KR100843018B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 발생에 기인하는 피처리체로의 손상을 억제하면서, 바람직한 플라즈마 처리를 실행하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 피처리체에 플라즈마 처리를 하기 위한 플라즈마 처리실과, 상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과, 해당 플라즈마 처리실내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단을 적어도 포함하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 플라즈마 발생 수단에 단속적인 에너지 공급 가능한 것을 사용하고 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}
본 발명은 전자 디바이스 등을 제조하기 위해서, 피처리체에 대하여 여러 가지의 플라즈마 처리를 실행할 때에 적합하게 사용 가능한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 반도체 내지 반도체 디바이스, 액정 디바이스 등의 전자 디바이스 재료의 제조를 비롯한 플라즈마 처리에 일반적으로 널리 사용 가능하지만, 여기서는 설명의 편의를 위해서 반도체 디바이스의 배경 기술을 예로 들어서 설명한다.
일반적으로, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 피처리체인 반도체 디바이스용 기재(웨이퍼)에 대하여, CVD(화학 기상 퇴적) 처리, 에칭 처리, 스퍼터 처리 등의 다양한 처리를 실시하는 것이 행해진다.
종래부터, 이러한 각종 처리를 위해서 플라즈마 처리 장치가 이용되는 경우가 많다. 이는, 플라즈마 처리 장치를 이용한 경우에는, 비평형의 저온 플라즈마 를 이용함으로써 종래는 고온에서밖에 일어나지 않았던 화학 반응을 저온에서 실행할 수 있다고 하는 장점이 있기 때문이다.
최근의 반도체 장치의 미세화에 따라, 더욱 박막화한 디바이스 구조가 강하게 요구되어 오고 있다. 예를 들면, 반도체 디바이스의 구조로서 가장 유명한 MOS형 반도체 디바이스 구조에서는, 이른바 스케일링 룰에 따라서, 극히 얇고(예를 들면, 2㎚ 이하 정도), 게다가 양질의 게이트 절연막에 대한 수요가 극히 높아지고 있다.
종래부터, 이러한 게이트 절연막의 형성 내지 처리(산화 처리, 질화 처리 등)는 주로 플라즈마(예를 들면, 유도 결합 플라즈마(ICP), 마이크로파 플라즈마 등)를 이용하여 실행되어 왔다.
그러나, 상술한 디바이스 구조의 박막화에 따라, 종래에서는 실질적으로 문제로 되지 않았던 레벨의 손상, 특히, 플라즈마에 의해서 발생하는 전자, 이온, 및/또는 자외광에 근거하는 피처리체의 손상이 문제로 되는 경우가 많아져 오고 있다.
이러한 피처리체의 손상이 발생한 경우, 게이트 절연막의 내전압 불량, 리크 전류 증가, 트랜지스터 구동 전류의 저하 등이라는 새로운 문제가 발생하기 쉬워진다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 결점을 해소한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 발생에 기인하는 피처리체로의 손상을 억제하면서, 바람직한 플라즈마 처리를 실행하는 것을 가능하게 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자는 예의 연구의 결과, 종래에서와 같이 연속적으로(내지 연속파로) 공급한 에너지에 근거하는 플라즈마를 피처리체에 대하여 부여하는 것이 아니라, 오히려 단속적으로(즉, 소정의 간격을 두고서) 공급한 에너지에 근거하는 플라즈마를 피처리체에 대하여 부여하는 것이, 상기 목적의 달성을 위해서 지극히 효과적인 것을 발견하였다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는 상기 지견에 근거하는 것으로서, 보다 자세하게는, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 피처리체에 플라즈마 처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리실과; 상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과; 해당 플라즈마 처리실내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단을 적어도 포함하는 플라즈마 처리 장치로서; 상기 플라즈마 발생 수단이, 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마 발생을 가능하게 한 것인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 방법은, 피처리체에 플라즈마 처리를 실행하 기 위한 플라즈마 처리실과; 상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과; 해당 플라즈마 처리실내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단을 적어도 포함하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 피처리체에 플라즈마 처리를 실시하는 것으로서, 상기 피처리체 유지 수단에 피처리체를 유지시키면서, 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시켜, 상기 피처리체를 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 있어서는, 상기 플라즈마 발생 수단으로부터 단속적으로 공급된 에너지(마이크로파, RF 등)에 근거하는 플라즈마 발생에 의해, 효율적으로 발생한 래디컬이 피처리체에 공급되기 때문에, 플라즈마 처리의 효율을 실질적으로 저하시키는 일 없이, 플라즈마 처리의 전자 온도를 실질적으로 저감하는 것이 가능해진다.
