KR0136788B1 - 플라즈마 처리방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
내용없음
Description
제1도는 본 발명의 일실시예이 플라즈마 에칭장치의 장치 구성도.
제2도는 본 발명이 제2실시예의 플라즈마 에칭장치의 장치 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 에칭실 11 : 배기구
20, 30 : 전극 40 : 가스공급장치
43 : 가스공급밸브 50 : 액냉매 배출관
60 : 액냉매 공급장치 62 : 액냉매 공급밸브
70 : 가압가스 공급장치 72 : 가압가스 공급밸브
80 : 액냉매 회수관 81 : 액냉매 회수밸브
100 : 고주파전원 110 : 전열판
120 : 히터 130 : 시료
150 : 배기관
본 발명은 플라즈마 처리방법 및 장치에 관한 것으로 특히 반도체 소자기판등의 시료의 온도를 0℃ 이하의 저온으로 제어하고 플라즈마를 이용하여 에칭, 성막처리하는데 적합한 플라즈마 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 기판등의 시료의 온도를 0℃이하의 저온으로 제어하여 가스플라즈마를 이용하여 에칭, 성막처리하는 종래 기술에서는 시료가 설치되는 시료대가 설치되는 시료대 내부에 온도가 0℃이하인 액냉매, 예를들면 액체질소, 액화불소계 화합물, 액체헬륨등을 공급하여 시료대를 냉각하고 그 냉각된 시료대를 거쳐 시료는 그 온도를 0℃이하의 소정의 저온으로 제어되고 있다.
또한 이종류의 기술에 관련되는 것은 예를들면 일본국 공개특허소 61-240635, 일본국 공개 실용신안소 62-103249호 등을 들 수 있다.
예를들면 보수, 점검시에 장치의 운전이 정지 또는 증지되는 경우 시료대 내부에 보유되어 있는 액냉매는 시료대 밖으로 배출된다. 그러나 상기 종래 기술에서는 시료대로부터의 액냉매의 회수에 관해서는 하등 고려되어 있지 않다. 즉 액냉매는 시료대 밖으로 쓸데없이 버려지기 때문에 액냉매의 소비량이 증대하여 장치 운전비가 증대한다는 문제가 생긴다. 또 예를들면 장치의 보수, 점검을 위하여 시료대가 내설된 처리실은 대기에 개방되는 경우가 있다. 그러나 이와 같은 경우 0℃이하의 저온으로 냉각된 시료대를 이 상태에서 대기에 노출시키면 대기중의 수분등을 시료대가 흡착한다. 이 때문에 장치의 보수, 점검후의 처리실내의 감압배기에 요하는 시간이 길어지거나 경우에 따라서는 처리실내를 소정압력으로 감압할 수 없게 되거나 하는 문제가 생긴다. 이 문제는 예를들면 다음날의 작업개시 시까지 처리실내에 질소가스등을 봉입하여 0℃이하의 저온으로 냉각된 시료대를 이상태에서 유지하여 장치의 운전을 정지시키는 경우에도 마찬가지로 발생한다.
본 발명의 제1의 목적은 장치운전비의 증대를 억제할 수 있는 시료의 온도를 0℃이하의 저온으로 제어하여 가스플라즈마를 이용하여 처리하는 플라즈마처리방법 및 장치를 제공하는데 있다.
또 본 발명의 제2의 목적은 장치운전 정지 또는 중지후의 처리실내의 감압배기를 양호하게 행할 수 있는 시료의 온도를 0℃이하의 저온으로 제어하고 가스플라즈마를 이용하여 처리하는 플라즈마 처리방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1의 목적은 플라즈마 처리방법을 시료설치면을 가지는 시료대 내부에 온도가 0℃이하인 액 냉매를 공급하는 공정과 상기 시료 설치면에 설치한 시료를 냉각하는 공정과 상기 냉각된 시료를 가스플라즈마를 이용하여 처리하는 공정과 상기 시료대 내부에 보유되어 있는 상기 액냉매를 상기 시료대로부터 액상태로 회수하는 공정을 가지는 방법으로하고 플라즈마 처리장치를 가스플라즈마를 생성하는 수단과 상기 가스플라즈마를 이용하여 처리되는 시료가 설치되고 내부에 온도가 0℃이하인 액냉매의 보유공간이 형성된 시료대와 상기 공간에 상기 액냉매를 공급하는 수단과 상기 공간에 보유되어 있는 상기 액냉매를 상기 공간으로부터 상기 액냉매 공급수단에 액상태로 회수하는 수단을 구비하므로서 달성된다.
