KR100277843B1 - 감소된 입자 오염도를 갖는 플라즈마 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

플라즈마 처리 시스템은(10)은 기판(20)을 포함하는 처리 공간(18)을 구비한 처리 챔버(12)를 포함한다. 전기적인 부품(22)은, 플라즈마를 생성하기 위해 상기 처리 공간(18)으로 전기적인 에너지를 인가하도록 동작할 수 있고, 상기 처리의 종료 시 상기 플라즈마를 소멸시키기 위해 상기 처리 공간(18)에 대한 전력을 차단하도록 추가로 동작할 수 있다. 챔버 내에 위치한 전극(24)은 상기 기판(20)과, 상기 기 기판(20)을 바이어스시키도록 상기 전극(24)에 DC 전력을 선택적으로 공급하는 DC 바이어스 전원 장치(30)에 전기적으로 연결된다.

상기 전원 장치(30)에 접속된 DC 바이어스 제어 회로(40)는, 상기 기판(20)의 바이어스를 선택적으로 제어하고, 순간적으로 상기 기판(20)을 DC 바이어스시키기 위해 생성된 플라즈마에 대한 전력이 차단될 때의 대략의 시간에, 상기 전극(24) 및 상기 기판(20)에 DC 전력을 짧게 공급하여, 상기 플라즈마가 소멸될 때, 상기 플라즈마 내에서 부유하는 대전된 오염 입자가 바이어스가 걸린 기판(20)으로부터 반발되어, 상기 기판(20)의 오염을 예방하도록 한다.

Description

감소된 입자 오염도를 갖는 플라즈마 처리 시스템{PLASMA PROCESSING SYSTEM WITH REDUCED PARTICLE CONTAMINATION}

반도체 작업 대상물 또는 기판을 집적 회로로 처리할 때, 간혹 여기된(excited) 가스 플라즈마가 사용된다. 예컨대, 스퍼터 에칭(sputter etching)은 기판 표면으로부터 원하지 않는 재질의 층을 제거하기 위하여 플라즈마를 사용하고, 반면 스퍼터 증착은 상기 기판 상에 한 층을 증착시키기 위해 플라즈마와 타깃(target) 재질을 사용한다.

스퍼터 에칭 처리는 통상적으로 공지된 것이고, 대전된 가스 플라즈마의 이온화된 입자를 사용하여 기판의 표면에 충격을 가하고, 상기 기판의 표면으로부터 기판 입자를 제거 또는 스퍼터 제거시킨다. 스퍼터 에칭에 있어서, 플라즈마 가스는 처리 챔버 내로 주입되는데, 이러한 챔버는 양호하게 진공 밀폐되고, 통상적으로 수정, 세라믹 또는 다른 적합한 유전 재질로 제작된다. 스퍼터 에칭될 기판은, 전기적으로 대전된 베이스(base) 또는 처리 챔버 내의 전극 상에서 지지되고, 여기에서 기판은 전기적인 전하를 받거나, 또는 바이어스가 걸린다. 플라즈마 가스는 대전된 기판 표면과 대향하는 진공 챔버 내로 주입되고, 예컨대, 수정 처리 챔버를 둘러싸고 처리 챔버 벽을 통해 유도적으로 에너지를 가하는 유도 코일을 사용함으로써, 에너지가 상기 가스에 가해진다. 유도된 전계로부터의 에너지는 가스 입자를 이온화시켜, 바이어스가 걸린 기판의 전하의 극성과 반대 극성의 순수 전하를 갖는 입자를 포함하는, 플라즈마 또는 플라즈마 구름을 형성한다. 플라즈마 내의 이온화된 입자는 기판 표면으로 이끌리게 되어, 표면에 충격을 가하고, 기판으로부터 재질 입자를 제거 또는 에칭한다.

스퍼터 증착에 있어서, 바이어스가 걸린 타깃 재질은 일반적으로 기판과 대향하는 처리 챔버 내에 위치한다. 플라즈마 입자는 바이어스가 걸린 타깃에 충격을 가해 타깃 재질의 입자를 분리시키고, 이들이 기판 상에 증착되어 재질 층을 형성한다.

