KR101216790B1 - 플라즈마 처리 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 처리 장치는, 소정 전위로 유지되는 챔버와, 챔버 내에서 기판을 유지하기 위한 기판 스테이지와, 교류 전력의 인가에 의해 챔버 내에 플라즈마를 생성하기 위한 전극과, 플라즈마 형성시에, 기판 스테이지와 전극 사이의 플라즈마 공간을 둘러싸도록 구성함으로써 기판 스테이지와 챔버의 측벽을 접속하고, 플라즈마 비형성시에, 적어도 일부의 부재가 구동 기구에 의해 이동함으로써 분리되어, 기판 스테이지로 기판을 도입하기 위한 개구를 형성하는 것이 가능한 도전성 부재와, 도전성 부재의 플라즈마 공간측의 면을 덮는 부착 방지 실드를 구비한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 챔버 내에 부착 방지 실드가 설치된 플라즈마 처리 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 스퍼터링 장치 등의 플라즈마 처리 장치에서는, 스퍼터링된 입자 등이 진공실의 내벽에 부착되는 것을 방지하거나, 플라즈마 생성 공간을 실드하기 위해, 플라즈마 생성 공간을 둘러싸는 부착 방지 실드가 진공실 내에 설치되었다. 특허문헌 1에는, 도전성의 부착 방지 실드를 구비한 스퍼터링 장치의 예가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 부착 방지 실드는, 분할되어, 기판 반입시에 기판을 기판 스테이지에 반입할 수 있도록 개폐 가능하게 형성되어 있다. 그리고, 기판의 반입 후에 부착 방지 실드를 분할 부분에서 완전히 폐쇄해 버리면, 개폐시의 진동 등에 의해 표면에 부착된 막이 박리되어, 파티클의 원인이 되어 버리기 때문에, 분할 부분은 플라즈마가 누설되지 않을 정도의 약간의 간극(1mm 이하)을 갖고 비접촉의 상태로 배치되어 있다.
일본 특허 공개 제2002-356771호 공보
그러나, 부착 방지 실드는, 처리 챔버 내에서 반복하여 사용되면 실드면에 부착막이 퇴적되기 때문에, 퇴적량이 많아지면, 도전성 부착 방지 실드를 교환한다. 그러나, 방전은, 방전용 전극과 도전성의 부착 방지 실드 사이에서도 행하여지기 때문에, 교환 전후에 부착 방지 실드의 치수나 형상이 상이하면, 방전 특성도 변화되어 버린다. 특히 고주파 방전의 경우, 간극에도 전류의 전달이 있기 때문에, 부착 방지 실드의 치수 변화에 의해 상술한 간극이 변화되면, 이 영향은 무시할 수 없고, 플라즈마의 생성 상태나 기판 스테이지의 전위 상태가 교환 전후에 상이하거나, 장소마다 불균일해진다. 이 결과, 예를 들어 스퍼터링을 사용한 성막을 행하는 경우에는, 막 두께나 막 조성 등의 성막 결과에 편차가 발생하는 것으로 이어진다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 부착 방지 실드를 교환한 경우이어도 안정된 성막 결과를 얻을 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 플라즈마 처리 장치는, 챔버와,
상기 챔버 내에서 기판을 유지하기 위한 기판 스테이지와,
챔버 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 전극과,
상기 전극과 상기 기판 스테이지 사이의 플라즈마 공간을 둘러싸도록 형성된 실드 부재를 구비하고,
상기 실드 부재는,
본체부와,
상기 본체부로부터 분할 형성된 분리부를 구비하고,
상기 본체부 및 상기 분리부는, 내측부 및 상기 내측부보다도 플라즈마 공간의 외측에 위치하는 외측부를 각각 갖고,
상기 본체부 및 상기 분리부의 외측부는, 도전성 부재이며, 서로의 접촉을 통해 상기 챔버와 기판 스테이지를 연결 가능하게 형성되고,
상기 본체부 및 분리부의 내측부는, 서로 비접촉으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부착 방지 실드를 교환한 경우이어도 안정된 성막 결과를 얻을 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
첨부 도면은 명세서에 포함되어, 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 형태를 나타내고, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스퍼터링 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는, 도 1에 도시한 부착 방지 실드 및 외측 부재를 확대하여 도시하는 도면.
