Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20220059640A - 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220059640A
KR20220059640A KR1020200145056A KR20200145056A KR20220059640A KR 20220059640 A KR20220059640 A KR 20220059640A KR 1020200145056 A KR1020200145056 A KR 1020200145056A KR 20200145056 A KR20200145056 A KR 20200145056A KR 20220059640 A KR20220059640 A KR 20220059640A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
sidewall
ground electrode
ring
rod
Prior art date
Application number
KR1020200145056A
Other languages
English (en)
Inventor
정융
김남균
나오히코 오쿠니시
김경선
심승보
이상호
전강민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020200145056A priority Critical patent/KR20220059640A/ko
Priority to US17/242,019 priority patent/US11538660B2/en
Publication of KR20220059640A publication Critical patent/KR20220059640A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633—Baffles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H01J2237/3341—Reactive etching

Landscapes

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

Abstract

반도체 장치의 제조 방법이 제공된다. 반도체 장치의 제조 방법은 플라즈마 공정 장치의 내부에 배치된 RF 플레이트 상에 웨이퍼를 제공하고, RF 플레이트와 마주보는 접지극의 면적을 조절하여 웨이퍼의 식각량을 조절하는 것을 포함하되, 플라즈마 공정 장치는, 웨이퍼가 제공되는 하부 전극, 하부 전극의 하부에 배치되는 RF 로드, 하부 전극과 RF 로드를 연결하고, 하부 전극과 접하는 제1 부분 및 제1 부분으로부터 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분을 포함하는 RF 플레이트, 및 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, RF 플레이트와 이격된 접지극을 포함하되, 접지극은, RF 플레이트의 제2 부분과 마주보는 제1 접지극, 및 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 포함하고, 제1 접지극은 각각이 RF 플레이트의 제1 부분의 가장자리를 향해 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽을 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함하고, 제2 접지극은 각각이 RF 플레이트의 제1 부분의 가장자리를 향해 복수의 제1 날개부를 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제2 날개부를 포함한다.

Description

플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법{Plasma processing apparatus and method for fabricating semiconductor device using the same}
본 발명은 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
차세대 V-NAND 제품의 적층 단수의 증가에 따라 High Aspect Ratio Etching이 요구되며, 특히 Profile의 상하단 중심의 이격을 의미하는 SCD(Skew-Critical Dimension) 관리의 중요성이 증대되는 추세이다.
플라즈마 형성을 위해 인가되는 RF Source Power는 초단파로서 기본파와 함께 고조파(Harmonics)의 발생이 동반된다. 이러한 고조파는 중심부의 플라즈마 밀도 및 식각률(Etch Rate)이 상대적으로 높게 형성되는 Center Hot Spot 현상의 주요 원인이 될 수 있다. 이로 인해, SCD를 개선하기 위해 다양한 해결책이 논의되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, RF 플레이트와 마주보는 접지극의 면적을 조절함으로써, 웨이퍼의 중심 부분에 대한 식각량을 효과적으로 제어하는 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 하부 전극 및 RF 플레이트 각각과 절연되는 도전체 링을 하부 전극 및 RF 플레이트 각각의 측벽을 둘러싸도록 배치함으로써, 웨이퍼의 가장자리 부분의 식각률을 증가시키는 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 배플 유닛을 도전체 링과 이격되어 배치함으로써 웨이퍼의 가장자리 부분의 식각률을 증가시키는 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 하는 과제들은, RF 플레이트와 마주보는 접지극의 면적 조절, 도전체 링의 배치 및 도전체 링과 이격되는 배플 유닛의 구성들을 조합하여 웨이퍼의 전체적인 식각률을 조절함으로써 플라즈마 식각 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 몇몇 실시예는, 플라즈마 공정 장치의 내부에 배치된 RF 플레이트 상에 웨이퍼를 제공하고, RF 플레이트와 마주보는 접지극의 면적을 조절하여 웨이퍼의 식각량을 조절하는 것을 포함하되, 플라즈마 공정 장치는, 웨이퍼가 제공되는 하부 전극, 하부 전극의 하부에 배치되는 RF 로드, 하부 전극과 RF 로드를 연결하고, 하부 전극과 접하는 제1 부분 및 제1 부분으로부터 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분을 포함하는 RF 플레이트, 및 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, RF 플레이트와 이격된 접지극을 포함하되, 접지극은, RF 플레이트의 제2 부분과 마주보는 제1 접지극, 및 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 포함하고, 제1 접지극은 각각이 RF 플레이트의 제1 부분의 가장자리를 향해 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽을 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함하고, 제2 접지극은 각각이 RF 플레이트의 제1 부분의 가장자리를 향해 복수의 제1 날개부를 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제2 날개부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 공정 장치의 몇몇 실시예는, 챔버, 챔버의 내부에 배치되고, 제1 면 및 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 제1 면 상에 웨이퍼가 제공되는 하부 전극, 하부 전극의 제2 면 상에 배치되고, 수직 방향으로 연장되는 RF 로드, 하부 전극의 제2 면과 RF 로드 사이를 연결하고, 하부 전극의 제2 면과 접하는 제1 부분, 제1 부분으로부터 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분 및 RF 로드에 연결된 제3 부분을 포함하는 RF 플레이트, 및 RF 로드의 측벽의 일부 