KR100258161B1 - 플라즈마 처리 시스템 - Google Patents

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히데다까 남부
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Abstract

본 발명은 반응실의 샘플 홀더에 고정된 샘플 상에 플라즈마가 조사되도록 발생되는 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템을 제공한다. 반응실은 유전체 판로 피복된 상부를 갖는다. 플라즈마 처리 시스템은 또한 플라즈마를 야기하는 반응실 내로 마이크로파가 전송되게 하는 복수의 윈도우를 갖는 대향 전극을 가지며, 여기에서 대향 전극은 유전체 판의 상부 표면위에 제공되어 있어 이 유전체 판에 의해 대향 전극이 반응실에 발생된 플라즈마와 격리되게 한다.

Description

플라즈마 처리 시스템
본 발명은 플라즈마 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 기판을 에칭하며 전기 장치와 반도체 소자의 제조 공정시 반도체 박막을 플라즈마 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 처리 시스템은 낮은 가스압으로 유지되는 진공 반응실을 갖는다. 반도체 기판을 에칭하고 반도체 박막을 성장시키기 위해 마이크로파를 반응실 내로 유도하므로써 반도체 기판과 같은 샘플 "S"상에 플라즈마가 조사되게 하는 가스 방출을 야기시키도록 한다. 건식 에칭 기술과 반도체 박막의 성장을 위해서, 플라즈마의 발생을 위한 마이크로파와 발생된 플라즈마의 이온의 가속을 위한 전원을 개별적으로 제어할 필요가 있다.
도 1은 플라즈마의 발생과 플라즈마의 이온의 가속을 개별적으로 제어할 수 있는 종래의 플라즈마 처리 시스템을 설명하는 정단면도이다. 종래의 플라즈마 처리 시스템은 알루미늄과 스테인레스 강과 같은 금속으로 만들어진 장방형상의 반응실(1)을 갖는다. 반응실(1)에는 플라즈마 처리될 샘플을 고정하는 샘플 홀더(7)를 갖는 샘플 스테이지(8)이 제공된다. 샘플 S에 고주파 전압을 인가하기 위해서 샘플 홀더(7)에 전기적으로 접속되어 있는 고주파 전원(9)이 제공된다. 샘플 스테이지(8)는 반응실(1)의 저벽에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 전기 히터(15)가 반응실(1)의 측벽 내에 설치될 수 있도록 두껍게 형성된다. 상기 히터(15)는 히터(15)가 반응실(1)의 내부 공간까지 가열시키도록 히터(15)에 전원을 공급하기 위한 히터 전원(19)에 전기적으로 접속된다. 또한 판형 고무 히터(16)가 증착이 대향 전극(11) 상에 접착되는 것을 방지하기 위해 대향 전극(11)까지 가열시키기 위한 대향 전극(11)의 대향 종단부의 바닥에 제공된다. 상기 판형 고무 히터(16)는 또한 히터 전원(19)에 접속된다. 가스 공급관(13)은 마이크로파가 플라즈마를 유발하도록 유입된 반응 가스 상에 조사되도록 반응실(1) 내에 반응 가스를 공급하기 위한 반응실(1)의 측벽에 제공된다. 방출관(12)은 또한 반응실(1)로부터 사용된 가스를 방출시키기 위해 반응실(1)의 측벽 상에 제공된다. 유전체 막은 작은 유전체 손실과 높은 열 저항성을 갖는 석영 또는 AI2O3와 같은 마이크로파-투과성 유전체로 만들어진 반응실(1)의 상부에 제공된다. 샘플 홀더(7)는 고주파 전원(9)으로부터 고주파 전원이 공급될 캐소드로서의 역할을 한다. 유전체 막(2)의 바닥면에는, 애노드로서의 역할을 하며 알루미늄으로 만들어지고 마이크로파가 반응실(1)로 운반되는 다수의 윈도우를 갖는 대향 전극(11)이 제공된다. 상기 대향 전극(11)은 또한 반응실(1)의 측벽과 접촉되며 상기 반응실(1)의 측벽은 전극 들간에 변형이 없는 전계가 발생되게 하고 샘플 S 상에 바이어스 전압이 균일하도록 접지선(10)에 의해 접지된다. 유전체 막(2)을 피복하고 유전체 막(2)으로부터 일정 간격 이격되도록 연장하는 유전체 도선(3)이 제공된다. 상기 유전체 도선(3)은 염화 수지와 같은 작은 유전체 손실을 갖는 유전체로 만들어진 유전체 층을 구비한다. 알루미늄과 같은 금속으로 만들어지고 상기 유전체 도선(3)의 상부를 도포하는 금속판(4)가 제공된다. 상기 금속판(4)는 상기 유전체 도선(3)의 상면위 뿐아니라 유전체 도선(3)의 단부를 밀폐시키기 위한 유전체 도선(3)의 종단 위를 연장한다. 마이크로파의 전송 또는 전파를 안내하기 위해 유전체 도선(3)과 접속된 도파관(6)이 제공된다. 마이크로파가 플라즈마 처리를 위한 샘플 상으로 복사될 플라즈마를 유발하도록 유입된 반응 가스 상으로 복사될 수 있도록, 상기 도파관(6)과 상기 유전체 도선(3) 및 또는 상기 마이크로파-투과성 유전체 판(2)와 상기 윈도우(14)를 통해 상기 반응실(1)의 내부 공간속으로 전송되거나 전파될 마이크로파를 발생시키기 위해 상기 도파관(6)에 접속된 마이크로파 오실레이터(5)가 제공된다.
상기 플라즈마 처리 시스템은 다음과 같이 동작한다. 사용된 가스는 상기 방출관(12)를 통해 방출되어, 선정된 값으로 반응실(1)의 가스 압력을 감소시킨다. 그후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 상기 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파는 마이크로파 발진기(5)에 의해 발생된다. 다음에, 발생된 마이크로파는 도파관(6)을 통해 유입되어, 이로 인해 유전체 도선(3) 밑에 놓인 공간에 전계가 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 유전체 판(2)와 대향 전극(11)의 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송된다. 반응 가스가 내부 공간내로 유입되었기 때문에, 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 인가되게 되어, 플라즈마가 야기된다. 다른 한편, 바이어스 전압이 발생된 플라즈마의 이온 에너지를 제어하도록, 샘플 S의 표면 상에 바이어스 전압을 유발하기 위해 샘플 S를 지지하는 샘플 홀더(7)에 고주파 전압이 인가된다. 바이어스 전압은 샘플 S의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마의 이온이 샘플 S의 상면에 대해 직각으로 샘플 S의 상면 상에 복사되게 한다.
도 2는 줄무늬 형태의 윈도우(14)를 갖는 대향 전극(11)의 평면도이다. 판형 고무 히터(16)가 대향 전극(11)의 주변부에 제공된다. 알루미늄으로 만들어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간에서 발생된 플라즈마에 노출된다. 대향 전극은 알루미늄-기초한 재료로 만들어지고 알루마이트로 피복된다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극의 노출은 대향 전극 상에 알루마이트 피복부 상에 클랙을 초래하고, 이로 인해 대향 전극의 알루미늄은 반응 가스의 불소와 반응하여 먼지 입자인 AIF3를 형성한다.
실험으로서, 25 더미 웨이퍼가 CF4/CH2F2=40/40 sccm, μ/RF=1300/600W 및 플라즈마의 노출 2분 조건하에 처리되었다. 그 직후, 더미 웨이퍼는 플라즈마의 발생없이 CF4/CH2F2=40/40 sccm의 조건하에 반응 가스가 팽윈도우되는 반응실(1)로 운반되었다. 직경이 약 0.4 마이크로미터인 약 20000개의 먼지 입자들이 직경이 8인치인 웨이퍼 상에서 관찰되었다. 먼지 입자들은 입자들이 AlF3인지를 판별하기 위해 X-선 광전자 분광기 분석기로 분석되었다. 대향 전극(11)을 플라즈마에 노출하기 위해 반응실 내에 알루미늄 계열의 재료로 만들어진 대향 전극(11)을 만들어 둔 것이 AlF3의 많은 먼지 입자들이 발생하게 만들었다는 것이 확인되었다.
유전체 판(2)는 석영이나 Al2O3로 이루어지며 두께 2㎝를 가진다. 석영 유리와 Al2O3는 큰 열 용량을 가진다. 유전체 판(2)의 온도는 반응실(1)에 수행된 플라즈마 처리에 의해 포화 온도까지 증가한다. 유전체 판(2)의 온도에서의 증가는 유전체 판(2)로부터 증착이 해제 또는 방출되도록 한다. 이것은 에칭 특성에 상당한 영향을 미친다. 예를 들어, 에칭 속도 및 에칭 선택률이 변화한다.