도 3은, 중간부 부착 방지 실드 및 중간부 외측 부재를, 도 1 및 도 2에 도시한 상태(폐쇄 상태)로부터 연직 방향 하방으로 이동시킨 상태(개방 상태)를 도시하는 도면.
도 4는, 도 1에 도시한 스퍼터링 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태에서는, 플라즈마 처리 장치의 일례로서 용량 결합형의 스퍼터링 장치를 예로 들어 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스퍼터링 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 스퍼터링 장치는, 방전용 가스나 프로세스 가스 등의 가스 도입계에 접속된 공급 구멍(101)과, 러핑 진공 펌프 및 주 펌프 등의 배기계에 접속된 배기 구멍(102)이 형성된 진공실(챔버)(103)을 구비하고 있다. 진공실(103)에는, 진공실(103)의 내부에 처리해야 할 기판을 반입하고, 처리된 기판을 진공실(103)로부터 반출하기 위한 개구인 반송구(114)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 클러스터형의 장치에 있어서, 기판 반송용의 로봇이 설치된 기판 반송실에 접속하고, 반송구(114)를 통해 기판 반송실의 로봇과의 사이에서 기판의 전달을 행하는 플라즈마 처리 장치의 예를 나타내고 있다. 또한, 진공실(103)은 대략 원통 형상으로 형성되어 있다.
또한, 진공실(103) 내에는, 성막 처리가 실시되는 기판을 적재하는 것이 가능한 스테이지(104)와, 기판에 대향하여 배치된 타겟 전극(105)이 구비되어 있다. 타겟 전극(105)에는, 직류 전압을 인가하는 직류 전원(113)과, 고주파 전력(교류 전력)을 인가하는 교류 전원(112)이 접속되어 있다. 이들로부터 공급되는 전력에 의해, 진공실(103) 내에 도입된 방전용 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 또한, 진공실(103) 내에는, 타겟 전극(105)과 스테이지(104) 사이에 형성되는 플라즈마 공간을 둘러싸도록 하여, 실드 부재가 설치되어 있다. 실드 부재는, 부착 방지 실드(200)(내측부에 상당) 및 그 부착 방지 실드(200)의 외측을 둘러싸도록 하여 외측 부재(300)(외측부에 상당)를 구비한다.
본 실시 형태에 있어서의 부착 방지 실드(200)는, 전체로서 단면 형상이 대략 원통 형상이며, 높이 방향으로 3개로 분할되어 있다. 상부 부착 방지 실드부(201)와, 중간부 부착 방지 실드부(202)와, 하부 부착 방지 실드부(203)에 의해 부착 방지 실드(200)는 구성되어 있다. 상부 부착 방지 실드부(201)와, 중간부 부착 방지 실드부(202)와, 하부 부착 방지 실드부(203)(이하, 간단히「부착 방지 실드부(201 내지 203)」라고도 함)는, 일체로 되어 진공실(103) 내의 플라즈마 공간을 둘러싸도록 구성되어 있다. 부착 방지 실드부(201 내지 203)는, 예를 들어, 스테인리스강이나 알루미늄 등의 도전성 부재로 구성되어 있다. 진공실(103) 내의 플라즈마 공간측에 노출되는 부착 방지 실드부(201 내지 203)의 각각의 실드면에는, 그 면에 한번 부착된 스퍼터링 박막의 박리를 방지하기 위해, Al 용사(溶射)나 블라스트법에 의해 미세한 요철이 형성되어 있다.
도 2는, 도 1에 도시한 부착 방지 실드부(201 내지 203) 및 외측 부재(300)를 확대하여 도시하는 도면이다.
