KR100391180B1 - Method and apparatus for plasma chemical treatment of a substrate surface - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기재표면의 플라즈마 화학처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정률(process rate)과 균일도(uniformity)를 높이기 위하여 고주파 용량방전을 이용하여 기재표면을 플라즈마 화학처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for plasma chemical treatment of a substrate surface, and more particularly, to an apparatus and method for plasma chemical treatment of a substrate surface using high frequency capacitive discharge in order to increase process rate and uniformity. It is about.

이를 위하여 본 발명은 기재표면을 처리할 때 공정기체(process gas)가 유입되는 기체유입부와 상기 기체유입부로 유입된 공정기체를 고주파 용량방전(capacity discharge)으로 활성화시키는 플라즈마원(plasma source), 상기 플라즈마원에 의해 활성화된 공정기체에 의해 처리되는 기재(substrate)를 홀딩 시키는 기재홀더, 상기 플라즈마원에 전원을 공급하며 그 일측에 정합장치(matching device)가 설치된 고주파발전기(RF generator), 상기 플라즈마원의 전극측 전압강하 조절을 위해 상기 플라즈마원에 연결된 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있도록 한 극성변환가변직류전원 및 상기 플라즈마원 둘레에 설치되어 플라즈마원의 자장을 가변 시킬 수 있는 솔레노이드를 포함한다.To this end, the present invention provides a plasma source for activating a gas inlet into which a process gas is introduced and a process gas introduced into the gas inlet into a high frequency capacity discharge when treating a substrate surface, A substrate holder for holding a substrate processed by the process gas activated by the plasma source, a RF generator for supplying power to the plasma source and having a matching device installed at one side thereof; It includes a polarity conversion variable DC power supply for changing the polarity and the wave trap connected to the plasma source for controlling the voltage drop on the electrode side of the plasma source and a solenoid installed around the plasma source to vary the magnetic field of the plasma source. .

Description

기재표면의 플라즈마 화학처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PLASMA CHEMICAL TREATMENT OF A SUBSTRATE SURFACE}Plasma chemical treatment method and apparatus for substrate surface {METHOD AND APPARATUS FOR PLASMA CHEMICAL TREATMENT OF A SUBSTRATE SURFACE}

본 발명은 기재표면의 플라즈마 화학처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체산업에 사용되고 기타 전기 및 기계공학 분야에 응용될 수 있는 기재표면의 플라즈마 화학처리 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma chemical treatment apparatus and method for a substrate surface, and more particularly, to a plasma chemical treatment apparatus and method for a substrate surface that can be used in the semiconductor industry and applied to other electrical and mechanical engineering fields.

유도방전을 이용하여 공정기체(process gas)를 활성화시켜 기재표면을 처리하는 플라즈마 화학처리 공정에 대한 방법과 장치는 잘 알려져 있다.Methods and apparatus for plasma chemical treatment processes for treating substrate surfaces by inducing a process gas by using induction discharge are well known.

그러나 상기 유도방전을 이용한 플라즈마 화학처리 공정에서는 플라즈마의 변수들이 매우 불균일하며, 전자의 밀도가 낮은 부분이 존재하여 공정기체 활성도가 균일하지 않게된다. 따라서 기재의 표면은 불균일하게 처리된다.However, in the plasma chemical treatment process using the induced discharge, the plasma parameters are very uneven, and there is a low density of electrons, resulting in uneven process gas activity. Thus, the surface of the substrate is treated unevenly.

만약 방전전극 코일의 위치가 기체의 유로에 보다 근접할 수 있다면 상기 방전이 개선될 수 있다. 이에 하부에 기재가 배치되고 상부에 기체공급장치가 배치된 깔대기 모양의 방전전극 코일이 제안되었다(러시아 발명번호 No. 732634, H01L 21/00, 1979). 상기 장치에서는 공정기체가 코일의 상부에서부터 축상에 존재하는 플라즈마 영역을 통과하므로 공정의 균일성(process uniformity)이 개선되었다. 코일 주위의 공정기체는 유로의 하부에서 더욱 활성화되어, 기재표면에 도달하는 활성기체의 균일도는 플라즈마 확산과정에 의해 증가된다.The discharge can be improved if the position of the discharge electrode coil can be closer to the gas flow path. Accordingly, a funnel-shaped discharge electrode coil in which a substrate is disposed at the bottom and a gas supply device is disposed at the top (Russia Invention No. 732634, H01L 21/00, 1979) has been proposed. In the device, process uniformity is improved because the process gas passes through the plasma region on the shaft from the top of the coil. The process gas around the coil is further activated at the bottom of the flow path so that the uniformity of the active gas reaching the substrate surface is increased by the plasma diffusion process.

그러나 상기 발명은 요구되는 처리의 품질을 유지하는데 필요한 공정 균일성을 조절할 수 있는 방법을 제시하지 못하여 공정률에는 거의 변화가 없는 단점이 있다.However, the present invention does not provide a method for adjusting the process uniformity required to maintain the required quality of the treatment, there is a disadvantage that almost no change in the process rate.

이에 용량방전(capacity discharge)을 이용한 플라즈마 화학처리장치가 개발되었다. 상기 용량방전을 이용하는 경우에는 플라즈마에 접한 전극의 표면이 전극 쉬스(electrode sheath)로 쌓이고, 여기서 상당한 전위차가 생긴다.Accordingly, a plasma chemical treatment apparatus using capacity discharge has been developed. In the case of using the capacitive discharge, the surface of the electrode in contact with the plasma builds up with an electrode sheath, where a significant potential difference occurs.

이에 이온이 전극표면에 충돌하고 102-103eV의 에너지를 갖는 2차전자빔을 산출하여 플라즈마에 들어와서 모든 공정기체들을 활성화시키는 것이다. 이러한 용량방전을 이용한 플라즈마 화학처리 장치는 다수가 있다. (예를 들면 Goto H.H. 외, IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 1991, V.4, No.2, pp.111-121). 그러나 상기의 장치들은 공정기체의 활성화 정도에 크게 영향을 미칠 수 있는 기체공급역학과 방전구조의 조화를 고려하지 아니하여 실질적으로 기재표면을 처리하는데 있어서 균일성과 공정률의 개선은 없었다.Thus, ions collide with the electrode surface and generate a secondary electron beam having an energy of 10 2 -10 3 eV and enter the plasma to activate all process gases. There are many plasma chemical processing apparatuses using such capacitive discharge. (E.g. Goto HH et al., IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 1991, V.4, No. 2, pp. 111-121). However, the above devices do not consider the balance between the gas supply dynamics and the discharge structure, which may greatly affect the degree of activation of the process gas, and thus, there is no improvement in uniformity and process rate in treating the substrate surface.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기재표면을 에칭하거나 증착하는 처리과정에서 공정률과 공정의 균일도를 동시에 높일 수 있는 플라즈마 화학처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a plasma chemistry treatment apparatus and method which can simultaneously increase process rate and process uniformity in a process of etching or depositing a substrate surface. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학처리 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a plasma chemical processing apparatus according to one embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 중앙전극 또는 외부전극의 일 실시예에 따른 단면도.2 is a cross-sectional view of an embodiment of the central electrode or the external electrode of FIG. 1.

