KR100900967B1 - 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공용기 내에 배치되는 시료에 이물이 발생하는 것을 억제하는 플라즈마처리장치 또는 플라즈마처리방법을 제공하는 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는 진공용기 내부에 배치된 처리실과, 이 처리실 내에 배치된 시료대를 가지고 이 시료대 위에 탑재되는 시료를 상기 처리실 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 처리하는 플라즈마처리장치로서, 상기 처리실의 내측 벽면을 구성하고, 그 내측 벽면에 유전체부분을 가지는 부재와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기수단과, 상기 처리실 내에서 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 상기 부재에 전계를 공급하는 전계공급수단과, 상기 배기수단에 의하여 상기 처리실을 배기하면서 상기 전계 공급수단으로부터 공급되는 상기 전계의 크기를 급격하게 변화시킨다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도,
도 2는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프,
도 3은 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 변형예의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 다른 변형예의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프,
도 5는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 또 다른 변형예의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공용기 2 : 주전원
3 : 정합기 4 : 가스공급부
5 : 진공펌프 6 : 배기 조절밸브
7 : 시료 8 : 스테이지
9 : 안테나 10 : 석영창
11 : 샤워플레이트 12 : 코일
13 : 바이어스 전원 14 : 정합기
15 : 정전 흡착 전원 16 : 덮개부재
17 : 방전실 용기 18 : 방전실
19 : 진공실 용기 20 : 진공실
61 : 절연부재 62 : 직류전원
본 발명은 실리콘제의 반도체 웨이퍼라고 한 기판형상의 시료에 대하여 플라즈마를 사용하여 에칭 등의 처리를 실시하는 플라즈마처리장치 또는 플라즈마처리방법에 관한 것으로, 특히 진공용기 내에 전계를 공급하면서 시료를 처리하는 플라즈마처리장치 또는 플라즈마처리방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화가 진행됨에 따라, 반도체 제조장치의 플라즈마처리 프로세스에서 이물 저감의 대상이 되는 최소 이물 크기가 미세화하고, 또한 이물수도 저감하는 것이 필수로 되어 있다. 이와 같은 플라즈마처리장치에서는 종래 생산을 반복하는 것에 의한 퇴적물의 축적 등으로 이물이 증가한 경우는, 장치를 대기 개방하여 청소하는 것이 실시되고 있다.
또, 이와 같은 플라즈마처리장치에서는 처리실 내에 퇴적한 반응생성물을 플라즈마처리에 의하여 제거하는 프로세스, 플라즈마 클리닝이라고 불리우는 프로세스가 실시되고 있다. 플라즈마 클리닝은, 웨이퍼의 로트 사이에서 실시되는 경우나 웨이퍼 처리마다 실시되는 경우 등, 여러가지의 프로세스가 실시되고 있다.
한편, 일본국 특개2005-116821호 공보(특허문헌 1)에 기재된 바와 같이, 플라즈마발생의 방법을 제어하여 이물 발생을 억제하는 방법이나, 특허 제2741713호 공보(특허문헌 2)에 기재된 바와 같이, 플라즈마 중에서 전자파나 음파, 기계적 진동 등을 부하하여 이물을 제거하는 방법, 또는 일본국 특개2005-101539호 공보(특허문헌 3)에 기재된 바와 같이, 웨이퍼 탑재용 스테이지에 전압을 인가하여 스테이지부재로부터 미립자를 이탈시키고, 그 후에 가스를 도입하여 미립자를 배출하는 방법 등이 알려져 있다.
이와 같이 종래부터 이물 저감을 위한 처리가 실시되고 있으나, 미세화가 진행됨에 따라 더 한층 이물 저감의 요구가 강해지고 있어, 종래보다 더욱 효과적인 이물을 저감하는 기술이 필요하게 되고 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2005-116821호 공보
[특허문헌 2]
일본국 특허제2741713호 공보
[특허문헌 3]
일본국 특개2005-101539호 공보
상기 과제는, 플라즈마처리에서 발생하는 이물을 저감하는 것이다. 특히 플라즈마처리장치 내부의 벽면에 부착되어 있는 미립자에 기인하는 이물을 제거하는 것에 있다. 반도체 디바이스의 미세화를 고려하면, 종래부터 문제시되고 있는 이물 크기보다 작은 이물도 포함시켜 저감하는 것이 필요하게 되어 있다. 또한 여기서 이물이란 웨이퍼에 부착된 미립자를 의미하고, 단지 미립자라고 하는 경우는 웨이퍼에 부착되어 있지 않은 미립자를 가리키는 것으로 한다.
이물의 발생요인으로서는, 다음과 같이 복수의 요인을 생각할 수 있다. 예를 들면 (1) 세정한 부품에 부착되어 있는 미립자가 이탈하여 웨이퍼에 부착된다. (2) 플라즈마처리 중에 생성되는 반응생성물이 시료가 탑재된 진공용기 내부의 벽면에 부착 퇴적하고, 퇴적막의 균열발생·막박리·이탈 등에 의하여 시료 표면에 생성물이 부착된다. (3) 진공용기 내부를 구성하고 있는 부재가 플라즈마 조사에 의한 반응이나 스퍼터링으로 부재로부터 이탈하여 직접 웨이퍼에 부착되거나, 다른 부재 표면에 부착된 것이 재이탈하여 시료에 부착된다. (4) 플라즈마처리 중에, 기상 중에서 처리용으로 공급된 가스가 반응하여 미립자가 발생하여 시료에 부착되는 등을 생각할 수 있다.
