KR100394753B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

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Abstract

반송실(2)에 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)의 진공 처리실(31)을 접속하고, 반송실(2) 내에서 진공 처리실(31) 내의 적재대(4)에 웨이퍼(W)를 정렬한 상태로 반송 아암에 의해 반송한다. 각 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B) 사이에서 도파관(5)의 크기 및 길이가 동일하게 되어 있다. 또한, 각 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B) 사이에 있어서, 도파관(5)의 반송 아암(61)의 반송 방향(M1, M2)에 대한 위치 관계가 동일하게 되어 있다. 이 때문에 각 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B) 사이에서 적재대(4)에 정해진 방향으로 놓여진 웨이퍼(W)에 대한 도파관(5)의 위치 관계가 동일하게 된다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{DEVICE AND METHOD FOR PLASMA PROCESSING}
ECR을 이용한 플라즈마의 처리 장치는 진공 처리실 내에 예컨대, 2.45 GHz의 마이크로파를 도파관을 통해 공급하는 동시에 예컨대, 875 가우스의 자계를 예컨대, 전자 코일에 의해 인가하여 마이크로파와 자계의 상호 작용(공명)으로 플라즈마 생성용 가스를 고밀도 플라즈마화 하고, 이 플라즈마에 기초하여 박막 형성 처리나 에칭 처리 등을 행하는 것이다.
한편, 공간 절약화, 비용 저렴화 등의 요청으로 인하여 복수의 플라즈마 처리 장치를 공통의 반송실에 기밀이 이루어지게 접속하고, 이 반송실내의 반송 아암에 의해 각 플라즈마 처리 유닛에 접근하는 장치가 개발되어 있다. 도 6은 이러한 종류의 장치의 외관을 도시한다. 또, 이 명세서에서는 반송실(10)에 접속되어 있는 플라즈마 처리 장치(1A, 1B)를 플라즈마 처리 유닛으로 부르고, 그 전체를 플라즈마 처리 장치라고 부르기로 한다.
각 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B)은 소직경의 원통체로 이루어지는 제1 진공실(11) 및 대직경의 원통체로 이루어지는 제2 진공실(12)을 구비한 진공 처리실(13)과, 제1 진공실(11)의 정상부에 도면에서는 보이지 않는 마이크로파 투과창을 통해 접속되고, 마이크로파를 예컨대, TM 모드로 진공 처리실(13) 내에 유도하기 위한 도파관(14)과, 이 도파관(14)의 기단부에 설치된 마이크로파 발진기(14a)를 구비하고 있다. 반송실(10)로부터 제2 진공실(12) 내의 도면에서는 보이지 않는 적재대로 반송된 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마에 의해 처리가 행해진다.
도파관(14)은 제1 진공실(11)의 상측에 위치하는 하부측으로 갈수록 점차 넓어지는 원추형 도파관(15)과, 이 원추형 도파관(15) 위에 접속된 원통형 도파관(16)과, 이 원통형 도파관(16)의 측부에 직각으로 접속된 직사각형 도파관(17)으로 구성된다. 도 7은 도 6에 도시된 플라즈마 처리 장치를 위에서 보았을 때에 적재 대상의 웨이퍼(W)와 직사각형 도파관(17)의 위치 관계를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 단, 도파관(14) 및 마이크로파 발진기(14a)는 점선으로 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 한쪽 플라즈마 처리 유닛(1A)의 직사각형 도파관(17)과 다른 쪽 플라즈마 처리 유닛(1B)의 직사각형 도파관(17)은 모두 훅 모양(hook-shaped)으로 구성되어 있고, 그리고 좌우 대칭으로 즉, 반송실(10)의 수평 방향의 중심 축선(L1)에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 도 7에 표시된 부호 10a는 반송 아암이며, 예컨대 반송실(10)의 외부에서 정렬된 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B)의 적재대에 반송한다.
