KR100702726B1 - 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치 - Google Patents
플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100702726B1 KR100702726B1 KR1020040057249A KR20040057249A KR100702726B1 KR 100702726 B1 KR100702726 B1 KR 100702726B1 KR 1020040057249 A KR1020040057249 A KR 1020040057249A KR 20040057249 A KR20040057249 A KR 20040057249A KR 100702726 B1 KR100702726 B1 KR 100702726B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- high frequency
- plasma
- mhz
- lower electrode
- etching
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 86
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 49
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UBSJOWMHLJZVDJ-UHFFFAOYSA-N aluminum neodymium Chemical compound [Al].[Nd] UBSJOWMHLJZVDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
- H01J37/32183—Matching circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
2주파 중첩 인가방식에 있어서 정합 회로의 소형화 및 저비용화를 실현하는 플라즈마 에칭장치에 관한 것이다.
본 플라즈마 에칭장치에 있어서, 상부전극(18)은 챔버(10)를 통해서 그라운드 전위에 접속(접지)되고, 하부전극(16)에는 각각 제 1 및 제 2 정합기(36, 38)를 통해서 제 1 고주파 전원(40)(예컨대 13.56MHz) 및 제 2 고주파 전원(42)(예컨대 3.2MHz)이 전기적으로 접속되어 있다. 저주파측의 제 2 정합기(38)는 최종 출력단에 코일(62)을 갖는 T형 회로로 구성되어 있고, 상기 코일(62)에 제 1 고주파 전원(40)으로부터의 고주파(13.56MHz)를 차단하기 위한 하이 컷 필터(cut filter)를 겸용시키고 있다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 양태에서의 플라즈마 에칭장치의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에서의 육안에 의한 플라즈마 밀도 분포 특성의 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 제 1 실시예에서의 전자 밀도 분포 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 비교예에서의 육안에 의한 플라즈마 밀도 분포 특성의 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 비교예에서의 전자 밀도 분포 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 비교예에서의 전자 밀도 분포 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 참고예에서의 전자 밀도 분포 특성을 나타낸 도면이다.
도 8은 제 2 실시예에서의 에칭률의 바이어스 파워 의존성을 나타낸 도면이다.
도 9는 제 3 실시예에서의 에칭률의 바이어스 파워 의존성을 나타낸 도면이다.
부호의 설명
10 챔버(처리용기) 16 하부전극
18 상부전극 22 처리가스 공급원
34 배기 장치 36 제 1 (소스용) 정합기
38 제 2 (바이어스용) 정합기 40 제 1 (소스용) 고주파 전원
42 제 2 (바이어스용) 고주파 전원 58 가변 콘덴서
60 가변 콘덴서 62 코일
본 발명은 플라즈마 처리에 관한 것으로, 특히 평행 평판형 반응성 이온 에칭(RIE; Reactive Ion Etching) 방식의 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 장치 및 평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)의 제조공정에서의 에칭 가공에서는 평행 평판형 플라즈마 에칭장치가 많이 사용되고 있다. 평행 평판형 플라즈마 에칭장치는 처리용기 또는 반응실 내에 상부전극과 하부전극을 평행하게 배치하고, 하부전극상에 피처리 기판(반도체 웨이퍼, 유리 기판 등)을 위치시키고, 하부전극 및 상부전극의 적어도 한편에 정합기를 통해 고주파 전압을 인가한다. 이 고주파 전압에 의해 양 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 전자가 가속되어, 전자와 처리가스 분자의 충돌 전리에 의해 플라즈마가 발생하고, 플라즈마에서 생성되는 라디칼 및 이온에 의해서 기판 표면의 막이 에칭된다. 특히, 평행 평판형 반응성 이온 에칭 방식에서는 플라즈마 중의 이온이 기판 표면 부근에 발생하는 이온 피복 전계에서 가속되어 기판 표면에 수직으로 입사됨으로써, 방향성이 뛰어난 이방성 에칭도 가능해졌다. 대체로 이 방식은 캐소드 커플링을 채용하고, 상부전극을 접지하여 하부전극에 플라즈마 여기용 고주파를 인가한다(일본특허공개 제 2000-12531호 공보 참조).
그러나, 종래의 평행 평판형 RIE 플라즈마 에칭장치는 기판 사이즈가 큰 어플리케이션, 특히 대구경(예컨대 300mm) 웨이퍼 및 FPD 기판의 에칭 가공에 있어서 에칭 균일성 및 에칭 능력 등의 면에서 한계가 있었다. 구체적으로는, 알루미늄, 티탄, 티탄 함유 금속류의 에칭에서는 저압 하에서의 고밀도 플라즈마가 요구되기 때문에, 무선 주파수 파워(RF Power; Radio Frequency Power)를 높게 해야 한다. 그런데 RF 파워를 높이면, 플라즈마가 기판 중심부 부근에 집중되어, 플라즈마 밀도 분포의 균일성 내지 에칭 균일성이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 알루미늄 합금, ITO(인듐주석 산화물)류의 에칭 및 실리콘 산화막(SiO2)의 에칭에서는 충분한 에칭률이 얻어지지 않고, 선택성도 좋지 않았다. 이러한 점에서, 이들 피에칭재에 관해서는 고밀도 플라즈마의 생성에 유리한 유도 결합 플라즈마 에칭장치(ICP)가 채용되어 왔다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 에칭 능력 및 에칭 균일성이 우수한 평행 평판형 RIE 방식의 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 2주파 중첩 인가방식에서 정합 회로의 소형화 및 저비용화를 실현하는 플라즈마 처리장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 플라즈마 에칭방법은 피처리 기판상의 알루미늄, 티탄 또는 티탄 함유 금속의 막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서, 진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 상기 피처리 기판을 위치시키고, 상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 염소원자를 포함하는 가스 또는 그것을 주성분으로 하는 에칭가스를 유입시키고, 상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가한다.