이와 같은 이물의 발생원인에 대하여, 본 발명에서는 특히 진공용기 내부의 벽면에 부착되어 있는 미립자에 기인하는 이물을 저감하는 것을 목적으로 하고 있다. 이와 같은 벽면에 부착되어 있는 미립자에는, 세정으로 제거할 수 없었던 미립자나, 플라즈마처리 중에 생성한 미립자의 양자가 포함된다. 또 진공용기 내부 의 부재란, 진공용기 내로서 시료가 배치되어 플라즈마가 형성되는 처리실의 벽면만을 가리키는 것은 아니고, 진공용기, 처리실 내 부품의 표면, 시료 탑재용 스테이지의 구성부품의 표면이나, 처리실 아래쪽의 배기 조정용 밸브의 표면 등의, 미립자가 부착 가능한 진공용기 내부의 모든 부재 표면을 의미한다.
이와 같은 벽면과 벽면에 부착되어 있는 미립자 사이에 작용하고 있는 부착력은, 반데르 발스력과 정전기력이 주이다. 대전하고 있지 않은 상태의 벽면에서는 이와 같은 부착력은 반데르 발스력이 주체가 된다. 반데르 발스력에 의한 미립자의 부착은, 미립자와 벽면과의 사이의 거리가 0.04 nm 정도에서 안정하게 되어 있으나, 양자의 거리가 떨어지면 급격하게 감소한다.
그러나, 처리실 중에서 진공을 깨지 않고 부착 미립자를 제거하고자 하면, 도입가스의 점성력이나 벽면의 진동, 온도차에 의한 열영동 등에 의하지 않을 수 없다. 이들 방법에서는 부착력을 상회하는 필링력을 미립자에 인가하는 것이 어려워, 얻어지는 효과가 작다는 문제가 있었다. 또 이들 필링력은, 미립자의 크기가 작아질 수록 작아지기 때문에, 미세한 미립자일 수록 제거되기 어렵게 된다. 따라서 큰 미립자의 필링력을 부여하는 새로운 기술이 필요하게 되어 있다.
한편, 벽면과 미립자 사이에 서로 반발하는 정전기력을 부여할 수 있으면, 반데르 발스력을 능가하는 것도 가능하고, 미립자를 벽면으로부터 이탈시킬 수 있다. 이탈한 미립자는 도입가스에 의하여 외부로 배기할 수 있기 때문에, 벽면의 미립자가 감소되어 이물저감도 가능해진다.
이와 같은 발명자들의 식견에 의거하여 본원 발명은 이루어진 것으로, 그 목적은 진공용기 내에 배치되는 시료에 이물이 발생하는 것을 억제하는 플라즈마처리장치 또는 플라즈마처리방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 처리실의 부품이나 벽부재의 표면에 부착되어 있는 미립자를, 그 표면으로부터 이탈시켜, 또한 처리실 밖으로 이송하여 배제함으로써 달성된다. 즉, 상기 목적은 미립자의 이탈을 위하여 플라즈마가 발생하지 않는 조건으로 플라즈마원으로부터 고주파의 전자파를 소정 시간만큼 인가하고, 처리실에 가스를 도입하여 진공 배기함으로써 달성된다.
더욱 상세하게는 내부에 원통 형상을 갖는 처리실을 가지는 진공용기와, 상기 진공용기 아래쪽에 배치되고 상기 처리실 내를 배기하는 배기장치와, 상기 처리실 내에 배치되고 그 위에 시료가 탑재되는 스테이지를 가지고, 상기 처리실 내에 발생한 플라즈마를 사용하여 상기 시료를 처리하는 플라즈마처리장치에 있어서, 상기 처리실의 위쪽에 배치되고 상기 처리실 내에 상기 플라즈마를 발생하기 위한 전계를 위쪽으로부터 공급하는 전계 공급장치와, 상기 원통 형상을 갖는 처리실의 안쪽 벽면을 구성하고 상기 안쪽 벽면에 유전체제의 막을 가지는 측벽부재를 구비하고, 상기 시료의 처리가 종료된 후에 상기 배기장치에 의하여 상기 처리실 내를 배기하면서 상기 전계 공급장치로부터 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 상기 처리실 내에 공급함으로써 달성된다.
또한, 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 상기 처리실 내에 공급한 후에 상기 처리실 내에 가스를 도입하여 상기 배기장치에 의하여 상기 처리실 내를 배기함으로써 달성된다. 또 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급하면서 상기 처리실 내에 가스를 도입함으로써 달성된다.
삭제
또한, 상기 처리실 내에 아래쪽으로 자장을 형성하면서 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급함으로써 달성된다.
또한, 상기 전계 공급장치가 UHF대의 전계를 상기 처리실 내에 공급함으로써 달성된다. 또 상기 측벽부재는 도체제의 부재의 표면에 상기 유전체제의 피막이 배치되어 접지됨으로써 달성된다.
또한, 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 그 크기 또는 강도를 반복하여 변화시켜 공급함으로써 달성된다.
본 발명의 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다. 플라즈마처리의 대표적인 예로서, 플라즈마 에칭장치에서의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
본 발명의 실시예를, 이하 도 1 내지 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
본 실시예에서 플라즈마처리장치(100)는, 내부의 공간에 처리대상의 시료(7)가 배치되는 진공용기(1)와, 그 상부에 배치된 플라즈마발생용 주전원(2)과 정합기(3), 에칭용 가스공급부(4)를 구비하고, 하부에 배치된 내부의 공간을 배기하기 위한 진공펌프(5), 배기의 속도나 내부의 압력을 조절하기 위한 배기 조절밸브(6)로 이루어지는 진공 배기부를 구비하고 있다.