및 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽 각각을 둘러싸고, RF 플레이트와 이격된 접지극을 포함하되, 접지극은, RF 로드의 측벽 및 RF 플레이트의 제2 부분 각각과 마주보는 제1 접지극과, 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플라즈마 공정 장치의 다른 몇몇 실시예는, 챔버, 챔버의 내부에 배치되고, 제1 면 및 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 제1 면 상에 웨이퍼가 제공되는 하부 전극, 하부 전극의 제2 면 상에 배치되고, 수직 방향으로 연장되는 RF 로드, 하부 전극의 제2 면과 RF 로드 사이를 연결하고, 하부 전극의 제2 면과 접하는 제1 부분, 제1 부분으로부터 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분 및 RF 로드에 연결된 제3 부분을 포함하는 RF 플레이트, RF 로드의 측벽의 일부 및 RF 플레이트의 제2 부분의 측벽 각각을 둘러싸고, RF 플레이트와 이격된 제1 접지극, 하부 전극의 측벽 및 RF 플레이트의 제1 부분의 측벽 각각을 둘러싸는 절연체 링, 및 절연체 링의 측벽을 둘러싸고, 고리 형상을 갖는 도전체 링을 포함하되, 제1 접지극은, RF 로드의 측벽을 따라 수직 방향으로 연장되는 제1 측벽부와, 각각이 RF 플레이트의 제1 부분의 가장자리를 향해 제2 부분의 측벽을 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 R1 영역을 확대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 접지극을 설하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 가이드부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 접지극의 동작을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 RF 플레이트를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 도 1의 R2 영역을 확대한 확대도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 배플(baffle) 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11의 R3 영역을 확대한 확대도이다.
도 13은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 배플 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 R4 영역을 확대한 확대도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16의 R5 영역을 확대한 확대도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 18의 R6 영역을 확대한 확대도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 R1 영역을 확대한 확대도이다. 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 접지극을 설하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 가이드부를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 접지극의 동작을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 RF 플레이트를 설명하기 위한 평면도이다. 도 8은 도 1의 R2 영역을 확대한 확대도이다. 도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 배플(baffle) 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 챔버(100), 전원(101), 정합기(102), 접지 라인(103), 가스 피더(104), 가스 소스(105), 가스 라인(106), 하부 전극(110), RF 로드(120), RF 플레이트(130), 접지극(140), 가이드부(150), 절연 플레이트(160), 포커스 링(161), 에지 링(162), 절연체 링(171), 도전체 링(172), 접지 플레이트(180) 및 배플(baffle) 유닛(190)을 포함한다.
챔버(100)는 내부에 다른 구성요소를 포함하는 하우징의 역할을 할 수 있다. 챔버(100)는 웨이퍼(10)에 플라즈마 공정을 수행하는 일종의 격리된 공간일 수 있다. 챔버(100)가 외부와 격리됨에 따라서, 플라즈마 공정의 공정 조건이 조절될 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)의 내부의 온도나 압력 등의 공정 조건을 외부와 다르게 조절할 수 있다.
가스 피더(104)는 챔버(100)의 천장에 배치될 수 있다. 가스 피더(104)는 하부 전극(110) 상에 위치될 수 있다. 가스 피더(104)는 접지 라인(103)을 통해 접지될 수 있다. 가스 피더(104)는 하부 전극(110)에 안착된 웨이퍼(10)의 상면을 향해서 가스를 제공할 수 있다.
가스 피더(104)는 복수의 노즐을 이용하여 플라즈마 생성에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부에 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가스 피더(104)는 플라즈마 공정을 위한 상부 전극을 포함할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 가스 피더(104)는 직접 상부 전극의 역할을 할 수 있다.
플라즈마 공정은 플라즈마에 사용되는 가스 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(10)의 상면을 드라이 에칭(dry etching)하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 가스 피더(104)는 플라즈마 공정에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부에 제공할 수 있다.
가스 공급 라인(106)은 가스 피더(104)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(106)은 챔버(100)의 천장과 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(106)은 챔버(100)의 외부에서 가스 소스(105)와 연결될 수 있다. 가스 공급 라인(106)은 가스 소스(105)로부터 제공된 플라즈마에 사용되는 가스를 챔버(100)의 내부에 제공할 수 있다. 도 1에는 가스 공급 라인(106)이 챔버(100)의 천장에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 가스 공급 라인(106)의 위치는 제한되지 않는다. 가스 공급 라인(106)의 위치는 챔버(100)의 구조, 위치 및 가스 소스(105)의 위치에 따라서 달라질 수 있다.
가스 소스(105)는 플라즈마 생성에 사용되는 가스를 저장하고 있다가 플라즈마 공정 시에 챔버(100)의 내부에 가스를 제공할 수 있다. 도 1에는 가스 소스(105)가 챔버(100)의 외부에서 가스 공급 라인(106)을 통해서 가스를 제공하는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 가스 소스(105)는 챔버(100)에 직접 부착될 수 있다.
하부 전극(110)은 챔버(100)의 내부에 배치될 수 있다. 하부 전극(110)은 제1 면(110b) 및 제1 면(110b)과 대향하는 제2 면(110a)을 포함할 수 있다. 웨이퍼(10)는 하부 전극(110)의 제1 면(110b) 상에 제공될 수 있다. 하부 전극(110)은 하부 전극(110)에 인가된 전압을 이용하여 웨이퍼(10)를 척킹(chucking)할 수 있다.