상기 제 1 플라즈마 에칭방법에서는 알루미늄, 티탄 또는 티탄 함유 금속의 에칭에 있어서, 피처리 기판을 위치시키는 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 제 2 고주파를 중첩하여 인가함으로써, 주로 제 1 고주파에 의해 플라즈마 밀도를 최적화할 수 있는 동시에 제 2 고주파에 의해 자기 바이어스 전압을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 양 고주파의 상호작용에 의해 플라즈마 밀도 분포의 균일성 및 자기 바이어스 전압의 균일성을 도모할 수 있어서, 에칭 균일성을 개선할 수 있다.
이 플라즈마 에칭방법에 있어서, 플라즈마 밀도 분포의 균일화를 꾀하기 위해서는 제 1 고주파의 RF 파워에 대한 제 2 고주파의 RF 파워비를 1/10 이상으로 하는 것이 바람직하고, 예컨대 제 1 고주파의 RF 파워를 1000W 이상으로 하고, 제 2 고주파의 RF 파워를 100W 이상으로 할 수 있다. 또한, 염소계의 에칭가스에 아르곤을 혼합할 수도 있다. 처리용기 내의 압력을 10mTorr 이하로 함으로써, 자기 바이어스 전압을 보다 크게 하여 에칭 능력을 높일 수 있다.
본 발명의 제 2 플라즈마 에칭방법은 피처리 기판상의 알루미늄 함유 금속 또는 ITO(인듐주석 산화물)의 막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서, 진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 상기 피처리 기판을 위치시키고, 상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 염소원자를 포함하는 가스 또는 그것을 주성분으로 하는 에칭가스를 유입시키고, 상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가한다.
상기 제 2 플라즈마 에칭방법에서는 알루미늄 함유 금속 또는 ITO의 에칭에 있어서, 피처리 기판을 위치시키는 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 제 2 고주파를 중첩하여 인가함으로써, 주로 제 1 고주파에 의해 플라즈마 밀도를 최적화할 수 있는 동시에 제 2 고주파에 의해 자기 바이어스 전압을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 양 고주파의 상호작용에 의해 에칭률의 향상을 도모할 수도 있다. 또한, 에칭 균일성도 개선할 수 있다.
이 플라즈마 에칭방법에 있어서, 에칭률의 향상을 꾀하기 위해 제 1 고주파의 RF 파워를 2000W 이상으로 하고, 제 2 고주파의 RF 파워를 1000W 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 염소계의 에칭가스에 아르곤을 혼합하는 것도 바람직하다.
본 발명의 제 3 플라즈마 에칭방법은 피처리 기판상의 실리콘 산화막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서, 진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 상기 피처리 기판을 위치시키고, 상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 CF4, CHF3, CH2F2, C4F8 및 SF6로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 에칭가스를 유입시키고, 상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가한다.
상기 제 3 플라즈마 에칭방법에서는 실리콘 산화막의 에칭에 있어서, 피처리 기판을 위치시키는 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 제 1 고주파와 2MHz 내지 6MHz의 제 2 고주파를 중첩하여 인가함으로써, 주로 제 1 고주파에 의해 플라즈마 밀도를 최적화할 수 있는 동시에 제 2 고주파에 의해 자기 바이어스 전압을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라, 양 고주파의 상호작용에 의해 에칭률의 향상을 도모할 수도 있다. 또한, 에칭 균일성도 개선할 수 있다.
이 플라즈마 에칭방법에 있어서, 에칭률의 향상을 도모하기 위해서, 제 1 고주파의 RF 파워를 2500W 이상으로 하고, 제 2 고주파의 RF 파워를 2000W 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 에칭가스에 H2, O2, Ar 및 He 중 1종 이상을 첨가하는 것도 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 에칭방법은 대형 사이즈의 피처리 기판, 특히 평판 디스플레이용 기판에 바람직하게 적용할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치는 진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 피처리 기판을 위치시키고, 양 전극 사이에 고주파 전계를 형성하는 동시에 처리가스를 유입시켜 상기 처리가스의 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마 하에서 상기 피처리 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 하부전극에 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파를 인가하기 위한 제 1 고주파 전원; 상기 제 1 고주파 전원측의 임피던스와 상기 하부전극측의 부하 임피던스를 정합시키기 위해서 상기 제 1 고주파 전원과 상기 하부전극의 사이에 접속되는 제 1 정합 회로; 상기 하부전극에 상기 제 1 주파수보다도 낮은 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 인가하기 위한 제 2 고주파 전원; 및 상기 제 2 고주파 전원측의 임피던스와 상기 하부전극측의 부하 임피던스를 정합시키기 위해서 상기 제 2 고주파 전원과 상기 하부전극의 사이에 접속되는 제 2 정합 회로를 갖고, 상기 제 2 정합 회로가 출력단에 코일을 갖는 T형 회로로서 구성되고, 상기 출력단의 코일이 상기 제 1 고주파 전원으로부터의 상기 제 1 고주파를 차단하기 위한 하이 컷 필터를 구성한다.