도 3은 도 1의 중앙전극의 또는 외부전극의 또 다른 실시예에 따른 단면도.3 is a cross-sectional view according to another embodiment of the central electrode or external electrode of FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 플라즈마원이 장착된 플라즈마 화학처리 장치의 개략도.4 is a schematic diagram of a plasma chemical processing apparatus equipped with a plurality of plasma sources according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 다수의 플라즈마원의 평면도.5 is a plan view of the plurality of plasma sources of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 기체유입부 12: 기체유입슬리브관10: gas inlet 12: gas inlet sleeve tube

14: 기체코렉터 20: 플라즈마원14: gas corrector 20: plasma source

22: 중앙전극 24: 외부전극22: center electrode 24: external electrode

30: 기재홀더 32: 솔레노이드30: substrate holder 32: solenoid

34: 기재 40: 고주파전원34: base material 40: high frequency power supply

42: 고주파발진기 44: 입력병렬콘덴서42: high frequency oscillator 44: input parallel capacitor

46: 출력차단콘덴서 50: 정합장치46: output blocking capacitor 50: matching device

60, 62: 웨이브트랩 64,66: 극성변환가변직류전원60, 62: Wave trap 64, 66: polarity conversion variable DC power supply

68: 가변차단콘덴서 70: 고주파파워차단콘덴서68: variable blocking capacitor 70: high frequency power blocking capacitor

72: 인덕터 74: 가변저항72: inductor 74: variable resistor

76: 스위치76: switch

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기재표면의 플라즈마 화학처리 장치는 공정기체(process gas)가 유입되는 기체유입부, 상기 기체유입부로 유입된 공정기체를 고주파 용량방전(capacity discharge) 으로 활성화시키는 플라즈마원(plasma source), 상기 플라즈마원에 의해 활성화된 공정기체에 의해 처리되는 기재(substrate)를 홀딩 시키는 기재홀더, 상기 플라즈마원에 전원을 공급하며 그 일측에 정합장치(matching device)가 설치된 고주파발전기(RF generator), 상기 플라즈마원의 전극측 전압강하 조절을 위해 상기 플라즈마원에 연결된 웨이브트랩, 극성을 바꿀 수 있도록 상기 웨이브트랩에 연결된 극성변환가변직류전원 및 상기 플라즈마원의 둘레에 설치되어 상기 플라즈마원의 자장을 가변시킬 수 있는 솔레노이드를 포함하여 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the plasma chemical processing apparatus of the substrate surface according to the present invention is a high-frequency capacitive discharge (gas discharge) of the gas inlet, a process gas introduced into the process gas, the process gas introduced into the gas inlet A plasma source for activating the plasma source, a substrate holder for holding a substrate processed by the process gas activated by the plasma source, a power supply to the plasma source, and a matching device on one side thereof. A high frequency generator (RF generator) installed, a wave trap connected to the plasma source for controlling the voltage drop of the electrode side of the plasma source, a polarity converting variable current power source connected to the wave trap to change the polarity, and a circumference of the plasma source It may be configured to include a solenoid which is installed in the variable magnetic field of the plasma source. .

상기 플라즈마원은 그 표면이 도체로 형성된 중앙전극과 외부전극으로 구성되며 상호 동축(co-axial)으로 형성되며, 상기 솔레노이드는 반대 방향 자장(opposite field)을 갖도록 두 개로 나누어질 수 있다.The plasma source is composed of a center electrode and an external electrode whose surface is formed of a conductor, and is coaxially formed. The solenoid may be divided into two so as to have an opposite field.

상기 중앙전극은 그 하단부둥근모양으로 형성될 수 있고, 상기 외부전극과 상기 중앙전극의 하나 이상은 반응 표면적을 확장시키기 위하여 굴곡을 두어 형성되거나, 반경방향 방전구조를 변환하기 위하여 표면에 구멍이 형성된 유전체 피막으로 도포될 수 있다.The center electrode is the and the lower end may be formed in a round shape, at least one of the outer electrode and the center electrode may be formed placing the winding in order to expand the reacting surface area, the surface hole to convert a radial discharge structure It can be applied to the formed dielectric film.

또한 상기 정합장치는 변압기형의 정합장치를 사용할 수 있다.In addition, the matching device may use a transformer-type matching device.

상기 기재홀더는 고주파 파워 차단콘덴서를 통해 상기 정합장치의 일측에 연결되고 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있는 극성변환가변직류전원을 통해 상기 외부전극에 공동으로 연결되어 상기 플라즈마원과 병렬로 연결될 수 있고, 솔레노이드로 둘러 쌓일 수 있다.The substrate holder may be connected to one side of the matching device through a high frequency power cut-off capacitor and jointly connected to the external electrode through a polarity conversion variable DC power source capable of changing a polarity with a wave trap and connected in parallel with the plasma source. Can be enclosed with solenoids.

상기 기재홀더는 상호 직렬로 연결된 인덕터, 가변저항, 스위치에 상기 차단콘덴서가 병렬로 연결된 회로에 연결될 수 있으며, 상기 인덕터가 동작 주파수에서 상기 차단콘덴서의 최소값과 공진 하도록 구성된다.The substrate holder may be connected to a circuit in which the blocking capacitor is connected in parallel to an inductor, a variable resistor, and a switch connected in series with each other, and the inductor is configured to resonate with a minimum value of the blocking capacitor at an operating frequency.

상기 플라즈마원은 하나 이상이 사용될 수 있으며 상기 하나 이상의 플라즈마원들은 병렬로 배치될 수 있고, 상기 병렬배치는 상기 플라즈마원 중 하나를 중앙에 배치하고 다른 플라즈마원은 상기 중앙 플라즈마원 외주를 원형 영역으로 둘러싸도록 배치할 수 있으며, 상기 각각의 플라즈마원의 방전 모드는 독립적으로 조절될 수 있다.One or more plasma sources may be used, and the one or more plasma sources may be arranged in parallel, and the parallel arrangement may place one of the plasma sources at the center and the other plasma source may have a circular area around the central plasma source. It can be arranged to surround, and the discharge mode of each plasma source can be adjusted independently.