또 상기 제2의 목적은 플라즈마 처리방법을 시료설치면을 가지는 시료대 내부에 온도가 0℃이하인 액냉매를 공급하는 공정과 상기 시료 설치면에 설치한 시료를 냉각하는 공정과 상기 냉각된 시료를 가스플라즈마를 이용하여 처리하는 공정과 상기 시료대 내부에 보유되어 있는 상기 액냉매를 상기 시료대 밖으로 배출하는 공정과 상기 액냉매가 배출된 상기 시료대의 온도를 그 시료대의 주위의 분위기 가스의 노점 온도 이상의 온도로 복귀시키는 공정을 가지는 방법으로 하고 플라즈마 처리장치를 가스 플라즈마를 생성하는 수단과 상기 가스플라즈마를 이용하여 처리되는 시료가 설치되고 내부에 온도가 0℃이하인 액냉매의 보유공간이 형성된 시료대와 상기 공간에 상기 액냉매를 공급하는 수단과 상기 공간에 있는 상기 액냉매를 상기 시료대 밖으로 배출하는 수단과 상기 액냉매가 배출된 상기 시료대의 온도를 그 시료대가 내설되어 있는 처리실내의 분위기 가스의 노점온도이상의 온도로 복귀시키는 수단을 구비하므로서 달성된다.
시료대의 내부 공간에 액냉매 공급수단으로 부터 온도가 0℃이하인 예를들면 액화불소계 화합물, 액화탄화수소, 액체질소, 액체헬륨등의 액냉매가 공급되고 이에 의하여 시료되는 0℃이하의 온도로 냉각된다. 시료대에 설치된 시료는 시료대를 거쳐 0℃이하의 소정의 온도로 냉각되어 조절된다. 이와같은 시료는 가스플라즈마 생성수단에서 생성된 가스플라즈마를 이용하여 소정처리된다. 한편 시료대의 내부 공간에 보유되어 있는 액냉매를 시료대의 내부 공간으로부터 배출시킬 필요가 생겼을 경우 시료대의 내부공간에 보유되고 있는 액냉매는 액냉매 회수수단에 의하여 시료대로부터 액상태로 액냉매 공급수단에 회수된다. 액냉매 공급수단에 회수된 액냉매는 시료대의 내부 공간에 액냉매 공급수단으로부터 재공급된다. 따라서 이와 같은 경우 액냉매는 시료대 밖으로 쓸데없이 버려지지 않고 액상태로 회수되기 때문에 액냉매의 소비량의 증대 그에 의한 장치운전비의 증대를 억제할 수 있다. 또한 시료대의 내부공간에 있는 액냉매를 시료대 밖으로 배출시키도록 하면 액냉매 배출시간을 단축할 수 있어 장치의 가동율의 저하 그에 의한 시스템효율(through put)의 저하를 억제할 수 있다.
또 시료대의 내부공간에 있는 액냉매는 액냉매배출 수단에 의하여 시료대 밖으로 배출된다. 내부공간으로부터 액냉매가 배출된 시료대는 그 온도를 온도복귀 수단에 의하여 시료대 주위의 분위기 가스의 노점온도 이상의 온도로 복귀시킨다. 따라서 이와 같은 경우 예를들면 시료대가 대기에 노출되어도 대기중의 수분등의 시료대에의 흡착이 방지되어 장치운전의 정지 또는 중지후의 처리실내이 감압배기를 양호하게 행할 수가 있다.
이하 본 발명의 일실시예를 제1도에 따라 설명한다.