RF 로드(120)는 하부 전극(110)의 하부에 배치될 수 있다. 즉, RF 로드(120)는 하부 전극(110)의 제2 면(110a) 상에 배치될 수 있다. RF 로드(120)는 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 도 1에는 RF 로드(120)가 챔버(100)의 하부 벽을 수직 방향(DR3)으로 관통하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
RF 플레이트(130)는 하부 전극(110)의 제2 면(110a)과 RF 로드(120) 사이에 배치될 수 있다. RF 플레이트(130)는 하부 전극(110)의 제2 면(110a)과 RF 로드(120) 사이를 연결할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, RF 플레이트(130)는 제1 수평 방향(DR1) 및 제1 수평 방향(DR1)에 수직인 제2 수평 방향(DR2)에 의해 정의되는 평면에서 원판 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
RF 플레이트(130)는 제1 내지 제3 부분(131, 132, 133)을 포함할 수 있다. RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)은 하부 전극(110)의 제2 면(110a)과 접할 수 있다. 도 1에는 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭이 하부 전극(110)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭과 동일한 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되지 않는다. 다른 몇몇 실시예에서, RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭은 하부 전극(110)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭과 다를 수 있다.
RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)은 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)으로부터 RF 로드(120)를 향해 돌출될 수 있다. RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭은 RF 로드(120)에 인접할수록 작아질 수 있다.
RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽은 곡면 형상을 가질 수 있다. 즉, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽은 RF 플레이트(130)의 중심을 향해 만입된 곡면 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽은 RF 플레이트(130)의 중심이 위치한 방향과 반대 방향으로 볼록하게 형성된 곡면 형상을 가질 수 있다.
RF 플레이트(130)의 제3 부분(133)은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)으로부터 RF 로드(120)를 향해 돌출될 수 있다. RF 플레이트(130)는 RF 플레이트(130)의 제3 부분(133)을 통해 RF 로드(120)와 연결될 수 있다. 예를 들어, RF 플레이트(130)의 제3 부분(133)은 RF 로드(120)에 삽입될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
RF 플레이트(130)의 제3 부분(133)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 제1 수평 방향(DR1)의 폭보다 작을 수 있다. RF 플레이트(130)는 도전성 물질 예를 들어, 알루미늄(Al)을 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
전원(101)은 RF 로드(120)에 연결될 수 있다. 전원(101)은 예를 들어, 교류 전원일 수 있다. 전원(101)은 플라즈마 공정을 위한 바이어스 전압 및 RF 신호를 RF 로드(120)에 제공할 수 있다. RF 로드(120)에 제공된 바이어스 전압 및 RF 신호는 RF 플레이트(130)를 거쳐 하부 전극(110)에 제공될 수 있다. 플라즈마는 전기장의 형성에 의해서 웨이퍼(10)의 상면에 도달할 수 있다. 플라즈마는 전하를 가지는 이온화된 입자를 포함하므로 전기장의 형성에 의해서 원하는 방향(상하 방향)으로 진행할 수 있다.
정합기(102)는 전원(101)과 연결될 수 있다. 정합기(102)는 전원(101)과 RF 로드(120) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 정합기(102)는 복수의 커패시터를 이용하여 복수의 주파수 중에서 어느 하나를 RF 로드(120)에 전달시키고, 나머지를 차단할 수 있다.
접지극(140)은 RF 로드(120)의 측벽의 일부 및 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽 각각을 둘러쌀 수 있다. 접지극(140)은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽 이격될 수 있다. 또한, 접지극(140)은 RF 로드(120)의 측벽과 이격될 수 있다. 접지극(140)은 제1 내지 제3 접지극(141, 142, 143)을 포함할 수 있다.
제1 접지극(141)은 RF 로드(120)의 측벽 및 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽 각각과 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 접지극(141)은 제1 측벽부(141_1) 및 복수의 제1 날개부(141_2)를 포함할 수 있다.
제1 측벽부(141_1)는 RF 로드(120)의 측벽을 따라 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 제1 측벽부(141_1)는 RF 로드(120)와 이격될 수 있다. 제1 측벽부(141_1)는 내부가 뚫려 있는 원통 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 날개부(141_2) 각각은 제1 측벽부(141_1)의 외주면으로부터 측방향으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 날개부(141_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽을 따라 연장될 수 있다. 복수의 제1 날개부(141_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 가장자리를 향해 곡면 형상을 갖도록 연장될 수 있다. 복수의 제1 날개부(141_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽과 이격될 수 있다. 또한, 복수의 제1 날개부(141_2) 각각은 서로 이격될 수 있다.
제2 접지극(142)은 제1 접지극(141)을 둘러쌀 수 있다. 제2 접지극(142)은 제2 측벽부(142_1) 및 복수의 제2 날개부(142_2)를 포함할 수 있다.
제2 측벽부(142_1)는 제1 측벽부(141_1)의 측벽을 따라 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 제2 측벽부(142_1)는 제1 측벽부(141_1)와 접할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 제2 측벽부(142_1)는 제1 측벽부(141_1)와 이격될 수 있다. 제2 측벽부(142_1)는 내부가 뚫려 있는 원통 형상을 가질 수 있다.