예로서, 폴리실리콘의 7개 모조 웨이퍼가 CF4/CH2F2=40/40 sccm, μ/RF=1300/600 W의 조건에서 처리되었고, 플라즈마 노출 2분 동안 폴리실리콘 웨이퍼의 에칭 속도에서의 변동과 모든 웨이퍼에 대한 유전체 판의 중심부의 온도에서의 변화가 관찰되었다. 열 저항 유전체 판(2)는 반응실(1) 내에 제공된 히터(15)와 대향 전극(6)의 주변부 상에 제공된 판형 고무 히터(16)에 의해 가열되었다. 여기서, 히터(15 및 16)은 온도 170℃로 설정되었다. 그럼에도 불구하고, 유전체 막(2)의 중심부 온도는 145℃였다. 이것은 고무 히터(16)을 사용하여 유전체 판(2)를 균일하게 가열하는 것은 어렵다는 것을 의미한다. 개개의 폴리실리콘 웨이퍼의 에칭 속도에서의 측정된 변동과 개개의 유전체 막의 온도에서의 측정된 변동이 표 1에 도시된다.
웨이퍼 번호 0 1 2 3 4 5 6 7
온도 (℃) 143 158 163 165 174 176 178 177
에칭 속도 (A/min.) 542 438 396 390 386 386 389 385
상기 상황에서, 먼지 입자의 발생을 방지할 수 있고, 시스템에 제공되는 유전체 막을 유전체 막의 중심부에서 온도 변동이 없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 플라즈마로 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템을 제공하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 먼지 입자의 발생을 방지할 수 있으며, 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 처리하기 위한 신규한 플라즈마 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 시스템에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중심부에서 온도 변동이 없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 플라즈마로 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 먼지 입자의 발생을 방지할 수 있으며, 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템 내에 제공된 개선된 대향 전극 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은 시스템에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중심부에서 온도 변화없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 플라즈마로 처리하기 위한 플라즈마 처리 시스템 내에 제공된 개선된 대향 전극 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적들이 이후의 설명에서 명확해질 것이다.
본 발명은 반응실 내에서 샘플 홀더에 의해 유지되는 샘플 상에 플라즈마가 발생되어 조사되는 그러한 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템 내에 제공된 대향 전극 구조를 제공하는 것이다. 반응실은 유전체 판으로 피복된 상부를 가진다. 대향 전극 구조는 플라즈마를 발생시키기 위해 마이크로파가 반응실 내로 전달되는 복수의 윈도우를 갖는 대향 전극을 포함한다. 여기서, 대향 전극은 유전체 판의 상부면 위에 제공되어 대향 전극이 유전체 판에 의해 반응실에서 발생된 플라즈마로부터 분리되게 한다.
본 발명은 플라즈마가 발생되어 반응실 내의 샘플 홀더 상에 지지된 샘플에 조사되는 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템을 제공한다. 반응실은 유전체 판에 의해 피복된 상부를 갖는다. 플라즈마 처리 시스템은 또한 플라즈마를 발생하기 위해 마이크로파가 반응실로 전송되는 복수의 윈도우를 갖는 대향 전극을 가지며, 대향 전극은 유전체 판에 의해 반응실 내에 발생된 플라즈마로부터 분리되도록 유전체 판의 상부면 상에 제공된다.
본 발명은 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템에 제공된 대향 전극 구조로서, 플라즈마가 발생되어 상기 반응실 내의 샘플 홀더 상에 놓여진 샘플에 조사된다. 상기 반응실은 유전체 판으로 피복된 상부를 갖고 있다. 상기 대향 전극 구조는 마이크로파가 상기 플라즈마를 발생시키는 상기 반응실 속으로 투과되는 복수의 윈도우를 가진 대향 전극을 포함하는 대향 전극 구조를 갖는다. 상기 대향 전극은 상기 유전체 판의 상부면 위에 제공되므로써 상기 유전체 판에 의해서 상기 반응실 내에서 발생된 플라즈마로부터 상기 대향 전극이 분리된다.
상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 내부 히터는 모두 상기 대향 전극 위로 분산되도록 제공하는 것이 바람직하다.
상기 대향 전극의 중심 영역 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터와 상기 대향 전극의 주변 영역에 제공된 주변 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해 상기 대향 전극과 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해서 상기 유전체 판위에 제공된 공기식 온도 제어기를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 상기 대향 전극 및 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해 상기 유전체 판 위에 제공된 공기식 온도 제어기, 및 상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기, 및 상기 대향 전극내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템으로서, 플라즈마가 발생되어 상기 반응실 내의 샘플 홀더 상에 놓여진 샘플에 조사되되 상기 반응실은 유전체 판으로 피복된 상부를 갖고 있다. 상기 플라즈마 처리 시스템은 마이크로파가 상기 플라즈마를 발생시키는 상기 반응실 속으로 투과되는 복수의 윈도우를 가진 대향 전극을 갖는다. 여기서 상기 대향 전극은 상기 유전체 판의 상부면 위에 제공되므로써 상기 유전체 판에 의해서 상기 반응실 내에서 발생된 플라즈마로부터 상기 대향 전극이 분리된다.
상기 대향 전극 내에 제공된 하나 이상의 내부 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 내부 히터는 모두 상기 대향 전극 위로 분산되도록 제공하는 것이 바람직하다.
상기 대향 전극의 중심 영역내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터와 상기 대향 전극의 주변 영역에 제공된 주변 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해 상기 대향 전극과 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해서 상기 유전체 판위에 제공된 공기식 온도 제어기를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 상기 대향 전극 및 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해 상기 유전체 판 위에 제공된 공기식 온도 제어기, 및 상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기, 및 상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 더 제공하는 것이 바람직하다.
도 1은 플라즈마의 발생 및 플라즈마 내의 이온의 가속을 독립적으로 제어할 수 있는 종래의 플라즈마 처리 시스템의 도식적 상부 횡단면도.
도 2는 줄무늬 형태의 윈도우(14)를 갖는 대향 전극(11)의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 제1, 제3 및 제4 실시예에서 먼지 입자의 발생을 방지하고 시스템 내에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중앙부의 온도에 있어 온도 변화없이 일정 온도로 유지할 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템의 상부 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제2, 제5 및 제6 실시예에서 먼지 입자의 발생을 방지하고 시스템 내에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중앙부의 온도에 있어 온도 변화없이 일정 온도로 유지할 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템의 상부 횡단면도.
도 5a는 도 4의 플라즈마 처리 시스템에 제공된 윈도우 및 부가적 히터를 갖는 대향 전극의 평면도.
도 5b는 도 4의 플라즈마 처리 시스템에 제공된 윈도우 및 부가적 히터를 갖는 대향 전극의 상부 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 반응실
2 : 유전체 막
3 : 유전체 도선
4 : 금속판
5 : 마이크로파 발진기
6 : 도파관
7 : 샘플 홀더
8 : 샘플 스테이지
9 : 고주파 전원
11 : 대향 전극
12 : 방출관
14 : 윈도우
16 : 판형 고무 히터
19 : 히터 전원
〈제1 실시예〉
본 발명에 따른 제1 실시예는 먼지 입자의 발생을 방지하고 시스템 내에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중심부의 온도 변화없이 일정한 온도로 유지시킬 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템을 도시한 단면도인 도 3을 참조하여 상세히 설명된다.
신규한 플라즈마 처리 시스템은 장방형이고 알루미늄 및 스테인레스 강과 같은 금속으로 이루어진 반응실(1)을 갖는다. 반응실(1)에서, 샘플 스테이지(8)은 플라즈마로 처리될 샘플을 지지하는 샘플 홀더(7)을 갖는 것으로 제공된다. 고주파 전원(9)는 샘플 홀더(7)에 전기적으로 접속되고 고주파 전압을 샘플 S에 인가하기 위한 것으로 제공된다. 샘플 스테이지(8)은 반응실(1)의 저부 벽 상에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 전기 히터(15)가 반응실(1)의 측벽내에 제공되도록 신속하게 형성된다. 히터(15)는 전력을 히터(15)에 공급하기 위한 히터 전원(19)에 전기적으로 접속되어 히터(15)는 반응실(1)의 내부 공간을 가열시킨다. 가스 공급관(13)은 반응 가스를 반응실(1)내로 공급하기 위해 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어, 마이크로파가 플라즈마를 발생시키도록 유입된 가스에 조사된다. 방출관(12)는 또한 사용된 가스를 반응실(1)로부터 방출하기 위해 반응실(1)의 측벽 상에 또한 제공된다. 유전체 막은 적은 유전 손실 및 높은 내열성을 갖는 석영 유리 또는 Al2O3와 같은 마이크로파-투과성 유전체로 이루어진 반응실(1)의 상부에 제공된다. 샘플 홀더(7)은 고주파 전원(9)로부터의 고주파 전력이 공급되는 캐소드로 기능한다.