또한, 진공용기(1) 내부에는 시료(7)를 그 상면에 탑재하기 위한 시료대인 대략 원통형상의 스테이지(8)가 구비되어 있다. 본 실시예의 진공용기(1)는, 상부에 배치된 덮개부재(16)와의 연결에 의하여 내부가 밀봉되어 대략 원통형상을 가지고, 그 중심축과 동심으로 배치된 스테이지(9)를 둘러 싸는 방전실 용기(17) 및 이 하부와 연결되어 아래쪽에 바이어스 전원(13)이나 정합기(14), 진공펌프(5)가 배치되는 진공실 용기(19)로 구성되어 있다. 스테이지(8) 윗쪽으로서 방전실 용기(17)와 덮개부재(16)의 아래쪽에 배치된 석영창(10) 및 그 아래쪽의 샤워플레이트(11)로 둘러 싸인 공간은, 샤워플레이트(11)에 배치된 복수의 도입구멍으로부터 도입된 처리용 가스가 플라즈마화되는 방전실(18)로 되어 있다. 또한 본 실시예에서는 진공실 용기(19)와 이것에 접속된 방전실 용기(17)는 소정의 수단에 의하여 접지되어 있고, 안쪽의 표면에서 면하는 플라즈마에 대하여 일정한 전위가 되는 전극으로서의 작용을 가지고 있다.
본 실시예에서는, 주전원(2)으로부터 주파수가 450 MHz의 UHF대의 전계가 정합기(3)를 거쳐 진공용기(1) 상부의 덮개부재(16) 내부에 배치된 안테나(9)에 공급 되고, 이 안테나(9)로부터 상기 주파수의 전계가, 안테나(9) 아래쪽에 위치하는 유전체제의 석영창(10) 및 샤워플레이트(11)를 거쳐 방전실(18) 내에 방사된다. 덮개부재(16) 및 방전실 용기(17)의 주위에는 자장발생용 코일(12)이 설치되어 있고, 안테나(9)로부터 공급된 전계에 의하여 형성된 전장과 이 코일(12)로부터 공급된 자장에 의하여 방전실(18) 내에서 전자 사이클로트론 공명이 발생하여 플라즈마가 생성된다.
본 실시예에서는 덮개부재(16)는 대략 원통형상의 방전실 용기(17)의 벽부재 윗쪽에서 진공용기(1)의 상부를 구성하고, 내부에 안테나(9)와 이것의 윗쪽과 주위를 둘러 싸는 유전체제의 링형상 부재가 연결되어 구성되어 있다. 이 안테나(9) 및 유전체제의 링의 아래쪽에 석영창(10)과 샤워플레이트(11)가 배치되고, 안테나(9)로부터 방출된 주전원(3)으로부터의 전력에 의거하는 전계는, 유전체제의 링 및 석영창(10)을 통하여 샤워플레이트(11)의 표면을 전파하는 전파로서 나타난다. 이 전계는, 샤워플레이트(11)로부터 방전실(18) 내에 전파하여 방전실(18) 내에 공급된 처리용 가스를 여기한다. 한편, 방전실 용기(17)의 측벽의 안쪽 표면은 유전체제의 피막으로 덮여짐과 동시에 방전실(18)에 면함과 동시에 상기 전계에 노출되어 있고, 유전체제의 피막 내 및 그 표면을 전계에 의거하는 전파가 전파된다.
스테이지(8)에는 시료(7)에 고주파 바이어스를 인가하기 위하여 바이어스 전원(13)과 정합기(14)가 접속되어 있다. 시료(7)는 스테이지(8) 상면으로서 샤워플레이트(11)에 대향하여 위치하는 대략 원형의 탑재면에 탑재되어 정전흡착에 의하여 지지된다. 이 때문에 이 탑재면을 구성하는 유전체제의 막 내에 배치된 전극에 전력을 공급하기 위한 정전 흡착 전원(15)이 바이어스 전원(13), 정합기(14)와 병렬로 접속되어 있다.
또한, 도면에는 나타나 있지 않으나, 스테이지(8)의 온도를 제어하기 위하여 스테이지(8) 내에 냉매 공급장치로부터 냉매가 공급되고, 이것을 위한 냉매 공급관이 스테이지(8)와 접속되어 있다. 또한 시료(7) 이면과 스테이지(8)의 탑재면과의 사이에는 전열용 가스, 예를 들면 헬륨가스가 공급되어 시료(7)와 온도가 조절되는 스테이지(8)와의 사이에서 열전달을 촉진하여, 시료(7)의 온도가 조절된다.
시료(7)의 플라즈마처리, 예를 들면 에칭처리를 행하는 경우에는 도면에는 나타나 있지 않은 시료 반송장치에 의하여 스테이지(8) 위로 시료(7)가 반입되어 탑재된다. 다음에 에칭용 가스가 가스 공급부(4)로부터 샤워플레이트(11)의 도입구멍을 거쳐 방전실(18) 내에 공급됨과 동시에, 진공펌프(5) 및 배기 조절밸브(6)의 동작이 조절되어 방전실(18) 및 진공실(20) 내의 압력이 조절된다.
또한, 시료(7)가 스테이지(8) 위에 정전 흡착되어 유지된 후, 코일(12)로부터의 자장, 주전원(2)으로부터 전력에 의한 안테나(9)로부터의 전계가 방전실(18) 내에 공급되어 처리용 가스가 여기되어 플라즈마가 생성된다. 다음에 바이어스 전원(13)이 스테이지(8)에 공급되면 시료(7) 표면에 고주파 바이어스가 인가되어 바이어스 전위와 플라즈마와의 전위차에 의거하여 플라즈마 중의 하전입자가 시료(7) 표면으로 유인되어 에칭이 개시된다.
소정의 시간, 또는 소정의 에칭량까지 처리가 실시된 후, 바이어스 전원(13)이 정지하여 에칭처리를 종료한다. 바이어스 전원(13)의 정지 후, 주전원(2)으로 부터의 전력공급의 정지, 정전 흡착 전원(15)으로부터의 전력의 정지, 에칭가스의 공급의 정지를 거쳐 도면에는 나타내고 있지 않은 시료 반송장치에 의하여 에칭이 종료된 시료(7)가 반출된다. 그후, 다음 시료가 반입되어 상기한 동작이 반복된다.