상기 플라즈마원들은 상기 중앙 플라즈마원에 병렬로 공동의 고주파전원에 연결되고 각각의 전기가 도입되는 부분에 가변차단콘덴서를 포함할 수 있고, 상기 기재홀더는 축방향으로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다.The plasma sources may be connected to a common high frequency power source in parallel to the central plasma source and include a variable blocking capacitor at a portion where each electricity is introduced, and the substrate holder may be configured to move in an axial direction.

또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기재표면의 플라즈마 화학처리 방법은 공정기체(process gas)를 기체의 흐름을 가로지르는 고주파 활성방전으로 여기된 플라즈마원을 따라 공급하여 활성화시키는 활성화단계와 상기 전극의 길이방향 구조(longitudinal structure)의 변형에 의해 출구에서 얻어지는 기체 활성도의 분포를 조절하는 기체활성분포조절단계를 포함하여 고주파 용량방전(capacitance discharge)에 의해 공정기체를 활성화하여 처리영역으로 공급한다.In addition, in order to achieve the object as described above, the plasma chemical treatment method of the surface of the substrate according to the present invention is activated by supplying a process gas along the plasma source excited by high frequency active discharge across the flow of gas A process gas is activated and treated by a high frequency capacitive discharge, including a gas activity distribution control step of controlling a distribution of gas activity obtained at an outlet by an activation step and a deformation of the longitudinal structure of the electrode. Supply to the area.

상기 활성화단계에 있어서 상기 플라즈마원은 동축으로 배열된 중앙전극과 외부전극으로 구성되어 있으며, 상기 동축형 전극 방전의 사용과 기체압력 조정과 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있는 가변 직류전원을 전극에 연결하여 전극인접 전압강하를 조절할 수 있도록 한 플라즈마원 및 이에 의하여 반경방향 방전구조(discharge's radial structure)의 분포를 조절할 수 있다.In the activation step, the plasma source is composed of a coaxially arranged central electrode and an external electrode, and the use of the coaxial electrode discharge, gas pressure adjustment, and a variable DC power source capable of changing the wave trap and polarity is connected to the electrode. Thus, the plasma source and the distribution of the discharge's radial structure can be controlled by controlling the adjacent voltage drop of the electrode.

상기 활성화단계에 있어서 상기 플라즈마원은 동축으로 배열된 중앙전극과 외부전극으로 구성되어 있으며, 상기 동축형 전극 방전의 사용과 전극인접 전압강하와 기체압력 조정에 의하여 반경방향 방전구조(discharge's radial structure)의 분포를 조절할 수 있다.In the activation step, the plasma source is composed of a coaxially arranged central electrode and an external electrode, and the discharge's radial structure is controlled by the use of the coaxial electrode discharge and the adjustment of the electrode adjacent voltage drop and the gas pressure. The distribution of can be adjusted.

상기 반경방향 방전구조는 상기 내부전극과 상기 외부전극을 구성하는 물질과 상이한 2차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient)를 갖는 균일 피막으로 도포 하여 조절할 수 있다.The radial discharge structure may be controlled by applying a uniform coating having a secondary electron emission coefficient different from the materials constituting the inner electrode and the outer electrode.

상기 방전의 방전구조를 변환하기 위하여 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있는 극성변환가변직류전원을 전극에 연결한 플라즈마원 그리고 짧은 직류 또는 교류 솔레노이드의 자장을 상기 플라즈마원의 축방향을 따라 인가할 수 있으며, 상기 솔레노이드는 상호 반대 극성을 발생시키는 두 부분으로 형성되어 상기 플라즈마원의 길이방향으로 자장을 인가할 수 있다.In order to change the discharge structure of the discharge, a plasma source having a polarity converting variable DC power source capable of changing the polarity of the wave trap and the polarity and a magnetic field of a short DC or AC solenoid may be applied along the axial direction of the plasma source. The solenoid may be formed of two parts generating opposite polarities to apply a magnetic field in the longitudinal direction of the plasma source.

상기 기체활성분포조절단계는 상기 공정기체의 수명(life duration)에 따라 상기 공정기체로 처리하고자 하는 기재를 홀딩하기 위해 장착된 기재홀더와 상기 플라즈마원과의 거리(distance)를 조절할 수 있다.The gas active distribution control step may control the distance between the substrate holder mounted to hold the substrate to be treated with the process gas and the plasma source according to the life duration of the process gas.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명의 단순한 설계상의 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.However, the following examples are only for illustrating the present invention in detail and do not limit the scope of the present invention. All simple modifications and variations of the present invention can be considered to be included within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 화학처리 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a plasma chemical processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 화학처리 장치는 기체유입부(10), 플라즈마원(20), 기재홀더(30), 고주파전원(40), 정합장치(50), 웨이브트랩(60,62), 극성변환가변직류전원(64,66), 솔레노이드(26,32)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the plasma chemical processing apparatus according to the present invention includes a gas inlet 10, a plasma source 20, a substrate holder 30, a high frequency power supply 40, a matching device 50, and a wave trap. (60, 62), polarity conversion variable DC power supply (64, 66), solenoid (26, 32).

상기 기체유입부(10)는 공정기체(process gas)가 유입되는 부분으로서 기체유입슬리브관(12)과 기체코렉터(14)를 포함한다.The gas inlet part 10 includes a gas inlet sleeve tube 12 and a gas corrector 14 as a part into which a process gas is introduced.

상기 기체유입슬리브관(12)으로 유입된 공정기체는 상기 기체코렉터(14)를 거쳐 방전영역(A)으로 흘러간다.The process gas flowing into the gas inlet sleeve tube 12 flows to the discharge region A via the gas collector 14.

상기 방전영역(A)이란 상기 플라즈마원(20)에 의해 방전이 일어나는 영역이다. 상기 방전영역(A)에 유입된 공정기체는 상기 플라즈마원(20)에서 생성된 플라즈마에 의해 활성화되어 상기 기재홀더(30) 상의 기재(34)를 에칭 하거나 증착하는 화학처리를 한다.The discharge region A is a region where discharge is generated by the plasma source 20. The process gas introduced into the discharge region A is activated by the plasma generated by the plasma source 20 to perform a chemical treatment for etching or depositing the substrate 34 on the substrate holder 30.

상기 플라즈마원(20)은 중앙전극(22)과 외부전극(24)으로 구성된다.The plasma source 20 is composed of a central electrode 22 and an external electrode 24.