추가로, 본 발명에 있어서는, 이온 충격의 저감, 차지업 손상의 저감이라는 이유로, 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마로부터의 이온 및/또는 자외광에 기인하는 피처리체의 손상도 실질적으로 저감할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 플라즈마 처리의 효율을 실질적으로 저하시키는 일 없이, 소정의 플라즈마 처리(예를 들면, 플라즈마 질화 및/또는 플라즈마 산화 처리)를 실행할 수 있다.
이에 반하여, 종래의 플라즈마 처리에 있어서는, 비교적 전자 온도가 낮은 플라즈마(예를 들면, ECR 플라즈마 등)를 사용한 경우이더라도, 해당 플라즈마의 전자 온도는 2~4eV 정도이기 때문에, 연속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 피처리체에 부여한 경우에는, 해당 피처리체에 손상이 발생할 가능성이 높았다. 따라서, 본 발명에 의하면, 피처리체에 대한 손상을 종래보다도 저감시킬 수 있다.
발명의 효과
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플라즈마 발생에 기인하는 피처리체로의 손상을 억제하면서, 바람직한 플라즈마 처리를 실행하는 것을 가능하게 한 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들면 절연막의 성막 처리에 이용한 경우, 손상에 기인하는 절연막의 내전압 불량, 리크 전류 증가, 트랜지스터 구동 전류의 저하 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 바람직한 하나의 형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치의 상세한 구성의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 3은 펄스에 의한 전자 온도의 저하를 나타내는 그래프 등의 데이터이다.
도 4는 펄스에 의한 전자 온도의 저하를 나타내는 그래프 등의 데이터이다.
도 5는 펄스에 의한 전자 온도의 저하를 나타내는 그래프 등의 데이터이다.
부호의 설명
100 : 플라즈마 처리 장치 101 : 플라즈마 처리실
102 : 재치대 104 : 절연판
105 : 평면 안테나 부재 105a : 슬롯
106 : 지파재 107 : 동축 도파관
108 : 마이크로파 발생 장치 120 : 제어 장치
121 : 변조 장치
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 필요에 따라서 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 기재에 있어서 양비(量比)를 나타내는 「부」 및 「%」는 특별히 미리 알리지 않는 한 질량 기준으로 한다.
(플라즈마 처리 장치)
본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 피처리체에 플라즈마 처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리실과; 상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과; 해당 플라즈마 처리실내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단을 적어도 포함한다. 이 플라즈마 처리 장치에서, 상기 플라즈마 발생 수단은 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시키는 것이 가능하다.
(단속적인 에너지 공급)
본 발명에 있어서 「단속적인 에너지 공급」이란, 소정의 시간 범위(예를 들면, 1미리초)에서, 플라즈마 발생을 위해서 제공되는 에너지 공급이 제로로 되는 순간이 적어도 한 번 있는 것을 말한다. 본 발명에서는, 「단속적인 에너지 공급」이 이루어지는 한, 그 「단속적」인 형태는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 에너지 공급의 파형은 직사각형파 형상, 삼각파 형상, 곡선파(예를 들면, 사인커브) 형상 등의 공지의 파형 중 어느 하나이더라도 무방하다. 「단속적인 에너지 공급」은 직사각형파와 고주파가 조합된 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 플라즈마 발생의 효율과 피처리체의 손상 저감과의 밸런스의 점에서는, 1000미리초 동안 중, 플라즈마 발생을 위해서 제공되는 에너지 공급이 제로로 되는 시간의 합계가 20~200μ초인 것이 바람직하고, 또는 50~100μ초인 것이 바람직하다.