또한 본 실시예에서는, 방전실(18), 진공실(20)을 포함하는 진공용기(1) 내의 처리실에 에칭 처리 중에 생성되어 퇴적한 반응 생성물에 의한 이물의 발생이나, 에칭 성능의 저하를 억제하기 위하여 시료(7)를 처리하는 프로세스 사이에 클리닝처리가 행하여진다.
상기한 플라즈마처리장치(100)의 동작은, 이 플라즈마처리장치(100)가 설치된 부분 또는 이 장치의 각부와 통신 가능한 원격된 부분에 배치된 제어장치(21)를 구비하고 있다. 이 제어장치는 주전원(2), 정합기(3), 가스공급부(4), 바이어스 전원(13), 정합기(14), 정전 흡착 전원(15), 진공펌프(5), 배기 조절밸브(6) 등의 각부의 동작상태를 이들에 설치된 센서로부터의 검지의 출력을 수신하여 이것에 의거하여 검출함과 동시에, 검출한 결과에 따라 각부의 동작을 적절한 상태로 하도록 동작지령을 발신한다.
이 클리닝처리는, 통상 퇴적물을 방전실(18) 내에 형성한 플라즈마와 상호작용시킴으로써 휘발성의 가스에 반응시키고, 이 휘발성 가스를 처리실 밖으로 배기하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 예를 들면 탄소계의 퇴적물에 대해서는 산소나 불소를 함유하는 가스가 사용된다. 실리콘계의 퇴적물에는 불소나 염소, 브롬 등을 함유하는 가스가 사용되고, 알루미늄계의 퇴적물에는 염소나 브롬을 함 유하는 가스가 사용된다. 클리닝처리에 의하여 퇴적물은 거의 제거되나, 경우에 따라서는 시료(7)의 처리매수가 증가함에 따라 클리닝처리로는 제거하기 어려운 퇴적물이 증가하여 이물이 발생한다. 플라즈마를 사용한 클리닝처리로는 제거할 수 없는 퇴적물이 부착된 경우는, 진공용기를 대기에 개방한 청소가 실시된다.
처리의 스루풋을 향상시킨다는 목적으로부터는, 진공용기(1)를 대기 개방하여 청소하기까지의 기간을 길게 하는 것이 필요하고, 최근은 반도체 디바이스의 미세화가 진행됨과 동시에 반도체 웨이퍼에 부착되는 이물의 크기와 갯수의 관리값이 엄격해지고 있다. 이 때문에 종래의 클리닝이나 정기적 또는 임시로 실시하는 플라즈마를 사용한 클리닝처리로 제거할 수 없는 이물을 저감하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예에 관한 이물 저감을 위한 동작을 도 2에 나타낸다. 도 2는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프이다.
처음에 방전실(18)을 포함하는 처리실 내가 고진공으로 배기되어 있는 상태에서 주전원(3)으로부터 공급되는 소정의 주파수의 전력(여기서는 450 MHz)에 의한 전계의 안테나(9)로부터의 공급이 개시되어 본 실시예의 클리닝처리가 개시된다. 전계의 공급은 시간 t1 (본 실시예에서는 10초) 동안 행하여진다.
또한, 본 실시예의 클리닝처리에서는 스테이지(8)상의 시료 탑재면에는 제품 제조용 시료(7)는 탑재되어 있지 않고, 클리닝처리에 의하여 처리실의 벽면에서 방출된 미립자가 시료(7)에 부착되어 이물이 되는 것이 억제되어 있다. 또 본 실시 예의 클리닝처리에서는 이 전계의 공급의 시점 또는 시간 t1에서는 처리실 내의 압력이 10-3 Pa대로 낮아져 있어 처리실 내에 플라즈마는 발생하지 않는다.
안테나(9)로부터 처리실 내에 도입된 전계는, 방전실(18) 등 처리실 내의 공간에 전파함과 동시에, 방전실 용기(17)의 벽면이 도체이면 그 표면을 전파하고, 유전체이면 유전체의 내부에도 전파한다. 본 실시예에서 방전실 용기(18)의 방전실(18)에 면한 벽면에는 알루미늄 산화막이나 이트륨 피막 등이 형성되어 있다. 그 때문에 본 실시예에서는 이와 같은 유전체 속을 전계가 전파된다.
이와 같이 전계가 전파됨으로써, 유전체의 막에 덮여져 있는 처리실 안쪽의 벽면에 부착되어 있는 미립자가 이 벽면으로부터 방출된다. 벽면으로부터 방출된 미립자는, 그 때의 상황에 따라 양 또는 음으로 대전하고 있다.
다음에 t1 경과후에 전계의 방사를 정지하고, 가스공급부(4)로부터 아르곤가스를 500 ml/min의 유량으로 시간 t2 동안 방전실(18) 내에 도입한다. 이 때의 압력은 4 Pa 이었다. 처리실 중에 방출된 미립자는, 도입된 아르곤가스와 함께 진공펌프(5)의 동작에 의하여 진공용기(1) 밖으로 배기된다. 아르곤가스의 공급의 개시는 시간 t1이 경과하기 전이어도 좋으나, t1 경과후에도 공급을 유지하는 것이 바람직하다.
공급되고 있던 전계가 정지됨으로써, 벽면 표면의 유전체 피막 내를 전파하고 있는 전계도 급격하게 저감된다. 이와 같은 전계의 크기나 강도의 급격한 시간적인 변화에 의하여 벽면으로부터 대전한 미립자가 이탈하여 처리실 내에 방출된다. 방출된 미립자는 시간이 경과함에 따라 대전하고 있던 전하를 방출하여 다시 중성이 되어 벽면에 부착될 염려가 있기 때문에, 진공펌프(5)의 동작에 의하여 방전실(18) 또는 아래쪽의 진공실(20)로부터 진공용기(1)밖으로 배출한다. 본 실시예에서는 이때 아르곤가스 등의 불활성 가스를 처리실 내에 도입함으로써, 미립자를 아르곤가스와 함께 진공용기(1) 밖으로 배출하기 쉽게 하고 있다.
