KR100573210B1 - 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치, 플라즈마 착화 방법,플라즈마 형성 방법 및 플라즈마 프로세스 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진하는 플라즈마 착화 촉진 수단을 설치한다. 플라즈마 착화 촉진 수단은 진공 자외광을 발생하는 중수소 램프(30)와, 진공 자외광을 투과하여 플라즈마 여기용 공간(26)으로 유도하는 투과창(32)을 갖는다. 투과창(32)은 볼록 렌즈로서 구성되며, 진공 자외광을 집속하여 플라즈마 여기 가스의 전리를 촉진한다. 이러한 구성에 의해 플라즈마 착화를 용이하게 또한 신속히 행할 수 있다.
Description
본 발명은 플라즈마 프로세스 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로파에 의해 여기(勵起)된 플라즈마에 의해 플라즈마 프로세스를 행하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치에 관한 것이다.
최근, 플라즈마 프로세스 장치에 있어서, 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치가 주목받고 있다. 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치는, 평행 평판형 플라즈마 프로세스 장치나 ECR 플라즈마 프로세스 장치와 같은 다른 플라즈마 프로세스 장치와 비교하여 플라즈마 포텐셜(potential)이 낮기 때문에, 낮은 전자 온도 및 낮은 이온 조사 에너지를 갖는 플라즈마를 발생할 수 있다.
따라서, 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치에 따르면, 플라즈마 처리를 실시하는 기판에 대한 금속 오염이나 이온 조사에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 플라즈마 여기 공간을 프로세스 공간으로부터 분리하는 것이 가능하기 때문에, 기판 재료나 기판상에 형성된 패턴에 의존하지 않는 플라즈마 프로세스를 실시할 수 있다.
마이크로파 플라즈마 프로세스 장치에서는 프로세스 챔버 내에 플라즈마 여기 가스를 도입하고 나서 마이크로파를 플라즈마 여기 가스에 도입함으로써, 마이크로파에 의해 플라즈마 착화를 행한다. 그러나, 마이크로파는 주파수가 높기 때문에, 플라즈마 여기 가스의 전자를 충분히 가속하기 전에 전계가 반전하여 플라즈마 착화가 발생하기 어렵다고 하는 특성을 갖고 있다. 또한, 최근의 플라즈마 프로세스는, 예컨대 67 Pa(약 0.5 Torr) 이하라는 매우 저압에서의 처리가 요구되는 경우가 있는데, 이러한 저압에서는 플라즈마 여기 가스의 밀도가 낮아서 플라즈마 착화가 곤란해진다는 문제가 있다.
또한, 마이크로파 안테나로부터 마이크로파를 방사하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치는, 평행 평판형 플라즈마 프로세스 장치와 달리, 피처리 기판에 대해 전계를 인가하지 않기 때문에, 자유 전자의 방출이라는 플라즈마 착화의 계기가 되는 현상이 발생하지 않아서 보다 한층 이 문제를 심각하게 만들고 있다.
현재 상황에서의 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치에서는, 플라즈마 착화시에 프로세스 챔버 내의 압력을 높게, 예컨대 133 Pa(약 1 Torr)로 설정하여 마이크로파에 의한 착화가 발생하기 쉽도록 해 두고, 착화후에 압력을 예컨대 7 Pa(약 50 mTorr)로 저하시킨다고 하는 착화 방법이 일반적이다. 그러나, 이러한 방법에서는 착화를 위해서만 프로세스 챔버 내의 압력을 상승시키고, 착화후에 다시 압력을 저하시킨다고 하는 본래의 플라즈마 프로세스에는 필요가 없는 제어를 행하게 되어, 실제의 플라즈마 프로세스를 행하기까지의 준비 시간이 길어지고, 작업 처리량의 악화를 초래하게 된다.
발명의 개시
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 프로세스 처리를 행하는 원하는 압력에 있어서 플라즈마 착화를 용이하게 또한 신속히 행할 수 있는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치, 플라즈마 착화 방법, 플라즈마 형성 방법 및 플라즈마 프로세스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 다음에 진술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 수단은 마이크로파에 의해 플라즈마를 발생하여 플라즈마 프로세스를 행하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치로서, 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진하는 플라즈마 착화 촉진 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 수단은 마이크로파에 의한 플라즈마 착화 방법으로서, 프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하고, 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하며, 상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해 진공 자외광, X선, 레이저빔, 전자빔, 엑시마 램프광 중 적어도 하나를 투사하고, 상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 마이크로파를 도입하여 플라즈마 착화하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 수단은 마이크로파 안테나로부터 마이크로파를 방사하여 플라즈마를 형성하는 플라즈마 형성 방법으로서, 프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하여, 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하고, 상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해 상기 프로세스 챔버에 설치된 진공 자외광 투과창을 통해 진공 자외광을 투사하고, 상기 투과창에 의해 상기 진공 자외광을 소정의 위치에 집중시키며, 상기 플라즈마 여기 가스 중 적어도 일부를 전리시켜서, 상기 마이크로파를 상기 프로세스 챔버 내에 방사함으로써, 플라즈마를 착화하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 수단은 마이크로파 안테나로부터 마이크로파를 방사하여 형성한 플라즈마에 의해 피처리 기체에 처리를 행하는 플라즈마 프로세스 방법으로서, 프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하고, 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하고, 상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해 상기 프로세스 챔버에 설치된 진공 자외광 투과창을 통해 진공 자외광을 투사하고, 상기 투과창에 의해 상기 진공 자외광을 소정의 위치에 집중시키며, 상기 희(稀)가스의 적어도 일부를 전리시켜서, 상기 마이크로파를 상기 프로세스 챔버 내에 방사함으로써 플라즈마를 착화하고, 플라즈마 착화후에 상기 프로세스 챔버 내에 상기 피처리 기체를 처리하기 위한 프로세스 가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 것이다.
전술한 발명에 따르면, 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진하는 플라즈마 착화 촉진 수단이 설치되기 때문에, 마이크로파만으로는 플라즈마 착화가 곤란한 조건이라도 용이하게 또한 신속히 플라즈마 착화를 행할 수 있다. 플라즈마 착화 촉진 수단으로서는 진공 자외광, X선, 레이저빔, 전자빔, 엑시마 램프광 등을 플라즈마 여기용 공간에 투사함으로써 플라즈마 착화를 촉진하는 구성이 있지만, 특히 중수소 램프에 의해 발생한 예컨대 파장이 135 nm의 진공 자외광을 투과창을 통하여 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기용 공간에 투사하는 것이 바람직하며, 플라즈마 여기용 공간 내의 플라즈마 여기 가스는 진공 자외광에 의해 전리하여 플라즈마 발생의 종(種)이 형성된다. 여기에 마이크로파를 도입함으로써 플라즈마를 용이하게 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치의 개략 구성도.
도 2는 반도체 웨이퍼에 대한 투과창의 초점 위치를 도시하는 평면도.
도 3은 도 1에 도시하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치에 의해 행해지는 플라즈마 프로세스의 플로우차트.
도 4는 도 1에 도시하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치의 변형예를 도시하는 개략 구성도.
도 5는 도 1에 도시하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치의 다른 변형예를 도시하는 개략 구성도.
다음에, 본 발명의 실시예에 관해서 도면과 함께 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치의 개략 구성도이다.
도 1에 도시하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)는 프로세스 챔버(12)와, 프로세스 챔버(12)의 상부에 설치된 슬롯 안테나(마이크로파 안테나)(14)와, 슬롯 안테나(14)의 아래쪽에 설치된 유전체 격벽(16)과, 유전체 격벽(16)의 아래에 설치된 플라즈마 여기 가스용 샤워 플레이트(18)와, 플라즈마 여기 가스용 샤워 플레이트(18)의 아래에 설치된 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)와, 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)의 아래에 설치된 적재대(22)와, 마이크로파를 발생하는 마그네트론(24)으로 이루어진다.
마그네트론(24)에 의해 발생한, 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파는 도파관(도시하지 않음)을 통해 슬롯 안테나(14)로 유도된다. 슬롯 안테나(14)로 유도된 마이크로파는 유전체 격벽(16)과 플라즈마 여기 가스용 샤워 플레이트(18)를 통과하여, 플라즈마 여기용 공간(26)으로 도입된다.
플라즈마 여기용 공간(26)에는 플라즈마 여기 가스용 샤워 플레이트(18)로부터, 예컨대 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등의 희가스로 이루어지는 플라즈마 여기 가스가 공급되며, 플라즈마 여기 가스가 마이크로파에 의해 여기되어 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 여기용 공간(26)에 있어서 발생한 플라즈마는, 예컨대 격자형으로 형성된 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)의 개구 부분을 통과하여 프로세스 공간(28)으로 공급된다.
프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)로부터는 소정의 프로세스 가스가 프로세스 공간(28)에 공급된다. 프로세스 공간(28)에 배치된 적재대(22)에는 피처리체로서 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼(W)가 적재되며, 프로세스 가스와 플라즈마에 의해 소정의 플라즈마 프로세스가 실시된다. 플라즈마 프로세스의 결과 발생하는 배기 가스는 프로세스 챔버(12)의 바닥 부분에 설치된 배기구(12a)를 통해 진공 펌 프(도시하지 않음)에 의해 배기된다.
다음에, 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에 있어서의 플라즈마 착화에 관해서 설명한다.
마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에서는 플라즈마 프로세스 공간(26)내에서, 도입된 마이크로파에 의해 플라즈마 착화가 행해진다. 그러나, 프로세스 챔버(12) 내의 압력이 낮으면, 마이크로파만으로는 플라즈마 착화를 유발하는 것이 어려워진다. 그래서, 이 실시예에 의한 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에는 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 보조 또는 촉진하기 위한 플라즈마 착화 촉진 수단이 설치되어 있다.
이 실시예에 있어서의 플라즈마 착화 촉진 수단은 플라즈마 여기용 공간(26)을 구획하는 프로세스 챔버(12)의 측벽에 설치된 중수소 램프(30)와 투과창(32)으로 이루어진다. 중수소 램프(30)는 파장 135 nm의 진공 자외광을 발생한다. 발생한 진공 자외광은 투과창(32)을 투과하여 플라즈마 여기용 공간(26)에 입사한다. 플라즈마 여기용 공간(26)에 입사한 진공 자외광은 플라즈마 여기 가스의 전리를 유발하여 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진한다, 또한, 투과창(32)은 파장이 짧은 진공 자외광이 흡수되지 않도록, CaF2, MgF2, LiF 등의 재료에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 진공 자외광은 압력이 1.34 Pa(0.01 Torr)∼13.4 Pa(0.1 Torr) 부근에서의 전리 효율이 매우 좋기 때문에, 본 발명에 의한 플라즈마 착화 촉진 수단에서의 사용에 적합하다.
전술한 바와 같이, 중수소 램프(30)에 의해 발생하는 진공 자외광은 파장이 짧고, 큰 에너지를 갖고 있으며, 희가스로 이루어지는 플라즈마 여기용 가스를 효율적으로 전리할 수 있다. 예컨대, 플라즈마 여기용 가스로서 크립톤(Kr)이 이용된 경우를 상정한다. 크립톤 원자로부터 전자가 방출되기 위해서 필요한 에너지는 13.8 eV이다. 여기서, 파장 135 nm의 진공 자외광의 에너지는 9 eV이며, 2광자 흡수에 의해 18 eV의 에너지가 크립톤 원자에 제공되면, 크립톤 원자로부터 전자가 방출된다.
즉, 파장 135 nm의 진공 자외광을 크립톤 원자에 조사함으로써 크립톤 원자로부터 전자가 방출되며, 이에 따라 크립톤 가스의 전리가 유발된다. 이러한 상태의 크립톤 가스에 마이크로파를 도입함으로써, 용이하게 플라즈마 착화를 행할 수 있다.
여기서, 2광자 흡수를 달성하기 위해서는 연속적으로 에너지를 크립톤 원자에 부여할 필요가 있기 때문에, 전리를 일으키게 하는 대상이 되는 크립톤 원자에 대한 진공 자외광의 강도가 큰 쪽이 바람직하다. 이 때문에, 투과창(32)을 볼록 렌즈로서 구성하여, 플라즈마 여기용 공간(26)의 소정의 위치에 진공 자외광을 집속시키는 것이 바람직하다. 진공 자외광을 집속시키는 위치(P)로서는, 마이크로파에 의한 전계가 가장 강해지는 위치가 보다 바람직하다. 이러한 위치로서, 플라즈마 여기용 공간(26)에 있어서의 마이크로파의 정재파의 절과 절의 중간 부분, 즉 정재파의 배의 부분을 들 수 있다.