부착 방지 실드부(201 내지 203)의 각각의 실드면 중, 미세한 요철이 형성되어 있는 범위는, 도 2 중의 굵은 선으로 나타내어져 있는 범위이다. 또한, 후술하는 개폐 동작에 의해 각 부착 방지 실드부(201 내지 203)가 서로 충돌하지 않도록, 각 부착 방지 실드부(201 내지 203)는 서로 비접촉으로 되도록 약간의 간극 S1, S2를 두고 배치되어 있다. 이 간극 S1, S2는, 1.5 내지 3mm 정도로 하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 간극 S1, S2를 통한 전류의 전달의 영향을 저감할 수 있음과 함께, 스퍼터링 입자의 외측 부재(300)로의 피착을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스퍼터링된 입자가 간극 S1, S2를 통해 용이하게 외측으로 나오지 않도록, 이들 간극 S1, S2는 래비린스 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 간극 S1, S2의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부까지의 경로를 더 길게 할 수 있기 때문에, 입자가 그들의 간극 S1, S2를 통해 외측에 도달할 가능성을 저감할 수 있다.
외측 부재(300)는, 부착 방지 실드(200)의 외측을 둘러싸는 형상이며, 상부 외측 부재(301)와, 중간부 외측 부재(302)와, 하부 외측 부재(303)에 의해 구성되어 있다. 상부 외측 부재(301)와, 중간부 외측 부재(302)와, 하부 외측 부재(303)(이하, 간단히「부재(301 내지 303)」라고도 함)는, 예를 들어, 알루미늄이나 스테인리스강 등의 도전성 재료로 구성되어 있다. 중간부 외측 부재(302) 및 중간부 부착 방지 실드부(202)는 본 발명의 제3 부재에 상당하고, 상부 외측 부재(301) 및 상부 부착 방지 실드부(201)는 본 발명의 제2 부재에 상당하고, 하부 외측 부재(303) 및 하부 부착 방지 실드부(203)는 본 발명의 제1 부재에 상당하고 있다.
이들 중, 하부 외측 부재(303)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 지지부(303a)와, 지지부(303a)에 지지되는 원환형의 접속부(303b)를 구비하고 있다. 접속부(303b)에는 하부 부착 방지 실드부(203)가 볼트 Bt1에 의해 착탈 가능하게 장착되어 있고, 접속부(303b)와 하부 부착 방지 실드부(203)는 면 접촉에 의해 전기적으로 접속 가능하게 되어 있다. 또한, 하부 부착 방지 실드부(203)는 스테이지(104)에 볼트 Bt2에 의해 착탈 가능하게 장착되고, 하부 부착 방지 실드부(203)와 스테이지(104)는 면 접촉에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 방전시에는, 스테이지(104)로부터 하부 부착 방지 실드부(203)를 통해 하부 외측 부재(303)에 전류가 흐른다. 또한, 지지부(303a)와 스테이지(104)는 접지되어 있다(도 1 참조).
중간부 외측 부재(302)는, 연직 방향으로 연장되는 대략 원통 형상의 수직 접속부(302a)와, 수평 방향으로 연장되는 수평 접속부(302c)를 구비함과 함께, 구동축(401)에 접속되고, 도시하지 않은 실린더 등의 구동 수단에 의해 연직 방향으로 이동되도록 되어 있다. 중간부 외측 부재(302)가 연직 방향 상방으로 이동시켜진 상태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 수평 접속부(302c)가 하부 외측 부재(303)의 하면에 접촉하고(도 2중의 접촉부 D), 수직 접속부(302a)의 상단부면이 상부 외측 부재(301)에 접촉한다(도 2 중의 접촉부 B).