제1도에서 처리실인 에칭실(10)내에는 전극(30)과 전극(30)이 이경우 상하방향으로 대향 설치되어 있다. 에칭실(10)의 이경우 측벽에는 배기구(11)가 형성되어 있다. 감압배기 수단으로서는 진공펌프(도시생략), 가변콘덕턴스밸브(도시생략), 배기관(150)등으로 구성된 공지의 것이 채용된다. 배기관(150)의 일단은 배기구(11)에 연결되고 타단은 진공펌프의 흡입구에 연결되어 있다. 가변 콘덕턴스 밸브는 배기관(l50)에 설치되어 있다. 에칭가스 공급수단은 이 경우 에칭가스원과 가스유량 제어장치로 이루어진 가스공급장치(40)와 가스공급관(41)과 가스공급로(42)와 가스공급밸브(43)로 구성되어 있다. 가스공급장치(40)는 에칭실(10)밖에 설치되어 있다. 가스공급로(42)는 전극(20)에 형성되어 있다. 가스공급로(42)의 일단과 가스공급장치(40)와는 가스공급관(41)으로 연결되어 있다. 가스공급밸브(43)는 가스공급관(41)에 설치되어 있다. 가스공급로(42)의 타단은 전극(30)의 시료설치면을 향하여 개구되어 있다. 전극(30)내에는 공간(31)이 형성되어 있다. 전극(30)의 지부에는 액냉매배출관(50)의 일단이 공간(31)과 연통하여 연결되어 있다. 공간(31)은 이경우 액냉매 배출관(50)의 연결부에 향하여 경사진 저면을 가지고 있다. 이 경우 에칭실(10)의 저벽은 전극(30)이 삽탈가능한 개구(12)가 형성된 저벽(13)과 개구(12)를 커버하는 면적을 가지며 저벽(13)에 기밀하게 착탈가능한 저벽(14)으로 구성되어 있다. 전극(30)은 개구(12)에 삽탈가능한 위치로 저벽(14)에 설치되어 있다. 액냉매 배출관(50)의 타단부는 저벽(14)을 기밀하게 삽통하여 에칭실(10)밖으로 돌출되어 있다. 액냉매 공급장치(60)는 예를들면 액냉매원(도시생략)가 송액펌프(도시생략)로 구성되어 있다. 액냉매 공급관(61)이 일단은 송액펌프의 토출구에 연결되어 있다. 액냉매 공급관(61)은 도중부분은 액냉매 배출관(50)에 수밀(水密)하게 삽통되고 그 타단은 공간(31)의 상면 부근에서 개구되어 있다. 액냉매 공급밸브(62)는 공간(31), 액냉매 배출관(50) 박이 액냉매 공급관(61)에 설치되어 있다. 가압가스 공급장치(70)는 이경우 가압가스원이다. 가압가스 공급관(71)의 일단은 가압가스 공급장치(70)의 가압가스 공급구에 연결되고 그 타단은 이경우 액냉매 공급밸브(62)의 후류측에서 액냉매 공급관(61)에 합류 연결되어 있다. 가압가스 공급밸브(72)는 가압가스 공급관(71)에 설치되어 있다. 액냉매 회수관(80)의 일단은 액냉매 배출관(50)의 타단에 연결되고 그 타단은 액냉매원에 연결되어 있다. 액냉매 회수밸브(81)는 액냉매 회수관(80)에 설치되어 있다. 가스배출관(90)은 에칭실(10)내를 삽통하고 그 일단은 공간(31)의 상면부근에서 개구되어 있다. 가스 배출관(90)의 도중부는 전극(30)의 저부에 기밀, 수밀을 유지하여 설치되고 다른 도중부는 저벽(14)에 기밀하게 설치되어 있다. 가스배출밸브(91)는 에칭실(10) 밖의 가스배출관(90)에 설치되어 있다
. 가스배출관(90)의 타단은 이경우 대기에 개방되어 있다. 또한 액냉매공급장치(60)가 액화냉동기로 구성되어 있는 경우 가스배출관(90)의 타단은 액화냉동기를 구성하는 압축기의 흡입구에 연결된다. 또 이와 같은 경우 압축기에서 압축된 승압가스를 가압 가스 공급관(71)에 공급 가능하게 하고 그 승압가스가 가압가스로서 사용된다. 이경우 전극(20)은 접지되고 전극(30)은 전원, 이 경우 고주파 전원(100)에 접속되어 있다. 고주파전원(100)은 에칭실(10)밖에 설치되어 있다. 고주파전원(100)은 접지되어 있다. 전극(30)의 시료설치면에는 이경우 전열판(110)이 설치되어 있다. 전열판(110)은 열전도성이 양호한 재료로 형성되어 있다. 히터(120)는 이경우 공간(31)의 상면과 전열판(110)이 설치된 면과의 사이에서 전극(30)에 매설되어 있다. 히터(120)의 전류 도입단자는 전류조절기(도시생략)를 거쳐 전류공급원(도시생략)에 접속되어 있다.
