KR100996790B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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마사노부 혼다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 플라즈마 처리 장치(10)는, 웨이퍼 W를 수용하여 에칭 처리를 실시하는 수용실(11)과, 수용실(11) 내의 처리 공간 PS에 고주파 전력을 공급하는 서셉터(12)와, 처리 공간 PS에 직류 전압을 인가하는 상부 전극판(39)과, 배기 유로(18)에 마련되는 접지 링(45)과, 처리 공간 PS나 배기 유로(18)를 배기하는 배기 장치를 구비하고, 또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 배기 유로(18)에 있어서, 배기의 흐름에 따라, 그 배기의 흐름 및 접지 링(45)의 사이에 개재되어, 접지 링(45)과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간(47)을 형성하도록 배치되는 차폐 부재(46)를 구비한다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 특히, 직류 전원에 접속된 전극을 갖는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
기판으로서의 웨이퍼가 수용되는 수용실과, 그 수용실 내에 배치되고 고주파 전원에 접속된 하부 전극과, 그 하부 전극과 대향하도록 배치된 상부 전극을 구비하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 수용실 내에 처리 가스가 도입되고 수용실 내에 고주파 전력이 공급된다. 또한, 웨이퍼가 수용실 내에 수용되어 하부 전극에 탑재되었을 때에, 도입된 처리 가스를 고주파 전력에 의해 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마 등에 의해 웨이퍼에 플라즈마 처리, 예컨대, 에칭 처리를 실시한다.
최근, 플라즈마 처리 성능 향상을 목적으로 하여, 상부 전극을 직류 전원에 접속하여 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 플라즈마 처리 장치가 개발되어 있다. 수용실 내에 직류 전압을 인가하기 위해서는, 수용실 내에 표면이 노출되는, 수용실 내에 인가된 직류 전압의 그라운드 전극(이하, 간단히 「그라운드 전극」이라고 함)을 마련할 필요가 있다. 그러나, 반응성의 처리 가스를 이용하여 플라즈마 처리를 행하는 경우, 그라운드 전극의 표면에 반응 생성물(침전물(deposition))이 부착하여 침전막이 형성되는 경우가 있다.
침전막은 절연성이므로, 상부 전극으로부터 그라운드 전극으로의 직류 전류가 저해되어 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 것이 불가능해지고, 그 결과, 수용실 내에 있어서의 플라즈마가 불안정한 상태에 빠지거나, 플라즈마 처리 특성이 변화하는 경우가 있다.
이에 대응하여, 본 발명자는, 실험을 통하여, 침전막 형성의 주요 원인은 플라즈마 중의 양이온인 것, 및 플라즈마 처리 장치 내의 구성 부품이 형성하는 모퉁이 부분 근방에는 양이온이 적다고 하는 결론을 얻고, 그 결론에 근거하여, 모퉁이 부분 근방에 그라운드 전극을 배치함으로써, 그 그라운드 전극의 표면에 침전막 등이 형성되는 것을 억제하는 것을 제창했다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
(특허 문헌 1) 일본 특허 출원 제 2006-081352 호 명세서
그러나, 예컨대, 모퉁이 부분 근방에 그라운드 전극을 배치했다고 하여도, 그라운드 전극은 여전히 수용실 내에 노출된 상태이므로, 다소의 양이온은 그라운드 전극에 도달하여 그라운드 전극의 표면에 침전막을 형성한다. 그 침전막은 서서히 형성되므로, 즉각 수용실 내로 직류 전압을 인가할 수 없게 되는 것은 아니지만, 예컨대, 플라즈마 처리의 적산 시간이 70시간을 경과하면, 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값은 1.43A에서 1.33A까지 저하하는 것이 본 발명자에 의해 확인되고 있다. 그 직류 전류의 값의 저하는 플라즈마 처리 특성의 변화를 초래한다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 국면의 플라즈마 처리 장치는, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 수용실과, 그 수용실 내에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전극과, 상기 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 직류 전극과, 상기 수용실 내에 마련되는 상기 인가된 직류 전압의 그라운드 전극과, 상기 수용실 내를 배기하는 배기 장치를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 수용실 내에서, 배기의 흐름에 따라, 그 배기의 흐름 및 상기 그라운드 전극의 사이에 개재되어, 상 기 그라운드 전극과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간을 형성하도록 배치되는 차폐 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 2 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 홈 형상 공간을 형성하는 상기 그라운드 전극 및 상기 차폐 부재의 사이의 간극은 0.5㎜보다 큰 것을 특징으로 한다.
제 3 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 2 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 간극은 2.5㎜ 이상이고 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제 4 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 3 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 간극은 3.5㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
제 5 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면 내지 제 4 국면 중 어느 한 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 홈 형상 공간의 단면에 있어서의 어스펙트 비(aspect ratio)는 3.0 이상인 것을 특징으로 한다.
제 6 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면 내지 제 4 국면 중 어느 한 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 홈 형상 공간의 개구부측에서의 상기 차폐 부재의 단부는, 상기 개구부측에서의 상기 그라운드 전극의 단부보다 상기 배기의 흐름에 따라 돌출하는 것을 특징으로 한다.