가스의 공급시간 t2 경과후에 클리닝처리가 종료된다. 이후 소정 시간의 경과후에 제품 제조용 시료(7)가 처리실 내로 반송되어 시료대(8) 위에 탑재되어 처리용 가스가 도입후 소정의 압력조건으로 전계가 공급되어 플라즈마가 처리실 내에 형성된다. 본 실시예의 플라즈마는, 코일(12)로부터의 자계에 의한 전자 사이크로트론 공명(ECR)을 사용하여 플라즈마가 형성된다.
전계의 상기 시간적인 변화는, 전계가 정지하는 것 뿐만 아니라, 강도의 급격한 증대나 증감에 의해서도 좋고, 또 이들을 반복하여도 좋다. 예를 들면 주전원(2)으로부터의 소정 크기의 출력의 온/오프나 펄스형상의 출력의 반복이어도 좋다. 또는 임의의 크기의 출력으로부터 단계형상에 의하여 큰 출력으로 증대시켜도, 더욱 작은 출력으로 감소시켜도 좋다. 나아가서는 임의의 값을 평균으로 하여 대소의 출력값으로 변화시키거나, 소정의 주파수의 주력을 다른 출력에 겹쳐서 그 출력을 시간적으로 변화시키도록 하여도 좋다.
또한 처리실 내에 플라즈마가 발생한 상태에서는 플라즈마에 노출되는 처리실의 벽면에 이온시스가 형성된다. 상기 유전체의 피막이 형성되어 있는 벽면으로부터 미립자가 전기적인 힘을 받아 이탈하기 위해서는, 유전체 표면이 입사하는 전자의 영향으로 음의 전위로 되어 있기 때문에, 미립자는 음으로 대전하여 반발력을 받을 필요가 있다. 따라서 벽면으로부터 이탈한 미립자는, 처음에는 음으로 대전하고 있다.
그러나, 시스 내는 양의 이온이 많은 영역으로 되어 있기 때문에, 양이온과의 충돌로 중화되거나 양으로 대전하게 된다. 그 결과, 플라즈마측으로부터의 플라즈마전위에 의한 전기적인 압력이나, 벽면의 음전위에 의한 인력 등으로, 다시 벽면으로 되돌려진다. 그 결과, 벽면으로부터 이탈하는 미립자가 감소된다. 이것으로부터 본 실시예에서는 플라즈마가 발생하지 않은 상태에서 전계를 전파시키고 있다.
또, 상기한 전계의 공급에 의한 전파와 가스의 도입을 하나의 사이클로 하여 이 사이클을 반복함으로써 벽면에 부착되어 있는 미립자가 감소하여, 처리실 내가 청정화된다. 또한 본 실시예에서는 아르곤가스를 도입하였으나, 그 밖의 불활성 가스나 에칭에 사용하고 있는 가스이어도 좋다. 또는 플라즈마처리에 사용하는 가스이어도 좋다. 플라즈마가 발생하지 않는 조건이기 때문에, 특별히 가스종에는 한정되지 않는다.
또한 본 실시예에서 벽면으로부터 이탈한 미립자가, 시료용 스테이지(8)의 표면에 재부착될 가능성이 있다. 그 때문에 제품으로서 사용하지 않는 더미의 시료(7)를 스테이지(8)의 탑재면 위에 탑재하여 두고, 본 처리가 종료된 시점에서 더미(dummy)의 시료(7)를 반출하도록 하여도 좋다. 더미의 시료(7)와 함께 이것에 부착된 이물은 외부로 반출되어 스테이지(8)의 표면이 오염되는 것이 억제된다. 이상과 같이 벽면에 부착되어 있는 미립자를 제거함으로써, 실제의 플라즈마처리에 서의 이물의 저감이 가능해진다.
다음에 도 3을 사용하여 도 2에 나타내는 실시예의 변형예를 설명한다. 도 3은, 본 발명의 실시예의 변형예에 관한 플라즈마처리장치의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프이다.
이 변형예에서는, 상기 실시예와 대략 동일한 동작을 행하는 것이나, 전자 사이클로트론 공명용 자장발생 기능을 더욱 활용한다. 상기 실시예의 순서로 벽면으로부터 이탈한 미립자는 대전하고 있기 때문에, 이 미립자가 다시 벽면에 부착되지 않도록 하기 위하여 도 1에 나타낸 코일(12)로부터 처리실 내에 공급되는 위로부터 밑을 향하는 자장을 발생시킨다. 이와 같은 수직방향의 성분을 가진 자장을 인가하기 위해서는, 예를 들면 코일(12)의 위쪽의 코일에는 전류를 흘리지 않고 아래쪽의 코일에만 전류를 흘리도록 하는 것을 생각할 수 있다.
이와 같은 자계가 발생하면, 대전한 입자는 자력선을 따른 힘을 받아 연동하기 때문에, 벽면에 부착되기 어렵게 된다. 따라서 전계를 처리실 내에 공급함과 동시 또는 더욱 전에 코일(12)을 사용하여 자장을 발생시켜 자계를 처리실 내에 공급한 후, 안테나(9)로부터의 전계의 전파에 의하여 벽면의 미립자를 이탈시킨다. 기상 중의 대전한 미립자는 처리실 내의 자계에 구속되어 처리실의 벽면을 향하여 이동하는 것이 곤란하게 되어 이들의 재부착이 억제된다.
이 상태에서 상기 실시예와 마찬가지로 아르곤가스 등의 가스를 t2 동안 공급하고, 가스와 함께 미립자를 배기한다. 이에 의하여 효율적으로 미립자가 진공용기(1) 외부로 배출되어 처리실 내가 청정화된다. 그 결과, 시료(7)에 부착되는 이물을 저감할 수 있다. 더미의 시료(7)를 스테이지(8) 위에 탑재하여 둠으로써 스테이지(8)의 오염을 방지하는 것은, 상기 실시예와 동일하다.
