KR100687971B1 - 챔버 하우징 및 플라즈마원 - Google Patents

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Abstract

큰 면적의 기판에서 플라즈마 보조 처리를 수행하기 위해 사용되는 큰 면적의 플라즈마원내의 플라즈마 영역(10)을 둘러싸는 챔버 하우징은, 플라즈마 영역(10)에 해당하는 공간(6)을 포위하는 실질적인 수직 연장 벽(4)을 구성하는 것으로서, 다수의 개구부(32)와, 상기 공간 둘레에 정전기 쉴드부를 형성하는 전도성 부재를 구비하는 하우징 부재(2)와; 주변 연부를 각각 갖고 있고 각 개구부(32)를 폐쇄하도록 배치되는 다수의 유전 부재(36)와; 상기 하우징 부재와 각각의 상기 유전 부재(36)의 주변 연부 사이에 밀봉 시일을 형성하는 밀봉 부재(40, 40', 42, 42')를 구비한다.

Description

챔버 하우징 및 플라즈마원{LARGE AREA PLASMA SOURCE}
본 발명은 처리 챔버내의 기판에 수행하는 부착 및 에칭 공정을 포함하는 플라즈마 보조 공정(plasma-assisted process)의 실행에 사용하는 플라즈마원에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 큰 면적의 기판의 처리를 가능하게 하는 플라즈마원에 관한 것이다.
상술한 유형의 공정에서, 큰 사이즈의 웨이퍼, 더욱이 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)에 대해 처리를 가능하게 하는 플라즈마원이 요구되고 있다. 산업에서는 일측면이 1m인 플랫 패널 디스플레이를 제조하기 위한 많은 노력을 하고 있고, 또한 그러한 기판의 플라즈마 보조 공정에는 현존의 시스템에서 발생되는 것보다 더 높은 플라즈마 이온의 밀도 레벨을 필요로 할 것이다. 그러한 면적이 넓은 기판의 플라즈마 보조 처리에서는, 높은 처리율을 달성하기 위해 높은 플라즈마의 밀도와 높은 펌핑 속도가 요구된다.
상술한 유형의 플라즈마원에 있어서, 처리 가스의 처리량 또는 펌핑 속도가 챔버의 요건을 충족시킨다면, 플라즈마 부착 또는 에칭률은 이온 플럭스(ion flux) 또는 이온 밀도에 따라 다를 것이다. 따라서, 큰 면적의 기판에 대해 만족스러운 처리율의 달성을 위해서는 가스 처리량 및 이온 플럭스의 양자가 충분히 높아야 한다.
또한, 필요한 큰 치수를 갖는 플라즈마원은, 대기압으로부터의 상당한 힘에 견뎌야 하고, 또한 플라즈마원의 챔버 내부에 균일한 플라즈마를 제공하게 될 전계(electric field)의 발생을 위해 최적의 기하학적 형상을 제공하는 것이 가능하여야 한다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 상술한 능력을 지닌 큰 면적의 플라즈마원을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 대기압을 지지하면서 하우징 내부에 유폐된 플라즈마에 대해 필요한 정전기 쉴드부를 제공하고 또 고주파(RF) 정전계 에너지를 플라즈마에 전달하는 것이 가능한 큰 면적의 플라즈마원 하우징을 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 목적 및 다른 목적은 측벽을 구비한 플라즈마원 하우징을 제공하는 것에 의해 달성되는 바, 대기압에 대해 지지를 제공하는 금속 정전기 쉴드부로 이루어진 측벽, 또는 정전기 쉴드 기능을 제공하는 전도성 요소와 결합되고 대기압을 지지하는 것이 가능한 융기된 유전체 벽(ridged dielectric wall), 또는 2개벽의 조합체로 제조된다. 이들 벽은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 직선, 내부 또는 외부로 테이퍼진 형상, 내부 또는 외부로 만곡된 형상 등을 포함하는 임의의 수직 기하학적 구성에 따라 성형될 수 있다. 따라서, 플라즈마원 하우징은 하우징 벽을 통해 플라즈마에 고주파(RF) 에너지를 인가하는 것을 허용하면서 필요한 실질적인 임의의 치수 및 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 이 하우징은 챔버 벽을 냉각시키는 시스템을 용이하게 수용할 것이다.
본 발명의 다른 목적은 챔버 내부에 고도의 플라즈마 균일성을 달성하는 것이다. 플라즈마를 발생시키고 유지하는 고주파 전계는 챔버을 둘러싼 영역에서 발생하므로, 플라즈마의 균일성은 가스 종 또는 처리 가스에 의한 확산 및 처리의 균일성을 제공하기 위해 조합된 유동 및 플라즈마 구배에 의해 달성된다. 따라서, 임의의 압력 및 고주파 전력 레벨에서, 플라즈마의 균일성은 챔버의 종횡비의 함수, 즉 처리 챔버의 높이에 대한 단면적의 2승근의 비와 상관 관계가 있다. 단면적은 챔버가 평균 단면적을 갖는 위치에서의 수평면의 면적이다.
표준 시험 순서와 함께 본원에 개시된 원리를 적용함으로써, 고도의 플라즈마 균일성을 달성할 수 있음이 현재 분명하다.
상기 목적 및 다른 목적은, 본 발명에 따라 넓은 면적의 기판에 플라즈마 보조 처리를 수행하기 위해 사용되는 넓은 면적의 플라즈마원의 플라즈마 영역을 둘러싸는 챔버 하우징에 의해 달성되는 바, 상기 챔버 하우징은,
플라즈마 영역에 대응하는 공간을 둘러싼 실질적인 수직 연장 벽을 구성하고, 다수의 개구부와, 공간 둘레에 정전기 쉴드부를 형성하는 전도성 부재를 구비하는 하우징 부재와,
주변 연부를 각각 구비하고, 각 개구부를 폐쇄하도록 배치되는 다수의 유전 부재와,
하우징 부재와 각 유전 부재의 주변 연부 사이에 밀봉부를 형성하는 밀봉 수단을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 면적이 넓은 플라즈마원의 제 1 실시예의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마원의 제 2 실시예를 도시하는, 도 1과 유사한 사시도,
도 3은 몇 가지 요소가 분해된 형태로 도시된, 도 1에 도시된 실시예의 하나의 부품중 일부분의 확대 사시도,
도 4는 도 1의 4-4 선을 따라 취한 단면도,
도 5는 도 1에 도시된 소스의 부품의 제 2 실시예를 도시하는, 도 3과 유사한 도면,
도 6a는 도 1에 도시된 소스의 부품의 제 3 실시예를 도시하는, 도 3과 유사한 도면,
도 6b는 도 6a의 실시예의 수정된 형태를 도시하는 도 6a와 유사한 도면,
도 6c는 도 6b에 도시된 구조체의 일부분의 단면 상세도,
도 7은 챔버 하우징의 내부로부터 상측으로 바라본, 도 1에 도시된 소소의 일실시예의 단면 평면도,
도 8a 및 도 8b는, 각각 도 1에 도시된 실시예의 구성요소의 단면 상세도 및 배면 상세도,
도 9는 도 7에 도시된 부품의 작동 원리를 설명하는 개략도,
도 10a 및 10b는 도 9에 도시된 부품의 상이한 작동 모드를 도시하는 속도 분포 다이아그램.
도 1은 본 발명에 따른 처리 장치의 제 1 실시예를 도시한 것이다. 본 장치는 본질적으로 챔버 하우징(2)과 이 하우징을 둘러싸는 폐쇄체(enclosure)(4)로 구성되어 있다. 하우징(2) 및 폐쇄체(4)는, 본 실시예에서 수평면에 직사각형 단면을 갖는 환상 공간(6)을 한정하도록 협력한다. 이것은 제 1 패널 디스플레이를 구성하는 기판을 처리하기에 적합한 형상이다. 그러나, 다른 단면이 제공될 수도 있고, 반도체 웨이퍼 처리 등의 어떤 응용에 대해서는, 원형 단면이 기판의 형상에 일치할 뿐만 아니라 4각형 형상보다 양호한 구조적 완전성을 제공할 것이다.
상기 공간(6)은 액체 냉매로 채워져 있고 고주파 코일(8)을 포함하고 있으며, 하우징(2)과 폐쇄체(4)의 상부 벽 및 하부 벽으로 둘러싸인 처리 영역(10)에서 플라즈마를 점화시키고 유지하기 위해 하우징(2)으로 둘러싸인 영역에 자계를 발생시키는 고주파 전류가 고주파 코일(8)에 공급된다. 폐쇄체(4)의 상부 벽(12)은, 냉각제 공급 및 복귀 관(16)과, 가스 분자 및 이온을 챔버(10)의 외부로 펌핑하고 또 그 내에 소망의 진공 압력을 유지하는 진공 펌프 조립체(18)와, 신선한 처리 가스를 처리 영역(10) 내에 도입하기 위해 사용되는 결합용 통로(도시 안됨)를 갖추고 있다.
더욱이, 상부 벽(12)은 고속 조화 조립체 또는 매치 네트워크(match network)(20)를 지지하고 있다. 이것은 본래 공지된 부품이며, 통상 2개의 가변 커패시터 및 인덕터의 L자형 네트워크로 구성되어 있고, 가변 커패시터는 자동 제어 네트워크에 의해 기계적으로 조정된다. 네트워크(20)의 목적은, 매치 네트워크 및 플라즈마원 내를 향하는 발전기에 의해 도시된 바와 같이 고주파 발전기의 소스 임피던스를 부하 임피던스와 평형시키기 위한 것이다. 통상적으로, 고주파 발전기의 소스 임피던스는 50 Ω이므로, 가변 매치 네트워크 부품은 매치 네트워크의 출력 임피던스가 플라즈마원에 대한 입력 임피던스의 공액 복소수가 되도록 변경된다. 매치된 상황에서, 매치 네트워크 접합부의 전방 전력은 최대화되고 반사 전력은 최소화된다. 매치 네트워크의 구조는, 속도, 강도 및 제어능력이 상이하지만, 모두 동일한 기본 원리를 기초로 하고, 흔히 종래 기술에 개시된 것으로 알려져 있다.
이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 챔버 하우징(2)은 처리 영역(10)에 수직 경계 벽을 제공하고, 비교적 면적이 넓은 상부 벽(12) 및 하부 벽(14)의 외부 표면상에 작용하는 대기압과 처리 영역(10)에 확립되고 그들 벽의 내부 표면상에 작용하는 진공 압력간의 차이로 인하여 상부 벽(12)과 하부 벽(14)에 작용하는 힘에 견딜 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 처리 하우징(2)은 챔버(10)에 정전기 쉴드부를 제공하고 또 코일(8)로부터 처리 영역(10)으로 고주파 에너지의 전달을 가능하게 하도록 구성되어 있다. 폐쇄체(4)의 수직 벽은 필수적인 것은 아니지만, 각 벽의 대향 표면 사이의 압력 차에 의해 상부 벽(12)과 하부 벽(14)상에 가해지는 전술한 힘에 견디는 것을 보조하도록 구성될 수도 있다.
각 진공 펌프(18)는 커플링 플랜지(24)에 의해 상부 벽(12)상에 장착되는 각 게이트 밸브 또는 스로틀(22)을 구비하는 진공 펌프 조립체의 일 부분이다. 게이트 밸브(22)가 넓게 개방된 상태에 있을 때, 최대 펌핑 속도가 달성될 수 있다. 그러나, 밸브가 부분적으로 폐쇄되면, 분포된 펌핑 오리피스를 통한 변화된 흐름 제한에 의해 펌핑 속도의 부분적인 변화가 가능하다.
플랜지(24)는 상부 벽(12) 내의 각각의 보어(28)와 각 펌프(18)의 유입구 사이에 유동 경로를 제공하는 원통형 부재이다. 보어(28)는 각 진공 펌프(18)의 입구와 각각 연통하는 펌핑 포트이다. 보어(28)의 적절한 위치설정과 그 개수의 선택과 함께, 펌프(18)의 작동의 적절한 선택 및 제어에 의해, 배기 가스가 처리 영역(10)으로부터의 균일한 가스 출구를 향해 조정될 수 있다. 펌프의 선택 및 제어와 보어(28)의 배치는 기술 분야에 이미 공지된 원리 및 관행에 기초하여 달성될 수 있다.
또한, 소망의 처리 균일성의 달성을 위해서는 가스 주입의 적절한 제어가 필요하다. 본 발명의 이러한 특징을 아래에 설명할 것이다.
또한, 소스의 하부는 적절한 기판 지지체와, 바이어스 전압, 예컨대 고주파 바이어스 전압을 지지체에 인가하는 수단을 구비할 것이다. 여기서, 그러한 기판 지지체는 기술 분야에 이미 공지된 원리 및 관행에 따라 구성되고 소스에 설치될 수 있다.
도 2는 도 1과 유사한 도면으로서, 본질적으로 기하학적 구성에 관하여 도 1의 소스와는 다른 본 발명에 따른 소스의 제 2 실시예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 챔버(10')은 평행사변형의 형태인 반면에, 도 2의 챔버는 피라미드형 절두체의 형태이다. 따라서, 하우징(2')의 측벽은 폐쇄체(4')의 측벽과 같이 소스의 수직 축에 대해 경사져 있다.
도 3은 알루미늄 등의 전도성 재료로 제조되고 필요한 압축 강도 및 인장 강도를 제공하기에 충분한 벽 두께가 부여된 하우징(2)의 일부분을 도시하는 상세 사시도이다. 폐쇄체(4)의 내부가 진공상태에 있을 때, 그것의 내부를 향하는 통합된 압축력은 재료 내에 굽힘 모멘트를 발생시켜서, 인장 또는 압축 상태에 있는 폐쇄체(4)의 분리 영역을 형성할 것이다.
전도성 재료로 제조된 하우징(2)은 정전기 쉴드부를 구성한다. 하우징(2)은 하우징의 주변부 둘레에 균일한 간격으로 이격된 수직방향으로 길다란 일련의 요부(32)를 구비한다. 각 요부(32)의 중앙에는, 처리 영역(10)과 연통하도록 하우징(10)의 나머지 두께를 통해 연장된 협소하고 길다란 슬롯(34)이 형성되어 있다. 각 요부(32)의 슬롯(34) 내로 연장되는 돌출부를 갖는 알루미나 등의 유전체 재료로 제조된 삽입체(36)가 각 요부(32)에 제공된다. 각 삽입체(36)는 각 프레임(46)으로 덮여 있고, 각 프레임은 스크류 구멍(48)을 통해 연장되는 다수의 스크류(도시 안됨)에 의해 그의 관련 삽입체(36) 및 시일(40, 42)을 요부(32)내의 장소에 고정한다. 2개의 시일(40, 40') 사이에는 도 4에 도시된 대기에 개방된 적어도 하나의 통로(52)가 제공되어 있다. 이 통로는 조립체가 완전히 조립될 때 접근하기 위한 폐쇄체(4) 외부의 위치까지 연장되도록 형성된다. 통로(52)는 시일(40, 40')의 누출 억제를 가능하게 한다. 따라서, 챔버 하우징(2)과 벽(4) 사이의 유체 냉매(54)에 대한 밀봉 및 영역(10)에 대한 밀봉을 하나의 구멍으로 점검할 수 있다.
고주파 에너지는 코일(8)로부터 삽입체(36) 및 슬롯(34)을 통해 영역(10)내로 흐를 수 있다.
도 5는 도 1의 실시예의 다른 구성 형태를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 구성의 형태에서, 하우징(2)에는 그것의 벽 두께의 전체를 통해 연장된 수직방향으로 길다란 슬롯(60)이 형성되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 각 슬롯(60)은 하우징(2)의 외면에 인접한 외측으로 발산하거나 벌어진 부분 및 하우징(2)의 수직 벽에 수직인 표면을 갖는 부분(64)을 구비한다. 유전체 윈도우(66)가 부분(64) 내에 설치되고 부분(64) 및 유전체 윈도우(66)의 외주 연부의 양자에 납땜된 금속 밴드(68)에 의해 그 부분(64)에 고정된다. 밴드(68)는 유전체 윈도우(66)와 하우징(2) 사이의 열팽창 차이를 보상하는 기능을 한다. 도 5는 하우징(2)의 외부 수직면의 파단된 일부분을 도시하고 있다. 이 부분을 파단한 이유는 인접 슬롯(60) 사이의 영역의 단면 형태를 잘 도시하기 위한 것이다.
밴드(68)는 54%의 철, 29%의 니켈 및 17%의 코발트를 함유한 금속 합금의 등록 상표명 코바(Kovar)에 의해 제조될 수도 있다. 코바의 열팽창 계수는 금속 하우징과 유전체 윈도우의 열팽창 계수의 중간치이다. 그러한 금속의 사용은 산업 분야에서 공통적이다.
도 5에 도시된 실시예에서, 각 슬롯(60)에는 도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 각 슬롯(34)보다 큰 면적이 부여되어, 도 5의 실시예가 영역(10) 내로의 고주파 에너지의 통과를 위한 상당히 효과적인 유전체 윈도우 영역을 제공하는 것이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 유전체 윈도우를 플라즈마원의 하우징 벽에 고정하는데 필요한 구조 또는 구조 영역은 본 실시예에서 최소로 된다.
도 6a는 본 발명에 따른 챔버 하우징(72)의 다른 실시예를 도시한 것이다. 하우징(72)은 도 1의 하우징(2)과 대체로 동일한 형태를 갖지만, 개구부(74)의 틀을 잡는 요부(76)로 포위된 큰 면적의 개구부(74)가 각 측면에 제공되어 있다. 각 개구부(74)는, 예컨대 알루미나로 제조된 강성 유전체 패널(78)로 완전히 덮여 있다. 각 패널(78)은 평탄한 기부(80) 및 그 기부(80)로부터 직각으로 돌출된 다수의 수직 연장 리브(82)로 이루어진 일체형 유전체이다. 패널(78)의 크기는 개구부(74) 및 요부(76)를 완전히 횡단하여 연장하도록 되어 있다.
또한, 하우징(72)은 알루미늄 등의 전도성 재료로 제조된 다수의 길다란 하중 지지 부재(86)를 구비하고 있다. 각 부재(86)는 T자형 단면을 가지고 있고, 그것의 상단부 및 하단부가 하우징(72)의 상단부 및 하단부에 고정적으로 접속되어 있다. 부재(86)는 유전체 쉴드부의 전도성 부재로서 기능하고, 또 이들 부재는 상부 및 하부 양측에서 하우징(72)에 대해 양호한 고주파 전기 접촉을 이루는 것이 중요하다. 만족스러운 접촉 및 확실한 기계적 접속은, 기계 스크류(도시 안됨)를 사용하여 각 부재(86)의 상단부 및 하단부를 하우징(72)의 상단부 및 하단부에 고정하는 것에 의해 제공될 수 있다. 부재(86)는 금속으로 제조되므로 비교적 탄력이 없기 때문에, 탄성 재료의 층을 각 부재(86) 및 기부(80)의 관련 부분 사이에 배치하는 것이 바람직하다. 하나의 그러한 부재(88)가 도 6a에 점선으로 도시되어 있다.
도 6a에 도시된 실시예의 변형예로서, 정전기 쉴드부는 도 6b에 도시된 바와 같이 각 패널(78)의 외부 표면상에 금속 피막의 형태로 제공될 수도 있다. 이 피막은 인접 리브(82) 사이에 각각 배치되는 개별 스트립의 형태로 될 것이다. 본 실시예에 있어서, 리브(82)는 그들의 말단이 각 패널(78)의 상단부 및 하단부로부터 이격되도록 단축되어 있다. 상부 및 하부 윈도우 버팀대(89)[상부 버팀대(89)만이 도 6b에 도시됨]가 각 패널(78)의 상단부 및 하단부를 따라 연장되고, 또 리브(82)의 말단을 수용하는 노치 및 리브(82)와 결합하는 탭을 구비한다. 이들 탭은 도포된 금속 피막과 직접 접촉한다. 윈도우 버팀대(89)는 각 유전체 패널(78)의 전체 주변부를 하우징(72)의 관련 개구부에 고정시킨다. 버팀대(89)는 도 6b에 도시된 바와 같이 하우징(72)에 볼트로 고정된다.
각 버팀대(89)는 도 6c에 도시된 소정의 붙박이식 형상부를 갖는다. 특히, 도 6c는 O링 시일(40, 40") 및 누출 검사 포트(52')를 도시하고 있다. 도 6a 및 6b에 도시된 양자의 실시예에서, 각 유전체 패널(78)은 챔버에 진공이 존재할 때 내향 압력의 존재로 인해 부과되는 굽힘 모멘트에 견딜 수 있어야 한다. 이것이 리브(82)의 주 목적이다.
도 6a에 도시된 실시예 및 전술한 변형 실시예의 경우에 있어서, 각 유전체 패널(78)은 홈(41) 안에 보유된 적어도 2개의 O링에 의해 그의 관련 요부(76)에 밀봉되어 있다. 바람직하게는, 밀봉은 링(40, 40')과 같은 이중 탄성중합체 시일의 제공에 의해 달성된다. 링(40, 40')은 기술자가 액체 누출 또는 진공 누출을 감지할 수 있도록 하우징 내부에서 외부까지 뻗은 일련의 통로(52)에 의해 접속된 공간 에 의해 분리되어 있다.
도 7은 처리 영역(10)의 내부로부터 상부로 바라볼 때의 챔버(2)의 벽 및 벽(12)의 바닥면을 도시한 것이다. 벽(12)은 수직 연장 입구부(92)를 갖는 처리 가스 도입관(90)의 열을 지지하고 있고, 수직 연장 입구부는 벽(12)의 개구부(98)에 고정된 유전 삽입체(96)를 통해 연장되고 그것에 지지되어 있다. 삽입체(96) 및 이러한 조립체의 다른 유전체 부품은, 에컨대 PTFE로 제조될 수도 있다. 각 관(90)은 그의 관련 입구부(92) 사이에 연장되는 수평방향 연장 출구부(94)를 구비한다. 각 관(90)의 출구부(94)에는 그의 길이방향을 따라 출구 구멍 또는 주입 노즐(94')(도 8a 및 도 8b 참조)이 구비되어 있다.
관(90)의 출구부(94)는 처리될 기판 위의 소정 높이에 배치될 수 있어, 최적의 가스 종(gas species)이 기판에 도달할 수 있도록 한다. 출구부(94)와 기판 사이의 거리가 증가할수록, 관(90) 사이의 간격은 증가함과 아울러 기판에 도달하는 이온화된 가스의 밀도는 대략 균일하게 유지될 수 있다. 물론, 관(90) 사이의 간격이 증가하면 관의 수가 감소된다. 그러나, 어떤 공정의 경우에는, 관(90)의 출구부를 기판에 가깝게 하는 것이 바람직할 수도 있다. 이것은, 예컨대 가스 이온화와 결과적 이온 및 기판간의 접촉 사이의 시간을 감소시키는 것이 소망되는 경우 실행될 수도 있다.
각 가스 주입관 입구부는 유동 조정 밸브 또는 개별 유량 제어기에 연결되어 입구 매니폴드(도시 안됨)로부터 가스의 주입을 제어한다. 각 관(90)의 각 말단 내로의 가스의 흐름을 제어하는 것에 의해, 후술하는 바와 같이 다양한 가스 주입 윤곽을 형성하는 것이 가능하다. 벽(12)의 중앙에는, 깔때기형 통로 형태의 관찰 포트(99)가 제공되어 있다. 이러한 깔때기형 통로는 처리될 전체 기판을 둘러싸는 관찰 범위를 제공한다. 관찰 포트(99)는 챔버의 시각적 검사를 위해 단순히 사용될 수 있거나, 내부 챔버에 대한 광학적 접근을 필요로 하는 진단 시스템을 수용할 수도 있다.
가스 도입관(90)의 외부면은 시간이 흐름에 따라 처리 가스의 잔류물로 피복될 것이다 본 발명의 추가의 특징에 따르면, 이들 피막은 하우징(2)의 내부를 세척하는 동안 RF 바이어스를 관(90)에 인가하는 것에 의해 관(90)으로부터 제거될 수 있다.
통상적으로, 그러한 세척은 챔버를 영역(10)에 설치된 기판에 의해 세척하는 별도의 세척 과정에 의해 근래의 에칭 또는 부착실에서 주기적으로 실행한다. 영역(10)은, 플라즈마중에서 이온화될 때 하우징(2) 내부의 표면으로부터 잔류 피막을 제거하는 것이 가능한 가스로 채워져 있고, 플라즈마 발생하는 고주파 전계가 영역(10)에서 발생된다. 웨이퍼 처리시에, 이 세척 과정은 플라즈마중의 종종 원자 또는 이온의 수를 증가시키는 것에 의해 화학적 처리율을 증가시키기 위해 보통의 처리 가스보다 훨씬 높은 압력에서 종종 수행된다. 또한, RF 바이어스를 하우징(2)의 부분에 인가하는 것에 의해 잔류물 제거율이 증가될 수 있다.
바이어스를 벽에 제공하고 또 세척율을 증가시키기 위해 금속 전극을 하우징의 외부와 하우징의 유전체 벽의 뒤에 설치하는 것과 전압을 유전체에 인가하는 것은 공지되어 있다. 이러한 유형의 배치는 존슨 웨인(Johnson Wayne)이 ALL RF BIASSABLE AND/OR SURFACE TEMPERATURE CONTROLLED ESRF라는 명칭으로 출원한 계류중인 가출원 제 60/065,794 호에 개시되어 있다.
RF 바이어스를 관(90)에 인가하는 것에 의해 관(90) 내부의 이온 충격 에너지가 증가되고 그에 따라 잔류물을 그들의 내벽으로부터 멀리 에칭하는 비율 및 유효성이 증가된다. 이온 충격은 처리될 표면 온도를 증가시키고 화학 반응률을 증가시키는 것으로 생각할 수 있다.
바람직하게는, 주입관(90)은 이온화된 알루미늄으로 제조되거나 석영이나 알루미나로 제조된 유전체 관내에 감싸진 금속 관 부재로 구성된다.
세척 RF 바이어스 전압을 관(90)에 인가할 수 있도록 하기 위해서, 관(90)을 폐쇄체(4)의 벽으로부터 전기적으로 절연할 필요가 있다. 그러한 절연은 가스를 운반하는 관 내부에 플라즈마가 발생되지 않도록 하기 위해 필요하다. 이 바이어스 전압은 정상 작동에는 인가되지 않으며 주기적 세척 사이클 중에만 인가될 것이다. RF 바이어스가 가스 주입관에 대해 주기적으로 인가되어 외부 표면 (또는 처리 면)을 세척한다. 에칭 공정중에, 오염물질이 관 표면상에 축적될 수도 있다. 장기간의 미립자 오염을 최소화하기 위해, (챔버 내부의 모든 표면 이외에) 주입관의 외부면은 세척 사이클동안 세척되어야 한다. RF 바이어스는 주입관 표면에 이송되는 평균 이온 에너지에 영향을 미치는 DC 셀프 바이어스(및 외장을 가로질러 결과적인 평균 전압차)를 발생시킬 것이다.
관이 전도성 재료로 제조되는 경우, 관을 자체 바이어스에 의해 충전시키기 위해 커패시터가 필요하다.
RF 바이어스 인가중에 주입관의 내부 용적내의 플라즈마의 발생을 방지하기 위해서, 유전체 표면 영역의 사용에 의해 고장을 최소화하는 협착부를 관의 내부에 사용하는 것이 가능하다. 그것의 일 실시예는 가스 유동 경로내의 유전체 재료(석영)의 모세관의 다발로서, 처리 가스를 상부 전극 주입 플레이트에 이송하기 위해 반도체 산업에서 사용되고 있다.
도 8a 및 도 8b는 RF 전압을 주입관(90)에 공급하기 위한 구조체의 상세도이다. 도 8a는 단면도이고, 도 8b는 처리 가스를 공급하고 RF 바이어스를 인가하는 하나의 주입관(90)의 입구 영역의 저면도이다. 이 조립체는 상부 벽(12)의 내부에 위치한다. 처리 가스는 도시된 바와 같은 표준 부품(102)을 이용하여 표준 가스 관으로부터 가스 주입 시스템에 공급된다. 유전체 삽입체(96)가 부품(102)을 입구부(92)를 둘러싼 전도성 베이스 링(104)으로부터 격리시킨다. RF 전압이 각 매치 네트워크의 출력부에 형성된 표준 접속 플랜지와, RF 접속 인터페이스(108)와, RF 내부 도체(110)를 통해 링(104)에 인가된다. RF 내부 도체는 베이스 링(104)과 함께 단일체를 형성한다. 가스 주입 RF 바이어스 조립체에 대한 RF 공급 입력은 내부 도체(110), 외부 도체(114) 및 그들 도체 사이에 끼워진 유전체(116)로 이루어진 표준 공급량이다. 내부 도체(110)는 가스 주입관(90)과 직접 접촉하는 베이스 링(104)에 부착되어 있다. 외부 도체(114)는 지지 판(120)과 일체로 되어 있다. 유전체 삽입체(96, 116)는 외부 도체(114) 및 그의 지지 판(120)을 내부 도체(110) 및 링(104)으로부터 격리시킨다.
본 발명에 따라, 도 7에 도시된 주입관 구조체를 이용한 영역(10) 내부의 처리 가스의 분배는 가스 입구 압력, 가스 유량 및 각 관(90)내의 주입 노즐(94')의 총 면적중 하나 이상의 적절한 선택에 의해 제어될 수 있다. 이러한 제어를 실행하는 것에 포함된 관계는 도 7, 도 9, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 처리 가스는 주입관(90)의 열을 거쳐 영역(10)에 도입되며, 주입관의 출구부(94)는 펌프 매니폴드 플레이트를 구성하는 폐쇄체 벽(12) 하부의 선택된 수직 거리에 위치한 공통 수평면에 놓여 있다. 그러나, 모든 주입관(90)이 공통 수평면에 놓여 있을 필요는 없다. 실제로, 웨이퍼의 평면에 대한 수직 간격을 변경하는 것이 이로울 수도 있다.
주입관(90)은 하나의 수평방향으로 (간격 d 로) 등간격으로 이격되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각 관(90)의 출구부(94)는 영역(10)을 횡단하는 수평방향의 길이(2L)를 갖는다. 앞서 언급한 바와 같이, 관(90)의 수 및 그들의 간격(d)을 변경하여 선택된 처리 결과를 얻을 수 있다. 그와 동시에, 길이(2L)는 소망의 처리 결과를 기초로 선택된다. 각 주입관(90)은 그의 전체 길이를 따라, 즉 그의 입구부 및 출구부를 따라 단면적(A1)을 가지며, 각 관(90)의 출구부(94)는 단면적(A2)을 각각 갖는 N개의 주입 노즐(94')(도 8a 및 도 8b 참조)을 구비한다. 따라서, 하나의 관(90) 내의 주입 노즐의 총 출구 면적 A2T = NA2 이다. 주입 노즐은 인접한 주입 노즐의 중심 선 사이에서 간격(Δl)으로 균일하게 이격되어 있다. 가스가 각 단부, 즉 각 입구부에서 관(90)의 양 단부쪽으로 입구 압력(Pt) 및 체적 유량(Q)으로 공급된다. 이것은 도 9의 설명에서도 부연 설명한다. 각 관(90)의 단면적은 일정할 필요가 없고, 주입 노즐은 등 간격으로 이격될 필요가 없다. 주입 노즐의 다발화는 추가의 가스 주입 제어에 이로울 수도 있다.
주입 시스템은 진공 압력(Pc)이 유지되는 대용량 처리 영역(10)에 처리 가스를 도입하도록 설계되어 있다. 가스는 아음속, 즉 M = v/a < 0.3 내지 0.5으로 도입된다. 여기서 M은 마하 수이고, v는 각 출구 오리피스의 가스 속도이며, a는 국부 음속이다.
본 발명에 따라, 관(90)의 출구부(94)의 길이를 횡단하는 가스 배출 속도의 분포 또는 구배는, 관(90)의 양단에서 유량(Q) 및 입구 총 압력(Pt)의 적절한 선택에 의해 제어될 수 있다. 확립되는 특정 구배는 기판의 표면을 횡단하는 플라즈마 보조 처리의 균일성에 영향을 미칠 것이다.
주입관(90) 내로의 유량(Q)이 높을 때, 속도가 관의 출구부의 길이의 중간점에서 최대이고, 그의 말단을 향하여 점차 감소하는 배출 속도 분포를 얻을 수 있다. 변형예로, 유량(Q)이 낮을 때, 속도 분포는 관의 출구부(94)의 단부에서 최대의 속도가 달성되도록 형성된다. 따라서, 체적 유량(Q)을 조정하는 것에 의해, 관(90)의 출구부의 길이를 따른 속도 분포 또는 폭 방향의 속도 분포를 제어하는 것이 가능하다.
명료성을 위해, "고 유량" 및 "저 유량"이라는 용어를 정의할 것이다. "고 유량"은 가스 주입관과 챔버 사이의 압력 차이에 비해서 가스 운동량이 큰 유량을 의미한다. 유사하게, "저 유량"은 상대 가스 운동량이 적은 유량을 의미한다. 고 유량의 경우에, 횡방향의 압력 구배는 "고" 운동량 유체를 충분히 만곡시키고 그것을 인접한 주입 노즐을 통해 가속하기에는 불안정하므로, 우세한 기구가 가스를 관(90)의 출구부(94)의 길이의 중앙에서 정체 압력으로 감속시킨다. 상기 중앙에서는 운동량이 상쇄되고 충분한 압력차가 달성될 수 있다. 출구부의 중앙의 정체 흐름은 주입관의 양 단부에서의 처리 가스의 도입의 단순한 결과이다. 저 유량의 경우에 있어서, 가스 운동량은, 입구 압력과 챔버 영역(10)내의 압력 간의 차이의 영향하에서 주입관의 출구부의 양단부에서 개구부를 거쳐 가스가 배출되도록 설정되며, 가스가 연속 주입 노즐(94')을 통해 배출됨에 따라, 관(90)의 출구부(94) 내부의 압력은 감소한다.
보다 정확히 접근하여, 상기 설명을 명확한 방식으로 구체화할 수 있다. 도 9에 도시된 좌표계에 대해 운동량의 횡방향 등식을 고려한다. 안정되고 이차원화될 흐름을 고려하고, 점성 항을 무시하면, 운동량의 횡방향 등식은 다음과 같이 된다.
Figure 112001015637254-pct00015
반경방향 압력 구배는 2가지 항에 의해 균형이 잡힌다. 그 중 하나는 흐름 방향 운동량(z 방향)의 반경 방향 운동량(r 방향)으로 이동을 나타내고, 다른 하나는 반경방향 흐름의 반경방향 가속을 나타낸다. 주입관의 설계는, ρo, Q, A1, A2, Δl 및 L(도 9 참조)을 포함하는 독립 변수에 좌우된다. N = 2L/Δl 이고, A2 = A2T/N 이므로, 이 변수 리스트는 주입 노즐(94')의 수(N) 및 그들의 각 단면적(A2)을 포함한다. 압축률 효과를 무시하면(M<0.3 으로 가정함), 운동량의 반경방향 식은 다음의 관계식을 이용하여 무차원화된다.
Figure 112004045768615-pct00016
여기서, ΔP = Pt-Pc 이고, ρ는 국소 밀도를 나타내며, ρ0는 정지 상태의 밀도를 나타낸다. 반경방향 길이 및 속도 크기는 연속성에 의해 달성된다. 따라서, 운동량의 무차원 식이 성립된다.
Figure 112001015637254-pct00017
이것은 무차원 변수임을 증명한다.
Figure 112001015637254-pct00018
B*>>1 일 때, 이것은 압력 구배가 흐름 방향의 운동량을 실질적으로 변화시키기에는 불충분한 고 유량에 해당하므로, 주입관의 출구부의 중간 또는 중앙에서 고속으로 배출된다. 반대로, B*<<1 는 그 반대의 저 유량에 해당한다. 결과적인 속도 분포는 도 10a 및 10b에 도시되어 있다.
따라서, B*=1 이면, 가스 배출 속도는 관(90)의 출구부(94)의 길이를 따라 일정할 것이다. 다수의 처리에 있어서, 이것은 바람직한 배출 속도 분포가 될 것이다. 그러나, B*≠1 인 것이 바람직한 경우가 있을 수도 있다. 예컨대, 영역(10)에서 발생되는 RF 계는 영역(10)의 수직 중심 축에 수직인 반경 방향으로 그 강도가 변화될 수도 있다. 그러한 경우에, 기판의 표면을 횡단하여 균일한 처리 결과를 얻도록 RF 계의 변화를 보상하기 위해, 도 10a 및 10b 중 하나에 도시된 형태를 갖는 가스 유량 변화를 이용할 수도 있다.
B*의 정확도의 정밀한 검사를 통해, 주입관(90)의 구조를 간파할 수 있다. 예컨대, 조건 B*>>1은, 모든 다른 변수를 일정하게 유지하면서 다음의 작용 중 어느 하나를 실행하는 것에 의해 달성될 수 있다. Q 증가(가스 분자량 ρ0V 증가), ΔP 감소(회전력 감소), A2T 감소(보다 큰 유동 저항을 제공함).
통상적으로, Pc, 입구 압력 및 유량에 대한 소정의 값 사이에 고정 관계가 존재할 것이다. 그러나, 입구 총 압력 및 질량 유량을 독립적으로 제어하는 것이 가능할 수도 있다. 이것은, 스로틀 밸브를 이용하여 시스템 내의 총 압력 손실을 조정하는 것을 필요로 한다. 예컨대, 터보 분자 펌프의 스로틀 밸브 상류는 챔버 압력을 조정할 수 있고, 주입관 상류의 압력 조정기는 총 압력을 조정할 수 있다.
앞서 열거한 독립 차원 변수의 리스트를 고려하여, 무차원 균일성 u*=u/ΔP이 하기의 수학식 5의 형태를 취하도록 균일성의 변수를 u = P(z=0)-P(z=L)로 한정하는 것이 충분하다.
Figure 112001015637254-pct00019
4개의 후자의 변수가 제로에 도달하는 점근 한계(asymptotic limit)를 고려한다. 즉, 주입 노즐의 수가 크고(ΔI/L→0), 압력 차가 절대값에 비해 작고(ΔP/Pc→0), 각 주입 노즐의 면적 A2이 주입관의 단면적에 비해 작고(A2/A1→0), 주입관이 그것의 직경이 비해 길다(A1/L2→0). B*의 공칭 조건은, Δl=1.0㎝, L=50㎝, N=100, A1=1.77㎠, A2=0.0079㎠, Pc=500mTorr, Pt=600mTorr, Q=160sccm(또는 Qtot=320sccm) 이다.
본 발명에 의해 이루어질 수 있는 각종 변형예에 따라, 가스 주입 노즐(94')에서 가스 흐름을 막는 것이 바람직할 수도 있다. 주입 노즐(94')을 횡단하는 압력비(즉, 주입관 내부의 총 압력 대 주입 노즐의 출구를 지난 주변 챔버 압력의 비)가 충분히 클 때, 주입 노즐은 "막힌" 상태에 도달하고, 이 상태에서 체적 유량은 역압(또는 챔버 압력)의 추가의 감소 또는 입구 총 압력의 증가에 따라 불변한다. 실제로, 질량 유량은 총 입구 압력을 증가시키는 것(향후 가스 밀도에 영향을 미침)에 의해서만 추가로 증가될 수 있다. 주입 노즐에서의 체적 유량은 불변하고, 주입 노즐의 출구 면적은 일정하므로, 이것은 출구 속도가 일정하다는 것을 의미한다. 그러나, 챔버에 진입하는 질량 유량의 분포에 영향을 미치기 위해 주입관(90)내의 주입 노즐(94')을 재분배할 수도 있다. 그러므로, 질량 유량의 분포는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같은 방식으로 작용하도록 설계될 수도 있다. 예컨대, 주입 노즐(94')이 주입관(90)의 단부를 향하여 밀집되면, 도 10b와 유사한 질량 유량 분포를 얻을 수 있다. 반대로, 주입관(94')이 주입관의 중앙을 향하여 밀집되면, 도 10a와 유사한 질량 유량의 분포를 얻을 수 있다. 부가하여, 주입면으로부터 멀어지는(대략 10 내지 20 주입 노즐 직경) 속도 분포는 이들 분포 형태와 유사하게 작용할 것이다.
가스 주입관을 이용하는 것에는 여러 이점이 있다. 즉, 가스 주입관의 RF 바이어스가 외부 표면의 주기적 세척을 가능하게 하고, 분리된 수직 및/또는 수평면에 인접 관의 가변적 배치는 개선된 처리 제어를 위해 기판 위의 상이한 수직 높이에 각 주입관을 배치하는 것을 가능하게 하고, 입구 질량 유량 분포의 수정을 위해 주입 노즐의 분포를 선택가능하고, 초음속 또는 아음속 주입 특성과, 질량 유량의 재분포 아음속 주입을 위한 주입관내의 가스 운동량의 조정이 그것이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마원은 처리 작업중에 영역(10)으로부터 가스를 지속적으로 회수하는 다수의 펌프(18)를 구비한다. 각 펌프(18)는 영역(10)의 관련 부분상에서 주로 작용한다. 고속 처리를 위해서는 소망하는 수의 표면 화학 반응을 얻기 위해 높은 가스 처리량이 필요하다. 처리에는 높은 가스 처리량과 높은 플라즈마 밀도가 필요하다. 여기에 개시하는 실시예에 사용된 다수의 챔버는 큰 면적의 기판에 대해 높은 처리율을 얻는데 필요한 높은 펌핑 능력을 제공한다. 각 펌프에는, 펌프의 펌핑 속도를 조정할 수 있는 도 1에 도시된 바와 같은 스로틀 제어 밸브(22)가 설치되어 있다. 각 펌프(18)의 펌핑 속도를 개별적으로 제어하는 것에 의해, 다양한 펌핑 속도의 윤곽이 가능하다. 각 펌프(18)는 플라즈마 처리 장치에 현재 채용되고 있는 어떠한 유형의 펌프로도 구성될 수 있다. 비 제한적 실시예로서만, 각 펌프(18)는 역 펌프(backing pump)를 구비하거나 또는 구비하지 않은 터보분자 펌프(turbomolecular pump) 또는 터보 펌프일 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치에 16개(4x4)의 펌프(18)가 구비될 수도 있다. 각 펌프는 벽(12)의 꼭대기에 위치된 1,000 리터/초의 터보 펌프일 수도 있다. 처리 가스는 처리 가스가 주입 노즐로부터 배출되는 속도에 의해 발생되는 운동량에 의해 주입관(90) 내의 주입 노즐(94')로부터 기판을 향해 배향된다. 기판과 상호작용한 후에, 미 사용된 처리 가스 및 휘발성 반응 생성물이 펌프(18)를 거쳐 제거된다. 반응 생성물과 유입 처리 가스와의 상호작용을 최소화하기 위해서, 외향 압력 구배가 발생되어 반응 생성물을 외벽을 향해 흐르게 하고 이어서 펌프의 상부로 흐르도록 편향시킨다. 이것은, 예컨대 펌프의 밸브를 약간 폐쇄하여 그들의 펌프 전도성을 감소시켜서 플레이트(12)의 중앙에 가까운 펌프(18)의 펌핑률을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 방법으로, 챔버 하우징(2, 2')의 벽을 향해 낮은 챔버 압력을 달성할 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 특정 실시예를 참조한 것이지만, 본 발명의 정신으로부터 벗어남이 없이 많은 수정이 이루어질 수도 있음을 이해할 것이다. 첨부 도면은 본 발명의 범위 및 정신에 속하는 그러한 수정들을 포함하도록 의도된다.
본 발명에 따른 플라즈마원은 처리될 기판 또는 웨이퍼를 지지하는 종래의 척을 포함할 수도 있다. 척(chuck)은 가장 전형적인 플라즈마원을 대표할 것이다. 기판을 지지하는 것 이외에, RF 바이어스를 기판에 가하고 기판을 가열하는 것이 가능하여야 한다. 따라서, 넓은 면적의 처리를 위해, 이 척은 복수의 세그먼트로 구성될 수 있다.
따라서, 현재 개시한 실시예들은 여러 측면에서 설명을 위한 것일 뿐 제한적이지 않은 것으로 간주되며, 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타내므로, 청구범위의 의미 및 그것의 동등물의 범위 내에 속하는 모든 변화를 본원에 포함하고자 한다.

Claims (17)

  1. 큰 면적의 기판상에 플라즈마 보조 처리를 수행하기 위해 사용되는 큰 면적의 플라즈마원내의 플라즈마 영역을 둘러싸는 챔버 하우징에 있어서,
    플라즈마 영역에 대응하는 공간을 둘러싸는 실질적인 수직 연장 벽을 구성하고, 다수의 개구부와, 상기 공간 둘레에 정전기 쉴드부를 형성하는 전도성 부재를 구비하는 하우징 부재와,
    주변 연부를 각각 구비하고 각 개구부를 폐쇄하도록 각각 배치되는 다수의 유전 부재와,
    상기 하우징 부재와 각각의 상기 유전 부재의 주변 연부 사이에 시일을 형성하는 밀봉 수단을 포함하는
    챔버 하우징.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 부재는 다수의 요부를 구비하며, 각각의 상기 개구부는 각 요부에 형성되어 있고, 상기 밀봉 수단은 각각의 상기 유전 부재의 주변 연부와 상기 요부 사이에 배치되는
    챔버 하우징.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 벽은 다수의 평탄한 측면을 갖는 다각형 형태를 갖는
    챔버 하우징.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 상기 측면은 단일 개구부를 갖는
    챔버 하우징.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전도성 요소는 상기 벽의 상단부와 하단부 사이에 연장되고 그것에 고정되는 금속 봉이며, 각각의 상기 금속 봉은 각 개구부를 횡단하여 연장되는
    챔버 하우징.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속 봉과 상기 유전 부재 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함하는
    챔버 하우징.
  7. 제 3 항에 있어서,
    각각의 상기 측면은 다수의 개구부를 구비하는
    챔버 하우징.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전도성 요소는, 상기 벽의 상단부와 하단부 사이에 연장되고 상기 다수의 개구부 사이에 개재되는 상기 벽의 일부로 구성되는
    챔버 하우징.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 상기 유전 부재는 상기 개구부 내로 연장되는 돌출부를 갖는
    챔버 하우징.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 평탄한 측면은 수직으로 연장되는
    챔버 하우징.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 벽은 피라미드형 절두체의 형태를 갖는
    챔버 하우징.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉 수단은, 각각의 상기 유전 부재 마다, 상기 유전 부재와 그의 관련 요부 사이의 경계면에 배치된 2개의 환상 시트를 포함하며, 상기 시일은 경계면을 따라 이격되며, 상기 벽은 상기 경계면과 연통하는 제 1 단부와 상기 경계면으로부터 떨어져 있는 제 2 단부를 구비하고 있고, 상기 하우징은 상기 시일중 어느 하나를 지나는 유체의 누출을 감시하기 위해 상기 통로의 제 2 단부에 연결된 압력 감시 수단을 더 포함하는
    챔버 하우징.
  13. 플라즈마 영역내의 큰 면적의 기판상에서 플라즈마 보조 처리를 수행하기 위해 사용되는 큰 면적의 플라즈마원에 있어서,
    제 1 항에 따른 챔버 하우징과,
    상기 하우징을 둘러싸고 있고 플라즈마 영역에 고주파 영역을 발생시키도록 작동하는 코일과,
    상기 하우징 및 플라즈마 영역을 둘러싸는 폐쇄 부재와,
    이온화 가능한 처리 가스를 플라즈마 영역내에 도입하기 위해 상기 폐쇄 부재를 통해 연장된 가스 주입 수단과,
    처리될 기판을 플라즈마 영역에 지지하기 위한 기판 지지 수단과,
    플라즈마 영역에 저압을 유지하도록 플라즈마 영역의 외부로 가스를 펌핑하기 위해 배치된 적어도 하나의 펌프를 포함하는
    플라즈마원.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 가스 주입 수단은 적어도 하나의 가스 주입관을 포함하며, 상기 가스 주입관은 이온화 가능한 처리 가스의 공급물을 수용하는 적어도 하나의 입구부와, 이온화 가능한 처리 가스를 상기 입구부로부터 플라즈마 영역으로 운반하는 다수의 주입 노즐을 갖춘 출구부를 구비하며, 상기 출구부는 상기 기판 지지 수단상에 지지된 기판에 평행하게 연장되는
    플라즈마원.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입관은 2개의 입구부를 구비하며, 상기 출구부는 상기 2개의 입구부 사이에 개재되는
    플라즈마원.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입관의 출구부는 상기 2개의 입구부 사이에서 직선으로 연장되는
    플라즈마원.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입관은 상기 기판 지지 수단상에 지지된 기판에 평행한 평면내에서 서로 이격된 다수의 가스 주입관을 포함하는
    플라즈마원.
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