상기 중앙전극(22)과 외부전극(24)은 동축(co-axial)으로 배치되어 있으며, 상기 전극들(22,24) 사이에는 공정기체의 흐름을 가로지르도록 방전구조(dischargestructure)가 형성된다.The center electrode 22 and the external electrode 24 are coaxially disposed, and a discharge structure is formed between the electrodes 22 and 24 to cross the flow of the process gas. .

상기 방전구조란 상기 방전영역(A)에 형성된 방전의 형태로서 플라즈마로부터 고속 이온이 흘러들고 반대로 운동하는 2차전자의 흐름이 있는 상기 중앙전극(22)과 외부전극(24)에 인접하게 형성된 시즈영역과 상기 시즈영역 사이에 형성된 전자가 무거운 입자들과 충돌하여 에너지를 잃는 플라즈마 영역을 의미한다.The discharge structure is a type of discharge formed in the discharge region A and is formed adjacent to the central electrode 22 and the external electrode 24 in which high-speed ions flow from the plasma and have a flow of secondary electrons that move in the opposite direction. It means a plasma region in which electrons formed between a region and the sheath region collide with heavy particles to lose energy.

상기 공정기체는 상기 방전영역(A) 내에서 여기된 전자의 충돌로 인하여 활성화되는데 상기 초기의 공정기체는 여기된 상태의 분자와 원자, 상기 분자와 원자의 해리된 산물, 음과 양으로 대전된 이온 형태의 전리 입자가 되며 상기의 입자들을 활성종이라 한다.The process gas is activated due to the collision of electrons excited in the discharge region A. The initial process gas is charged with negative and positive molecules, atoms, and dissociated products of the molecules and atoms in the excited state. It becomes ionized particles in ionic form and the particles are called active species.

상기한 바와같이 종래의 유도방전을 이용한 장치나 용량방전을 이용한 장치는 공정 용도에 적합하게 상기 방전구조를 조절할 수 없는 단점이 있었다.As described above, a conventional apparatus using inductive discharge or a device using capacitive discharge has a disadvantage in that the discharge structure cannot be adjusted to be suitable for a process use.

이에 본 발명에 따른 플라즈마 화학처리장치에 의하면, 상기 방전구조의 조절에 의해 최적의 활성종 형태와 분포를 얻을 수 있게된다.Accordingly, according to the plasma chemical processing apparatus of the present invention, the optimum active species shape and distribution can be obtained by controlling the discharge structure.

상기 플라즈마원(20)을 동축형으로 구성한 것은 상기 방전 영역의 우수성에 관련되어 있고 상기 방전구조의 조절은 상기 영역의 절대적 크기에 관련된다.The coaxial configuration of the plasma source 20 is related to the superiority of the discharge region and the regulation of the discharge structure is related to the absolute size of the region.

상기 방전구조는 방전영역(A)의 길이방향구조와 반경방향구조로 대분할 수 있으며, 공정의 목적에 따라서 상기 방전영역(A)의 길이방향구조와 반경방향구조를 변화시킨다.The discharge structure can be roughly divided into a longitudinal structure and a radial structure of the discharge region A, and the longitudinal structure and the radial structure of the discharge region A are changed according to the purpose of the process.

상기 길이방향구조는 상기 플라즈마원(20)의 길이 조절, 상기 기재홀더(30)와 상기 플라즈마원(20)과의 거리 조절, 상기 플라즈마원(20)에 솔레노이드(26)를 부가하여 변화시킬 수 있다.The longitudinal structure may be changed by adjusting the length of the plasma source 20, adjusting the distance between the substrate holder 30 and the plasma source 20, and adding a solenoid 26 to the plasma source 20. have.

상기 플라즈마원(20)의 길이는 상기 중앙전극(22)과 상기 외부전극(24)의 길이를 조절함으로써 달성될 수 있다. 기체의 활성화가 촉진되는 것은 상기 특성은 상기 전극들(22,24)의 표면을 따라 기체의 유동이 이루어지는데 기인한 것이다.The length of the plasma source 20 may be achieved by adjusting the lengths of the center electrode 22 and the external electrode 24. The acceleration of gas activation is due to the flow of gas along the surfaces of the electrodes 22 and 24.

상기 기재홀더(30)와 상기 플라즈마원(20)과의 거리는 상기 기재홀더(30)를 축방향으로 이동함으로써 달성될 수 있다.The distance between the substrate holder 30 and the plasma source 20 may be achieved by moving the substrate holder 30 in the axial direction.

상기 기재홀더(30)는 평판형으로 형성될 수 있으며, 상기 기재홀더(30)는 가변 주름상자에 의해 진공 밀폐되고 수동 혹은 기계적 구동수단에 의하여 축방향으로 이동될 수 있다.The substrate holder 30 may be formed in a flat plate shape, and the substrate holder 30 may be vacuum sealed by a variable corrugation box and moved in an axial direction by manual or mechanical driving means.

또한 상기 플라즈마원(20)의 일측에 솔레노이드(26)를 부가하여 상기 길이방향의 방전구조를 변화시킬 수 있다.In addition, the solenoid 26 may be added to one side of the plasma source 20 to change the discharge structure in the longitudinal direction.

한편, 상기 방전영역(A)의 반경방향 구조는 상기 플라즈마원(20)의 정전전압 강하의 조절, 상기 방전영역(A) 내의 기체압력조절, 상기 플라즈마원(20)을 2차전자방출계수가 다른 물질로 도포, 상기 플라즈마원(20)의 표면적 변화, 상기 솔레노이드(26)의 부가에 의해 변화될 수 있다.On the other hand, the radial structure of the discharge region (A) is the control of the electrostatic voltage drop of the plasma source 20, the gas pressure control in the discharge region (A), the secondary electron emission coefficient of the plasma source 20 It can be changed by coating with other materials, by changing the surface area of the plasma source 20 and by adding the solenoid 26.

이하에서는 상기 방전영역(A)의 반경방향 구조를 변화시키기 위한 본 발명에 따른 구성을 상술하도록 한다.Hereinafter, the configuration according to the present invention for changing the radial structure of the discharge region (A) will be described in detail.

