embodiment, the wafer may be transferred into and out of theprocessing chamber 700 through the slit valve opening 760 to an adjacent transfer chamber and / or load lock chamber (not shown), or to another chamber inside the cluster tool. . Exemplary cluster tools include, but are not limited to, the PRODUCER^™ , CENTURE^™ , ENDURA^™ , and ENDURASL^™ platforms available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California.

챔버 몸체(112)는 챔버 몸체 내부에 형성되며 열 전달 유체를 유동시키기 위한 채널(비도시)을 포함한다. 열 전달 유체는 가열 유체 또는 냉각제일 수 있고, 프로세싱 및 기판 이송 동안 챔버 몸체(712)의 온도를 제어하기 위해 사용된다. 챔버 몸체(712)의 온도는 챔버 벽에 가스 또는 부산물의 원치 않는 응축을 방지하기 위해 중요하다. 예시적인 열 전달 유체는 물, 에틸렌글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 열 전달 유체는 질소 가스를 포함할 수도 있다.Thechamber body 112 is formed inside the chamber body and includes a channel (not shown) for flowing a heat transfer fluid. The heat transfer fluid may be a heating fluid or coolant and is used to control the temperature of thechamber body 712 during processing and substrate transfer. The temperature of thechamber body 712 is important to prevent unwanted condensation of gases or by-products on the chamber walls. Exemplary heat transfer fluids include water, ethylene glycol, or mixtures thereof. Exemplary heat transfer fluids may include nitrogen gas.

챔버 몸체(712)는 또한 지지 어셈블리(700)를 둘러싸는 라이너(733)를 포함하며, 서비스 및 세정을 위해 제거가능하다. 라이너(733)는 바람직하게는 알루미늄, 또는 세라믹 물질과 같은 금속으로 제조된다. 그러나, 임의의 프로세스 호환가능한 물질이 사용될 수 있다. 라이너(733)는 여기에 증착되는 임의의 물질의 부착을 증진시키기 위하여 비드 블래스트(bead blast)될 수 있으며, 이에 의해 프로세싱 챔버(700)의 오염에 이르게 될 물질의 벗겨져 떨어짐(flaking)을 방지한다. 라이너(733)는 일반적으로 진공 시스템과 유체 소통되며 라이너 내부에 형성된 펌핑 채널(729)과 하나 이상의 구멍(735)을 포함한다. 구멍은 펌핑 채널(729)로 유입되는 가스들을 위한 유동 경로를 제공하며, 펌핑 채널(729)은 가스들이 챔버(700)로부터 배출되도록 라이너(733)를 통해 유동 경로를 제공한다.Thechamber body 712 also includes aliner 733 surrounding thesupport assembly 700 and is removable for service and cleaning.Liner 733 is preferably made of a metal, such as aluminum, or a ceramic material. However, any process compatible material may be used.Liner 733 may be bead blasted to promote adhesion of any material deposited thereon, thereby preventing flaking of material that would result in contamination ofprocessing chamber 700. . Theliner 733 is generally in fluid communication with the vacuum system and includes apumping channel 729 and one ormore holes 735 formed within the liner. The hole provides a flow path for the gases entering thepumping channel 729, and thepumping channel 729 provides a flow path through theliner 733 so that the gases exit thechamber 700.

진공 시스템은 챔버(700)내의 가스들의 유동을 조절하기 위하여 진공 펌프(비도시)와 스로틀밸브(비도시)를 포함한다. 진공 펌프는 챔버 몸체(712)에 배치된 진공 포트(비도시)와 연결되며, 라이너(733)내에 형성된 펌핑 채널(729)과 유체 소통한다. 진공 펌프와 챔버 몸체(712)는 챔버(700)내의 가스들의 유동을 조정하기 위하여 스로틀 밸브에 의해 선택적으로 격리된다. 용어 "가스"와 "가스들"은 달리 지적되지 않는 한 상호교환하여 사용될 수 있으며, 하나 이상의 전구체, 반응체, 촉매, 캐리어, 정화, 세정, 이들의 조합과, 챔버 몸체(712)로 유입되는 임의의 다른 유체를 말한다.The vacuum system includes a vacuum pump (not shown) and a throttle valve (not shown) to regulate the flow of gases in thechamber 700. The vacuum pump is connected to a vacuum port (not shown) disposed in thechamber body 712 and in fluid communication with apumping channel 729 formed in theliner 733. The vacuum pump andchamber body 712 are selectively isolated by a throttle valve to regulate the flow of gases in thechamber 700. The terms "gas" and "gases" may be used interchangeably unless otherwise indicated and may be introduced into thechamber body 712 with one or more precursors, reactants, catalysts, carriers, purge, scrubbing, combinations thereof, and the like. Refers to any other fluid.

리드 어셈블리(700)는 서로의 상부에 적층된 다수의 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 리드 어셈블리(700)를 리드 림(710), 가스 전달 어셈블리(720), 및 상 부 플레이트(750)를 포함한다. 리드 림(710)은 리드 어셈블리(700)를 구성하는 컴포넌트들의 하중을 견디도록 설계되며 가령 지지 어셈블리(300)와 같은 내부 챔버 컴포넌트들에 액세스를 제공하기 위하여 힌지 어셈블리(이 도면에는 비도시)를 통하여 챔버 몸체(712)의 상부면에 결합된다. 가스 전달 어셈블리(720)는 리드 림(710)의 상부면에 결합되며 리드 림과 최소한의 열 접촉을 이루도록 배치된다. 리드 어셈블리(700)의 컴포넌트들은 가령 잘 마감된 표면을 갖는 알루미늄 합금과 같이 높은 열전도성과 낮은 열 저항을 갖는 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 컴포넌트들의 열 저항은 약 5×10^-4㎡ K/W보다 작은 것이 바람직하다.Thelid assembly 700 includes a plurality of components stacked on top of each other. For example, thelid assembly 700 includes alid rim 710, agas delivery assembly 720, and anupper plate 750. Thelid rim 710 is designed to withstand the load of the components that make up thelid assembly 700 and is provided through a hinge assembly (not shown in this figure) to provide access to internal chamber components such as, for example, thesupport assembly 300. It is coupled to the upper surface of thechamber body 712. Thegas delivery assembly 720 is coupled to the top surface of thelead rim 710 and is arranged to make minimal thermal contact with the lead rim. The components of thelid assembly 700 are preferably made of a material having high thermal conductivity and low thermal resistance, such as an aluminum alloy with a well finished surface. The thermal resistance of the components is preferably less than about 5 × 10⁻⁴ m 2 K / W.