또한, 수직 접속부(302a)의 상부에는, 수직 접속부(302a)의 상단부면보다도 연직 방향 하방에 위치하는 단차부(302b)가 형성되어 있다. 중간부 부착 방지 실드부(202)는, 이 단차부(302b)에 접촉하도록 하여, 볼트(도시하지 않음)에 의해 중간부 외측 부재(302)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 이 중간부 부착 방지 실드부(202)는, 구동축(401)에 의한 중간부 외측 부재(302)의 이동에 수반하여 이동한다. 중간부 부착 방지 실드부(202)가 연직 방향 상방으로 이동시켜진 상태(폐쇄 상태)에서는, 중간부 부착 방지 실드부(202)는 다른 부착 방지 실드부인 상부 부착 방지 실드부(201)와, 하부 부착 방지 실드부(203) 사이에 상술한 비접촉의 간극 S1, S2를 형성한다. 또한, 수직 접속부(302a)의 내주면과 중간부 외측 부재(302)의 외주면은 반드시 접촉하고 있을 필요는 없고, 오히려 처리 공정시에 가하여지는 열에 의한 열팽창 등을 고려하여, 양자간에는 약간의 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 2에 도시한 바와 같이 중간부 부착 방지 실드부(202)가 연직 방향 상방으로 이동시켜진 상태(폐쇄 상태)에서는, 방전시에는, 스테이지(104)로부터 하부 외측 부재(303)에 흐른 전류는, 접촉부 D를 통해 중간부 외측 부재(302)에 흐른다. 또한, 중간부 부착 방지 실드부(202)와 타겟 전극(105) 사이의 전압 변화에 의해 발생한 전류는, 중간부 부착 방지 실드부(202)로부터 중간부 외측 부재(302)에 흐른다.
상부 외측 부재(301)는, 중간부 외측 부재(302)로부터 진공실(103)의 측벽(챔버 측벽)을 향해 연직 방향으로 연장되는 대략 원통 형상의 수직 접속부(301a)와, 수직 접속부(301a)의 상부에서 수평 방향으로 연장되는 수평 접속부(301b)를 구비하고 있다. 수평 접속부(301b)는, 그 하단부면이 진공실(103)의 측벽에 형성된 단차부에 접촉하여, 볼트 Bt3을 개재하여 진공실(103)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 또한, 수평 접속부(301b)의 상단부면측에 상부 부착 방지 실드부(201)의 수평 방향으로 연장된 부분이 접촉하여, 상부 부착 방지 실드부(201)가 수평 접속부(301b)에 볼트 Bt4를 개재하여 착탈 가능하게 장착되어 있다.
이 구성에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이 중간부 부착 방지 실드부(202)가 폐쇄 상태에 있을 때, 방전시에는, 스테이지(104)로부터 중간부 외측 부재(302)에 흐른 전류는 접촉부 D를 통해 상부 외측 부재(301)에 흐른다. 또한, 상부 부착 방지 실드부(201)와 타겟 전극(105) 사이의 전압 변화에 의해 발생한 전류는 상부 부착 방지 실드부(201)로부터 상부 외측 부재(301)에 흐른다.
또한, 하부 부착 방지 실드부(203)는, 상측 실드판(203a)과 하측 실드판(203b)을 연직 방향으로 약간의 간극을 두고 서로 중첩하여 볼트 Bt5에 의해 착탈 가능하게 장착함으로써 구성되어 있다. 상측 실드판(203a)과 하측 실드판(203b)에는, 서로 오프셋한 위치에 배치된 슬릿 L1, L2가 형성되어 있고, 이들의 슬릿 L1, L2는 상측 실드판(203a)과, 하측 실드판(203b) 사이의 간극과 더불어 래비린스 형상의 통기로를 형성할 수 있다. 또한, 하측 실드판(203b)에 형성된 슬릿 L2는 하부 외측 부재(303)를 관통하고 있다.
다음에, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시 형태의 스퍼터링 장치의 동작에 대하여 설명한다. 도 3은, 도 1 및 도 2에 도시한 상태(폐쇄 상태)로부터, 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 연직 방향 하방으로 이동시킨 상태(개방 상태)를 도시하고 있다. 이 개방 상태에서는, 중간부 외측 부재(302)는, 상부 외측 부재(301) 및 하부 외측 부재(303)로부터 이격(분리)되어 있다.
