KR100778258B1 - 플라스마의 용적을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (48)
- 기판을 처리하는 플라즈마 처리 장치로서,상기 처리를 위해 플라즈마가 점화되어 유지되는 원통형의 처리 챔버와,상기 처리 챔버의 주변부 둘레에 배치된 외부 자기 버킷과, 상기 처리 챔버 내측에 배치되며 상기 외부 자기 버킷의 직경보다 작은 직경을 갖는 내부 자기 버킷을 포함하는 플라즈마 제한 장치를 포함하고,상기 외부 자기 버킷은 상기 처리 챔버의 축에 대해 반경 방향으로 그리고 대칭으로 배치된 다수의 제1자기 요소를 구비하며, 상기 다수의 제1자기 요소는 제1자장을 발생시키도록 구성되고,상기 내부 자기 버킷은 상기 처리 챔버의 축에 대해 반경 방향으로 그리고 대칭으로 배치된 다수의 제2자기 요소를 구비하며, 상기 다수의 제2자기 요소는 제2자장을 발생시키도록 구성되고,상기 플라즈마 제한 장치는 상기 제1자장과 제2자장을 사용하여 상기 외부 자기 버킷과 상기 내부 자기 버킷 사이에 플라즈마 제한 자장을 발생시키도록 구성되어, 적어도 상기 원통형의 처리 챔버와 상기 플라즈마 제한 자장에 의해 형성된 용적 내에 상기 플라즈마를 제한하면서 상기 처리로부터의 부산물이 통과될 수 있게 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1자장의 일부는 상기 제2자장의 일부와 조합되며, 상기 조합은 상기 플라즈마 제한 자장을 발생시키고, 상기 플라즈마 제한 자장은 상기 플라즈마가 플라즈마 제한 자장을 통과하는 것을 방지하는데 효과적인 자장 강도를 갖는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1자장과 제2자장에 의해 발생된 상기 플라즈마 제한 자장은 50 내지 100 가우스 범위의 조합된 자속을 갖는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마 제한 장치는 상기 기판이 상기 처리를 위해 상기 처리 챔버 내에 배치될 때 기판의 표면 근방에 자장을 발생시키지 않는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1자기 요소는 상기 처리 챔버의 축을 따라 간격을 두고 옵셋되고, 상기 제2자기 요소는 상기 처리 챔버의 축을 따라 간격을 두고 옵셋되는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 복수의 제1자기 요소 중 제1자기 요소의 전체 숫자는 각 제1자기 요소가 대응하는 제2자기 요소를 갖도록 상기 다수의 제2자기 요소 중 제2자기 요소의 전체 숫자와 동일한 플라즈마 처리 장치.
- 제6항에 있어서,상기 제1자기 요소의 첨단은 대응하는 상기 제2자기 요소의 첨단과 축방향으로 정렬되는 플라즈마 처리 장치.
- 제7항에 있어서,상기 제1자기 요소의 자기화 벡터는 대응하는 상기 제2자기 요소와 동일한 반경 방향으로 향하는 플라즈마 처리 장치.
- 제8항에 있어서,상기 제1자기 요소의 자기화 벡터의 방향은 상기 처리 챔버의 축 둘레에서 교차하는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1자기 요소와 제2자기 요소는 영구 자석인 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마 제한 장치는 다수의 자속 플레이트를 추가로 포함하고, 상기 자속 플레이트는 상기 제1자기 요소와 상기 제2자기 요소에 의해 발생된 표유(stray) 자장을 제어하도록 구성되는 플라즈마 처리 장치.
- 제11항에 있어서,상기 다수의 자속 플레이트는 상기 외부 자기 버킷의 외주부 둘레에 연속적으로 배치된 제1자속 플레이트를 포함하고, 상기 제1자속 플레이트는 상기 제1자기 요소에 인접한 플라즈마 처리 장치.
- 제12항에 있어서,상기 복수의 자속 플레이트는 상기 내부 자기 버킷의 일부 둘레에 배치된 제2자속 플레이트를 포함하고, 상기 제2자속 플레이트는 상기 기판이 처리 동안 상기 처리 챔버 내측에 배치될 때 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 상기 표유 자장의 방향을 변경시키도록 구성되는 플라즈마 처리 장치.