유전체 막(2)의 상부 표면 상에는, 애노드로서 기능하고 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극(11)이 마이크로파가 이를 통해 반응실(1)내로 전송되는 다수의 윈도우(14)를 갖는 것으로 제공된다. 그러므로, 대향 전극(11)은 플라즈마로부터 분리될 반응실 외부에 제공된다. 대향 전극은 알루미늄-기초한 물질로 이루어지고 알루마이트로 코팅된다. 대향 전극(11)은 또한 반응실(1)의 측벽과 접촉되고 반응실(1)의 측벽은 변형이 없는 전계가 전극들 사이에서 발생되고 샘플 S상에 균일한 바이어스 전압을 가능하게 하도록 그라운드 라인(10)에 의해 그라운드된다. 판형 고무 히터(16)은 또한 대향 전극(11)상의 접착으로부터의 증착을 방지하기 위해 대향 전극(11)을 가열시키기 위해 대향 전극(11)의 대향 단부의 저부상에 제공된다. 판형 고무 히터(16)은 또한 히터 전원(19)에 접속된다. 유전체 도선(3)은 유전체 막(2)를 덮고 유전체 막(2)로부터 이격되도록 연장하여 제공된다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같은 적은 유전 손실을 갖는 유전체로 이루어진 유전층을 포함한다. 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 금속판(4)는 유전체 도선(3)의 상부에 적층하여 제공된다. 금속판(4)는 유전체 도선(3)의 상부 표면 뿐만 아니라 유전체 도선(3)의 단부를 밀봉하기 위한 유전체 도선(3)의 단부 상에 연장한다. 도파관(6)은 마이크로파의 전송 또는 전파를 안내하기 위해 유전체 도선(3)에 접속되어 제공된다. 마이크로파 발진기(5)는 도파관(6) 및 유전체 도선(3)을 통하여 또한 마이크로파-허용 유전체 판(2) 및 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송 또는 전파될 마이크로파를 발생시키기 위해 도파관(6)에 접속되어 제공되어, 마이크로파는 플라즈마 처리를 위해 샘플에 조사될 플라즈마를 발생시키도록 유입된 반응 가스에 조사된다.
상기 플라즈마 처리 시스템은 다음과 같이 동작된다. 사용된 가스는 반응실(1)내의 가스의 압력을 선정된 값으로 감소시키기 위해서 방출관(12)를 통해 방출된다. 그 다음에, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 유입된다. 마이크로파는 마이크로파 발진기(5)에 의해 발생된다. 발생된 마이크로파는 다음에 도파관(6)을 통해 유전체 도선(3)에 유입되어 전계는 유전체 도선(3)아래에 배치된 공간내에 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 유전체 판(2) 및 대향 전극(11)의 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송된다. 반응 가스는 내부 공간내로 유입되었기 때문에, 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 가해져 플라즈마가 발생된다. 한편, 고주파 전압은 바이어스 전압을 샘플 S의 표면 상에 발생시키기 위해 샘플 S를 지지하는 샘플 홀더(7)에 가해져 바이어스 전압은 발생된 플라즈마내의 이온의 에너지를 제어한다. 이 바이어스 전압은 플라즈마 이온이 샘플 S의 플라즈마 처리를 위해 샘플 S의 상부 표면에 직각으로 샘플 S의 상부 표면에 조사되게 한다.
대향 전극은 반응실(1)의 내부 공간으로부터 유전체 막(2)에 의해 분리되기 때문에, 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간에서 발생된 플라즈마에 노출되지 않는다. 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극의 노출은 대향 전극상의 알루마이트 피복층에 클랙을 발생시키지 않아 반응 가스내의 대향 전극의 불소와의 반응은 먼지 입자 AlF3를 형성시키지 않는다.
조사로서, 25개의 더미 웨이퍼는 CF4/CH2F2=40/40sccm, μ/RF=1300/600W 및 플라즈마의 2분의 노출의 조건하에서 처리되었다. 바로 그 다음에, 더미 웨이퍼는 반응 가스가 플라즈마를 발생시키지 않고서 CF4/CH2/F2=40/40sccm의 조건하에서 들어 오는 반응실(1)에서 수행된다. 직경이 0.4 마이크로미터인 약 20개의 먼지 입자가 직경이 8인치인 웨이퍼상에서 관찰되었다. 먼지 입자는 X선 광전자 분광 분석기에 의해 분석되어 먼지 입자는 AlF3라고 결정되었다. 대향 전극(11)을 플라즈마에 노출시키기 위해서 반응실(1) 외부의 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극(11)의 제공은 AlF3의 발생없이 불화탄소의 단지 20개의 먼지 입자 만을 발생시키게 한다. 대향 전극(11)을 플라즈마로부터 분리시키도록 반응실(1) 외부의 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극(11)의 제공은 먼지 입자의 발생을 억제시킨다.
〈제2 실시예〉
본 발명에 따른 제2 실시예는 먼지 입자의 발생을 방지하고 시스템내에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중심부의 온도 변화없이 일정한 온도로 유지시킬 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템을 도시한 측단면도인 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.
신규한 플라즈마 처리 시스템은 장방형이고 알루미늄 및 스테인레스 강과 같은 금속으로 이루어진 반응실(1)을 갖는다. 반응실(1)에서, 샘플 스테이지(8)은 플라즈마로 처리될 샘플을 지지하는 샘플 홀더를 갖는 것으로 제공된다. 고주파 전원(9)는 샘플 홀더(7)에 전기적으로 접속되고 고주파 전압을 샘플 S에 인가하기 위한 것으로 제공된다. 샘플 스테이지(8)은 반응실(1)의 저부 벽 상에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 전기 히터(15)가 반응실(1)의 측벽내에 제공되도록 신속하게 형성된다. 히터(15)는 전력을 히터(15)에 공급하기 위한 히터 전력(19)에 전기적으로 접속되어 히터(15)는 반응실(1)의 내부 공간을 가열시킨다. 가스 공급관(13)은 반응 가스를 반응실(1)내로 공급하기 위해 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어, 마이크로파가 플라즈마를 발생시키도록 유입된 가스에 조사된다. 방출관(12)는 또한 사용된 가스를 반응실(1)로부터 방출하기 위해 반응실(1)의 측벽 상에 또한 제공된다. 유전체 막은 적은 유전 손실 및 높은 내열성을 갖는 석영 유리 또는 AL2O3와 같은 마이크로파-투과성 유전체로 이루어진 반응실(1)의 상부에 제공된다. 샘플 홀더(7)은 고주파 전원(9)로부터의 고주파 전력이 공급되는 캐쏘드로 기능한다.
유전체 막(2)의 상부 표면 상에는, 애노드로서 기능하고 알루미늄-기초한 물질로 이루어진 대향 전극(11)이 마이크로파가 이를 통해 반응실(1)내로 전송되는 다수의 윈도우(14)를 갖는 것으로 제공된다. 도 5a는 플라즈마 처리 시스템에 제공된 윈도우(14) 및 부가적인 히터(17)을 갖는 대향 전극(18)를 도시한 평면도이다. 도 5b는 플라즈마 처리 시스템에 제공된 윈도우(14) 및 부가적인 히터(17)을 갖는 대향 전극(18)를 도시한 부분 단면도이다. 그러므로, 대향 전극(11)은 플라즈마로부터 분리될 반응실 외부에 제공된다. 대향 전극은 알루미늄-기초한 물질로 이루어지고 알루마이트로 코팅된다. 대향 전극(11)은 또한 반응실(1)의 측벽과 접촉되고 반응실(1)의 측벽은 변형이 없는 전계가 전극들 사이에서 발생되고 샘플 S상에 균일한 바이어스 전압을 가능하게 하도록 그라운드 라인(10)에 의해 그라운드된다. 판형 고무 히터(16)은 또한 대향 전극(11)상의 접착으로부터의 증착을 방지하기 위해 대향 전극(11)을 가열시키기 위해 대향 전극(11)의 대향 단부의 저부상에 제공된다. 판형 고무 히터(16)은 또한 히터 전원(19)에 접속된다. 유전체 도선(3)은 유전체 막(2)를 덮고 유전체 막(2)로부터 이격되도록 연장하여 제공된다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같은 적은 유전 손실을 갖는 유전체로 이루어진 유전층을 포함한다. 부가 히터(17)은 띠형이고 띠형 윈도우(14)와 평행하여 대향 전극 내에 연장한다. 부가 히터(17)은 대향 전극(18)의 중심부에 걸쳐 전체적으로 분배되고 판형 고무 히터(18)이 대향 전극(18)의 주변부상에 연장하기 때문에 대향 전극(18)의 하부에 있는 유전체 판(2)는 거의 균일하게 가열되어 온도의 현저한 변화가 유전체 막(2)에서 나타나지 않는다. 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 금속판(4)는 유전체 도선(3)의 상부에 적층하여 제공된다. 금속판(4)는 유전체 도선(3)의 상부 표면 뿐만 아니라 유전체 도선(3)의 단부를 밀봉하기 위한 유전체 도선(3)의 단부 상에 연장한다. 도파관(6)은 마이크로파의 전송 또는 전파를 안내하기 위해 유전체 도선(3)에 접속되어 제공된다. 마이크로파 발진기(5)는 도파관(6) 및 유전체 도선(3)을 통하여 또한 마이크로파-허용 유전체 판(2) 및 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송 또는 전파될 마이크로파를 발생시키기 위해 도파관(6)에 접속되어 제공되어, 마이크로파는 플라즈마 처리를 위해 샘플에 조사될 플라즈마를 발생시키도록 유입된 반응 가스에 조사된다.