이 실시예에 의한 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에는 도전체로 이 루어진 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)가 설치되어 있고, 플라즈마 여기용 샤워 플레이트(18)에 의해 마이크로파가 반사됨으로써, 플라즈마 여기용 샤워 플레이트(18)와 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)와의 사이에서 정재파가 발생한다. 따라서, 이 실시예에서는 투과창(32)을 볼록 렌즈로 하여 구성하며, 투과창(32)의 초점이 플라즈마 여기용 샤워 플레이트(18)로부터의 거리(L)가 정재파의 배에 해당하는 위치(P)가 되도록 위치를 맞추고 있다. 즉, 거리(L)는 마이크로파의 파장(λ)의 1/4(λ/4)와 같다.
따라서, 투과창(32)에 의해 집속된 강도가 큰 진공 자외광이 플라즈마 여기용 공간(26) 내의 가장 전리하기 쉬운 부분에 투사되기 때문에, 용이하게 2광자 흡수를 달성할 수 있으며, 플라즈마 착화를 한층 더 촉진할 수 있다. 또한, 전술한 거리(L)는 마이크로파의 파장의 1/4의 거리에 한정되는 일은 없고, 정재파의 배에 해당하는 거리인, 예컨대 3/4, 5/4(n/4: n은 정수) 등의 거리로 해도 좋다.
여기서, 도 2는 반도체 웨이퍼(W)를 수직 상측으로부터 본 경우의 플라즈마 여기용 공간(26)의 평면도이다. 진공 자외광을 집속하는 위치(P)(즉, 볼록 렌즈로서 구성한 투과창의 초점 위치)는 도 2에 도시한 바와 같이 피처리 기체인 반도체 웨이퍼로부터 수직 상측으로 연장하는 영역 이외의 영역으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 반도체 웨이퍼의 상측 근방에서 플라즈마 착화가 발생하면, 플라즈마 착화가 플라즈마 여기용 가스를 전파하는 경로에 반도체 웨이퍼가 존재하게 되어, 반도체 웨이퍼에 악영향을 미치게 할 우려가 있다. 이것을 피하기 위해서, 플라즈마 착화가 발생하는 위치를 반도체 웨이퍼로부터 수직 상측으로 연장하는 영역 이외의 위치로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 2에 있어서, 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)의 도시는 생략되어 있다.
이상과 같이, 이 실시예에 의한 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10)에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 우선 프로세스 챔버(12) 내를 소정의 진공 분위기가 될 때까지 배기하고(단계 1), 그 후, 플라즈마 여기용 공간(26)에 플라즈마 여기 가스를 공급한다(단계 2). 그리고, 중수소 램프(30)에 의해 진공 자외광을 발생하여, 진공 자외광을 투과창(32)을 통해 플라즈마 여기용 공간(26)을 향해서 투사한다(단계 3). 진공 자외광에 의해 플라즈마 여기 가스의 전자가 방출된 상태로, 슬롯 안테나(14)로부터 플라즈마 여기용 공간(26)에 마이크로파를 도입하여 플라즈마 착화를 행한다(단계 4). 플라즈마 착화가 발생하면, 그 후에는 플라즈마가 연속하여 생성된다. 생성된 플라즈마는 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)의 개구 부분을 통과하여 프로세스 공간(28)에 공급되며, 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)로부터 공급된 프로세스 가스와 플라즈마에 의해 반도체 웨이퍼(W)에 소정의 플라즈마 프로세스가 실시된다(단계 5).
예컨대, 실리콘 웨이퍼상에 실리콘의 산화막, 질화막, 또는 산질화막을 형성하는 경우에는, 프로세스 가스로서 O2, NH3, N2, H2 등이 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)로부터 프로세스 공간(28)으로 공급된다. 또한, 실리콘 웨이퍼 등에 에칭 처리를 실시하는 경우에는, 프로세스 가스로서 플루오로카본 또는 할로겐계 가스가 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)로부터 프로세스 공간(28)으로 공급된다.
여기서, 프로세스 가스는 프로세스 가스용 샤워 플레이트(20)에 의해 플라즈마 여기용 공간(26)으로부터 분리된 프로세스 공간(28)에 공급되며, 웨이퍼(W)로부터 프로세스 챔버(12)의 바닥 부분에 설치된 배기구(12a)를 향하여 흐르기 때문에, 프로세스 가스가 플라즈마 여기용 공간(26)에 진입하는 일은 없다. 따라서, 플라즈마 착화시에는 플라즈마 여기용 공간(26)에 프로세스 가스는 존재하지 않고, 플라즈마 착화시에 있어서의 프로세스 가스의 해리에 기인하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 중수소 램프(30)와 투과창(32)을 프로세스 챔버(12)의 측벽에 설치했지만, 도 4에 도시하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치(10A)에서는 프로세스 챔버(12)의 바닥 부분에 설치하고 있다. 이 경우, 플라즈마 여기용 공간을 구획하는 벽면을 매끄러운 상태로 유지해 둘 수 있기 때문에, 플라즈마 여기용 공간을 구획하는 벽면의 불연속성에 기인한 마이크로파에 의한 이상 방전의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 중수소 램프(30)를 프로세스 챔버(12)의 외주에 부착하여, 중수소 램프(30)와 투과창(32)과의 사이에 형성되는 공간을 진공으로 유지하는 것으로 해도 좋다. 중수소 램프(30)로부터 방사되는 파장 135 nm의 진공 자외광은 공기에 흡수되어 버리기 때문에, 진공 자외광이 통과하는 공간을 진공으로 유지하는 것이다. 중수소 램프(30)와 투과창(32)과의 사이에 형성되는 공간을 진공으로 유지하는 대신에 헬륨(He)을 충전하는 것으로 해도 좋다.
또한, 중수소 램프(30)가 리플렉터를 갖고 있고, 리플렉터에 의해 진공 자외광을 집광하는 구성이면, 투과창(32)을 볼록 렌즈 구성으로 할 필요는 없고, 평판 형의 투과창이어도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는 플라즈마 착화 촉진 수단으로서 진공 자외광을 투사하는 구성에 관해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 플라즈마 여기 가스의 전리를 행할 수 있는 것이면 다른 구성도 이용할 수 있다. 예컨대, 진공 자외광의 대신에, X선, 레이저빔, 전자빔, 엑시마 램프광 등을 투사하여 플라즈마 여기 가스의 전리를 행하는 것으로 해도 좋다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진하는 플라즈마 착화 촉진 수단이 설치되기 때문에, 마이크로파만으로는 플라즈마 착화가 곤란한 조건이어도 용이하게 또한 신속히 플라즈마 착화를 행할 수 있다. 플라즈마 착화 촉진 수단으로서 중수소 램프에 의해 발생한 진공 자외광을 투과창을 통하여 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기용 공간에 투사하는 구성으로 하면 간단한 구성으로 플라즈마 착화를 촉진할 수 있다.
Claims (23)
- 마이크로파에 의해 플라즈마를 발생하여 플라즈마 프로세스를 행하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치로서,마이크로파에 의한 플라즈마 착화를 촉진하는 플라즈마 착화 촉진 수단을 포함하는데,상기 플라즈마를 발생하는 마이크로파는 프로세스 챔버의 일부를 형성하는 마이크로파 투과창을 통해, 마이크로파 안테나로부터 상기 프로세스 챔버 내에 방사되고,상기 플라즈마 착화 촉진 수단은 진공 자외광, X선, 레이저빔, 전자빔, 엑시마 램프광 중 적어도 하나를 투과창을 통해 플라즈마 여기용 공간에 투사함으로써 플라즈마 착화를 촉진하게 되는데,상기 플라즈마 착화 촉진 수단과 상기 투과창 사이의 공간을, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단에 의해 발생한 광을 흡수하지 않는 분위기가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단에 의해 발생한 광을 흡수하지 않는 분위기는, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단과 상기 투과창 사이의 공간을 진공으로 만드는 것에 의해 얻어지는 것인 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단에 의해 발생한 광을 흡수하지 않는 분위기는, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단과 상기 투과창 사이의 공간을 헬륨(He)으로 충전하는 것에 의해 얻어지는 것인 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단은 진공 자외광을 발생하는 중수소 램프이고, 이 진공 자외광은 투과창을 투과하여 상기 플라즈마 여기용 공간으로 유도되는 것인 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 중수소 램프와 상기 투과창과의 사이의 공간을 진공으로 유지하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 중수소 램프와 상기 투과창과의 사이의 공간에 헬륨이 충전되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 중수소 램프와 상기 투과창은 상기 플라즈마 여기용 공간을 구획하는 프로세스 챔버의 측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 중수소 램프와 상기 투과창은 프로세스 챔버의 바닥 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 투과창은 상기 플라즈마 여기용 공간의 소정의 위치에 초점이 맞춰진 볼록 렌즈로서 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 소정의 위치는 피처리 기체의 수직 상측으로 연장하는 영역 이외의 위치인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 소정의 위치는 상기 프로세스 챔버 내에 방사된 마이크로파의 전계가 최대가 되는 위치인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 소정의 위치는 상기 플라즈마 여기용 공간에 플라즈마 여기 가스를 도입하기 위한 샤워 플레이트의 표면으로부터 마이크로파의 파장의 n/4(n은 정수)와 같은 거리만큼 떨어진 위치인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 투과창의 재료는 CaF2, MgF2, LiF로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 여기용 공간은 프로세스 가스용 샤워 플레이트에 의해 프로세스 공간에서 분리되어 있고, 프로세스 가스는 상기 프로세스 가스용 샤워 플레이트로부터 상기 프로세스 공간에 공급되며, 이에 따라 프로세스 가스의 플라즈마 여기용 공간에로의 진입이 방지되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 프로세스 장치.
- 마이크로파에 의한 플라즈마 착화 방법으로서,프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하고 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하며;상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해, 투과창을 통해 플라즈마 착화 촉진 수단에 의해 진공 자외광, X선, 레이저빔, 전자빔, 엑시마 램프광 중 적어도 하나를 투사하고;상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 마이크로파를 도입하여 플라즈마 착화하는데,상기 플라즈마 착화 촉진 수단과 상기 투과창 사이의 공간을, 상기 플라즈마 착화 촉진 수단에 의해 발생한 광을 흡수하지 않는 분위기가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 착화 방법.
- 마이크로파 안테나로부터 마이크로파를 방사하여 플라즈마를 형성하는 플라즈마 형성 방법으로서,프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하고 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하며;상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해 상기 프로세스 챔버에 설치된 진공 자외광 투과창을 통해 진공 자외광을 투사하고;상기 진공 자외광 투과창에 의해 상기 진공 자외광을 소정의 위치에 집중시키며;상기 플라즈마 여기 가스의 적어도 일부를 전리시키고;상기 마이크로파를 상기 프로세스 챔버 내에 방사함으로써 플라즈마를 착화하는데,상기 진공 자외광 투과창과 상기 진공 자외광을 투사하는 수단 사이의 공간을 상기 진공 자외광을 흡수하지 않는 분위기가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 형성 방법.
- 마이크로파 안테나로부터 마이크로파를 방사하여 형성한 플라즈마에 의해 피처리 기체에 처리를 행하는 플라즈마 프로세스 방법으로서,프로세스 챔버 내를 소정의 진공 분위기가 되도록 배기하고 상기 프로세스 챔버에 플라즈마 여기 가스를 도입하며;상기 프로세스 챔버 내의 플라즈마 여기 가스에 대해 상기 프로세스 챔버에 설치된 진공 자외광 투과창을 통해 진공 자외광을 투사하고;상기 진공 자외광 투과창에 의해 상기 진공 자외광을 소정의 위치에 집중시키며;상기 희가스의 적어도 일부를 전리시키고;상기 마이크로파를 상기 프로세스 챔버 내에 방사함으로써 플라즈마를 착화하며;플라즈마 착화후에 상기 프로세스 챔버 내에 상기 피처리 기체를 처리하기 위한 프로세스 가스를 도입하는데,상기 진공 자외광 투과창과 상기 진공 자외광을 투사하는 수단 사이의 공간을, 상기 진공 자외광을 흡수하지 않는 분위기가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 플라즈마 프로세스 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 플라즈마 여기 가스는 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe)을 포함하는 희가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 프로세스 가스는 O2, NH3, N2 및 H2 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 피처리 기체는 실리콘 웨이퍼이며, 상기 프로세스 가스를 프로세스 공간에 도입하여 상기 실리콘 웨이퍼상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산질화막 중 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 프로세스 가스는 플루오로카본 또는 할로겐계 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 프로세스 가스를 프로세스 공간에 도입하여 상기 피처리 기체에 에칭 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 피처리 기체가 배치되는 프로세스 공간으로부터 분리된 플라즈마 여기용 공간에 플라즈마 여기 가스를 공급하고, 프로세스 가스를 상기 프로세스 공간에 공급함으로써, 플라즈마 착화시에서의 프로세스 가스의 플라즈마 여기용 공간에로의 진입을 방지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 프로세스 방법.
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