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KR20160027015A - 기판 프로세싱 시스템들 내의 텍스처링된 실리콘 라이너들 - Google Patents

기판 프로세싱 시스템들 내의 텍스처링된 실리콘 라이너들 Download PDF

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KR20160027015A
KR20160027015A KR1020167001833A KR20167001833A KR20160027015A KR 20160027015 A KR20160027015 A KR 20160027015A KR 1020167001833 A KR1020167001833 A KR 1020167001833A KR 20167001833 A KR20167001833 A KR 20167001833A KR 20160027015 A KR20160027015 A KR 20160027015A
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줄리앙 블레이크
Original Assignee
베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

텍스처링된 실리콘 라이너들을 갖는, 이온 주입 시스템들, 증착 시스템들 및 에칭 시스템들과 같은 기판 프로세싱 시스템들이 개시된다. 실리콘 라이너들은, 20 마이크로미터 미만의 높이일 수 있는 마이크로피라미드(micropyramid)들로서 지칭되는 작은 특징부들을 생성하는 화학적 처리를 사용하여 텍스처링된다. 이러한 마이크로피라미드들이 흑연 라이너들에서 일반적으로 발견되는 텍스처링된 특징부들보다 훨씬 더 작다는 사실에도 불구하고, 텍스처링된 실리콘은 증착된 코팅들을 홀딩하고 조각으로 벗겨지는 것에 저항할 수 있다. 이러한 기판 프로세싱 시스템들에 대하여 예방적인 유지보수를 수행하기 위한 방법들이 또한 개시된다.

Description

기판 프로세싱 시스템들 내의 텍스처링된 실리콘 라이너들{TEXTURED SILICON LINERS IN SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS}
본 발명의 실시예들은 기판 프로세싱 시스템의 부분들의 라이닝 및 텍스처링을 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
반도체, 솔라 셀들, 또는 다른 유형들의 기판들은, 이온 주입 시스템들, 증착 시스템들 및 에칭 시스템들과 같은 다양한 기판 프로세싱 시스템들 내에서 프로세싱될 수 있다. 일부 이온 주입 시스템들은, 이온 소스, 추출 전극들, 질량 분석기, 콜리메이팅(collimating) 자석, 하나 이상의 가속 또는 감속 스테이지들 및 기판을 홀딩하는 프로세스 챔버를 포함할 수 있다. 증착 시스템들은, 이온 소스, 및 프로세스 챔버 내에 배치된 목표 및 기판을 포함할 수 있다. 내부 벽들, 전극들, 절연체들 및 다른 장비와 같은 이러한 시스템들 내에 배치된 컴포넌트들이 열화의 사인(sign)들을 보이는 것 또는 코팅되는 것이 흔한 일이다. 이는 2개의 상이한 원인들에 기인할 수 있다. 예를 들어, 이온들 또는 다른 재료들이 이러한 컴포넌트들 상에 증착될 수 있다. 이에 더하여, 컴포넌트들 그 자신들이 활성 이온들과 충돌할 때 입자들을 생성할 수 있으며, 이는 하류측의 오염을 야기한다. 예를 들어, 질량 분석기의 내부 벽들은 활성 이온들과 충돌할 수 있으며, 이는 질량 분석기를 구성하기 위해 사용되는 재료가 스퍼터링되게끔 한다. 추가적으로, 이온 소스 내에서와 같은 더 상류측으로부터 방출되는 재료들이 질량 분석기의 벽들 상에 증착되고 이를 코팅할 수 있다. 충분한 두께의 층이 형성된 후, 이러한 코팅은 조각으로 벗겨질(flake) 수 있으며, 이는 하류측의 오염을 야기한다. 다른 실시예들에 있어, 기판에 인접한 영역들 내에서, 포토레지스트의 얇은 필름이 이러한 컴포넌트들 상에 형성될 수 있다.
