KR101729625B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
처리의 수율을 향상시킨 플라즈마 처리 장치 또는 플라즈마 처리 방법을 제공한다.
진공 용기 내부에 배치되어 플라즈마가 형성되는 처리실 내에 배치되고 상기 플라즈마를 이용하여 처리되는 웨이퍼를 실을 수 있는 탑재면을 가진 시료대와, 상기 처리실 내의 시료대의 하방에 배치된 배기구에 연결시켜 배치된 배기 펌프와, 상기 배기구로부터의 배기량을 조절하는 조절기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내에 상기 탑재면의 상방으로부터 제 1 처리용 가스를 공급하면서 상기 탑재면의 하방으로부터 제 2 처리용 가스를 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계와, 상기 처리실 내에 상기 탑재면의 상방으로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 탑재면의 하방으로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계를 전환하여 이들을 반복해서 실시하는 상기 웨이퍼의 처리 중에 상기 조절기가 상기 처리실 내의 압력을 소정의 값이 되도록 조절한다.
진공 용기 내부에 배치되어 플라즈마가 형성되는 처리실 내에 배치되고 상기 플라즈마를 이용하여 처리되는 웨이퍼를 실을 수 있는 탑재면을 가진 시료대와, 상기 처리실 내의 시료대의 하방에 배치된 배기구에 연결시켜 배치된 배기 펌프와, 상기 배기구로부터의 배기량을 조절하는 조절기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내에 상기 탑재면의 상방으로부터 제 1 처리용 가스를 공급하면서 상기 탑재면의 하방으로부터 제 2 처리용 가스를 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계와, 상기 처리실 내에 상기 탑재면의 상방으로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 탑재면의 하방으로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계를 전환하여 이들을 반복해서 실시하는 상기 웨이퍼의 처리 중에 상기 조절기가 상기 처리실 내의 압력을 소정의 값이 되도록 조절한다.
Description
본 발명은, 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치한 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 당해 처리실 내에 형성한 플라즈마를 이용하여 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관련된 것으로서, 특히 복수의 처리용 가스를 처리실 내에 도입하여 처리하는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
최근의 반도체 소자는 미세화가 진전되어, 이와 같은 회로를 실현하기 위해 에칭 처리의 정밀도는 nm의 오더에서 Å 오더로 옮겨지고 있다. 이와 같은 높은 정밀도로 에칭을 실현하기 위해 처리의 특성이나 조건을 높은 정밀도로 실현하는 것이 중요한 과제이다.
일반적으로, 플라즈마 처리의 공정에 있어서는 처리의 제어성을 향상시키기 위해서는, 처리에 이용하는 처리용 가스의 유량이나 조성을 단시간에 또한 정밀하게 실현할 필요가 있다. 이와 같은 과제에 대해, 종래의 기술에서는, 일본국 공개특허 특개2008-91651호 공보(특허문헌 1)에 기재된 바와 같이, 처리실에 공급되는 처리용 가스의 공급용의 가스 라인에 접속되고 분기하여 처리실용 배기 펌프로 배기하는 가스 라인을 구비하고, 밸브의 동작에 의해 이러한 가스 라인으로의 처리용 가스의 통류(通流)를 전환하여 처리실 내로의 처리용 가스의 공급을 제어하는 것이 알려져 있었다.
또한, 일본국 공개특허 특개2008-41723호 공보(특허문헌 2)에 개시되는 바와 같이, 에칭 단계와 퇴적 단계를 단시간에 반복하여 행하는 처리에 있어서, 퇴적 단계에 있어서 배기 펌프와 처리실 사이의 배기 라인 상에 연결된 조정 가스용 라인으로부터 조정용 가스를 도입하여 반응실 내에 조정용 가스를 공급하여, 퇴적 스텝의 개시시에 반응실 내의 압력이 저하되는 것을 억제하는 것이 알려져 있다. 본 예에서는, 처리용 가스가 전환되는 타이밍에 맞춰 배기 라인 상의 압력 조절용 밸브를 동작하여 압력을 처리에 적합한 값으로 하는 것이 곤란한 점에서, 상기 타이밍에 맞춰 조정용 가스를 반응실에 도입하는 것이다. 본 종래기술에서는, 반응실의 하단(下端)으로부터 조정용 가스를 공급함으로써 처리 중에 처리용 가스의 조성이 변화된 경우에도 반응실 내의 압력이 변동하는 것을 억제하고 있다.
상기 종래기술은 다음의 점에 대한 고려가 불충분하였기 때문에 문제가 발생하였다.