코일(12)로부터의 자계는 적어도 전계가 공급되는 시간 t1이 종료하는 것보다 길게 시간 t3 동안 공급된다. 본 변형예에서는 아르곤가스의 공급이 정지된 후에 자계의 공급이 정지되어 있고, 아르곤가스와 함께 미립자를 배기하는 공정이 종료하여 미립자가 충분히 제거된 후 자장이 저감되어 있다.
도 4에 다시 다른 변형예를 설명한다. 도 4는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 다른 변형예의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프이다.
본 예에서는 실시예 및 도 3의 변형예와 달리, 전계의 공급보다 전에 가스공급부(4)로부터 아르곤가스의 처리실 내에의 공급을 개시한다. 개시와 동시 또는 그후에 안테나(9)로부터 전계를 방사하여 처리실 내에 전계를 공급하여 벽면에 전계를 전파시킨다. 실시예와 마찬가지로 전계를 공급하는 시간 t1 경과후에도 아르곤가스를 계속 공급하여 공급을 개시하고, 시간 t2가 경과후 이것을 정지한다.
전계의 전파는 진공이어도 가스도입후이어도 거의 변화하지 않는다. 전자파에 의하여 벽면으로부터 이탈한 미립자는, 가스와 함께 진공 배기되어 외부로 제거된다. 제 1 및 제 2 실시예와 가스공급의 순서가 다르나, 벽면의 미립자를 이탈시키는 데 필요한 주전원(2)의 파워가, 충분히 작아도 되는 경우는, 처음부터가스를 도입하여 두고, 그 상태에서 전자파를 인가하면 된다.
가스도입의 압력이 수 Pa 정도가 되면, 경우에 따라서는 플라즈마가 점화된 다. 이것을 피하기 위하여 주전원(2)으로부터의 공급 파워를 작게 할 필요가 있다. 본 실시예에서는 300 W로 한 결과, 플라즈마를 발생시키지 않고 미립자를 이탈시킬 수 있었다. 낮은 파워의 전계의 인가로 이탈하지 않는 미립자에 대해서는 파워를 올릴 필요가 있으나, 그 경우는 공급 가스량을 적게 하여 압력을 내리거나, 상기 실시예와 같이 가스 공급부(4)로부터의 공급을 전계의 공급 정지후에 실시할 수 있다.
다음에 도 1에 나타내는 실시예의 또 다른 변형예를 나타낸다. 도 5는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 또 다른 변형예의 동작 시간의 변화에 대한 변화를 나타내는 그래프이다.
이 도면에 나타내는 변형예는, 도 4에 나타내는 변형예에 다시 자장을 인가하여 미립자가 벽면에 재부착하는 것을 억제하는 것이다. 본 예에서는 도 4와 마찬가지로 전계의 공급이 개시되기 전에 아르곤 등의 가스를 공급하는 것이고, 또한 이후 전계의 공급의 개시전에 도 1에 나타내는 코일(12)로부터 자장을 발생시켜 자계를 처리실 내에 공급한다. 이와 같이 처리실 내에 가스 및 자장이 공급된 상태를 유지하면서, 플라즈마가 발생하지 않는 조건으로 전계의 인가를 개시한다. 인가하는 시간은 지금까지의 예와 마찬가지로 시간 t1만큼 행하여지고, 가스의 공급과 자장의 공급은 전계의 공급시간 t1이 경과한 후에도 유지된다.
이 전계가 공급되는 시간 t1의 처리실 내에서는, 벽면으로부터 이탈한 미립자가 공급된 가스와 함께 즉시 배기된다. 또 전계, 가스와 병행하여 공급되고 있는 자력선에 대전한 미립자가 구속되어 있기 때문에, 시료를 탑재용 스테이지(8)상 의 시료(7)에 미립자가 이동하여 부착하는 것이 억제된다. 이에 의하여 실제의 플라즈마처리에서 시료(7)에 부착되는 이물이 저감된다.
또, 이 변형예에서 상기한 전계를 간헐적으로 공급하는 것은, 충격적인 전기적 이탈력을 처리실의 내벽면의 표면에 부착되어 있는 미립자에 가할 수 있기 때문에, 더욱 효율적으로 미립자의 이탈이 얻어져, 이물 저감의 효과를 증대할 수 있다. 또 전자파가 펄스적인 것이어도 좋다. 구해지는 전계는 처리실의 벽면과 처리실 내의 공간을 전파할 수 있는 형태이면, 본 발명의 목적은 달성된다. 특히 순간적인 전위의 변동을 내벽 표면에 부착된 미립자에 생기게 함으로써 벽면으로부터 미립자를 이탈할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예를 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 플라즈마처리장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 6에 나타내는 실시예는, 도 1에 나타낸 구성에 더하여 처리실의 벽면에 직접 전원을 접속하여 직류전압을 인가할 수 있도록 한 것이다. 또한 제어장치(21)의 도시는 생략하고 있다.
본 실시예에서는 진공실 용기(19)와 이 윗쪽에 탑재된 방전실 용기(17)를 절연하는 절연부재(16)가 이들 사이에 삽입되어 직류적으로 접지(어스)전위로부터 분리하고, 방전실 용기(17)를 직류전원(17)이 접속하고 있다. 이 구성으로 직류전원(17)에 의하여 내벽에 전압이 인가되면, 그 정전기력에 의하여 내벽에 부착되어 있는 미립자가 이탈하여 제거된다. 그 순서는 상기한 안테나(9)를 거친 주전원(2) 으로부터의 전계의 인가와 동일하다.