제1도에서 먼저 공간(31)에는 액냉매는 없으며 상온 상태에서 또 시료(130)도 설치되어 있지 않은 것으로 한다. 진공펌프를 작동시키므로서 에칭실(10)내는 감압배기되고 가변콘덕턴스밸브에 의하여 에칭실(10)내는 소정압력으로 조절된다. 한편 반도체 소자 기판등의 시료(130)는 공지의 반송수단(도시생략)에 의하여 에칭실(10)내에 이경우 1개 반송된다. 반입된 시료(130)는 피에칭면을 위를 향한 자세로 하여 전열판(110)에 설치된다. 전열판(110)에 설치된 시료(130)는 그 외주변부를 시료누르계(140)로 압압하여 전열판(110)에 압압한다. 또 한편 송액 펌프가 작동되고 액냉매 공급밸브(62)가 개방된다. 이경우 가압 가스 공급밸브(72), 액냉매 회수밸브(81) 및 가스배출밸브(91)는 폐쇄되고 있다. 이에 의하여 액냉매원의 온도가 0℃이하인 액냉매, 예를들면 액체질소는 액냉매 공급관(61)을 통하여 공간(31)에 공급된다. 액체질소의 이와 같은 공급당초는 전극(30)이 상온이기 때문에 액체질소가 기화하고 공간(31)의 압력이 상승하여 액체질소가 공급될 수 없게 되기 때문에 가스배출밸브(91)가 개방된다. 이에 의하여 공간(31)의 질소가스는 가스배출관(90)을 통하여 공간(31) 밖으로 배출되어 공간(31)의 압력상승이 방지된다. 이와 같은 공간(31)에의 액체질소의 공급에 의하여 전극(30)은 액체질소 온도부근의 온도로 냉각되고 시료(130)는 전열판(110)을 거쳐 냉각된다. 한편 가스공급밸브(43)가 개방되어 에칭실(10)에는 가스공급장치(40)로 부터 소정의 에칭가스가 소정 유량으로 공급된다. 에칭가스가 공급되고 있는 에칭실(10) 내의 압력은 가변 콘덕턴스밸브에 의하여 소정의 에칭압력으로 조절된다. 이 상태에서 전국(30)에는 고주파전원(100)으로 부터 고주파전원이 인가되어 전극(20, 30) 사이에서는 글로우 방전이 발생한다. 이 글로우방전에 의하여 에칭실(10)내의 에칭가스는 플라즈마화된다, 소정온도로 냉각되어 있는 시료(130)는 그 피에칭면을 가스플라즈마를 이용하여 에칭 처리된다. 그 에칭처리가 에칭 종점에 달한 시점에서 가스 공급밸브(43)는 패쇄되고 전극(30)에의 고주파전원의 인가가 정지된다. 에칭처리가 종료된 시료(130)는 시료 누르계(140)에 의한 압압이 해제되고 반송수단에 넘겨진 후에 그 반송수단에 의하여 에칭실(10)밖으로 반출된다. 그후 신규한 시료(130)가 반송수단에 의하여 에칭실(10)내에 반입되어 액체질소 온도 부근의 온도로 냉각되어 있는 전극(30)의 전열판(10)위에 설치된다.
이후 상기 조작이 다시 실시된다.