즉, 상기의 특허문헌 1은, 처리용 가스의 유량이나 조성이 단시간에 전환 또는 변화하는 경우, 처리실로부터의 배기 경로 상에 배치된 종래로부터의 압력 조절 수단에서는 응답성이 낮아 추종할 수 없다는 과제를, 일시적으로 가스 유량을 증대시킴으로써 해결하는 것이다. 그러나, 본 종래기술은 가스를 전환할 때마다 가스 유량을 증대시키지 않으면 안되고, 그 대기 시간을 필요로 하여 단시간에서의 처리 조건의 변경을 실현할 수 없다. 나아가서는, 처리실 내의 가스 유량이 변화하기 때문에 처리실 내에서 실시되는 에칭의 특성에 대한 영향을 피할 수 없어, 소기의 처리 결과가 얻어지지 않을 우려가 있었다.
또한, 특허문헌 2는, 처리용 가스의 조성이나 유량 등의 처리의 조건이 짧은 기간에 반복하여 전환될 때에, 반응실의 압력의 변동을 저감하기 위해 압력 조정용 가스를 반응실 하단으로부터 도입하는 것이다. 그러나, 본 종래기술에서는, 조정용 가스가 배기 라인 상으로부터 배기구를 통해 도입되기 때문에, 그 도입 중에는 배기의 유량을 조절할 수 없거나 이것이 곤란해진다. 이 때문에 처리 중에 웨이퍼나 진공 장치 측벽으로부터 생성되는 반응 생성물에 의한 처리실 내의 압력의 변동을 조정할 수 없게 되고, 처리용 가스의 조건의 변화에 대해서도 반응실의 압력의 변동을 억제한다는 소기의 효과를 얻을 수 없게 된다.
이 때문에, 상기 종래기술에서는, 요구되는 처리의 조건을 고정밀도로 실현할 수 없어, 처리의 수율이 손상되었다. 이와 같은 문제점에 대하여, 상기 종래기술에서는 충분히 고려되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은, 처리의 수율을 향상시킨 플라즈마 처리 장치 또는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치된 처리실로서 그 내측의 상부를 구성하는 제 1 공간에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실 내의 상기 제 1 공간의 하방에 배치되고 상기 플라즈마를 이용하여 처리되는 웨이퍼를 실을 수 있는 탑재면을 가진 시료대와, 상기 시료대의 하방에 배치된 상기 처리실의 배기구와, 이 배기구에 연결시켜 배치된 배기 펌프와, 상기 배기구로부터의 배기량을 조절하는 조절기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내의 상기 탑재면의 상방에서 상기 제 1 공간에 면하여 배치된 제 1 가스 공급구에 연통된 제 1 가스 공급 경로와, 상기 탑재면과 상기 배기 펌프의 사이에 배치되어 상기 처리실을 구성하는 제 2 공간에 면하여 배치된 제 2 가스 공급구에 연통된 제 2 가스 공급 경로와, 상기 웨이퍼의 처리 중에, 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계 및 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계를 소정의 주기로 전환하여 이들을 반복하는 제어기를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 처리용 가스는, 적어도 1종류의 물질로 구성되어 서로 조성이 상이한 것으로서 상기 제어기에 의해 상기 제 1 및 제 2 처리 단계 각각에 있어서 상기 물질의 유량의 합계가 소정의 허용 범위 내의 값으로 유지됨으로써 달성된다.
또한, 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치된 시료대 상의 탑재면에 처리 대상인 웨이퍼를 탑재하고, 당해 시료대의 상방의 상기 처리실의 상부를 구성하는 제 1 공간 내에 플라즈마를 형성하며, 상기 웨이퍼를 처리하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 처리실 내의 상기 탑재면의 상방에서 상기 제 1 공간에 면하여 배치된 제 1 가스 공급구에 연통된 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 상기 제 1 공간에 공급하면서 상기 진공 용기 하방에서 당해 진공 용기에 연결되어 상기 처리실 내를 배기하는 배기 펌프와 상기 탑재면의 사이에 배치되어 상기 처리실을 구성하는 제 2 공간에 면하여 배치된 제 2 가스 공급구에 연통된 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 상기 제 2 공간에 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계와, 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계가 소정의 주기로 전환되어 이들이 반복되고, 상기 제 1 및 제 2 처리용 가스가 적어도 1종류의 물질로 구성되어 서로 조성이 상이한 것으로서 상기 제 1 및 제 2 처리용 단계 각각에 있어서 상기 물질의 유량의 합계가 소정의 허용 범위 내의 값으로 유지됨으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 처리실 내의 압력 제어가 추종되지 않는 문제를 해결하여, 고속 가스 전환을 실현함으로써, 보다 미세한 에칭의 제어를 할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b를 샤워 플레이트를 통해 처리실에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a를 샤워 플레이트를 통해, 및 프로세스 가스 b를 웨이퍼 탑재용 전극 하방의 개구로부터 처리실에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 프로세스 가스 a는 샤워 플레이트(2)를 경유하지 않고 처리실(4)에 공급하고, 프로세스 가스 b는 샤워 플레이트(2)를 경유하여 처리실(4)에 공급하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제 1 및 제 2 가스 공급로로부터 상이한 프로세스 가스를 공급하여 실시하는 처리 중에 반응 생성물이 형성되는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제 1 및 제 2 가스 공급로로부터 상이한 프로세스 가스를 공급하여 실시하는 처리 중에 반응 생성물이 형성되는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면이도다.