제 7 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 6 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 개구부측에서의 상기 차폐 부재의 단부의, 상기 개구부측에서의 상기 그라운드 전극의 단부에 대한 돌출량은 3㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제 8 국면의 플라즈마 처리 장치는, 기판을 수 용하여 플라즈마 처리를 실시하는 수용실과, 그 수용실 내에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전극과, 상기 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 직류 전극과, 상기 수용실 내의 구성 부품의 표면에 노출되는 상기 인가된 직류 전압의 그라운드 전극과, 상기 수용실 내를 배기하는 배기 장치를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 수용실 내에서, 상기 구성 부품의 표면을 따라 상기 그라운드 전극과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간을 형성하도록 배치되는 차폐 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 1 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흐르는 수용실 내에 있어서, 차폐 부재가, 배기의 흐름에 따라, 그 배기의 흐름 및 그라운드 전극의 사이에 개재되어, 그라운드 전극과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간을 형성하도록 배치된다. 수용실 내에 있어서 플라즈마는 배기의 흐름에 따라 분포하고, 양이온은 그 플라즈마로부터 그라운드 전극을 포함하는 구성 부품을 향하여 이동하지만, 차폐 부재는 배기의 흐름 및 그라운드 전극의 사이에 개재되므로, 그 차폐 부재는 이동하는 양이온으로부터 그라운드 전극을 차폐한다. 또한, 플라즈마 중의 라디칼은 부재에 부착되기 쉬우므로, 그 라디칼은 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간의 개구부 근방에 있어서의 양 벽면에 부착되고, 홈 형상 공간에는 거의 진입하지 않는다. 따라서 홈 형상 공간에서의 그라운드 전극에는 양이온이나 라디칼이 도달하지 않고, 그 결과, 그 그라운드 전극에는 장시간에 걸쳐 양 이온이나 라디칼에 기인하는 침전막이 형성되지 않는다. 한편, 플라즈마 중의 전자는 자유롭게 이동하므로, 홈 형상 공간에 진입하여 그라운드 전극에 도달한다. 이상에 따라, 장시간에 걸쳐 전자의 그라운드 전극으로의 도달을 유지할 수 있고, 따라서, 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있다.
제 2 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 홈 형상 공간을 형성하는 그라운드 전극 및 차폐 부재의 사이의 간극은 0.5㎜보다 크다. 통상, 플라즈마와 구성 부품의 사이에 존재하는 시스(sheath)의 두께는 0.5㎜ 정도이므로, 상기 간극을 0.5㎜보다 크게 하면, 홈 형상 공간에 있어서의 개구부는 플라즈마와 대향할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마로부터 개구부를 거친 그라운드 전극으로의 전자의 이동을 행할 수 있으므로, 수용실 내로 직류 전류를 확실히 흐르게 할 수 있다.
제 3 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 홈 형상 공간을 형성하는 그라운드 전극 및 차폐 부재의 사이의 간극은 2.5㎜ 이상이고 5.0㎜ 이하이므로, 홈 형상 공간으로의 라디칼의 진입을 방지하면서, 그 홈 형상 공간으로의 전자의 진입은 저해하지 않는다. 따라서, 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 확실히 억제할 수 있다.
제 4 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 홈 형상 공간을 형성하는 그라운드 전극 및 차폐 부재의 사이의 간극은 3.5㎜ 이상이므로, 홈 형상 공간의 개구부가 넓어져, 홈 형상 공간으로 전자가 원활히 진입할 수 있어, 플라즈마의 요동(搖動)의 발생을 방지할 수 있다.
제 5 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 홈 형상 공간의 단면에 있어서의 어스펙트 비는 3.0 이상이므로, 라디칼은 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간의 안쪽으로 진입하기 전에, 그 홈 형상 공간의 개구부 근방에 있어서의 양 벽면에 부착된다. 그 결과, 라디칼은 홈 형상 공간의 안쪽에는 진입하지 않고, 따라서, 그라운드 전극의 전면이 침전막으로 덮이는 것을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다.
제 6 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 홈 형상 공간의 개구부측에서의 차폐 부재의 단부는, 개구부측에서의 그라운드 전극의 단부보다 배기의 흐름에 따라 돌출하므로, 개구부로부터 홈 형상 공간으로 진입하고자 하는 라디칼을 차폐 부재에 적극적으로 부착시킬 수 있다. 그 결과, 그라운드 전극이 침전막으로 덮이는 것을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다.
제 7 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 개구부측에서의 차폐 부재의 단부의, 개구부측에서의 그라운드 전극의 단부에 대한 돌출량은 3㎜ 이하이므로, 차폐 부재의 돌출부가 홈 형상 공간으로의 전자의 진입을 저해하는 것을 억제할 수 있고, 따라서, 플라즈마의 요동의 발생을 방지할 수 있다.
제 8 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 직류 전압이 인가되어 직류 전류가 흐르는 수용실 내에 있어서, 차폐 부재가, 구성 부품의 표면에 따르고 또한 구성 부품의 표면에 노출하는 그라운드 전극과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간을 형성하도록 배치된다. 수용실 내에서 플라즈마는 구성 부품의 표면을 따라 분포하고, 양이온은 그 플라즈마로부터 그라운드 전극을 포함하는 구성 부품을 향하여 이동하지만, 차폐 부재는 구성 부품의 표면을 따르도록 배치되므로, 그 차폐 부재는 이동하는 양이온으로부터 그라운드 전극을 차폐한다. 또한, 플라즈마 중의 라디칼은 부재에 부착되기 쉬우므로, 그 라디칼은 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간의 개구부 근방에 있어서의 양 벽면에 부착되고, 홈 형상 공간에는 거의 진입하지 않는다. 따라서, 홈 형상 공간에서의 그라운드 전극에는 양이온이나 라디칼이 도달하지 않고, 그 결과, 그 그라운드 전극에는 장시간에 걸쳐 양이온이나 라디칼에 기인하는 침전막이 형성되지 않는다. 한편, 플라즈마 중의 전자는 자유롭게 이동하므로, 홈 형상 공간에 진입하여 그라운드 전극에 도달한다. 이상에 따라, 장시간에 걸쳐 전자의 그라운드 전극으로의 도달을 유지할 수 있고, 따라서, 수용실 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 기판으로서의 반도체 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시하도록 구성되어 있다.