(변조)
본 발명에서는 필요에 따라서 상기한 「단속적인 에너지 공급」이 시변조(time-modulation) 형식으로 부여되어도 무방하다.
(플라즈마 처리 장치의 하나의 형태)
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치의 다른 예를 나타내는 모식 단면도이다. 이 형태에서는, 플라즈마 처리 장치를 플라즈마 CVD(화학 기상 퇴적, Chemical Vapor Deposition) 처리에 적용한 경우에 대해서 설명한다. 이 도 1의 형태의 장치를 다른 플라즈마 처리(예를 들면, 플라즈마 산화 및/또는 플라즈마 질화 처리)에 이용하는 경우에는, 예를 들면, 후술하는 처리 가스 공급용 노즐(103)로부터 처리 가스를 공급하지 않도록 하면 된다. 또한, 도 1의 형태에서는, 안테나 부재로서 평면 안테나 부재(105)가 이용되고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이 플라즈마 처리 장치(100)는, 예를 들면 측벽(101a)이나 바닥부(101b)가 알루미늄 등의 도체에 의해 구성되고, 전체가 통체 형상으로 성형된 플라즈마 처리실(101)을 갖고 있으며, 플라즈마 처리실(101)의 내부는 밀폐된 처리 공간 S로서 구성되어 있다.
이 플라즈마 처리실(101)내에는, 그 상면에 피처리체(예를 들면, 반도체 웨이퍼 W)를 재치하기 위한 재치대(102)가 수용된다. 이 재치대(102)는, 예를 들면 알루밀라이트 처리한 알루미늄 등에 의해 볼록 형상으로 평탄하게 이루어진 대략 원주 형상으로 형성되어 있다.
상기한 재치대(102)의 상면에는, 여기에 웨이퍼 W를 유지하기 위한 정전 척 또는 클램프 기구(도시하지 않음)가 마련된다. 또한, 이 재치대(102)는 급전선(도시하지 않음)을 거쳐서 매칭박스(도시하지 않음) 및 바이어스용 고주파 전원(예를 들면, 13.56㎒용; 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, CVD의 경우(즉, 바이어스를 인가하지 않은 경우)에는, 이 바이어스용 고주파 전원을 마련하지 않아도 된다.
한편, 상기 플라즈마 처리실(101)의 측벽에는, 가스 공급 수단으로서, 용기 내에 전술한 수증기 함유 가스를 도입하기 위한 가스 공급 노즐(103)이 마련된다.
플라즈마 처리실(101)의 천장부는 개구되어, 여기에 예를 들면 석영, Al2O3 등의 세라믹 재료로 이루어지고, 마이크로파에 대해서는 투과성을 갖는 절연판(104)(예를 들면, 두께가 20㎜ 정도)이 O-링 등의 밀봉 부재(도시하지 않음)를 거쳐서 기밀하게 마련되어 있다.
이 절연판(104)의 상면에 원판 형상의 평면 안테나 부재(105)와 고유전율 특성을 갖는 지파재(遲波材)(106)(석영, Al2O3, AiN 등으로 이루어짐)가 마련된다. 이 평면 안테나 부재(105)에 대해서는, 동축 도파관(107)으로부터 마이크로파가 전파된다. 마이크로파의 주파수는 2.45㎓에 한정되지 않고, 다른 주파수, 예를 들면 8.35㎓를 이용해도 된다.
마이크로파는, 예를 들면 마이크로파 발생 장치(108)에 의해서 발생된다. 그리고, 마이크로파 발생 장치(108)는, 예를 들면 ON-OFF를 제어하는 제어 장치(120)의 제어에 의해서, 예를 들면 펄스 형식으로, 단속적으로 마이크로파가 출력되어 동축 도파관(107)에 공급된다. 또한, 그러한 ON-OFF 제어 대신에, 변조 장치(121)에 의해서 마이크로파 발생 장치(108)로부터의 마이크로파를 시간 변조하여, 동축 도파관(107)에 대하여 단속적으로 마이크로파의 에너지를 공급하도록 해도 된다.