여기서 무엇인가의 이유로 공간(31)에 있는 액체질소를 공간(3l)밖으로 배출할 필요가 발생했을 경우 액냉매 공급장치(60)의 송액펌프의 작동이 정지되고 액냉매 공급밸브(62)가 패쇄된다. 그후 가압 공급장치(70)의 작동이 개시되고 가압가스 공급밸브(72), 액냉매 회수밸브(81)가 개방된다. 이에 의하여 공간(31)에의 액체질소의 공급은 정지되고 그 공간(31)에는 가압가스, 예를들면 가압된 드라이에어가 공급된다. 이와 같은 가압가스의 공급에 의하여 공간(31)의 가스압력이 상승한다. 공간(31)에 있는 액체질소는 가스압력에 의하여 강제적으로 급속하게 공간(31)으로 부터 액상태로 배출되고 그 배출된 액체질소는 액냉매 배출관(50), 액냉매 회수관(80)을 통하여 액냉매 공급장치(60)의 액냉매인 액체질소 탱크에 회수된다. 이와 같은 케이스로서는 (1) 다음날의 작업개시시까지 장치의 운전을 정지시키는 경우. (2) 장치의 보수, 점검시에 장치의 운전을 정지시키는 경우. (3) 장지를 중지(中止)시키는 경우. (4) 0℃이상의 온도에서의 에칭처리, 0℃이하의 온도에서의 에칭처리가 동일 시료에 대하여 반복 실시되는 경우. (5) 동일 시료에 대하여 0℃이하의 온도에서의 에칭처리후, 0℃이상의 온도에서의 에칭처리가 계속하여 실시되는 경우. (6) 시료를 0℃이하의 온도에서의 에칭처리와 0℃이상에서의 에칭처리라고 하는 다단에칭 처리를 하고 계속하여 다른 시료의 동일한 다단에칭 처리를 하는 경우. (7) 시료를 0℃이하의 온도에서 에칭처리하고 이어서 다른 시료를 0℃이상의 온도에서 에칭처리하는 경우. (8) 장치의 보수, 점검을 위하여 에칭실(10)내가 대기에 개방되고 이에 의하여 전극(30)을 대기에 노출시킬 필요가 생겼을 경우 등을 들 수 있다.
상기 케이스(1)∼(8)에 있어서 공간(31)에 있는 액체 질소는 기화, 방출되지않고 액상태로 액냉매 공급장치(60)에 회수되므로 액체질소의 소비량의 증대를 억제할 수 있어 장치 운전비의 증대를 억제할 수 있다.
또 이와함께 상기 케이스(4)∼(7)에 있어서 공간(31)에 있는 액체질소는 가스압력에 의하여 강제적으로 급속하게 공간(31)으로부터 배출되므로 공간(31)으로부터의 액체 질소 배출시간을 단축할 수 있다. 따라서 시료의 온도제어에 요하는 시간을 단축할 수 있어 장치의 가동율의 저하 및 그에 의한 시스템 효율의 저하를 억제할 수 있다.
또한 상기 케이스(8)에 있어서는 다음과 같은 조작이 실시된다. 즉 공간(31)으로부터 액체질소의 배출조작이 종료한 단계에서 전류공급원으로부터 히터(120)에의 전류 공급이 개시되어 히터(120)는 발열한다. 히터(120)의 발열에 의하여 전극(30), 전열판(110)은 가온되어 이경우 에칭실(10)내의 대기 개방에 의하여 전극(30), 전열판(110)의 주위의 분위기 가스를 구성하는 대기중의 수분등의 노점온도이상의 온도인 상온으로 복귀된다. 전극(30), 전열판(110)의 상온복귀후 히터(120)에의 전류 공급은 정지된다. 이 상태에서는 전열판(110)에는 시료(130)은 설치되어 있지 않다. 한편 진공펌프의 동작은 정지되고 에칭실(10)내에는 리이크 가스원(도시생략)으로부터 리이크 가스가 공급된다.