플라즈마 처리는 바람직하지 않는 오염 입자의 생성을 수반한다. 입자의 생성은 플라즈마의 화학 성질, 플라즈마 또는 처리 챔버 내의 방전, 및/또는 처리 챔버 내의 표면으로부터 증착물의 축적 및 박리에 기인한다. 다른 오염 입자가 플라즈마 에칭 및 플라즈마 스퍼터 증착 처리 도중에 생성된다. 처리 도중에 오염 입자는 일반적으로 생성된 플라즈마 내에 부유하게 된다. 그러나, 플라즈마로부터 에너지의 제거 및 후속 하는 플라즈마의 소멸 시에, 오염 입자는 방출되고, 일부 입자는 기판의 표면상에 압축되어, 기판의 해결할 수 없는 입자 오염을 초래한다. 입자 오염은, 초대규모 집적 회로(VLSI) 장치의 플라즈마 처리에서 수율 제한의 주요 원인을 구성한다.

미국 특허(US-A-5,332,441호)는, 기판에 연속적으로 음의 DC 바이어스를 인가하고, 플라즈마가 차단되었을 때, 기판상의 음의 DC 바이어스를 유지하여, 음으로 대전된 오염물을 끌어당기는 것을 피하는, 플라즈마 처리 기술을 게시하였다.

유럽 특허 공보(EP-A-0,425,419호)는, 플라즈마 펄싱(pulsing) 및 기계적인 교반과 같은, 입자 오염을 줄이는 다양한 방법을 발표하는 플라즈마 처리 기술을 게시하였다.

본 발명의 목적은 VLSI 장치의 플라즈마 에칭 및 플라즈마 스퍼터 증착과 같은 플라즈마 처리의 수율을 증가시키는 것이다.

따라서, 본 발명의 목표는 플라즈마 처리 도중 입자 오염을 줄이는 것이다.

또한, 본 발명의 목표는, 플라즈마가 소멸되었을 때, 방출된 오염 입자가 기판의 표면상에 압축되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명은 일반적으로 기판의 플라즈마 처리에 관한 것이고, 특히 플라즈마 처리 도중 입자 오염을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따른 플라즈마 처리 시스템의 개략도.

도 2는 DC 바이어스 제어 회로의 동작에 대한 타이밍도.

도 3은 본 발명의 원리에 따른 플라즈마 처리 시스템의 다른 실시예의 개략도.

도 4는 본 발명의 원리에 따른 플라즈마 처리 시스템의 또 다른 실시예의 개략도.

본 발명의 플라즈마 처리 시스템은 현재의 플라즈마 시스템의 단점을 처리하여, 플라즈마의 소멸로부터 방출된 이후, 오염 입자가 기판 표면상에 압축되는 것을 예방함으로써, VLSI 장치를 위한 처리 수율을 증가시킨다. 따라서, 본 발명의 플라즈마 처리 시스템은 처리 공간을 한정하는 처리 챔버를 포함한다. 처리 챔버는, 플라즈마 가스를 주입하기 위한 적합한 가스 입구부와, 에너지를 가스에 인가하여 처리 공간 내에서 플라즈마를 생성시키기 위한 유도 코일과 같은, 적합한 전기 요소를 포함한다. 전극 베이스는 챔버 내에 위치하고, 처리될 기판을 지지한다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 베이스 전극은, 플라즈마 처리 도중 기판을 바이어스시키기 위한 전극에 RF 전원을 공급하도록 동작할 수 있는 RF 전원 장치에 연결된다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전극은 처리 도중 기판을 접지시키기 위한 접지 전위의 소스에 연결된다.

DC 바이어스 전원 장치는, 기판에 DC 바이어스를 인가하도록 DC 전력을 전극에 선택적으로 공급하기 위한 베이스 전극에 연결된다. DC 바이어스 제어 회로는 DC 바이어스 전원 장치에 연결되고, 기판 표면상의 오염 입자의 압축을 예방하기 위하여, 처리 도중 기판의 바이어스를 선택적으로 제어한다. 특히, DC 바이어스 제어 회로는, 플라즈마가 생성될 때, 전극과 기판에 공급되는 DC 전력을 차단하도록, 정상적으로 동작할 수 있다. 그러나, 제어 회로는 특정 형태의 처리를 위하여 필요하다면, 전극에 DC 전력을 공급할 수도 있다. 두 경우에 있어서, DC 바이어스 전원 장치는, 플라즈마 에칭 또는 플라즈마 스퍼터 증착과 같은 플라즈마 처리에 불리하게 영향을 미치지 않도록, 동작된다.

플라즈마 처리가 종료되고, 플라즈마를 유지하는 전기 에너지가 차단될 때, DC 전원 장치가 DC전력을 전극과 기판에 공급하여, 플라즈마가 소멸되더라도, 순간적으로 DC 바이어스를 기판에 인가하도록, DC 바이어스 제어 회로는 추가로 동작할 수 있다. 플라즈마가 소멸됨에 따라, 통상적으로 기판 표면에 압축되는, 대전된 오염 입자가 기판에 의해 반발되어, 기판의 오염을 예방하도록, 이 기판은 순간적으로 DC 바이어스가 걸린다.