상기 플라즈마 처리 시스템은 다음과 같이 동작된다. 사용된 가스는 반응실(1)내의 가스의 압력을 선정된 값으로 감소시키기 위해서 방출관(12)를 통해 방출된다.
그후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파 발진기(5)는 마이크로파를 발생한다. 발생된 마이크로파는 도파관(6)을 통해 유전체 도선(3)으로 안내되어 전계가 유전체 도선(3) 하부의 공간에 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 절연판(2)과 대향 전극(18)의 윈도우(14)을 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전달된다. 반응 가스가 내부 공간으로 유입되어 있기 때문에, 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 인가되어 플라즈마가 형성된다. 한편, 고주파 전압이 샘플 S를 고정하고 있는 샘플 홀더(7)에 인가되어, 샘플 S의 표면 상에 바이어스 전압을 야기하고 이에 따라 바이어스 전압은 발생된 플라즈마 내의 이온의 에너지를 제어한다. 샘플 S를 플라즈마 처리하기 위해, 바이어스 전압은 플라즈마의 이온이 샘플 S의 상부 표면상으로, 샘플 S의 상부 표면에 대해 직각으로 조사되게 한다.
대향 전극(18)이 반응실(1)의 내부 공간으로부터 절연막(2)에 의해 분리되어 있으므로, 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(11)은 대향 전극의 알루미늄 피복층에 클랙을 발생시키지 않고, 대향 전극의 알루미늄이 반응 가스내의 불소와 반응하지 않으므로 먼지 입자 AlF3가 발생하지 않는다.
예로서, CF4/CH2F2=40/40 sccm, μ/RF=1300/600W, 플라즈마 노출 2분의 조건 하에서 더미 웨이퍼를 처리하였다. 그 직후, CF4/CH2F2=40/40 sccm의 조건 하에서 플라즈마를 발생시키지 않고 반응 가스가 유입되는 동안 더미 웨이퍼는 반응실(1)로 이송된다. 지름이 0.4 마이크로미터인 먼지 입자 20개 가량이 지름 8인치의 웨이퍼 상에서 관찰되었다. 먼지 입자를 X-레이 광전 분광 분석기(X-ray photo-electro spectroscopic analyser)로서 분석하여 먼지 입자가 AlF3인 것으로 판정했다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(18)을 반응실(1) 외부에 두어 대향 전극(18)을 플라즈마에 노출시킴으로써, AlF3는 발생되지 않고 탄화불소의 먼지 입자만 20개가 발생하게 되었다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(18)을 반응실(1) 외부에 두어 대향 전극(18)을 플라즈마로부터 분리함으로써 먼지 입자의 발생이 억제된다.
더욱이, 부가적인 히터(17)는 대향 전극(18)의 중심부 전체에 분산되어 있고, 판형 고무 히터(16)는 대향 전극(18)의 주변부로 연장되어, 대향 전극 하부에 배치된 절연판(2)이 균일하게 가열됨으로써 절연판(2)에 온도에 큰 편차가 발생하지는 않는다.
실험으로써, CF4/CH2F2=40/40 시임, μ/RF=1300/600W, 플라즈마 노출 2분의 조건 하에서 7개의 더미 웨이퍼를 처리하였고, 이 때 폴리실리콘 웨이퍼의 에칭율과 전체 웨이퍼에 대한 절연판(2) 중심부의 온도의 변화는 무시된다. 내열성 절연판(2)은 반응실(1)에 제공된 히터(15)와 대향 전극(6)의 주변부에 제공된 판형 고무 히터(16)에 의해 예열되고 부가적인 히터(17)는 170oC로 설정된다. 절연판(18)은 부가적인 히터(17), 히터(15), 판형 고무 히터(16)에 의해 가열된다. 그 결과, 절연판(2)의 중심부의 온도는 168oC이다. 이것은 부가적인 히터(17)을 이용하여 절연판(2)을 원하는 대로 균일하게 가열할 수 있다는 것을 의미한다. 개개의 폴리실리콘 웨이퍼의 에칭율과 개개의 절연막의 온도의 측정값의 변화가 표 2에 도시된다. 온도와 에칭율의 편차는 거의 측정되지 않았다.
웨이퍼 번호 0 1 2 3 4 5 6 7
온도 (℃) 168 177 178 179 178 179 177 177
에칭율 (A/min.) 390 385 387 386 387 386 387 388
〈제3 실시예〉
본 발명에 따른 제3 실시예는 도 3을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 도 3은 먼지 입자의 발생을 방지하고, 절연막의 중심부의 온도 편차가 없도록 시스템 내의 절연막을 항온으로 유지하는 본 발명의 플라즈마 처리 시스템을 도시하는 단면도이다.
본 발명의 플라즈마 처리 시스템은, 장방형이고 알루미늄이나 스테인레스 강과 같은 금속으로 만들어진 반응실(1)을 갖는다. 반응실(1) 내에 제공된 샘플 스테이지(8)에는 플라즈마 처리중에 샘플을 지지하는 샘플 홀더(7)가 제공된다. 고주파 전원(9)이 전기적으로 샘플 홀더(7)와 연결되어 고주파 전압을 샘플 S에 인가한다. 샘플 스테이지(8)는 반응실(1)의 저벽에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 두껍게 만들어져서, 반응실(1) 측벽 내에 전기 히터(15)가 제공된다. 히터(15)는 전원을 히터(15)에 공급하는 히터 전원(19)과 전기적으로 연결되어, 히터(15)가 반응실(1)의 내부 공간을 가열한다. 반응 가스를 반응실(1)로 유입하기 위한 가스 공급관(13)은 반응실(1)의 측벽에 제공되어, 유입된 가스에 마이크로파가 조사되어 플라즈마가 일어나게 한다. 사용된 가스를 반응실(1)로부터 방출하기 위한 방출관(12)도 반응실(1)의 측벽에 제공된다. 절연 손실이 적고 높은 열 저항성을 갖는 석영 유리나 Al 2 O 3 와 같은 마이크로파-투과성 절연 물질로 된 절연판이 반응실(1)의 상부에 제공된다. 샘플 홀더(7)는 고주파 전원(9)으로부터 고주파 전원를 공급받는 캐소드의 역할을 한다.
절연판(7)의 상부에는, 애노드의 역할을 하고 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(1)이 있고, 대향 전극은 다수의 윈도우(14)를 포함하여 이를 통해 마이크로파가 반응실(1)로 전달된다. 따라서 대향 전극(11)은 플라즈마와 분리되어 반응실(1)의 외부에 제공된다. 대향 전극(11)은 알루미늄-기초한 물질로 만들어지고 알루마이트로 피복된다. 대향 전극(11)은 반응실(1)의 측벽과도 접촉하고, 반응실(1)의 측벽은 접지선(10)에 의해 접지되어 있어 전극 간에 변형변형이 없는 전계가 발생되고, 샘플 S에 균일한 바이어스 전압이 인가되게 한다. 대향 전극(11) 상에 접착으로부터의 증착을 방지하도록 대향 전극(11)을 가열하기 위해, 판형 고무 히터(16)도 대향 전극(11)의 양단부의 바닥에 제공된다.