도 2는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b를 샤워 플레이트를 통해 처리실에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a를 샤워 플레이트를 통해, 및 프로세스 가스 b를 웨이퍼 탑재용 전극 하방의 개구로부터 처리실에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 프로세스 가스 a는 샤워 플레이트(2)를 경유하지 않고 처리실(4)에 공급하고, 프로세스 가스 b는 샤워 플레이트(2)를 경유하여 처리실(4)에 공급하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제 1 및 제 2 가스 공급로로부터 상이한 프로세스 가스를 공급하여 실시하는 처리 중에 반응 생성물이 형성되는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제 1 및 제 2 가스 공급로로부터 상이한 프로세스 가스를 공급하여 실시하는 처리 중에 반응 생성물이 형성되는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면이도다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
[실시예 1]
이하, 본 발명의 실시예를 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치를 나타내는 도면이며, 특히, 본 실시예에서는, 플라즈마를 형성하기 위해 처리실 내에 공급되는 전계로서 마이크로파의 전계를 이용하고, 추가로 솔레노이드 코일로부터 공급되는 자계와 마이크로파의 전계의 상호 작용에 의해 전자 사이클로트론 공명(ECR:Electron Cyclotron Resonance)을 생기(生起)하여 처리용 가스의 입자를 여기(勵起)하여 플라즈마를 형성해서 웨이퍼 등 시료의 에칭 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다. 이 도면에 있어서, 본 발명의 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치는, 원통형 또는 이것으로 간주할 수 있을 정도의 근사한 형상을 가지고 그 원통형의 측벽의 상부가 개방된 진공 용기(1)의 상부에 원판 형상의 유전체창(3)(예를 들면 석영제)을 설치하여, 이들의 사이가 시일되어 내부가 기밀하게 밀봉되어 있다.
또한, 유전체창(3)의 하방에는, 이 진공 용기(1) 내부의 처리실(4) 내에 에칭 가스를 도입하기 위한 관통 구멍이 복수개 배치된 유전체(예를 들면, 석영 또는 이트리아)에 의해 구성된 원판 형상의 샤워 플레이트(2)가 배치되어 있다. 처리실(4)은, 상방의 유전체창(3)과 진공 용기(1)의 측벽 사이에서 내외가 기밀하게 밀봉된 상태로, 외부로부터 밀봉되어 구성되어 있다. 또한, 처리실(4)의 천정면은 샤워 플레이트(2)에 의해 구성되어 있고, 이 샤워 플레이트(2)는 처리실(4) 내부에 형성되는 플라즈마에 면하게 되어, 처리 중에는 샤워 플레이트(2)를 통해 그 상방에 배치된 유전체창(3)에 플라즈마로부터의 열이 전달된다.
샤워 플레이트(2)와 유전체창(3)의 사이에는 이들에 의해 상하에 끼워진 공간이 배치되고, 이 내부는 에칭 가스를 흐르게 하기 위한 가스 공급 장치(16)와 연통되어, 가스 공급 장치(16)로부터 공급된 에칭 가스가 내부에서 확산된 후 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍을 지나 처리실(4) 내에 도입된다. 또한, 진공 용기(1)의 하방에는 가변 컨덕턴스 밸브(28)와 터보 분자 펌프(29)와 러프(rough) 펌프인 드라이 펌프(30)가 배치되고, 진공 용기(1) 내의 처리실(4)의 바닥면이며 웨이퍼 탑재용 전극(10)의 바로 하방에 배치된 원형의 진공 배기구(5)를 통해 처리실(4)과 연통되어 있다.
플라즈마를 생성하기 위한 전계를 처리실(4)에 전송하기 위해, 유전체창(3)의 상방에는 전계를 전파(傳播)하여 유전체창(3)을 통해 처리실(4) 내측에 도입하기 위한 수단으로서 도파관(6)(또는 안테나)이 배치되어 있다. 도파관(6)은, 그 상하 방향으로 연장된 도파관(6)의 원통형의 관 형상 부분은 상단부(上端部)에 있어서 수평방향으로 연장되는 단면(斷面) 직사각형 형상의 관 형상 부분의 일단부(一端部)와 연결되어 방향이 변하게 되고, 추가로 단면 직사각형 형상의 관 형상 부분의 타단측(他端側)에는 도파관(6) 내로 전송되는 전계를 발진하여 형성하기 위한 전계 발생용 전원인 마그네트론(8)이 배치되어 있다. 이 전계의 주파수는 특별히 한정되지 않으나, 본 실시예에서는 2.45GHz의 마이크로파인 것이 이용된다.