- 제13항에 있어서,상기 제2자속 플레이트는 상기 내부 자기 버킷의 내부 및 상부 주변부 둘레에 연속적으로 배치되고, 상기 제2자속 플레이트는 상기 제2자기 요소에 인접한 플라즈마 처리 장치.
- 제11항에 있어서,상기 다수의 자속 플레이트는 높은 투자율을 갖는 재료로 형성되는 플라즈마 처리 장치.
- 제15항에 있어서,상기 다수의 자속 플레이트는 냉간 압연강으로 형성되는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 처리 챔버 내측에 배치된 플라즈마 스크린 장치를 더 구비하며, 상기 플라즈마 스크린 장치는 플라즈마 스크린 및 플라즈마 스크린 지지부를 포함하고, 상기 플라즈마 스크린 지지부는 상기 처리 챔버에 부착되며, 상기 플라즈마 스크린은 상기 플라즈마 스크린 지지부에 접합되는 플라즈마 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 플라즈마 처리 장치는 상기 원통형 처리 챔버의 내주부 내측에 배치된 원통형의 하우징을 추가로 포함하고, 상기 원통형의 하우징은 상기 원통형의 처리 챔버의 내경보다 작은 외경을 가지며, 상기 원통형의 하우징은 상기 원통형의 처리 챔버와 축방향으로 정렬되고, 상기 원통형의 처리 챔버의 내주부와 상기 원통형의 하우징의 외주부는 그 사이에 환형 간극을 형성하며, 상기 환형 간극은 원통형으로 대칭되는 플라즈마 처리 장치.
- 제18항에 있어서,상기 기판은 상기 원통형의 하우징 상부에 배치되는 플라즈마 처리 장치.
- 제19항에 있어서,상기 내부 자기 버킷은 상기 원통형의 하우징 내측에 배치되는 플라즈마 처리 장치.
- 제20항에 있어서,상기 플라즈마 제한 자장은 상기 기판이 상기 처리를 위해 상기 처리 챔버 내에 배치될 때 상기 기판 아래에 배치되는 플라즈마 처리 장치.
- 제21항에 있어서,상기 원통형의 하우징은 처리 중에 기판을 유지하는 척 장치를 대표하는 플라즈마 처리 장치.
- 제18항에 있어서,상기 처리 챔버 내측에 배치된 플라즈마 스크린 장치를 더 구비하며, 상기 플라즈마 스크린 장치는 플라즈마 스크린과 플라즈마 스크린 지지부를 포함하고, 상기 플라즈마 스크린 지지부는 상기 하우징에 부착되고, 상기 플라즈마 스크린은 상기 플라즈마 스크린 지지부에 접합되는 플라즈마 처리 장치.
- 플라즈마 강화 프로세스를 사용하여 처리 챔버에서 기판을 처리하는 동안 플라즈마의 용적을 제어하는 방법으로서,상기 처리 챔버 내에서 제1자기 요소에 의해 제1 다첨단(multi-cusp) 자장을 발생시키는 단계로서, 상기 기판의 상부면 근방에서 상기 제1 다첨단 자장의 효과를 최소화하기 위하여 상기 제1 다첨단 자장이 상기 기판의 상부면으로부터 떨어져 위치하도록 구성되는, 상기 제1 다첨단 자장을 발생시키는 단계;상기 처리 챔버 내에서 제2자기 요소에 의해 제2 다첨단 자장을 발생시키는 단계로서, 상기 기판의 상부면 근방에서 상기 제2 다첨단 자장의 효과를 최소화하기 위하여 상기 제2 다첨단 자장이 상기 기판의 상부면으로부터 떨어져 위치하도록 구성되는, 상기 제2 다첨단 자장을 발생시키는 단계;상기 제1 다첨단 자장과 상기 제2 다첨단 자장을 조합하여 상기 제1자기 요소와 제2자기 요소 사이에 합성 자장을 발생시키는 단계; 및상기 플라즈마를 적어도 상기 처리 챔버의 일부와 상기 합성 자장에 의해 형성된 용적 내에 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마의 용적을 제어하는 방법.