현재, 흑연으로 만들어진 라이너(liner)들이 전형적으로 이러한 문제들을 처리하기 위해 사용된다. 흑연은 탄소에 기반한다. 따라서, 라이너가 스퍼터링을 겪는 경우에도, 탄소의 방출은 하류측에 배치된 컴포넌트들 및 기판들에 최소한의 충격을 줄 것이다. 이에 더하여, 흑연은 거친 내부 표면을 형성하기 위하여 기계적으로 텍스처링될 수 있다. 텍스처링된 흑연은 약 0.3 mm 깊이의 특징부들을 가질 수 있다. 라이너를 코팅하는 증착된 재료들은 이러한 텍스처링된 표면에 잘 들러붙으며, 그럼으로써 조각으로 벗겨질 가능성을 감소시킨다.
그러나, 흑연의 하나의 단점은 흑연이 활성 이온들과 충돌할 때 입자화(particulate)하는 경향이 있다는 것이다. 이는, 비정질 탄소 매트릭스로 함께 홀딩되는 작은 탄소 알갱이들의 어셈블리인 흑연의 마이크로구조에 기인할 수 있다. 따라서, 이온 주입 시스템들 내에서 사용되는 동안 입자화에 저항하고 증착된 코팅들이 조각으로 벗겨지는 것을 허용하지 않는 라이너 및 텍스처링 방법이 존재하는 것이 유리할 것이다.
텍스처링된 실리콘 라이너들을 갖는, 이온 주입 시스템들, 증착 시스템들 및 에칭 시스템들과 같은 기판 프로세싱 시스템들이 개시된다. 실리콘 라이너들은, 20 마이크로미터 미만의 높이일 수 있는 마이크로피라미드(micropyramid)들로서 지칭되는 작은 특징부들을 생성하는 화학적 처리를 사용하여 텍스처링된다. 이러한 마이크로피라미드들이 흑연 라이너들에서 일반적으로 발견되는 텍스처링된 특징부들보다 훨씬 더 작다는 사실에도 불구하고, 텍스처링된 실리콘은 증착된 코팅들을 홀딩하고 조각으로 벗겨지는 것에 저항할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 그 안에 기판이 배치되는 복수의 챔버 벽들을 갖는 프로세스 챔버; 프로세스 챔버와 연통하는 공급 가스 소스; 공급 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성기; 및 프로세스 챔버의 챔버 벽들 중 적어도 하나의 표면 상에 배치되는 실리콘 라이너로서, 프로세스 챔버의 내부를 향한 실리콘 라이너의 표면은 텍스처링되는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템이 개시된다. 텍스처링된 실리콘 라이너는 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖는 마이크로피라미드들을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 이온 소스; 그 안에 기판이 배치되는 프로세스 챔버; 및 시스템 내에 배치되는 실리콘 라이너로서, 상기 실리콘 라이너의 표면이 텍스처링되는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 이온 주입 시스템이 개시된다. 텍스처링된 실리콘 라이너는 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖는 마이크로피라미드들을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 이온 소스; 이온 빔을 형성하기 위하여 이온 소스 내에서 생성되는 이온들을 끌어 당기기 위한 이온 소스 외부에 배치된 전극; 이온 빔이 통과하는 질량 분석기; 희망되는 전하/질량 비율의 이온들만이 통과하게끔 허용하는 질량 분석기의 출력에서의 분해 개구(resolving aperture); 그 안에 기판이 배치되는 프로세스 챔버; 및 분해 개구 둘레의 차폐부(shield) 상에 또는 포커싱 엘러먼트 상에 배치되는 실리콘 라이너로서, 이온 빔을 향한 실리콘 라이너의 표면은 텍스처링된 표면이 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖도록 화학적으로 텍스처링되는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 빔라인 이온 주입 시스템이 개시된다.
본 발명의 더 양호한 이해를 위하여, 본원에 참조로써 포함되는 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 일 실시예에 따른 대표적인 이온 주입 시스템을 도시한다.
도 2는 실리콘 라이너의 표면의 확대도를 도시한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 대표적인 이온 주입 시스템을 도시한다.
도 4는 대표적인 증착 및 에칭 시스템을 도시한다.