도 2는 도 1의 구성을 더욱 상세하게 나타낸 예를 나타내는 모식 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 플라즈마 처리 장치(100a)는, 예를 들면 측벽 (101a)이나 바닥부(101b)가 알루미늄 등의 도체에 의해 구성되고, 전체가 통체 형상으로 성형된 플라즈마 처리실(101)을 갖고 있으며, 플라즈마 처리실(101)의 내부는 밀폐된 처리 공간으로서 구성되어 있다.
이 플라즈마 처리실(101)내에는, 그 상면에 피처리체(예를 들면, 반도체 웨이퍼 W)를 재치하기 위한 재치대(스테이지)(102)가 수용된다. 이 재치대(102)는 웨이퍼 W를 필요에 따라서 가열하기 위한 히터(도시하지 않음)를 내장하고 있다.
한편, 상기 플라즈마 처리실(101)의 측벽에는, 가스 공급 수단으로서, 용기내에 전술한 수증기 함유 가스를 도입하기 위한 가스 공급 노즐(103)이 마련되어 있다. 이 도 2에서는, 가스를 균일하게 배기하기 위해서, 측벽(101a)과 거의 수직하게 가스 배플판(109)이 배치되어 있다. 또한, 측벽(101a) 및 가스 배플판(109)의 내측에는, 벽으로부터의 이물질 발생을 방지하기 위한, 예를 들면 석영 유리제의 라이너(110)가 배치되어 있다.
플라즈마 처리실(101)의 천장부의 개구에는, 예를 들면 석영, Al2O3 등의 세라믹재로 이루어지고, 마이크로파에 대해서는 투과성을 갖는 절연판(104)(예를 들면, 두께가 20㎜ 정도)이 O-링 등의 밀봉 부재(도시하지 않음)를 거쳐서 기밀하게 마련된다.
이 절연판(104)의 상면에 원판 형상의 평면 안테나 부재(105)와 고유전율 특성을 갖는 지파재(106)(예를 들면, 석영, Al2O3, AiN 등으로 이루어짐)가 마련된다. 평면 안테나 부재(105)에는 복수의 슬롯(105a)이, 예를 들면 고리 형상이나 소용돌 이 형상으로 형성되어 있는, RLSA(Radial Line Slot Antenna)가 사용되고 있다. 또한, 고유전율 특성을 갖는 지파재(106)의 파장 단축 효과에 의해, 마이크로파의 관내 파장을 짧게 할 수 있다.
이 도 2에서는, 지파재(106)상에 지파재(106) 등을 냉각하기 위한 냉각 플레이트(112)가 배치되고, 그 냉각 플레이트(112) 내부, 및 측벽(101a) 내부에는 이들 부재를 냉각하기 위한 냉매 통로(113)가 마련되어 있다. 상기의 평면 안테나 부재(105)에 대해서는, 상술한 바와 같이, 동축 도파관(107)으로부터 마이크로파(주파수 2.45㎓ 등)가 전파된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행되는 처리 방법의 일례에 대해서 설명한다.
도 2를 참조하여, 먼저, 도시하지 않은 게이트 밸브(68)를 거쳐서, 반도체 웨이퍼 W를 반송 암(도시하지 않음)에 의해서 플라즈마 처리실(101)내에 수용하여, 리프터 핀(도시하지 않음)을 상하로 움직이게 하는 것에 의해 웨이퍼 W를 재치대(102)의 상면의 재치면에 재치한다. 플라즈마 처리실(101)내를 소정의 프로세스 압력, 예를 들면 0.01~수Pa의 범위내로 유지하여, 플라즈마 가스 공급 노즐(도시하지 않음)로부터 예를 들면 아르곤 가스를 유량 제어하면서 공급하고, 또한, 처리 가스 공급 노즐(103)로부터 예를 들면 SiH4, O2, N2 등의 증착 가스(deposition gas)를 유량 제어하면서 공급한다. 동시에 마이크로파 발생 장치(108)로부터의 마이크로파를, 단속적으로 동축 도파관(107)을 거쳐서 평면 안테나 부재(105)에 공급 하여, 지파재(106)에 의해서 파장이 짧게 된 마이크로파를 처리 공간 S에 도입하고, 이에 의해서 플라즈마를 발생시켜 소정의 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 CVD에 의한 성막 처리를 실행한다.