도 1에 있어서, 플라즈마 처리 장치(10)는 반도체 웨이퍼 W(이하, 간단히 「웨이퍼 W」라고 함)를 수용하는 대략 원통 형상의 수용실(11)을 갖고, 그 수용실(11)은 내부 위쪽에 처리 공간 PS(수용실 내)를 갖는다. 처리 공간 PS에는 후술하는 플라즈마가 발생한다. 또한, 수용실(11) 내에는 웨이퍼 W를 탑재하는 탑재대로서의 원주 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다. 수용실(11)의 내벽 측면은 측벽 부재(13)로 덮이고, 수용실(11)의 내벽 상면은 상벽 부재(14)로 덮인다. 측벽 부재(13) 및 상벽 부재(14)는 알루미늄으로 이루어지고, 그 처리 공간 PS에 면하는 면은 이트리아나 소정의 두께를 갖는 알루마이트로 코팅되어 있다. 수용실(11)은 전기적으로 접지하므로, 측벽 부재(13) 및 상벽 부재(14)의 전위는 접지 전위이다. 또한, 서셉터(12)는, 도전성 재료, 예컨대, 알루미늄으로 이루어지는 도전체부(15)와, 그 도전체부(15)의 측면을 덮는, 절연성 재료로 이루어지는 측면 피복 부재(16)(구성 부품)와, 그 측면 피복 부재(16)의 위에 탑재되는, 석영(Qz)으로 이루어지는 인클로저(enclosure) 부재(17)를 갖는다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 수용실(11)의 내측벽과 서셉터(12)의 측면에 의해, 처리 공간 PS의 가스를 수용실(11)의 밖으로 배기하는 유로로서 기능하는 배기 유로(18)(수용실 내)가 형성된다. 이 배기 유로(18)에는, 다수의 통기 구멍을 갖는 판 형상 부재인 배기판(19)이 배치된다. 그 배기판(19)은 배기 유로(18) 및 수용실(11)의 하부 공간인 배기 공간 ES를 칸막이한다. 여기서, 배기 유로(18)는 배기 공간 ES 및 처리 공간 PS를 연통시킨다. 또한, 배기 공간 ES에는 러핑(roughing) 배기관(20) 및 본 배기관(21)이 개구한다. 러핑 배기관(20)에는 DP(Dry Pump)(도시하지 않음)가 접속되고, 본 배기관(21)에는 TMP(Turbo Molecular Pump)(도시하지 않음)가 접속된다.
러핑 배기관(20), 본(本) 배기관(21), DP 및 TMP 등은 배기 장치를 구성하고, 러핑 배기관(20) 및 본 배기관(21)은 처리 공간 PS의 가스를, 배기 유로(18) 및 배기 공간 ES를 거쳐 수용실(11)의 외부로 배기한다. 구체적으로는, 러핑 배기 관(20)은 처리 공간 PS를 대기압으로부터 저진공 상태까지 감압하고, 본 배기관(21)은 러핑 배기관(20)과 협력하여 처리 공간 PS를 대기압으로부터 저진공 상태보다 낮은 압력인 고진공 상태(예컨대, 133㎩(1Torr) 이하)까지 감압한다.
서셉터(12)의 도전체부(15)에는 고주파 전원(22)이 정합기(23)를 거쳐 접속되어 있고, 그 고주파 전원(22)은, 비교적 높은 주파수, 예컨대, 40㎒의 고주파 전력을 도전체부(15)에 공급한다. 이에 따라, 서셉터(12)는 고주파 전극으로서 기능하여 40㎒의 고주파 전력을 처리 공간 PS에 공급한다. 또, 정합기(23)는, 도전체부(15)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 도전체부(15)로의 공급 효율을 최대로 한다.
또한, 도전체부(15)에는, 또 다른 고주파 전원(24)이 정합기(25)를 거쳐 접속되어 있고, 그 다른 고주파 전원(24)은, 고주파 전원(22)이 공급하는 고주파 전력보다 낮은 주파수, 예컨대, 2㎒의 고주파 전력을 도전체부(15)에 공급한다.
서셉터(12)의 상부에는, 정전 전극판(26)을 내부에 갖는 정전 척(27)이 배치되어 있다. 정전 척(27)은 임의의 직경을 갖는 하부 원판 형상 부재의 위에, 그 하부 원판 형상 부재보다 직경이 작은 상부 원판 형상 부재를 포갠 형상을 나타내고, 정전 전극판(26)에는 하부 직류 전원(28)이 전기적으로 접속되어 있다. 서셉터(12)가 웨이퍼 W를 탑재할 때, 그 웨이퍼 W는 정전 척(27)상에 배치된다. 이때, 정전 전극판(26)에 부의 직류 전압이 인가되면, 웨이퍼 W의 이면(裏面)에는 정전위가 발생하므로, 정전 전극판(26) 및 웨이퍼 W의 이면의 사이에 전위차가 발생하고, 그 전위차에 기인하는 쿨롱력 또는 존슨ㆍ라벡(Johnsen-Rahbek)력에 의해 웨이퍼 W 는 정전 척(27)의 상면에 흡착 유지된다.
또한, 서셉터(12)의 상부에는, 서셉터(12)의 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 주위를 둘러싸도록 고리 형상의 포커스 링(29)이 배치된다. 이 포커스 링(29)은 실리콘(Si) 또는 실리카(SiO2)로 이루어져, 처리 공간 PS에 노출되고, 그 처리 공간 PS의 플라즈마를 웨이퍼 W의 표면을 향하여 수속하여, 에칭 처리의 효율을 향상시킨다. 또한 포커스 링(29)의 주위에는, 그 포커스 링(29)의 측면을 보호하는, 석영으로 이루어지는 고리 형상의 커버 링(30)이 배치되어 있다.