전술한 장치는 웨이퍼(W)가 정렬되어 있기 때문에, 양 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B)에 있어서, 예컨대 웨이퍼(W)의 정렬용 V 자형의 새김(노치)이 반송 아암(10a)의 회전 중심(P)을 향하고 있다. 한편, 양 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B)의 직사각형 도파관(17)은 좌우 대칭으로 위치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 방향에 대한 직사각형 도파관(17)의 위치 관계가 다르다.
여기서, 마이크로파는 직사각형 도파관(17)에서 TE 모드로 전송되고, 원통형 도파관(16)과의 접속 부분에서 TM 모드로 변환되지만, 원통형 도파관(16)에서는 전계 강도 분포가 원래 동심원형(전계의 방향은 직경 방향임)이지만, 실제로는 편재된 분포로 되어 있다. 도 8은 이 모습을 모식적으로 도시한 도면이며, 도면에 기재되어 있는 번호 ① 내지 ⑤는 구획된 영역의 전계 강도를 나타내고 있다. 또, 번호 ① 내지 ⑤중 작은 것일수록 전계가 약하다.
그리고 마이크로파가 적재대로 향함에 따라 전계 편재의 정도는 작아지지만, ECR이 발생하는 ECR 포인트에서 전계가 편재된 상태로 고밀도의 플라즈마가 발생하기 때문에 플라즈마의 밀도 분포(이온이나 전자의 밀도 분포) 역시 동심원형에서 치우쳐지게 된다. 이 때문에 웨이퍼(W)에서 보아 양 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B) 사이의 플라즈마 밀도가 편재된 방향이 달라 웨이퍼(W)의 면 내의 처리 상태가 달라진다. 예컨대, 박막 형성 처리라면 막 두께 분포가 다르고, 예컨대 에칭 처리라면 홈의 절삭 정도가 달라진다.
이와 같이 플라즈마 처리 유닛(1A, 1B) 사이에서 마이크로파의 TM 모드의 어긋남의 영향 즉, 전계 강도 분포의 영향이 다르고, 그 결과 웨이퍼(W)의 처리 상태에 차이가 있게 되면, 예컨대, 처리의 상태가 나쁜 경우에 원인의 해석이나 그 후의 조정, 개량은 번잡하여 행하기 어렵게 되고, 또한 각 유닛의 관리도 어렵게 된다.
본 발명은 마이크로파와 자계(磁界)에 의한 ECR(전자 사이클로트론 공명)을 이용하여 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마에 기초하여 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 개관도.
도 2는 플라즈마 처리 장치의 일부인 플라즈마 처리 유닛을 도시한 단면도.
도 3은 플라즈마 처리 유닛의 도파관을 도시한 사시도.
도 4는 상기 플라즈마 처리 장치에 있어서의 평면적인 구조를 도시한 개략적인 평면도.
도 5는 전계 강도 분포와 웨이퍼의 위치를 대응시켜 도시한 설명도.
도 6은 종래의 플라즈마 처리 장치를 도시한 개관도.
도 7은 종래의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 평면적인 구조를 도시한 개략적인 평면도.
도 8은 전계 강도 분포가 동심원으로부터 편재되어 있는 상태를 도시한 설명도.
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 기판에 대한 처리 상태에 대한 플라즈마 처리 유닛들 간의 차이를 없앨 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 기준점을 갖는 기판을 얹어 놓는 적재대를 갖는 진공 처리실과, 이 진공 처리실 내에 고주파를 도입하기 위한 도파관을 가지며, 고주파에 의해 처리 가스를 플라즈마화 하고, 그 플라즈마에 기초하여 기판에 대하여 처리하기 위한 복수의 플라즈마 처리 유닛과, 이들 복수의 플라즈마 처리 유닛과 기밀하게 접속되며, 정해진 반송 방향으로 기판을 적재대에 반송하는 반송 아암을 갖는 공통의 반송실을 구비하여, 기판의 기준점이 반송 아암에 대하여 정렬된 상태로 상기 반송실에서 기판을 상기 적재대에 반송하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 각 플라즈마 처리 유닛들 사이에서 반송 아암의 반송 방향에 대한 도파관의 위치 관계가 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치이다.