최근의 연구로부터, 플라즈마 시스템에 의해 생성된 입자가 음의 전하를 갖는 것을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명의 양호한 한 실시예에 있어서, 전극과 기판은 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자에 연결된다. 음의 단자는 DC 바이어스 제어 회로에 의해 제어되는 정류자 스위치를 통해 연결된다. 정류자 스위치의 출력은 베이스 전극에 연결되고, 스위치가 닫힐 때, 기판에 음으로 DC 바이어스를 인가하기 위해, 전력은 베이스 전극에 제공된다. DC 바이어스 제어 회로는, 플라즈마 처리의 종료 시 수 초 동안 정류자 스위치를 짧게 연결하도록 동작하고, 이 후 제어 회로는 정류자 스위치를 개방시켜, 베이스 전극으로부터 DC 바이어스 전원 장치를 분리시키고, 기판으로의 DC 전력 흐름을 차단한다. DC 바이어스 전원 장치는 최대 10 mA의 50 내지 1000 VDC 범위에서 양호하게 동작한다. DC 바이어스 전원 장치의 양의 단자는 플라즈마 챔버와 동일한 기준 전위 접지에 연결된다.

처리 중에 기판을 RF 전력으로 바이어스시키기 위한 RF 플라즈마 전원 장치를 사용하는, 본 발명의 실시예에 있어서, 본 발명은 RF 정합(matching) 네트워크를 포함하고, 이 네트워크는, RF 플라즈마 전원 장치와 DC 바이어스 전원 장치로부터의 전력을 수용하기 적합한 전압율을 갖는 출력 분리 커패시터를 구비한다.

선택적으로, 베이스 전극이 접지될 때, 제 2의 정류자 스위치는 접지 전위의 소스와 베이스 전극 사이에 연결된다. 제 2의 정류자 스위치는 DC 바이어스 제어 회로에 동작적으로 연결되고, 전극과 기판의 접지를 제공하기 위해 플라즈마 처리 도중 연결된다. 동시에, DC 바이어스 정류자 스위치는 일반적으로 개방된다. 처리의 종료 시, 제 2의 정류자 스위치는 개방되어, 접지 전위로부터 전극과 기판을 분리시키고, 반면 DC 바이어스 스위치는 연결되어, 기판을 음으로 바이어스시켜, 오염을 예방한다.

전처리 기간 도중 및 플라즈마 소멸 도중에 수 초 동안, 기판은 음의 바이어스 전위로 양호하게 유지되고, 고진공으로 처리 챔버의 펌핑(pumping)을 수반한다. 짧은 DC 바이어스는 확립된 소정의 전처리 기간 도중에 일어나기 때문에, 짧은 DC 바이어스 시간은 처리 챔버의 처리량에 영향을 미치지 않는다.

일부 플라즈마 처리를 위하여, 기판은, 기판으로부터 오염 입자를 제거하는데 필요한 높은 DC 바이어스 전압의 처리를 받을 수 없는 전압에 민감한 소자를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예의 원리에 따라, 전극은 기판에 근접하여 위치하지만, 기판과 접촉하지는 않는다. 기판에 높은 DC 바이어스 전압을 제공함이 없이, 기판의 표면으로부터 전기적으로 대전된 오염 입자를 반발시키기 위한 DC 바이어스를 인가하는 도중에, 전극은 기판 위의 공간에서 전계를 짧게 생성한다. 이에 의해, 기판의 민감한 구조가 보호되면서 오염은 줄어든다.

이에 의해 본 발명은 기판의 오염을 예방하고, 플라즈마 처리의 수율을 증가시키며, 특히 VLSI 장치의 수율을 증가시킨다. 또한, 전처리 기간 도중 기판에는 짧은 DC 바이어스만이 인가되기 때문에, 시스템의 전체 처리 주기는 증가하지 않는다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 명세서의 한 부분에 수용되고, 이를 구성하는 첨부 도면은, 상기 본 발명의 일반적인 설명과 함께, 본 발명의 실시예를 도시하고, 이하에서 주어진 실시예의 상세한 설명은 본 발명의 원리를 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 도시한다. 플라즈마 처리 시스템(10)은 통상적으로 베이스(14)와 덮개(16)를 갖는 챔버(12)를 포함한다. 챔버(12) 내의 처리 공간(18)이, 플라즈마 스퍼터 에칭 또는 플라즈마 스퍼터 증착과 같은, 특정 플라즈마 처리를 위해 필요한 만큼 진공이 걸릴 수 있도록, 덮개(16)와 베이스(14)는 공기 실링제(17)에 의해 함께 접속된다. 본 발명이 플라즈마 스퍼터 에칭 및 스퍼터 증착에 특히 유용하지만, 플라즈마 증기 증착(PVD) 및 플라즈마가 가해진 화학 증기 증착(PECVD)과 같은 다른 플라즈마 처리 또한 본 발명으로부터 처리될 수 있다. 챔버(12)의 한 부분은 실드(shield)(13)에 의해 둘러싸일 수 있다.