상기 플라즈마 처리장치에서는 피처리 기판을 위치시키는 하부전극에 주파수가 다른 제 1 및 제 2 고주파를 중첩하여 인가하는 2주파 중첩 인가방식에 있어서, 주파수가 낮은 제 2 고주파측의 제 2 정합 회로를 최종 출력단에 코일을 갖는 T형 회로로서 구성하고, 상기 코일 매칭 조정을 실시하기 위한 정합 회로와 저주파측의 제 2 고주파 전원을 보호하기 위한 하이 컷 필터를 겸용시키도록 하고 있어서, 제 2 정합 회로의 사이즈 및 비용의 대폭적인 저감을 실현할 수 있다.
상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 제 2 정합 회로를 구성하는 소자의 수를 최소한으로 하기 위해서, 제 2 정합 회로가 제 2 고주파 전원의 출력단자와 하부전극의 사이에서 출력단의 코일과 직렬로 접속되는 입력단의 제 1 콘덴서와, 이 제 1 콘덴서와 상기 코일과의 접속점과 그라운드 전위 사이에 접속되는 제 2 콘덴서를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 매칭 조정을 실시하는 데 있어서, 제 1 및 제 2 콘덴서 중 하나 이상이 커패시턴스의 가변 조정 가능한 가변 콘덴서인 것이 바람직하다. 출력단의 코일은 고주파 차단 기능을 보증하기 위해서 100Ω이상의 임피던스를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마 처리장치에 있어서, 플라즈마 밀도의 분포 특성을 최적화하기 위해서, 제 1 주파수가 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정되고, 제 2 주파수가 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 상부전극은 전형적으로는 그라운드 전위에 접속될 수도 있다. 상기 플라즈마 처리장치에서 사용하는 처리가스는 Cl2, BCl3, HCl, SF6, CF4, CHF3, CH
2, F2, O2, N2, H2, Ar 및 He 중 1종을 포함하는 단일 가스 또는 2종 이상을 포함하는 혼합 가스일 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 일 실시 양태에서의 플라즈마 에칭장치의 주요부의 구성을 나타낸다. 이 플라즈마 에칭장치는 평행 평판형 RIE 플라즈마 에칭장치로서 구성되어 있고, 예컨대 알루미늄 또는 스테인레스강 등의 금속제 진공 챔버(처리용기)(10)를 갖고 있다. 챔버(10)는 보안 접지되어 있다.
챔버(10) 내의 저면에는 세라믹 등의 절연판(12)을 통해서 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 지지대(14)가 설치되고, 이 지지대(14)상에 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 하부전극(16)이 마련되어 있다. 이 하부전극(16)은 피처리 기판(예컨대 FPD 기판)(G)을 위치시키기 위한 탑재대를 겸하고 있다.
하부전극(16)의 상방에는 이 전극(16)과 평행하게 대향하여 상부전극(18)이 배치되어 있다. 이 상부전극(18)에는 샤워 헤드를 구성하기 위한 다수의 관통 구멍 또는 가스 토출구(18a)가 형성되어 있다. 상부전극(18)의 배후에 마련되어 있는 가스 도입구(20)에는 처리가스 공급원(22)으로부터의 가스 공급관(24)이 접속되어 있다. 이 가스 공급관(24)의 도중에는 유량 조정기(MFC)(26) 및 개폐 밸브(28)가 마련되어 있다.
챔버(10)의 바닥부에는 배기구(30)가 마련되고, 이 배기구(30)에 배기관(32)을 통해서 배기 장치(34)가 접속되어 있다. 배기 장치(34)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있고, 챔버(10)내의 플라즈마 공간을 원하는 진공도까지 감압할 수 있게 되어 있다. 챔버(10)의 측벽에는 기판 반입 출구(도시하지 않음)가 마련되고, 이 기판 반입 출구에 게이트 밸브(도시하지 않음)를 통해서 인접해 있는 예컨대 로드 락 챔버(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
이 플라즈마 에칭장치에서는 하부전극(16)을 전기적으로 캐소드 커플링 배치로 하고 있다. 상부전극(18)은 챔버(10)를 통해서 그라운드 전위에 접속(접지)되어 있다. 한편, 하부전극(16)에는 각각 제 1 및 제 2 정합기(36, 38)를 통해서 제 1 및 제 2 고주파 전원(40, 42)이 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 고주파 전원(40)은, 주로 플라즈마의 생성에 기여하기 위한, 바람직하게는 10MHz 내지 30MHz의 주파수(예컨대 13.56MHz 또는 27.12MHz)를 갖는 제 1 고주파(이하, 「소스용 고주파」라고 칭한다.) RFS를 원하는 파워로 출력한다. 제 1 정합기(36)는 고주파 전원(40)측의 임피던스와 하부전극(16)측의 부하 임피던스를 정합시키기 위한 것으로, 매칭 조정을 실시하기 위한 정합 회로(44)와, 고주파 전원(40)을 보호하기 위한 밴드 패스 필터(46)를 갖고 있다.