도 1은 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 대표적인 이온 주입 시스템을 도시한다. 이러한 시스템에 있어, 공급 가스 소스(105)와 연통하는 이온 소스(110)가 존재한다. 공급 가스는 공급 가스 소스(105)로부터 이온 소스(110)로 공급된다. 공급 가스는 임의의 적절한 가스일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어, BF3 또는 다이보레인과 같은 붕소-함유 가스가 사용될 수 있다. 다른 실시예들에 있어, PH3와 같은 인 함유 가스가 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어, 이온 소스(110)는 텅스텐 챔버 내에 하우징된 간접 가열식 캐소드(indirectly heated cathode; IHC)를 포함할 수 있다. 이러한 이온 소스(110)는 더 큰 하우징(100) 내에 포함될 수 있다. 이온 소스(110)가 전형적으로 상당한 전압으로 바이어싱됨에 따라, 이온 소스(110)를 하우징(100)으로부터 전기적으로 분리해야 할 필요가 있을 수 있다. 이는 소스 부싱(bushing)들(115)의 사용을 통해 달성될 수 있다.
하나 이상의 전극들(120)이 이온 소스(110) 외부에 있으며, 이들은 이온 소스(110) 내에서 생성되는 이온들을 끌어 당기기 위하여 적절하게 바이어싱된다. 전극들(120)을 이러한 이온들을 전극(120)으로 그리고 그 뒤 이를 통해 끌어 당긴다. 일부 실시예들에 있어, 추출 전극(121) 및 억제 전극(122)과 같은 복수의 전극들(120)이 존재할 수 있다. 이러한 전극들(120)은 상이한 전압들에 있을 수 있으며, 그에 따라 서로 전기적으로 분리되어야만 한다. 이는, 전극들(120)을 제 위치에 홀딩하는 절연된 조작자 어셈블리(125)의 사용을 통해 달성될 수 있다.
추출된 이온 빔(130)은 그 뒤 질량 분석기(140)에 진입할 수 있다. 이온 빔은 질량 분석기 내의 가이드 튜브(미도시)를 통해 흐른다. 일부 실시예들에 있어, 사중극자 렌즈(144) 또는 아인젤 렌즈(Einsel lens)와 같은 포커싱 엘러먼트가 이온 빔을 포커싱하기 위해 사용될 수 있다. 분해 개구(145)는 질량 분석기(140)의 출력에 배치되며, 이는 희망되는 전하/중량 비율을 갖는 이온들만을 추출한다. 그 후, 이제 관심이 있는 이온들만을 포함하는 분석된 이온 빔(150)이, 기판 지지부(180) 상에 장착될 수 있는 기판(190) 내로 주입된다. 일부 실시예들에 있어, 하나 이상의 가속 또는 감속 스테이지들(170)이 분석된 이온 빔(150)의 속도를 조정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 가속 또는 감속 스테이지들(170)은 프로세스 챔버(185)에 인접하여 배치될 수 있다. 기판(190) 및 기판 지지부(180)는 프로세스 챔버(185) 내에 배치될 수 있다.
당업자들은 도 1에 도시되지 않은 다른 컴포넌트들이 또한 이온 주입 시스템의 일 부분일 수 있다는 것을 인식할 것이다. 당업자들은 또한, 질량 분석기(140) 또는 가속 또는 감속 스테이지들(170)과 같은 도 1의 다양한 컴포넌트들이 특정 이온 주입 시스템들에서 사용되지 않을 수 있다는 것을 인식할 것이다.
질량 분석기(140)의 벽들과 같은 스퍼터링 및 코팅에 특히 민감한 영역들이 라이닝될 수 있다. 다른 민감한 영역들은, 이온 빔이 라이너 재료들에 매우 인접하여 이동하는 가속 또는 감속 전극 어셈블리들 및 사중극자 및 아인젤 렌즈(144)와 같은 포커싱 컴포넌트들의 라이너들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 라이너(195)는 흑연이 아니라 실리콘일 수 있다. 실리콘은 몇몇 이점들을 갖는다. 첫째, 실리콘은 매우 저렴하고, 용이하게 입수가 가능하며, 매우 높은 레벨의 순도로 이용이 가능하다. 이에 더하여, 이는 프로세싱되는 기판과 동일한 재료일 수 있다. 따라서, 라이너(195)에 의해 생성되는 입자들이 최소의 오염을 야기한다. 이에 더하여, 실리콘은 흑연보다 입자를 덜 생성하는 경향이 있다.