- 플라즈마 강화 프로세스를 사용하여 처리 챔버 내의 기판을 처리하는 동안 플라즈마의 용적을 제어하는 플라즈마 제한 장치로서,상기 처리 챔버는 활성 영역 및 비활성 영역을 가지며,상기 플라즈마 제한 장치는상기 기판이 처리를 위해서 상기 처리 챔버 내에 배치될 때, 상기 기판으로부터 떨어져 위치하는 상기 처리 챔버 내에 자장을 발생시키도록 구성되는 다수의 제1자기 요소를 갖는 제1자기 버킷과,상기 기판이 처리를 위해서 상기 처리 챔버 내에 배치될 때, 상기 기판으로부터 떨어져 위치하는 상기 처리 챔버 내에 자장을 발생시키도록 구성되는 다수의 제2자기 요소를 갖는 제2자기 버킷을 구비하며,상기 자장들은 상기 처리 챔버의 활성 영역에 상기 플라즈마를 집중시키고, 상기 처리 챔버의 비활성 영역으로부터 상기 플라즈마를 멀어지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 기판을 플라즈마로 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치에 있어서,처리 챔버;제1자장을 발생시키도록 구성된 다수의 제1자기 요소를 갖고, 상기 다수의 제1자기 요소 중 인접한 요소들의 자기화 벡터가 상기 처리 챔버의 축 둘레 방향으로 교차하는 제1자기 배열; 및제2자장을 발생시키도록 구성된 다수의 제2자기 요소를 갖고, 상기 다수의 제2자기 요소 중 인접한 요소들의 자기화 벡터가 상기 처리 챔버의 축 둘레 방향으로 교차하는 제2자기 배열을 포함하고,상기 제1자장과 상기 제2자장은, 상기 제1자기 배열과 제2자기 배열 사이에 합성 자장을 발생시키며, 상기 합성 자장은 상기 플라즈마를 상기 합성 자장의 제1측에 제한하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 기판을 플라즈마로 처리하기 위한 플라즈마 처리 장치로서,처리 챔버;상기 처리 챔버 내에 위치하며, 상기 처리 챔버의 내에 상기 플라즈마를 제한하기에 충분히 강한 자장을 발생시키도록 구성된 자기 배열; 및상기 처리 챔버 내에 위치하며, 상기 자기 배열의 일부를 둘러싸는 자속 플레이트를 포함하고,상기 자속 플레이트는 상기 자속 플레이트에 의해서 둘러싸인 상기 자기 배열의 상기 일부에 형성되는 상기 자장의 일부분을 차단하고 방향을 변경시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제24항에 있어서,상기 제1 다첨단 자장은, 상기 기판의 상부면에 의해 형성된 평면 아래에서 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마의 용적을 제어하는 방법.
- 제28항에 있어서,상기 제2 다첨단 자장은, 상기 기판의 상부면에 의해 형성된 상기 평면 아래에서 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마의 용적을 제어하는 방법.
- 제24항에 있어서,상기 제1 다첨단 자장 및 상기 제2 다첨단 자장은, 상기 기판의 상부면에 평행하게 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마의 용적을 제어하는 방법.
- 제24항에 있어서,상기 제1 다첨단 자장과 상기 제2 다첨단 자장은, 상기 기판의 상부면 바로 위의 자장의 효과를 제거하기 위해 상기 기판으로부터 떨어져 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마의 용적을 제어하는 방법.