가스 전달 어셈블리(720)를 보다 상세히 고려하면, 가스 전달 어셈블리(720)는 분배 플레이트 또는 샤워헤드를 포함한다. 가스 공급 패널(비도시)은 일반적으로 프로세싱 챔버(700)에 하나 이상의 가스들을 제공하기 위해 사용된다. 사용되는 특정 가스 또는 가스들은 챔버(700)내에서 수행될 프로세스에 따른다. 예를 들어, 특정 가스들은 하나 이상의 전구체, 환원제, 촉매, 캐리어, 정화, 세정, 또는 이들의 임의의 혼합물 또는 조합을 포함한다. 일반적으로, 상기 하나 이상의 가스들은 프로세싱 챔버(700)로 도입되어 리드 어셈블리(700)로 흐르며 그 후 가스 전달 어셈블리(720)를 통해 챔버 몸체(712)로 흐른다. 전기적으로 동작되는 밸브 및/또는 유동 제어 메커니즘(비도시)이 사용되어 가스 공급부로부터 챔버(700)로의 가스의 흐름을 제어할 수 있다.Considering thegas delivery assembly 720 in more detail, thegas delivery assembly 720 includes a distribution plate or showerhead. Gas supply panels (not shown) are generally used to provide one or more gases to theprocessing chamber 700. The particular gas or gases used depends on the process to be performed inchamber 700. For example, certain gases include one or more precursors, reducing agents, catalysts, carriers, purging, cleaning, or any mixture or combination thereof. Generally, the one or more gases are introduced into theprocessing chamber 700 and flow into thelid assembly 700 and then through thegas delivery assembly 720 to thechamber body 712. Electrically operated valves and / or flow control mechanisms (not shown) may be used to control the flow of gas from the gas supply to thechamber 700.

일 측면에서, 가스는 가스 박스(비도시)로부터 챔버(700)로 전달되며, 가스 라인은 전술한 것처럼 가스를 챔버 몸체(712)에 공급하기 위하여 두 개의 개별 가스 라인으로 분기한다. 프로세스에 따라서, 임의의 수의 가스들이 이러한 방식으로 전달될 수 있고 챔버(700) 내에서 또는 이들이 챔버(700)에 전달되기 전에 혼합될 수 있다.In one aspect, gas is delivered from a gas box (not shown) to thechamber 700, and the gas line branches into two separate gas lines to supply gas to thechamber body 712 as described above. Depending on the process, any number of gases can be delivered in this manner and mixed in thechamber 700 or before they are delivered to thechamber 700.

계속 도 7을 참조하면, 리드 어셈블리는 리드 어셈블리(700)내에 반응종의 플라즈마를 생성하기 위해 전극(740)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전극(740)은 상부 플레이트(750)상에 지지되며 이로부터 전기적으로 절연된다. 상부 플레이트(750)로부터 전극(740)을 분리하는 절연 필터 링이 전극(740)의 하부 주변에 배치될 수 있다. 환형 절연체(비도시)가 또한 절연 필터 링의 외부에 대해 배치되며 도 1에 도시된 것처럼 상부 플레이트(750)의 상부면상에 안착된다. 환형 절연체(비도시)는 그 후 전극(740)의 상부 주변에 배치되어 RF 플레이트(740)가 리드 어셈블리(700)의 다른 요소들로부터 전기적으로 절연된다. 이러한 링들 각각, 절연 필터, 및 환형 절연체는 알루미늄 산화물이나 임의의 다른 절연체, 프로세스 호환가능한 물질로 제조될 수 있다.With continued reference to FIG. 7, the lead assembly may further include anelectrode 740 to generate plasma of the reactive species in thelead assembly 700. In one embodiment,electrode 740 is supported on and electrically insulated fromtop plate 750. An insulating filter ring separating theelectrode 740 from thetop plate 750 may be disposed around the bottom of theelectrode 740. An annular insulator (not shown) is also disposed against the outside of the insulating filter ring and seated on the top surface of thetop plate 750 as shown in FIG. 1. An annular insulator (not shown) is then disposed around the top of theelectrode 740 such that theRF plate 740 is electrically insulated from other elements of thelead assembly 700. Each of these rings, the insulation filter, and the annular insulator can be made of aluminum oxide or any other insulator, process compatible material.

전극(740)은 전력 소스(미도시)에 연결되며 가스 전달 어셈블리(720)는 그라운드에 연결된다. 따라서, 하나 이상의 프로세스 가스들의 플라즈마는 전극(740)과 가스 전달 어셈블리(720) 사이에 형성된 부피에서 타격될 수 있다. 차단기 플레이트 어셈블리가 없는 경우에, 플라즈마는 전극(740)과 차단기 어셈블리(720) 사이에서 타격(striking) 및 함유될 수 있다. 대안으로, 플라즈마는 차단기 어셈블리가 없을 때는, 전극(740)과 가스 전달 어셈블리(720) 사이에서 타격 및 함유될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 플라즈마는 리드 어셈블리(710)내에 양호하게 한정되고 함유될 수 있다.Electrode 740 is connected to a power source (not shown) andgas delivery assembly 720 is connected to ground. Thus, the plasma of one or more process gases may be blown at the volume formed between theelectrode 740 and thegas delivery assembly 720. In the absence of a breaker plate assembly, plasma may be striking and contained between theelectrode 740 and thebreaker assembly 720. Alternatively, the plasma can be blown and contained between theelectrode 740 and thegas delivery assembly 720 when there is no breaker assembly. In another embodiment, the plasma may be well defined and contained within thelid assembly 710.