정합 회로(44)는 2개의 가변 콘덴서(48, 50)와 하나의 코일(52)로 이루어지는 L형 회로로서 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 입력단자(노드 Na)와 그라운드 전위 사이에 콘덴서(48)가 접속되고, 입력단자(노드 Na)와 출력단자(노드 Nc) 사이에 코일(52)과 콘덴서(50)가 직렬로 접속되어 있다. 양 가변 콘덴서(48, 50)의 커패시턴스를 가변 조정함으로써, 정합 회로(44)를 포함하는 하부전극(16)측의 부하 임피던스를 밴드 패스 필터(46)를 포함하는 제 1 고주파 전원(40)측의 임피던스에 외관상 일치시키도록 되어 있다.
밴드 패스 필터(46)는 코일(54)과 콘덴서(56)를 직렬 접속하여 이루어지는 직렬 공진회로로 구성되어 있고, 소스용 고주파 RFs 부근의 주파수 대역만을 선택적으로 통과하도록 이루어져 있다. 후술하는 제 2 고주파 전원(42)으로부터의 고주파 RFb가 정합 회로(44)를 빠져 나와도, 이 밴드 패스 필터(46)로 차단되어 제 1 고주파 전원(40)으로는 전해지지 않게 되어 있다.
제 2 고주파 전원(42)은, 주로 자기 바이어스 Vdc의 조정에 기여하기 위한, 바람직하게는 2MHz 내지 6MHz의 주파수(예컨대 3.2MHz)를 갖는 제 2 고주파(이하, 「바이어스용 고주파」라 칭한다.) RFb를 원하는 파워로 출력한다. 제 2 정합기(38)는 고주파 전원(42)측의 임피던스와 하부전극(16)측의 부하 임피던스를 정합시키기 위한 것으로, 2개의 가변 콘덴서(58, 60)와 하나의 코일(62)로 이루어지는 T형 회로로 매칭 조정용 정합 회로와 고주파 전원(42)을 보호하기 위한 필터 회로를 겸용하고 있다.
보다 구체적으로는, 고주파 전원(42)측의 정합기 입력단자와 하부전극(16)측의 정합기 출력단자(노드 Nc) 사이에 콘덴서(58)와 코일(62)이 직렬로 접속되고, 콘덴서(58)와 코일(62)과의 접속점(노드 Nb)과 그라운드 전위 사이에 콘덴서(60)가 접속되어 있다. 이 T형 회로에서, 최종 출력단의 코일(62)은 단독으로 내지는 그라운드측의 콘덴서(60)와의 조합으로 하이 컷 필터를 구성하고, 제 1 고주파 전원(40)으로부터의 소스용 고주파 RFS를 차단하는 기능을 갖는다. 이 고주파 차단 기능을 보증하기 위해서, 코일(62)의 임피던스를 100Ω이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편으로, 양 가변 콘덴서(58, 60)의 커패시턴스를 가변 조정함으로써, 이 정합 회로(58, 60, 62)를 포함하는 하부전극(16)측의 부하 임피던스를 제 2 고주파 전원(42)측의 임피던스에 외관상 일치시키도록 이루어져 있다. 또한, 정합기 출력단자(노드 Nc)와 하부전극(16) 사이의 급전 라인(64)은 급전봉으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 이 실시 형태의 플라즈마 에칭장치에서는 하부전극(16)에 소스용 고주파 RFS와 바이어스용 고주파 RFb를 중첩하여 인가하는 2주파 중첩 인가방식에 있어서, 저주파측의 정합기(38)를 최종 출력단에 코일(62)을 갖는 3소자(58, 60, 62)의 T형 회로로 구성하고, 상기 코일(62)에 저주파측, 즉 바이어스용 고주파 RFb측의 고주파 전원(42)을 보호하기 위한 하이 컷 필터를 겸용시키도록 하고 있다. 이에 의해, 정합기(38)의 사이즈 및 비용의 대폭적인 저감을 실현하고 있다.
이 플라즈마 에칭장치에 있어서, 에칭을 실시하기 위해서는 우선 게이트 밸브를 개방 상태로 하고, 가공 대상의 기판(G)을 챔버(10)내로 반입하여 하부전극(16) 위에 위치시킨다. 그리고, 처리가스 공급원(22)으로부터 소정의 에칭가스를 소정의 유량 및 유량비로 챔버(10) 내에 도입하여, 배기 장치(34)에 의해 챔버(10) 내의 압력을 설정치로 한다. 또한, 하부전극(16)에 대하여, 제 1 고주파 전원(40)으로부터 소스용 고주파 RFs를 소정의 파워로 인가하면 거의 동시에, 제 2 고주파 전원(42)으로부터 소정의 파워로 바이어스용 고주파 RFb를 소정의 파워로 인가한다. 샤워 헤드(상부전극)(18)로부터 토출된 에칭가스는 양 전극(16, 18) 사이에서 고주파 방전에 의해서 플라즈마화되고, 이 플라즈마에서 생성되는 라디칼 및 이온에 의해서 기판(G)의 주면이 에칭된다.
여기서, 제 1 고주파 전원(40)으로부터 하부전극(16)에 인가되는 소스용 고주파 RFs는 주로 하부전극(16)과 상부전극(18) 사이의 고주파 방전에 작용하고, 나아가서는 플라즈마의 생성에 강하게 작용한다. 일반적으로, 평행 평판형에서는 양 전극간에 인가하는 고주파의 주파수를 올릴수록, 플라즈마 밀도를 높게 할 수 있지만, 전극 중심부측이 전극 에지부측 보다도 높아지는 경향이 있다. 또한, 소스용 고주파 RFs의 파워를 올릴수록 플라즈마에 부여하는 에너지를 크게 하여 플라즈마 밀도를 높일 수 있지만, 역시 전극 중심부에 플라즈마가 집중되기 쉬워져 플라즈마 밀도 분포의 균일성은 저하된다. 이 실시 형태에서는 후술한 바와 같이 바이어스용 고주파 RFb와의 2주파 중첩 인가에 의해 이 문제를 해결하고 있다.