칩 생산에 있어 기재의 형태를 고려하여 상기 플라즈마원(20)은 동축형으로 구성되고, 고주파 용량방전에 있어 방전 시즈두께는 공정기체의 압력에 반비례한다. 상기 공정기체의 압력 조절은 활성영역 시즈의 두께를 변화시키고 이에 따라 그 주변의 기체가 더욱 활성화되도록 할 수 있다. 상기 기체 압력 조절은 반대되는 두 활성영역을 연결시키고 부분적으로 중첩시켜서 기체의 활성분포의 형태를 완만하게 만들고, 기재의 균일처리를 방해하는 확산의 영향을 상쇄시키기 위해 미리 예정된 보정을 만들 수 있다.In consideration of the shape of the substrate in chip production, the plasma source 20 is coaxial, and in the high frequency capacitive discharge, the thickness of the discharge seeds is inversely proportional to the pressure of the process gas. Adjusting the pressure of the process gas can change the thickness of the active region sheath, thereby allowing the surrounding gas to be further activated. The gas pressure regulation can make a pre-determined correction to connect and partially overlap the two opposing active regions to smooth the shape of the active distribution of the gas and to offset the effects of diffusion that interferes with the uniformity of the substrate.

상기 활성영역의 재분포는 고주파 방전과 직렬 연결된 웨이브트랩(60)과 극성을 바꿀 수 있는 극성변환가변직류전원(64)의 회로에 의해 실행된다. 상기 웨이브트랩(60)은 고주파 파워의 누설을 막지만 회로의 직류는 방해하지 않는다. 이러한 조절은 방전전극이 플라즈마와 전기적으로 직결되어 있을 때에만 가능하다.The redistribution of the active region is performed by the circuit of the polarity converting variable current power supply 64 which can change polarity with the wave trap 60 connected in series with the high frequency discharge. The wave trap 60 prevents leakage of high frequency power but does not interfere with direct current of the circuit. This adjustment is possible only when the discharge electrode is electrically connected to the plasma.

따라서 본 발명에 따른 상기 플라즈마원(20)은 전기적으로 도전성인 표면을 갖는 전극(22,24)을 갖도록 해야만 한다.Therefore, the plasma source 20 according to the present invention should have electrodes 22 and 24 having electrically conductive surfaces.

상기 반경방향의 방전구조는 상기 중앙전극(22)과 상기 외부전극(24)의 표면적을 조절하여 변화시킬 수 있다. 용도에 따라서 상기 전극들(22,24)의 표면적을 넓히기 위하여 상기 전극들(22,24)은 굴곡을 두어 형성될 수 있다.The radial discharge structure may be changed by adjusting surface areas of the center electrode 22 and the external electrode 24. Depending on the application, the electrodes 22 and 24 may be bent to increase the surface area of the electrodes 22 and 24.

도 2는 본 발명에 따른 중앙전극 또는 외부전극의 일 실시예에 따른 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 중앙전극(22) 또는 상기 외부전극(24)은 단면이 물결모양이 되도록 형성될 수 있고 주름잡힌 모양으로도 형성될 수 있다.2 is a cross-sectional view of an embodiment of a central electrode or an external electrode according to the present invention. As shown in FIG. 2, the center electrode 22 or the external electrode 24 may be formed to have a cross-section in a wavy shape and may also be formed in a wrinkled shape.

상기 전극들(22,24)의 표면적이 넓게 형성된 경우에는 전극의 전류밀도를 변화시키고 이에 따른 전압강하의 변화로 플라즈마 화학처리장치의 기체 활성도가 높아진다. 이에따라 기체의 활성도가 증가되므로 공정률이 증가된다. When the surface areas of the electrodes 22 and 24 are formed to be wide, the gas activity of the plasma chemical processing apparatus is increased by changing the current density of the electrode and thus changing the voltage drop. This increases the process rate since the activity of the gas increases .

또한 상기 전극인접 전압강하의 크기는 전극 기재 재료의 특성에 의존한다.The magnitude of the electrode adjacent voltage drop also depends on the properties of the electrode base material.

상기의 전압강하는 특히 2차전자 방출계수가 증가하면 감소한다.The voltage drop decreases, particularly as the secondary electron emission coefficient increases.

도 3은 본 발명에 따른 중앙전극 또는 외부전극의 일 실시예에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an embodiment of a center electrode or an external electrode according to the present invention.

상기 도 3에 도시된바와 같이 상기 중앙전극(22) 또는 상기 외부전극(24)의 표면에 이러한 2차전자 방출계수가 다른 물질이 균일하게 도포되어 있으며 상기 전극(22,24) 표면은 구멍 뚫린 유전체 막으로 도포될 수 있다.As shown in FIG. 3, materials having different secondary electron emission coefficients are uniformly coated on the surface of the central electrode 22 or the external electrode 24, and the surfaces of the electrodes 22 and 24 are perforated. It can be applied with a dielectric film.

상기 전극(22,24)들을 도포하게 되면, 상기 전극들(22,24) 부근의 전압강하는 감소하며 방전특성은 전극 자체의 것이 유지된다. 이 경우 후속 전압강하의 재분포의 크기가 줄어들고 조절은 용이해 진다.Applying the electrodes 22 and 24 reduces the voltage drop near the electrodes 22 and 24 and maintains the discharge characteristics of the electrode itself. This reduces the magnitude of the redistribution of subsequent voltage drops and facilitates adjustment.

한편 상기 중앙전극(22)의 하단부는 둥근모양으로 형성될 수 있는데, 이는 상기 중앙 전극의 끝의 전장의 세기를 조절하여 활성도 분포를 개선할 수 있기 때문이다.On the other hand, the lower end of the center electrode 22 may be formed in a round shape, because the activity distribution can be improved by adjusting the intensity of the electric field of the end of the center electrode.

상기 방전영역(A)에서의 기체활성도의 증가를 위해 상기 플라즈마원(20)에 직류 혹은 교류의 짧은 솔레노이드(26)로 축상 자장을 둔다. 이 자장은 방전전장과 결합하여 플라즈마의 전리도를 두 급 높일 수 있고 따라서 기체의 활성도도 높일 수 있으므로 저압 고주파 방전에 유리하다. 따라서 본 발명은 공정률을 더욱 높일 수 있다.In order to increase the gas activity in the discharge region A, the plasma source 20 has an axial magnetic field with a short solenoid 26 of direct current or alternating current. This magnetic field is advantageous for low pressure high frequency discharge because it can be combined with the discharge electric field to increase the ionization of the plasma twice and thus increase the activity of the gas. Therefore, the present invention can further increase the process rate.

또한 (내경보다 길이가) 짧은 솔레노이드(26)에서의 자장의 세기는 반경방향의 주변부로 갈수록 증가하여 기재의 균일 공정을 얻기 위해 필요한 기체 활성도의예측된 변화에 도달되는데 도움이 된다. 상기 솔레노이드(26)가 반대로 전력이 인가되는 두 부분으로 나뉘면 축방향 자장이 없는 부분을 만들게 되고 방전은 그 부분에 고정된다. 상기 방법은 솔레노이드(26) 내에 공간을 남기고 높은 전리도의 방전모드를 피하기 위해 사용된다. 대체된 자장은 공정기체 흐름의 방위각방향 균일도를 증가시키게 된다.In addition, the strength of the magnetic field in the solenoid 26 (shorter than the inner diameter) increases toward the radial periphery to help reach the predicted change in gas activity required to obtain a uniform process of the substrate. When the solenoid 26 is divided into two parts to which the power is applied in the opposite direction, the solenoid 26 is formed without the axial magnetic field, and the discharge is fixed to the part. The method is used to leave a space in solenoid 26 and to avoid a high ionization discharge mode. The replaced magnetic field increases the azimuthal uniformity of the process gas flow.