처리실(4)의 외주부이며 유전체창(3)의 상방 및 진공 용기(1)의 원통 형상 부분의 측벽의 외주측에는, 자장을 형성하는 자장 발생 코일(9)이 배치되고, 전자파 발생용 전원(8)으로부터 발진되어 도파관(6) 및 공동(空洞) 공진기(7), 유전체창(3), 샤워 플레이트(2)를 통해 처리실(4) 내에 도입된 전계는, 자장 발생 코일(9)에 직류 전류가 공급되어 형성되고 처리실(4) 내에 공급된 자장과의 상호작용에 의해, 에칭 가스의 입자를 여기하여 처리실(4) 내의 샤워 플레이트(2)의 하방의 공간에 플라즈마를 생성한다. 또한, 본 실시예에서는 처리실(4) 내의 하부이며 샤워 플레이트(2)의 하방에는, 처리 대상의 시료인 웨이퍼(11)를 실을 수 있는 원형의 상면이 샤워 플레이트(2)에 대향하여 배치된 시료대인 웨이퍼 탑재용 전극(10)이 배치되어 있다.
이와 같은 플라즈마 처리 장치에 있어서, 도시되어 있지 않은 진공 용기(1)의 측벽에 연결되어 감압된 반송실의 내부에 로봇 아암 등의 반송 수단이 배치된 진공 반송 용기의 당해 반송실에서 반송되어 처리실(4) 내에 반입된 웨이퍼(11)는, 웨이퍼 탑재용 전극(10) 상의 탑재면을 구성하는 알루미나 또는 이트리아 등의 유전체 재료의 막 상에 실을 수 있다. 이 다음, 직류 전원(15)과 필터를 통해 전기적으로 접속되어 유전체막 내에 배치된 금속제의 막 형상의 전극에 인가되는 직류 전압에 의해 형성된 정전기력에 의해, 웨이퍼(11)가 유전체막 상면의 상방에서 이것에 흡착되어 웨이퍼 탑재용 전극(10) 상에 유지된다.
다음에, 가스 공급 장치(16)로부터 소정의 에칭용의 처리용 가스가 처리실(4) 내에 공급되고, 처리실(4) 내부의 압력이 압력계(27)에서 계측된 결과에 의거하여 가변 컨덕턴스 밸브(28)에 의해 처리에 적합한 압력으로 조절되며, 상기 전계 및 자계가 처리실(4) 내에 공급되고 처리용 가스의 입자가 여기되어, 웨이퍼 탑재용 전극(10) 및 샤워 플레이트(2) 사이의 처리실(4) 내의 공간에 플라즈마가 형성된다. 당해 플라즈마가 형성된 상태에서, 시료대의 내부에 배치된 원판 또는 원통형의 금속제의 부재인 웨이퍼 탑재용 전극(10)에 고주파 전원(13)으로부터 매칭 회로(12)를 통해 고주파 전력이 인가되어 웨이퍼(11) 상방에 바이어스 전위가 형성되고, 플라즈마 중의 하전 입자가 웨이퍼(11) 표면에 끌어 들여져 웨이퍼(11) 표면 상에 배치된 처리 대상의 막이 에칭 처리된다.
처리 대상의 막의 처리가 종료된 것이 검출되면, 웨이퍼 탑재용 전극(10)으로의 고주파 전력의 인가가 정지되고, 처리용 가스의 공급도 정지된다. 이 상태에서, 처리실(4)과 반송실 사이의 연통이 개방되고, 로봇 아암 등의 반송 수단이 처리실(4) 내에 진입하여 웨이퍼(11)를 시료대로부터 수취하여 처리실(4) 밖의 반송실 내에 반출하고, 다른 미처리의 웨이퍼(11)가 있는 경우에는, 이것을 처리실(4) 내에 반입하여 시료대에 수수한다.
다음에, 고속 가스 전환 기구를 가지는 가스 공급 장치(16)에 대하여 설명한다. 본 예의 가스 공급 장치(16)는, 프로세스 가스 a가 저류되어 이것을 공급하는 가스 공급원 a(23)와, 프로세스 가스 b가 저류되어 이것을 공급하는 가스 공급원 b(24)를 구비하고 있다. 또한, 가스 공급 장치(16)는, 진공 용기(1)와 연결된 제 1 가스 공급로(17), 제 2 가스 공급로(20)가 접속되어 있다.