제 2 고주파 전원(42)으로부터 하부전극(16)에 인가되는 바이어스용 고주파 RFb는 일차적으로는 하부전극(16) 내지 기판(G)에 생성되는 음의 자기 바이어스 전압 Vdc의 크기(절대치)에 작용하고, 나아가서는 플라즈마 중의 이온을 기판(G)에 끌어 넣는 전계의 강도에 작용한다. 일반적으로, 자기 바이어스 전압 Vdc에는 주파수 축상에서 극대점이 있어서, 바이어스용 고주파 RFb의 주파수가 지나치게 높으면 (6MHz 이상에서는) 오히려 Vdc가 작아지고, 바이어스용 고주파 RFb의 주파수가 과도하게 낮아져도 Vdc가 작아진다. 이러한 관점에서, 이 실시 형태에서는 바이어스용 고주파 RFb를 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정한다.
본 발명자는 이 실시 형태에서의 2주파 중첩 인가방식의 평행 평판형 RIE 플라즈마 에칭장치에 있어서, 수 많은 실험을 거듭해서 예의 검토한 결과, 소스용 고주파 RFs와 바이어스용 고주파 RFb의 주파수나 파워, 또한 압력 및 에칭가스 등의 다른 에칭 조건을 적절히 선택함으로써, 라디칼 베이스의 화학적 에칭과 이온 베이스의 물리적 에칭을 각각 독립 제어 또는 최적화 제어할 수 있을 뿐 아니라, 특정한 피에칭재에 관해서 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다는 것 및 ICP(유도 결합 플라즈마 에칭장치)에 필적하는 에칭 능력이 수득된다는 것을 발견했다.
실시예
다음으로, 본 발명의 플라즈마 에칭방법의 구체적인 실시예를 설명한다.
실시예 1
도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용하여, 알루미늄(Al)의 에칭에서 소스용 고주파 RFs(13.56MHz) 파워 Ps와 바이어스용 고주파 RFb(3.2MHz)의 파워 Pb를 파라미터로 하여 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 평가했다.
알루미늄 배선을 마련하는 다층 배선 구조에서는 절연막의 매립을 쉽게 하기 위해서 하층측, 특히 최하층의 알루미늄 배선에는 테이퍼 에칭이 요망되고 있다. FPD의 알루미늄·테이퍼 에칭에서는 이방성 에칭을 가능하게 하기 위해서, 압력을 내려 소스용 고주파 RFs의 파워 Ps를 올리는 것이 바람직하다.
그런데, 도 4 내지 도 6의 비교예 1, 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 바이어스용 고주파 RFb를 인가하지 않는 소스용 고주파 RFs만의 단주파 인가방식에서는 RFs의 파워 Ps를 올릴수록, 챔버 내의 압력을 내릴수록, 플라즈마 밀도가 각 위치에서 높아지지만, 전극 중심부 부근이 매우 돌출하여 높아진다고 하는 불리한 현상이 나타난다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전극간 갭(GAP)을 크게 해도, 플라즈마 밀도의 균일성은 저하된다. 보다 구체적으로는, 210mm의 전극간 갭(GAP)에서, 압력을 5mTorr 이하로 하고, 소스용 고주파 RFs의 파워 Ps를 1000W 이상으로 하는 조건의 어플리케이션에서는, 균일성이 양호한 플라즈마 밀도 분포를 수득한다는 것은 무리다.
이에 대하여, 2주파 중첩 인가방식의 실시예 1에서는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 소스용 고주파 RFs의 파워 Ps에 비례하여, 바람직하게는 1/10 이상의 비율로 바이어스용 고주파 RFb의 파워 Pb를 선택함으로써, 상기 조건의 어플리케이션에서도 거의 균일한 플라즈마 밀도 분포가 수득되었다. 이에 의해, 도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용하여 기판(G)상의 알루미늄막에 관해서 에칭 균일성이 우수한 원하는 에칭 가공을 실시할 수 있다는 것이 확인되었다. 또한, 티탄 및 티탄 함유 금속도 알루미늄과 같은 카테고리에 속하는 피에칭재이며, 이들 금속에 관해서도 마찬가지로 에칭 균일성이 우수한 원하는 에칭 가공을 실시할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 4의 데이타는 챔버(10)의 측벽에 마련되어 있는 모니터창(도시하지 않음)을 통해서 챔버 내부(특히 양 전극간)의 플라즈마 발광 상태를 육안 관측으로 평가한 것으로, 플라즈마 발광 영역이 1개소(보통 중심부)에 집중하고 있는 현상이 보였을 때는 균일성 불량(×)으로 하고, 플라즈마 발광 영역이 거의 한결같이 분포되고 있는 현상이 보였을 때는 균일성 양호(O)로 하였다. 한편, 도 3, 도 5 및 도 6의 데이타는 네트워크 분석기를 이용하는 플라즈마 흡수 프로브(PAP)법에 의해 전자 밀도 분포로서 플라즈마 밀도 분포를 계측한 것이다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1과 2에서는 에칭가스로서 염소 가스 Cl2(유량 300 또는 200sccm)를 사용하고 있는데, 도 6의 참고예에 나타낸 바와 같이, Cl2 가스에 아르곤 Ar을 적량의 유량비(바람직하게는 Cl2/Ar=125/75 내지 100/100)로 혼합하는 방법으로 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다는 것을 발견했다.