서셉터(12)의 내부에는, 예컨대, 원주 방향으로 연장하는 고리 형상의 냉매실(31)이 마련된다. 이 냉매실(31)에는, 칠러 유닛(도시하지 않음)으로부터 냉매용 배관(32)을 거쳐 소정 온도의 냉매, 예컨대, 냉각수나 갈덴(등록 상표)액이 순환 공급되고, 그 냉매에 의해 서셉터(12) 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 처리 온도가 제어된다
또한, 서셉터(12)의 상면의 웨이퍼 W가 흡착 유지되는 부분(이하, 「흡착면」이라고 함)에는, 복수의 전열 가스 공급 구멍(33)이 개구하고 있다. 이들 복수의 전열 가스 공급 구멍(33)은, 서셉터(12) 내부에 배치된 전열 가스 공급 라인(34)을 거쳐 전열 가스 공급부(도시하지 않음)에 접속되고, 그 전열 가스 공급부는 전열 가스로서의 헬륨(He) 가스를, 전열 가스 공급 구멍(33)을 거쳐 흡착면 및 웨이퍼 W의 이면의 간극에 공급한다.
또한, 서셉터(12)의 흡착면에는, 서셉터(12)의 상면으로부터 돌출이 자유로 운 리프트 핀으로서의 복수의 푸셔 핀(35)이 배치되어 있다. 이들 푸셔 핀(35)은 흡착면으로부터 자유롭게 돌출한다. 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시하기 위해 웨이퍼 W를 흡착면에 흡착 유지할 때는, 푸셔 핀(35)은 서셉터(12)에 수용되고, 에칭 처리가 실시된 웨이퍼 W를 수용실(11)로부터 반출할 때는, 푸셔 핀(35)은 흡착면으로부터 돌출하여 웨이퍼 W를 위쪽으로 들어올린다.
수용실(11)의 천정부에는, 서셉터(12)와 대향하도록 샤워 헤드(36)가 배치되어 있다. 샤워 헤드(36)는 버퍼실(37)이 내부에 형성된, 절연성 재료로 이루어지는 원판 형상의 냉각판(38)과, 그 냉각판(38)에 연결되는 상부 전극판(39)과, 냉각판(38)을 덮는 덮개(40)를 구비한다. 상부 전극판(39)은 처리 공간 PS에 그 하면이 노출되고, 도전성 재료, 예컨대, 실리콘으로 이루어지는 원판 형상의 부재이다. 상부 전극판(39)의 가장자리 부분은 절연성 재료로 이루어지는 고리 형상의 실드 링(41)에 의해 덮인다. 즉, 상부 전극판(39)은, 접지 전위인 수용실(11)의 벽부로부터 냉각판(38) 및 실드 링(41)에 의해서 전기적으로 절연되어 있다.
또한, 상부 전극판(39)은 상부 직류 전원(42)과 전기적으로 접속되어 있고, 상부 전극판(39)에는 부의 직류 전압이 인가되어 있다. 따라서, 상부 전극판(39)은 처리 공간 PS에 직류 전압을 인가한다. 상부 전극판(39)에는 직류 전압이 인가되므로, 상부 전극판(39) 및 상부 직류 전원(42)의 사이에 정합기를 배치할 필요가 없고, 종래의 플라즈마 처리 장치와 같이 상부 전극판에 정합기를 거쳐 고주파 전원을 접속하는 경우에 비해, 플라즈마 처리 장치(10)의 구조를 간소화할 수 있다.
냉각판(38)의 버퍼실(37)에는 처리 가스 공급부(도시하지 않음)로부터의 처 리 가스 도입관(43)이 접속되어 있다. 또한, 샤워 헤드(36)는, 버퍼실(37)을 처리 공간 PS에 연통시키는 복수의 관통 가스 구멍(44)을 갖는다. 샤워 헤드(36)는, 처리 가스 도입관(43)으로부터 버퍼실(37)에 공급된 처리 가스를, 관통 가스 구멍(44)을 거쳐 처리 공간 PS에 공급한다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 또한, 배기 유로(18)에 배치된, 단면이 L자 형상의 고리 형상의 접지 링(45)(그라운드 전극)을 갖는다. 그 접지 링(45)은 도전성 재료, 예컨대, 실리콘으로 이루어지고, 상부 전극판(39)이 인가하는 직류 전압의 그라운드 전극으로서 기능한다. 또한, 접지 링(45)은, 서셉터(12)의 측면 피복 부재(16)의 아래쪽에 있어서 서셉터 바닥부(15a)의 측면을 덮도록 배치되어 있다. 즉, 후술하는 차폐 부재(46)가 존재하지 않는다고 가정한 경우에 서셉터(12)를 측방으로부터 바라보았을 때, 접지 링(45)은 마치 측면 피복 부재(16)의 표면에 노출되듯이 보인다. 이 접지 링(45)에는 상부 전극판(39)으로부터 방출된 전자가 도달하고, 이에 따라, 처리 공간 PS에 직류 전류가 흐른다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간 PS에 고주파 전력을 공급함으로써, 그 처리 공간 PS에 있어서 샤워 헤드(36)로부터 공급된 처리 가스로부터 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 또한, 처리 공간 PS의 직류 전류에 의해 생성된 플라즈마를 소망하는 상태로 유지하여, 그 플라즈마에 의해 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시한다.
그런데, 생성된 플라즈마 중에는 활성화된 중성 입자인 라디칼, 양이온 및 전자가 혼재한다. 양이온이나 라디칼, 특히, CF계의 양이온이나 라디칼이 접지 링(45)에 도달하여 부착되면, 그 접지 링(45)의 표면에 침전막을 형성하는 경우가 있다.
일반적으로, 부재 표면을 침전막에 의해 덮지 않게 하기 위해서는, (1) 형성된 침전막을 이온에 의한 스퍼터링으로 제거하는 방법이나, (2) 부재 표면에 양이온이나 라디칼이 도달하는 것을 막는 방법 중 하나를 이용한다. 여기서, (1)의 방법은 스퍼터링 공정을 마련할 필요가 있으므로, 웨이퍼의 에칭 처리 공정이 복잡해지고, 또한, 스퍼터되어 부재 표면으로부터 박리된 침전물이 이물질이 될 우려도 있다. 그래서, 본 실시의 형태에서는 (2)의 방법에 의해 접지 링(45)의 표면에 침전막이 형성되는 것을 방지한다.