제 1 공급로(17)는, 가스 공급 장치(16)와 진공 용기(1) 사이를 연결하여 샤워 플레이트(2)와 유전체창(3) 사이의 간극에 연통하고 있다. 또한, 제 2 공급로(20)는, 가스 공급 장치(16)와 진공 용기(1) 사이를 연결하여 처리실(4)의 웨이퍼 탑재용 전극(10)의 탑재면의 하방에 배치된 개구(31)와 연통하고 있다. 이 제 2 공급로(20)는, 매스플로우 컨트롤러 a(25)로부터의 가스가 샤워 플레이트를 경유하지 않고 처리실(4) 내의 진공 배기구(5)와 웨이퍼 탑재용 전극(10) 사이의 공간에 유입되는 경로이다.
가스 공급 장치(16)는, 가스 공급원 a(23)와 연통되어 프로세스 가스 a의 유량, 속도를 조절하는 매스플로우 컨트롤러 a(25)를 구비하고 있다. 또한, 당해 매스플로우 컨트롤러 a(25)와 제 1 공급로(17) 및 제 2 공급로로 분기하여 각각 연결되고 내부를 프로세스 가스 a가 흐르는 배관으로 구성된 가스의 경로를 구비하고 있다. 이러한 분기한 가스의 경로 상에는, 유로의 개방과 폐색을 행하거나 또는 가스의 통류의 양을 조절하는 제 1 밸브 a(18), 제 2 밸브 a(21)가 배치되어 있다.
또한, 가스 공급원 b(24)와 연통되어 프로세스 가스 b의 유량, 속도를 조절하는 매스플로우 컨트롤러 b(26)와, 이 매스플로우 컨트롤러 b(26)와 제 1 공급로(17) 및 제 2 공급로로 분기하여 각각이 연결되고 내부를 프로세스 가스 b가 통류하는 배관으로 구성된 가스의 경로를 구비하고 있다. 이러한 분기한 가스의 경로 상에는 유로의 개방과 폐색을 행하거나 또는 가스의 통류의 양을 조절하는 제 1 밸브 b(18), 제 2 밸브 b(21)가 배치되어 있다. 즉, 제 1 공급로(17), 제 2 공급로(20)의 각각은, 제 1 가스 공급원(23) 및 제 2 가스 공급원(24)과 연결되어, 이들로부터의 가스의 경로가 합류하여 유입하는 것이다.
도 1에 나타내어져 있지 않으나, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치는, 마그네트론(8)에 의한 전계 및 자장 발생 코일(9)에 의한 자계의 발생이나 정지, 고주파 전원(13)으로부터의 고주파 전력의 공급이나 정지, 가스 공급 장치(16)에 의한 프로세스 가스의 공급의 양, 속도의 조절과 정지, 진공 배기구(5)로부터의 처리실(4) 내의 배기와 그 양, 속도의 조절, 웨이퍼(11)의 웨이퍼 탑재용 전극(10)으로의 흡착과 해제, 웨이퍼(11)의 처리실(4) 내로의 반입 및 처리실(4)로부터의 반출 등의 동작이 도시하지 않은 제어 장치에 의해 조절된다. 제어 장치는, 제어 대상이 되는 외부의 부분이나 기기와의 사이에서 신호를 통신하는 통신 수단과의 사이의 인터페이스, 미리 준비된 알고리즘이 기재된 소프트웨어나 인터페이스를 통해 수신한 신호의 데이터가 기억되는 RAM, ROM 또는 CD-ROM, DVD-ROM 등의 기억 장치, 상기 기억 장치 내에 기억된 데이터나 소프트웨어에 의거하여 지령 신호나 제어의 목표값을 산출하는 CPU 등의 일반적으로 알려진 연산기 및 이들의 사이에서 신호를 통신 가능하게 접속하는 통신 경로를 구비하고 있다.
다음에, 가스 공급 장치(16)의 동작에 대하여 설명한다. 도 2는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b를 샤워 플레이트(2)를 통해 처리실(4)에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
제어 장치로부터의 신호에 따라, 제 1 밸브 a(18)가 개방되고, 추가로 제 2 밸브 a(21)가 폐색된 결과, 가스 공급원 a(23)로부터의 프로세스 가스 a는 제 1 가스 공급로(17)를 지나 샤워 플레이트(2)에 배치된 복수의 관통 구멍을 통해 상방으로부터 웨이퍼 탑재용 전극(10)의 탑재면을 향해 처리실(4)에 공급된다. 그때, 프로세스 가스 a의 유량을 Qa라고 한다.
또한, 제어 장치로부터의 신호에 따라, 제 1 밸브 b(19)가 개방되고 제 2 밸브 b(22)가 폐색된 결과, 가스 공급원 b(24)로부터의 프로세스 가스 b는, 제 1 가스 공급로(17)를 지나 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍을 통해 처리실(4)에 공급된다. 그때의 유량을 Qb라고 한다.