이러한 모든 이점들에도 불구하고, 불행히도, 연마된 실리콘은 증착된 재료를 잘 유지(retain)하거나 또는 홀딩하지 않는다. 추가적으로, 흑연과 달리, 실리콘은 기계적으로 텍스처링하기가 대단히 어렵다. 따라서, 연마된 실리콘 라이너들로부터 코팅된 재료들이 조각으로 벗겨지는 것이 문제가 될 수 있다.
종래의 흑연 라이너들과 달리, 본 발명의 실리콘 라이너들(195)은 화학적 프로세스를 사용하여 텍스처링된다. 본 발명에서 사용되는 바와 같은 텍스처링은, 그 표면적을 증가시키기 위하여 라이너의 표면에 결함부(imperfection)들을 도입하는 것으로서 정의된다. 따라서, 텍스처링은 라이너의 표면을 거칠게 하기 위하여 사용된다. 표면적의 이러한 증가는 코팅된 재료들을 유지하기 위한 라이너의 능력을 개선한다. 이에 더하여, 결함부들은 코팅되는 재료들이 부착될 수 있는 어떤 구조를 제공한다. 예를 들어, 코팅된 재료들은 인접한 마이크로피라미드들 사이에 생성된 리세스(recess)들에 더 용이하게 부착될 수 있다. 텍스처링은 기계적 수단 또는 화학적 수단을 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 텍스처링된, 또는 거칠어진 표면은 시스템의 내부를 향하도록 시스템 내에 배치된다.
일 실시예에 있어, 라이닝되는 이온 주입 시스템의 영역 또는 구역(area)에 맞추어 크기가 결정될 수 있는 실리콘 시트들이 제공된다. 다른 실시예에 있어, 실리콘 시트들은 알려진 또는 특정한 크기들을 가지며, 복수의 시트들이 희망되는 영역을 라이닝하기 위해 사용될 수 있는 희망되는 크기의 라이너를 생성하기 위하여 사용된다.
실리콘 라이너들(195)은 주입 시스템의 컴포넌트들 상에 배치된다. 이상에서 설명된 바와 같이, 이러한 라이너들은, 질량 분석기(140), 분해 개구(145)를 둘러싸는 차폐부, 프로세스 챔버의 벽들, 포커싱 컴포넌트들, 전극들 또는 다른 구역들 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 이러한 실리콘 라이너들은, 실리콘이 덜 입자화되는 경향이 있기 때문에, 무거운 또는 강렬한 이온 빔 충돌에 노출되는 이온 주입 시스템의 영역들 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 실리콘 라이너들(195)은 비-전력공급 전극들과 같은 전기적으로 바이어싱되지 않는 컴포넌트들 상에 배치된다.
그러나, 다른 실시예들에 있어, 질량 분석기(140)와 같은 라이닝되는 컴포넌트가 소정의 전기 전압으로 바이어싱될 수 있다. 다시 말해서, 실리콘 라이너가 전기적으로 바이어싱되는 표면 상에 배치될 수 있다. 실리콘이 본래 비-전도성이기 때문에, 실리콘 라이너는 라이너를 전기적으로 전도성이 되게끔 하기 위하여 도핑될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 라이너들의 붕소 또는 인 도핑이 벌크 비저항(bulk resistivity)을 10 옴-cm 아래로 감소시킬 수 있다.