기판에 대하여 행해지는 처리는 예컨대, 박막 형성 처리나 에칭 처리이다.
본 발명에 따르면, 기판의 기준점이 반송 아암에 대하여 정렬되고, 각 플라즈마 유닛에서 반송 아암의 반송 방향에 대한 도파관의 위치 관계가 동일하기 때문에 플라즈마 처리 유닛 간의 기판의 기준점에 대한 도파관의 위치 관계가 동일하게 된다. 이 때문에 도파관으로부터 도입된 고주파의 전계 강도 분포의 편재로 인하여 플라즈마 밀도에 불균일성이 있어도 기판에 대한 전계 강도 분포의 편재의 영향은 각 플라즈마 처리 유닛 간의 차이가 없어진다. 이에 의해 처리 상태의 해석이나 장치의 개량을 행하기 쉽다.
또한, 본 발명은 기준점을 갖는 기판을 얹어 놓는 적재대를 갖는 진공 처리실과, 이 진공 처리실 내에 고주파를 도입하기 위한 도파관을 가지며, 고주파에 의해 처리 가스를 플라즈마화 하고, 그 플라즈마에 기초하여 기판에 대하여 처리를 하기 위한 복수의 플라즈마 처리 유닛과, 이들 복수의 플라즈마 처리 유닛과 기밀하게 접속되며, 정해진 반송 방향으로 기판을 적재대에 반송하는 반송 아암을 갖는 공통의 반송실을 구비한 플라즈마 처리 장치에 의해 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 기준점을 갖는 기판을 상기 반송실에서 플라즈마 처리 유닛의 적재대로 반송하는 동시에 각 플라즈마 처리 유닛 간에 상기 적재대에 적재되는 기판의 기준점과 상기 도파관과의 위치 관계를 동일하게 하는 공정과, 각 플라즈마 처리 유닛 사이에서 상기 적재대에 적재되는 기판의 기준점과 상기 도파관의 위치 관계를 동일하게 한 상태에서 상기 기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 전체 구성을 도시한 개관도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 진공 용기인 반송실(2)과, 이 반송실(2)에 기밀하게 접속된 복수, 예컨대, 2개의 동일 구조의 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)을 구비하고 있다.
플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)의 구조에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2에 있어서, 부호 31은 진공 처리실이고, 이 진공 처리실(31)은 소직경의 원통형 제1 진공실(32)과, 대직경의 원통형 제2 진공실(33)을 갖고 있다. 제1 진공실(32) 내에는 둘레 방향을 따라 균등하게 배치한 플라즈마 가스 노즐(30)이 돌출하여 설치되어 있다. 제2 진공실(33) 내에는 링형의 가스 공급부(34)가 설치되어 있고, 가스 공급관(35)으로부터 도입된 박막 형성 가스가 가스 공급부(34)로부터 진공 처리실(31) 내로 공급된다.
또한, 제2 진공실(33) 내에는 기판인 반도체 웨이퍼(W)를 얹어 놓기 위한 적재대(4)가 설치되어 있고, 이 적재대(4)에는 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 바이어스 전압이 인가되도록 고주파 전원(70)이 접속되어 있다. 제2 진공실(33)의 측벽에는 게이트 밸브(21)에 의해 개폐되는 반송 포트(22)가 형성되고, 제2 진공실(33)은 이 반송 포트(22)를 통해 반송실(2)에 기밀하게 접속되어 있다. 부호 36은 배기관이다.
제1 진공실(32)의 주위 및 제2 진공실(33)의 하부에는 각각 자계 형성 수단으로서 주 전자 코일(41) 및 보조 전자 코일(42)이 설치되어 있고, 이들 전자 코일(41, 42)에 의해 진공 처리실(31) 내에 소정 형상의 자속의 흐름을 형성하며, ECR 포인트에서 875 가우스의 자계를 형성하도록 되어 있다.