복수의 제2 날개부(142_2) 각각은 제2 측벽부(142_1)의 외주면으로부터 측방향으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 날개부(142_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)의 측벽을 따라 연장될 수 있다. 복수의 제2 날개부(142_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 가장자리를 향해 곡면 형상을 갖도록 연장될 수 있다. 복수의 제2 날개부(142_2) 각각은 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 이격될 수 있다. 또한, 복수의 제2 날개부(142_2) 각각은 서로 이격될 수 있다.
제2 접지극(142)의 수직 방향(DR3)의 높이는 제1 접지극(141)의 수직 방향(DR3)의 높이보다 낮게 형성될 수 있다. 즉, 제1 접지극(141)의 복수의 제1 날개부(141_2)는 제2 접지극(142)의 복수의 제2 날개부(142_2)보다 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)이 인접하게 배치될 수 있다.
제2 측벽부(142_1)의 제1 수평 방향(DR1)의 직경은 제1 측벽부(141_1)의 제1 수평 방향(DR1)의 직경보다 클 수 있다. 이로 인해, 제1 측벽부(141_1)는 제2 측벽부(142_1)의 내부에 삽입될 수 있다.
제2 접지극(142)은 제1 수평 방향(DR1) 및 제2 수평 방향(DR2)에 의해 정의되는 평면 상에서 회전될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 날개부(141_2) 및 복수의 제2 날개부(142_2)가 수직 방향(DR3)으로 정렬된 상태에서, 제2 접지극(142)을 회전시켜 복수의 제2 날개부(142_2) 각각을 복수의 제1 날개부(141_2) 각각의 사이에 위치시킬 수 있다. 이러한 제2 접지극(142)의 회전 구동으로 인해, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절할 수 있다.
RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적이 증가하는 경우, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각률이 증가할 수 있다. 또한, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적이 감소하는 경우, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각률이 감소할 수 있다. 따라서, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절하여 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각량을 조절할 수 있다.
제3 접지극(143)은 제1 접지극(141) 및 제2 접지극(142) 각각의 하부에 배치될 수 있다. 제3 접지극(143)은 제1 접지극(141) 및 제2 접지극(142) 각각에 연결될 수 있다. 제3 접지극(143)은 예를 들어, 고리 형상을 가질 수 있다.
가이드부(150)는 접지극(140)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 구체적으로, 가이드부(150)는 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)를 둘러쌀 수 있다. 가이드부(150)는 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)에 연결될 수 있다.
가이드부(150)는 가이드 링(151) 및 가이드 핀(152)을 포함할 수 있다. 가이드 링(151)은 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)를 둘러쌀 수 있다. 가이드 링(151)은 예를 들어, 고리 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
가이드 핀(152)은 가이드 링(151)으로부터 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)를 향해 돌출될 수 있다. 가이드 핀(152)은 예를 들어, 제1 수평 방향(DR1)으로 이격되어 2개가 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 핀(152)의 일부는 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)에 형성된 가이드 홈(142h)의 내부에 삽입될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 홈(142h)은 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)의 하부로부터 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)의 상부를 향해 경사를 갖도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 가이드 홈(142h)은 제2 접지극(142)의 제2 측벽부(142_1)의 양 외측벽에 2개가 형성될 수 있다.
경사를 갖는 가이드 홈(142h)에 연결된 가이드부(150)는 수직 방향(DR3)으로 구동되어 제1 수평 방향(DR1) 및 제2 수평 방향(DR2)에 의해 정의되는 평면 상에서 제2 접지극(142)을 회전시킬 수 있다.
절연 플레이트(160)는 하부 전극(110)의 측벽 및 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 측벽 각각을 둘러쌀 수 있다. 절연 플레이트(160)의 적어도 일부는 RF 플레이트(130)의 제1 부분(131)의 하면과 접할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 절연 플레이트(160)는 절연 물질을 포함할 수 있다.
포커스 링(161)은 절연 플레이트(160) 및 하부 전극(110) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 포커스 링(161)은 하부 전극(110)의 상부 일부의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 포커스 링(161)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 포커스 링(161)은 절연 물질을 포함할 수 있다.
절연체 링(171)은 절연 플레이트(160)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 절연체 링(171)은 절연 플레이트(160)의 측벽과 접할 수 있다. 절연체 링(171)은 포커스 링(161)과 이격될 수 있다. 절연체 링(171)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 절연체 링(171)은 절연 물질을 포함할 수 있다.
도전체 링(172)은 절연체 링(171)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 도전체 링(172)은 절연체 링(171)의 측벽과 접할 수 있다. 도전체 링(172)의 적어도 일부는 절연체 링(171)의 하면에 배치될 수 있다. 절연체 링(171)의 하부에 배치된 도전체 링(172)은 절연 플레이트(160)의 측벽과 접할 수 있다.
도전체 링(172)은 포커스 링(161)과 이격될 수 있다. 도전체 링(172)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 도전체 링(172)은 도전성 물질을 포함할 수 있다.
하부 전극(110) 및 RF 플레이트(130) 각각과 절연되는 도전체 링(172)이 하부 전극(110) 및 RF 플레이트(130) 각각의 측벽을 둘러싸도록 배치됨으로써, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분의 식각률을 증가시킬 수 있다.