상기 변압기 정합장치(50)는 고주파발진기(42)의 캐비넷에 접지전위를 제공한다. 이는 전기적인 안전의 관점에서 중요하며 접지전위와 다른 외부전극(24)의 중간전위를 화학처리장치 주변에 국한시킬 수 있다.The transformer matching device 50 provides a ground potential to the cabinet of the high frequency oscillator 42. This is important from the point of view of electrical safety and may limit the ground potential and the intermediate potential of the other external electrode 24 around the chemical treatment apparatus.

상기 정합장치(50)의 2차코일을 상기 고주파파워차단콘덴서(70)를 통해 기재홀더(30)에 연결하는 것은 기재의 여러 공정에 필요한 전극에 고주파 전위의 공급이 가능하게 한다.Connecting the secondary coil of the matching device 50 to the substrate holder 30 through the high frequency power cut-off capacitor 70 enables the supply of a high frequency potential to electrodes required for various processes of the substrate.

증착과 같이 이온 충격의 에너지가 낮은 것이 요구될 때는 상기 고주파파워차단콘덴서(70)를 최소로 감소시킬 수 있다. 상기 방식은 이온에너지(Ei)가 약10 1 eV(electron-Volts)가 되도록 한다. 상기 고주파파워차단콘덴서(70)에 인덕터(72)과 가변저항(74) 회로를 부가하면 부드럽게 상기 기재홀더(30)의 전위를 인접 플라즈마의 부동전위(floating potential)와 같은 Ei ~100eV 까지 서서히 올릴 수 있다.When the energy of ion bombardment is required such as deposition, the high frequency power blocking capacitor 70 can be reduced to a minimum. This approach causes the ion energy (Ei) to be about 10 1 eV (electron-Volts). When adding the high-frequency power blocking capacitor 70, the inductor 72 and the variable resistor 74 is the circuit to smooth to Ei ~ 10 0 eV, such as a floating potential (floating potential) of the plasma adjacent to the potential of the substrate holder 30 Can be raised slowly.

그리고 상기 극성변환가변직류전원(66)에서 웨이브트랩(62)을 거쳐 상기 기재홀더(30)에 에서 시작하여 양의 전위를 공급하면 기재(34)의 전위를 방전영역(A)안의 플라즈마 전위와 같이 만들 수 있다. 이 경우 기재(34) 상에 박막을 부드럽게 증착시킬 수 있다. 만약 박막이 유전체라면 공정 중에 상기 기재홀더(30)의 전위는 부동준위 까지 서서히 낮아질 것이다. 이 단계에서 계속되는 저속 이온 충격은 상기 박막을 손상시키기 못한다. 왜냐하면 이 단계까지 상기 기재(34) 상에 박막이 부드럽게 형성되고 새로 증착된 원자층에 의해 안정적으로 보호되기 때문이다.When the positive polarity is supplied from the polarity converting variable current power supply 66 through the wave trap 62 to the substrate holder 30, the potential of the substrate 34 is equal to the plasma potential in the discharge region A. You can make it together. In this case, the thin film may be smoothly deposited on the substrate 34. If the thin film is a dielectric, the potential of the substrate holder 30 will be gradually lowered to the floating level during the process. Slow ion bombardment continued at this stage does not damage the thin film. This is because a thin film is smoothly formed on the substrate 34 up to this step and is stably protected by the newly deposited atomic layer.

한편, 직경 500mm이상의 큰 기재(34)의 표면을 균일하게 플라즈마 화학처리하기 위해서는 상기 언급된 글로우방전에 의한 낮은 압력이 요구된다. 그러나 매우 낮은 압력은 실행 되야 하는 기술적인 공정을 저해하므로 바람직하지 않다. 이러한 경우에는 다수의 동축 플라즈마원(20)을 사용할 수 있다.On the other hand, in order to uniformly plasma-chemically treat the surface of the large substrate 34 having a diameter of 500 mm or more, a low pressure due to the above-described glow discharge is required. However, very low pressures are undesirable because they hinder the technical process to be performed. In this case, a plurality of coaxial plasma sources 20 can be used.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 플라즈마원이 장착된 플라즈마 화학처리장치의 개략도이며, 도 5는 상기 다수의 플라즈마원의 평면도이다.4 is a schematic diagram of a plasma chemical processing apparatus equipped with a plurality of plasma sources according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the plurality of plasma sources.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 플라즈마원(20)들은 그 내부에서 모든 플라즈마원(20)의 국부적인 균일 플라즈마를 얻기 위해 조정되며, 외부 회로는 상기한 기체 활성도의 예측된 변화를 생성하기 위해 보다 활성이 높은 플라즈마를 만들어야 한다.As shown in Figs. 4 and 5, the plurality of plasma sources 20 are adjusted to obtain local uniform plasma of all plasma sources 20 therein, and an external circuit is used to estimate the predicted gas activity. To generate a change, a more active plasma must be created.

상기 다수의 플라즈마원(20)들은 하나의 공통된 고주파발진기(42)에 연결되고 각각의 전기입력부에 가변차단콘덴서(68)가 설치되어 각각 독립적으로 방전모드가 조절될 수 있다.The plurality of plasma sources 20 may be connected to one common high frequency oscillator 42 and a variable blocking capacitor 68 may be installed at each of the electrical inputs to independently control the discharge mode.

상기 기재홀더(30)는 추가의 솔레노이드(32)로 둘러 쌓일 수 있으며, 상기 기재홀더(30)의 고주파파워차단콘덴서(70)에 병렬로 인덕터(72), 가변저항(74), 스위치(76) 등이 직렬 연결된 회로가 연결될 수 있다.The substrate holder 30 may be enclosed by an additional solenoid 32, and an inductor 72, a variable resistor 74, and a switch 76 in parallel to the high frequency power blocking capacitor 70 of the substrate holder 30. Circuits connected in series may be connected.

이 경우 상기 인덕터(72)는 작동 주파수에서 차단콘덴서의 최저값과 공진 하도록 된다.In this case, the inductor 72 resonates with the lowest value of the blocking capacitor at the operating frequency.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 화학처리장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the plasma chemical processing apparatus according to the embodiment of the present invention is as follows.