여기서, 플라즈마 중의 양이온, 라디칼 및 전자는 이하의 이동 특성을 갖는다.
양이온 : 플라즈마로부터 그 플라즈마에 대향하는 부재를 향하여 이동한다.
라디칼 : 부재의 표면에 포착되기 쉽고, 그 경향은, 반응성이 높은 라디칼에서 현저하다.
전자 : 이동에 방향성이 없고, 각 전자가 자유롭게 이동한다.
그리고, 본 실시의 형태에서는, 상술한 양이온, 라디칼 및 전자의 이동 특성을 고려하여, 접지 링(45)을 플라즈마로부터 이동하는 양이온으로부터 차폐하고 또한 라디칼을 포착하는 부재를 접지 링(45)의 근방에 마련한다. 구체적으로는, 도 1에 있어서의 접지 링(45)을 차폐하는, 하기에 상술하는 차폐 부재(46)를 플라즈마 처리 장치(10)의 배기 유로(18)에 마련한다.
도 2는 도 1에 있어서의 접지 링 및 그 접지 링을 차폐하는 차폐 부재의 개략 구성을 나타내는 확대 단면도이다.
도 2에 있어서, 단면이 L자 형상의 접지 링(45)에 있어서의 하부 연장부(45a)상에 고리 형상의 차폐 부재(46)가 탑재된다. 차폐 부재(46)는 절연성 재료, 예컨대, 석영으로 이루어지고, 접지 링(45)과 동심 형상으로 배치된다. 또한, 접지 링(45)(차폐 부재(46))의 직경 방향을 따르는 단면(즉, 도 2에 나타내는 단면)에 있어서, 차폐 부재(46)는, 측면 피복 부재(16)의 표면을 따르도록 배치되어 접지 링(45)과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간(47)을 형성한다. 여기서, 배기 유로(18)에 있어서의 배기의 흐름(도면 중 흰색 빈 화살표로 나타냄)은 측면 피복 부재(16)의 표면을 따르므로, 상기 단면에 있어서 차폐 부재(46)도 배기의 흐름을 따른다. 홈 형상 공간(47)은 측면 피복 부재(16)의 표면에 노출하는 접지 링(45)과 배기의 흐름에 따르는 차폐 부재(46)에 끼워지므로, 그 홈 형상 공간(47)도 배기의 흐름에 따라, 차폐 부재(46)는 그 배기의 흐름 및 접지 링(45)의 사이에 개재된다. 또, 홈 형상 공간(47)은 배기의 흐름의 상류를 향하여 개구한다.
또한, 홈 형상 공간(47)에 있어서의 개구부측(이하, 간단히 「개구부측」이라고 함)에 있어서의 차폐 부재(46)의 단부(46a)는, 그 개구부측에서의 접지 링(45)의 단부(45b)보다 배기의 흐름을 따라 돌출하는, 구체적으로는, 배기의 흐름의 상류를 향하여 돌출한다.
배기 유로(18)에서는, 플라즈마(48)가 배기의 흐름을 따르고, 또한 측면 피복 부재(16) 등의 구성 부품의 표면을 따라 분포한다. 그 플라즈마(48)로부터 도 면 중 「○」로 나타내는 양이온이 측면 피복 부재(16)나 접지 링(45)을 향하여 이동하지만, 차폐 부재(46)가 배기의 흐름(즉, 플라즈마(48)) 및 접지 링(45)의 사이에 개재되므로, 그 차폐 부재(46)는 이동하는 양이온으로부터 접지 링(45)을 차폐한다.
또한, 도면 중 「△」로 나타내는 라디칼이 플라즈마(48)로부터 홈 형상 공간(47)에 진입하고자 하지만, 라디칼은 대체로 배기의 흐름을 따라 이동하므로, 라디칼은 배기의 흐름의 상류를 향해서만 개구하는 홈 형상 공간(47)에 진입하기 어렵다. 또한, 라디칼은 부재의 표면에 포착되기 쉬우므로, 홈 형상 공간(47)의 개구부 근방에 있어서의 양 벽면에 부착된다. 그 결과, 라디칼은 홈 형상 공간(47)에는 거의 진입하지 않는다. 특히, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 개구부측에서의 차폐 부재(46)의 단부(46a)가, 개구부측에서의 접지 링(45)의 단부(45b)보다 배기의 흐름의 상류를 향하여 돌출하므로, 라디칼은 차폐 부재(46)에 적극적으로 부착된다.
따라서, 홈 형상 공간(47)에 있어서의 접지 링(45)의 그라운드 전극 표면(45c)에는 양이온이나 라디칼이 도달하지 않고, 그 결과, 그라운드 전극 표면(45c)에는 장시간에 걸쳐 양이온이나 라디칼에 기인하는 침전막이 형성되지 않는다.
한편, 도면 중 「×」로 나타내는 전자는 자유롭게 이동하므로, 플라즈마(48)로부터 홈 형상 공간(47)에 진입하여 그라운드 전극 표면(45c)에 도달한다. 이에 따라, 처리 공간 PS나 배기 유로(18)에 직류 전류를 흐르게 할 수 있다.
그런데, 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 홈 형상 공간(47)을 형성하는 접지 링(45)의 그라운드 전극 표면(45c) 및 차폐 부재(46)의 사이의 간극 t가 측면 피복 부재(16) 및 플라즈마(48)의 사이에 존재하는 시스(49)의 두께 ts보다 작게 설정되면, 홈 형상 공간(47)의 개구부는 플라즈마(48)와 대향할 수 없다. 그 결과, 플라즈마(48) 중의 전자(도면 중 「×」로 나타냄)는 홈 형상 공간(47)에 진입하는 것이 곤란해져, 전자가 그라운드 전극 표면(45c)에 도달하지 않으므로, 처리 공간 PS나 배기 유로(18)에 직류 전류가 흐르지 않게 된다.