한편, 진공 처리실(31)의 상단면은 마이크로파를 투과하기 위한 원반형의 유전체로 이루어진 투과창(37)에 의해 구성되어 있고, 이 투과창(37)의 상면에는 제1 진공실(32) 내에 예컨대, 2.45 GHz의 마이크로파를 TM 모드, 예컨대 TM01 모드로 공급하기 위한 도파관(5)이 설치되어 있다. 이 도파관(5)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형 도파관(51)의 출구측 단부를 원통형 도파관(52)의 상부측의 측부에 직각으로 접속하고, 이 원통형 도파관(52)의 출구측(하단부)을 하부측으로 향하여 넓어지는 원추형 도파관(53)의 입구측(상단부)에 접속하여 구성되어 있으며, 직사각형 도파관(51)과 원통형 도파관(52)의 접속 부분이 TM 모드 변환기로 되어 있다. 상기 직사각형 도파관(51)의 입구측은 고주파 전원부인 마이크로파 발진기(54)에 접속되어 있고, 한쪽 원추형 도파관(53)의 출구측(하단측)은 전술한 투과창(37)의 상면에 접속되어 있다. 도 3은 도파관(5)의 일부를 도시하는 사시도이다.
그리고 이 실시예의 특징은 양쪽의 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)에 있어서, 도파관(5)이 동일 구조, 즉 도파관(5)의 크기 및 길이가 동일하고, 또한 적재대(4)에 정해진 방향으로 놓여진 웨이퍼(W)에 대한 도파관(5)의 위치 관계가 동일한 것이다. 즉, 원통형 도파관(52) 및 원추형 도파관(53)의 크기 및 높이는 양쪽 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)에서 모두 동일하고, 직사각형 도파관(51)의 구조, 형상도 역시 동일하다. 더욱이, 도 4에 도시된 바와 같이, 평면 형상으로 보았을 때(위에서 보았을 때), 적재대(4)의 중심(4a)과 반송 포트(22)의 폭의 중심(22a)을 연결하는 축선(M1, M2)에 대한 직사각형 도파관(51)의 위치 관계가 동일하게 되어 있다. 종래의 예로서 도시한 플라즈마 처리 장치에서는 양쪽 플라즈마 처리 유닛의 직사각형 도파관이 좌우 대칭으로 배치되어 있으며, 이 점이 본 발명 실시예는 다르다.
또, 도 4에 있어서, 부호 61은 Z축 주위에서 자유롭게 회전하고 또한 자유롭게 신축하는 다관절형 반송 아암으로서 반송실(2) 내에 설치되어 있다. 이 반송 아암(61)은 반송실(2)에 접속된 예비 진공실(62)과 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B) 내의 적재대(4) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 또한, 63은 대기 분위기에 놓여진 반송 아암, 64는 웨이퍼(W)의 정렬을 행하기 위한 정렬부의 일부인 턴테이블이다.
여기서, 웨이퍼(W)는 정렬용 노치(V 자형 새김: 100)를 가지며, 이 노치 (100)는 웨이퍼(W)의 기준점으로서 기능을 한다. 반송실(2) 내의 반송 아암(61)은 웨이퍼(W)의 노치(100)를 반송 아암(61)에 대하여 정렬한 상태로 이 웨이퍼(W)를 반송한다. 또한, 반송 아암(61)은 웨이퍼(W)를 각 플라즈마 유닛(3A, 3B)의 적재대(4)로 반송할 때 정해진 방향으로 반송한다. 이 웨이퍼(W)의 반송 방향은 적재대(4)의 중심(4a)과 반송 포트(22)의 폭의 중심(22a)을 연결하는 축선(M1, M2)에 일치하고 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 노치(100)를 반송 아암(61)에 대하여 정렬하는 작업은 상술한 턴테이블(64) 및 반송 아암(63)에 의해 행해지고, 턴테이블(64) 및 반송 아암(63)에 의해 정렬 수단이 구성된다.
다음에 전술한 실시예의 작용으로 박막 형성 처리를 행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선 도 4에 도시된 반송 아암(63)이 도시하지 않은 카세트로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 정렬부의 턴테이블(64)로 이송하고, 웨이퍼(W)는 여기서 방향 및 중심 위치가 소정 위치가 되도록 정렬된다. 그 다음, 웨이퍼(W)는 반송 아암(63)으로부터 반송 아암(61)으로 이송되고, 예비 진공실(62) 및 반송실(2)을 통해 웨이퍼(W)는 반송 아암(61)에 의해 예컨대, 한쪽 플라즈마 처리 유닛(3A)의 적재대(4)에 정해진 반송 방향(축선 M1)으로 반송된다. 이 때 웨이퍼(W)는 상술한 바와 같이, 미리 턴테이블(64) 및 반송 아암(63)에 의해 정렬용 노치(100)가 반송 아암(61)의 회전 중심(P)을 향하도록 정렬되어 있다. 또, 웨이퍼(W)의 정렬용 기준점으로서는 노치에 한하지 않으며, 배향판인 경우도 있다. 계속해서 게이트 밸브(21)를 폐쇄하여 내부를 밀폐한 후, 내부 분위기를 배출하여 소정의 진공도까지 탈기하고, 플라즈마 가스 노즐(30)로부터 제1 진공실(32) 내로 O2가스 및 Ar 가스 등의 플라즈마 발생용 가스를 도입하는 동시에 가스 공급부(34)로부터 제2 진공실(33) 내로 SiH4가스나 SiF4가스를 도입하여 내부 압력을 소정의 프로세스압으로 유지하고, 또한 마이크로파 발진기(54)로부터 마이크로파를 도입하여 웨이퍼(W)에의 박막 형성 처리를 개시한다.
마이크로파 발진기(44)로부터의 2.45 GHz의 마이크로파(고주파)는 직사각형 도파관(51) 내를 TE 모드로 전송되고, 직사각형 도파관(51)과 원통형 도파관(52)의 접속 부분에서 TM 모드로 변환된다. 그 다음, 원추형 도파관(53) 내에서 그대로 TM 모드로 전송되어 진공 처리실(31)의 천정부에 이르고, 이곳의 투과창(37)을 투과하여 제1 진공실(32) 내로 도입된다. 이 진공실(32) 내에는 전자 코일(41, 42)에 의해 발생한 자계가 인가되고, 자속 밀도 875 가우스의 ECR 포인트에는 이 자계와 마이크로파의 상호 작용으로 (전계)×(자계)가 유발되어 전자 사이클로트론 공명이 발생하며, 이 공명에 의해 Ar 가스나 O2가스가 플라즈마화 되고, 또한 고밀도화 된다.
제1 진공실(32)로부터 제2 진공실(33)로 유입된 플라즈마 흐름은, 여기에 공급되고 있는 반응성 가스인 SiH4가스나 SiF4가스를 활성화시켜 활성종을 형성하여 웨이퍼(W)로 향하며, 이에 의해 웨이퍼(W) 표면에 SiO2막이나 SiOF 막이 박막 형성된다. 그 다음, 웨이퍼(W)는 다른 쪽 플라즈마 처리 유닛(3B)으로 반입되어 동일하게 처리된다.
전술한 실시예에 따르면, 웨이퍼(W)는 어느 쪽 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B)에서도, 예컨대 반송 아암(61)의 회전 중심측으로 노치(100)가 향하도록 정렬되고, 각 플라즈마 유닛(3A, 3B)의 도파관(5, 5)은 반송 아암(61)의 반송 방향(축선 M1, M2 방향)에 일치한다. 이 때문에 한쪽 플라즈마 처리 유닛(3A)의 도파관(5)과 다른 쪽 플라즈마 처리 유닛(3B)의 도파관(5)의 웨이퍼(W)의 노치(100)에 대한 위치 관계가 동일하게 된다. 또한, 양쪽 도파관(5)의 단면 형상 및 길이도 동일하다. 따라서, 도파관(5)으로부터 도입된 마이크로파의 전계 강도의 분포가 편재되어 플라즈마 밀도에 불균일성이 있어도 웨이퍼(W)에 대한 전계 강도 분포 편재의 영향은 각 플라즈마 처리 유닛(3A, 3B) 간에는 차이가 없다. 이 때문에 처리 상태의 해석, 예컨대 막 두께의 면 내 균일성이 나쁠 경우에 그 원인 구명을 하기 쉽고, 또한 장치 구조를 개량하거나 자계 형상 등의 파라미터를 조정하는 작업 역시 용이해진다.
이상에 있어서 직사각형 도파관(51)의 평면 형상은 상술한 바와 같이, 훅 모양인 것으로 제한되지 않으며, 예컨대 직선형으로 신장한 것일 수 있다. 또한, 플라즈마 처리는 박막 형성 처리에 한하지 않으며, 예컨대 플라즈마 가스 노즐(30)로부터 CF계의 가스를 공급하여 SiO2막을 에칭하거나 염화수소 가스를 공급하여 알루미늄 등을 에칭할 수 있다. 에칭을 행하는 경우에 있어서도, 본 발명에 따르면 에칭 불균일의 해석 또는 장치의 개량 등이 용이한 효과가 있다.
또한, 마이크로파 발진기(54)로부터 도파관(5)을 통해 고주파로서 마이크로파를 보낸 예를 도시하였으나, 이에 한하지 않으며 마이크로파 대신 고주파인 UHF파를 이용하여 UHF파와 자계의 상호 작용에 의해 전자 사이클로트론 공명을 발생시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, ECR을 이용한 복수의 플라즈마 처리 유닛을 반송실에 접속한 장치에 따르면, 기판에 대한 처리 상태에 대해서 플라즈마 처리 유닛 간의 차이를 없앨 수 있어, 예컨대 처리 상태에 대한 해석이나 장치의 개량 등을 용이하게 행할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기준점을 갖는 기판을 얹어 놓는 적재대를 갖는 진공 처리실과, 상기 진공 처리실 내에 고주파를 도입하기 위해 소정의 각도로 굴절되어 있는 도파관을 가지며, 고주파에 의해 처리 가스를 플라즈마화 하고, 그 플라즈마에 기초하여 기판에 대하여 처리하기 위한 복수의 플라즈마 처리 유닛과,
    상기 복수의 플라즈마 처리 유닛과 기밀하게 접속되며, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에 대해 정해진 반송 방향으로 상기 기판을 상기 적재대에 반송하는 반송 아암을 구비하며, 상기 기판의 상기 기준점이 항시 상기 반상 아암에 대해 동일하게 정렬되도록 되어 있는 공통의 반송실
    을 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에서, 상기 반송 아암의 상기 반송 방향에 대한 상기 도파관의 위치는 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판에 대하여 행해지는 처리는 박막 형성 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판에 대하여 행해지는 처리는 에칭 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판의 기준점을 반송 아암에 대하여 정렬하기 위한 정렬 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각은 반송 포트를 구비하고 반송실과 접속되며, 상기 반송 아암의 반송 방향은 적재대의 중심과 반송 포트의 중심을 연결하는 직선상에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각은 고주파와 자계에 의한 전자 사이클로트론 공명을 이용하여 처리 가스를 플라즈마화 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각의 도파관은 서로 동일 길이 및 동일 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 기준점을 갖는 기판을 얹어 놓는 적재대를 갖는 진공 처리실과, 상기 진공 처리실 내에 고주파를 도입하기 위해 소정의 각도로 굴절되어 있는 도파관을 가지며, 고주파에 의해 처리 가스를 플라즈마화 하고, 그 플라즈마에 기초하여 기판에 대하여 처리하기 위한 복수의 플라즈마 처리 유닛과,
    상기 복수의 플라즈마 처리 유닛과 기밀하게 접속되며, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에 대해 정해진 반송 방향으로 상기 기판을 상기 적재대에 반송하는 반송 아암을 구비하는 공통의 반송실을 포함하며, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에서, 상기 반송 아암의 상기 반송 방향에 대한 상기 도파관의 위치가 동일하게 되어 있는 플라즈마 처리 장치에 의해 기판에 대하여 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 기준점을 갖는 기판을 상기 반송실으로부터 상기 플라즈마 처리 유닛의 적재대로 반송하는 공정으로, 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에서 상기 기판의 상기 기준점이 상기 도파관에 대해 동일하게 정렬되도록 반송하는 공정과,
    상기 도파관에 대한 상기 기판의 상기 기준점의 위치를 상기 복수의 플라즈마 처리 유닛 각각에서 동일하게 유지하면서, 상기 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  9. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101813955B1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-04 한국기초과학지원연구원 전자파 플라즈마 토치
WO2018009027A1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-11 한국기초과학지원연구원 전자파 플라즈마 토치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006216710A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Hitachi High-Technologies Corp 半導体製造装置
KR100891095B1 (ko) * 2007-02-13 2009-03-31 삼성전자주식회사 마이크로 어레이 및 그 제조 방법
JP5596265B2 (ja) * 2007-12-27 2014-09-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置
CN107610993B (zh) * 2016-07-11 2020-07-17 北京北方华创微电子装备有限公司 控制晶圆进出大气真空转换腔室方法及大气真空转换腔室

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5780313A (en) * 1985-02-14 1998-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor device
US6214119B1 (en) * 1986-04-18 2001-04-10 Applied Materials, Inc. Vacuum substrate processing system having multiple processing chambers and a central load/unload chamber
US5292393A (en) * 1986-12-19 1994-03-08 Applied Materials, Inc. Multichamber integrated process system
JPH0282493A (ja) * 1988-09-19 1990-03-23 Ricoh Co Ltd 薄膜エレクトロルミネッセンス素子
JP2528962B2 (ja) * 1989-02-27 1996-08-28 株式会社日立製作所 試料処理方法及び装置
JPH0343674A (ja) * 1989-07-07 1991-02-25 Fuji Electric Co Ltd クロスフロー水車発電装置
EP0463870B1 (en) * 1990-06-26 1999-02-24 Fujitsu Limited Method of plasma treating a resist using hydrogen gas
EP0536664B1 (en) * 1991-10-07 1997-01-15 Sumitomo Metal Industries, Ltd. A method for forming a thin film
JP3211290B2 (ja) * 1991-10-21 2001-09-25 ソニー株式会社 半導体装置の形成方法
US5554249A (en) * 1994-02-28 1996-09-10 Tokyo Electron Limited Magnetron plasma processing system
JPH0982493A (ja) * 1995-09-14 1997-03-28 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JPH09143674A (ja) * 1995-11-24 1997-06-03 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及びその使用方法
TW589391B (en) * 1997-07-08 2004-06-01 Unaxis Trading Ag Process for vacuum treating workpieces, and corresponding process equipment
JP4212707B2 (ja) * 1998-11-26 2009-01-21 スピードファム株式会社 ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法
US6328815B1 (en) * 1999-02-19 2001-12-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Multiple chamber vacuum processing system configuration for improving the stability of mark shielding process
JP4849705B2 (ja) * 2000-03-24 2012-01-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ生成導入部材及び誘電体
US20020061248A1 (en) * 2000-07-07 2002-05-23 Applied Materials, Inc. High productivity semiconductor wafer processing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101813955B1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-04 한국기초과학지원연구원 전자파 플라즈마 토치
WO2018009027A1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-11 한국기초과학지원연구원 전자파 플라즈마 토치

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