도 1에 도시한 폐쇄 상태에서는 중간부 외측 부재(302)가 반송구(114)를 폐색하고 있지만, 도 3에 도시한 바와 같이 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 연직 방향 하방으로 이동시킴으로써, 반송구(114)를 통해 기판을 반송하는 것을 가능하게 한다. 그리고, 반송구(114)를 통해 기판(도시하지 않음)을 진공실(103) 내로 반송하고, 기판을 스테이지(104) 상에 고정한다.
그 후, 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 연직 방향 상방으로 이동시켜 반송구(114)를 폐쇄한다. 계속해서, 진공실(103) 내에 방전용 가스를 도입한 후, 타겟 전극(105)에 교류(예를 들어 13.56MHz 내지 100MHz) 및 직류의 고전압을 인가하고, 방전용 가스에 의한 플라즈마를 발생시킨다. 이와 같이 하여, 교류 전원(112), 직류 전원(113)으로부터 전력이 인가된 진공실(103)이 일정한 소정 전위로 유지되어 있는 동안에, 중간부 외측 부재(302)와 상부 외측 부재(301) 및 하부 외측 부재(303)는, 구동축(401) 및 실린더에 의해 서로 접촉하는 위치에 배치된다. 또한, 중간부 외측 부재(302)와 상부 외측 부재(301) 및 하부 외측 부재(303)는 진공실(103)에 전기적으로 접속된다.
따라서, 교류 전원(112) 및 직류 전원(113)으로부터 인가되는 전류는, 플라즈마를 통해, 상술한 바와 같이 스테이지(104), 외측 부재(300) 및 진공실(103)의 측벽을 통해 접지로 흐른다. 또한, 부착 방지 실드(200)에 발생한 전류는, 외측 부재(300) 및 진공실(103)의 측벽을 통해 접지로 흐른다. 이와 같이, 교환 불필요한 외측 부재(300)에 의해 리턴 회로가 구성되므로, 부착 방지 실드(200)의 교환에 수반하는 전기적 특성의 변화를 방지하여, 기판에 형성되는 막의 성막 특성을 안정화할 수 있다.
또한, 본 발명에 필수적인 구성은 아니지만, 본 실시 형태에서는 외측 부재(300)에 의해 부착 방지 실드(200)의 외측 전체를 둘러싸는 구성으로 한 것에 의해, 외측 부재(300)가 2중의 실드로서도 기능하여, 플라즈마 누설을 더 확실히 방지하는 것이 가능하다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 슬릿 L1, L2를 서로 오프셋한 위치에 배치함으로써, 종래와 같이 부착 방지 실드가 한 겹일 때에는 20 내지 50L/s이었던 컨덕턴스를 100 내지 200L/s로 더 크게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 진공실(103)의 전체 둘레 부분에 걸쳐 이동시키는 구성을 예로 들어 설명하였다. 이 구성에 따르면, 스테이지(104)의 둘레 방향에 걸쳐 균등하게 중간부 부착 방지 실드부(202), 하부 부착 방지 실드부(203)끼리의 이음매가 형성되게 된다. 실드의 이음매로 되는 간극은, 플라즈마가 인입하는 등 하여 특이점으로 되기 쉬워, 플라즈마 분포의 치우침을 발생시키는 원인으로 된다. 그러나, 본 실시 형태와 같이 중간부 부착 방지 실드부(202), 하부 부착 방지 실드부(203)끼리의 이음매를 스테이지(104) 주위의 둘레 방향에 걸쳐 균등하게 형성함으로써, 플라즈마 분포를 균등하게 하고, 성막 특성의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다. 단, 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 진공실(103)의 전체 둘레 부분에 걸쳐 이동시키는 구성은 반드시 필수적인 구성은 아니다. 예를 들어, 반송구(114)를 통해 기판의 반송을 행하기 위해 필요한 부분만을 연직 방향으로 이동 가능한 구성으로 하여도 된다.