그래서, 본 실시의 형태에서는, 그라운드 전극 표면(45c) 및 차폐 부재(46)의 사이의 간극 t가 시스(49)의 두께 ts보다 크게 설정된다. 이에 따라, 홈 형상 공간(47)의 개구부는 플라즈마(48)와 대향할 수 있다. 또, 통상, 시스의 두께는 0.5㎜ 정도이므로, 상기 간극 t가 0.5㎜보다 크게 설정된다.
또한, 차폐 부재(46)의 직경 방향에 관한 두께는, 그 차폐 부재(46)의 파손을 방지하여 취급을 용이하게 하는 관점에서, 강성을 확보할 수 있는 두께, 예컨대, 5㎜ 이상으로 설정된다.
본 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 배기 유로(18)에 있어서, 차폐 부재(46)가, 측면 피복 부재(16) 등의 표면을 따름과 아울러 배기의 흐름을 따라, 그 배기의 흐름 및 접지 링(45)의 사이에 개재되고, 또한 접지 링(45)과의 사이에 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간(47)을 형성하도록 배치되므로, 장시간에 걸쳐 전자의 그라운드 전극 표면(45c)으로의 도달을 유지할 수 있고, 따 라서, 처리 공간 PS나 배기 유로(18)를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 개구부측에서의 차폐 부재(46)의 단부(46a)가, 개구부측에서의 접지 링(45)의 단부(45b)보다 배기의 흐름의 상류를 향하여 돌출하므로, 개구부로부터 홈 형상 공간(47)에 진입하고자 하는 라디칼을, 홈 형상 공간(47)의 개구부 근방에서의 차폐 부재(46)에 적극적으로 부착시킬 수 있다. 그 결과, 그라운드 전극 표면(45c)이 침전막으로 덮이는 것을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 그라운드 전극 표면(45c) 및 차폐 부재(46)의 사이의 간극 t가 0.5㎜보다 크게 설정되므로, 홈 형상 공간(47)의 개구부를 플라즈마(48)와 대향시킬 수 있고, 따라서, 플라즈마(48)로부터 상기 개구부를 거친 그라운드 전극 표면(45c)으로의 전자의 이동을 행할 수 있으므로, 처리 공간 PS나 배기 유로(18)에 직류 전류를 확실히 흐르게 할 수 있다.
또, 상술한 차폐 부재(46)는, 접지 링(45)의 하부 연장부(45a) 상에 탑재되었지만, 그 차폐 부재(46)에 접지 링(45)의 외주와 계합하는 계합부를 마련하여, 접지 링(43) 및 차폐 부재(46)를 계합시키더라도 좋다.
접지 링(45) 및 차폐 부재(46)는 배기 유로(18)의 배기판(19) 근방에 마련되었지만, 플라즈마의 근방이라면 처리 공간 PS나 배기 유로(18)의 어디에 마련하더라도 좋다. 단, 단면이 긴 형상의 홈 형상 공간을 접지 링과 함께 형성하는 차폐 부재가 배기의 흐름을 따르거나, 구성 부품의 표면을 따를 필요가 있다.
또한, 접지 링(45)은 실리콘으로 구성되었지만, 실리콘 카바이드로 구성되더라도 좋고, 차폐 부재(46)도 석영뿐만 아니라, 표면에 절연막이 용사된 금속 부재에 의해 구성되더라도 좋다.
또한, 그라운드 전극으로서는 접지 링(45)과 같은 고리 형상 부재에 한정되지 않고, 서셉터(12)의 주위에 배치된 복수의 도전성 부재에 의해 그라운드 전극을 구성하더라도 좋다.
또, 상술한 플라즈마 처리 장치 장치(10)에서는, 서셉터(12)의 도전체부(15)에 2종류의 고주파 전력을 공급했지만, 서셉터(12)의 도전체부(15) 및 샤워 헤드(36)의 상부 전극판(39)에 각각 1종류의 고주파 전력을 공급하더라도 좋다. 이 경우에도, 상술한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예)
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 본 발명자는, 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서의 차폐 부재(46)의 유무가, 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값의 저하 속도(열화 속도)에 미치는 영향에 대하여 확인했다.
(실시예 1)
플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 접지 링(45)의 그라운드 전극 표면(45c) 및 차폐 부재(46)의 사이의 간극 t를 2.5㎜로 설정하고, 개구부측에서의 차폐 부재(46)의 단부(46a)의 개구부측에서의 접지 링(45)의 단부(45b)로부터의 돌출량 T(도 2 참조. 이하, 간단히 「차폐 부재(46)의 돌출량 T」라고 함)를 0㎜로 설정했다.
그 후, 당해 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 웨이퍼 W로의 에칭 처리를 반복하여, 각 에칭 처리에 있어서 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값을 측정하고, 그 측정된 직류 전류의 값을 도 4의 그래프에 「×」로 나타냈다. 그리고, 도 4의 그래프에 있어서의 실시예 1의 직류 전류값의 저하 속도(이하, 간단히 「저하 속도」라고 함)의 근사식을 산출한 바, 하기 식 (1)을 얻을 수 있었다.
직류 전류값 = -1.75×10-5×웨이퍼 처리 매수+1.33 … (1)
여기서, 「-1.75×10-5」가 저하 속도에 해당한다.
(실시예 2)
플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 간극 t를 3.5㎜로 설정하고, 차폐 부재(46)의 돌출량 T를 3.0㎜로 설정했다.
그 후, 실시예 1과 같이, 당해 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 웨이퍼 W로의 에칭 처리를 반복하고, 각 에칭 처리에 있어서 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값을 측정하여, 그 측정된 직류 전류의 값을 도 4의 그래프에 「△」로 나타냈다. 그리고, 도 4의 그래프에 있어서의 실시예 2의 저하 속도의 근사식을 산출한 바, 하기 식 (2)를 얻을 수 있었다.
직류 전류값 = -6.04×10-6×웨이퍼 처리 매수+1.39 … (2)
여기서 「-6.04×10-6」이 저하 속도(열화 속도)에 해당한다.