(각부의 구성)
이하, 도 1~2에 나타내는 각부의 구성 및 도 1~2의 장치에서 사용 가능한 재료 등에 대해서 설명한다.
(전자 디바이스용 기재)
본 발명에서 사용 가능한 상기의 전자 디바이스용 기재는 특별히 제한되지 않고, 공지의 전자 디바이스용 기재의 1종 또는 2종 이상의 조합으로부터 적절히 선택해서 사용하는 것이 가능하다. 이러한 전자 디바이스용 기재의 예로서는, 예를 들면, 반도체 재료, 액정 디바이스 재료 등을 들 수 있다. 반도체 재료의 예로서는, 예를 들면, 단결정 실리콘을 주성분으로 하는 재료, 실리콘 게르마늄을 주성분으로 하는 재료, 액정 디바이스 재료로서는 유리 기판상에 성막된 폴리 실리콘, 비정질 실리콘(amorphous silicon) 등을 들 수 있다.
(처리 가스)
본 발명에서 사용 가능한 처리 가스는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 전자 디바이스 기재의 산화 처리를 실행할 경우에는, 해당 처리 가스로서, 적어도 산소 가스, 내지 산소 원자를 포함하는 가스를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 한편, 본 발명에서 전자 디바이스 기재의 질화 처리를 실행할 경우에는, 해당 처리 가스로서, 적어도 질소 가스, 내지 질소 원자를 포함하는 가스를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 또는, 본 발명에서 CVD 처리를 실행할 경우에는, 공지의 증착 가스를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
(바람직한 처리 가스의 예)
본 발명에서 적합하게 사용 가능한 처리 가스 및 그 유량비를 이하에 예시한다.
(1) 산화 처리
Ar/O2=1000/10~1000/100sccm
(2) 질화 처리
Ar/N2=1000/10~1000/200sccm
(3) CVD
Ar/C4F8=1000/20~1000/400sccm
(희가스)
본 발명에서 플라즈마를 발생시키기 위해서 사용 가능한 희가스는 특별히 제한되지 않고, 전자 디바이스 제조에 사용 가능한 공지의 희가스의 1종 또는 2종 이 상의 조합으로부터 적절히 선택해서 사용하는 것이 가능하다. 이러한 처리 가스의 예로서는, 예를 들면, 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 헬륨(He), 또는 아르곤(Ar)을 들 수 있다.
(처리 가스 조건)
본 발명에 따라서 산질화막을 작성하는 경우에서는, 형성되어야 하는 막의 특성의 점에서는, 하기의 조건을 적합하게 사용할 수 있다.
(1) 희가스(예를 들면, Kr, Ar, He 또는 Xe)의 유량: 200~1000sccm, 보다 바람직하게는 500~1000sccm,
(2) 처리 가스의 유량: 10~100sccm, 보다 바람직하게는 20~50sccm,
(3) 온도: 실온(25℃)~500℃, 보다 바람직하게는 250~400℃,
(4) 처리실내의 압력: 5~300㎩, 보다 바람직하게는 6~150㎩,
(5) 마이크로파: 0.5~3W/㎠, 보다 바람직하게는 0.7~1.5W/㎠(마이크로파의 ON/OFF는 10~100㎑이고, Dutyee는 20%~80%인 것이 바람직함)
(바람직한 플라즈마)
본 발명에서 적합하게 사용 가능한 플라즈마의 특성은 이하와 같다.