이러한 실시예들 중 임의의 실시예에 있어, 라이너(195)는 (100) 결정질 표면이 이온 빔에 노출되도록 적용된다. 노출된 표면으로서 지칭되는 이러한 표면은, 소듐 하이드록사이드 또는 바륨 하이드록사이드와 같은 하이드록사이드(hydroxide)로 처리된다. 이러한 처리는 실리콘 라이너(195)의 노출된 표면 상에 마이크로피라미드들의 생성을 야기한다. 이러한 처리된 표면의 확대된 표현이 도 2에 도시된다. 이러한 도면에서 보여지는 마이크로피라미드들은 약 5 마이크로미터의 높이일 수 있다. 다른 실시예들에 있어, 이러한 마리크로피라미드들은 약 10 마이크로미터의 높이일 수 있다. 다른 실시예들에 있어, 이러한 마리크로피라미드들은 20 마이크로미터의 높이일 수 있다. 또한, 도 2에서 보여지는 바와 같이, 이러한 마이크로피라미드들의 높이 및 간격이 불규칙적이며, 그 결과 마이크로피라미드들의 높이가 변화한다. 유사하게, 이러한 마이크로피라미드들 사이의 간격이 또한 변화할 수 있다. 다시 말해서, 실리콘의 화학적 텍스처링은 텍스처링된 흑연 라이너들 상에서 전통적으로 발견되는 특징부들보다 50배 더 작을 수 있는 특징부들을 생성한다. 놀랍게도, 이러한 텍스처링된 표면은 커팅되거나 또는 연마된 실리콘보다 더 완강하게 증착된 재료들을 그 위에 홀딩할 수 있으며, 더 깊이 텍스처링된 흑연 라이너들만큼 증착된 재료들을 그 위에 홀딩할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 있어, 이온 주입 시스템은, 거칠어진 노출된 표면을 생성하기 위해 화학적으로 처리된 실리콘 라이너들로 라이닝된 적어도 하나의 표면을 포함한다. 이러한 화학적인 처리는, 뜨거운 하이드록사이드 용액과 같은 하이드록사이드에 대한 노출을 통해 이루어질 수 있다.
도 1 및 이상의 개시가 빔라인 이온 주입 시스템을 설명하지만, 텍스처링된 실리콘 라이너들은 다른 유형들의 이온 주입 시스템들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 기판 프로세싱 시스템(200)을 도시한다. 일 실시예에 있어, 이러한 기판 프로세싱 시스템(200)은 PLAD 주입 시스템일 수 있다. 이러한 실시예에 있어, PLAD 주입 시스템(200)은, 흑연, 실리콘, 실리콘 카바이드 또는 다른 적절한 재료로 구성될 수 있는 몇몇 벽들(207)에 의해 정의되는 챔버(205)를 포함한다. 이러한 챔버(205)는, 가스 주입구(210)를 통해, 공급 가스 소스(211) 내에 포함된 공급 가스를 공급받을 수 있다. 이러한 공급 가스는 플라즈마 생성기에 의해 활성화될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, RF 안테나(220) 또는 다른 메커니즘이 플라즈마(250)를 생성하기 위해 사용된다. RF 안테나(220)는, RF 안테나(220)에 전력을 공급하는 RF 전원 공급장치(미도시)와 전기적으로 연통한다. 석영 또는 알루미나 윈도우(window)와 같은 유전체 윈도우(225)는 RF 안테나(220)와 주입 챔버(205)의 내부 사이에 배치될 수 있다. 시스템(200)은 또한 제어기(275)를 포함한다. 제어기(275)는 다양한 시스템들 및 컴포넌트들로부터 입력 신호들을 수신할 수 있으며, 다양한 시스템들 및 컴포넌트들을 제어하기 위해 이들의 각각으로 출력 신호들을 제공할 수 있다.
플라즈마(250) 내의 포지티브하게 대전된 이온들(255)은 (플라즈마(250)의 전위를 정의하는) 챔버(205)와 기판(260) 사이의 전위 차이에 의해 기판(260)으로 끌어 당겨진다. 일부 실시예들에 있어, 벽들(207)은 기판(260)보다 더 포지티브하게 바이어싱될 수 있다. 예를 들어, 벽들(207)은, 챔버 전원 공급장치(280)와 전기적으로 연통할 수 있으며, 이는 포지티브하게 바이어싱된다. 이러한 실시예에 있어, 기판(260)은, 챔버 전원 공급장치(280)에 의해 인가되는 것보다 더 낮은 전압으로 바이어싱되는, 바이어스 전원 공급장치(281)와 연통하는 플래튼(230)과 연통한다. 특정 실시예들에 있어, 바이어스 전원 공급장치(281)는 접지 전위로 유지될 수 있다. 제 2 실시예에 있어, 챔버 전원 공급장치(280)가 접지될 수 있으며, 반면 바이어스 전원 공급장치(281)는 네거티브 전압으로 바이어싱될 수 있다. 이러한 2개의 실시예들이 기판(260) 또는 벽들(207) 중 하나가 접지 전위에 있는 상태를 설명하지만, 이러한 것이 요구되지는 않는다. 플라즈마(250)로부터의 이온들(255)은, 벽들(207)이 플래튼(230)에 인가되는 전압보다 더 큰 임의의 전압으로 바이어싱되는 한, 기판(260)으로 끌어 당겨진다.
