KR100624273B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR100624273B1
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오야부준
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동경 엘렉트론 주식회사
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    • H01J37/32743—Means for moving the material to be treated for introducing the material into processing chamber

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용하여 피 처리체에 막 부착이나 에칭 처리를 하기 위한 챔버를 구비하고, 이 챔버에 마련된 피 처리체를 반입 반출하기 위한 챔버 게이트의 개구부 표면을 덮어, 플라즈마에 의해 작용하는 것을 방지하는 게이트 라이너를 장착한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 또한, 챔버 게이트의 개구부의 깊이와, 그 짧은 방향 길이의 비인 게이트 종횡비가 상기 챔버 내에서의 애노드 영역과 캐소드 영역의 면적 비인 애노드/캐소드 비에 따라 게이트 공간에서의 이상 방전을 방지하도록 결정된다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략적인 단면도,
도 3은 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치에 있어서의 챔버 게이트의 구성을 도시한 도면,
도 4는 게이트 라이너를 배치한 챔버 게이트의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치에 벨로스 링을 추가한 구성을 도시한 개략적인 단면도,
도 6은 게이트 공간의 이상 방전의 유무를 애노드/캐소드 비와 게이트 종횡비의 관계에 근거하여 정리하고 도시한 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 챔버 2 : 하부 전극
17 : 가스 배출구 18 : 가스 도입구
20 : 가스 공급원 21 : 챔버 게이트
22 : 게이트 개구부 23 : 게이트 밸브
24 : 게이트 라이너 30 : 반송 아암
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피 처리체에 대하여 에칭 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치나 LCD 장치의 제조에 있어서는 드라이 에칭이나 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 플라즈마 처리가 많이 이용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리를 실행하는 장치로는, 예컨대 챔버 내에 대향 배치된 한 쌍의 전극의 한쪽에 피 처리체를 탑재하고, 챔버 내를 감압한 프로세스 가스 분위기로 만들어, 이들 전극 사이에 고주파 전력을 인가시킨다. 그러면, 프로세스 가스가 플라즈마화되어, 피 처리체에 에칭이나 용착(deposition) 플라즈마 처리가 실시된다. 이러한 피 처리체로는 반도체 웨이퍼나 LCD 용 유리 기판 등이 있다.
이러한 플라즈마 처리 장치의 챔버의 측벽에는, 반도체 웨이퍼를 챔버 내에 반입 및 반출하기 위한 개구부인 챔버 게이트가 설치되어 있다. 챔버 게이트로는 챔버 벽에 형성된 개구부(구멍)와 그것을 개폐 가능하게 막는 게이트 밸브가 챔버 외측 부분에 설치되어 있다. 이 게이트 밸브를 열고 반도체 웨이퍼를 반입출하고, 플라즈마 처리를 실행할 때에는 게이트 밸브를 닫고 챔버 내부를 밀폐시킨다.
통상, 챔버 내부가 부압이 되기 때문에, 이 게이트 밸브는 개구부를 외측에서 닫도록 설치된다. 이 때문에 챔버 내벽 측에서 보면, 챔버의 벽 두께가 있기 때문에 국부적으로 오목한 공간이 형성되게 된다(이하, 이 공간을 게이트 공간이라고 칭함).
종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 이 게이트 공간은 게이트 밸브의 게이트면과 챔버 내벽의 개구부면이 노출 구조로 되어있었기 때문에, 용착 플라즈마 처리를 실행하면 게이트 공간의 게이트면 및 개구부면에 불필요한 박막이 부착된다. 장치의 정비시에 이물질의 원인이 되는 이러한 불필요한 박막을 제거해야 하는데, 개구부면은 게이트 밸브를 연 후에 용제를 묻힌 헝겊 등을 이용하여 손작업으로 닦아내야 하고, 게이트면은 닫은 상태로 챔버 내측으로부터 닦아내거나, 게이트 밸브를 분리시켜서 닦아내지 않으면 안되기 때문에 시간이 매우 걸리는 작업이었다.
또한, 용착에 의한 불필요한 박막뿐만 아니라, 개구부면이 플라즈마에 노출되면 스퍼터링 효과에 의해 표면이 깎이게 되고, 최악의 경우에는 챔버 자체를 교환해할 필요가 발생하여, 이것이 장치의 수명을 단축시키는 하나의 요인이 되고 있다.
한편, 챔버의 내벽면은 실드를 설치한 경우라도 돌기가 없는 평탄한 면이 되도록 고안되어 있지만, 게이트 공간에서는 반도체 웨이퍼를 출납하기 위해서 절결 부가 필요하기 때문에, 실드를 설치할 수 없었다. 그 때문에 플라즈마 공간으로부터 보면 돌출한 공간을 형성하고 있는 것이 된다. 이 돌출한 공간을 가진 채로 플 라즈마 처리를 실행한 경우에는 플라즈마가 흘러들어, 게이트 공간에 이상 방전이 발생하는 경우가 있다. 게이트 공간에 이상 방전이 발생하면, 반도체 웨이퍼의 게이트 부근에서의 식각율(etch rate)이 높아져, 반도체 웨이퍼의 면 내부의 식각율의 균일성이 악화되는 문제로 연결된다.
이 대책으로서 종래에는 게이트 공간 이외의 부분에서 적극적으로 이상 방전을 발생시켜, 게이트 공간에서 발생하는 이상 방전과의 밸런스를 취하는 등의 대책을 실행하고 있지만, 근본적인 해결에는 이르지 않는다.
본 발명은 게이트 공간에서의 이상 방전의 발생을 억제하고, 챔버 게이트의 유지 보수성을 향상시키고, 또한 장치 전체로서의 수명이 긴 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그래서, 본 발명은 챔버 내에 피 처리체를 수납하고, 상기 피 처리체에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 피 처리체를 반입 반출하기 위해 상기 챔버에 설치되는 게이트 개구부와, 이 게이트 개구부를 밀폐하도록 막거나 개방시키는 게이트 밸브를 구비하고, 또한 상기 게이트 개구부의 표면을 덮도록 착탈 가능하게 장착되고, 상기 플라즈마 처리시에 플라즈마에 의해 작용하는 것을 방지하는 게이트 라이너를 구비하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
또한, 내부를 진공 상태로 유지할 수 있고 피 처리체에 플라즈마 처리를 실시하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내부를 진공 배기하는 배기 기구와, 상기 챔버 내 에 프로세스 가스를 도입하는 가스 도입 기구와, 피 처리체를 지지하는 하부 전극과, 상기 하부 전극에 대향하여 설치된 상부 전극과, 상기 챔버 외부에 설치되어 상기 전극에 전력을 인가하고 상기 챔버 내에 프로세스 가스의 플라즈마를 형성하는 전원과, 상기 챔버에 마련된 상기 피 처리체를 반입 반출하기 위한 게이트 개구부와, 이 게이트 개구부를 밀폐하도록 막거나 개방시키는 게이트 밸브를 구비하고 있고, 상기 챔버 게이트의 개구의 깊이와 상기 개구에 있어서의 짧은 방향 길이의 비로 이루어지는 게이트 종횡비가, 상기 챔버 내에서의 애노드 부분의 면적과 캐소드 부분의 면적의 비로 이루어지는 애노드/캐소드 비에 따라 게이트 공간에서의 이상 방전을 방지하도록 결정되는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치에 의한 피 처리체로는 반도체 웨이퍼나 LCD 용 유리 기판 등이 대표적이다. 이후의 설명에 있어서는 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명한다.
이 플라즈마 처리 장치는, 예컨대 내측 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어지는 도전성 챔버(1)를 탑재하고 있고, 이 챔버(1)의 전위는 접지되어 있다. 이 챔버(1) 내에는 반도체 웨이퍼(W)를 수평(후술하는 상부 전극에 평행한 상태)으로 유지하는 하부 전극(2)이 설치된다. 이 하부 전극(2)은 알루미늄 등의 도전체로 이루어지는 지지대(4)에 탑재되어 있다. 그리고 챔버(1)의 내주벽에는 다수의 가스 통과 구멍을 가진 환상(環狀)으로 형성된 가스 확산용 배플판(5)이 설치된다. 이 배플판(5)은 알루미늄 등의 도전체로 구성되고, 챔버(1)에 나사 고정되어 전기적으로 접속되어 있다.
하부 전극(2)에는 반도체 웨이퍼(W)를 정전기로 흡착 유지하는 정전 척(도시하지 않음)의 기능이 있다. 그래서, 지지대(4)는 절연 부재(3) 및 하부 전극(2)과 일체로 되어, 도시하지 않은 승강 기구에 의해서 챔버(1) 내부를 상하 이동하는 것이 가능한 구성으로 되어있다.
상기 지지대(4)의 하측과 챔버(1)의 바닥 벽은, 예컨대 스테인리스강으로 이루어진 벨로스(6)가 O링 등을 이용하여 기밀하게 접속되어 있고, 벨로스 내부(6a)를 대기측, 벨로스 외부(6b)를 진공측으로 분리하고 있다. 이 벨로스(6)는 지지대(4)가 챔버(1) 내를 상하로 이동함에 따라 신축한다. 벨로스(6)의 외주에는 원통형의 벨로스 커버[7(7a, 7b)]가 설치되어 있다. 벨로스 커버(7)는 벨로스(6)의 신축에 대응 가능하도록, 하부 부재(7a)와 상부 부재(7b)로 분리되어 있다. 또한, 후술하는 슬라이드 콘택트(27)를 자성체 밀봉을 갖는 도입계로 바꿔 이용하면, 이 벨로스를 이용하지 않더라도 실현할 수 있다.
하부 전극(2)에는 챔버(1)의 하측에 마련된 고주파 전원(11)이 정합기(10) 및 전기 공급 막대(8)를 거쳐서 접속되어 있다. 전기 공급 막대(8)의 주위에는 지지대(4)로부터 하측으로 연장하는 금속제의 파이프(9)가 설치되어 있다. 하부 전극(2) 내부에는 냉매 유로(13)가 형성되어 있고, 이 속에 냉매 공급관(14)을 통해 서 냉매가 흐르도록 되어 있다.
또한, 하부 전극(2)에는 복수의 리프트 핀(29)이 설치되어 있다. 이들의 리프트 핀(29)은, 예컨대 반도체 웨이퍼(W)의 교환시에 상승하고, 웨이퍼 반송 기구로부터 핀 선단부에 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되고, 그대로 하강함으로써 하부 전극(2)에 세트한다.
챔버(1)의 천정 벽(1a)에는 하부 전극(2)에 평행하게 대치하도록 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(16)가 설치되어 있다. 이 샤워 헤드(16)의 하면에는 다수의 배출구(17)이 형성되어 있다. 샤워 헤드(16)의 상부에는 가스 도입구(18)가 설치되어 있고, 가스 도입구(18)에는 소정의 프로세스 가스를 샤워 헤드(16)를 통하여 챔버(1) 내에 공급하기 위한 프로세스 가스 공급원(20)이 접속되어 있다.
그리고 챔버(1) 내부에 프로세스 가스가 공급되고, 하부 전극(2)에 고주파 전력이 인가됨으로써, 하부 전극(2)과 샤워 헤드(16) 사이에 플라즈마가 형성되어, 반도체 웨이퍼(W)에 소정의 플라즈마 처리가 실시되도록 되어 있다.
한편, 챔버(1)의 측벽(1b)에는 반도체 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 챔버 게이트(21)가 설치되어 있다. 이 챔버 게이트(21)는 챔버(1)에 설치된 개구부(22)와, 이 개구부(22)의 외측으로부터 개폐 가능하도록 설치된 게이트 밸브(23)와, 게이트 밸브(23)의 개폐를 구동하는 게이트 밸브 구동부(28)로 구성되어 있다.
또한, 개구부(22)의 단면(측벽 표면)(22a) 상에는 피복된 금속 또는 세라믹으로 이루어지는 게이트 라이너(24)가 착탈 가능하도록 장착되어 있다. 이 게이트 라이너(24)는 금속이라면 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄, 세라믹이라면 알루 미나가 고려되는데, 물론 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 재료가 되는 금속이나 세라믹 중에는 방열성이나 전위 등의 관점에서 볼 때, 금속 쪽이 바람직하다. 또한, 게이트 라이너(24)의 표면을 연마 가공 처리하여 거친 표면 가공을 실시하여, 더욱 박리하기 어려운 처리를 실시해도 무방하다. 또한, 열 전도율이 나쁜 재료를 이용한 경우에는 히터 등을 부가해서, 게이트 라이너(24)의 온도를 플라즈마 분위기의 온도 상승에 맞춰 온도 관리하여, 불필요한 막이 부착되기 어렵고, 박리하기 어렵게 해도 무방하다.
이와 같이, 개구부(21a)는 게이트 라이너(24)에 의해 덮여 있으므로, 개구부면이 플라즈마 분위기에 직접 노출되지 않고, 플라즈마에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 게이트 라이너(24)는 개구부(21)에 대하여 착탈 가능하도록 고정하는 방법으로는, 예컨대 게이트 라이너(24)와 같은 재료에 의해 형성된 나사에 의해 라이너 표면이 평탄하게 되도록 나사 고정하여도 무방하고, 나사를 이용하지 않고 끼워 넣는 타입으로 해도 무방하다.
또한, 챔버(1)의 측벽(1b)의 바닥부 근방에는 배기 포트(25)가 설치되어 있고, 이 배기 포트(25)에는 배관을 거쳐서 배기 장치(26)가 접속되어 있다. 그리고 배기 장치(26)를 작동시킴으로써 챔버(1) 내부를 소정의 진공도까지 진공 배기하는 것이 가능하도록 되어 있다.
상기 파이프(9)와 챔버(1)의 바닥 벽(1c)은 슬라이드 콘택트(27)가 설치되어 전기적으로 접속되어 있다. 이 슬라이드 콘택트(27)에 의해 하부 전극(2)이 상하로 이동하더라도, 파이프(9)와 챔버(1)의 바닥 벽(1c)과의 콘택트를 유지할 수 있 다.
다음에, 이와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치의 처리 동작에 대하여 설명한다.
우선, 도시하지 않은 승강 기구로 이동시켜 하부 전극(2)을 교환 위치에 설정하고, 게이트 밸브(23)를 열어, 반송 아암(30)에 의해 개구부(22)를 통해서 반도체 웨이퍼(W)를 챔버(1)내에 반입한다. 그리고 리프트 핀(29)을 이용하여 반도체 웨이퍼(W)를 하부 전극(2)상에 세트하고, 반송 아암(30)을 후퇴시켜, 게이트 밸브(23)를 닫는다. 이때, 웨이퍼(W)는 정전 척에 의해 하부 전극(2) 상에 흡착 유지된다.
그 후에, 승강 기구에 의해 하부 전극(2)을 상승시켜, 하부 전극(2)과 샤워 헤드(16)와의 갭을 소정의 길이로 한다. 이 상태에서, 냉매 유로(13)에 냉매를 흐르게 해서 하부 전극(2)을 소정의 온도로 제어함과 동시에 배기 장치(26)에 의해 챔버(1) 내를 배기하여 고진공 상태로 한다.
이어서, 프로세스 가스 공급원(20)에서 배관을 통해 소정의 프로세스 가스가 프로세스 가스 도입구(18)로부터 챔버(1) 내에 도입되고, 샤워 헤드(16)의 가스 배출구(17)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 향해서 배출시킨다. 그 때, 배기 장치(26)에 의해 챔버(1) 내부를 수 10mTorr로 조정한다. 그리고 고주파 전원(11)으로부터 정합기(10) 및 전기 공급 막대(8)를 통해 소정의 주파수 및 전압의 고주파 전력을 하부 전극(2)에 인가한다. 이에 따라, 하부 전극(2)과 샤워 헤드(16) 사이의 공간에는 프로세스 가스의 플라즈마 분위기가 생성되어, 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 플라즈마 처리가 실시된다.
이와 같이 플라즈마 처리를 실행할 때에는 플라즈마가 하부 전극(2)보다도 하측으로 흘러들어 게이트 공간의 개구부(22)도 플라즈마 분위기에 노출된다. 본 실시예에서는 개구부(22)를 덮도록 게이트 라이너(24)가 배치되어 있고, 불필요한 막은 게이트 라이너(24) 상에 부착한다. 따라서, 정비시에는 게이트 라이너(24)를 챔버(1)로부터 분리시켜 세정하면 불필요한 막의 제거를 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 플라즈마 분위기에 의해 에칭 작용이 발생하더라도, 게이트 라이너(24)의 표면을 에칭할 뿐이기 때문에, 게이트 라이너(24)만을 교환하면 되어, 플라즈마 분위기에 의한 챔버(1)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 게이트 라이너(24)는 금속 또는 세라믹으로 형성되어 있기 때문에, 플라즈마에 대한 내성이 높고, 그 수명이 길다. 또한, 금속 및 세라믹은 용착에 대한 밀착성이 높기 때문에, 부착한 불필요 막이 벗겨지기 어렵게 되어, 박리에 의한 이물질 발생을 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략단면도이다. 이 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치는, 챔버 게이트(21)에 게이트 라이너(24)를 구비하고 있지 않은 점 및 이하에 나타내는 챔버 게이트에 있어서의 게이트 종횡비를 규정하는 점 이외에는, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치와 동일한 장치 구성으로 되어 있다. 또한, 전술한 제 1 실시예에서는 승강시킨 하부 전극과 같은 위치에 배플판(5)을 설치하고 있었지만, 본 실시예에서 는 배기관(25)의 접속 부분에 설치하고 있다.
이하, 제 1 실시예와 장치 구성이 중복하는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3에는 이 실시예에 있어서의 챔버 게이트(21)의 구성을 도시하고 있고, 챔버 게이트의 깊이[챔버(1)의 벽두께](a)와, 챔버 게이트의 챔버 내측 개구부에 있어서의 짧은 방향 길이(b)를 도시하고 있다.
이 실시예에서는 a/b에 의해 정해지는 비의 값(이하, 게이트 종횡비라고 칭함)을 애노드/캐소드 비에 따라 결정하도록 한다. 본 실시예는 애노드/캐소드 비에 근거하여, 게이트 공간에서 이상 방전이 발생하지 않는 게이트 종횡비의 범위를 구하는 것이다.
구체적으로는, 예컨대 아래와 같이 정할 수 있다.
우선, 이용하는 플라즈마 처리 장치의 애노드 영역과 캐소드 영역의 면적(용량) 비인 애노드/캐소드 비를 구한다. 이어서, 얻어진 애노드/캐소드 비의 값에 근거하여, 게이트 공간에서 이상 방전이 발생하지 않는 게이트 종횡비의 범위를 실험 또는 시뮬레이션에 의해 구하여, 게이트 종횡비의 값을 그 범위 내에서 결정한다. 또한, 애노드 영역은, 도 1에 도시하는 바와 같이 GND 전위의 챔버(1) 내 모든 영역[단, 샤워 헤드(16)의 가스 배출구(17)와 챔버(1)의 천정 벽(1a) 사이의 공간과, 벨로스 커버(7)로 둘러싸인 영역을 제외함)이며, 캐소드 영역은 하부 전극의 상면 부분의 고주파가 인가되는 영역이다. 예컨대, 도 6에 도시한 것과 같은 관계로부터, 게이트 종횡비를 결정한다. 도 6은 플라즈마 처리 장치에 있어서의 게이트 공간 이상 방전의 유무를 애노드/캐소드 비와 게이트 종횡비와의 관계에 근거하여 정리한 결과를, 플라즈마 처리에 이용하는 인가 전력의 주파수와 함께 도시한 도면이다.
도 6에 있어서, "NG"를 부여한 영역에서는 게이트 공간 이상 방전이 발생했지만, "OK"를 부여한 영역에서는 이상 방전이 발생하지 않았다. 도 6으로부터, 인가 전력의 주파수가 같은 장치에서는 고 애노드/캐소드 비·저 게이트 종횡비 측(도 6의 화살표 방향)에 있는 장치 쪽이 게이트 공간에 이상 방전이 일어나기 어려운 것을 알 수 있다.
이것으로 애노드/캐소드 비와 게이트 종횡비를 바람직한 범위로 조절하면, 게이트 공간에서의 이상 방전을 억제할 수 있는 것으로 고려된다. 구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이 애노드/캐소드 비가 클수록, 또한 게이트 종횡비가 작을 수록(도면의 화살표 방향), 이상 방전이 발생하기 어렵게 된다.
여기서, 애노드/캐소드 비는 플라즈마 처리 장치에 의해 거의 고정된 값이며, 이값을 자유롭게 조정하는 것은 곤란하므로, 본 실시예에서는 장치의 애노드/캐소드비에 따라 게이트 종횡비를 게이트 공간에 이상 방전이 발생하지 않는 값으로 결정한다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이 통상의 플라즈마 처리 장치의 애노드/캐소드비의 범위에서는, 그 값에 관계없이 게이트 종횡비가 1.5 이하이면 이상 방전이 발생하지 않는다. 그러므로 게이트 종횡비를 1.5 이하로 함으로써 플라즈마 처리 장치의 이상 방전을 방지할 수 있다.
도 6에는 대표적인 예로서, 일반적으로 플라즈마 처리에 사용되는 13MHz 및 60MHz의 예를 도시하고 있다. 도 6의 종축 1.5 이하에서, 60MHz: OK 범위 내로 횡축(애노드/캐소드 비)이 18 내지 25의 범위에 있으면, 이상 방전이 발생하지 않는다.
이렇게 해서 결정된 게이트 종횡비가 되도록 챔버 게이트(21)를 구성하면, 게이트 공간에 발생하는 이상 방전을 억제할 수 있으므로, 반도체 웨이퍼(W)를 보다 균일하게 플라즈마 처리할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 플라즈마 처리 장치에 대해서 설명했는데, 이 실시예와 제 1 실시예를 조합해도 무방하다. 즉, 전술한 바와 같이, 챔버 게이트에 게이트 라이너를 장착하고, 또한 게이트 공간에서의 게이트 종횡비를 정해서 이상 방전을 방지해도 무방하다.
도 4에는 게이트 라이너(24)를 배치한 챔버 게이트(21)의 구성을 도시하고, 챔버 게이트의 깊이(a), 챔버 게이트의 챔버(1) 내측의 개구부(22)에 있어서의 짧은 방향 길이(b)를 각각 도시하고 있다. 여기서, 게이트 라이너(24)를 배치한 경우의 게이트 종횡비(a/b)는 도 4에 도시한 a, b의 값으로 구하는 것으로 한다.
또한, 전술한 모든 실시예에 있어서도, 벨로스(6)의 신축에 대응하기 위해서 마련된 벨로스 커버(7)의 하부 부재(7a)와 상부 부재(7b)가 중첩되는 부분에는 미소한 간격이 있기 때문에, 그 사이에 글로 방전에 의한 이상 방전이 발생하여 상부 부재(7b)에 이상 마모가 발생하는 경우가 있다. 이것을 막기 위해서는 도 5에 도시한 바와 같이 바닥 벽(1c)의 하부 부재(7a) 외측에, 세라믹(A1203) 등으로 이루어지는 벨로스 링(31)을 배치하고, 하부 부재(7a)와 상부 부재(7b)가 중첩되는 부분을 커버하는 것이 유효하다.
이와 같이 벨로스 링(31)을 배치함으로써, 상부 부재(7b)와 하부 부재(7a)가 중첩되는 부분을 플라즈마로부터 격리할 수 있어, 글로 방전의 발생을 억제할 수 있다. 벨로스 링(31)은 그 높이를 되도록 높게 하여 상부 부재(7b)가 플라즈마에 노출되는 면적을 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 이상의 각 실시예에서는 하부 전극에 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 생성하고, 반도체 웨이퍼의 플라즈마 처리를 실행하는 장치에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 장치 구성에 한정되는 것이 아니라, 감압한 챔버 내부에 플라즈마를 발생시켜 피 처리체의 플라즈마 처리를 실행하는 장치로서, 피 처리체를 반입출하기 위한 챔버 게이트를 구비하고, 게이트 공간을 갖는 플라즈마 처리 장치 라면, 용이하게 적용 가능하다.
또한, 플라즈마 처리를 실시하는 피 처리체에 대해서도 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, 액정 표시 장치의 유리 기판 등 다른 것이라도 무방하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 챔버 게이트의 내측에 금속, 또는 세라믹으로 이루어지는 착탈이 가능한 게이트 라이너를 배치하고 있으므로, 예컨대 플라즈마 처리 중에 불필요 막의 퇴적이나 표면의 에칭 작용이 발생하더라도, 게이트 라이너를 분리하여, 세정하거나 교환함으로써 용이하게 정비할 수 있다.
따라서, 종래의 플라즈마 처리 장치에 비해서, 정비 작업이 용이하고, 장치 자체의 손상을 방지하여 장치의 수명도 길게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 게이트 라이너는 금속 또는 세라믹이라는 불필요 막의 부착력이 강한 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 일단 부착한 불필요 막이 박리되기 어려워, 이물질의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 챔버 게이트의 깊이와, 챔버 게이트의 챔버 내측 개구 부에서의 짧은 방향 길이의 비인 게이트 종횡비를 챔버 내에서의 애노드 부분의 면적과 캐소드 부분의 면적의 비인 애노드/캐소드 비에 따라 결정하거나, 혹은 게이트 종횡비를 1.5 이하로 함으로써, 게이트 공간의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있어, 피 처리체에 균일한 플라즈마 처리를 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 챔버 게이트의 내측에 금속, 또는 세라믹으로 이루어지는 착탈이 가능한 게이트 라이너를 배치하고 있으므로, 예컨대 플라즈마 처리 중에 불필요 막의 퇴적이나 표면의 에칭 작용이 발생하더라도, 게이트 라이너를 분리하여, 세정하거나 교환함으로써 용이하게 정비할 수 있다. 따라서, 종래의 플라즈마 처리 장치에 비해서 정비 작업이 용이하고, 장치 자체의 손상을 방지하여 장치의 수명도 길게 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 내부 공간을 진공 상태로 유지 가능하고, 피 처리체에 플라즈마 처리를 실시하기 위한 챔버와,
    상기 챔버의 내부 공간을 배기하여 진공 상태를 확립하는 배기 기구와,
    상기 챔버 내부에 프로세스 가스를 도입하는 가스 도입 기구와,
    피 처리체를 지지하는 하부 전극과,
    상기 하부 전극에 대향하여 배치된 상부 전극과,
    상기 챔버 외부에 배치되고, 상기 전극에 전력을 인가하여 상기 챔버 내부에 프로세스 가스의 플라즈마를 형성하는 전원과,
    상기 챔버에 배치된 피 처리체를 반입 및 반출하기 위해 챔버에 형성된 게이트 개구부와,
    이 게이트 개구부를 개폐시키는 게이트 밸브를 구비하고,
    상기 챔버 게이트의 개구의 깊이와 상기 게이트 개구부의 폭의 비인 게이트 종횡비가 최대 1.5이고, 상기 챔버 내에서의 애노드 부분의 면적과 캐소드 부분의 면적의 비인 애노드/캐소드 비가 18 내지 25의 범위 이내인
    플라즈마 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 게이트 개구부의 표면을 덮도록 착탈 가능하게 장착되고, 그리고 플라즈마 처리시에 플라즈마가 게이트의 개구부에 작용하는 것을 방지하는 역할을 하는 게이트 라이너를 구비하는
    플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 라이너는 금속으로 구성되는
    플라즈마 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 라이너는 표면이 양극 처리된 알루미늄으로 형성된 알루미늄 판으로 구성되는
    플라즈마 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 라이너는 세라믹 재료로 구성되는
    플라즈마 처리 장치.
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