에지 링(162)은 절연 플레이트(160), 절연체 링(171) 및 도전체 링(172) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 에지 링(162)은 포커스 링(161)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 에지 링(162)은 절연 플레이트(160), 포커스 링(161), 절연체 링(171) 및 도전체 링(172) 각각과 접할 수 있다. 에지 링(162)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 에지 링(162)은 절연 물질을 포함할 수 있다.
접지 플레이트(180)는 절연 플레이트(160), RF 플레이트(130) 및 도전체 링(172) 각각의 하부에 배치될 수 있다. 접지 플레이트(180)는 절연 플레이트(160), 도전체 링(172) 및 접지극(140)과 접할 수 있다. 접지 플레이트(180)는 예를 들어, 제3 접지극(143)과 접할 수 있다. 접지 플레이트(180)는 예를 들어, 챔버(100)의 하부벽과 접할 수 있다. 접지 플레이트(180)는 도전성 물질을 포함할 수 있다.
배플(baffle) 유닛(190)은 도전체 링(172)과 챔버(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 배플 유닛(190)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다.
배플 유닛(190)은 챔버(100)의 측벽과 접할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 배플 유닛(190)은 챔버(100)의 측벽과 이격될 수 있다. 배플 유닛(190)은 절연체 링(171)과 이격될 수 있다. 또한, 배플 유닛(190)은 도전체 링(172)과 이격될 수 있다. 배플 유닛(190)이 도전체 링(172)과 이격되어 배치됨으로써 웨이퍼(10)의 가장자리 부분의 식각률을 증가시킬 수 있다.
배플 유닛(190)은 배플 유닛(190)을 수직 방향(DR3)으로 관통하는 복수의 배플 홀(190h)을 포함할 수 있다. 복수의 배플 홀(190h) 각각은 서로 이격될 수 있다. 배플 유닛(190)에 형성된 배플 홀(190h)을 통해 챔버(100) 내부의 공정 가스를 배기할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 챔버(100)의 내부의 RF 플레이트(130) 상에 웨이퍼(10)가 제공될 수 있다(S110). 구체적으로, 웨이퍼(10)는 RF 플레이트(130) 상에 배치된 하부 전극(110)의 제1 면(100b) 상에 제공될 수 있다.
이어서, 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, RF 플레이트(130)와 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절하여 웨이퍼(10)의 중심 부분의 식각량을 조절할 수 있다(S120). 구체적으로, 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면 상에서 제2 접지극(142)을 회전시켜 RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각률을 증가시키 위해, RF 플레이트(130)와 마주보는 접지극(140)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 제2 접지극(142)을 회전시켜 제2 접지극(142)의 복수의 제2 날개부(142_2) 각각이 제1 접지극(141)의 복수의 제1 날개부(141_2) 각각 사이에 위치될 수 있다.
또한, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각률을 감소시키기 위해, RF 플레이트(130)와 마주보는 접지극(140)의 면적을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 제2 접지극(142)을 회전시켜 제2 접지극(142)의 복수의 제2 날개부(142_2) 각각이 제1 접지극(141)의 복수의 제1 날개부(141_2) 각각과 수직 방향(DR3)으로 정렬되도록 위치될 수 있다.
RF 플레이트(130)와 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절하는 것은, 예를 들어, 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 식각 공정이 수행되는 동안 동시에 진행될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 웨이퍼(10)에 대한 플라즈마 식각 공정이 수행되기 전에, RF 플레이트(130)와 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치 및 플라즈마 식각 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적을 조절함으로써, 웨이퍼(10)의 중심 부분에 대한 식각량을 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치 및 플라즈마 식각 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, 하부 전극(110) 및 RF 플레이트(130) 각각과 절연되는 도전체 링(172)을 하부 전극(110) 및 RF 플레이트(130) 각각의 측벽을 둘러싸도록 배치됨으로써, 웨이퍼(10)의 가장자리 부분의 식각률을 증가시킬 수 있다. 또한, 배플 유닛(190)이 도전체 링(172)과 이격되어 배치됨으로써 웨이퍼(10)의 가장자리 부분의 식각률을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치 및 플라즈마 식각 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, RF 플레이트(130)의 제2 부분(132)과 마주보는 접지극(140)의 면적 조절, 도전체 링(172)의 배치 및 도전체 링(172)과 이격되는 배플 유닛(190)의 구성들을 조합하여 웨이퍼(10)의 전체적인 식각률을 조절함으로써 플라즈마 식각 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 9에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 도 11의 R3 영역을 확대한 확대도이다. 도 13은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 배플 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 도전체 링(도 1의 172)이 배치되지 않는다.
절연체 링(271)은 절연 플레이트(160)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 절연체 링(271)은 절연 플레이트(160)의 측벽과 접할 수 있다. 절연체 링(271)은 포커스 링(161)과 이격될 수 있다. 절연체 링(271)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 절연체 링(171)은 절연 물질을 포함할 수 있다.
배플 유닛(190)은 절연체 링(271)과 챔버(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 배플 유닛(190)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 배플 유닛(190)은 절연체 링(271)과 이격될 수 있다.
이하에서, 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 9에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 15는 도 14의 R4 영역을 확대한 확대도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 배플 유닛(390)이 도전체 링(172)의 측벽과 접할 수 있다.