도 2에 나타내는 예에서는, 프로세스 가스 a, 프로세스 가스 b는 모두 샤워 플레이트(2)를 통해 처리실(4)에 공급된다. 처리실(4)에 공급되는 처리용 가스의 유량의 합계는 Qa+Qb가 된다. 웨이퍼(11)의 처리 중에 처리실(4) 내에서 형성되는 반응 생성물이 생기지 않으면, 처리실(4) 내로부터 진공 배기구(5)를 통해 배기되는 유량도 Qa+Qb가 된다.
제어 장치는, 유량 Qa+Qb로 프로세스 가스가 처리실(4)에 공급되고 있는 동안에, 프로세스 가스 a, 프로세스 가스 b가 공급되는 처리실(4)의 압력을, 압력계(27)의 압력값이 설정값(P)이 되도록, 가변 컨덕턴스 밸브(28)를 동작시켜 실효 배기 속도(Seff)를 조절하고 있다. 가변 컨덕턴스 밸브(28)는, 진공 배기구(5)로부터 터보 분자 펌프(29)의 입구와의 사이를 연결하는 관로를 구비한 배기 라인 상에 배치되고, 도시하고 있지 않은 복수의 판 형상의 플랩으로서 각각이 관로의 유로 단면을 가로지르는 방향에 평행하게 배치된 축의 주위로 회전하는 플랩을 구비한 것이며, 이러한 플랩이 회전함으로써 관로의 유로 단면적이 가변적으로 증감된다. 제어 장치는, 압력계(27)로부터의 출력의 신호를 수신하여 이로부터 검출된 값에 의거하여 지령 신호를 발신하고, 처리실(4) 내의 압력이 소기의 값이 되도록 배기의 유량 또는 속도를, 플랩의 유로 단면에 대한 각도를 변화시켜 유로 단면적을 증감시켜 조절한다.
도 3은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a를 샤워 플레이트(2)를 통해, 및 프로세스 가스 b를 웨이퍼 탑재용 전극(10) 하방의 개구로부터, 처리실(4)에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 도면에 나타내는 예에서는, 프로세스 가스 a가 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍으로부터 처리실(4)에 공급되고, 프로세스 가스 b는 개구(31)로부터 처리실(4)에 공급되는 상태를 나타내고 있다.
이 상태에서는, 제어 장치는 지령 신호를 발신하여, 제 1 밸브 a(18)를 개방하고 제 2 밸브 b(21)를 폐색한다. 이 결과, 프로세스 가스 a는 제 1 가스 공급로를 지나 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍을 통해 처리실(4)에 공급된다. 한편, 제 1 밸브 b(19)가 폐색되고 제 2 밸브 b(22)가 개방된 결과, 프로세스 가스 b는 제 2 가스 공급로(20)를 지나 웨이퍼 탑재용 전극(10)의 하방에 배치된 개구(31)로부터 처리실(4)에 공급된다.
본 도면에서의 예에 있어서도, 도 2에 나타내는 경우와 동일하게, 처리실(4)에 공급되는 프로세스 가스 a의 유량은 Qa, 프로세스 가스 b의 유량은 Qb이고, 이 때문에, 이 도면의 상태에 있어서 처리실(4) 내에 공급되는 처리용 가스의 유량도 동일하게 Qa+Qb가 된다. 이 때문에, 진공 배기구(5)를 지나 배기되는 처리실(4) 내의 가스나 입자의 양은, 처리실(4) 내에 생성되는 물질의 양이 없거나 이를 무시하면, 프로세스 가스 유량 Qa+Qb와 동일하기 때문에, 가변 컨덕턴스 밸브(28)의 동작에 의해 실현되는 실효 배기 속도(Seff)는 도 2의 예와 동일한 것이 되고, 처리실(4) 내의 압력의 설정값도 동일하게 P가 된다.
도 4는, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치가 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b를 샤워 플레이트(2)를 통해 처리실(4)에 공급하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 도면에 나타내는 예에서는, 프로세스 가스 a가 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍으로부터 처리실(4)에 공급되고, 프로세스 가스 b는 개구(31)로부터 처리실(4)에 공급되는 상태를 나타내고 있다.
도 4의 예에서는, 제어 장치로부터의 지령에 의거하여 제 1 밸브 a(18)가 닫히고 제 2 밸브 a(21)가 열림으로써, 프로세스 가스 a는 제 2 가스 공급로(20)를 지나 개구(31)로부터 처리실(4)의 웨이퍼 탑재용 전극(10)의 하방의 공간에, 유량 Qa로 공급된다. 한편, 제 1 밸브 b(19)가 열리고 제 2 밸브 b(22)가 닫힘으로써, 프로세스 가스 b는 제 1 가스 공급로(17)를 지나 샤워 플레이트(2)의 관통 구멍으로부터 처리실(4)의 상부에, 유량 Qb로 공급된다.