가스들을 반응종으로 활성화할 수 있고 반응종들의 플라즈마를 유지할 수 있는 임의의 전력 소스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력 방전 기법에 기초하여 무선 주파수(RF), 직류(DC), 교류(AC) 또는 마이크로파(MW)가 사용될 수 있다. 활성화는 열 기반 기법, 가스 방전(breakdown) 기법, 고밀도 광소스(예, UV 에너지), 또는 x-레이 소스로의 노광에 의해 생성될 수도 있다. 대안으로, 원격 플라즈마 발생기와 같은 원격 활성화 소스가 사용되어, 챔버(700)로 전달될 반응종들의 플라즈마를 생성할 수 있다. 예시적인 원격 플라즈마 발생기들은 MKS instruments Inc. 및 Advanced Energy Industries, Inc.와 같은 판매자로부터 이용가능하다. 바람직하게는, RF 전력 공급이 전극(240)에 연결된다.Any power source that can activate the gases as reactive species and maintain a plasma of the reactive species can be used. For example, radio frequency (RF), direct current (DC), alternating current (AC) or microwave (MW) may be used based on the power discharge technique. Activation may be generated by heat-based techniques, gas breakdown techniques, high density light sources (eg, UV energy), or exposure to x-ray sources. Alternatively, a remote activation source, such as a remote plasma generator, may be used to generate a plasma of reactive species to be delivered to thechamber 700. Exemplary remote plasma generators include MKS instruments Inc. And sellers such as Advanced Energy Industries, Inc. Preferably, an RF power supply is connected toelectrode 240.

가스 전달 어셈블리(720)는 프로세스 가스들, 및 프로세싱 챔버(700)내에서 수행될 동작들에 의존하여 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트(770), 가령 저항성 가열기는 가스 분배 플레이트(725)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트(770)는 튜브형 부재이며 가스 전달 어셈블리(720)의 상부면에 압축된다. 가스 전달 어셈블리(720)의 상부면은 가열 엘리먼트(770)의 외부 직경보다 약간 작은 폭을 갖는 그루브 또는 오목한(recessed) 채널을 포함하여, 가열 엘리먼트(770)는 계면 접합을 이용하여 그루브내에 유지된다.Thegas delivery assembly 720 may be heated depending on the process gases and the operations to be performed within theprocessing chamber 700. In one embodiment, theheating element 770, such as a resistive heater, may be coupled to the gas distribution plate 725. In one embodiment, theheating element 770 is a tubular member and is compressed onto the top surface of thegas delivery assembly 720. The top surface of thegas delivery assembly 720 includes a groove or recessed channel having a width slightly smaller than the outer diameter of theheating element 770, such that theheating element 770 is maintained in the groove using interfacial bonding. .

가스 전달 어셈블리(720)와 차단기 어셈블리(730)를 포함하는 전달 어셈블리(220)의 컴포넌트들 각각이 상호 도전 결합되어 있으므로, 가열 엘리먼트(770)는 가스 전달 어셈블리(720)의 온도를 조정한다. 프로세싱 챔버의 부가적인 상세는 2005년 2월 22일에 출원된 미국 특허출원 번호 11/063,645에서 발견될 수 있으며, 이 문헌은 참고문헌으로 본원에 포함된다.Since each of the components of thedelivery assembly 220 including thegas delivery assembly 720 and the breaker assembly 730 are electrically conductively coupled, theheating element 770 adjusts the temperature of thegas delivery assembly 720. Additional details of the processing chamber can be found in US patent application Ser. No. 11 / 063,645, filed February 22, 2005, which is incorporated herein by reference.

도 8은 원격 플라즈마 발생기(840)의 컴포넌트들을 도시한다. 유입구(841)는 발생기(840)에 가스를 공급한다. 절연체(842)는 그라운드(844)로부터 전극(843)을 절연시킨다. 챔버(845)는 플라즈마가 점화하여 밸브(846) 쪽으로 유동하는 영역을 제공한다. 밸브는 부가적인 가스 공급부(848)에 연결되어 있는 혼합 영역과 유체 소통한다. 플라즈마와 가스들은 밸브(846)로부터 리드 어셈블리로 흐를 수 있다. U 형상의 전극(843) 및 챔버(845)는 비율로 정의될 수 있는 기하구조 특성을 갖는다. 예를 들어, 챔버의 부피에 대한 전극의 표면적의 비는, 전극과 챔버의 높이 및 폭과 같은 필적할만한 치수들을 갖는 원통형 또는 직사각형의 챔버에 하우징되는 전통적인, 원통형, 구형, 또는 직사각형의 전극보다 크다. 또한, 챔버의 벽의 표면적에 대한 전극의 표면적의 비도 전극과 챔버의 높이 및 폭과 같은 필적할만한 치수들을 갖는 원통형 또는 직사각형의 챔버에 하우징되는 전통적인, 원통형, 구형, 또는 직사각형의 전극보다 U 형상 전극에 대해 더 크다.8 shows components of aremote plasma generator 840.Inlet 841 supplies gas togenerator 840.Insulator 842 insulates electrode 843 fromground 844.Chamber 845 provides a region in which plasma ignites and flows towardvalve 846. The valve is in fluid communication with a mixing zone that is connected to anadditional gas supply 848. Plasma and gases may flow fromvalve 846 to the lid assembly.U-shaped electrode 843 andchamber 845 have geometrical properties that can be defined in proportions. For example, the ratio of the surface area of the electrode to the volume of the chamber is greater than the traditional, cylindrical, spherical, or rectangular electrode housed in a cylindrical or rectangular chamber having comparable dimensions, such as the height and width of the electrode and the chamber. . In addition, the ratio of the surface area of the electrode to the surface area of the wall of the chamber is also U-shaped than the traditional, cylindrical, spherical, or rectangular electrode housed in a cylindrical or rectangular chamber having comparable dimensions such as the height and width of the electrode. Is bigger for.

장기의 사용기간 이후에 또는 예정된 유지보수를 위한 지정 시기에, 전술한 챔버(700)의 특정 요소들은 정기적으로 검사되거나, 교체되거나, 세정된다. 이러한 요소들은 일반적으로 "프로세스 키트"로 집합적으로 알려져 있는 부품들이다. 보다 구체적으로, 프로세스 키트는 예를 들어 가스 전달 어셈블리(720), 상부 플레이트(비도시), 에지 링(비도시), 라이너(733), 및 승강 핀(비도시)을 포함하나 이 에 제한되지는 않는다. 임의의 하나 이상의 이러한 요소들은 일반적으로 정기적인 간격으로 또는 필요에 따라서 챔버(700)로부터 제거되고 세정되거나 교체된다.After prolonged service periods or at designated times for scheduled maintenance, certain elements of thechamber 700 described above are regularly inspected, replaced or cleaned. These elements are generally what are collectively known as "process kits." More specifically, the process kit includes, but is not limited to, for example,gas delivery assembly 720, top plate (not shown), edge ring (not shown),liner 733, and lift pins (not shown). Any one or more of these elements are generally removed from thechamber 700 and cleaned or replaced at regular intervals or as needed.