일례를 설명하면, 방전실(18)에 가스를 도입하여 압력을 수 Pa 정도까지 올린 후에, 직류전원(17)으로부터 양 또는 음의 전압을 인가하면, 정전기력에 의하여 내벽에 부착되어 있던 미립자가 이탈한다. 인가하는 전압은, 바람직하게는 1.5 kV 이상으로 한다. 그 사이에 플라즈마가 생성되지 않도록 하는 것은, 상기실시예, 변형예와 동일하다. 또 플라즈마생성용 전계를 직류전압의 인가에 맞추어 발생시킴으로써, 내벽면에 부착되어 있던 미립자에 강한 전기력이 발생하기 때문에, 더욱 효율적으로 이탈시킬 수 있다.
상기 실시예에 관한 미립자 이탈처리를 실시하는 시기는, 시료의 처리마다 실시하는 경우, 복수매 예를 들면 1 로트(시료 25매)마다 실시하는 경우, 또는 대기 개방하여 웨트 청소를 실시한 후의 플라즈마처리 개시 전에 실시하는 경우, 또한 이물검사를 실시하고 있는 값보다 이물수가 증가한 경우에 실시하는 등, 플라즈마처리장치 내의 반응생성물의 퇴적상태에 맞추어서 실시하는 것이 바람직하다. 또한 반도체 디바이스 등의 제조물의 스루풋을 떨어뜨리지 않을 정도로, 또한 웨트 주기가 길어지도록 실시하는 것이 바람직하다.
그것을 위해서는 통상의 플라즈마에 의한 처리실 내의 클리닝과 아울러 실시하는 것도 효과적이다. 또한 반응생성물이 처리실의 내벽면상에 피막형상으로 부착된 상태에서는 본 발명의 효과는 저감된다. 이것을 보충하기 위하여 퇴적물을 제거할 수 있는 가스 플라즈마로 클리닝을 실시하고, 그후에 본 발명의 처리를 실시하여도 좋다. 플라즈마 클리닝으로서는 탄소계 퇴적물에는 불소나 산소를 함유 하는 가스계, 실리콘을 함유하는 퇴적물에는 불소, 염소, 브롬, 붕소 등을 함유하는 가스계, 알루미늄을 함유하는 퇴적물에 대해서는 염소, 브롬, 붕소를 함유하는 가스계를 사용할 수 있다.
플라즈마 클리닝으로 퇴적물의 주성분은 제거되나, 그 가스계에서는 휘발성의 반응생성물이 형성되지 않는 불화 알루미늄, 산화 알루미늄 등의 잔류 퇴적물이 남는다. 또 소정의 플라즈마 클리닝시간으로는 완전히 제거되지 않는 미립자형상의 잔류물 등이 남는다. 이들을 제거하기 위하여 상기 실시예의 플라즈마를 형성하지 않고 전계를 인가함에 의한 처리를 행한다. 이에 의하여 퇴적물과 부착 미립자의 양자를 제거할 수 있기 때문에, 더욱 높은 클리닝의 효과가 발휘된다.
본 실시예의 효과를 조사하기 위하여 스테이지(8)에 탑재한 더미의 시료(7)상의 이물수를 측정한 바, 전계의 인가를 실시하지 않은 경우는, 10개 이하이었던 것이, 전계의 인가에 의하여 수천개까지 급증하였다. 벽면으로부터 이탈한 미립자가 모두 더미 시료에 부착된 것은 아니기 때문에, 그것을 고려하면 벽면에서 이탈한 미립자가 아주 많아졌다고 판단할 수 있다. 이와 같이 하여 벽면에 부착되어 있던 미립자가 제거되어 이물의 발생이 억제된다.
또, 상기 실시예에서 시료(7)용 스테이지(8)에 벽면으로부터 이탈한 미립자가 부착될 가능성이 있다. 따라서 제 1 및 제 2 실시예에서도 설명한 바와 같이 더미의 시료(7)를 스테이지(8)에 탑재하여 두면, 스테이지(8)의 표면이 청정하게 유지된다. 또한 더미의 시료(7)에 정전 흡착 전원(15)으로부터 정전압을 인가한다. 또는 음의 전위를 인가하여도 좋다. 또는 교대로 음양의 전위를 바꾸는 것도 유효하다. 어쨌든, 인가전위란 반대의 부호로 대전한 미립자를 흡인하게 된다. 이와 같이 함으로써 벽면으로부터 이탈한 미립자를 더미의 시료(7)에 끌어 당겨 부착시키고, 실시예에서 설명한 처리가 종료된 시점에서, 더미의 시료(7)를 반출하면 공급가스에 의한 진공배기로는 배출이 곤란한 미립자에 대해서도 효율적으로 제거할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 클리닝처리를 종료한 후에 제품 제조용 시료(7)를 처리실 내로 반송하여 시료(7)의 처리를 행하고 있었으나, 제품용 시료(7)를 스테이지(8)상에 탑재한 상태에서 진공펌프(5)에 의하여 배기를 행하면서, 상기 플라즈마를 형성하지 않고 전계를 공급하여 클리닝을 행하여도 좋다. 이 소정 시간의 플라즈마를 형성하지 않는 상태에서의 전계의 공급(클리닝처리)이 종료된 후에 플라즈마형성을 위한 조건으로 전계를 공급하여 플라즈마를 형성하여 제품용 시료(7)의 처리를 행한다.
이 경우, 시료(7)의 처리 개시전에 처리실 내에 방출된 처리실의 벽면으로부터의 미립자를 확실하게 처리실 밖으로 배기하기 위하여 전계의 공급을 개시한 후, 소정 시간 배기를 계속할 필요가 있다. 이것은 벽면으로부터 방출된 미립자가 진공펌프(5)에 의하여 배기되기까지의 시간이 되기 때문으로, 이 시간이 경과하기까지 플라즈마를 형성하면 방출된 미립자가 플라즈마의 입자와 상호작용을 일으켜 대전의 성질이 변화되어, 다시 벽면이나 시료(7)에 부착될 염려가 있다. 이와 같은 시간은 처리실의 용적이나 진공펌프(5)의 동작의 성능에 의하여 변화되나, 특별하게는 시간 S(배기량 속도)/V(처리실 배기용적)을 목표로 할 수 있다.