배플 유닛(390)은 도전체 링(172)과 챔버(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 배플 유닛(390)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다.
배플 유닛(390)은 챔버(100)의 측벽과 접할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 배플 유닛(390)은 챔버(100)의 측벽과 이격될 수 있다. 배플 유닛(390)은 절연체 링(171)과 이격될 수 있다.
이하에서, 도 16 및 도 17을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 9에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 도 16의 R5 영역을 확대한 확대도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 도전체 링(도 1의 172)이 배치되지 않는다. 또한, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 배플 유닛(490)이 절연체 링(471)의 측벽과 접할 수 있다.
절연체 링(471)은 절연 플레이트(160)의 측벽을 둘러쌀 수 있다. 절연체 링(471)은 절연 플레이트(160)의 측벽과 접할 수 있다. 절연체 링(471)은 포커스 링(161)과 이격될 수 있다. 절연체 링(471)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다. 절연체 링(471)은 절연 물질을 포함할 수 있다.
배플 유닛(490)은 절연체 링(471)과 챔버(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있다. 배플 유닛(490)은 제1 및 제2 수평 방향(DR1, DR2)에 의해 정의되는 평면에서 고리 형상을 가질 수 있다.
배플 유닛(490)은 챔버(100)의 측벽과 접할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 배플 유닛(490)은 챔버(100)의 측벽과 이격될 수 있다.
이하에서, 도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 9에 도시된 플라즈마 공정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 도 18의 R6 영역을 확대한 확대도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 측벽이 일정한 경사 프로파일을 갖도록 연장될 수 있다. 예를 들어, RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 측벽은 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다.
RF 플레이트(530)는 제1 내지 제3 부분(531, 532, 533)을 포함할 수 있다. RF 플레이트(530)의 제1 부분(531)은 하부 전극(110)의 제2 면(110a)과 접할 수 있다. RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)은 RF 플레이트(530)의 제1 부분(531)으로부터 RF 로드(520)를 향해 돌출될 수 있다.
RF 플레이트(530)의 제3 부분(533)은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)으로부터 RF 로드(120)를 향해 돌출될 수 있다. RF 플레이트(530)는 RF 플레이트(530)의 제3 부분(533)을 통해 RF 로드(520)와 연결될 수 있다. 예를 들어, RF 플레이트(530)의 제3 부분(533)은 RF 로드(520)에 삽입될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
접지극(540)은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 하부에 배치될 수 있다. 접지극(540)은 RF 로드(520)의 측벽의 일부를 둘러쌀 수 있다. 접지극(540)은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 하면과 이격될 수 있다. 또한, 접지극(540)은 RF 로드(520)의 측벽과 이격될 수 있다. 접지극(540)은 제1 내지 제3 접지극(541, 542, 143)을 포함할 수 있다.
제1 접지극(541)은 RF 로드(520)의 측벽과 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 접지극(541)은 제1 측벽부(541_1) 및 복수의 제1 날개부(541_2)를 포함할 수 있다.
제1 측벽부(541_1)는 RF 로드(520)의 측벽을 따라 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 제1 측벽부(541_1)는 RF 로드(520)와 이격될 수 있다. 제1 측벽부(541_1)는 내부가 뚫려 있는 원통 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 날개부(541_2) 각각은 제1 측벽부(541_1)의 외주면으로부터 측방향으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 날개부(541_2) 각각은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 하면을 따라 일정한 경사 프로파일을 갖도록 연장될 수 있다. 복수의 제1 날개부(541_2) 각각은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 하면과 이격될 수 있다. 또한, 복수의 제1 날개부(541_2) 각각은 서로 이격될 수 있다.
제2 접지극(542)은 제1 접지극(541)을 둘러쌀 수 있다. 제2 접지극(542)은 제2 측벽부(542_1) 및 복수의 제2 날개부(542_2)를 포함할 수 있다.
제2 측벽부(542_1)는 제1 측벽부(541_1)의 측벽을 따라 수직 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 제2 측벽부(542_1)는 제1 측벽부(541_1)와 접할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 몇몇 실시예에서, 제2 측벽부(542_1)는 제1 측벽부(541_1)와 이격될 수 있다. 제2 측벽부(542_1)는 내부가 뚫려 있는 원통 형상을 가질 수 있다.