(비교예 1)
플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 차폐 부재(46)를 제거하고, 실시예 1과 마찬가지로, 당해 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 웨이퍼 W로의 에칭 처리를 반복하고, 각 에칭 처리에 있어서 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값을 측정하여, 그 측정된 직류 전류의 값을 도 4의 그래프에 「○」로 나타냈다. 그리고, 도 4의 그래프에 있어서의 비교예 1의 저하 속도의 근사식을 산출한 바, 하기 식 (3)을 얻을 수 있었다.
직류 전류값 = -1.21×10-4×웨이퍼 처리 매수+1.44 … (3)
여기서 「-1.21×10-4」가 저하 속도(열화 속도)에 해당한다.
도 4의 그래프에 있어서, 실시예 1, 2 및 비교예 1의 직류 전류 저하를 비교하면, 실시예 1의 저하 속도는 비교예 1의 저하 속도의 약 1/7로 개선되고, 또한, 실시예 2의 저하 속도는 비교예 1의 저하 속도의 약 1/20로 개선된 것을 알 수 있었다.
다음으로, 본 발명자는, 간극 t가 직류 전류값의 저하 속도에 미치는 영향에 대하여 확인했다.
(실시예 3)
플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 간극 t를 4.0㎜로 설정하고, 차폐 부재(46)의 돌출량 T를 3.0㎜로 설정했다.
그 후, 실시예 1과 같이, 당해 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 웨이퍼 W로의 에칭 처리를 반복하고, 각 에칭 처리에 있어서 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값을 측정하여, 그 측정된 직류 전류의 값을 도 5의 그래프에 「□」로 나타냈다.
(실시예 4)
플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 간극 t를 5.0㎜로 설정하고, 차폐 부재(46)의 돌출량 T를 3.0㎜로 설정했다.
그 후, 실시예 1과 같이, 당해 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 웨이퍼 W로의 에칭 처리를 반복하고, 각 에칭 처리에 있어서 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값을 측정하여, 그 측정된 직류 전류의 값을 도 5의 그래프에 「×」로 나타냈다.
또한, 실시예 2(간극 t가 3.5㎜)에 있어서의 측정된 직류 전류의 값도 도 5의 그래프에 「△」로 나타냈다.
도 5의 그래프에 있어서, 실시예 2, 3, 4의 직류 전류의 값을 비교하면, 어느 쪽의 실시예에서도 직류 전류의 값은 거의 변화하는 일이 없고, 직류 전류값의 저하 속도는 어느 실시예에서라도 거의 0인 것을 알 수 있었다.
이상, 실시예 1∼4에서, 간극 t가 2.5㎜ 이상, 5.0㎜ 이하이면, 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값의 저하를 장시간에 걸쳐 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 간극 t를 2.5㎜∼5.0㎜의 범위에서 설정함으로써, 홈 형상 공간(47)으로의 라디칼의 진입을 방지하면서, 그 홈 형상 공간(47)으로의 전자의 진 입을 저해하는 일이 없기 때문이라고 추찰되었다.
또한, 간극 t가 커지면, 홈 형상 공간(47)에 라디칼이 진입하기 쉬워져, 그라운드 전극 표면(45c)에 침전막이 형성되어 처리 공간 PS를 흐르는 직류 전류의 값이 저하할 우려가 있지만, 실시예 4에 나타내는 바와 같이, 간극 t가 5.0㎜이라도 직류 전류의 값은 거의 변화하지 않았으므로, 적어도 간극 t가 5.0㎜이면, 라디칼은 홈 형상 공간(47)의 안쪽으로 진입하여 그라운드 전극 표면(45c)에 도달하기 전에, 홈 형상 공간(47)의 개구부 근방에서의 양 벽면에 부착되는 것을 알 수 있었다. 여기서, 차폐 부재(46)의 배기의 흐름에 따르는 길이 L(도 2 참조)은 15㎜이므로, 홈 형상 공간(47)의 단면에 있어서의 어스펙트 비는 3.0이다. 따라서, 홈 형상 공간(47)의 단면에 있어서의 어스펙트 비가 3.0 이상이면, 라디칼은 홈 형상 공간(47)의 안쪽으로 진입하지 않고, 따라서, 그라운드 전극 표면(45c)의 전면이 침전막으로 덮이는 것을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
그런데, 간극 t가 작아지거나, 홈 형상 공간(47)의 단면에 있어서의 어스펙트 비가 커지면(즉, 차폐 부재(46)의 돌출량 T가 커지면), 홈 형상 공간(47)으로는 라디칼뿐만이 아니라 전자도 진입하기 어려워진다. 전자가 진입하기 어려워지면, 처리 공간 PS에 직류 전류가 흐르기 어려워진다. 그래서, 본 발명자는 간극 t나 돌출량 T가 직류 전류의 흐름에 미치는 영향을 검토했다.
구체적으로는, 처리 공간 PS에서 직류 전류가 흐르기 어려워지면 처리 공간 PS의 플라즈마가 요동하므로, 간극 t나 돌출량 T의 값을 여러 가지 값으로 변경하여 플라즈마의 요동을 관측했다.
(실시예 5∼13)
우선, 신품의 접지 링(45)을 구비하는 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, 에칭 처리시, 간극 t나 돌출량 T의 값을 여러 가지의 값으로 변경하여 플라즈마의 요동을 관측했다. 그리고, 관측한 결과를 도 6에 나타내는 표에 정리했다.
도 6의 표에서, 간극 t가 커질수록 플라즈마의 요동은 발생하기 어렵고, 간극 t가 3.5㎜이면, 그다지 플라즈마의 요동은 발생하지 않는 것을 알 수 있었다. 이는, 접지 링(45)과 차폐 부재(46)가 형성하는 공간의 개구부가 넓어져, 그 공간으로 전자가 원활하게 진입할 수 있기 때문이라고 추찰되었다.