또한, 본 실시 형태와 같이, 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 이동시킴으로써, 반송구(114)를 통해 기판의 반송을 행하는 것을 가능하게 함으로써, 이하의 이점을 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태와 같이 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 이동시키는 구성으로 함으로써, 스테이지(104)를 승강시키기 위한 승강 기구를 구비하는 것이 불필요하게 된다. 스테이지를 승강시키는 구성을 채용한 경우에는, 벨로우즈 등의 승강 기구를 개재하여 접지를 행하게 된다. 이에 반해, 스테이지를 승강시키는 구성을 채용하지 않는 경우에는, 승강 기구를 개재하여 접지를 행할 필요가 없는 만큼, 접지시에 전위를 안정시키기 쉽기 때문에, 성막 특성을 더 안정화할 수 있다.
단, 본 발명은 중간부 부착 방지 실드부(202) 및 중간부 외측 부재(302)를 이동시켜 반송구(114)를 통해 기판의 반송을 행하는 것을 가능하게 하는 구성에 한정되는 것은 아니다. 도 4에 도시한 바와 같이, 스테이지(104)를 승강 기구에 의해 승강시킴으로써 기판의 반입을 가능하게 하는 구성이어도 된다. 스테이지(104)를 하단부까지 강하시킨 상태에서, 반송구(114)로부터 기판을 진공실(103) 내에 반입하고, 스테이지(104)에 기판을 적재한 후에 스테이지(104)를 상승시키도록 하여도 된다.
또한, 도 1에는 스테이지(104)가 타겟 전극(105)의 하방에 배치되어 있는 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 타겟 전극을 진공실 내의 하측에 배치하고, 기판을 유지하는 스테이지를 그 상방에 배치한 구성으로 하여도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 중간부 외측 부재(302)에 구동축(401)을 접속하고, 이것을 도시하지 않은 실린더 등의 구동 수단으로 이동시키는 구성을 예로 들었지만, 이것 대신에, 상부 외측 부재(301) 및 하부 외측 부재(303)를 이동시키는 구성으로 하여도 된다. 혹은, 중간부 외측 부재(302)와, 상부 외측 부재(301) 및 하부 외측 부재(303)를 각각 별개로 이동시키는 구성으로 하여도 된다.
또한, 본 발명에 있어서 내측부는 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 챔버와, 상기 챔버 내에서 기판을 유지하기 위한 기판 스테이지와, 챔버 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 전극과, 상기 전극과 상기 기판 스테이지 사이의 플라즈마 공간을 둘러싸도록 형성된 도전성의 실드 부재를 구비하고, 상기 실드 부재는, 상기 기판 스테이지측의 제1 부재와, 상기 제1 부재와 이격되어 위치하는 상기 챔버측의 제2 부재와, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 상기 기판 스테이지의 외측을 둘러싸는 환형으로 형성된 제3 부재를 구비함과 함께, 상기 3 부재는, 제1 부재 및 제2 부재와의 접촉을 통해 상기 챔버와 기판 스테이지를 연결 가능하게 형성되고, 또한, 상기 제3 부재를 상기 플라즈마 공간을 개방하는 개방 위치와의 사이에서 이동시키는 구동 수단을 구비하는 것이어도 된다. 이 경우, 기판 스테이지를 구동시키는 것이 아니라, 실드 부재를 구동시키므로, 기판 스테이지의 접지 상태를 안정시켜, 면내의 전기적 특성의 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 제3 부재와 다른 부재와의 접촉 부분이 기판의 주위에서 균일해지므로, 이 점에서도 플라즈마 분포나 스테이지 전위 등의 면내 조건의 균일화를 도모할 수 있다.