플라즈마 처리 챔버(12)는, 적합한 플라즈마 가스 공급부(23), 진공 펌프(27), 및 온도 제어 장치(도시 안됨)에 연결되고, 챔버(12)의 처리 공간(18) 내에 위치하는 기판의 원하는 플라즈마 처리를 달성하기 위하여, 이러한 시스템에 접속되는 필요 포트(port)를 포함한다.

유도 코일(22)과 같은 전기적인 부품은, 덮개(16)를 통해 공간(18) 내로 전기적인 에너지를 인가하여 플라즈마 가스가 플라즈마 또는 플라즈마 구름으로 여기되도록, 챔버(12)에 인접하여 적절하게 위치된다. 코일(22)은 적절한 플라즈마 전원 장치(25)에 연결된다.

기판(20)은, 이하에서 설명되는 바와 같이 본 발명의 목적을 위해 DC 전극으로 작용하는 기판 지지부 또는 베이스(24)에 의해, 처리 공간(18) 내에서 지지된다. 그러므로, 베이스(24)는 전기적으로 전도성이 된다. 챔버(12)는 필요할 때 접지 전위(26)로 접지된다. 베이스 전극(24)은 DC 바이어스 전원 장치(30)에 연결되고, 개방 및 연결 위치 사이에서 스위치될 수 있는 정류자 스위치(34)를 통해 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자(32)에 양호하게 접속된다. 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, DC 바이어스 전원 장치(30)의 양의 단자(36)는 접지 전위에 접속되는데, 이 전위는 양호하게 챔버(12)에 의해 사용되는 동일 접지 전위(26)이다. DC 바이어스 제어 회로(40)는 정류자 스위치(34)에 연결되어, 스위치를 동작시키고, 지지 전극(24)과 기판(20)에 선택적으로 DC 바이어스를 인가한다.

본 발명의 동작에 대해 살펴보면, 기판(20)이 플라즈마로 처리될 때, 플라즈마 가스는 챔버(12) 내의 처리 공간(18)에 인가되고, 에너지는 코일(22)을 통해 처리 공간(18)과 플라즈마 가스로 유도적으로 인가되어, 플라즈마를 생성 및 활성화시킨다. 플라즈마를 생성하기 위해 공간(18) 내로 에너지를 인가하는, 코일(22) 이외의 다른 수단이 사용될 수도 있다. 도 2의 타이밍도의 선(42)에 의해 도시된 바와 같이, 플라즈마 가스가 주입되고, 도시 목적을 위하여 플라즈마 가스 공급부는 온 상태로 지정되었다. 이 직후, 선(44)에 의해 도시된 바와 같이, 코일(22)에 연결된 전원 장치는 온 상태로 되고, 플라즈마를 생성하기 위하여 에너지는 코일(22)에 의해 처리 공간(18)에 인가된다. 도 1에 있어서, 베이스 전극(24)은 적절한 RF 정합 네트워크(48)를 통해 RF 전원 장치(46)에 연결된다. 플라즈마 처리 도중 기판(20)에 바이어스를 인가하기 위하여, RF 에너지는 베이스 전극(24)에 제공된다. 생성된 플라즈마는 스퍼터 에칭의 경우 기판(20)을 에칭하고, 스퍼터 증착의 경우 타깃 입자를 방출시키고, PVD 및 PECVD의 경우 증착 처리를 각각 생성 및 증가시킨다.

플라즈마 처리 도중, RF 전력은 기판(20)에 제공되고, 정류자 스위치(34)는 DC 바이어스 제어 회로(40)에 의해 개방되도록 제어되어, DC 바이어스 전원 장치(30)로부터의 DC 전력은 베이스 전극(24)에 제공되지 않게 된다. DC 바이어스 전원 장치(30)는 이와 같이 처리 챔버(12)와 플라즈마 처리로부터 분리된다. 플라즈마 처리의 종료 시, 도 2의 타이밍도의 선(44)에서 온 상태로부터 오프 상태로의 천이 변화에 의해 도시된 바와 같이, 코일에 대한 전력은 차단된다. 이 직후, 처리 공간(18)으로의 플라즈마 가스의 공급은 도 2의 선(42)에서 온 상태로부터 오프 상태로의 천이 변화에 의해 차단된다.