그후 저벽(14)은 저벽(13)으로부터 제거되고 전극(30), 전열판(110)등은 개구(12)를 통하여 에칭실(10)밖으로 제거되어 대기에 노출된다. 이와 같은 케이스에서는 액체질소 온도 부근의 온도로 냉각되어 있던 전극(30), 전열판(110)은 상온으로 복귀된 상태에서 대기에 노출되므로 대기중의 수분등의 전극(30), 전열판(110)에의 흡착을 방지할 수 있다. 따라서 장치의 보수, 점검후의 에칭실(10)내의 감압배기에 요하는 시간의 증대를 방지할 수 있고 또 에칭실(10)내를 소정압력으로 감압배기할 수 있다. 또 공간(31)으로부터의 액체질소 배출시간과 전극(30), 전열판(110)의 상온복귀시간과를 단축할 수 있으므로 장치의 보수, 점검에 요하는 시간을 단축할 수 있어 장치의 가동율의 저하, 그에 의한 시스템효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한 상기와 같은 진공성능에의 악영향의 배제의 관점에서는 공간(31)으로 부터의 액체질소의 강제적인 급속배출 및 공간(31)으로부터의 액체질소의 회수는 반드시 필수적은 아니다.
또한 제1도에서는 다른 냉매 공급계 또는 열매공급계는 도시되어 있지 않으나 상기 케이스(4)∼(7)에 있어서는 당연히 필요한 것이 된다. 예를들면 전극(30), 전열판(110)을 액체질소 온도부근의 온도로 냉각하고 또 냉각하는 경우에는 제1도에 나타낸 장치구성외에 별도로 냉각수 공급계가 설치된다.
또 동일재료의 플라즈마 에칭처리시에 그 시료의 온도를 0℃이하의 온도에서 상이한 온도, 예를들면 액체질소온도 부근의 온도와 액화불소계 화합물 온도부근의 온도로 변경, 제어가 필요한 것에 있어서 제1도의 장치구성에 있어서 액화불소계 화합물 공급장치가 설치된다. 이 경우 액화 불소계 화합물 공급장치의 액공급구에는 다른 액냉매 공급관의 일단이 연결되고 그 타단은 예를들면 제1도의 액냉매공급밸브(62)의 후류측에서 액냉매 공급관(61)에 합류연결된다. 또 액화불소계 화합물 공급장치의 액화수수에는 다른 액냉매 회수관의 일단이 연결되고 그 타단은 예를들면 제1도의 액냉매회수밸브(81)의 전류측에서 액냉매회수관(8)에 합류 연결된다. 이와 같은 장치구성에 있어서는 0℃이하의 온도가 다른 온도에서 동일시료를 플라즈마 에칭처리할 수 있고 또 0℃이하의 온도의 다른 온도에서 다른 시료를 각각 플라즈마 에칭처리할 수 있다. 또 상기 온도의 변경, 제어에 요하는 시간을 단축할 수 있어 장치의 가동율의 저하, 그에 따른 시스템효율의 저하를 억제할 수 있다.
또한 상기 제1의 실시예에서는 고주파전계의 작용에 의하여 에칭가스를 플라즈마화하는 수단을 이용한 에칭장치에 적용한 경우에 대하여 설명했으나 그외에 교류전계 또는 직류전계의 작용에 의하여 에칭가스를 플라즈마화하는 수단을 이용한 에칭장치에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수가 있고 또 예를들면 마그네트론 방전으로 에칭가스를 플라즈마화하는 수단과 같이 전계와 자계의 작용에 의하여 에칭가스를 플라즈마화하는 수단을 사용한 에칭장치에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
제 2도는 본 발명의 제 2 의 실시예를 나타낸 것으로서 상기 제1실시예를 나타낸 제1도와 다른점은 다음과 같다.
제2도에서 방전관(160)은 정상벽(170)에 개구(171)가 형성된 진공실(172)에 개구(171)를 거쳐 진공실(172)내에 연통하여 기밀하게 설치되어 있다. 방전관(160)의 외측에는 방전관(160)을 내부에 포함하는 도파관(18)이 설치되어 있다. 도파관(180)과 마이크로파 발진기(190)와는 이경우 도파관(181)으로 연결되어 있다. 도파관(180)의 외측에는 자장 생성수단, 예를들면 솔레노이드코일(200)이 장착되어 있다.
또 가스공급로(42)는 방전관(160)과 진공실(172)과의 구성설치부에 설치되어 있다. 한편 진공실(172)의 저벽은 시료대(210)가 삽탈가능한 개구(173)가 형성된 저벽(174)과 개구(173)를 커버하는 면적을 가지고 저벽(174)에 기밀하게 착탈가능한 저벽(175)으로 구성되어 있다.