실시예 2
도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용하여, 알루미늄 합금의 일종인 알루미늄·네오디뮴(AlNd)의 에칭에 있어서 바이어스용 고주파 RFb(3.2MHz)의 파워 Pb를 파라미터로 하여 에칭률의 크기를 평가했다. 다른 주된 에칭 조건으로서, 전극간 갭(GAP)을 140mm, 에칭가스를 Cl2(유량 300sccm), 챔버 내 압력을 5mTorr, 온도(상부전극(T)/하부전극(B)/챔버 측벽(W))=60/20/60℃, 소스용 고주파 RFs(13.56MHz)의 파워 Pb를 2000W로 설정했다. 에칭가스는 BCl3 등의 다른 염소계 가스도 사용할 수 있다.
또한, 피처리 기판(G)으로서 550×650 사이즈의 LCD용 유리 기판을 사용하여, 도 8에 나타낸 바와 같이 기판상의 다수의 측정 포인트(1 내지 14)로 에칭률을 측정하고, 중심부(7, 8) 및 중간부(4, 5, 10, 11)에 관해서는 평균치를 구하고, 에지부(1, 2, 3, 6, 9, 12, 13, 14)에 관해서는 최대치와 최소치를 구했다.
도 8의 그래프에 나타낸 바와 같이, 바이어스용 고주파 RFb(3.2MHz)의 파워 Pb를 높일수록 알루미늄·네오디뮴의 에칭률이 증대하여, Pb=1000W 이상에서 거의 2000Å/분 이상의 에칭률이 수득된다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 알루미늄 합금의 에칭 가공에 도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용함으로써, ICP(유도 결합 플라즈마 에칭장치)에 필적할 정도의 충분한 에칭 능력이 수득된다는 것이 확인되었다. 또한, 본 발명의 2주파 중첩 인가방식에 의해 플라즈마 밀도의 균일화도 도모할 수 있기 때문에, 에칭 균일성의 향상도 도모할 수 있다. 또한, ITO도 알루미늄 합금과 동일한 카테고리에 속하는 피에칭재이고, 이 합금에 관해서도 알루미늄 합금에 대한 것과 동일한 에칭 능력을 수득할 수 있다.
실시예 3
도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용하여, 실리콘 기판 또는 실리콘층(Si)을 베이스층으로 하는 실리콘 산화막(SiO2)의 에칭에서 바이어스용 고주파 RFb(32MHz)의 파워 Pb를 파라미터로 하여 각 에칭률 및 선택비를 측정했다. 다른 주된 에칭 조건으로서, 전극간 갭(GAP)을 140mm, 에칭가스를 CHF3(유량 200sccm), 챔버 내 압력을 5mTorr, 온도(상부전극(T)/하부전극(B)/챔버 측벽(W))=60/20/60℃, 소스용 고주파 RFs(27.12MHz)의 파워 Pb를 2500W로 설정했다. 여기서, 소스용 고주파 RFs의 주파수를 27.12MHz로 하는 것은 13.56MHz보다도 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있기 때문이다. 에칭가스는 CHF3 뿐만 아니라, CF4, CH2F2 및 C4F8 중 어느 1종 또는 2종의 가스와 H2나 Ar과의 혼합 가스 등도 사용할 수 있다. 또한, SF6, O2 및 희가스의 혼합 가스를 사용할 수도 있다.
도 9의 그래프에 나타낸 바와 같이, 바이어스용 고주파 RFb(3.2MHz)의 파워 Pb를 높일수록 SiO2의 에칭률이 증대하여, Pb=1000W 이상에서 거의 1000Å/분 이상의 에칭률이 수득되는 동시에 약 10 이상의 선택비가 수득된다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, SiO2막의 에칭 가공에 도 1의 플라즈마 에칭장치를 사용함으로써, ICP(유도 결합 플라즈마 에칭장치)에 필적할 정도의 충분한 에칭 능력이 수득된다는 것이 확인되었다. 또한, 본 발명의 2주파 중첩 인가방식에 의해 플라즈마 밀도의 균일화도 꾀할 수 있기 때문에, 에칭 균일성의 향상도 꾀할 수 있다.
상기 실시 형태의 플라즈마 에칭장치(도 1)의 기본 형태는 다른 플라즈마 처리장치에도 적용 가능한데, 예컨대 플라즈마 CVD, 플라즈마 산화, 플라즈마 질화, 스퍼터링 등을 실시하는 여러가지 플라즈마 처리장치로 변형시킬 수 있다. 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 FPD 기판에 한정되지 않고, 반도체 웨이퍼, 포토 마스크, CD 기판, 프린트 기판 등도 가능하다.
본 발명의 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치에 의하면, 상기와 같은 구성과 작용을 가짐으로써, 에칭 능력 및 에칭 균일성이 우수한 평행 평판형 RIE 방식의 플라즈마 에칭을 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 플라즈마 처리장치에 의하면, 상기와 같은 구성과 작용을 가짐으로써, 2주파 중첩 인가방식에서 정합 회로의 소형화 및 저비용화를 실현할 수 있다.