판형 고무 히터(16)는 또한 히터 전원(19)에 접속된다. 유전체 도선(3)이 제공되어 절연막(2)를 피복하기 위해 연장되고 절연막(2)으로부터 분리된다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같은 약간의 절연 손실을 갖는 절연체로 만들어진 절연체 층으로 구성된다. 도시되어 있지 않은 송풍기는 대향 전극(11)에 측면에 있는 절연판(2)에 제공되어 바람직하게는 측면이지만 마이크로파의 전파 방향에 대해 수직인 방향으로 대향 전극(11) 및 절연막(2)의 상부에 온도 조절용 공기를 불게 하여, 대향 전극(11)의 기초가 되는 절연판(2)를 거의 균일하게 가열하여 절연막(2)에 나타나는 온도에 두드러진 변화를 발생시키지 않는다. 알루미늄과 같은 금속으로 만들어진 금속판(4)이 유전체 도선(3) 상부 위에 얇은 판으로 제공된다. 금속판(4)은 유전체 도선(3)의 상부 표면 위를 연장할 뿐아니라 유전체 도선(3)의 단부를 밀봉하기 위해 유전체 도선(3)의 단부까지 연장된다. 도파관(6)가 제공되어 마이크로파의 전송 또는 전파의 방향을 안내하기 위해 유전체 도선(3)에 접속된다. 마이크로파 발진기(5)가 제공되어 도파관(6)에 접속되고 도파관(6) 및 유전체 도선(3)을 통해, 또한 마이크로파-투과성 절연판(2) 및 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송되거나 전파되는 마이크로파를 발생시켜 플라즈마 처리를 위해 샘플에 플라즈마가 조사되도록 야기시키기 위해 유입된 반응 가스 상으로 마이크로파가 발생된다.
전술한 플라즈마 처리 시스템은 다음과 같이 동작한다. 사용된 가스는 방출관(12)를 통해 방출되어 선정된 값으로 반응실(1) 내의 가스 압력을 감소시킨다. 그 후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파는 마이크로파 발진기(5)에 의해 발생된다. 발생된 마이크로파는 그 후에 도파관(6)을 통해 유전체 도선(3)으로 유입되어 유전체 도선(3) 아래에 위치한 공간에 전계가 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 절연판(2)와 대향 전극(18)의 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 유입된다. 반응 가스가 내부 공간으로 유입된 후, 전계 또는 마이크로파는 반응 가스에 이용되어 플라즈마를 야기시킨다. 반면에, 고주파 전압이 샘플 S를 지지하는 샘플 홀더(7)에 인가되어 샘플 S의 표면 상에 바이어스 전압을 야기시켜 바이어스 전압은 발생된 플라즈마 내의 이온 에너지를 조절한다. 바이어스 전압은 샘플 S의 플라즈마 처리를 위해 샘플의 상부면에 정확한 각도로 샘플 S의 상부 표면 상에 플라즈마의 이온이 조사되게 한다.
대향 전극(11)이 절연막(2)에 의해 반응실(1)의 내부 공간으로부터 분리된 후, 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간에서 발생된 플라즈마에 노출되지 않는다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극의 비노출은 대향 전극 위의 알루마이트 피복층 상에 어떠한 클랙도 발생시키지 않음으로써 반응 가스의 불소와 함께 대향 전극의 알루미늄의 어떠한 반응도 먼지 입자 ALF3를 형성하도록 야기되지 않는다.
또한, 도시되어 있지 않은 송풍기는 대향 전극(11)에 측면 위치에 있는 절연판(2)에 제공되어 바람직하게는 측면이지만 마이크로파의 전파 방향에 수직되는 방향에 있는 대향 전극(11) 및 절연막(2)의 상부에 온도 조절용 공기를 불게 하여, 대향 전극(11)의 기초가 되는 절연판(2)은 거의 균일하게 가열시키므로, 절연막(2)에 나타나는 온도는 두드러진 변화가 발생하지 않는다 온도 조절용 공기를 대신하여 대기 온도 공기가 이용될 수도 있다.
〈제4 실시예〉
본 발명에 따른 제4 실시예가 도 3을 참조하여 상세히 설명되는데, 도 3은 먼지 입자의 발생을 방지하고 절연막의 중심부에서 온도 변화없이 일정한 온도로 시스템에 제공되는 절연막을 유지할 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템의 단면도를 예시한 것이다.
신규한 플라즈마 처리 시스템은 장방형으로 되어 있으며 알루미늄 또는 스테인레스 강과 같은 금속으로 만들어진 반응실(1)를 포함한다. 반응실(1)에는, 플라즈마를 처리할 샘플을 유지하는 샘플 홀더(7)을 갖는 샘플 스테이지(8)가 제공된다. 고주파 전압을 샘플 S에 인가하기 위해 고주파 전원(9)은 샘플 홀더(7)에 전기적으로 접속된다. 샘플 스테이지(8)는 반응실(1)의 저벽에 제공된다. 반응실(1)의 측면은 두껍게 형성되어 전기 히터(15)는 반응실(1)의 측벽에 제공된다. 히터(15)는 전원을 히터(15)에 공급하기 위해 히터 전원(19)에 전기적으로 접속되므로 히터(15)는 반응실(15)의 내부 공간을 가열한다. 가스 공급관(13)은 반응 가스를 반응실(1)로 공급하기 위해 반응실(1)의 측벽에 공급되므로 마이크로파는 플라즈마를 야기시키도록 유입된 반응 가스에 조사되게 된다. 방출관(12) 또한 반응실(1)의 측벽에 제공되어 반응실(1)로부터 사용된 가스를 방출시킨다. 절연막이 반응실(1)의 상부에 제공되는데, 이는 약간의 절연 손실과 높은 열 저항성을 갖는 석영 유리 또는 Al2O3와 같은, 마이크로파-투과성 절연체로 만들어진다. 샘플 홀더(7)는 애노드로서의 역할을 하여 고주파 전원(9)로부터 고주파 전원이 공급된다.
절연막(2)의 상부 위에, 캐소드로서의 역할을 하며 알루미늄-기초한 물질로 만들어진 대향 전극(11)이 제공되는데, 이는 반응실(1)로 전달되는 복수의 마이크로파-투과성 윈도우(14)를 갖는다. 따라서, 대향 전극(11)은 반응실의 외부에 제공되어 플라즈마로부터 분리된다. 대향 전극(11)은 알루미늄-기초한 물질로 이루어지며 알루마이트로 피복된다. 또한, 대향 전극(11)은 반응실(1)의 측벽에 접촉되고 반응실(1)의 측벽은 접지 선(10)에 의해 접지되어 전극들 사이에 변형이 없는 전계가 발생되게 하고 샘플 S 상에 균일한 바이어스 전압을 인가한다. 판형 고무 히터(16)은 또한 대향 전극(11)의 대향 단부의 하부 상에 제공되어 대향 전극(11) 상의 부착으로부터 증착되는 것을 막는다. 판형 고무 히터(16)는 또한 히터 전원(19)에 접속된다. 유전체 도선(3)은 절연막(2)을 피복할 수 있도록 연장되고 절연막(2)로부터는 분리된다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같이 약간의 절연 손실이 있는 절연체로 만들어진 절연층으로 구성된다. 도시되어 있지 않은 액체형 온도 조절기는 절연판(2) 위에 그리고 대향 전극(11)의 아래에 제공된다.
도시되어 있지 않은 액체형 온도 제어기가 유전체 판(2) 위, 대향 전극(11) 아래에 제공되어 유전체 판(2) 위와 대향 전극 아래로 연장되어 있는 액체형 온도 제어기 내에서 온도가 제어되는 액체가 흐르게 하여 액체형 온도 제어기 아래에 놓여 있는 유전체 판(2)가 균일하게 가열되게 함으로써 유전체 막(2)에 뚜렷한 온도 변화가 나타나지 않는다. 알루미늄과 같은 금속으로 만들어진 금속판(4)이 유전체 도선(3)의 상부 표면에 증착된다. 금속판(4)는 유전체 도선(3)의 상부면 뿐아니라 유전체 도선(3)의 종단부에도 제공되어 유전체 도선(3)의 종단을 밀봉한다. 도파관(6)이 제공되는데, 이는 유전체 도선(3)에 연결되어 마이크로파의 전송 또는 전파를 안내한다. 마이크로파 오실레이터(5)가 제공되는데, 이는 도파관(6)에 연결되어 도파관(6) 및 유전체 도선(3)과 마이크로파-투과성 유전체 판(2) 및 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전송되어야 할 마이크로파를 발생하여 마이크로파가, 플라즈마 처리를 위해 샘플 상에 조사되어야 할 플라즈마를 야기하기 위하여 유입된 반응 가스 상으로 조사되게 한다.