라이너들(290)은, 벽들(207)의 내부 표면들을 따라서와 같이, 챔버(205) 내부에 배치될 수 있다. 라이너(290)는 챔버 벽들(207)에 접착되거나 또는 달리 부착될 수 있으며, 그 결과 라이너의 (100) 결정질 표면이 챔버(205)의 내부를 향해 향한다. 다시 말해서, 이러한 (100) 결정질 표면은 챔버(205) 내의 생성된 코팅 재료들에 노출된다. 이상에서 설명된 바와 같이, 전기적으로 바이어싱된 챔버 벽들과 함께 사용될 때, 실리콘 라이너들(290)은 설치되기 전에 그들의 벌크 비저항을 감소시키기 위해 도펀트로 도핑될 수 있다.
도 4에 도시된 시스템은 증착 또는 에칭 챔버로서 사용될 수 있다. 이러한 시스템(300)은 도 3에 도시된 시스템과 유사하다. 동일한 기능을 갖는 엘러먼트들은 동일한 참조 지시자들이 주어지며, 다시 설명되지 않는다. 저온 증착 시스템을 2개의 카테고리들 중 하나에 속할 수 있다: 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 또는 플라즈마 증강형 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD).
"원자 스퍼터링"으로도 지칭되는 PVD는 증착될 재료의 목표(251)를 사용하며, 네거티브 전위를 목표(251)에 인가하기 위해 전원 공급장치(282)를 이용한다. 도 4의 챔버(205)일 수 있는 진공 프로세스 챔버는 목표(251) 및 코팅을 수용할 기판(260) 둘 모두를 포함한다. 챔버(205)는 수 밀리토르의 압력까지 가스(전형적으로 Ar)로 다시 충전된다. 전원 공급장치(282)에 의해 목표(251)에 인가되는 전위는 가스의 플라즈마(250)를 생성하며, 플라즈마(250) 내의 포지티브 이온들은 목표(251)로 끌어 당겨지고, 목표 원자들을 이동시키기에 충분한 에너지로 목표와 충돌한다. 이러한 원자들은 목표(251)로부터 방출되며, 이들은 모든 방향들에서 코사인 분포로서 설명되는 궤적들로 이동하고, 챔버 벽들(207), 보호 라이너들(290) 및 기판(260)과 충돌한다. 따라서, 이러한 실시예에 있어, 바이어싱된 목표(251)가 플라즈마 생성기로서 역할 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 전형적으로 카우프만(Kauffman) 유형의 이온 소스는 증착 프로세스("이온 보조형 증착") 동안 기판(260)을 이온들과 충돌시키도록 도입될 수 있다. PVD는 전형적으로 집적 회로들 내의 접촉부들 및 상호연결부들을 형성하기 위하여 Al, Cu, Ni 및 Ti과 같은 금속 코팅들을 도포하기 위해 사용된다.