시료대(210)는 개구(173)에 삽탈가능한 위치로 저벽(175)에 설치되어 있다. 액냉매배출관(50)의 타단부는 저벽(175)를 기밀하게 삽통하여 진공실(172) 밖으로 돌출시켜져 있다. 가스배출구(90)는 진공실(172)내를 삽통하고 그 도중부는 저벽(175)에 기밀하게 설치되어 있다. 또한 제2도에서 기타 제1도와 동일장치, 부품등은 동일부호로 나타내고 그 설명을 생략한다.
제2도에서 방전관(160)에는 마이크로파 전계와 자계와의 작용에 의하여 유(有)자장형의 마이크로파 방전이 발생하고 방전관(160)내의 에칭가스는 그 마이크로파 방전에 의하여 플라즈마화된다. 시료(130)는 상기 일실시예에서의 조작과 동일한 조작에 의하여 냉각되고 그 피에칭면은 가스플라즈마를 이용하여 에칭처리된다.
이경우 가스플라즈마중의 이온의 피에칭면에의 입사에너지는 시료대(210)에 접속된 전원, 예를들면 고주파전원(220)에서 바이어스 전위를 조절하므로서 제어된다. 또한 기타의 조작은 상기 제1실시예에서의 조작과 동일하고 설명하고 생략한다.
본 실시예에서는 상기 일실시예에서의 효과와 동일한 효과를 얻을 수가 있다. 또 본 실시예에서의 방전관, 진공실대의 압력은 상기 일실시예에서의 에칭실내의 압력보다도 더 낮은 것이 되기 때문에 상기 케이스(8)에 있어서는 진공성능에의 악영향의 배제의 점에서 더욱 유효한 것이 된다.
또한 상기 제2의 실시예에서는 유자장형의 마이크로파 플라즈마 에칭장치에 적용한 경우에 대하여 설명했으나 그외에 무자장형의 마이크로파 플라즈마 에칭장치에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
또 상기 제1 및 제 2 의 실시예에서는 온도를 0℃이하의 저온으로 제어된 시료를 가스플라즈마를 이용하여 에칭처리하는 예를들어 실명했으나 그외에 온도를 0℃이하의 저온으로 제어된 시료를 가스플라즈마를 이용하여 CVD, 스퍼터 성막과 같이 성막처리하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면 액냉매의 소비량의 증대를 억제할 수 있으므로 시료의 온도를 0℃이하의 저온으로 제어하여 그 시료를 플라즈마를 이용하여 처리하는 장치운전비의 증대를 억제할 수 있는 효과가 있다. 또 장치운전의 정지 또는 중지시에 있어서의 시료대 주위의 분위기 가스의 시료대에의 흡착을 방지할 수 있기 때문에 시료의 온도를 0℃이하의 저온으로 제어하여 그 시료를 가스플라즈마를 이용하여 처리하는 장치 운전의 정지 또는 중지후의 처리실내의 강압배기를 양호하게 행할 수가 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 시료설치면을 가지는 시료대 내부에 온도가 0℃이하인 액냉매를 공급하는 단계와 상기 시료설치면에 설치된 시료를 냉각하는 단계와 가스플라즈마를 이용하여 상기 냉각된 시료를 처리하는 단계와 상기 시료대 내부에 가압가스를 공급하여 상기 시료대 내부에 보유되어 있는 상기 액냉매를 상기 시료대 외부로 배출하는 단계상기 액냉매가 배출된 상기 시료대를 상기 시료설치면을 포함하여 0℃이하의 온도로부터 상기 시료대 주위의 대기가스의 대기압하의 이슬점온도 이상의 온도로 복귀시키는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
- 제1항에 있어서 상기 가스플라즈마를 이용하여 상기 시료를 처리하는 장치의 보수 및 점검시, 상기 액냉매를 상기 시료대 외부로 배출하고 상기 시료대를 가열시킴으로써 상기 액냉매가 배출된 상기 시료대를 상기 시료설치면을 포함하여 0℃이하의 온도로부터 상기 시료대 주위의 대기가스의 대기압하에서 이슬점 온도 이상의 온도로 복귀되는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
- 제2항에 있어서 상기 액냉매가 배출된 상기 시료대의 온도를 0℃이하의 온도로부터 대기중 습기의 대기압하에서 이슬점온도이상의 온도로 복귀시킨 후에, 상기 시료대가 내부적으로 설치된 처리실내를 대기에 개방하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
- 가스플라즈마를 생성하는 수단과 처리실과 상기 처리실내에 설치되고 상기 가스플라즈마를 이용하여 처리될 시료를 설치되며 온도가 0℃이하인 액냉매를 보유하는 공간이 내부적으로 형성된 시료설치면을 가지는 시료대와 상기 액냉매를 상기 공간에 공급하는 수단과 상기 공간에 가압가스를 공급함으로써 상기 공간에 보유된 상기 액냉매를 상기 시료대 외부로 배출시키는 수단과 상기 시료대를 포함한 상기 시료대의 온도를 0℃이하의 온도로부터 상기 시료대가 내부적으로 설치된 처리실내의 대기가스의 대기압하에서 이슬점온도이상의 온도로 복귀시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리 장치.