기재(34)가 그 상부에 배치되어 있는 기재홀더(30)와 플라즈마원(20)의 거리가 조정되며, 상기 거리는 공정에 관여하는 기체의 활성종 수명을 고려하여 결정된다.The distance between the substrate holder 30 and the plasma source 20 on which the substrate 34 is disposed is adjusted, and the distance is determined in consideration of the active species life of the gas involved in the process.

극성변환가변직류전원(64,66)의 출력전압은 본 발명이 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들의 기술에 따라 조정된다.The output voltages of the polarity converting variable current power supplies 64, 66 are adjusted in accordance with the techniques of those skilled in the art to which the present invention relates.

상기 중앙전극(22)과 외부전극(24)과 다른 부품들의 냉각 스위치(미도시)를 가동시키고, 플라즈마 화학처리 장치의 반응기 용기를 진공배기시킨다.A cooling switch (not shown) of the central electrode 22, the external electrode 24, and other components is operated to evacuate the reactor vessel of the plasma chemical processing apparatus.

상기 공정기체를 기체유입슬리브관(12)에 주입시키기 시작하고 고주파발진기(42)의 스위치를 닫는다.The process gas is injected into the gas inlet sleeve 12 and the high frequency oscillator 42 is switched off.

방전여기 후에 솔레노이드(26,32)로 전기 공급이 기술절차에 따라 시작되고, 기체압력과, 극성변환가변직류전원(64,66) 방전 정합이 조정된다.After discharge, the electric supply to the solenoids 26 and 32 is started in accordance with the technical procedure, and the gas pressure and the polarity conversion variable DC power supply 64 and 66 discharge matching are adjusted.

입력병렬콘덴서(44)와 출력차단콘덴서(46) 및 고주파파워차단콘덴서(70)를 사용하고, 공정에 따라 인덕터(72)과 가변저항(74)을 작동시킨다.An input parallel capacitor 44, an output interrupting capacitor 46, and a high frequency power interrupting capacitor 70 are used, and the inductor 72 and the variable resistor 74 are operated in accordance with the process.

공정 중에 기재(34) 앞의 전압강하와 플라즈마 이온의 농도가 계속 측정되어 기술절차에 따라 정확한 공정변수가 얻어져야 한다.During the process, the voltage drop in front of the substrate 34 and the concentration of plasma ions are continuously measured to obtain accurate process parameters according to the technical procedure.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 플라즈마 화학공정에 있어 공정기체와 동축형 용량방전 간의 장시간 접촉에 의해 활성도를 높일 수 있고, 플라즈마 전위를 조절하여 활성도 분포를 임의로 조절할 수 있으므로 공정률과 공정 균일도가 높은 플라즈마 화학처리 장치 및 방법을 제공하게 된다.As described above, the present invention can increase the activity by prolonged contact between the process gas and the coaxial capacitive discharge in the plasma chemistry process, and can control the activity distribution arbitrarily by controlling the plasma potential, so that the process chemistry and process uniformity are high. A processing apparatus and method are provided.

또한 교류전원의 사용은 값비싼 직류전원의 사용을 대체하여 경제성이 높아진 플라즈마 화학처리 장치 및 방법을 제공하게 된다.In addition, the use of an AC power source replaces the use of an expensive DC power source to provide a plasma chemical processing apparatus and method with increased economics.

Claims (20)

