KR100698927B1 - 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

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KR100698927B1
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이경호
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주식회사 래디언테크
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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로, 기판을 처리하기 위한 방법은 챔버 내를 진공으로 형성하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 플라즈마 처리 압력보다 높은 플라즈마 개시 압력으로 조정하는 단계와, 상부 및 하부 전극 중 적어도 하나에 고주파 전력을 인가하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 플라즈마 처리 압력으로 조정하는 단계로 구성되어 있다.
상기와 같은 발명은, 초기 방전 개시 전압을 효과적으로 낮추어 기판의 표면에 형성된 소자의 미세 패턴들의 절연 파괴를 방지하는 효과가 있다.
챔버, 플라즈마, 전극, 고주파 전원, 정합기, 압력

Description

플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING METHOD}
도 1은 일반적인 반도체 플라즈마 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 다른 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 100: 반응 챔버 12, 112: 상부 전극부
14, 114: 기판 16, 116: 하부 전극부
18, 118: 상부 고주파 전원 20, 120: 상부 정합기
22, 112: 가스 공급원 24: 밸브
26, 126: 질량 흐름 제어기 28, 128: 하부 고주파 전원
30, 130: 하부 정합기 32, 132: 배기 장치
34, 134: 압력 제어 밸브 140: 게이트 밸브
142: 분사홀 144: 상부 전극판
152: 하부 전극 154: 정전척
156: 고압 직류 전원
본 발명은 플라즈마 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응 챔버 내의 압력을 높여 플라즈마 개시 전압을 최대한 낮추기 위한 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
반도체 및 디스플레이 산업이 발전함에 따라 웨이퍼, 유리 등의 기판 가공도 한정된 면적에 원하는 패턴을 극미세화하고 고집적화하는 방향으로 진행되고 있다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 반도체 기판의 표면에 절연막 또는 금속막 등을 형성시킨 후, 이 막에 반도체 소자의 특성에 따른 패턴을 형성시킴으로써 제조된다.
이때, 기판 표면에 형성시킬 수 있는 패턴은 기판 상에 형성시킨 막을 완전히 제거하거나 또는 선택적으로 제거함으로써 형성할 수 있으며, 이는 주로 식각 공정에서 수행된다.
반도체 초기의 식각 공정은 일반적으로 화학 용액을 이용한 습식 식각(Wet etching)으로 진행되어 왔으나, 회로의 집적도가 높아짐에 따라 습식 식각의 등방성 식각으로는 한계에 이르고 이를 대체하는 기술로 플라즈마를 이용한 건식각 공 정이 적용되고 있다.
습식 식각에 이용되는 용액은 산(ACID)이 주류를 이루며 활성화된 산이 식각할 필름과 화학적으로 반응하여 기체화되어 제거하는 것으로서 전자적인 손상을 주지 않는다. 이는 표면을 세정하는 효과도 크지만 등방성 식각이라는 특성에 의해 그 역할을 세정 공정에 제한하면서, 식각 공정은 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry etching) 공정으로 대체되고 있다. 더욱이, 최근에는 플라즈마의 효율을 더욱 향상시킨 반응성 이온 식각(Reactive ion etching) 공정으로 발전해 가고 있다.
도 1은 일반적인 반도체 플라즈마 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 처리 장치는 반응 챔버(10)와, 상기 반응 챔버(10) 내의 상부에 위치한 상부 전극(12)과, 상기 상부 전극(12)과 대향 위치하고 피처리체인 반도체 기판(14)이 안착되는 하부 전극(16)으로 구성되어 있다.
상부 전극(12)에는 제 1 고주파 전원(18)이 연결되어 있고, 제 1 고주파 전원(18)과 상부 전극(12) 사이에는 제 1 정합기(20)가 설치되어 있다. 또한, 상부 전극(12)에는 가스 공급원(22)이 연결되어 있고, 상기 가스 공급원(22)과 상부 전극(12) 사이에는 밸브(24) 및 질량 흐름 제어기(Mass flow controller, 26)가 설치되어 있다.
상부 전극(12)은 제 1 고주파 전원(18)으로부터 고주파 전력을 인가받아, 가스 공급원(22)으로부터 상부 전극(12)으로 인입된 반응 가스를 플라즈마 처리하여 상부 전극(12)과 대향 위치하고 있는 하부 전극(16)으로 분사하는 역할을 한다. 이때, 플라즈마의 형성에 필요한 반응 가스는 질량 흐름 제어기(26)에서 조절된 상태 로 밸브(24)를 통하여 공급된다.
하부 전극(16) 상부에는 기판(14)이 안착되며, 하부 전극(16)에 고주파를 인가할 수 있도록 제 2 고주파 전원(28)과, 상기 하부 전극(16)과 제 2 고주파 전원(28) 사이에 제 2 정합기(30)가 직렬로 접속되어 있다. 제 2 고주파 전력에 의해 반응 챔버(10) 내에 형성된 플라즈마를 기판(14) 측으로 끌어당겨 기판(14)에 대해 선택적으로 플라즈마 처리를 수행한다.
또한, 하부 전극(16)에는 진공 펌프 등과 같은 배기 장치(32)가 연결되어 있고, 상기 하부 전극(16)과 배기 장치(32) 사이에는 압력 제어 밸브(34)가 설치되어 있다. 하부 전극(16)에 기판(14)이 안착된 후, 압력 제어 밸브(34)를 사용하여 반응 챔버(10) 내의 플라즈마 개시 압력을 설정한다.
상부 전극(12)에는 예컨데 13.56MHz ~ 200MHz 이하의 고주파 전력이 인가되고, 하부 전극(16)에는 예컨데 4MHz 이하의 고주파 전력이 인가된다.
하지만, 균일한 플라즈마를 생성하고 기판에 고르게 플라즈마 처리를 하기 위해서는 제 1 고주파 전력과, 제 2 고주파 전력과, 압력과, 가스의 비율을 잘 조절해야 한다. 이 4가지의 공정 변수를 잘 조절해야 패턴의 식각 불량률을 줄일 수 있다. 또한, 플라즈마 생성하는 방법에 있어서도 다양한 방법이 존재하지만, 가장 중요한 것은 초기 방전 개시 전압을 잘 조절해야 하는 데 있다.
특히, 반응 챔버 내의 압력이 20mTorr 이하로 낮은 경우 플라즈마 개시 전압이 매우 높아지기 때문에 하부 전극에 안착되어 있는 기판의 표면에 형성된 소자의 미세 패턴들은 절연 파괴를 일으켜 치명적인 수율 저하를 초래한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 초기 플라즈마 개시 전압에서 전계 집중에 의한 소자의 절연 파괴를 방지하는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반응 챔버 내의 압력을 높여 방전 개시 전압을 최대한 낮추기 위한 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 챔버 내를 진공으로 형성하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 플라즈마 처리 압력보다 높은 플라즈마 개시 압력으로 조정하는 단계와, 상부 및 하부 전극 중 적어도 하나에 고주파 전력을 인가하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 플라즈마 처리 압력으로 조정하는 단계로 구성되어 있다.
상기 고주파 전력을 인가하는 방법은 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계로 구성되어 있다. 또한, 상기 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계를 동시에 수행할 수 있다.
상기 고주파 전력을 인가하는 또 다른 방법은 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계와, 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정시키는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계로 구성되어 있다.
상기 플라즈마 개시 압력은 20mTorr 내지 300mTorr 로 설정되고, 상기 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계 사이에는 1초 내지 5초의 일정 시간을 갖는다.
상기 상부 전극에는 13.56MHz 내지 170MHz의 전력을 인가하고, 하부 전극에는 4MHz 이하의 전력을 인가한다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 처리 장치는 반응 챔버(100)와, 상기 반응 챔버(100) 내의 상부에 위치한 상부 전극부(112)와, 상기 상부 전극부(112)와 대향 위치하는 하부 전극부(116)로 구성되어 있다.
반응 챔버(100)는 그 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어진 원통형 형상이고, 상기 반응 챔버(100)는 보안 접지(Safety-grounded) 되어 있다. 물론, 반응 챔버(100)의 형상은 원통형 형상으로 한정된 것이 아니며, 입방체 형상이라도 무방하다.
반응 챔버(100)의 하부면에는 배기 장치(132)가 접속되어 있고, 반응 챔버 (100)의 하부면과 배기 장치(132) 사이에는 압력 제어 밸브(134)가 접속되어 있다. 배기 장치(132)로는 터보 분자 펌프(Turbo-molecular Pump) 등의 진공 펌프가 사용되고, 이에 따라 반응 챔버(100) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1 mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 반응 챔버(100) 측벽에는 게이트 밸브(Gate valve, 140)가 설치되어 있고, 이 게이트 밸브(140)를 연 상태에서 기판(114)이 인접하는 도시되지 않은 로드록실과의 사이에서 반송되도록 되어 있다.
반응 챔버(100) 내의 상부에 위치한 상부 전극부(112)는 절연재를 통해 반응 챔버(100)의 상부에 지지되어 있고, 하부 전극부(116)와 대향 위치한다. 상부 전극부(112) 하부에는 다수의 토출 구멍(142)을 가지며, 예를 들면 알루미늄으로 이루어지는 상부 전극판(144)과, 이 상부 전극판(144)을 지지하고, 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄과 같은 도전성 재료로 이루어지는 전극 지지체(146)를 구비하고 있다.
상부 전극부(112)에 있어서의 전극 지지체(146)에는 가스 도입구(148)가 설치되고, 이 가스 도입구(148)에는 가스 공급원(122)이 접속되어 있다. 상기 가스 공급원(122)에는 밸브(124) 및 질량 흐름 제어기(Mass flow controller, 126)가 설치되어 있고, 이는 가스 공급원(122)으로 접속되어 있다. 가스 공급원(122)으로부터 플라즈마 처리하기 위한 반응 가스가 공급된다. 반응 가스로는 CHF3, Ar, O2 의 가스를 사용한다.
상부 전극부(112)에는 상부 정합기(120)를 거쳐 상부 고주파 전원(118)이 연결되어 있다. 상부 고주파 전원(118)의 고주파 전력은 상부 전극부(112)로 인입된 반응 가스를 해리시켜 플라즈마를 형성시킨다.
반응 챔버(100)의 하부에는 상부 전극부(112)와 대향하는 하부 전극부(116)가 위치해 있다. 하부 전극부(116)는 반응 챔버(100) 바닥부에 위치한 기판 승강기(150)와, 기판 승강기(150)의 상부 면에 하부 전극(152)과, 기판(114)을 정전 흡착하기 위한 정전척(154)으로 구성되어 있다.
하부 전극(152)의 상부면에는 기판(114)과 대략 동일한 형상의 정전척(154)이 설치된다. 정전척(154)은 절연재 사이에 마련된 도시되지 않은 하부 전극판을 가지며, 이 하부 전극판에 접속된 고압 직류 전원(156)으로부터 직류 전압이 인가된다. 이때, 정전척(154)은 정전력 외에 기계적 힘에 의해 기판(114)을 유지할 수도 있다.
하부 전극(152)에는 하부 고주파 전원(128)이 접속되어 있고, 하부 고주파 전원(128)과 하부 전극(152) 사이에는 하부 정합기(130)가 설치되어 있다.
상부 및 하부 정합기(120, 130)는 반응 챔버(100)의 임피던스를 검출하여 임피던스의 허수 성분과 반대 위상의 임피던스 허수 성분을 생성함으로써 임피던스가 실수 성분인 순수 저항과 동일하도록 하여 반응 챔버(100) 내에 최대 전력을 공급하고, 그에 따라 최적의 플라즈마를 발생시키도록 하는 역할을 한다.
이하에서는 전술된 구성을 갖는 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마 개시 전압을 낮춰 기판을 처리 방법에 대해 설명한다.
기판 처리 단계는, 반응 챔버 내를 원하는 고진공도로 유지하는 제 1 단계와, 플라즈마를 생성하기 위하여 플라즈마 개시 압력을 조정하는 제 2 단계와, 상부 및 하부 전극 중 적어도 하나에 고주파 전력을 인가하는 제 3 단계와, 기판을 처리하기 위해 플라즈마 개시 압력을 공정용 압력으로 바꾸는 제 4 단계와, 생성된 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 제 5 단계로 구성된다.
도 2를 참조하면, 선행 공정을 완료한 기판(114)이 게이트 밸브(140)로부터 반응 챔버(100) 내에 반입되면, 반응 챔버 내를 배기 장치를 통해 고진공도 예컨데 10-6Torr의 진공도로 조정하는 제 1 단계를 수행한다.
이후, 정전척(154)에 고압 직류 전원(156)으로부터 기판(114)을 정전척(154)에 정전 흡착시킨다. 기판 승강기(150)로부터 기판(114)이 안착된 하부 전극부(116)를 상부 전극부(112) 방향으로 상승시켜, 기판(114)과 상부 전극부(112)의 간격이 수십 mm 가 되도록 한 후, 기판 승강기(150)는 기판(114)의 상승을 중지시킨다.
가스 공급원(122)으로부터 상부 전극부(112)로 반응 가스를 공급하기 시작하고, 반응 가스는 반응 챔버(100) 내로 유입된다.
이때, 플라즈마를 생성시키기 위한 플라즈마 개시 압력을 조절하는 제 2 단계를 수행한다. 플라즈마 개시 압력은 종래 압력에 비해 높게 설정한다. 즉, 20mTorr 내지 300mTorr의 범위로 조절한다. 바람직하게는 30mTorr 내지 100mTorr로 조절할 수 있고, 예컨데 40mTorr 로 조절한다.
다음, 상부 및 하부 고주파 전원 중 어느 하나로부터 고주파 전력을 인가한다. 즉 상부 전극에는 13.56MHz 내지 170MHz의 전력을 인가하고, 하부 전극에는 4MHz 이하의 전력을 인가하는 제 3 단계를 수행한다. 상기 제 2 단계에서 종래보다 높은 압력으로 조정하였기 때문에 플라즈마 개시를 위한 고주파 전력을 낮게 인가하여도 고밀도 플라즈마를 형성시킬 수 있다.
이에 따라, 상부 및 하부 전극부(112, 116) 사이에는 고주파 전계가 발생하여, 반응 가스는 해리되어 플라즈마가 된다.
이후, 플라즈마 개시 압력을 낮추어 기판을 처리할 수 있는 공정용 압력으로 압력을 조정하는 제 4 단계를 수행한다.
이온은 기판측으로 끌어 당겨지고, 이온 어시스트에 의한 플라즈마 상태의 반응 가스는 기판(114) 표면에 형성된 막과 반응하여 이 막을 선택적으로 건식 식각 등의 제 5 단계 공정을 실시한다.
이와 같이, 플라즈마 개시 압력을 높게 조정하면, 그만큼 고주파 전력을 낮게 인가할 수 있기 때문에 기판에 형성된 소자의 미세 패턴들의 파괴를 방지할 수 있다.
다음은, 플라즈마 개시 압력을 높게 조정할 시, 고주파 전력을 인가하는 방법을 자세히 살펴 본다.
먼저, 반응 챔버(100) 내에 압력을 20mTorr 내지 300mTorr 의 범위로 예컨데 40mTorr 로 조정한다. 이는 종래 절연 파괴의 제일 큰 문제였던 압력 즉 20mTorr 의 압력 조건을 벗어나기 위함이다. 따라서, 이하 방법에서는 압력이 20mTorr 보다 높은 상태에서의 플라즈마 생성 방법에 대해 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
다시 도 2를 참조하면, 기판(114)이 정전척(154)에 안착되고, 상부 전극부(112)를 통해 반응 가스가 반응 챔버(100) 내로 유입이 되면, 압력 제어 밸브(134)에 의해 예컨데, 40mTorr 로 압력이 제어된다. 또한, 상부 전극에는 13.56MHz 내지 170MHz 의 범위에서, 하부 전극에는 4MHz 이하의 고주파 전력이 흐른다.
도 3a를 참조하면, 반응 챔버 내의 압력을 압력 제어 밸브에 의해 40mT 로 조정하는 단계를 수행한다. 다음으로, 초기의 압력에 대한 변동에 대응하기 위하여 일정시간 동안 이를 유지시키는 단계를 거친다.
일정 시간이 지나면 상부 고주파 전원 및 하부 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가하는 단계와, 하부 정합기를 고정된 상태로 두는 단계와, 상부 정합기는 고주파 전원과 상부 전극과의 임피던스 매칭을 위해 동작하는 단계를 동시에 수행한다.
상기의 동작에서 하부 정합기는 고정시켰기 때문에 하부 전극에 고주파 증폭기가 허용되는 최대 반사파 이상의 전력은 공급되지 않는다. 따라서, 낮은 전력이 인가되어 이온층을 형성할 수 있다.
이후, 일정 시간 후에 하부 정합기를 하부 고주파 전원과 하부 전극의 선로의 임피던스 매칭을 위해 동작하는 단계를 수행한다. 이때, 하부 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가 후, 일정 시간 즉 A는 1초 내지 5초 내에 하부 정합기를 동작시키는 것이 바람직하다.
이후, 도 3b에 도시된 바와 같은 순서로 하부 정합기가 동작하는 단계를 거쳐 하부 정합기의 정합이 완료되면서, 반응 챔버 내의 플라즈마 개시 압력에서 공정용 압력으로 전환되는 단계를 거쳐 공정이 시작된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 다른 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
먼저 도 2를 참조하면, 기판이 정전척에 안착되고, 상부 전극부를 통해 반응 가스가 반응 챔버 내로 유입이 되면, 압력 제어 밸브에 의해 플라즈마 개시 압력 예컨데, 40mTorr 로 압력이 제어된다. 또한, 상부 전극에는 13.56MHz 내지 170MHz 의 범위에서, 하부 전극에는 4MHz 이하의 고주파 전력이 흐른다.
도 4a를 참조하면, 반응 챔버 내의 압력을 압력 제어 밸브에 의해 40mTorr 로 조정하는 단계를 수행한다. 다음으로, 초기의 압력에 대한 변동에 대응하기 위하여 일정시간 동안 유지시키는 단계를 거친다. 압력을 일정시간 동안 유지하는 동안 상부 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가하는 단계와, 상부 정합기를 고주파 전원과 상부 전극의 선로 사이의 임피던스 매칭을 위해 동작하는 단계를 동시에 수행한다. 일정 시간이 지난 후, 하부 고주파 전원으로부터 고주파를 인가하는 단계와 하부 정합기를 고정하는 단계를 동시에 수행한다.
이후, 하부 정합기를 동작하는 단계를 거친다. 이때, 하부 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가 후, 일정 시간 즉 B는 1초 내지 5초 내에 하부 정합기를 동작시키는 것이 바람직하다.
이후, 도 4b에 도시된 바와 같은 순서로 하부 정합기가 동작하는 단계를 거쳐 하부 정합기의 정합이 완료되면서, 반응 챔버 내의 플라즈마 개시 압력에서 공정용 압력으로 전환되는 단계를 거쳐 공정을 시작된다.
상기의 동작은 상부 전력으로 플라즈마가 생성되었기 때문에 하부 전극에 고주파를 인가하면서 정합을 하여도 문제가 없다. 이때, 고주파 전력을 단계적으로 상승시킬 필요 없이 공정용 전력을 초기부터 인가할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 타임 차트 및 순서도이다.
먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 기판이 정전척에 안착되고, 상부 전극부를 통해 반응 가스가 반응 챔버 내로 유입이 되면, 압력 제어 밸브에 의해 예컨데, 40mTorr 로 압력이 제어된다. 또한, 상부에는 13.56MHz 내지 170MHz 의 범위에서, 하부에는 4MHz 이하의 고주파 전력이 흐른다.
도 5a를 참조하면, 반응 챔버 내의 압력을 압력 제어 밸브에 의해 플라즈마 개시 압력인 40mTorr 로 설정하는 단계를 수행한다. 다음으로, 초기의 압력에 대한 변동에 대응하기 위하여 일정시간 동안 이를 유지시키는 단계를 거친다. 이후, 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계를 수행한다.
이때, 하부 전극의 정합기는 강제적으로 고정된 상태기 때문에 반사파가 최대 허용 전력으로 인가되고, 진행파도 반사파의 전력과 비슷하게 인가된다.
이후, 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 전극에 고주파 인가 후 상부 정합기를 동작하는 단계를 수행한다.
상기의 동작으로 상부 전력으로 플라즈마가 생성되고 하부 전극에는 정합이 고정되어 있으므로 하부 전극 상부면에 이온 시스를 형성할 수 있다. 일정시간 후, 하부 정합기를 동작하는 단계를 실시한다. 이때, 하부 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가 후, 일정 시간 즉 C는 1초 내지 5초 내에 하부 정합기를 동작시키는 것이 바람직하다.
마지막으로, 도 5b에 도시된 바와 같은 순서로 플라즈마가 형성되고, 반응 챔버 내의 플라즈마 개시 압력에서 공정용 압력으로 전환되는 단계를 거쳐 공정을 시작된다.
이와 같이, 반응 챔버 내에 일정 범위의 플라즈마 개시 압력을 높게 조정하게 되면, 고주파 전력을 최대한 낮추어 하부 전극부에 이온층이 없어도 기판 표면의 소자에 영향을 미치지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 방법은 챔버 내의 압력을 조정하여 플라즈마를 용이하게 형성하였다.
그러므로, 본 발명은 플라즈마 개시 전압을 효과적으로 낮추어 플라즈마 초기의 이상 방전을 억제하고, 기판의 표면에 형성된 소자의 미세 패턴들의 절연 파괴를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다양한 플라즈마 처리 방법을 제시함으로써, 다양한 방법으로 기판을 균일하게 플라즈마 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 챔버 내를 진공으로 형성하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 형성하는 단계와, 상부 및 하부 전극 중 적어도 하나에 고주파 전력을 인가하는 단계와, 상기 챔버 내의 압력을 플라즈마 처리 압력으로 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 챔버 내의 압력을 형성하는 단계는 플라즈마 처리 압력보다 높은 압력으로 형성하고, 상부 및 하부 전극 중 적어도 하나에 고주파 전력을 인가하는 단계는 상기 압력이 높게 형성된 만큼 플라즈마 개시 전압을 낮게 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고주파 전력을 인가하는 단계는 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 고주파 전력을 인가하는 단계는 상부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 상부 고주파 전원과 상부 전극의 임피던스 매칭을 위해 상부 정합기를 동작시키는 단계와, 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 개시 압력은 20mTorr 내지 300mTorr로 설정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 전극에 고주파를 인가하는 동시에 하부 정합기를 고정하는 단계와, 하부 고주파 전원과 하부 전극의 임피던스 매칭을 위해 하부 정합기를 동작시키는 단계 사이에는 1초 내지 5초의 일정 시간을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극에는 13.56MHz 내지 170MHz 의 전력을 인가하고, 하부 전극에는 4MHz 이하인 전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
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