- 제4항에 있어서 상기 액냉매 배출수단은 상기 공간에 보유된 상기 액냉매를 액체상태로서 상기 시료대 외부로 배출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제5항에 있어서 상기 액냉매를 저장하는 수단을 더 포함하며 상기 액냉매 배출수단이 상기 액냉매를 그곳으로 배출하고 상기 액냉매를 공급하는 수단이 그곳으로 부터 액냉매를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
- 액냉매 공급밸브가 설치된 액냉매 공급관의 일단은 액냉매 공급장치에 연결되고 상기 액냉매 공급관의 타단은 가스플타즈마를 이용하여 처리될 시료가 설치되는 시료설치면을 가진 시료대에 형성된 액냉매 보유공간내에서 개방되며 가압가스 공급밸브가 설치된 가압가스 공급관의 일단은 가압가스 공급장치에 연결되고 상기 가압가스 공급관의 타단은 상기 공간내에서 개방되며 가스배출밸브가 설치된 가스배출관의 일단은 상기 공간내에 개방되고 액냉매 회수밸브가 설치된 액냉매 회수관의 일단은 상기 액냉매 공급장치에 연결되고 상기 액냉매 회수관의 타단은 상기 공간내에서 개방되며 상기 액냉매가 배출되어 상기 시료대의 온도를 0℃이하의 온도로부터 상기 시료대 주위의 대기가스의 대기압하에서 이슬점 온도이상의 온도로 복귀시키는 상기 시료설치면을 포함한 상기 시료대를 가열하는 히터는 상기 시료대상에 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 내부에 위치되고 액냉매가 공급될 수 있는 내부공간을 가진 시료대를 가지고 시료가 설치되는 시료설치면을 가지며 상기 시료설치면을 가진 상기 시료대를 가열하는 히터를 가지는 처리실을 설치하는 단계와 온도가 0℃이하인 액냉매를 상기 시료대의 내부공간에 공급함으로써 상기 시료대와 시료를 냉각하는 단계와 가스플라즈마에서 냉각시료를 처리하는 단계와 상기 시료대의 상기 내부공간에 가압가스를 공급함으로써 상기 액냉매를 상기 시료대의 상기 내부공간으로부터 배출하는 단계와 상기 액냉매가 배출되는 상기 시료설치면을 포함한 상기 시료대를 상기 히터를 이용하여 예정온도로 가열하는 단계와 대기에 상기 처리실을 개방하는 단계를 포함하며 상기 예정온도가 상기 대기중 습기의 이슬점 온도이상이기 때문에 상기 습기의 상기 대기로부터 상기 시료대로의 흡수가 방지되는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
- 제8항에 있어서 상기 처리실을 폐쇄하는 단계와 상기 처리실내부의 압력을 감소시키는 단계와 상기 시료대로부터 상기 시료대의 내부로 이전에 배출된 액냉매를 포함하는 상기 액냉매를 공급함으로써 상기시료대 및 그위에 설치된 시료를 냉각하는 단계와 가스플라즈마에서 상기 시료를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
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