PECVD는 증착될 재료를 함유하는 프로세스 가스를 사용하며, 그에 따라 도 4에 도시된 목표(251) 및 전원 공급장치(282)를 포함하지 않는다. 플라즈마(250)는, RF 안테나(220)(도 3을 참조)를 사용하여 수행될 수 있는 프로세스 가스 내로의 RF 전력의 간접적인 또는 용량적인 결합과 같은 플라즈마 생성기에 의해 진공 프로세스 챔버(205) 내에서 생성된다. 이러한 플라즈마(250)는 프로세스 가스가 해리되게끔 하며, 이는 기판(260)을 포함하는 모든 노출된 표면들이 코팅되는 것을 야기한다. 일 예는 SiH4의 해리에 의한 비정질 실리콘의 증착이다. 프로세스 가스들의 혼합물이 또한 Si3N4 or SiO2와 같은 화합물들을 증착시키기 위해 이용될 수 있다. PECVD는 전형적으로 집적 회로들 내에서 층간(interlevel) 유전체들 또는 장벽들로서 역할 하는 유전체 코팅들을 도포하기 위해 사용된다.
다른 실시예에 있어, 도 4의 챔버는 에칭 스테이션을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 플라즈마 또는 "건식" 에칭에 있어, 플라즈마 생성기는 챔버(205)에 용량적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, RF 전력은 용량성 결합을 통해 기판(260)으로 전달된다. 진공 프로세스 챔버(205)는, 프로세스 소위 "스퍼터링 에칭"을 위한 비활성(전형적으로 Ar) 가스, 또는 프로세스 소위 "반응성 이온 에칭"을 위한 반응성 가스(NF3, CF4, 또는 반응성 가스들의 혼합물) 중 하나로 다시 충전된다. 기판(260)으로부터 제거된 재료는 챔버 벽들(207) 및 라이너들(290) 상에 증착될 수 있으며, 이는 반응성 가스와 휘발성 화합물을 형성할 수 있고 펌핑되어 제거될 수 있다.
모든 라이너들을 갖는 것과 같은, 결과적으로, 이러한 실시예들 모두에 있어, 제거되어야만 하는 코팅이 라이너 상에 쌓인다. 이러한 텍스처링된 실리콘 라이너들은 기판 프로세싱 시스템들이, 예방적인 유지보수가 요구되기 전에 이전에 가능했던 것보다 더 오래 동작가능한 상태로 남아 있는 것을 가능하게 할 수 있다. 이에 더하여, 이러한 텍스처링된 실리콘 라이너들의 세정은 종래의 흑연 라이너들에 비해 덜 성가시고 덜 어려울 수 있다. 일 실시예에 따르면, 특정 필름을 제거하기 위해 사용되는 이온이 제거된 물과 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol; IPA)의 혼합물과 같은 세정제가 사용될 수 있다. 다른 실시예에 있어, 그릿 블라스팅(grit blasting)이 코팅을 제거하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 그릿 블라스팅 프로세스는 건식 또는 습식 프로세스일 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 이러한 세정 프로세스는 실리콘 라이너로부터 텍스처를 제거할 수 있다. 이러한 실시예들에 있어, 라이너의 거칠기는, 본원에서 설명된 바와 같은 뜨거운 하이드록사이드 용액에 대한 노출과 같은, 다른 화학적 처리에 노출된 표면을 노출시킴으로써 복원될 수 있다. 따라서, 제 1 세정 단계가 수행될 수 있으며, 이는 기계적(즉, 그릿) 또는 화학적(즉, 세정 용액)일 수 있다. 이 이후에, 세정된 라이너는 라이너를 재텍스처링하는 화학적 처리에 노출된다. 따라서, 세정 사이클 이후에도, 실리콘 라이너들의 텍스처는 빠르고 경제적으로 복원될 수 있다.
실리콘 라이너의 텍스처링은 약 5-10 마이크로미터의 재료를 제거한다. 실리콘 라이너가 (텍스처링에 의해 제거되는 재료의 깊이보다 수백배 더 두꺼운) .5 내지 3 밀리미터 사이일 수 있기 때문에, 라이너는 교체가 요구되기 전에 수회 재조정(즉, 재텍스처링)될 수 있다. 따라서, 실리콘 라이너는 그 유효 수명이 끝나기 전에 복수의 예방적인 유지보수 사이클들을 겪을 수 있다.
본 발명은 본원에서 설명된 특정 실시예에 의해 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 발명의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 수정예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 따라서, 이러한 다른 실시예들 및 수정예들이 본 발명의 범위 내에 속하도록 의도된다. 추가로, 본 발명이 본원에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현예의 맥락에서 설명되었지만, 당업자들은 이의 유용함이 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명의 완전한 폭과 사상의 관점에서 해석되어야만 한다.