이상의 실시예에서는 에칭장치를 예로 하고 있으나, 플라즈마 CVD나 플라즈마 스퍼터장치 등, 플라즈마를 이용하는 장치이면 동일한 방법으로 이물의 저감이 가능하다. 또 상기 실시예에서는 전계의 인가를 1회만 실시한 예를 나타내었으나, 전자파를 펄스형상으로 하여도 동일한 효과가 얻어지고, 또한 복수회의 전자파 인가를 반복하여 실시하여도 좋다.
또한, 플라즈마처리장치의 형태도, 상기 실시예에서는 UHF 플라즈마원을 탑재한 장치에 대하여 나타내었으나, 유도 결합형 플라즈마원이나 용량 결합형 플라즈마원이어도 전자파 인가가 가능하면 동일한 효과가 얻어진다. 또 석영과 같은 유전체의 내통을 플라즈마처리실 내에 설치한 경우에도 전자파는 공간을 전파하여 유전체에도 전파되기 때문에, 부착 미립자의 제거에 대해서는 동일한 효과가 얻어진다.
이상과 같이 실시예에 의하면, 처리실의 벽면에 부착된 미립자를 진공을 유지한 상태에서 강제적으로 제거할 수 있기 때문에, 대기개방에 의한 청소의 주기가 연기되어 장치의 가동율이 향상된다는 효과가 얻어진다. 또 대기개방에 의한 청소 빈도가 감소하기 때문에, 청소비용을 절감할 수 있다. 또한 벽면에 부착된 미립자를 저감한 결과, 이물의 갯수가 감소하기 때문에, 이물수의 허용값보다충분히 적은 이물수로 플라즈마처리가 가능해져, 플라즈마처리품의 수율이 향상된다는 효과를 기대할 수 있다.
Claims (12)
- 내부에 원통 형상을 갖는 처리실을 가지는 진공용기와, 상기 진공용기 아래쪽에 배치되고 상기 처리실 내를 배기하는 배기장치와, 상기 처리실 내에 배치되고 그 위에 시료가 탑재되는 스테이지를 가지고, 상기 처리실 내에 발생한 플라즈마를 사용하여 상기 시료를 처리하는 플라즈마처리장치에 있어서,상기 처리실의 위쪽에 배치되고 상기 처리실 내에 상기 플라즈마를 발생하기 위한 전계를 위쪽으로부터 공급하는 전계 공급장치와, 상기 원통 형상을 갖는 처리실의 안쪽 벽면을 구성하고 상기 안쪽 벽면에 유전체제의 막을 가지는 측벽부재를 구비하고, 상기 시료의 처리가 종료된 후에 상기 배기장치에 의하여 상기 처리실 내를 배기하면서 상기 전계 공급장치로부터 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 상기 처리실 내에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항에 있어서,상기 전계 공급장치가 UHF대의 전계를 상기 처리실 내에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 상기 처리실 내에 공급한 후에 상기 처리실 내에 가스를 도입하여 상기 배기장치에 의하여 상기 처리실 내를 배기하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급하면서 상기 처리실 내에 가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 처리실 내에 아래쪽으로 향하는 자장을 형성하면서 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 3항에 있어서,상기 처리실 내에 아래쪽으로 향하는 자장을 형성하면서 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 4항에 있어서,상기 처리실 내에 아래쪽으로 향하는 자장을 형성하면서 상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 전계를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 측벽부재는 도체제의 부재의 표면에 상기 유전체제의 피막이 배치되어 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 3항에 있어서,상기 측벽부재는 도체제의 부재의 표면에 상기 유전체제의 피막이 배치되어 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 4항에 있어서,상기 측벽부재는 도체제의 부재의 표면에 상기 유전체제의 피막이 배치되어 접지된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 플라즈마를 형성하지 않은 상태에서 그 크기 또는 강도를 반복하여 변화시켜 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
- 삭제
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5038259B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2012-10-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | クリーニング装置およびクリーニング方法 |
| US8707899B2 (en) * | 2009-02-26 | 2014-04-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| US20110297088A1 (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | Texas Instruments Incorporated | Thin edge carrier ring |
| JP6397680B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2018-09-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の運転方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950004434A (ko) * | 1993-07-19 | 1995-02-18 | 가나이 쓰토무 | 이물제거 방법 및 장치 |
| KR20020001210A (ko) * | 2000-06-27 | 2002-01-09 | 윤종용 | 고주파 플라즈마 챔버의 세정 방법 |
| KR20050022359A (ko) * | 2003-08-25 | 2005-03-07 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 감압 처리실내의 부재 청정화 방법과, 청정도 평가방법과, 청정화 종점 검출 방법과, 기판 처리 장치 및비산 미립자 검출 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367139A (en) * | 1989-10-23 | 1994-11-22 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for contamination control in plasma processing |
| US5456796A (en) * | 1993-06-02 | 1995-10-10 | Applied Materials, Inc. | Control of particle generation within a reaction chamber |
| JP2005116821A (ja) | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及びプラズマ生成方法 |
| JP4758159B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2011-08-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマエッチング装置および微粒子除去方法 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950004434A (ko) * | 1993-07-19 | 1995-02-18 | 가나이 쓰토무 | 이물제거 방법 및 장치 |
| KR20020001210A (ko) * | 2000-06-27 | 2002-01-09 | 윤종용 | 고주파 플라즈마 챔버의 세정 방법 |
| KR20050022359A (ko) * | 2003-08-25 | 2005-03-07 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 감압 처리실내의 부재 청정화 방법과, 청정도 평가방법과, 청정화 종점 검출 방법과, 기판 처리 장치 및비산 미립자 검출 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11011352B2 (en) | 2019-02-13 | 2021-05-18 | Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Atmospheric pressure plasma device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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