또한, 접지 링(45)과 차폐 부재(46)가 형성하는 공간이 단면 L자 형상이면 플라즈마의 요동이 발생하기 쉬운 한편, 적어도 그 공간이 홈 형상 공간이면, 플라즈마의 요동이 발생하지 않는 것도 알 수 있었다.
이상에서, 접지 링(45) 및 차폐 부재(46)가 홈 형상 공간을 형성하고, 접지 링(45) 및 차폐 부재(46)의 사이의 간극 t가 3.5㎜ 이상이면, 플라즈마의 요동의 발생을 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
(실시예 14∼20)
다음으로, 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, 웨이퍼 W의 에칭 처리를 50시간 행한 후, 에칭 처리시, 간극 t나 돌출량 T의 값을 여러 가지의 값으로 변경하여 플라즈마의 요동을 관측했다. 그리고, 관측한 결과를 도 7에 나타내는 표에 정리했다.
도 7의 표에서, 돌출량 T가 커질수록 플라즈마의 요동이 발생하기 쉬운 것을 알 수 있었다. 이것은, 돌출량 T가 크면 차폐 부재(46)의 단부(46a)가 홈 형상 공간(47)으로의 전자의 진입을 저해하기 때문이라고 추찰된다. 특히, 간극 t가 4.0㎜인 경우, 돌출량 T가 6.5㎜이면 플라즈마의 요동이 발생하는 것에 대하여, 돌출량 T가 3㎜이면 플라즈마의 요동이 발생하지 않으므로, 돌출량 T는 3㎜ 이하인 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
이상에서, 돌출량 T가 3㎜ 이하이면, 플라즈마의 요동의 발생을 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또, 도 7의 표에 있어서도, 도 6의 표와 같이, 간극 t가 커질수록 플라즈마의 요동은 발생하기 어려운 것이 확인되었다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 도 1에 있어서의 접지 링 및 그 접지 링을 차폐하는 차폐 부재의 개략 구성을 나타내는 확대 단면도,
도 3은 시스의 두께와 그라운드 전극 표면 및 차폐 부재의 사이의 간극과의 관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 차폐 부재의 유무가 처리 공간 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하 속도에 미치는 영향을 나타내는 그래프,
도 5는 그라운드 전극 표면 및 차폐 부재의 사이의 간극이 처리 공간 내를 흐르는 직류 전류의 값의 저하 속도에 미치는 영향을 나타내는 그래프,
도 6은 신품의 접지 링을 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 그라운드 전극 표면 및 차폐 부재의 사이의 간극이나 차폐 부재의 단부의 돌출량의 값을 여러 가지의 값으로 변경하여 플라즈마의 요동을 관측한 결과를 정리한 표,
도 7은 에칭 처리를 50시간 행한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 그라운드 전극 표면 및 차폐 부재의 사이의 간극이나 차폐 부재의 단부의 돌출량의 값을 여러 가지의 값으로 변경하여 플라즈마의 요동을 관측한 결과를 정리한 표이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
W : 웨이퍼 PS : 처리 공간
10 : 플라즈마 처리 장치 11 : 수용실
12 : 서셉터 16 : 측면 피복 부재
18 : 배기 유로 39 : 상부 전극판
42 : 상부 직류 전원 45 : 접지 링
45c : 그라운드 전극 표면 46 : 차폐 부재
46a : 단부 47 : 홈 형상 공간
48 : 플라즈마 49 : 시스

Claims (8)

  1. 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 수용실과,
    상기 수용실 내에 마련된 서셉터와,
    상기 서셉터에 대향하여 배치된 샤워 헤드와,
    상기 서셉터에 구비되어, 상기 수용실 내에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전극과,
    상기 샤워 헤드에 구비되어, 상기 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 직류 전극과,
    상기 수용실의 내측벽과 상기 서셉터의 측면 사이에 형성된 배기 유로와,
    상기 배기 유로 내에 배치되는 상기 인가된 직류 전압의 그라운드 전극과,
    상기 배기 유로를 통해 상기 수용실 내를 외부로 배기하는 배기 장치
    를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 배기 유로 내에서의 배기의 흐름과 상기 그라운드 전극 사이에 개재된 차폐 부재를 더 구비하고,
    상기 차폐 부재는, 상기 그라운드 전극과의 사이에 소정 간극을 두고 배치되며, 상기 배기 흐름 방향에서의 높이가 그라운드 전극보다 높은 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간극은 0.5㎜ 이상이고 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 간극은 2.5㎜ 이상이고 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 간극은 3.5㎜ 이상이고 5.0㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 부재 및 상기 그라운드 전극 사이의 간극에 의해 형성되는 홈 형상 공간의 단면에 있어서의 어스펙트 비(aspect ratio)는 3.0 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 흐름 방향에서의 상기 상기 차폐 부재와 상기 그라운드 전극간의 높이차는 3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 수용실과,
    상기 수용실 내에 마련된 서셉터와,
    상기 서셉터에 대향하여 배치된 샤워 헤드와,
    상기 서셉터에 구비되어, 상기 수용실 내에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전극과,
    상기 샤워 헤드에 구비되어, 상기 수용실 내에 직류 전압을 인가하는 직류 전극과,
    상기 수용실의 내측벽과 상기 서셉터의 측면 사이에 형성된 배기 유로와,
    상기 배기 유로 내에 배치되고 상기 서셉터의 측면 피복 부재의 표면에 노출되는 상기 인가된 직류 전압의 그라운드 전극과,
    상기 배기 유로를 통해 상기 수용실 내를 외부로 배기하는 배기 장치
    를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 배기 유로 내에서의 배기의 흐름과 상기 그라운드 전극 사이에 개재된 차폐 부재를 더 구비하고,
    상기 차폐 부재는, 상기 그라운드 전극과의 사이에 소정 간극을 두고 배치되며, 상기 배기 흐름 방향에서의 높이가 그라운드 전극보다 높은 것을 특징으로 하는
    플라즈마 처리 장치.
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