Claims (17)
- 피처리 기판상의 알루미늄, 티탄 또는 티탄 함유 금속의 막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서,진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극 상에 상기 피처리 기판을 위치시키고,상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 염소원자를 함유하는 가스 또는 그것을 주성분으로 하는 에칭가스를 유입시키고,상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 3MHz 초과 6MHz 이하의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가하는 것을 포함하는, 플라즈마 에칭방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 고주파의 무선 주파수 파워(RF Power; Radio Frequency Power)에 대한 상기 제 2 고주파의 RF 파워비를 1/10 이상으로 하는 플라즈마 에칭방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 고주파의 RF 파워를 1000W 이상으로 하고, 상기 제 2 고주파의 RF 파워를 100W 이상으로 하는 플라즈마 에칭방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 처리용기 내의 압력을 10mTorr 이하로 하는 플라즈마 에칭방법.
- 피처리 기판상의 알루미늄 함유 금속 또는 ITO(인듐주석 산화물)의 막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서,진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극 상에 상기 피처리 기판을 위치시키고,상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 염소원자를 포함하는 가스 또는 그것을 주성분으로 하는 에칭가스를 유입시키고,상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 3MHz 초과 6MHz 이하의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가하는 것을 포함하는, 플라즈마 에칭방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 고주파의 RF 파워를 2000W 이상으로 하고, 상기 제 2 고주파의 RF 파워를 1000W 이상으로 하는 플라즈마 에칭방법.
- 피처리 기판상의 실리콘 산화막을 플라즈마를 이용하여 에칭하기 위한 플라즈마 에칭방법으로서,진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 상기 피처리 기판을 위치시키고,상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 CF4, CHF3, CH2F2, C4F8 및 SF6로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 에칭가스를 유입시키고,상기 하부전극에 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정된 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파와 3MHz 초과 6MHz 이하의 범위 내로 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 중첩하여 인가하는 것을 포함하는, 플라즈마 에칭방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 에칭가스가 H2, O2, Ar 및 He로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 플라즈마 에칭방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 고주파의 RF 파워를 2500W 이상으로 하고, 상기 제 2 고주파의 RF 파워를 2000W 이상으로 하는 플라즈마 에칭방법.
- 제 1 항, 제 5 항 및 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 피처리 기판이 평판 디스플레이용 기판인 플라즈마 에칭방법.
- 진공가능한 처리용기 내에서 상부전극과 대향하여 배치되는 하부전극상에 피처리 기판을 위치시키고, 양 전극 사이에 고주파 전계를 형성하는 동시에 처리가스를 유입시켜 상기 처리가스의 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마 하에서 상기 피처리 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치로서,상기 하부전극에 제 1 주파수를 갖는 제 1 고주파를 인가하기 위한 제 1 고주파 전원;상기 제 1 고주파 전원측의 임피던스와 상기 하부전극측의 부하 임피던스를 정합시키기 위해 상기 제 1 고주파 전원과 상기 하부전극의 사이에 접속되는 제 1 정합 회로;상기 하부전극에 상기 제 1 주파수보다도 낮은 제 2 주파수를 갖는 제 2 고주파를 인가하기 위한 제 2 고주파 전원; 및상기 제 2 고주파 전원측의 임피던스와 상기 하부전극측의 부하 임피던스를 정합시키기 위해 상기 제 2 고주파 전원과 상기 하부전극의 사이에 접속되는 제 2 정합 회로를 갖고,상기 제 2 정합 회로가 출력단에 코일을 갖는 T형 회로로서 구성되고,상기 출력단의 코일이 상기 제 1 고주파 전원으로부터의 상기 제 1 고주파를 차단하기 위한 하이 컷 필터를 구성하는 것인,플라즈마 처리장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 2 정합 회로가, 상기 제 2 고주파 전원의 출력단자와 상기 하부전극의 사이에서 상기 출력단의 코일과 직렬로 접속되는 입력단의 제 1 콘덴서와, 상기 제 1 콘덴서와 상기 코일과의 접속점과 그라운드 전위 사이에 접속되는 제 2 콘덴서를 갖는 플라즈마 처리장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 콘덴서 중의 하나 이상이 커패시턴스의 가변 조정 가능한 가변 콘덴서인 플라즈마 처리장치.