상기 플라즈마 처리 시스템은 아래와 같이 작동된다. 사용된 가스는 방출관(12)를 통해 방출되어 반응실(1)에서의 가스 압력을 선정된 값으로 감소시킨다. 그 후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파가 마이크로파 발진기(5)에 의해 발생된다. 이어서, 발생된 마이크로파는 도파관(6)을 통하여 유전체 도선(3)으로 유입되어 유전체 도선(3) 아래에 위치하는 공간에 전계가 발생된다. 발생된 전계는 대향 전극(18)의 윈도우(14)와 마이크로파-투과성 유전체 판(2)을 통하여 반응실(1)의 내부 공간으로 전송된다. 반응 가스가 내부 공간으로 유입되었기 때문에, 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 인가되어 플라즈마가 발생된다. 반면, 고주파 전압이 샘플 S의 표면 상에 바이어스 전압을 발생시키기 위해 샘플 S를 고정하는 샘플 홀더(7)에 인가되어 바이어스 전압이 발생된 플라즈마 내의 이온의 에너지를 제어하도록 한다. 바이어스 전압은 샘플 S의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마의 이온이 샘플 S의 상부 표면 상으로 샘플 S의 상부 표면에 직각으로 조사되게 한다.
대향 전극(11)이 유전체 막(2)에 의해 반응실(1)의 내부 공간과 분리되어 있기 때문에, 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간에서 발생된 플라즈마에 노출되지 않는다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극이 노출되지 않으므로 대향 전극 상의 알루마이트 피복층 상에 클랙(clack)이 야기되지 않아 반응 가스 내의 불소가 대향 전극의 알루미늄과 반응하지 않음으로써 먼지 입자 ALF3가 형성되지 않는다.
더욱이, 도시되어 있지 않은 액체형 온도 제어기가 유전체 판(2)의 위, 대향 전극(11)의 아래에 제공되어 유전체 판(2) 위와 대향 전극 아래로 연장되어 있는 액체형 온도 제어기 내에서 온도가 제어되는 액체가 흐르게 하여 액체형 온도 제어기 아래에 놓인 유전체 판(2)이 균일하게 가열되게 함으로써 유전체 막(2)에 두드러진 온도 변화가 나타나지 않는다.
〈제5 실시예〉
본 발명에 따른 제5 실시예가 도 4를 참조하여 상세히 기술되는데, 이는 먼지 입자의 발생을 방지하고 시스템에 제공되는 유전체 막을 유전체 막의 중심부의 온도 변화없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 신규의 플라즈마 처리 시스템을 도시한다.
신규의 플라즈마 처리 시스템은, 장방형이고 알루미늄 및 스테인레스 강과 같은 금속으로 만들어진 반응실(1)을 갖는다. 반응실(1)의 내부에, 샘플 스테이지(8)가 제공되는데, 이는 플라즈마와 함께 처리되어야 할 샘플을 고정하는 샘플 홀더(7)를 갖는다. 고주파 전원(9)이 제공되는데, 이는 전기적으로 샘플 홀더(7)에 연결되어 샘플 S에 고주파 전압을 인가한다. 샘플 스테이지(8)는 반응실(1)의 저벽에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 두껍게 형성되어 전기 히터(15)가 반응실(1)의 측벽 내에 제공된다. 히터(15)가 히터 전원(19)에 전기적으로 연결되어 전원을 히터(15)에 공급함으로써 히터(15)는 반응실(1)의 내부 공간을 가열한다. 가스 공급관(13)이 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어 반응 가스를 반응실(1)로 공급함으로써 마이크로파가 플라즈마를 발생하기 위해 유입된 반응 가스 상으로 조사된다. 방출관(12)도 또한 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어 사용된 가스를 반응실(1)에서 방출되게 한다. 유전체 막이 반응실(1)의 상부에 제공되는데, 이는 작은 유전체 손실과 높은 열 저항성을 갖는 Al2O3또는 석영 유리와 같은 마이크로파-투과성 유전체로 만들어진다. 샘플 홀더(7)은 고주파 전원(9)으로부터 고주파 전력과 함께 공급되어야 할 캐소드로서의 역할을 한다.
유전체 막(2)의 상부 표면 상에, 애노드로서의 역할을 하고 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(18)이 제공되는데, 이는 다수의 윈도우(14)를 갖고 이를 통해 마이크로파가 반응실(1)로 전송된다. 도 5a는 플라즈마 처리 시스템에 제공되는 부가적인 히터(17)와 윈도우(14)를 갖는 대향 전극(18)을 도시하는 평면도이다. 도 5b는 플라즈마 처리 시스템에 제공되는 부가적인 히터(17)와 윈도우(14)를 갖는 대향 전극(18)을 도시하는 부분 확대 단면도이다. 대향 전극(18)은 반응실의 외부에 제공되어 플라즈마로부터 분리된다. 대향 전극(18)은 알루미늄-기초한 재료로 만들어지고 알루마이트로 피복된다. 대향 전극(18)은 또한 반응실(1)의 측벽과 접촉하고 반응실(1)의 측벽은 접지선(10)에 의해 접지되어 변형이 없는 전계가 전극 사이에 발생되게 하여 샘플 S 상에 균일한 바이어스 전압을 인가한다. 판형 고무 히터(16)는 또한 대향 전극(18)의 대향 말단부의 바닥에 제공되어 대향 전극(18)을 가열함으로써 대향 전극(18) 상의 접착으로부터의 증착을 방지한다. 판형 고무 히터(16)는 또한 히터 전원(19)에 연결된다. 유전체 도선(3)이 제공되는데, 이는 유전체 막(2)를 피복할 정도로 연장되어 있고 유전체 막(2)으로부터 공간적으로 분리된다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같은 작은 유전체 손실을 갖는 유전체로 만들어진 유전체층을 포함한다. 부가적인 히터(17)는 줄무늬 형태이고 대향 전극(11)에서 줄무늬 형태의 윈도우(14)에 평행하게 연장한다. 부가적인 히터(17)는 대향 전극(18)의 중심부에 전체적으로 분산되어 있고 판형 고무 히터(16)는 대향 전극(18)의 주변부에 연장하므로 대향 전극(18) 아래에 놓인 주변부는 거의 균일하게 가열되어 유전체 막(2)에서 어떠한 두드러진 온도 변화도 나타나지 않는다.
더욱이 도시되어 있지 않은 송풍기가 유전체 판(2) 상에 대향 전극(11)에 접하는 위치에 제공되어, 온도 제어된 공기를 대향 전극(11) 및 유전체 막(2)의 상부면에 바람직하게는 측면 방향이지만 마이크로파의 전파 방향에 수직인 방향으로 불어 넣음으로써, 대향 전극(11) 밑에 있는 유전체 판(2)이 거의 균일하게 가열되어 유전체 막(2)에 어떠한 두드러진 온도 변화도 발생하지 않게 한다. 온도 제어된 공기 대신에 대기 온도 공기가 사용될 수 있다.
알루미늄과 같은 금속으로 만들어진 금속판(4)이 제공되어 유전체 도선(3)의 상단에 얇게 적층된다. 금속판(4)은 유전체 도선(3)의 상부 위 뿐아니라 유전체 도선(3)의 종단 상에도 연장되어 유전체 도선(3)의 종단을 밀봉한다. 도파관(6)이 제공되어 유전체 도선(3)과 접속되며 마이크로파의 전달 또는 전파를 유도한다. 마이크로파 발진기(5)가 제공되어 도파관(6)에 접속되며 마이크로파를 발생하고, 그 마이크로파는 도파관(6) 및 유전체 도선(3)을 통하고 또한 마이크로파-투과성 유전체 판(2) 및 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전달 또는 전파되어, 플라즈마 처리를 하기 위해 샘플로 조사될 플라즈마를 일으키기 위해 유입된 반응 가스로 상기 마이크로파가 조사된다.
상기 플라즈마 처리 시스템은 다음과 같이 동작한다. 사용된 가스는 방출관(12)을 통해 방출되어 반응실(1) 내의 가스 압력을 미리 설정된 값으로 감소된다. 그 후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파가 마이크로파 발진기(5)에 의해서 발생된다. 발생된 마이크로파는 도파관(6)을 통해 유전체 도선(3)으로 유입되어 유전체 도선(3) 아래에 위치한 공간에서 전계가 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 유전체 판(2) 및 대향 전극(18)의 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전달된다. 반응 가스가 내부 공간으로 유입되었기 때문에, 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 인가되어 플라즈마가 발생된다. 반면, 고전압이 샘플 S를 지지하는 샘플 홀더(7)에 인가되어 바이어스 전압을 샘플 S의 표면 상에 유도하여, 그 바이어스 전압이 발생된 플라즈마 내의 이온의 에너지를 제어한다. 바이어스 전압은 플라즈마의 이온이 샘플 S의 상면과 샘플 S에 플라즈마 처리를 하기 위한 적당한 각도로 샘플 S의 상면으로 조사되게 한다.