코일(22)에 대한 전력이 차단될 때, 플라즈마는 소멸되고, DC 바이어스 제어 회로(40)는 짧게 정류자 스위치(34)를 연결시키고, DC 바이어스 전원 장치(30)의 음의 단자(32)를 베이스 전극(24)에 연결한다. 기판(20)은 짧게 음으로 DC 바이어스가 걸려, 소멸된 플라즈마로부터 방출되어 기판(20)의 상부 표면(21) 상에 증착 또는 압축되려는 오염 입자를 반발시킨다. 실험으로부터, 플라즈마 처리 챔버의 처리 공간(18) 내에서 생성된 오염 입자는 일반적으로 음의 전하를 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 기판(20)의 음의 바이어스는 이들 입자를 반발시킨다. 입자가 특정 처리를 위해 우세하게 양으로 대전된다면, 기판(20)으로부터 양으로 대전된 오염 입자를 반발시키기 위해, 베이스 지지부(24)는, 본 발명의 원리에 따라 DC 바이어스 전원 장치(30)의 양의 단자(36)에 연결될 수 있다.

도 2는 플라즈마 전력의 차단 시, 스위치(34)의 순간적인 연결과 기판의 순간적인 DC 바이어싱을 도시한다. 그러나, 스위치(34)는 전원이 차단되기 전에 또는 전력이 차단된 직후에 연결될 수도 있다. DC 바이어스가 처리에 유해하게 영향을 미치지 않고, 기판은 소멸된 플라즈마로부터 압축되는 입자를 반발시키기 위해 제 시간에 바이어스되는 한, 전력이 충분히 차단되는 대략의 시간에 기판(20)에 DC 바이어스를 제공한다.

양호하게, DC 바이어스 전원 장치는, 오염 입자의 충분한 반발 작용을 제공하기 위하여, 10 mA의 최대 전류에서 50 내지 1000 V의 범위에서 동작한다. 베이스 전극(24)과 기판(20)은 플라즈마 전처리 기간에서 통상적으로 수 초 동안만 음 전위로 유지된다. 도 2의 라인(50)에 도시된 바와 같이, DC 바이어스 제어 회로(40)는 DC 바이어스를 온 시키기 위해 정류자 스위치(34)를 짧게 연결시킨 후, DC 바이어스를 오프 시키기 위해 스위치(34)를 개방시킨다, 이후 다시 기판(20)을 전원 장치(30)로부터 분리시킨다. 짧은 DC 바이어스는 다음 처리 주기 이전에 발생하고, 상기 처리 주기는 플라즈마 가스 공급부(23)와 플라즈마 전원 장치(25) 각각의 타이밍 선(42 및 44)의 천이(43 및 45)로 표시된다(도 2). 따라서, 플라즈마 전처리 기간 중의 DC 바이어스는 플라즈마 챔버(12)의 전체 기판 처리량에는 영향을 미치지 않는다. 그러나, 챔버(12)의 수율은, 기판(20)으로부터 오염 입자의 반발작용으로 인해, 증가한다.

도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 기판 베이스 전극(24)은 RF 전원 장치(46)에 의해 바이어스되지 않고, 전기적으로 플로팅(floating) 상태로 남아 있지 않지만, DC 바이어스 제어 회로(40)에도 연결되는 정류자 스위치(54)를 통해 접지 전위(52)의 소스에 연결된다. 처리 도중, 플라즈마는 처리 공간(18) 내에서 생성되고, 정류자 스위치(54)는 DC 바이어스 제어 회로(40)에 의해 연결되어, 베이스 전극(24)의 접지를 제공한다. 동시에, 정류자 스위치(34)는 개방되어 DC 바이어스 전원 장치(30)를 베이스 전극(24)으로부터 분리시킨다. 플라즈마 생성 및 플라즈마 처리의 종료 시, 플라즈마는 소멸되고, DC 바이어스 제어 회로(40)는 정류자 스위치(34)를 바이어스 전극(24)에 연결한 후, 정류자 스위치(54)를 개방시켜 접지 전위(52)로부터 전극(24)을 분리시킨다. 상술한 바와 같이, 이에 의해 DC 바이어스는 짧게 전극(24)과 기판(20)에 제공되어, 기판(20)의 표면(21)으로부터 음으로 대전된 오염 입자를 반발시킨다.

양호하게, 본 발명은, 뉴욕 오랜지버그 소재의 Material Research사(MRC)로부터 취득 가능한, Eclipse-Mark II 집적된 VLSI 에칭 및 스퍼터링 시스템 주위에 사용될 수 있다. 적합한 어떠한 정류자 스위치라도 본 발명에 사용될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시예는 기판(20)을 지지하는 베이스 전극(24)의 DC 바이어스를 사용한다. 그러나, 일부 기판은 민감한 구조 및 장치를 포함할 수 있고, 기판 베이스(24)의 DC 바이어스는 이들에 해가 될 수 있다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고, 여기에서는 기판에 근접하여 전계를 유도하기 위하여, 전극(60)이 기판에 근접하여 위치하고, 정류자 스위치(34)를 통해 적합한 DC 바이어스 전원 장치(30)와 DC 바이어스 제어 회로(40)에 연결된다. 도 4는 기판(20)과 전극(24)을 감싸는 전극(60)을 도시한다. 기판(20) 주위의 전극(60)에 의해 생성된 전계는 소멸된 플라즈마로부터 발생하는 음으로 대전된 임의의 오염 입자를 전기적으로 반발되게 한다. 따라서 전극(60)은 상술한 베이스 전극(24)과 유사하게 동작한다. 다른 형태의 전극도 오염 입자를 반발되게 하기 위하여 본 발명의 원리에 따라 사용될 수 있다.

본 발명이 다양한 실시예의 설명에 의해 도시되었고, 이들 실시예는 상당히 상세하게 설명되었지만, 본 출원인은 첨부된 청구 범위의 범주를 이렇게 상세하게 한정하거나 제한하려고 의도한 것은 아니다. 부가적인 장점 및 개선은 당업자에 있어서 쉽게 이루어질 수 있다. 따라서 넓은 범주 내에서의 본 발명은, 특정 상세 사항, 도시한 장치 및 방법, 및 도시되고 설명된 도시예에 제한되지 않는다.

Claims (26)

1. 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,

   플라즈마 내에서 처리될 기판(20)을 포함하기 위한 처리 공간(18)을 구비한 처리 챔버(12)와,

   상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 처리 공간의 최소한 한 부분에 전기적인 에너지를 인가하도록 동작하고, 상기 처리 공간에 대한 전력을 차단하여 상기 플라즈마가 소멸되도록 동작할 수 있는 전기적인 부품(22)과,

   플라즈마를 생성하기 위하여 접속 부품에 에너지를 공급하기 위한 것으로, 상기 부품의 에너지를 제거하고 상기 플라즈마를 소멸시키도록 전기적으로 동작할 수 있는, 플라즈마 에너지 공급원(25)과,

   상기 챔버 내에 위치하고, 상기 기판에 전기적으로 연결된 전극(24)과,

   상기 전극에 접속된 DC 바이어스 전원 장치(30)를 포함하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,

   상기 DC 바이어스 전원 장치는, 상기 기판을 바이어스시키기 위하여 상기 전극에 DC 전력을 선택적으로 제공하는 것과,

   플라즈마 처리 주기 도중에 상기 기판의 바이어스를 선택적으로 제어하기 위하여, 상기 DC 바이어스 전원 장치에 접속된 DC 바이어스 제어 회로(40)로서, 상기 접속 부품의 에너지가 제거될 때의 대략의 시간에, 상기 전극 및 기판에 DC 전력을 짧게 공급하고, 순간적으로 기판을 DC 바이어스시켜, 상기 플라즈마가 소멸될 때, 상기 플라즈마 내에서 부유하는 대전된 오염 입자는 상기 바이어스가 걸린 기판으로부터 반발되어, 상기 기판의 오염을 예방하는, DC 바이어스 제어 회로(40)를 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는, 플라즈마가 생성될 때, 상기 전극과 기판에 제공된 DC 전력을 차단하도록 추가로 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 전극에 접속되고, 플라즈마가 생성될 때 상기 기판에 RF 전력을 공급하고, 플라즈마가 소멸될 때 상기 RF 전력을 차단하는 RF 전원 장치(46)로서, 상기 기판에 대한 RF 전력이 차단될 때, 상기 DC 바이어스 제어 회로는 순간적으로 상기 기판을 바이어스시키도록 동작할 수 있는, RF 전원 장치(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
4. 제 1항에 있어서, 플라즈마가 생성될 때, 상기 기판을 접지시키기 위해, 상기 전극을 접지 전위에 연결시키는 스위치(34)로서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는, 상기 전극이 상기 DC 바이어스 전원 장치에 의해 순간적으로 바이어스될 때, 상기 스위치를 개방시켜 상기 접지 전위를 제거하도록 추가로 동작할 수 있는, 스위치(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 전극과 상기 DC 바이어스 전원 장치 사이에 연결된 스위치(34)로서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는 플라즈마가 소멸될 때 상기 스위치 연결시켜 상기 기판에 순간적으로 바이어스를 인가하는, 스위치(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는, 플라즈마가 생성될 때, 상기 스위치를 개방시키고, 상기 기판에 인가된 DC 전력을 차단하도록, 추가로 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
7. 제 1항에 있어서, 음으로 대전된 오염 입자를 반발시키기 위해 상기 기판이 음으로 바이어스되도록, 상기 전극은 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 DC 바이어스 전원 장치는 상기 기판을 대략 50 내지 1000 VDC의 범위로 바이어스시키도록 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
9. 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,

   플라즈마 내에서 처리될 기판(20)을 포함하기 위한 처리 공간(18)을 구비한 처리 챔버(12)와,

   상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위한 처리 공간의 최소한 한 부분에 전기적인 에너지를 인가하도록 동작하고, 상기 처리 공간에 전력을 차단하여 상기 플라즈마가 소멸되도록 동작할 수 있는 전기적인 부품(22)과,

   플라즈마를 생성하기 위하여 전기적인 접속 부품에 에너지를 공급하기 위한 것으로, 상기 부품의 에너지를 제거하고 상기 플라즈마를 소멸시키도록 전기적으로 동작할 수 있는, 플라즈마 에너지 공급원(25)과,

   상기 챔버 내에 위치한 전극(60)과,

   상기 전극에 접속된 DC 바이어스 전원 장치(30)를 포함하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,

   상기 전극은, 상기 기판에 물리적으로 접촉하지 않고, 상기 기판에 근접하여 위치하고,

   상기 DC 바이어스 전원 장치는, 상기 기판에 근접하여 전계를 발생시키기 위하여, 상기 전극에 DC 전력을 선택적으로 제공하는 것과,

   플라즈마 처리 주기 도중에 상기 전극의 바이어스를 선택적으로 제어하기 위하여, 상기 전원 장치에 접속된 DC 바이어스 제어 회로(40)로서, 상기 플라즈마가 소멸될 때, 상기 기판의 오염을 예방하기 위하여 상기 플라즈마 내에서 부유하는 대전된 오염 입자가 상기 기판으로부터 반발되고, 상기 기판은 직접적인 DC 바이어스의 유해한 영향으로부터 보호되도록, 상기 DC 바이어스 제어 회로는, 상기 접속 부품의 에너지가 제거될 때의 대략의 시간에 상기 기판에 근접한 상기 전계를 순간적으로 생성시키기 위하여, 상기 전극에 DC 전력을 짧게 공급토록 동작할 수 있는, DC 바이어스 제어 회로(40)를 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는, 상기 전극에 인가된 DC 전력을 차단하고, 플라즈마가 생성될 때 상기 전계를 차단하도록, 추가로 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
11. 제 9항에 있어서, 상기 전극과 상기 DC 바이어스 전원 장치 사이에 연결된 스위치(34)로서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는 상기 플라즈마가 소멸될 때 상기 스위치를 연결하여 상기 전극을 바이어스시키도록 동작할 수 있는, 스위치(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 DC 바이어스 제어 회로는 플라즈마가 생성될 때 상기 스위치를 개방시켜 상기 전극에 인가된 DC 전력을 차단하도록 추가로 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
13. 제 9항에 있어서, 상기 전극이 음으로 바어어스되어 음으로 대전된 오염 입자를 반발시키도록, 상기 전극은 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치.
14. 기판을 플라즈마로 처리하는 방법으로서,

    처리 챔버(12) 내의 전극(24)상에 위치하고 전기적으로 연결되는 기판을 상기 처리 챔버의 처리 공간(18) 내에 위치시키는 단계와,

    플라즈마 가스를 상기 처리 공간 내로 주입하는 단계와,

    상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위하여 상기 처리 공간의 최소한 한 부분과 플라즈마 가스 내부에 전기적인 에너지를 인가하고, 후속적으로 플라즈마에 대한 전력을 차단하여 상기 플라즈마 처리가 종료되었을 때 플라즈마를 소멸시키기는 단계와,

    상기 전극에 DC 바이어스 전원 장치(30)를 연결시키는 단계를 포함하는 기판의 플라즈마 처리 방법에 있어서,

    상기 기판에 바이어스를 인가하기 위해 DC 바이어스 전원 장치로 상기 전극에 DC 전력을 선택적으로 제공하는 단계와,

    플라즈마가 소멸될 때, 플라즈마 내에서 부유된 대전된 오염 입자가 바이어스가 걸린 기판으로부터 반발되어 기판의 오염을 방지하도록, 생성된 플라즈마에 대한 전력이 차단될 때의 대략의 시간에 상기 기판을 순간적으로 바이어스시키도록 상기 전극과 기판에 DC 전력을 짧게 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 기판을 처리하기 위해 플라즈마가 생성될 때, 상기 전극 및 기판에 제공된 DC 전력을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
16. 제 14항에 있어서, 상기 기판을 처리하기 위하여 플라즈마가 생성될 때 상기 기판에 RF 전력을 제공하고, 상기 플라즈마가 소멸될 때 상기 RF 전력을 차단하는 단계로서, 상기 기판에 대한 RF 전력이 차단될 때 상기 기판은 순간적으로 바이어스되는, RF 전력의 공급 및 차단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
17. 제 14항에 있어서, 상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마가 생성될 때 상기 기판을 접지시키기 위해 상기 전극을 접지 전위에 연결하고, 상기 전극이 DC 바이어스 전원 장치에 의해 바이어스될 때 상기 접지 전위를 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
18. 제 14항에 있어서, 상기 DC 바이어스 전원 장치는 스위치(34)를 통해 상기 기판에 연결되는데,

    상기 플라즈마가 소멸될 때, 상기 스위치를 연결하고 상기 기판을 바이어스시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
19. 제 18항에 있어서, 플라즈마가 생성되고, 상기 기판이 처리될 때, 상기 스위치를 개방하고 상기 기판에 인가된 DC 전력을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
20. 제 14항에 있어서, 상기 기판이 음으로 바이어스되어 음으로 대전된 오염 입자를 반발시키도록, 상기 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자를 상기 전극에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
21. 제 14항에 있어서, 대략 50 내지 1000 VDC의 범위로 상기 기판을 바이어스시키기 위해 상기 DC 바이어스 전원 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
22. 기판(20)을 플라즈마로 처리하는 방법으로서,

    처리 챔버(12)의 처리 공간(18) 내에 기판을 위치시키는 단계와,

    플라즈마 가스를 상기 처리 공간 내로 주입하는 단계와,

    상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마를 생성하기 위하여 상기 처리 공간의 최소한 한 부분과 상기 플라즈마 가스 내부에 전기적인 에너지를 인가하고, 후속적으로 플라즈마에 대한 전력을 차단하여 상기 플라즈마 처리가 종료되었을 때 플라즈마를 소멸시키기는 단계와,

    상기 챔버 내의 전극에 DC 바이어스 전원 장치(30)를 연결시키는 단계를 포함하는 기판의 플라즈마 처리 방법에 있어서,

    상기 기판은 상기 전극에 근접하지만 접촉하지는 않고,

    상기 기판에 근접하여 전계를 생성하기 위해 상기 적극에 DC 전력을 선택적으로 제공하는 단계와,

    플라즈마가 소멸될 때, 플라즈마 내에서 부유된 대전된 오염 입자가 기판으로부터 반발되어 기판의 오염을 예방하고, 상기 기판이 직접적인 DC 바이어스의 유해한 영향으로부터 보호되도록, 생성된 플라즈마에 대한 전력이 차단될 때의 대략의 시간에 상기 기판에 근접한 상기 전계를 을 순간적으로 생성시키기 위하여, 상기 전극에 DC 전력을 짧게 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
23. 제 22항에 있어서, 상기 전극에 제공된 DC 전력을 차단하여, 상기 기판을 처리하기 위한 플라즈마가 생성될 때 상기 전계를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
24. 제 22항에 있어서, 상기 DC 바이어스 전원 장치는 상기 전원 장치의 출력에 연결된 스위치(34)를 포함하는데,

    플라즈마가 소멸될 때, 상기 스위치를 연결하고 상기 전극을 짧게 바이어스시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
25. 제 24항에 있어서, 플라즈마가 생성될 때, 상기 스위치를 개방하고, 상기 전극에 제공된 DC 전력을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.
26. 제 22항에 있어서, 상기 전극이 음으로 바이어스되어 음으로 대전된 오염 입자를 반발시키도록, 상기 전극을 DC 바이어스 전원 장치의 음의 단자에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 플라즈마 처리 방법.