(1) 전자 온도: 0.5~1.0eV
(2) 밀도: 1~20×1011/㎤
(3) 플라즈마 밀도의 균일성: ±10%
도 3~5에, 연속파(CW)에 의한 연속적인 에너지 공급에 따른 플라즈마 처리와, 펄스에 의한 단속적인 에너지 공급에 따른 플라즈마 처리의 경우의, 웨이퍼의 중심으로부터 에지까지의, 전자 온도와 전자 밀도의 결과를 나타낸다. 이들 데이터의 조건 등은 도면 중에 기재한 바와 같다. 또한, 도 3~도 5에서의 처리의 조건은 모두, Ar/N2의 유량: 1000/40sccm, 처리실내 압력: 50mTorr이고, 플라즈마 파워를 각각 1000W(도 3의 예), 1500W(도 4의 예), 2000W(도 5의 예)로 변화시켰다. 또한, 어느 하나의 경우도, 펄스의 주파수/Duty는 10[㎑]/50[%], 12.5[㎑]/37.5[%], 6.7[㎑]/66.7[%], 6.7[㎑]/33.3[%]의 4대로 대해서 조사하였다.
이들 결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라서 단속적으로 에너지 공급하여 발생시킨 플라즈마에 의한 처리인 쪽이 연속파에 의한 연속적인 에너지 공급의 경우와 비교해서, 전자 온도를 낮게 할 수 있다. 게다가, 전자 밀도에 대해서는 연속파의 경우보다도 보다 높은 밀도를 실현하고 있다. 따라서, 피처리체에 부여하는 손상을 억제하면서, 게다가 고품질의 플라즈마 처리를 할 수 있다.
(다른 플라즈마)
상기한 형태에서는, 마이크로파를 이용하는 플라즈마 발생에 대해서 설명했지만, 에너지 공급이 단속적으로 실행되는 한, 플라즈마 발생 수단(플라즈마 소스) 은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 마이크로파 이외에 ICP(유도 결합 플라즈마)를 사용할 수도 있다.
(다른 응용)
상기한 형태에서는, 반도체 웨이퍼에 성막 처리하는 경우를 예로 들어서 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명은 플라즈마 에칭 처리, 플라즈마 애싱 처리 등의 다른 플라즈마 처리에도 적용할 수 있다. 또한, 피처리체로서도 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 유리 기판, LCD(액정 장치) 기판 등에 대해서도 적용할 수 있다.
본 발명은 반도체 디바이스나 평면 디스플레이 기판의 제조 공정에서의, 예를 들면 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리에 있어서 유용하다.

Claims (25)

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  7. 삭제
  8. 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 방법으로서,
    피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리실과,
    상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실 내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과,
    상기 플라즈마 처리실 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단과,
    상기 플라즈마 발생 수단이 단속적인 에너지를 공급하도록 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여,
    상기 플라즈마 발생 수단을 이용한 상기 제어 장치에 의한 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시켜, 상기 피처리체를 플라즈마 처리하되,
    상기 플라즈마 처리는, 상기 플라즈마 처리실 내에 희가스와 산소 원자를 포함하는 가스를 공급하여, 단속적인 에너지 공급에 의해 플라즈마를 발생시키고, 희가스와 산소 원자를 포함하는 플라즈마에 의해 상기 피처리체를 산화 처리하는 것인
    플라즈마 처리 방법.
  9. 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 방법으로서,
    피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리실과,
    상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실 내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과,
    상기 플라즈마 처리실 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단과,
    상기 플라즈마 발생 수단이 단속적인 에너지를 공급하도록 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여,
    상기 플라즈마 발생 수단을 이용한 상기 제어 장치에 의한 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시켜, 상기 피처리체를 플라즈마 처리하되,
    상기 플라즈마 처리는, 상기 플라즈마 처리실 내에 희가스와 질소 원자를 포함하는 가스를 공급하여, 단속적인 에너지 공급에 의해 플라즈마를 발생시키고, 희가스와 질소 원자를 포함하는 플라즈마에 의해 상기 피처리체를 질화 처리하는 것인 플라즈마 처리 방법.