대향 전극(18)이 유전체 막(2)에 의해서 반응실(1)의 내부 공간으로부터 분리되기 때문에, 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간 내에 발생된 플라즈마에 노출되지 않는다. 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극이 노출되지 않으므로써, 대향 전극 상의 알루마이트 피복층 상에 클랙이 생기지 않게 되어, 대향 전극의 알루미늄과 반응 가스 내의 불소와의 반응이 없어 AlF3입자에 먼지를 형성하지 않게 된다.
더욱이, 히터(17)가 부가적으로 대향 전극(18)의 중앙 부분 상에 전체적으로 분산되고 판형 고무 히터(16)가 대향 전극(18)의 주변부 상에 연장되어, 대향 전극(18) 아래의 유도체 판(2)가 거의 균일하게 가열됨으로써, 유전체 막(2)에 어떠한 두드러진 온도 변화도 일어나지 않는다. 뿐만 아니라, 도시되지 않은 송풍기가 유전체 판(2) 상에 대향 전극(11)에 접하는 위치에 제공되어, 온도 제어된 공기를 대향 전극(11) 및 유전체 막(2)의 상면에 바람직하게는 측면 방향이지만 마이크로파의 전파 방향에 수직인 방향으로 불어 넣어짐으로써, 대향 전극(11) 아래의 유전체 판(2)이 거의 균일하게 가열되어 유전체 막(2)에 어떠한 두드러진 온도 변화도 일어나지 않게 된다. 온도 제어된 공기 대신에 대기 온도 공기가 사용될 수 있다.
〈제6 실시예〉
본 발명에 따른 제6 실시예가 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 도 4는 먼지 입자의 발생을 억제하고 시스템 내에 제공된 유전체 막을 중앙 부분에서 온도 변화없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 신규한 플라즈마 처리 시스템을 설명하기 위한 측단면도이다.
신규한 플라즈마 처리 시스템은 장방형이고 알루미늄 및 스테인레스 강과 같은 금속으로 만들어진 반응실(1)을 가진다. 반응실(1) 내에는, 샘플 스테이지(8)가 제공되고 샘플 스테이지는 플라즈마 처리될 샘플을 지지하는 샘플 홀더(7)를 가진다. 고주파 전원(9)이 제공되어 샘플 홀더(7)에 전기적으로 접속됨으로써, 샘플 S에 고주파 전압을 인가한다. 샘플 스테이지(8)가 반응실(1)의 저벽 상에 제공된다. 반응실(1)의 측벽은 두껍게 형성되어 전기 히터(15)가 반응실(1)의 측벽 내에 제공된다. 히터(15)는 히터 전원(19)에 전기적으로 접속되어 히터에 전원이 제공됨으로써, 히터(15)는 반응실(1)의 내부 공간을 가열한다. 가스 공급관(13)이 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어 반응실(1) 내로 반응 가스를 공급함으로써, 플라즈마를 발생시키기 위해서 유입된 반응 가스로 마이크로파가 조사되게 한다. 또한 방출관(12)이 반응실(1)의 측벽 상에 제공되어 반응실(1)로부터 사용된 가스를 방출한다. 유전체막이 반응실(1)의 상단에 제공되고, 석영 유리 또는 작은 유전 손실 및 높은 열 저항성을 가지는 Al2O3와 같은 마이크로파-투과성 유전체로 만들어진다. 샘플 홀더(7)는 고주파 전원(9)으로부터 고주파 전원을 공급받을 캐소드로서의 역할을 한다.
유전체 막(2)의 상면 위에는, 애노드로서의 역할을 하고 알루미늄-기초한 재료로 만들어진 대향 전극(18)이 제공되고, 대향 전극은 복수의 윈도우(14)를 가지며 그 원도우를 통해 마이크로파가 반응실(1)로 전달된다. 도 5a는 플라즈마 처리 시스템에 제공되는 윈도우(14) 및 히터(17)를 부가적으로 가지는 대향 전극(18)을 설명하기 위한 평면도이다. 도 5b는 플라즈마 처리 시스템에 제공되는 윈도우(14) 및 히터(17)를 부가적으로 가지는 대향 전극(18)을 설명하기 위한 측단면도이다. 대향 전극(18)은 플라즈마로부터 분리되기 위해서 반응실의 외부에 제공된다. 대향 전극(18)은 알루미늄-기초한 재료로 만들어지고 알루마이트로 피복된다. 대향 전극(18)은 또한 반응실(1)의 측벽과 접촉하고, 반응실(1)의 측벽은 접지선(10)에 의해서 접지되어 변형이 없는 전계가 전극 사이에 발생되고 샘플 S 상에 균일한 바이어스 전압이 발생되게 한다.
대향 전극(18) 상의 접착으로 인한 증착을 방지하도록 대향 전극(18)을 가열하기 위하여, 판형 고무 히터(16)이 대향 전극(18)의 반도 단부의 하부에 제공된다. 판형 고무 히터(16)는 히터 전원(19)에도 접속된다. 유전체 도선(3)은 유전체 막(2)을 피복하고 유전체 막(2)으로부터 이격되도록 연장한다. 유전체 도선(3)은 불소 수지와 같이 유전 손실이 적은 유전체로 만들어진 유전체 막을 포함한다. 부가적인 히터(17)은 줄무늬형이고 줄무늬형 윈도우(14)에 평행하게 대향 전극(11) 내에서 연장된다. 부가적인 히터(17)은 대향 전극(18)의 중앙부 전체 위에 분산되어 있고, 판형 고무 히터(16)은 대향 전극(18)의 주변부 상에 연장되어 대향 전극(18) 밑에 배치된 유전체 판(2)이 균일하게 가열되게 함으로써 유전체 막(2)에는 두드러진 온도 변화가 발생하지 않는다. 더욱이, 설명하지 않은 액체형 온도 제어기가 유전체 판(2) 위와 대향 전극(11) 밑에 제공되어 유전체 판(2) 위와 대향 전극(11) 밑에 연장되는 액체형 온도 제어기 내에서 온도가 조절된 액체가 흐르도록 하여, 액체형 온도 제어기 밑에 배치된 유전체 판(2)이 균일하게 가열되도록 함으로써, 유전체 막(2)에 두드러진 온도 변화가 발생하지 않게 된다.
알루미늄과 같은 금속으로 만들어진 금속판(4)은 유전체 도선(3) 위에 적층되어 제공된다. 금속판(4)은 유전체 도선(3)의 상부 표면에 연장될 뿐아니라, 유전체도선(3)의 끝을 밀봉하기 위해 유전체 도선(3)의 끝에도 연장된다. 초고주파의 전송을 안내하기 위하여 유전체 도선(3)에 접속된 도파관(6)이 제공된다. 도파관(6)과 유전체 도선(3)과 초고주파-투과성 유전체 판(2)와 윈도우(14)를 거쳐 반응실(1)의 내부 공간으로 전송될 초고주파를 발생시키기 위한 초고주파 발진기(5)가 제공되어, 유입된 반응 가스에 초고주파가 조사됨으로써 플라즈마 처리를 위하여 샘플에 조사될 플라즈마를 발생시킨다.
상기 플라즈마 처리는 다음과 같이 동작된다. 사용된 가스는 방출관(12)을 통해 방출되어 반응실(1) 내의 가스 압력을 선정된 값으로 감소시킨다.
그후, 새로운 반응 가스가 가스 공급관(13)을 통해 반응실(1)로 유입된다. 마이크로파 발진기(5)에 의해 마이크로파가 발생된다. 이어서 발생된 마이크로파는 도파관(6)을 통하여 유전체 도선(3)으로 유입되고, 이에 따라 유전체 도선(3) 아래의 공간에 전계가 발생된다. 발생된 전계는 마이크로파-투과성 유전체 판(2) 및 대향 전극(18)의 윈도우(14)를 통해 반응실(1)의 내부 공간으로 전달된다. 반응 가스가 내부 공간에 유입되어 있으므로 전계 또는 마이크로파가 반응 가스에 인가되고, 이에 따라 플라즈마가 야기된다. 반면에, 고주파 전압이 샘플 S를 유지하기 위한 샘플 홀더(7)에 인가되어 샘플 S의 표면 상에 바이어스 전압을 인가함으로써, 바이어스 전압은 발생된 플라즈마의 이온 에너지를 제어한다. 샘플 S의 플라즈마 처리를 위해 바이어스 전압은 플라즈마 이온들이 샘플 S의 상부 표면에 대해 직각으로 샘플 S의 상부 표면에 복사하도록 되어 있다.