또한, 프로세싱 챔버(700)는 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 사로부터 입수가능한 Endura^TM와 같은 멀티 프로세싱 플랫폼으로 일체화될 수 있다. 이러한 프로세싱 플랫폼은 진공을 파괴하지 않고 여러 프로세싱 동작들을 수행할 수 있다. Endura^TM플랫폼의 상세는 미국특허번호 6,558,509에 기재되어 있고, 이 문헌은 참고문헌으로 본원에 포함된다.In addition, theprocessing chamber 700 may be integrated into a multiprocessing platform, such as Endura^™ , available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. Such a processing platform can perform several processing operations without breaking the vacuum. Details of the Endura^™ platform are described in US Pat. No. 6,558,509, which is incorporated herein by reference.

기재의 간소화 및 용이화를 위해, 프로세싱 챔버(700)내에서 수행된 암모니아(NH₃)와 삼불화질소(NF₃) 가스 혼합물을 이용하여 실리콘 산화물을 제거하는 예시적인 건식 에칭 프로세스가 기재될 것이다. 프로세싱 챔버(700)는, 어닐링 프로세스를 포함하는 단일 프로세싱 환경 내에서 기판 가열과 냉각뿐만 아니라 플라즈마 처리로부터도 이익을 얻을 수 있는 어떠한 건식 에칭 프로세스에 대해서도 유리하다고 여겨진다.For simplicity and ease of substrate, an exemplary dry etching process will be described that removes silicon oxide using ammonia (NH₃ ) and nitrogen trifluoride (NF₃ ) gas mixtures performed in theprocessing chamber 700. .Processing chamber 700 is believed to be advantageous for any dry etching process that may benefit from plasma processing as well as substrate heating and cooling within a single processing environment including an annealing process.

도 7을 참조하면, 건식 에칭 프로세스는 가령 반도체 기판과 같은 기판(비도시)을 프로세싱 챔버(700)로 배치함으로써 시작된다. 기판은 일반적으로 슬릿 밸브 개구(760)를 통해 챔버 몸체(712)로 배치되며 지지 부재(710)의 상부면에 위치된다. 기판은 지지 부재(710)의 상부면상으로 척킹(chucking)된다. 바람직하게는, 기판은 진공 펌프와 유체 소통하는 홀 및 그루브를 통해 진공을 뽑아냄(pulling a vacuum)으로써 지지 부재(710)의 상부면에 척킹된다. 지지 부 재(710)는 그 후 프로세싱 위치에 있지 않다면 챔버 몸체(712)내에서 프로세싱 위치로 상승된다. 챔버 몸체(712)는 바람직하게는 50℃ 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 약 65℃의 온도에서 유지된다. 이러한 챔버 몸체(712)의 온도는 챔버 몸체(712)의 벽을 통해 열 전달 매체를 통과시킴으로써 유지된다.Referring to FIG. 7, the dry etching process begins by placing a substrate (not shown), such as a semiconductor substrate, into theprocessing chamber 700. The substrate is generally placed into thechamber body 712 through theslit valve opening 760 and is located on the top surface of thesupport member 710. The substrate is chucked onto the top surface of thesupport member 710. Preferably, the substrate is chucked to the top surface of thesupport member 710 by pulling a vacuum through holes and grooves in fluid communication with the vacuum pump. Thesupport member 710 is then raised to the processing position in thechamber body 712 if it is not in the processing position.Chamber body 712 is preferably maintained at a temperature of 50 ° C. to 80 ° C., more preferably about 65 ° C. This temperature of thechamber body 712 is maintained by passing the heat transfer medium through the wall of thechamber body 712.

기판은 지지 어셈블리(700)내에 형성된 유체 채널(비도시)을 통해 열 전달 매체 또는 냉각제를 통과시킴으로써 65℃이하, 가령 15℃ 내지 50℃로 냉각된다. 일 실시예에서, 기판은 실온 이하로 유지된다. 다른 실시예에서, 기판은 22℃ 내지 40℃의 온도로 유지된다. 전형적으로 지지 부재(710)는 위에서 구체화된 원하는 기판 온도에 도달하도록 약 22℃ 미만으로 유지된다. 지지 부재(310)를 냉각시키기 위하여, 냉각제가 지지 부재(310)내의 유체 채널을 통해 통과된다. 냉각제의 연속적인 흐름이 지지 부재(310)의 온도를 더 잘 제어하는 데 바람직하다. 냉각제는 부피에 있어서 에틸렌글리콜이 50퍼센트이고 물이 50퍼센트인 것이 바람직하다. 물론, 기판의 원하는 온도가 유지되는 한 임의의 비의 물과 에틸렌글리콜이 사용될 수 있다.The substrate is cooled to 65 ° C. or less, such as 15 ° C. to 50 ° C., by passing a heat transfer medium or coolant through a fluid channel (not shown) formed in thesupport assembly 700. In one embodiment, the substrate is maintained at or below room temperature. In another embodiment, the substrate is maintained at a temperature of 22 ° C to 40 ° C. Typically thesupport member 710 is maintained below about 22 ° C. to reach the desired substrate temperature specified above. To cool thesupport member 310, coolant is passed through the fluid channel in thesupport member 310. Continuous flow of coolant is desirable to better control the temperature of thesupport member 310. The coolant is preferably 50 percent ethylene glycol and 50 percent water in volume. Of course, any ratio of water and ethylene glycol can be used as long as the desired temperature of the substrate is maintained.

암모니아와 삼불화질소는 그 후 세정 가스 혼합물을 형성하도록 챔버(700)로 도입된다. 챔버로 도입된 각각의 가스의 양은 가변적이며 가령 제거될 산화물 층의 두께, 세정될 기판의 기하구조, 플라즈마의 부피 용량, 챔버 몸체(712)의 부피 용량, 및 챔버 몸체(712)에 결합된 진공 시스템의 용량을 수용하도록 조정될 수 있다. 일 측면에서, 가스들은 삼불화질소에 대한 암모니아의 적어도 1:1의 몰비를 갖는 가스 혼합물을 제공하도록 부가된다. 다른 측면에서, 가스 혼합물의 몰비는 적어도 약 3대 1(암모니아 대 삼불화질소)이다. 바람직하게는, 5:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 30:1의 몰비에서 챔버(700)로 가스들이 도입된다. 보다 바람직하게는, 가스 혼합물의 몰비는 약 5:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 약 10:1이다. 가스 혼합물의 몰비는 또한 약 10:1(암모니아 대 삼불화질소) 내지 약 20:1에 들 수 있다.Ammonia and nitrogen trifluoride are then introduced intochamber 700 to form a cleaning gas mixture. The amount of each gas introduced into the chamber is variable and includes, for example, the thickness of the oxide layer to be removed, the geometry of the substrate to be cleaned, the volumetric capacity of the plasma, the volumetric capacity of thechamber body 712, and the vacuum coupled to thechamber body 712. It can be adjusted to accommodate the capacity of the system. In one aspect, the gases are added to provide a gas mixture having a molar ratio of at least 1: 1 of ammonia to nitrogen trifluoride. In another aspect, the molar ratio of the gas mixture is at least about 3 to 1 (ammonia to nitrogen trifluoride). Preferably, gases are introduced into thechamber 700 at a molar ratio of 5: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to 30: 1. More preferably, the molar ratio of the gas mixture is about 5: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to about 10: 1. The molar ratio of the gas mixture may also be in the range of about 10: 1 (ammonia to nitrogen trifluoride) to about 20: 1.

정화 가스 또는 캐리어 가스도 또한 가스 혼합물에 부가될 수 있다. 가령 아르곤, 헬륨, 수소, 질소, 및 이들의 혼합물과 같은 임의의 적절한 정화/캐리어 가스가 사용될 수 있다. 일반적으로, 전체 가스 혼합물은 부피 면에서 암모니아와 삼불화질소의 약 0.05% 내지 약 20%이다. 나머지는 캐리어 가스이다. 일 실시예에서, 정화 또는 캐리어 가스가 챔버 몸체(712) 내부의 압력을 안정화하기 위하여 반응 가스들 이전에 먼저 챔버 몸체(712)에 도입된다.Purification gas or carrier gas may also be added to the gas mixture. Any suitable purge / carrier gas can be used, such as, for example, argon, helium, hydrogen, nitrogen, and mixtures thereof. Generally, the total gas mixture is about 0.05% to about 20% of ammonia and nitrogen trifluoride in volume. The rest is carrier gas. In one embodiment, a purge or carrier gas is first introduced into thechamber body 712 before the reactant gases to stabilize the pressure inside thechamber body 712.

챔버 몸체(712) 내부의 동작 압력은 가변적일 수 있다. 일반적으로, 압력은 약 100 mTorr 내지 약 30 Torr에서 유지된다. 바람직하게는, 압력은 약 200 Torr 내지 약 5 Torr에서 유지된다.The operating pressure inside thechamber body 712 can vary. Generally, the pressure is maintained at about 100 mTorr to about 30 Torr. Preferably, the pressure is maintained at about 200 Torr to about 5 Torr.

약 5 내지 약 600 Watt의 RF 전력이 전극(840)에 인가되어 가스 전달 어셈블리(720)에 포함된 부피들내부에 가스 혼합물의 플라즈마를 점화한다. 바람직하게는, RF 전력이 100 Watt 미만이다. 보다 바람직하게는 전력이 인가되는 주파수가 가령 20 kHz 미만과 같이 매우 낮다.RF power of about 5 to about 600 Watts is applied to theelectrode 840 to ignite the plasma of the gas mixture within the volumes included in thegas delivery assembly 720. Preferably, the RF power is less than 100 Watts. More preferably the frequency at which power is applied is very low, for example less than 20 kHz.

플라즈마 에너지는 암모니아와 삼중화불소를 반응성 종들로 분해하며, 이 반 응성 종들이 결합하여 상당히 반응성인 암모니아 불소(NH₄F) 화합물 및/또는 암모니아 수소 불소(NH₄F·HF)를 가스 상태로 형성한다. 이러한 분자들은 그 후 홀들(비도시)을 경유하여 가스 전달 어셈블리(220)를 통해 흘러 세정될 기판 표면과 반응한다. 일 실시예에서, 캐리어 가스가 먼저 챔버(700)로 도입되고, 캐리어 가스의 플라즈마가 발생되고, 그 후 반응 가스들, 암모니아, 및 삼불화질소가 이 플라즈마에 부가된다.Plasma energy decomposes ammonia and fluorine tritide into reactive species, which combine to form a highly reactive ammonia fluoride (NH₄ F) compound and / or ammonia hydrogen fluoride (NH₄ FHF) in a gaseous state. Form. These molecules then flow through thegas delivery assembly 220 via holes (not shown) and react with the substrate surface to be cleaned. In one embodiment, a carrier gas is first introduced intochamber 700, a plasma of the carrier gas is generated, and then reactive gases, ammonia, and nitrogen trifluoride are added to the plasma.

이론에 제한되기를 바라지 않으며, 에천트(etchant) 가스, NH₄F, 및/또는 NH₄F·HF는 실리콘 산화물 표면과 반응하여 암모늄 헥사플루오로실리케이트 (NH₄)₂SiF₆, NH₃, 및 H₂O 생성물을 형성한다고 여겨진다. NH₃, 및 H₂O는 프로세싱 조건에서 증발하여 진공 펌프(125)에 의해 챔버(100)로부터 제거된다. 특히, 휘발성 가스들은 가스들이 진공 포트(비도시)를 통해 진공 펌프로 배출되기 전에 라이너(733)에 형성된 구멍들(735)을 통해 펌핑 채널(729)로 흐른다. (NH₄)₂SiF₆의 박막이 기판면 뒤에 남는다. 반응 메커니즘은 다음과 같이 요약될 수 있다:Without wishing to be bound by theory, etchant gases, NH₄ F, and / or NH₄ F.HF react with the silicon oxide surface to react ammonium hexafluorosilicate (NH₄ )₂ SiF₆ , NH₃ , and It is believed to form an H₂ O product. NH₃ , and H₂ O are removed fromchamber 100 byvacuum pump 125 by evaporation at processing conditions. In particular, volatile gases flow into the pumpingchannel 729 through theholes 735 formed in theliner 733 before the gases are exhausted through the vacuum port (not shown) to the vacuum pump. A thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ remains behind the substrate surface. The reaction mechanism can be summarized as follows:

NF₃ + NH₃→NH₄F + NH₄F·HF + N₂NF₃ + NH₃ → NH₄ F + NH₄ FHF + N₂

6NH₄F + SiO₂→(NH₄)₂SiF₆+ H₂O₆ NH₄ F + SiO₂ → (NH₄ )₂ SiF₆ + H₂ O

(NH₄)₂SiF₆ + 열→NH₃ + HF + SiF₄(NH₄ )₂ SiF₆ + Heat → NH₃ + HF + SiF₄

막이 기판 표면에 형성된 후에, 기판이 그 상부에 지지된 지지 부재(710)가 가열된 가스 전달 어셈블리(720)에 인접한 어닐 위치로 상승된다. 가스 전달 어셈블리(720)로부터 방사된 열은 (NH₄)₂SiF₆의 박막을 SiF₄, NH₃, 및 HF 생성물로 해리 또는 승화시키기에 충분해야 한다. 이러한 휘발성 생성물들은 그 후 전술한 것처럼 진공 펌프에 의해 챔버(100)로부터 제거된다.After the film is formed on the substrate surface, thesupport member 710 on which the substrate is supported is raised to an anneal position adjacent to the heatedgas delivery assembly 720. Heat radiated from thegas delivery assembly 720 should be sufficient to dissociate or sublime the thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ into SiF₄ , NH₃ , and HF products. These volatile products are then removed from thechamber 100 by a vacuum pump as described above.

(NH₄)₂SiF₆의 박막을 휘발성 요소들로 해리시키기 위한 열 에너지는 가스 전달 어셈블리(720)에 의해 대류되거나 방사된다. 상부에 박막을 갖는 기판의 상부면과 가스 전달 어셈블리(720) 사이의 거리는 중요하지 않으며 일상적인 실험의 문제이다. 당업자는 하부의 기판에 손상을 주지 않고 박막을 효율적이고 효과적으로 증발시키는 데 필요한 이격을 쉽게 결정할 수 있다. 그러나, 약 0.254mm (10mil) 내지 5.08mm (200mil)의 이격이 효과적이라고 여겨진다.Thermal energy for dissociating the thin film of (NH₄ )₂ SiF₆ into volatile elements is convection or radiated by thegas delivery assembly 720. The distance between the top surface of the substrate with the thin film on top and thegas delivery assembly 720 is not critical and is a matter of routine experimentation. One skilled in the art can easily determine the separation required to evaporate the thin film efficiently and effectively without damaging the underlying substrate. However, a separation of about 0.254 mm (10 mils) to 5.08 mm (200 mils) is considered effective.

일단 막이 기판으로부터 제거되었다면, 챔버는 정화되고 배기된다. 세정된 기판은 그 후 기판을 이송 위치로 하강시키고, 기판을 디척킹(de-chucking)하고, 기판을 슬릿 밸브 개구(760)를 통해 이송함으로써 챔버 몸체(112)로부터 제거된다.Once the film has been removed from the substrate, the chamber is purged and evacuated. The cleaned substrate is then removed from thechamber body 112 by lowering the substrate to the transfer position, de-chucking the substrate, and transferring the substrate through theslit valve opening 760.

시스템 제어기(비도시)는 프로세싱 챔버(100)의 동작을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 제어기는 컴퓨터의 하드디스크 드라이브상에 저장된 컴퓨터 프로그램의 제어하에 동작될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세스 시퀀싱 및 타이밍, 가스들의 혼합, 챔버압, RF 전력 레벨, 서셉터 위치 지정, 슬릿 밸브 개폐, 물 냉각 및 특정 프로세스의 다른 매개변수들을 지시할 수 있다. 사용자와 시스템 제어기간의 인터페이스는 CRT 모니터 및 광펜(비도시)을 통해 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 두 개의 모니터가 사용되며, 하나의 모니터는 작동자를 위해 클린 룸에 장착되고 다른 모니터는 서비스 기술자들을 위해 벽 뒤에 장착된다.A system controller (not shown) can be used to coordinate the operation of theprocessing chamber 100. The system controller can be operated under the control of a computer program stored on a hard disk drive of the computer. The computer program can direct process sequencing and timing, mixing of gases, chamber pressure, RF power level, susceptor positioning, slit valve opening and closing, water cooling, and other parameters of a particular process. The interface between the user and the system controller is via a CRT monitor and light pen (not shown). In a preferred embodiment, two monitors are used, one monitor mounted in a clean room for the operator and the other monitor mounted behind a wall for service technicians.

전술한 논의의 더 나은 이해를 제공하기 위하여, 다음의 비 제한적인 예가 제공된다. 본 예는 특정 실시예에 관한 것이나, 본 예는 어떠한 구체적인 관점에서도 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.In order to provide a better understanding of the foregoing discussion, the following non-limiting examples are provided. This example is directed to specific embodiments, but this example should not be construed as limiting the invention in any specific respect.

예:Yes:

에칭 동안, 2 sccm의 NF₃, 10 sccm의 NH₃ 및 2,500 sccm의 아르곤의 가스 혼합물이 챔버로 도입되었다. 가스 혼합물의 플라즈마는 100 Watt의 전력을 이용하여 점화되었다. 하부 정화는 1,500 sccm의 아르곤이었고, 에지 정화는 50 sccm의 아르곤이었다. 챔버압은 약 6 Torr에서 유지되었으며 기판 온도는 약 22℃였다. 기판은 120초 동안 에칭되었다.During etching, a gas mixture of 2 sccm NF₃ , 10 sccm NH₃ and 2,500 sccm argon was introduced into the chamber. The plasma of the gas mixture was ignited using 100 Watts of power. The bottom clarification was 1,500 sccm of argon and the edge clarification was 50 sccm of argon. The chamber pressure was maintained at about 6 Torr and the substrate temperature was about 22 ° C. The substrate was etched for 120 seconds.

이후의 어닐링 동안에, 이격은 750 mil이었고, 리드 온도는 120℃였다. 기판은 약 60초 동안 어닐링 되었다. 약 50Å의 물질이 기판 표면으로부터 제거되었다. 어떠한 어닐링 효과도 관측되지 않았다. 에칭 속도는 초당 0.46Å이었다(28Å/분). 관측된 에칭 균일도는 50Å 에칭에 대하여 약 5%였다.During subsequent annealing, the spacing was 750 mils and the read temperature was 120 ° C. The substrate was annealed for about 60 seconds. About 50 mm 3 of material was removed from the substrate surface. No annealing effect was observed. The etching rate was 0.46 kPa / sec (28 kPa / min). The observed etch uniformity was about 5% for a 50 Hz etch.

세정 방식의 이점은 어떠한 부가적인 프로세싱 장비도 필요하지 않으며 습식 세정을 위하여 챔버를 개방할 필요가 없다는 것이다. 프로세스는 또한 일정한 모 니터링 또는 노동 집약을 요하지 않고, 습식 세정과 관련된 시간 지연을 요하지 않는다. 즉, 차단된 냉각 유체 유입구를 가진 상승된 페데스털(pedestal)을 이용하여 세정하는 시간은, 페데스털 냉각 유체를 가열하는 세정 시스템에 대해 필요한 2 내지 3일과 비교하여, 약 5시간이다.The advantage of the cleaning scheme is that no additional processing equipment is required and the chamber does not need to be opened for wet cleaning. The process also does not require constant monitoring or labor intensiveness and does not require time delays associated with wet cleaning. That is, the cleaning time using an elevated pedestal with a blocked cooling fluid inlet is about 5 hours compared to the 2-3 days required for a cleaning system that heats the pedestal cooling fluid.

달리 언급되지 않는다면, 본 명세서와 청구범위에서 사용된 성분, 특성, 반응 조건, 등의 양을 표현하는 모든 숫자는 근사값으로 이해되어야 한다. 이러한 근사값은, 본 발명에 의해 얻어져야 하는 원하는 특성과 측정의 오차에 기초하며, 다수의 기록되어 있는 중요한 숫자의 관점에서 그리고 통상적인 반올림 기법을 적용하여 적어도 해석되어야 한다. 또한, 온도, 압력, 이격, 몰비, 유속 등을 포함하는 본원에 표현된 모든 양은 원하는 에칭 선택비 및 특정 성능을 얻기 위해 추가로 최적화될 수 있다.Unless stated otherwise, all numbers expressing quantities of ingredients, properties, reaction conditions, and the like used in the specification and claims are to be understood as approximations. This approximation is based on the desired characteristics and the error of the measurement to be obtained by the present invention and should be interpreted at least in terms of a number of significant figures recorded and by applying conventional rounding techniques. In addition, all amounts expressed herein, including temperature, pressure, spacing, molar ratio, flow rate, and the like, can be further optimized to obtain the desired etch selectivity and specific performance.

전술한 것이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 사상을 일탈하지 않고 개량될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.While the foregoing is directed to embodiments of the present invention, other additional embodiments of the present invention may be improved without departing from the basic spirit thereof, and the scope thereof is determined by the following claims.

Claims (40)