Claims (15)

  1. 기판 프로세싱 시스템으로서,
    그 안에 상기 기판이 배치되며, 복수의 챔버 벽들을 갖는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버와 연통하는 공급 가스 소스;
    상기 공급 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성기; 및
    상기 프로세스 챔버의 상기 챔버 벽들 중 적어도 하나의 표면 상에 배치되는 실리콘 라이너(liner)로서, 상기 프로세스 챔버의 내부를 향한 상기 실리콘 라이너의 표면은 텍스처링(texture)되는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실리콘 라이너의 상기 텍스처링된 표면은 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖는 마이크로피라미드(micropyramid)들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마이크로피라미드들은 높이가 변화하는, 기판 프로세싱 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 마이크로피라미드들 사이의 간격이 변화하는, 기판 프로세싱 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 실리콘 라이너의 상기 텍스처링된 표면은 화학적으로 처리된 표면을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  6. 이온 주입 시스템으로서,
    이온 소스;
    그 안에 기판이 배치되는 프로세스 챔버; 및
    상기 시스템 내에 배치되는 실리콘 라이너로서, 상기 실리콘 라이너의 표면은 텍스처링되는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 이온 주입 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 실리콘 라이너는 무거운 이온 빔 충돌에 노출되는 상기 시스템의 영역 내에 배치되는, 이온 주입 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    질량 분석기 내에 위치되는 가이드 튜브를 더 포함하며,
    상기 실리콘 라이너는 상기 질량 분석기의 상기 가이드 튜브 내에 배치되는, 이온 주입 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    포커싱 엘러먼트(focusing element)를 더 포함하며,
    상기 실리콘 라이너는 상기 포커싱 엘러먼트 상에 배치되는, 이온 주입 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 프로세스 챔버에 인접하여 배치되는 가속 또는 감속 전극 어셈블리를 더 포함하며,
    상기 실리콘 라이너는 상기 가속 또는 감속 전극 어셈블리 상에 배치되는, 이온 주입 시스템.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 질량 분석기의 출력에 인접하여 배치되는 분해 개구(resolving aperture)를 더 포함하며,
    상기 실리콘 라이너는 상기 분해 개구 상에 배치되는, 이온 주입 시스템.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 실리콘 라이너의 상기 텍스처링된 표면은 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖는 마이크로피라미드들을 포함하는, 이온 주입 시스템.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 실리콘 라이너는 전기적으로 바이어싱되는 표면 상에 배치되며, 상기 실리콘 라이너는 그 벌크 비저항(bulk resistivity)을 감소시키기 위하여 도핑되는, 이온 주입 시스템.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 실리콘 라이너의 상기 텍스처링된 표면은 화학적으로 처리된 표면을 포함하는, 이온 주입 시스템.
  15. 빔라인 이온 주입 시스템으로서,
    이온 소스;
    이온 빔을 형성하기 위하여 상기 이온 소스 내에서 생성된 이온들을 끌어 당기도록 상기 이온 소스의 외부에 배치되는 전극;
    상기 이온 빔이 통과하는 질량 분석기;
    희망되는 전하/질량 비율의 이온들이 통과하게끔 허용하는 상기 질량 분석기의 출력에서의 분해 개구;
    상기 이온 빔을 포커싱하기 위한 상기 이온 빔의 경로 내의 포커싱 엘러먼트;
    그 안에 기판이 배치되는 프로세스 챔버; 및
    상기 분해 개구 둘레의 차폐부(shield) 상에 또는 상기 포커싱 엘러먼트 상에 배치되는 실리콘 라이너로서, 상기 이온 빔을 향한 상기 실리콘 라이너의 표면은 화학적으로 텍스처링되어 상기 텍스처링된 표면이 20 마이크로미터 미만의 높이를 갖는 마이크로피라미드들을 포함하는, 상기 실리콘 라이너를 포함하는, 빔라인 이온 주입 시스템.
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