복수의 제2 날개부(542_2) 각각은 제2 측벽부(542_1)의 외주면으로부터 측방향으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 날개부(542_2) 각각은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 측벽을 따라 일정한 경사 프로파일을 갖도록 연장될 수 있다. 복수의 제2 날개부(542_2) 각각은 RF 플레이트(530)의 제2 부분(532)의 하면과 이격될 수 있다. 또한, 복수의 제2 날개부(542_2) 각각은 서로 이격될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 챔버 104: 가스 피더
110: 하부 전극 120: RF 로드
130: RF 플레이트 140: 접지극
150: 가이드부 160: 절연 플레이트
161: 포커스 링 162: 에지 링
171: 절연체 링 172: 도전체 링
180: 접지 플레이트 190: 배플 유닛

Claims (20)

  1. 플라즈마 공정 장치의 내부에 배치된 RF 플레이트 상에 웨이퍼를 제공하고,
    상기 RF 플레이트와 마주보는 접지극의 면적을 조절하여 상기 웨이퍼의 식각량을 조절하는 것을 포함하되,
    상기 플라즈마 공정 장치는,
    상기 웨이퍼가 제공되는 하부 전극,
    상기 하부 전극의 하부에 배치되는 RF 로드,
    상기 하부 전극과 상기 RF 로드를 연결하고, 상기 하부 전극과 접하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 상기 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분을 포함하는 상기 RF 플레이트, 및
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽을 둘러싸고, 상기 RF 플레이트와 이격된 상기 접지극을 포함하되,
    상기 접지극은,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분과 마주보는 제1 접지극, 및
    상기 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 상기 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 포함하고,
    상기 제1 접지극은 각각이 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 가장자리를 향해 상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽을 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함하고,
    상기 제2 접지극은 각각이 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 가장자리를 향해 상기 복수의 제1 날개부를 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고 서로 이격된 복수의 제2 날개부를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 RF 플레이트와 마주보는 상기 접지극의 면적을 조절하는 것은,
    상기 복수의 제2 날개부 각각이 상기 제1 및 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면에서 회전하여 상기 복수의 제1 날개부 각각의 사이에 위치되는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 공정 장치는 상기 RF 플레이트와 이격되어 상기 RF 플레이트를 둘러싸는 고리 형상의 도전체 링을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 플라즈마 공정 장치는 상기 도전체 링과 이격되어 상기 도전체 링을 둘러싸는 배플 (baffle) 유닛을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  5. 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되고, 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 상에 웨이퍼가 제공되는 하부 전극;
    상기 하부 전극의 상기 제2 면 상에 배치되고, 수직 방향으로 연장되는 RF 로드;
    상기 하부 전극의 상기 제2 면과 상기 RF 로드 사이를 연결하고, 상기 하부 전극의 상기 제2 면과 접하는 제1 부분, 상기 제1 부분으로부터 상기 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분 및 상기 RF 로드에 연결된 제3 부분을 포함하는 RF 플레이트; 및
    상기 RF 로드의 측벽의 일부 및 상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽 각각을 둘러싸고, 상기 RF 플레이트와 이격된 접지극을 포함하되,
    상기 접지극은,
    상기 RF 로드의 측벽 및 상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분 각각과 마주보는 제1 접지극과,
    상기 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 상기 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 접지극은,
    상기 RF 로드의 측벽을 따라 상기 수직 방향으로 연장되는 제1 측벽부와,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽을 따라 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 접지극은,
    상기 제1 측벽부를 따라 상기 수직 방향으로 연장되는 제2 측벽부와,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽을 따라 연장되고, 서로 이격된 복수의 제2 날개부를 포함하되,
    상기 복수의 제2 날개부 각각은 상기 제1 및 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면에서 회전하여 상기 복수의 제1 날개부 각각의 사이에 위치되는 플라즈마 공정 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 상기 제1 수평 방향의 폭은 상기 RF 로드에 인접할수록 작아지고,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽은 곡면 형상을 갖는 플라즈마 공정 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 접지극에 연결되고, 상기 수직 방향으로 이동하여 상기 제1 및 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 상기 제2 접지극을 회전시키는 가이드부를 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 제2 접지극의 측벽을 둘러싸는 가이드 링과,
    상기 가이드 링으로부터 상기 제2 접지극의 측벽을 향해 돌출되고, 상기 제2 접지극의 측벽에 형성된 가이드 홈에 삽입되는 가이드 핀을 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 하부 전극의 측벽 및 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 측벽 각각을 둘러싸는 절연 플레이트와,
    상기 절연 플레이트의 측벽을 둘러싸고, 고리 형상을 갖는 절연체 링과,
    상기 하부 전극 및 상기 절연 플레이트 각각의 상면 상에 배치되고, 상기 절연체 링과 이격되고, 고리 형상을 갖는 포커스 링을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 절연체 링의 측벽을 둘러싸고, 상기 포커스 링과 이격되고, 고리 형상을 갖는 도전체 링을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 도전체 링과 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되고, 상기 도전체 링과 이격되는 배플(baffle) 유닛을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 절연체 링과 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되고, 상기 절연체 링과 이격된 배플 유닛을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 절연체 링과 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되고, 상기 절연체 링과 접하는 배플 유닛을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  16. 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되고, 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 상에 웨이퍼가 제공되는 하부 전극;
    상기 하부 전극의 상기 제2 면 상에 배치되고, 수직 방향으로 연장되는 RF 로드;
    상기 하부 전극의 상기 제2 면과 상기 RF 로드 사이를 연결하고, 상기 하부 전극의 상기 제2 면과 접하는 제1 부분, 상기 제1 부분으로부터 상기 RF 로드를 향해 돌출된 제2 부분 및 상기 RF 로드에 연결된 제3 부분을 포함하는 RF 플레이트;
    상기 RF 로드의 측벽의 일부 및 상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽 각각을 둘러싸고, 상기 RF 플레이트와 이격된 제1 접지극;
    상기 하부 전극의 측벽 및 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 측벽 각각을 둘러싸는 절연체 링; 및
    상기 절연체 링의 측벽을 둘러싸고, 고리 형상을 갖는 도전체 링을 포함하되,
    상기 제1 접지극은,
    상기 RF 로드의 측벽을 따라 상기 수직 방향으로 연장되는 제1 측벽부와,
    각각이 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 가장자리를 향해 상기 제2 부분의 측벽을 따라 곡면 형상을 갖도록 연장되고, 서로 이격된 복수의 제1 날개부를 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 접지극을 둘러싸고, 제1 수평 방향 및 상기 제1 수평 방향에 수직인 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면 상에서 회전하는 제2 접지극을 더 포함하되,
    상기 제2 접지극은,
    상기 제1 측벽부를 따라 상기 수직 방향으로 연장되는 제2 측벽부와,
    상기 RF 플레이트의 상기 제2 부분의 측벽을 따라 연장되고, 서로 이격된 복수의 제2 날개부를 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 복수의 제2 날개부 각각은 상기 RF 플레이트의 상기 제1 부분의 가장자리를 향해 곡면 형상을 갖도록 연장되고,
    상기 복수의 제2 날개부 각각은 상기 제1 및 제2 수평 방향에 의해 정의되는 평면에서 회전하여 상기 복수의 제1 날개부 각각의 사이에 위치되는 플라즈마 공정 장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 RF 플레이트의 하부에 배치되고, 상기 도전체 링 및 상기 접지극 각각과 접하는 접지 플레이트를 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 도전체 링과 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되고, 상기 도전체 링과 이격되는 배플(baffle) 유닛을 더 포함하는 플라즈마 공정 장치.