Translated fromKorean

기판용 처리 챔버로서,As a processing chamber for a substrate,프로세싱 영역을 규정하는 챔버 몸체;A chamber body defining a processing region;상기 챔버 몸체 내에 적어도 부분적으로 배치되며 상기 프로세싱 영역 내에 기판을 지지하도록 구성된 지지 어셈블리; 및A support assembly at least partially disposed within the chamber body and configured to support a substrate in the processing region; And상기 프로세싱 영역과 소통하는 플라즈마 영역을 규정하는 원통형 전극 및 그라운드 전극을 갖는 플라즈마 소스를 포함하는 기판용 처리 챔버.A processing chamber for a substrate comprising a plasma source having a cylindrical electrode and a ground electrode defining a plasma region in communication with the processing region.제1항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 원통형 전극으로부터 이격된 컵 모양 전극인, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 1, wherein the ground electrode is a cup-shaped electrode spaced apart from the cylindrical electrode.제1항에 있어서, 상기 원통형 전극은 무선 주파수 소스, 마이크로파 소스, 또는 직류 또는 교류의 소스와 연결된, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 1, wherein the cylindrical electrode is connected with a radio frequency source, a microwave source, or a source of direct current or alternating current.제3항에 있어서, 상기 원통형 전극은 무선 주파수 소스와 연결된, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 3, wherein the cylindrical electrode is connected with a radio frequency source.제4항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 원통형 전극보다 큰 표면적을 갖는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 4, wherein the ground electrode has a larger surface area than the cylindrical electrode.제1항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 원통형 전극 아래에 있는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 1, wherein the ground electrode is below the cylindrical electrode.제1항에 있어서, 상기 지지 어셈블리를 통해 열 전달 매체를 유동시키는 하나 이상의 유체 채널을 더 포함하는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 1, further comprising one or more fluid channels for flowing a heat transfer medium through the support assembly.기판용 처리 챔버로서,As a processing chamber for a substrate,프로세싱 영역을 규정하는 챔버 몸체;A chamber body defining a processing region;상기 챔버 몸체 내에 적어도 부분적으로 배치되며 상기 프로세싱 영역 내에 기판을 지지하도록 구성된 지지 어셈블리; 및A support assembly at least partially disposed within the chamber body and configured to support a substrate in the processing region; And상기 프로세싱 영역과 소통하는 원격 플라즈마 영역을 규정하는 원통형 전극 및 그라운드 전극을 갖는 원격 플라즈마 소스를 포함하는 기판용 처리 챔버.A processing chamber for a substrate comprising a remote plasma source having a cylindrical electrode and a ground electrode defining a remote plasma region in communication with the processing region.제8항에 있어서, 상기 지지 어셈블리를 통해 열 전달 매체를 유동시키는 하나 이상의 유체 채널을 더 포함하는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 8, further comprising one or more fluid channels for flowing a heat transfer medium through the support assembly.제8항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 원통형 전극으로부터 이격된 컵 모양 전극인, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 8, wherein the ground electrode is a cup-shaped electrode spaced from a cylindrical electrode.제8항에 있어서, 상기 원통형 전극은 무선 주파수 소스, 마이크로파 소스, 또는 직류 또는 교류의 소스와 연결된, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 8, wherein the cylindrical electrode is connected with a radio frequency source, a microwave source, or a source of direct current or alternating current.제11항에 있어서, 상기 원통형 전극은 무선 주파수 소스와 연결된, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 11, wherein the cylindrical electrode is connected with a radio frequency source.제12항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 원통형 전극보다 큰 표면적을 갖는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 12, wherein the ground electrode has a larger surface area than the cylindrical electrode.제8항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 원통형 전극 아래에 있는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 8, wherein the ground electrode is below the cylindrical electrode.기판용 처리 챔버로서,As a processing chamber for a substrate,프로세싱 영역을 규정하는 챔버 몸체;A chamber body defining a processing region;상기 챔버 몸체 내에 적어도 부분적으로 배치되며 상기 프로세싱 영역 내에 기판을 지지하도록 구성된 지지 어셈블리; 및A support assembly at least partially disposed within the chamber body and configured to support a substrate in the processing region; And상기 프로세싱 영역과 소통하는 플라즈마 영역을 규정하는 원통형 전극 및 컵 모양 전극을 포함하는 기판용 처리 챔버.A processing chamber for a substrate comprising a cylindrical electrode and a cup-shaped electrode defining a plasma region in communication with the processing region.제15항에 있어서, 상기 지지 어셈블리를 통해 열 전달 매체를 유동시키는 하 나 이상의 유체 채널을 더 포함하는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 15, further comprising one or more fluid channels for flowing a heat transfer medium through the support assembly.제15항에 있어서, 상기 플라즈마 소스는 원격 플라즈마 소스인, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 15, wherein the plasma source is a remote plasma source.제15항에 있어서, 상기 원통형 전극은 무선 주파수 소스, 마이크로파 소스, 또는 직류 또는 교류의 소스와 연결된, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 15, wherein the cylindrical electrode is connected with a radio frequency source, a microwave source, or a source of direct current or alternating current.제15항에 있어서, 상기 컵 모양 전극은 상기 원통형 전극보다 큰 표면적을 갖는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 15, wherein the cup-shaped electrode has a larger surface area than the cylindrical electrode.제15항에 있어서, 상기 컵 모양 전극은 상기 원통형 전극 아래에 있는, 기판용 처리 챔버.The processing chamber of claim 15, wherein the cup-shaped electrode is below the cylindrical electrode.프로세싱 챔버를 세정하는 방법으로서,A method of cleaning a processing chamber,프로세싱 챔버내의 지지 부재내의 채널로의 냉각 유체의 흐름을 차단하는 단계;Blocking the flow of cooling fluid to the channel in the support member in the processing chamber;가스 분배 플레이트의 약 0.1 인치 이내에 있도록 상기 지지 부재를 상승시키는 단계;Raising the support member to be within about 0.1 inches of the gas distribution plate;상기 가스 분배 플레이트를 가열하는 단계; 및Heating the gas distribution plate; And상기 가스 분배 플레이트를 통해 상기 프로세싱 챔버로 열전도성 가스를 도입하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.Introducing a thermally conductive gas through the gas distribution plate into the processing chamber.제21항에 있어서, 상기 프로세싱 챔버내에서 플라즈마를 타격(striking)하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.22. The method of claim 21, further comprising striking plasma in the processing chamber.제21항에 있어서, 상기 채널로 가열된 유체를 도입하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.22. The method of claim 21, further comprising introducing a heated fluid into the channel.제21항에 있어서, 상기 가스 분배 플레이트는 약 100℃ 내지 약 180℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 21, wherein the gas distribution plate is heated to about 100 ° C. to about 180 ° C. 23.제21항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 35℃ 내지 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 21, wherein the support member is heated to about 35 ° C. to about 140 ° C. 23.제25항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 한 시간에 약 100℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 25, wherein the support member is heated to about 100 ° C. in about an hour.제25항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 세 시간에 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 25, wherein the support member is heated to about 140 ° C. in about three hours.제21항에 있어서, 상기 전도성 가스는 수소, 헬륨, 또는 아르곤을 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 21, wherein the conductive gas comprises hydrogen, helium, or argon.프로세싱 챔버를 세정하는 방법으로서,A method of cleaning a processing chamber,프로세싱 챔버내의 지지 부재를 가스 분배 플레이트의 약 0.1인치 이내에 있도록 상승시키는 단계;Raising the support member in the processing chamber to be within about 0.1 inches of the gas distribution plate;가스 분배 플레이트를 약 100℃ 내지 약 180℃로 가열하는 단계; 및Heating the gas distribution plate to about 100 ° C. to about 180 ° C .; And상기 가스 분배 플레이트를 통해 상기 프로세싱 챔버로 열전도성 가스를 도입하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.Introducing a thermally conductive gas through the gas distribution plate into the processing chamber.제29항에 있어서, 상기 지지 부재내의 채널로의 냉각 유체의 흐름을 차단하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.30. The method of claim 29, further comprising blocking flow of cooling fluid to channels in the support member.제30항에 있어서, 상기 채널로 가열된 유체를 도입하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.31. The method of claim 30, further comprising introducing a heated fluid into the channel.제29항에 있어서, 상기 프로세싱 챔버에서 플라즈마를 타격(striking)하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.30. The method of claim 29, further comprising striking plasma in the processing chamber.제29항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 35℃ 내지 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.30. The method of claim 29, wherein the support member is heated to about 35 ° C to about 140 ° C.제33항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 한 시간에 약 100℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 33, wherein the support member is heated to about 100 ° C. in about an hour.제33항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 세 시간에 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 33, wherein the support member is heated to about 140 ° C. in about three hours.제29항에 있어서, 상기 전도성 가스는 수소, 헬륨, 또는 아르곤을 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.30. The method of claim 29, wherein the conductive gas comprises hydrogen, helium, or argon.프로세싱 챔버를 세정하는 방법으로서,A method of cleaning a processing chamber,프로세싱 챔버내의 지지 부재내의 채널로의 냉각 유체의 흐름을 차단하는 단계;Blocking the flow of cooling fluid to the channel in the support member in the processing chamber;상기 프로세싱 챔버와 소통하는 가스 분배 플레이트를 약 100℃ 내지 약 180℃로 가열하는 단계;Heating a gas distribution plate in communication with the processing chamber to about 100 ° C. to about 180 ° C .;가스 분배 플레이트를 통해 프로세싱 챔버로 열전도성 가스를 도입하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.Introducing a thermally conductive gas through the gas distribution plate into the processing chamber.제37항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 35℃ 내지 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.38. The method of claim 37, wherein the support member is heated to about 35 ° C to about 140 ° C.제38항에 있어서, 상기 지지 부재는 약 세 시간에 약 140℃로 가열되는, 프로세싱 챔버 세정 방법.The method of claim 38, wherein the support member is heated to about 140 ° C. in about three hours.제37항에 있어서, 상기 전도성 가스는 수소, 헬륨, 또는 아르곤을 포함하는, 프로세싱 챔버 세정 방법.38. The method of claim 37, wherein the conductive gas comprises hydrogen, helium, or argon.

Images