공정기체(process gas)가 유입되는 기체유입부;A gas inlet through which process gas is introduced; 상기 기체유입부로 유입된 공정기체를 고주파 용량방전(capacity discharge) 으로 활성화시키는 플라즈마원(plasma source);A plasma source for activating the process gas introduced into the gas inlet by a high frequency capacity discharge; 상기 플라즈마원에 의해 활성화된 공정기체에 의해 처리되는 기재(substrate)를 홀딩시키는 기재홀더;A substrate holder for holding a substrate processed by the process gas activated by the plasma source; 상기 플라즈마원에 전원을 공급하며 그 일측에 정합장치(matching device)가 설치된 고주파발전기(RF generator);An RF generator for supplying power to the plasma source and having a matching device installed on one side thereof; 상기 플라즈마원의 전극측 전압강하 조절을 위해 상기 플라즈마원에 연결된 웨이브트랩과 극성과 전압을 바꿀 수 있도록 상기 웨이브트랩에 연결된 극성변환가변직류전원; 및A polarity converting variable current power supply connected to the wave trap connected to the plasma source so as to change a polarity and a voltage of the wave trap connected to the plasma source for controlling the voltage drop of the electrode side of the plasma source; And 상기 플라즈마원의 둘레에 설치되어 상기 플라즈마원의 자장을 가변시킬 수 있는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.And a solenoid disposed around the plasma source to vary a magnetic field of the plasma source. 제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마원은 그 표면이 도체로 형성된 중앙전극과 외부전극으로 구성되며 상호 동축(co-axial)으로 형성된 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.The plasma chemical processing apparatus of claim 1, wherein the plasma source comprises a center electrode and an external electrode whose surface is formed of a conductor, and is formed coaxially with each other. 제 1 항에 있어서, 상기 솔레노이드는 반대 방향 자장(opposite field)을 갖도록 두 개로 나누어진 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.The plasma chemical processing apparatus of claim 1, wherein the solenoid is divided into two so as to have an opposite field. 제 2 항에 있어서, 상기 중앙전극은 그 하단부를 둥근모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.3. The plasma chemical processing apparatus of claim 2, wherein the center electrode is formed in a round shape at a lower end thereof. 제 2 항에 있어서, 상기 외부전극과 상기 중앙전극의 하나 이상은 반응 표면적을 확장시키기 위하여 굴곡을 두어 형성된 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.3. The plasma chemical processing apparatus of claim 2, wherein at least one of the external electrode and the central electrode is formed to bend to expand the reaction surface area. 제 2 항에 있어서, 상기 외부전극과 상기 중앙전극의 하나 이상은 표면에 구멍이 형성된 유전체 피막으로 도포된 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.3. The plasma chemical processing apparatus of claim 2, wherein at least one of the external electrode and the central electrode is coated with a dielectric film having a hole formed on the surface thereof. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정합장치는 변압기형의 정합장치인 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.7. The plasma chemical processing apparatus of any one of claims 1 to 6, wherein the matching device is a transformer-type matching device. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재홀더는 고주파 파워 차단콘덴서를 통해 상기 정합장치의 일측에 연결되고 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있는 극성변환가변직류전원을 통해 상기 외부 전극에 공동으로 연결되어 상기플라즈마원과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.The external electrode according to any one of claims 1 to 6, wherein the base holder is connected to one side of the matching device through a high frequency power cut-off capacitor and has a polarity conversion variable DC power source capable of changing a polarity with a wave trap. Plasma chemical treatment apparatus for the surface of the substrate, characterized in that connected to the joint in parallel with the plasma source. 제 8 항에 있어서, 상기 기재홀더는 솔레노이드로 둘러 쌓인 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.9. The apparatus of claim 8, wherein the substrate holder is surrounded by a solenoid. 제 9 항에 있어서, 상기 기재홀더는 상호 직렬로 연결된 인덕터, 가변저항, 스위치에 상기 차단콘덴서가 병렬로 연결된 회로에 연결되어 있으며, 상기 인덕터가 동작 주파수에서 상기 차단콘덴서의 최소값과 공진 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.10. The method of claim 9, wherein the substrate holder is connected to a circuit in which the blocking capacitor is connected in parallel to the inductor, variable resistor, switch connected in series with each other, the inductor is configured to resonate with the minimum value of the blocking capacitor at the operating frequency A plasma chemical treatment apparatus for a substrate surface. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마원은 하나 이상이 사용될 수 있으며 상기 하나 이상의 플라즈마원들은 병렬로 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.The plasma chemical processing apparatus of any one of claims 1 to 6, wherein one or more plasma sources may be used, and the one or more plasma sources may be disposed in parallel. 제 11 항에 있어서, 상기 병렬배치는 상기 플라즈마원 중 하나를 중앙에 배치하고 다른 플라즈마원은 상기 중앙 플라즈마원 외주를 원형 영역으로 둘러싸도록 배치할 수 있으며, 상기 각각의 플라즈마원의 방전 모드는 독립적으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.12. The method of claim 11, wherein the parallel arrangement is arranged to center one of the plasma source and the other plasma source to surround the central plasma source outer periphery in a circular region, the discharge mode of each plasma source is independent Plasma chemical treatment apparatus for the surface of the substrate, characterized in that can be adjusted to. 제 12 항에 있어서, 상기 플라즈마원들은 상기 중앙 플라주마원에 병렬로 공동의 고주파전원에 연결되고 각각의 전기가 도입되는 부분에 가변차단콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.13. The plasma chemical processing apparatus of claim 12, wherein the plasma sources include a variable blocking capacitor connected to a common high frequency power source in parallel to the central plasma source and to which respective electricity is introduced. . 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재홀더는 축방향으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리장치.7. The plasma chemical processing apparatus of any one of claims 1 to 6, wherein the substrate holder is movable in an axial direction. 공정기체(process gas)를 기체의 흐름을 가로지르는 고주파 활성방전으로 여기된 플라즈마원을 따라 공급하여 활성화시키는 활성화단계와An activation step of supplying and activating a process gas along a plasma source excited by high frequency active discharge across the flow of gas; 상기 전극의 길이방향 구조(longitudinal structure)의 변형에 의해 출구에서 얻어지는 기체 활성도의 분포를 조절하는 기체활성분포조절단계를 포함하여 고주파 용량방전(capacitance discharge)에 의해 공정기체를 활성화하여 처리영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.The process gas is activated and supplied to the treatment region by a high frequency capacitive discharge, including a gas activity distribution control step of controlling the distribution of gas activity obtained at the outlet by deformation of the longitudinal structure of the electrode. Plasma chemical treatment method of the surface of the substrate. 제 15 항에 있어서, 상기 활성화단계에 있어서The method of claim 15, wherein in the activation step 상기 플라즈마원은 동축으로 배열된 중앙전극과 외부전극으로 구성되어 있으며, 상기 동축형 전극 방전의 사용과 기체압력 조정과 웨이브트랩과 극성을 바꿀 수 있는 가변 직류전원을 전극에 연결하여 전극인접 전압강하를 조절할 수 있도록 한 플라즈마원 및 이에 의하여 반경방향 방전구조(discharge's radial structure)의 분포를 조절하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.The plasma source is composed of a coaxially arranged central electrode and an external electrode, and the electrode adjacent voltage drop by connecting a variable DC power source that can change the polarity of the wave trap and the use of the coaxial electrode discharge, gas pressure adjustment Plasma chemical treatment method of the surface of the substrate, characterized in that for controlling the distribution of the plasma source and thereby the radial discharge structure (discharge's radial structure). 제 16 항에 있어서, 상기 방전의 반경방향 방전구조는 상기 내부전극과 상기 외부전극을 구성하는 물질과 상이한 2차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient)를 갖는 균일 피막으로 도포 하여 조절하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.The method of claim 16, wherein the radial discharge structure of the discharge is characterized in that the coating is controlled by a uniform coating having a secondary electron emission coefficient different from the material constituting the inner electrode and the outer electrode. Plasma chemical treatment method of the surface of the substrate. 제 16 항에 있어서, 상기 방전의 방전구조를 변환하기 위하여 웨이브트랩과극성을 바꿀 수 있는 가변 직류전원을 전극에 연결한 플라즈마원 그리고 짧은 직류 또는 교류 솔레노이드의 자장을 상기 플라즈마원의 축방향을 따라 인가하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.17. The method of claim 16, wherein a plasma source having a variable direct current power source capable of changing a wave trap and a polarity connected to an electrode, and a magnetic field of a short direct current or alternating solenoid in accordance with an axial direction of the plasma source to change the discharge structure of the discharge. Plasma chemical treatment method of the surface of the substrate, characterized in that the application. 제 16 항에 있어서, 상기 방전의 방전구조를 변환하기 위하여 상기 솔레노이드는 상호 반대 극성을 발생시키는 두 부분으로 형성되어 상기 플라즈마원의 길이방향으로 자장을 인가하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.17. The plasma chemical treatment of claim 16, wherein the solenoid is formed of two parts which generate opposite polarities to change the discharge structure of the discharge, and applies a magnetic field in the longitudinal direction of the plasma source. Way. 제 15 항에 있어서, 상기 기체활성분포조절단계는The method of claim 15, wherein the gas active distribution control step 상기 공정기체의 수명(life duration)에 따라 상기 공정기체로 처리하고자 하는 기재를 홀딩하기 위해 장착된 기재홀더와 상기 플라즈마원과의 거리(distance)를 조절하는 것을 특징으로 하는 기재표면의 플라즈마 화학처리방법.Plasma chemical treatment of the surface of the substrate, the distance between the substrate holder and the plasma source mounted to hold the substrate to be treated with the process gas according to the life duration of the process gas is adjusted. Way.
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