- 제26항에 있어서,상기 다수의 제1자기 요소 각각은 상기 다수의 제2자기 요소 각각에 대응하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제32항에 있어서,상기 대응하는 각각의 제1자기 요소 및 제2자기요소들은 축방향으로 정렬되고, 상기 대응하는 각각의 제1자기 요소 및 제2자기 요소들의 자기화 벡터는 동일한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제26항에 있어서,상기 다수의 제1자기 요소는 상기 처리 챔버의 외측에 위치하고, 상기 다수의 제2자기 요소는 상기 처리 챔버의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제25항에 있어서,상기 자장의 적어도 일부분은, 상기 제1자기 버킷과 상기 제2자기 버킷 사이에 합성 자장을 발생시키기 위해 조합하도록 구성되며,상기 합성 자장은, 적어도 상기 합성 자장에 의해서 형성된 용적 내에 상기 플라즈마를 제한하면서 상기 처리로부터의 부산물 가스가 통과될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제25항에 있어서,상기 기판의 상부면에 의해 형성된 상기 평면 아래에 상기 자장을 발생시키도록, 상기 기판의 상부면에 의해 형성된 평면 아래에 상기 제1자기 요소와 상기 제2자기 요소의 적어도 일부가 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제25항에 있어서,상기 다수의 제1자기 요소 각각은 상기 다수의 제2자기 요소 각각에 대응하고,상기 대응하는 각각의 제1자기 요소 및 제2자기 요소는 축방향으로 정렬되며,상기 대응하는 각각의 제1자기 요소 및 제2자기 요소의 자기화 벡터는 동일한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제25항에 있어서,상기 다수의 제1자기 요소는 상기 처리 챔버의 외측에 위치하고, 상기 다수의 제2자기 요소는 상기 처리 챔버의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제25항에 있어서,다수의 자속 플레이트를 추가로 포함하며, 상기 자속 플레이트는 상기 제1자기 요소 및 상기 제2자기 요소 중 하나 또는 모두에 의해서 발생된 상기 자장을 조절하도록 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제25항에 있어서,상기 다수의 제1자기 요소 및 상기 다수의 제2자기 요소는 상기 처리 챔버의 축 둘레에 배치되고,상기 다수의 제2자기 요소는 상기 다수의 제1자기 요소보다는 상기 처리 챔버의 상기 축에 더 가깝게 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제한 장치.
- 제27항에 있어서,상기 기판이 처리를 위해 상기 처리 챔버의 내측에 배치될 때, 상기 자속 플레이트는, 상기 자장의 상기 일부분을 상기 기판으로부터 차단하거나 상기 기판으로부터 멀어지도록 방향을 변경시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제27항에 있어서,상기 처리 챔버 내측에 위치된 기판 홀더를 더 포함하고, 상기 기판 홀더는 상기 처리동안에 상기 기판을 수용하도록 구성된 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제42항에 있어서,상기 자기 배열 및 상기 자속 플레이트는, 상기 기판 홀더의 외주부 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제43항에 있어서,상기 기판이 상기 기판 홀더의 상기 면에 의해 수용될 때, 상기 자속 플레이트는, 상기 기판으로부터 멀어지도록 상기 자장의 상기 일부분을 차단하거나 방향을 변경시키도록 상기 자기 배열과 상기 기판 홀더의 상기 면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제27항에 있어서,상기 처리 챔버의 외측에 배치되고 상기 처리 챔버의 내측에 상기 플라즈마를 제한하기에 충분히 강한 제2자장을 발생시키도록 구성된 제2자기 배열; 및상기 처리 챔버의 외측에 배치되고 상기 제2자기 배열의 일부를 둘러싸는 제2자속 플레이트를 추가로 포함하며,상기 제2자속 플레이트는, 상기 제2자속 플레이트에 의해서 둘러싸인 상기 제2자기 배열의 상기 일부에 형성된 상기 제2자장의 일부분를 차단하거나 그 방향을 변경시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제45항에 있어서,상기 자속 플레이트는, 상기 제2자기 배열을 지향하는 방향으로 상기 자장의 상기 일부분을 차단하거나 방향 변경시키도록 구성되며,상기 제2자속 플레이트는, 상기 제1자기 배열을 지향하는 방향으로 상기 제2자장의 상기 일부분을 차단하거나 그 방향을 변경시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제45항에 있어서,상기 자기 배열은, 상기 처리 챔버의 축 둘레에 배치된 다수의 자기 요소를 포함하고,상기 제2자기 배열은, 상기 처리 챔버의 축 둘레에 배치된 다수의 제2자기 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
- 제47항에 있어서,상기 자속 플레이트는, 상기 자기 배열의 내주부 및 상부 주변부에 연속적으로 배치되고,상기 제2자속 플레이트는, 상기 제2자기 배열의 외주부 둘레에 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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