KR1020200145056A 2020-11-03 2020-11-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 KR20220059640A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145056A KR20220059640A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
US17/242,019 US11538660B2 (en) 2020-11-03 2021-04-27 Plasma processing apparatus and method of fabricating semiconductor device using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145056A KR20220059640A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220059640A true KR20220059640A (ko) 2022-05-10

Family

ID=81379153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200145056A KR20220059640A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11538660B2 (ko)
KR (1) KR20220059640A (ko)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4640922B2 (ja) 2003-09-05 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5348848B2 (ja) * 2007-03-28 2013-11-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5654297B2 (ja) 2010-09-14 2015-01-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20120164834A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Kevin Jennings Variable-Density Plasma Processing of Semiconductor Substrates
US10224182B2 (en) 2011-10-17 2019-03-05 Novellus Systems, Inc. Mechanical suppression of parasitic plasma in substrate processing chamber
JP6017328B2 (ja) 2013-01-22 2016-10-26 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
KR101722382B1 (ko) 2016-01-08 2017-04-03 주식회사 윈텔 플라즈마 처리 장치
US20180308663A1 (en) * 2017-04-24 2018-10-25 Kenneth S. Collins Plasma reactor with phase shift applied across electrode array
JP7061511B2 (ja) * 2018-05-10 2022-04-28 東京エレクトロン株式会社 フィルタ装置及びプラズマ処理装置
CN110600355B (zh) * 2018-06-13 2021-12-24 财团法人工业技术研究院 等离子体处理装置
KR102079595B1 (ko) 2018-07-19 2020-04-07 아이엔이 주식회사 멀티 회전식 플라즈마 발생장치
KR102487930B1 (ko) 2018-07-23 2023-01-12 삼성전자주식회사 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 플라즈마 처리 장치
WO2020255319A1 (ja) * 2019-06-20 2020-12-24 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
KR102290911B1 (ko) * 2019-07-02 2021-08-19 세메스 주식회사 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220139669A1 (en) 2022-05-05
US11538660B2 (en) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7177200B2 (ja) エッジに限局されたイオン軌道制御及びプラズマ動作を通じた、最端エッジにおけるシース及びウエハのプロフィール調整
KR100557273B1 (ko) 플라즈마에 튜닝되는 샤워헤드 ｒｆ 전극을 갖는 아킹 억제된 ｍｅｒｉｅ 플라즈마 반응기
KR101812646B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
US5605637A (en) Adjustable dc bias control in a plasma reactor
KR20220087415A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링
US20210296099A1 (en) Electrostatic chuck design for cooling-gas light-up prevention
JP4928991B2 (ja) 基板処理装置
JP2008544499A (ja) 電極面積比を調整可能な閉じ込めプラズマ
JPH0528893B2 (ko)
US7632375B2 (en) Electrically enhancing the confinement of plasma
US11538715B2 (en) Stage and substrate processing apparatus
KR102595900B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR20220059640A (ko) 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
KR20220027509A (ko) 플라즈마 공정 장치 및 플라즈마 공정 장치에서의 웨이퍼 디척킹 방법
US20210159107A1 (en) Edge uniformity tunability on bipolar electrostatic chuck
KR100205098B1 (ko) 플라즈마 식각 장치
CN107564788B (zh) 用于介电蚀刻室的室充填器套件
US11862440B2 (en) Semiconductor processing equipment including electrostatic chuck for plasma processing
US20020038691A1 (en) Plasma processing system
CN113496862B (zh) 等离子体反应器及其射频功率分布调节方法
JPH03138382A (ja) 反応性イオンエッチング装置
KR20020035249A (ko) 유도결합으로 보강된 축전결합형 플라즈마 발생장치 및플라즈마 발생방법
US20220172926A1 (en) Plasma processing apparatus and method for fabricating semiconductor device using the same
KR20190113531A (ko) 플라즈마 공정 장치
JP2862088B2 (ja) プラズマ発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination