KR100328655B1 - Ｃｃｐ 반응용기의 평판형 가스도입장치 - Google Patents

Ｃｃｐ 반응용기의 평판형 가스도입장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100328655B1
KR100328655B1 KR1020000016368A KR20000016368A KR100328655B1 KR 100328655 B1 KR100328655 B1 KR 100328655B1 KR 1020000016368 A KR1020000016368 A KR 1020000016368A KR 20000016368 A KR20000016368 A KR 20000016368A KR 100328655 B1 KR100328655 B1 KR 100328655B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas introduction
gas
magnets
plate
plasma
Prior art date
Application number
KR1020000016368A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010006913A (ko
Inventor
스닐위크라마나야카
Original Assignee
니시히라 순지
아네르바 가부시키가이샤
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 니시히라 순지, 아네르바 가부시키가이샤 filed Critical 니시히라 순지
Publication of KR20010006913A publication Critical patent/KR20010006913A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100328655B1 publication Critical patent/KR100328655B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/3244—Gas supply 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
    • H01J37/3266—Magnetic control means

Landscapes

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

Abstract

해결수단:CCP 반응용기내에 설치된 평판형 가스도입장치(14)는 상부전극(17)과 복수의 가스도입공(19a)을 구비한 가스도입 플레이트(19)와, 그들 사이의 가스리시버(20)로 구성된다. 상부전극은 상부플레이트 하면에 개개로 배치된 복수의 마그네트를 가지고, 마그네트 각각은 가스도입공 각각과 대응시키고, 마그네트의 자축이 대응하는 가스도입공의 축과 일직선이 되도록 배치되어 있다. 이 구조는 가스도입공의 양측단부에서 생기는 플라즈마로 촉진되는 부식을 방지한다.

Description

ＣＣＰ 반응용기의 평판형 가스도입장치{PLANER GAS INTRODUCING UNIT OF CCP REACTOR}
발명이 속한 기술분야
본 발명은 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치에 관한 것으로, 특히 CCP 반응용기에 설치되고, 그 수명과 이용효율을 높이기 위하여 그 가스도입공의 부식을 적게 하거나 방지할 수 있는 가스도입 플레이트를 구비한 평판형 가스도입장치에 관한 것이다.
종래의 기술
용량결합형 플라즈마(CCP) 반응용기는 반도체 제조장치의 산업에 있어 광범위하게 응용되어 사용되고 있다. CCP 반응용기는 (1) 캐소드전극과 애노드전극 사이의 좁은 틈새에 기인하는 플라즈마 반응용기의 저애스펙트비, (2) 플라즈마의 더 좋은 반경방향의 균일성, (3) 플라즈마 개시가 용이한 것, (4) 더 좋은 가스분포를 만드는 샤워헤드타입의 평판형 가스도입장치를 사용할 수 있는 것 등의 많은 이점을 가지고 있기 때문에 큰 관심으로 주목되고 있다.
CCP 반응용기에 대한 문제의 하나는 샤워헤드타입의 평판형 가스도입장치의 가스도입 플레이트에 있어서 비균일의 부식에 관련되는 것이다. 가스도입 플레이트는 복수의 가스도입공을 가지고, 이들 가스도입공은 가스도입 플레이트의 다른 영역에 비교하여 플라즈마에 의해 더 높은 비율의 부식을 받기 쉽다. 가스도입공에 있어서의 부식은 그 상측에서와 같이 그 하측에서도 일어난다. 이 부식의 생성메카니즘은 아래에서 도 4, 5에 의거 상세히 설명한다.
도 4는 CCP 반응용기(100)의 1예를 나타내는 간략화된 도면이다. CCP 반응용기(100)는 상부플레이트(51), 저부플레이트(52), 원통형 측벽(53), 상부전극(54), 및 웨이퍼홀더(55)로 구성된다. 상부전극(54)은 CCP 반응용기(100)의 상측에서 링형 절연체(56)에 의해 설치되고, 웨이퍼홀더(55)는 평판형 절연체(57)에 의해 지지되면서 저부플레이트(50)상에 설치된다. 또한 절연체 플레이트(58)는 상부플레이트(51)와 상부전극(54) 사이에 설치된다. 상부전극(54)은 금속으로 제작되며, 가령 알루미늄이 사용된다. 상부전극(54) 하에는 가스도입 플레이트(59)가 존재한다. 상부전극(54)과 가스도입 플레이트(59) 사이에는 가스리시버라 일컫는 좁은 공간(60)이 존재한다. 가스리시버(60)의 목적은 가스도입 플레이트(59)의 전면에 걸쳐 균일한 가스분포를 부여함에 있다. 가스도입 플레이트(59)의 재질은 플라즈마가 응용되는 타입에 의존하고, 가령, 드라이에칭의 응용에 있어서는 카본 또는 Si가 통상 사용된다. 몇몇 다른 응용에 있어 유전체 물질, 가령 석영 또는 세라믹이 통상 사용된다. 가스도입 플레이트(59)에는 가스리시버(60)에서 플라즈마로 프로세스가스를 도입하기 위한 다수의 가스도입공(59a)이 존재한다. 가스도입공(59a)의 지름은 약 0.5mm이다. 가스도입공(59a)의 간격은 통상의 플라즈마원으로, 5mm에서 20mm로 변화할 수 있다. 그러나, 가스도입공(59a)간의 이격거리와 무관하게, 가스도입공(59a)간의 등간격이 통상 산업용 플라즈마원의 대부분에 있어 유지되고 있다. 즉, 가스도입공(59a)은 가스도입 플레이트(59)상에 그려진 동일한 정사각형의 각부(角部)로 제작된다. 웨이퍼홀더(55)상에는 처리되어야 할 웨이퍼(61)가 존재한다. 웨이퍼(61)는 가스도입 플레이트(59)에 평행으로 대향하고 있다.
고주파(rf) 전력원(62)은 정합회로(63)를 통하여 상부전극(54)에 접속해 있다. 고주파전력원(62)은 통상 10MHz∼100MHz 범위에 있어서의 주파수로 동작한다. 고주파전력이 상부전극(54)에 부여될 때, 플라즈마가 용량결합형 메카니즘에 의해 가스도입 플레이트(59)와 웨이퍼홀더(55)간에 생성된다. 그러나, 플라즈마발생영역은 전자가열과정이 주로 가스도입 플레이트(19) 하측에 존재하는 시스(sheath) 전압의 발진으로 일어나므로, 가스도입 플레이트(59) 근방에 존재하게 된다. 그러므로, 플라즈마밀도는 가스도입 플레이트(59)에 접근함에 따라 높아지고, 기상에서의 재결합과 양극성 확산이 원인으로 하류를 향하여 차츰 감소한다.
상기와 같이 가스도입 플레이트(59)에 관련된 주된 문제는 플라즈마에 의거한 가스도입공(59a)에서의 더 높은 부식속도이다. 이 부식은 가스도입 플레이트(59)의 낮은 이용효율이라는 결과를 초래한다. 이 부식의 메카니즘이 이하에 설명된다.
플라즈마는 통상 현재의 산업에 있어서의 이용 대부분에 있어서, 낮은 압력으로 생성되고, 가령, 10mTorr∼100mTorr 범위이다. 그러나, 가스를 도입공(59a)의 단부(59a-1)에 있어서 조금만 높은 가스압력이고, 그리고 가스리시버(60) 내부에서 더욱 높은 가스압력으로 되어 있다. 플라즈마 밀도는 압력에 의존하여 변화된다. 높은 압력에서는 플라즈마 밀도는 더욱 높아진다. 용량결합형 플라즈마에 있어서고주파전극은 일반적으로 자기 바이어스 전압을 가지고 있다. 상기의 경우에 있어서, 가스도입 플레이트(59)는 고주파전극으로서 기능하고, 그리고 그 때문에 자기 바이어스전압을 갖는다. 가스도입 플레이트(59)에서 발생하는 자기바이어스전압의 값과 극성은 많은 파라미터, 가령 캐소드(가스도입 플레이트)와 애노드(플라즈마가 접촉하는 모든 접지된 표면)의 표면면적비, 고주파전력원(62)의 동작주파수, 플라즈마밀도 등에 의존한다. 실제의 응용에 사용되는 플라즈마원의 대부분에 있어서, 고주파전극은 음의 자기바이어스전압이 발생한다. 이 음의 자기바이어스전압 때문에 플라즈마중의 양의 이온은 가스도입 플레이트(59)를 향하여 가속하고, 그리고 그 표면에 충돌한다. 이들 이온은 가속의 과정에 의해 더 높은 에너지를 취득하고, 이리하여 가스도입 플레이트(59)상에서의 이온 충돌이 가스도입 플레이트(59)에서의 스퍼터링의 원인이 된다. 상기 설명과 같이 스퍼터링의 손실은 가스도입공(59a)에서 더욱 높아진다. 이는 이들 장소에 있어서 더 높은 플라즈마 밀도가 있기 때문이다. 이 공정은 가스도입 플레이트(59)의 다른 영역에 비교하여 가스도입공(59a)의 부식이 확대되는 원인이 되고, 이 사실이 가스도입공(59a)의 직경을 확대시키는 결과를 초래한다. 가스도입공의 직경 증가에 따라 플라즈마는 가스도입공(59a)의 벽에서의 전자의 다중반사에 의해 가스도입공(59a)에 갇혀 버리는 경향이 있다. 따라서, 가스도입공(59a)에서의 부식 속도는 플라즈마 발생시간 중에 가속된다. 이 과정은 도 5와 같이 긴 동작시간 경과후, 그 하측단부(59a-1)에 원추형의 가스도입공(64)을 만들어낸다.
동일하게 하여 가스도입공(59a)의 상측단부(59a-2)에서 발생한 마이크로플라즈마는 가스도입공(59a)의 상측 부식의 원인이 된다. 이들 부식의 과정 때문에 도 5와 같이 그 상측단부(59a-2)에 원추형의 가스도입공(65)이 형성된다. 가스도입 플레이트(59)의 수명은 가스도입공(59a)에 있어서의 침식되는 상측단부와 하측단부가 이어진다는 조건에 의해 제한된다. 이러한 이유로 긴 수명을 유지하기 위하여 통상 더욱 두꺼운, 약 10mm의 가스도입 플레이트(59)가 CCP 반응용기(100)에 사용된다. 그러나, 가스도입 플레이트(59)는 가스도입공(59a)의 부식이 그 수명을 결정하기 때문에 매우 낮은 이용효율을 갖게 된다.
또한, 플라즈마의 생성에 있어서 폴리머 퇴적성의 혼합가스(a polymer deposition gas chemistry)가 사용될 경우에 상부전극(54) 하면 부위에 폴리머의 퇴적(65)이 관찰되고, 도 5와 같이 그것은 가스도입공(59a)의 정확한 위쪽에 존재한다. 폴리머퇴적(65)은 다음 2가지 이유 (1)과 (2)에 의거한다. (1) 가스도입공(59a)의 상측단부(59a-2)에서 발생한 마이크로플라즈마 때문에 폴리머 퇴적 래디칼(radical)이 형성된다. (2) 가스도입 플레이트(59) 하측의 주플라즈마에서 생성된 폴리머 퇴적 래디칼은 가스도입공(59a)을 통하여 확산할 수 있다. 이 확산 공정은 플라즈마발생 시간중에서의 가스도입공의 직경 증가에 따라 증가하게 된다. 폴리머퇴적(66)에 의해 형성되는 층의 두께가 그것이 벗겨져서 플라즈마중에 미세한 파티클로서 방출되는 정도로 두껍게 되기 전에 CCP 반응용기(100)에 있어서의 플라즈마에 의한 웨이퍼(60)에의 공정은 정지될 것이다. 플라즈마에 있어서의 미세한 파티클 존재는 불량 디바이스의 원인이 된다.
본 발명의 목적은 가스도입공의 프라스마 강화 부식을 억제함으로써 더욱 긴수명을 유지하고, 더 높은 이용효율을 갖는 가스도입 플레이트(59)를 구비한 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치를 제공함에 있다.
도 1은 발명된 구성과 가스도입 플레이트를 구비한 용량결합형 플라즈마 원의 단면도,
도 2는 서로 영향을 주지 않을 정도로 충분히 이격된 2개의 마그네트에서 방사되는 자속선의 단면도,
도 3은 서로 접근하여 존재하는 2개의 마그네트에서 방사되는 자속선 단면도를 나타내고, 1개의 마그네트 자속선은 다른 마그네트를 통과한다.
도 4는 종래의 용량결합형 플라즈마원의 단면도,
도 5는 종래의 플라즈마원에 있어서의 침식된 가스도입공의 단면 확대도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: CCP 반응용기 11: 상부플레이트
12: 저부플레이트 13: 원통형 측벽
14: 가스도입장치 15: 기판홀더
17: 상부전극 18: 마그네트
19: 가스도입 플레이트 19a: 가스도입공
20: 가스리시버 22: 자계
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 의한 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치는 상기 목적을 달성하기 위하여 다음과 같이 구성된다.
CCP 반응용기내에 설치되는 평판형 가스도입장치는 상부전극, 복수의 가스도입공을 구비한 가스도입 플레이트, 그들 사이의 가스리시버로 구성된다. 이 평판형 가스도입장치에 있어서, 또한 상부전극은 상부플레이트 하면에 분리되어 위치하는 복수의 마그네트를 가지고, 그리고 복수의 마그네트 각각은 가스도입공 각각에 대응하여 배치되고, 복수의 마그네트중 어느 마그네트축도 대응하는 가스도입공의 축에 일치하도록 되어 있다. 상기 구조에 따르면 마그네트 각각은 대응하는 가스도입공 양단부에 생기는 플라즈마에 의해 촉진되는 부식을 방지한다.
상기 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치에 있어서, 바람직하게는 복수의 마그네트는 복수의 마그네트가 인접한 2개의 마그네트 사이에 자계가 원인이 되어 상호작용이 생기도록 접근하여 배치될 경우, CCP 반응용기 내부를 향한 양자택일의 극성을 구비하고 가스도입공 상방에 배치된다.
발명의 실시형태
이하에 첨부도면을 참조하여 적합한 실시형태를 설명한다. 이 실시형태의 설명을 통하여 본 발명의 상세가 명백해질 것이다.
본 발명의 실시형태는 도 1과 도 2에 따라 설명된다. 도 1은 평판형 가스도입장치의 발명된 구성을 구비한 CCP 반응용기(10)의 개략표시도면이다. CCP 반응용기(10)는 상부플레이트(11)와 저부플레이트(12)와 원통형 측벽(13)으로 되며, 그 내부에 평판형 가스도입장치(14)와 기판홀더(15)를 갖추고 있다. 평판형 가스도입장치(14)는 원통형측벽(13)의 상측부분에 링절연체(16)를 통하여 고정되어 있다. 평판형 가스도입장치(14)는 상부전극(17), 복수의 마그네트(18), 및 가스도입 플레이트(19)로 구성되어 있다.
상부전극(17)은 비자성금속, 가령 알루미늄에 의해 제작되어 있다. 가스도입 플레이트(19)는 도전성물질 또는 비도전성물질로 만들어진다. 도전성물질로는 알루미늄, 카본, 또는 불순물을 첨가한 실리콘이 사용되고, 그리고 비도전성물질로는 수정 또는 세라믹이 사용된다. 그 물질의 타입은 본질적으로 플라즈마 공정의 타입에 따라 결정된다. 가스도입 플레이트(19)의 두께는 통상 10mm 또는 그보다 작다. 가스도입 플레이트(51)의 직경은 플라즈마 공정을 받는 웨이퍼의 직경크기에 따라 결정된다.
상부 전극(17)과 가스도입 플레이트(59) 사이에는 가스리시버(20)로서 좁은 스페이스 즉 틈새가 존재한다. 가스리시버(20)의 틈새 혹은 통상 약 1mm이다. 다수의 가스도입공이 가스도입 플레이트(59)를 통하여 만들어진다. 가스도입공(19a) 직경은 통상 약 0.5∼0.6mm이다. 그 가스의 균일한 분포를 유지하기 위하여 가스도입공(19a)은 서로 같은 간격으로 만들어진다. 가장 통상의 실시는 가스도입공(19a)은 가스도입 플레이트(59)상에 묘사된 동일한 정사각형의 각부로 만들어진다는 사실이다. 인접한 2개의 구멍(19a) 사이의 간격이 중요한 것이 아니라 그것은 5∼30mm로 바뀔 수 있다. 가스도입공의 개수는 가령 55∼200이고, 바람직하게는 약 124이다.
상부전극(17) 하면에는 복수의 구멍(21)이 마그네트(18)를 삽입할 목적으로 만들어져 있다. 구멍(21)은 마그네트(18)의 형상에 의존하여 정사각형 또는 원통형의 형상이다. 구멍(21) 크기는 마그네트(18) 크기보다 약간 크게 되어 있고, 통상 0.5mm 정도 크게 되어 있다.
마그네트(18)의 형상과 크기는 중요한 것은 아니다. 마그네트(18)의 단면형상은 정사각형 또는 원형이다. 만일 마그네트의 단면형상이 원형일 경우는 그 직경은 5mm에서 20mm로 바뀔 수 있다. 만일 마그네트의 단면형상이 정사각형일 경우는 그것에 상당한 크기가 채용된다. 동일하게 마그네트의 높이는 중요하지 않고, 2mm에서 20mm로 변할 수 있다. 그러나, 더 큰 높이를 갖는 마그네트를 사용할 수도 있다. 통상, 가스도입 플레이트(19)의 두께 증대에 따라 마그네트(18)의 높이도, 마그네트(18)에 의해 제작되는 자계(22)가 가스도입공(19a)의 상당한 체적부분을 통과하도록 하기 위하여 동일하게 증가한다.
복수의 마그네트(18)의 위치는 각각 정확하게 가스도입공(19a)의 상방이 아니면 안된다. 즉, 가스도입공(19a)의 수직축과 이에 대응하는 마그네트(18)는 실질적으로 동일한 것이어야 한다. 이 사실은 마그네트의 자축(磁軸)이 대응하는 가스도입공의 측에 대하여 일직선이 되는 것을 의미한다. 이로 인해, 마그네트 개수는 가스도입공의 개수와 동일하다. 기타 조건은 각 마그네트(18)의 자극 1개가 플라즈마 쪽으로 향하고 있는 점이다. 마그네트(18)의 자계의 강도는 동일하게 중요한 것은 아니고 50가우스에서 1킬로가우스 범위에서 변할 수 있다.
마그네트(18)의 배치 방식은 그들의 크기, 자계강도, 간격에 의존하여 2개의 다른 방법이 있다. 1개의 마그네트에서 다른 인접 마그네트로 방사되는 자계(22)의 영향이 없을 경우는 마그네트(18)는 플라즈마를 향하는 자극이 랜덤 순서가 되도록 임의로 설정된다. 이 조건을 갖기 위해서는 마그네트(18)의 간격이 보다 크게 되지 않으면 안되고, 또는 마그네트(18)의 크기보다 작게 되지 않으면 안되며, 또는 상기 조건 양쪽이 필요하게 된다. 이 경우의 자계(22)의 자속선(22a)의 패턴이 도 2에 표시된다.
1개의 마그네트에서 방사되는 자계(22)가 인접한 마그네트를 통과할 경우는 다른 마그네트 배치가 선택된다. 즉, 인접한 2개의 마그네트 사이에 자계가 원인으로 상호작용이 생기도록 마그네트가 접근하여 배치될 경우가 있다. 이런 조건을 갖기 위해서는 마그네트(18)간의 간격이 더욱 작지 않으면 안되거나 또는 마그네트의 크기/또는 자계강도가 크지 않으면 안된다. 이 경우는 마그네트(18)는 양자택일의 극성을 갖도록 설치하지 않으면 안된다. 마그네트(18)의 이런 구성으로 만들어지는 자계(22)의 자속선(22a) 패턴이 도 3에 표시된다.
도 2와 도 3에 표시된 마그네트 배치의 양쪽에 있어서, 자계(22)는 가스도입공(19a)을 통과하고 있다. 또한, 자계(22)의 방향은 거의 수직방향이고, 특히 가스도입공(19a)의 상측단부에서는 수직이 되어 있다. 자계(22)의 방향은 가스도입공(19a) 하측단부에는 수직방향에서 조금 편이해 있다. 그 편차 정도는 가스도입 플레이트(19)의 두께와 자계(22)의 강도에 의존한다. 그러나, 적당한자계(22)의 강도와 가스도입 플레이트(19)의 두께를 선택함으로써 가스도입공(19a) 하측단부에서 더욱 높은 자계강도가 얻어진다.
또한, 상기 기판홀더(15)는 평판형 절연체(31)를 통하여 저부플레이트(12)에 설치된다. 기판홀더(15)는 전기적으로 저부플레이트(12)에서 절연되어 있다. 기판홀더(15)상에는 수평상태로 처리되어야 할 기판(32)이 탑재되어 있다. 이 경우에 있어서, 가령 기판의 직경은 200mm이고, 웨이퍼홀더(15)와 평판형 절연체(31)의 직경은 300mm이다. 또, 상부전극(17)과 상부플레이트(11) 사이에도 평판형 절연체(33)가 있다. 상부전극(13)은 정합회로(35)를 통하여 고주파전력원(34)과 접속되어 있다. 정합회로(35)로부터의 전력공급경로는 상부전극(17)에 접속된 상부플레이트(11)와 평판형 절연체(33)를 경유하여 통과한다. 이에 따라 상부전극은 고주파 전력원에서 고주파전력을 공급한다.
다음에, 가스도입공(19a)에 있어서의 부식 감소를 설명한다. 일단 플라즈마가 용량결합형 메카니즘에 의해 만들어지면 가스도입 플레이트에 있어서의 음의 직류(dc) 바이어스 전압 때문에 가스도입 플레이트(19)상에 거의 연속적인 이온의 충돌이 생긴다. 그러나, 제 1 실시형태에 있어서는 가스도입공(19a)의 각 상방에 마그네트(18)가 존재한다. 마그네트(18)에 따른 자계는 대응하는 가스도입공(19a) 주위만이 아니라 플라즈마중에도 약간 침투한다. 이 자계(22)에서의 전자는 사이크로트론회전을 받고, 만일 자계(22)가 강할 때는 전자는 자계거울면 반사과정에 의해 반사된다. 이들 이유에 따라 가스도입 플레이트(19)의 다른 영역에 비교하여 가스도입공(19a)의 각 주위에서는 전자충돌이 더 적어진다. 이 사실은 만일 가스도입플레이트(19)가 절연물질로 만들어져 있다면 가스도입공(19a) 주위의 음의 직류전압은 상대적으로 더욱 작아진다는 것을 표시하고 있다. 이리하여 가스도입공(19a) 주위에 충돌하는 이온은 더욱 적은 에너지를 얻는다. 이 사실이 가스도입공(19a)에 있어서의 부식을 방지하고 또 적게 한다.
자계(22)의 존재에 있어, 이온도 동일하게 사이클로트론회전을 받는다. 만일 자계(22)의 강도가 낮을 경우, 또는 이온의 에너지가 낮을 경우는 이온의 사이클로트론의 반경은 커진다. 가령 100가우스의 자계에 있어서 0.026 엘렉트론볼트(eV)의 아르곤이온(Ar+)의 사이클로트론 반경은 대략 1.4cm이다. 그 사이클로트론 회전 때문에 이온은 가스도입공(19a)에서 이격되도록 이동한다. 만일 가스도입공(19a)에 있어서의 자계(22)가 충분히 강할 경우는 이온이라도 반사에 의해 플라즈마에 복귀된다. 이 과정은 설사 가스도입 플레이트가 도전성 물질로 만들어질 경우에도 가스도입공(19a)의 위 및 주위에서의 이온선속을 감소시킨다.
상기 사실과 상호관계를 갖는 다른 이유는 플라즈마 밀도가 마그네트(18) 사이(또는 가스도입공(19a) 사이)에서 증가하고, 자극에서 감소하기 때문이다. 때문에, 가스도입공(19a) 주위의 이온밀도는 낮아지고, 그에 따라 가스도입공(19a) 주위의 이온의 유속도 낮아진다. 이 사실은 가스도입공(19a)에 있어서의 부식 감소라는 결과를 가져온다.
또한, 가스도입공(19a)의 상측단부에서 자계(22)는 강하고, 거의 수직방향으로 존재한다. 이는 전자의 수평방향의 움직임을 방지한다. 전자의 수평방향의 움직임이 없으면 이 영역에 있어서 안정된 플라즈마를 만들 수는 없다. 이리하여 가스리시버(20)에 있어서의 마이크로플라즈마 발생이 방지된다. 가스리시버(20)에 있어서 플라즈마가 존재하지 않으므로 가스도입공(19a) 상측단부의 부식은 생기지 않는다.
상기 설명과 같이, 가스도입공(19a)의 부식은 가스도입공(19a)의 각 상측에 각각의 마그네트(18)를 배치함으로써 감소되고, 또는 방지된다. 또한 가스도입공의 부식이 더욱 적어지고, 또는 없어지므로 가스도입 플레이트(19)의 두께를 감소시킬 수 있다. 또한 가스리시버 영역에 있어서 플라즈마가 생기지 않으므로 상부전극(17) 하면에 있어서의 막퇴적이 최소화된다. 이리하여 상부전극중(17) 하면에 퇴적되는 상기 폴리머층에 의해 문제되었던 오염문제도 최소화된다.
본 발명에 따른 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치는 복수의 마그네트에 관련되는 가스도입 플레이트를 가지고, 가스도입공의 부식을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이것은 가스도입 플레이트의 수명과 그 이용효율을 증대하는 결과를 가져온다.

Claims (2)

  1. 상부전극과, 복수의 가스도입공을 구비한 가스도입 플레이트와, 상기 그들 사이에 설치된 가스리시버로 구성되는 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치에 있어서, 상기 상부전극은 상기 상부플레이트 하면에 분리되어 배치된 복수의 마그네트를 가지고, 상기 마그네트 각각은 상기 마그네트중의 어느 자축이 상기의 대응하는 가스도입공의 축에 일치하도록 상기 가스도입공 각각에 대응하여 배치되고, 거기에 있어서 상기 각 마그네트는 상기 대응하는 가스도입공에서의 플라즈마로 강화된 부식을 방지하는 것을 특징으로 하는 평판형 가스도입장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 인접한 2개의 상기 마그네트 사이에서 자계에 의해 상호작용이 생기도록 상기 마그네트가 접근하여 배치될 때, 상기 복수의 마그네트는 CCP 반응용기 내부에 대향하는 양자택일의 극성을 가지고, 상기 가스도입공 상방에 배치되는 것을 특징으로 하는 CCP 반응용기의 평판형 가스도입장치.
KR1020000016368A 1999-05-19 2000-03-30 Ｃｃｐ 반응용기의 평판형 가스도입장치 KR100328655B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13932599A JP4307628B2 (ja) 1999-05-19 1999-05-19 Ｃｃｐ反応容器の平板型ガス導入装置
JP99-139325 1999-05-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010006913A KR20010006913A (ko) 2001-01-26
KR100328655B1 true KR100328655B1 (ko) 2002-03-15

Family

ID=15242694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000016368A KR100328655B1 (ko) 1999-05-19 2000-03-30 Ｃｃｐ 반응용기의 평판형 가스도입장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6333601B1 (ko)
JP (1) JP4307628B2 (ko)
KR (1) KR100328655B1 (ko)
TW (1) TW473556B (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4437351B2 (ja) * 2000-01-14 2010-03-24 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマエッチング装置
TW580735B (en) * 2000-02-21 2004-03-21 Hitachi Ltd Plasma treatment apparatus and treating method of sample material
KR100676979B1 (ko) * 2001-02-09 2007-02-01 동경 엘렉트론 주식회사 성막 장치
JP4554117B2 (ja) * 2001-07-13 2010-09-29 キヤノンアネルバ株式会社 表面処理装置
TW554420B (en) * 2001-08-06 2003-09-21 Anelva Corp Surface processing device
US6846746B2 (en) * 2002-05-01 2005-01-25 Applied Materials, Inc. Method of smoothing a trench sidewall after a deep trench silicon etch process
KR100481278B1 (ko) * 2002-08-22 2005-04-07 한국디엔에스 주식회사 용량결합형 플라즈마 에칭 장치
KR100585089B1 (ko) * 2003-05-27 2006-05-30 삼성전자주식회사 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치,플라즈마 처리장치용 절연판, 플라즈마 처리장치용하부전극, 웨이퍼 가장자리의 플라즈마 처리방법 및반도체소자의 제조방법
KR100712124B1 (ko) * 2005-01-18 2007-04-27 삼성에스디아이 주식회사 용량결합형 플라즈마 처리 장치
KR100738875B1 (ko) * 2006-02-15 2007-07-12 주식회사 에스에프에이 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치
US7732728B2 (en) * 2007-01-17 2010-06-08 Lam Research Corporation Apparatuses for adjusting electrode gap in capacitively-coupled RF plasma reactor
US7972469B2 (en) * 2007-04-22 2011-07-05 Applied Materials, Inc. Plasma processing apparatus
KR100979186B1 (ko) 2007-10-22 2010-08-31 다이나믹솔라디자인 주식회사 용량 결합 플라즈마 반응기
KR100955207B1 (ko) 2007-10-22 2010-04-29 다이나믹솔라디자인 주식회사 이중 기판 처리를 위한 용량 결합 플라즈마 반응기
DE102008024486B4 (de) * 2008-05-21 2011-12-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Plasmastempel, Plasmabehandlungsvorrichtung, Verfahren zur Plasmabehandlung und Herstellungsverfahren für einen Plasmastempel
JP2014149983A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Toshiba Corp プラズマ処理装置用電極とその製造方法、及びプラズマ処理装置
US9484190B2 (en) 2014-01-25 2016-11-01 Yuri Glukhoy Showerhead-cooler system of a semiconductor-processing chamber for semiconductor wafers of large area
US9275840B2 (en) * 2014-01-25 2016-03-01 Yuri Glukhoy Method for providing uniform distribution of plasma density in a plasma treatment apparatus
JP2019054164A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 株式会社東芝 シャワーヘッド、処理装置、及びシャワープレート
US11532464B2 (en) * 2018-02-15 2022-12-20 Applied Materials, Inc. Reactor design for large-area VHF plasma processing with improved uniformity

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279669A (en) * 1991-12-13 1994-01-18 International Business Machines Corporation Plasma reactor for processing substrates comprising means for inducing electron cyclotron resonance (ECR) and ion cyclotron resonance (ICR) conditions
JPH08288096A (ja) * 1995-02-13 1996-11-01 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
JP4283360B2 (ja) 1998-01-29 2009-06-24 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000331995A (ja) 2000-11-30
US6333601B1 (en) 2001-12-25
JP4307628B2 (ja) 2009-08-05
KR20010006913A (ko) 2001-01-26
TW473556B (en) 2002-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100328655B1 (ko) Ｃｃｐ 반응용기의 평판형 가스도입장치
US11476093B2 (en) Plasma etching systems and methods with secondary plasma injection
US6602381B1 (en) Plasma confinement by use of preferred RF return path
US5605637A (en) Adjustable dc bias control in a plasma reactor
KR100394484B1 (ko) 플라즈마 처리 방법 및 장치
US20160042920A1 (en) Grooved insulator to reduce leakage current
US6439154B2 (en) Plasma processing apparatus for semiconductors
US6167835B1 (en) Two chamber plasma processing apparatus
KR101496841B1 (ko) 혼합형 플라즈마 반응기
JP4614578B2 (ja) スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置
JP3748230B2 (ja) プラズマエッチング装置及びシャワープレート
JPH11288798A (ja) プラズマ生成装置
KR100803825B1 (ko) 플라즈마 식각 시스템
KR20110032374A (ko) 다중 플라즈마 영역을 갖는 플라즈마 반응기
JPH0774115A (ja) プラズマ処理装置
KR100501823B1 (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
US6432730B2 (en) Plasma processing method and apparatus
JP2011017088A (ja) スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置
JP2003318165A (ja) プラズマ生成用ポイントカスプ磁界を作るマグネット配列およびプラズマ処理装置
KR20050024468A (ko) 플라즈마 발생 방법 및 그 장치
Ono et al. A large-diameter uniform plasma produced by a plane slotted ECR antenna
KR200211257Y1 (ko) 반도체 웨이퍼 식각장치
KR101002260B1 (ko) 혼합형 플라즈마 반응기
JPH09161704A (ja) 高周波イオン源
CN115565841A (zh) 防止电弧放电的下电极组件、等离子体处理装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140220

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160218

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170220

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180219

Year of fee payment: 17