(전자 디바이스의 제조 방법에의 적용)
본 발명의 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 예를 들어, 대형 플랫 패널 디스플레이(액정 디스플레이)나 박막 태양 전지 패널, 마이크로 인덕터, 자기 기록 헤드 등의 전자 디바이스, 혹은 MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)과 같은 자성 박막을 사용한 메모리 디바이스 등을 제조하기 위한 성막 공정에 적용 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부 도면의 참조에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에 있어서 다양한 형태로 변경 가능하다.
본원은 2008년 7월 31일에 제출된 일본 특허 출원 제2008-197582를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 전부를 여기에 원용한다.
101: 공급 구멍
102: 배기 구멍
103: 진공실(챔버)
104: 스테이지
105: 타겟 전극
112: 교류 전원
113: 직류 전원
114: 반송구
200: 부착 방지 실드
300: 외측 부재
401: 구동축

Claims (7)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에서 기판을 유지하기 위한 기판 스테이지와,
    챔버 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 전극과,
    상기 전극과 상기 기판 스테이지 사이의 플라즈마 공간을 둘러싸도록 형성된 실드 부재를 구비하고,
    상기 실드 부재는,
    본체부와,
    상기 본체부로부터 분할 형성된 분리부를 구비하고,
    상기 본체부 및 상기 분리부는, 내측부 및 상기 내측부보다도 플라즈마 공간의 외측에 위치하는 외측부를 각각 갖고,
    상기 본체부 및 상기 분리부의 외측부는, 도전성 부재이며, 서로의 접촉을 통해 상기 챔버와 기판 스테이지를 연결 가능하게 형성되고,
    상기 본체부 및 분리부의 내측부는, 서로 비접촉으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 플라즈마 공간을 개방하는 개방 위치와, 상기 본체부 및 분리부의 외측부가 서로 접촉하는 접촉 위치와의 사이에서, 분리부를 이동시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분리부는, 상기 기판 스테이지의 외측을 둘러싸는 환형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실드 부재는,
    상기 기판 스테이지의 주위에 장착된 제1 부재와,
    상기 제1 부재와 이격되어 위치하고, 상기 챔버에 장착된 상기 본체부로서의 제2 부재와,
    상기 제1 부재와 제2 부재를 접속 가능한 형상으로 형성된 환형의 상기 분리부로서의 제3 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내측부는, 상기 플라즈마 공간과 상기 외측부끼리의 접촉부와의 사이에서 굴곡이 있는 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 내측부는, 상기 외측부에 착탈 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제1항에 기재된 플라즈마 처리 장치를 사용하여 전자 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9767988B2 (en) 2010-08-29 2017-09-19 Advanced Energy Industries, Inc. Method of controlling the switched mode ion energy distribution system
US11615941B2 (en) 2009-05-01 2023-03-28 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for controlling ion energy distribution in plasma processing systems
US9287086B2 (en) 2010-04-26 2016-03-15 Advanced Energy Industries, Inc. System, method and apparatus for controlling ion energy distribution
US9435029B2 (en) * 2010-08-29 2016-09-06 Advanced Energy Industries, Inc. Wafer chucking system for advanced plasma ion energy processing systems
US9287092B2 (en) 2009-05-01 2016-03-15 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for controlling ion energy distribution
US9309594B2 (en) 2010-04-26 2016-04-12 Advanced Energy Industries, Inc. System, method and apparatus for controlling ion energy distribution of a projected plasma
US9362089B2 (en) 2010-08-29 2016-06-07 Advanced Energy Industries, Inc. Method of controlling the switched mode ion energy distribution system
KR101409433B1 (ko) 2010-12-28 2014-06-24 캐논 아네르바 가부시키가이샤 반도체 디바이스 제조방법 및 장치
JP6351262B2 (ja) * 2011-02-09 2018-07-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ Ｒｆ ｐｖｄチャンバ用の均一性調整可能ｅｓｃ接地キット
JP5654939B2 (ja) * 2011-04-20 2015-01-14 株式会社アルバック 成膜装置
TWI762170B (zh) * 2011-10-05 2022-04-21 美商應用材料股份有限公司 包括對稱電漿處理腔室的電漿處理設備與用於此設備的蓋組件
US9210790B2 (en) 2012-08-28 2015-12-08 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for calibrating a switched mode ion energy distribution system
US9685297B2 (en) 2012-08-28 2017-06-20 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
US9105447B2 (en) 2012-08-28 2015-08-11 Advanced Energy Industries, Inc. Wide dynamic range ion energy bias control; fast ion energy switching; ion energy control and a pulsed bias supply; and a virtual front panel
DE102013005868A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Leybold Optics Gmbh Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Substraten
JP6046871B2 (ja) * 2014-08-08 2016-12-21 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタ装置および成膜装置
WO2017098292A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Applied Materials, Inc. System configured for sputter deposition on a substrate, shielding device for a sputter deposition chamber, and method for providing an electrical shielding in a sputter deposition chamber
CN109473331B (zh) * 2017-09-08 2022-11-25 北京北方华创微电子装备有限公司 腔室屏蔽装置和半导体处理腔
US10607813B2 (en) 2017-11-17 2020-03-31 Advanced Energy Industries, Inc. Synchronized pulsing of plasma processing source and substrate bias
KR20200100642A (ko) 2017-11-17 2020-08-26 에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드 플라즈마 프로세싱을 위한 이온 바이어스 전압의 공간 및 시간 제어
TWI767088B (zh) 2017-11-17 2022-06-11 新加坡商Ａｅｓ全球公司 電漿處理系統，用於調變其中的電源的控制方法及相關的電漿處理控制系統
WO2019147493A1 (en) * 2018-01-29 2019-08-01 Applied Materials, Inc. Process kit geometry for particle reduction in pvd processes
KR102071807B1 (ko) * 2018-10-31 2020-01-30 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 듀오플라즈마트론의 교체형 중간전극판
CN112334591B (zh) * 2018-12-27 2023-07-18 株式会社爱发科 防附着构件和真空处理装置
CN114222958B (zh) 2019-07-12 2024-03-19 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 具有单个受控开关的偏置电源
US20210391146A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 Applied Materials, Inc. Rf frequency control and ground path return in semiconductor process chambers
US11670487B1 (en) 2022-01-26 2023-06-06 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply control and data processing
US11942309B2 (en) 2022-01-26 2024-03-26 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply with resonant switching
US11978613B2 (en) 2022-09-01 2024-05-07 Advanced Energy Industries, Inc. Transition control in a bias supply

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064850A (ja) 1996-08-16 1998-03-06 Nec Yamagata Ltd スパッタリング装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3086095B2 (ja) * 1992-12-22 2000-09-11 キヤノン株式会社 スパッタリング装置
JP3563095B2 (ja) * 1993-10-28 2004-09-08 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
JP4108354B2 (ja) * 2001-03-30 2008-06-25 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
JP4406188B2 (ja) * 2002-06-12 2010-01-27 キヤノンアネルバ株式会社 成膜装置
JP4451684B2 (ja) * 2004-03-17 2010-04-14 キヤノンアネルバ株式会社 真空処理装置
CN1315150C (zh) * 2004-11-12 2007-05-09 哈尔滨工业大学 等离子体脉冲注入的装置
WO2009035002A1 (ja) * 2007-09-11 2009-03-19 Canon Anelva Corporation 静電チャック
JP5037630B2 (ja) * 2007-12-18 2012-10-03 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置
JP5324251B2 (ja) * 2008-05-16 2013-10-23 キヤノンアネルバ株式会社 基板保持装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064850A (ja) 1996-08-16 1998-03-06 Nec Yamagata Ltd スパッタリング装置

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Publication number Publication date
JP4580040B2 (ja) 2010-11-10
CN102105618A (zh) 2011-06-22
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US8303785B2 (en) 2012-11-06
JPWO2010013476A1 (ja) 2012-01-05
US20110089023A1 (en) 2011-04-21
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