대향 전극(18)이 유전체 막(2)에 의해 반응실(1)의 내부 공간으로부터 분리되어 있으므로, 알루미늄-기초한 물질로 만들어진 대향 전극(11)은 반응실(1)의 내부 공간에 발생된 플라즈마에 노출되지 않는다. 알루미늄-기초한 물질로 만들어진 대향 전극이 노출되지 않으므로, 대향 전극 상의 알루마이트 피복층에 클랙이 발생되지 않으며, 이에 따라 대향 전극의 알루미늄이 반응 가스의 불소와 반응하여 먼지 입자 AlF3를 형성하는 일이 없게 된다.
또한, 부가적인 히터(17)는 대향 전극(18)의 중심부 전체에 걸쳐 분산되고, 판형 고무 히터(16)는 대향 전극(18)의 주변부 상에 연장되어 대향 전극(18) 아래의 유전체 판(2)이 거의 균일하게 가열되며, 이에 따라 유전체 막(2)에 두드러진 온도 변화는 나타나지 않는다. 또한 도시되지 않은 액체형 온도 조절기가 유전체 판(2)의 위와 대향 전극(11)의 아래에 제공되어 온도 조절된 액체를 유전체 판(2)의 위와 대향 전극(11)의 아래에 연장되는 액체형 온도 조절기 내에 흐르도록 함으로써 액체형 온도 조절기 아래의 유전체 판(2)은 거의 균일하게 가열되며, 이에 따라 유전체 막(2)에는 두드러진 온도 변화가 나타나지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템은 먼지 입자의 발생을 방지할 수 있고, 반도체 웨이퍼나 반도체 박막을 처리할 수 있으며, 시스템에 제공된 유전체 막을 유전체 막의 중심부에서 온도 변동없이 일정한 온도로 유지할 수 있는 작용 효과가 있다.
비록 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 변형이 명백하겠지만, 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것이며 상기 실시예가 결코 제한적인 의미로 해석되도록 의도된 것이 아니라는 것을 알아야 한다. 따라서, 본 발명의 본질 및 범위에 속하는 본 발명의 어떠한 변형도 특허청구범위에 포괄되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템에 제공된 대향 전극 구조로서, 플라즈마가 발생되어 상기 반응실 내의 샘플 홀더 상에 놓여진 샘플에 조사되되 상기 반응실은 유전체 판으로 피복된 상부를 갖고 있으며, 상기 대향 전극 구조는 마이크로파가 상기 플라즈마를 발생시키는 상기 반응실 속으로 투과되는 복수의 윈도우를 가진 대향 전극을 포함하는 대향 전극 구조에 있어서,
    상기 대향 전극이 상기 유전체 판의 상부면 위에 제공되므로써 상기 유전체 판에 의해서 상기 반응실 내에서 발생된 플라즈마로부터 상기 대향 전극이 분리되는 대향 전극 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터를 더 구비하는 대향 전극 구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내부 히터는 모두 상기 대향 전극 위로 분산되도록 제공되는 대향 전극 구조.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대향 전극의 중심 영역 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터와 상기 대향 전극의 주변 영역에 제공된 주변 히터를 더 구비한 대향 전극 구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해 상기 대향 전극과 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해서 상기 유전체 판위에 제공된 공기식 온도 제어기를 더 포함하는 대향 전극 구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기를 더 구비하는 대향 전극 구조.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 상기 대향 전극 및 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해 상기 유전체 판 위에 제공된 공기식 온도 제어기, 및
    상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터
    를 더 포함하는 대향 전극 구조.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기, 및
    상기 대향 전극내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터
    를 더 구비하는 대향 전극 구조.
  9. 반응실을 갖는 플라즈마 처리 시스템으로서, 플라즈마가 발생되어 상기 반응실 내의 샘플 홀더 상에 놓여진 샘플에 조사되되 상기 반응실은 유전체 판으로 피복된 상부를 갖고 있으며, 상기 플라즈마 처리 시스템은 마이크로파가 상기 플라즈마를 발생시키는 상기 반응실 속으로 투과되는 복수의 윈도우를 가진 대향 전극을 가진 플라즈마 처리 시스템에 있어서,
    상기 대향 전극이 상기 유전체 판의 상부면 위에 제공되므로써 상기 유전체 판에 의해서 상기 반응실 내에서 발생된 플라즈마로부터 상기 대향 전극이 분리되는 플라즈마 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 대향 전극 내에 제공된 하나 이상의 내부 히터를 더 구비하는 플라즈마 처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 내부 히터는 모두 상기 대향 전극 위로 분산되도록 제공되는 플라즈마 처리 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 대향 전극의 중심 영역내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터와 상기 대향 전극의 주변 영역에 제공된 주변 히터를 더 구비한 플라즈마 처리 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해 상기 대향 전극과 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해서 상기 유전체 판위에 제공된 공기식 온도 제어기를 더 포함하는 플라즈마 처리 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기를 더 구비하는 플라즈마 처리 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 상기 대향 전극 및 상기 유전체 판의 상부면으로 온도 조절용 공기를 불어넣기 위해 상기 유전체 판 위에 제공된 공기식 온도 제어기, 및
    상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터
    를 더 포함하는 플라즈마 처리 시스템.
  16. 제9항에 있어서, 상기 유전체 판의 온도를 제어하기 위해서 액체형 온도 제어기에 온도 조절용 액체를 흘려보내기 위해 상기 유전체 판의 상부 및 상기 대향 전극 하부에 제공된 액체형 온도 제어기, 및
    상기 대향 전극 내에 제공된 적어도 하나의 내부 히터
    를 더 구비하는 플라즈마 처리 시스템.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3019002B2 (ja) * 1996-09-20 2000-03-13 日本電気株式会社 ドライエッチング装置及びドライエッチング方法
JP3430053B2 (ja) * 1999-02-01 2003-07-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4053173B2 (ja) * 1999-03-29 2008-02-27 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置及び方法
KR100781242B1 (ko) * 2001-04-06 2007-12-03 엘지전자 주식회사 무선 통신 기능을 구비한 입력 장치
US6845734B2 (en) 2002-04-11 2005-01-25 Micron Technology, Inc. Deposition apparatuses configured for utilizing phased microwave radiation
KR101096950B1 (ko) * 2004-03-19 2011-12-20 샤프 가부시키가이샤 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법
US7589470B2 (en) * 2006-01-31 2009-09-15 Dublin City University Method and apparatus for producing plasma
JP2012004160A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法及び基板処理装置
JP6113960B2 (ja) 2012-02-21 2017-04-12 株式会社荏原製作所 基板処理装置および基板処理方法
US10170278B2 (en) * 2013-01-11 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma source
CN112951694B (zh) * 2019-11-26 2024-05-10 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3750115T2 (de) * 1986-10-20 1995-01-19 Hitachi Ltd Plasmabearbeitungsgerät.
JPH01283359A (ja) * 1988-05-09 1989-11-14 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JP2993675B2 (ja) * 1989-02-08 1999-12-20 株式会社日立製作所 プラズマ処理方法及びその装置
JP2920852B2 (ja) * 1991-06-10 1999-07-19 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ装置
US5173641A (en) * 1990-09-14 1992-12-22 Tokyo Electron Limited Plasma generating apparatus
JP3020580B2 (ja) * 1990-09-28 2000-03-15 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理装置
KR0156011B1 (ko) * 1991-08-12 1998-12-01 이노우에 아키라 플라즈마 처리장치 및 방법
JPH06163483A (ja) * 1992-11-16 1994-06-10 Mitsubishi Electric Corp 化学気相成長装置
JP3252507B2 (ja) * 1993-01-29 2002-02-04 ソニー株式会社 プラズマ処理装置
JP2611732B2 (ja) * 1993-12-13 1997-05-21 日本電気株式会社 プラズマ処理装置
JP3171222B2 (ja) * 1994-06-14 2001-05-28 日本電気株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
JPH0896990A (ja) * 1994-09-26 1996-04-12 Sony Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH08250488A (ja) * 1995-01-13 1996-09-27 Seiko Epson Corp プラズマ処理装置及びその方法
JP2701775B2 (ja) * 1995-03-17 1998-01-21 日本電気株式会社 プラズマ処理装置
US5698036A (en) * 1995-05-26 1997-12-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP3437376B2 (ja) * 1996-05-21 2003-08-18 キヤノン株式会社 プラズマ処理装置及び処理方法
US5863376A (en) * 1996-06-05 1999-01-26 Lam Research Corporation Temperature controlling method and apparatus for a plasma processing chamber

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