  10. 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 방법으로서,
    피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리실과,
    상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실 내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과,
    상기 플라즈마 처리실 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단과,
    상기 플라즈마 발생 수단이 단속적인 에너지를 공급하도록 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여,
    상기 플라즈마 발생 수단을 이용한 상기 제어 장치에 의한 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시켜, 상기 피처리체를 플라즈마 처리하되,
    상기 단속적으로 공급하는 에너지는 펄스 주파수가 10~100㎑이고 듀티비가 20~80%인 범위에서 펄스 제어되고 있는
    플라즈마 처리 방법.
  11. 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 방법으로서,
    피처리체에 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리실과,
    상기 피처리체를 상기 플라즈마 처리실 내에 배치하기 위한 피처리체 유지 수단과,
    상기 플라즈마 처리실 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 수단과,
    상기 플라즈마 발생 수단이 단속적인 에너지를 공급하도록 제어하는 제어 장치
    를 포함하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여,
    상기 플라즈마 발생 수단을 이용한 상기 제어 장치에 의한 단속적인 에너지 공급에 근거하는 플라즈마를 발생시켜, 상기 피처리체를 플라즈마 처리하되,
    상기 에너지는 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나(RLSA) 부재를 포함하는 안테나 부재로부터 공급되는 플라즈마 처리 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 상기 플라즈마 처리실 내에 희가스와 산소를 포함하는 가스와 질소를 포함하는 가스를 공급하여, 상기 플라즈마 발생 수단의 단속적인 에너지 공급에 의해 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마에 의해서 상기 피처리체를 산질화 처리하여 산질화막을 형성하는 플라즈마 처리 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단속적인 플라즈마의 전자 온도는 0.5~1eV인 플라즈마 처리 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희가스는 Ar, Kr, He, Xe 중 어느 하나의 가스인 플라즈마 처리 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단속적인 플라즈마의 전자 밀도는 1~20×1011/㎤인 플라즈마 처리 방법.
  16. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리체는 단결정 실리콘을 주성분으로 하는 재료 또는 실리콘 게르마늄을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반도체 재료인 플라즈마 처리 방법.
  17. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리체는 폴리 실리콘 또는 비정질 실리콘 등의 액정 디바이스 재료로 이루어지는 반도체 재료인 플라즈마 처리 방법.
  18. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 애싱 처리 또는 CVD 처리 또는 에칭 처리인 플라즈마 처리 방법.
  19. 처리 용기 내에 단속적인 에너지를 공급하여 플라즈마를 생성하고, 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 하는 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 처리 용기 내에 형성되는 처리 공간에 상기 피처리체를 탑재하는 탑재대와,
    상기 처리 용기에 처리 가스를 도입하는 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기의 위쪽에 개구부가 형성되어, 당해 개구부를 기밀하게 덮는 절연 부재와,
    상기 절연 부재의 상면에 배치되어, 상기 처리 용기 내에 상기 플라즈마를 생성하는 안테나 부재와,
    상기 안테나에 접속되어, 상기 에너지를 공급하기 위한 에너지 발생 장치와,
    상기 에너지 발생 장치에 접속되어, 상기 에너지를 단속적으로 공급하기 위한 ON-OFF를 제어하는 제어 장치와,
    상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치
    를 구비하고,
    상기 에너지 발생 장치를 상기 제어 장치에 의해서 ON-OFF함으로써, 상기 안테나 부재, 상기 절연 부재를 거쳐서 상기 처리 용기 내에 단속적으로 상기 에너지를 공급하여 플라즈마가 생성되는 플라즈마 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 단속적으로 에너지가 공급되어 생성되는 플라즈마의 전자 온도는 0.5~1eV인 플라즈마 처리 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 절연 부재는 석영 또는 세라믹재로 이루어지는 플라즈마 처리 장치.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 안테나 부재는 복수의 슬롯을 갖는 평면 안테나 부재인 플라즈마 처리 장치.
  23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재대는 정전 척 또는 클램프 기구를 갖는 플라즈마 처리 장치.
  24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재대에는 바이패스 전원이 접속되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  25. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 탑재대에는 히터가 마련되어 있는 플라즈마 처리 장치.
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