- 제 11 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 주파수가 10MHz 내지 30MHz의 범위 내로 설정되고, 상기 제 2 주파수가 2MHz 내지 6MHz의 범위 내로 설정되는 플라즈마 처리장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 2 정합 회로에서의 상기 출력단의 코일이 100Ω이상의 임피던스를 갖는 플라즈마 처리장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 상부전극이 그라운드 전위에 접속되는 플라즈마 처리장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 처리가스가, Cl2, BCl3, HCl, SF6, CF4, CHF3, CH2, F2, O2, N2, H2, Ar 및 He 중의 1종을 포함하는 단일 가스 또는 2종 이상을 포함하는 혼합 가스인 플라즈마 처리장치.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2003-00285125 | 2003-08-01 | ||
| JP2003285125A JP3905870B2 (ja) | 2003-08-01 | 2003-08-01 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050016012A KR20050016012A (ko) | 2005-02-21 |
| KR100702726B1 true KR100702726B1 (ko) | 2007-04-03 |
Family
ID=34364864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040057249A KR100702726B1 (ko) | 2003-08-01 | 2004-07-22 | 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3905870B2 (ko) |
| KR (1) | KR100702726B1 (ko) |
| CN (1) | CN100477104C (ko) |
| TW (1) | TW200507104A (ko) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7879185B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-02-01 | Applied Materials, Inc. | Dual frequency RF match |
| JP4550507B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2010-09-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP4515950B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-08-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法およびコンピュータ記憶媒体 |
| CN100367829C (zh) * | 2005-12-08 | 2008-02-06 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种等离子体激励方法 |
| JP5031252B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-09-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| CN101207034B (zh) * | 2006-12-20 | 2010-05-19 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 腔室上盖及包含该上盖的反应腔室 |
| US20080197015A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Terry Bluck | Multiple-magnetron sputtering source with plasma confinement |
| US9536711B2 (en) * | 2007-03-30 | 2017-01-03 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for DC voltage control on RF-powered electrode |
| US8450635B2 (en) | 2007-03-30 | 2013-05-28 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for inducing DC voltage on wafer-facing electrode |
| JP4905304B2 (ja) * | 2007-09-10 | 2012-03-28 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体 |
| JP5474291B2 (ja) | 2007-11-05 | 2014-04-16 | 株式会社アルバック | アッシング装置 |
| JP5319150B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-10-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| CN102438389B (zh) | 2010-09-29 | 2013-06-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 单一匹配网络、其构建方法和该匹配网络射频功率源系统 |
| CN102694525B (zh) * | 2011-03-23 | 2015-12-02 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 双频滤波装置及其处理方法和半导体设备 |
| US8420545B2 (en) * | 2011-05-23 | 2013-04-16 | Nanya Technology Corporation | Plasma etching method and plasma etching apparatus for preparing high-aspect-ratio structures |
| CN103187943B (zh) * | 2011-12-28 | 2017-02-08 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种用于静电吸盘的射频滤波器 |
| JP6785101B2 (ja) * | 2016-09-09 | 2020-11-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法 |
| US10410836B2 (en) * | 2017-02-22 | 2019-09-10 | Lam Research Corporation | Systems and methods for tuning to reduce reflected power in multiple states |
| KR102330944B1 (ko) * | 2018-01-29 | 2021-12-01 | 가부시키가이샤 알박 | 반응성 이온 에칭 장치 |
| KR102223875B1 (ko) * | 2019-10-30 | 2021-03-05 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | 다중 주파수를 사용하는 건식 식각 장비를 위한 고주파 전원 장치 |
-
2003
- 2003-08-01 JP JP2003285125A patent/JP3905870B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-06-28 TW TW093118870A patent/TW200507104A/zh unknown
- 2004-07-22 KR KR1020040057249A patent/KR100702726B1/ko active IP Right Review Request
- 2004-07-30 CN CNB2004100702424A patent/CN100477104C/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200507104A (en) | 2005-02-16 |
| KR20050016012A (ko) | 2005-02-21 |
| CN100477104C (zh) | 2009-04-08 |
| TWI311782B (ko) | 2009-07-01 |
| JP2005056997A (ja) | 2005-03-03 |
| JP3905870B2 (ja) | 2007-04-18 |
| CN1581445A (zh) | 2005-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100702726B1 (ko) | 플라즈마 에칭방법 및 플라즈마 처리장치 | |
| US5783101A (en) | High etch rate residue free metal etch process with low frequency high power inductive coupled plasma | |
| US8518211B2 (en) | System and method for controlling plasma with an adjustable coupling to ground circuit | |
| KR20180062404A (ko) | 플라즈마 에칭 방법 | |
| KR20000077195A (ko) | 플라즈마 처리 방법 및 장치 | |
| TWI409872B (zh) | A plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a computer memory medium | |
| KR20110040806A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| KR20140130111A (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 및 컴퓨터 기록 매체 | |
| KR101540816B1 (ko) | 플라즈마 에칭 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 플라즈마 에칭 장치 | |
| JP4646880B2 (ja) | プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置 | |
| TW201742143A (zh) | 蝕刻方法 | |
| CN109952636B (zh) | 等离子体点燃抑制 | |
| KR100878467B1 (ko) | 반도체 기판 처리장치 | |
| JP3350973B2 (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 | |
| JPH09129594A (ja) | ドライエッチング方法及び装置 | |
| JPH1070107A (ja) | プラズマ励起用アンテナ、プラズマ処理装置 | |
| JPH10312899A (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| KR20180028949A (ko) | 플라스마 에칭 방법 | |
| TWI387398B (zh) | 製造真空電漿處理之工件的方法與真空電漿處理工件的系統 | |
| EP4192220A1 (en) | A method of plasma etching | |
| JP3485013B2 (ja) | プラズマ処理方法及び装置 | |
| JPH08316214A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3817171B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| TW201840893A (zh) | 電漿處理方法及電漿處理裝置 | |
| JP3161888B2 (ja) | ドライエッチング方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| O035 | Opposition [patent]: request for opposition | ||
| O132 | Decision on opposition [patent] | ||
| O132 | Decision on opposition [patent] | ||
| O074 | Maintenance of registration after opposition [patent]: final registration of opposition | ||
| G171 | Publication of correction by opposition | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130304 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140228 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150302 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160304 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170302 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180316 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190318 Year of fee payment: 13 |