이 상태에 있어서도, 처리실(4) 내에 생성되는 물질의 양을 무시하거나 0이라고 가정하면, 처리실(4)의 바닥면에 배치된 진공 배기구(5)로부터 배출되는 가스의 입자의 유량은 Qa+Qb가 되기 때문에, 터보 분자 펌프(29)에 의해 배기되는 유량은 도 2, 3의 경우와 동일하고, 가변 컨덕턴스 밸브(28)에 의해 실현되는 실효 배기 속도(Seff) 및 처리실(4) 내의 압력의 설정값도 이들과 동일한 것이 된다.
상기의 도 2 내지 4에 나타낸 어느 예에 있어서도, 처리실(4)에 유입하는 처리용 가스의 단위 시간당의 유량(유량 속도)은 변화하지 않는다. 이로부터, 에칭 처리의 개시 전에 이러한 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b가 혼합되어 구성된 처리용 가스의 전체의 유량에 적합하게 하여 처리실(4) 내의 압력을 소정의 범위 내의 값으로 유지할 수 있는 실행 배기 속도(Seff) 및 이에 대응하는 가변 컨덕턴스 밸브(28)의 각도를 실현해두면, 처리 중에 프로세스 가스 a를 이용한 단계와 프로세스 가스 b를 이용한 단계로 조건을 전환하는 에칭 처리에 있어서도, 당해 처리 중의 가스의 전환에 맞춰 처리실(4) 내의 압력이 변동하는 것이 저감된다.
이 때문에, 가스의 유량 또는 조성을 상이한 것으로 전환한 후에 처리실(4) 내의 압력이, 전환된 가스의 처리의 조건에 적합한 소기의 것이 될 때까지 조정될 때까지 처리의 개시를 대기하는 시간이 저감되어, 처리의 스루풋의 저하가 억제된다. 또한, 적합한 압력의 조건이 실현될 때까지 대기하지 않고 처리를 개시한 경우에 처리의 결과가 원하는 것으로부터 어긋나버려 처리의 수율이 손상되어버리는 것이 억제된다.
본 실시예에 있어서, 프로세스 가스 a를 이용한 단계 또는 프로세스 가스 b를 이용한 단계의 기간은 수초 이하의 것이다. 이와 같은 단계에서는, 통상 압력의 값이 정정(整定)될 때까지 십수초 정도를 필요로 하는 가변 컨덕턴스 밸브(28)를 이용한 조정에서는 추종할 수 없다는 문제가 생기하나, 상기 실시예의 프로세스 가스를 도입하는 구성에 의해, 처리실 내의 압력을 단시간에 소기의 것으로 할 수 있고, 프로세스 가스를 고속으로 전환하여 웨이퍼(11)의 처리 대상의 막을 에칭 처리하여 높은 가공의 정밀도를 실현할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 샤워 플레이트(2)를 통하지 않고 웨이퍼 탑재용 전극(11)의 탑재면의 하방으로부터 도입되는 프로세스 가스는 여기되어 있지 않은 순수한 상태의 가스이고, 대부분이 웨이퍼 탑재용 전극(11)의 하방에서 진공 배기구(5)로부터 배기되게 된다. 이 때문에, 상기 처리실(4)의 하방에 공급되는 프로세스 가스는 웨이퍼(11)의 에칭에는 실질적으로 기여하지 않도록 할 수 있다.
또한, 프로세스 가스 a, 프로세스 가스 b는 단체(單體)의 가스여도 되고, 복수 종류의 물질이 혼합된 복합 가스여도 되며, 일방에 포함되는 물질이 타방에도 포함되어 있어도 된다. 상기 도 3 및 도 4에 있어서, 샤워 플레이트(2)로부터 처리실(4)에 도입되어 에칭 처리에 이용되는 프로세스 가스 a와 프로세스 가스 b는, 동일한 물질이 혼합된 복합 가스로 그 조성 또는 유량이 서로 다른 것이어도 된다.
상기의 예에서는, 유량이나 조성을 포함하는 가스의 조건이 전환되는 복수의 단계에 있어서, 진공 배기구(5)로부터 배기되는 가스의 유량과 조성이 동일하거나 또는 동일하다고 간주할 수 있을 정도로 근사한 값이 되도록, 각각의 단계에 있어서 개구(31)로부터 조성과 유량이 조절된 가스가 공급된다. 또한, 실시예에서 서술한 2 라인의 가스 공급 라인에 한정되는 것이 아니고, 2 라인 이상의 복수의 라인에 있어서도 적용 가능하다.
본 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에서는, 특허문헌 2에 개시된 종래기술과 같이, 웨이퍼(11)의 처리 중에 당해 처리에 이용하는 가스의 조성을 전환하여 이것을 반복해서 행하는 처리에 있어서, 처리실 내의 압력의 변동을 억제하기 위한 조정용 가스를 배기 라인에 도입하여, 처리실의 배기용 개구로부터 처리실 내에 공급하는 구성에 있어서는 당해 배기구로부터 배기되는 유량을 배기 라인 상에 배치된 조절기(예를 들면, 상기 실시예의 가변 컨덕턴스 밸브(28)에 상당하는 것)를 동작시킬 수 없다는 요건이 없어, 웨이퍼(11)의 처리 중에 있어서도 가변 컨덕턴스 밸브(28)를 동작시킴으로써 처리실(4) 내의 압력을 조절할 수 있다.
본 실시예에서는, 이와 같은 구성을 구비함으로써, 처리 중에 생성된 반응 생성물에 의해 처리실(4) 내의 압력이 변동하거나 진공 배기구(5)로부터 유출되는 가스의 유량이 변동하는 것을 억제할 수 있다. 도 5 및 도 6을 이용하여 이것을 설명한다.
도 5 및 6은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련되는 플라즈마 처리 장치에 있어서 제 1 및 제 2 가스 공급로로부터 상이한 프로세스 가스를 공급하여 실시하는 처리 중에 반응 생성물이 형성되는 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 5는, 제 1 가스 공급로(17)를 통해 샤워 플레이트(2)로부터 프로세스 가스 b가 처리실(4)에 공급되고, 제 2 가스 공급로(20)를 통해 개구(31)로부터 프로세스 가스 a가 처리실(4)의 하부에 공급되는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 6은, 제 1 가스 공급로(17)를 통해 샤워 플레이트(2)로부터 프로세스 가스 a가 처리실(4)에 공급되고, 제 2 가스 공급로(20)를 통해 개구(31)로부터 프로세스 가스 b가 처리실(4)의 하부에 공급되는 예를 나타내고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(11)를 처리하는 동안, 처리실(4) 내에 형성된 플라즈마와 웨이퍼(11) 및 처리실(4)의 내측 표면을 구성하는 부재 사이의 상호작용에 의해, 반응 생성물이 처리실(4) 내에 형성된다. 이러한 반응 생성물은, 플라즈마가 형성되어 있는 동안에 플라즈마에 면하는 웨이퍼(11)나 처리실(4)의 내벽 표면의 부재를 구성하는 재료와 플라즈마 중의 입자가 물리적 또는 화학적으로 반응하여 형성되는 것이 일반적이다.
이 때문에, 이와 같은 반응 생성물이 형성되어 있는 처리 중에는, 처리실(4)의 내부의 공간에는 단위 시간당 유량 Qa+Qb의 프로세스 가스 a 및 프로세스 가스 b만이 아니라, 단위 시간당 생성량 Qg의 반응 생성물이(도시하고 있지 않은 내벽면이나 웨이퍼(11)의 표면의 도입 구멍으로부터) 도입되고 있다고 간주한다. 이로부터, 각각 유량이 Qa, Qb인 상이한 프로세스 가스를 이용한 조건의 처리 단계를 전환하여 반복하는 웨이퍼(11)의 처리 중에, 당해 처리 단계의 조건에 적합한 처리실(4) 내의 압력을 실현하기 위해서는, 프로세스 가스의 유량 Qa, Qb 및 반응 생성물의 형성량 Qg에 대응하여 진공 배기구(5)로부터의 가스의 배기량을 조절할 필요가 있다.
즉, 형성량 Qg의 반응 생성물도 가변 컨덕턴스 밸브(28)를 통해 터보 분자 펌프(29), 드라이 펌프(30)에 의해 배기된다. 도 6에 나타내는 예에서는, 그때, 배기 펌프의 회전수 또는 동작에 의한 배기의 능력이 일정하게 되어 있는 경우에는, 가변 컨덕턴스 밸브(28)가 도 2 내지 4에 나타내어지는 바와 같은 유량 Qa+Qb에 대응한 배기량이 되도록 조절된 플랩의 위치이면, 당해 위치에 대응한 실행 배기 속도(Seff)로 처리실(4) 내가 배기되기 때문에, Qg만큼 증대된 처리실(4) 내로의 가스의 도입량(Qa+Qb+Qg)에 대해서는 처리실(4) 내의 가스량이 도 2 내지 4의 예보다 증대하게 되어, 처리실(4) 내의 압력이 P1(>P)이 된다.
도 6에 나타내는 예에서는, 압력계(27)로부터의 출력으로부터 검출된 처리실(4) 내의 압력의 값을 소기의 P로 하기 위해, 제어 장치로부터의 지령 신호에 의거하여, 가변 컨덕턴스 밸브(28)의 플랩의 각도 위치가 조절되어 진공 배기구(5)로부터 배출되는 가스의 실효 배기 속도가 Seff로부터 Seff1로 변화한다. 도 2 내지 4에 나타내는 실시예와 같이, 웨이퍼(11)의 에칭 처리는, 그 처리 중에 샤워 플레이트(2)로부터 처리실(4) 내에 공급되는 처리용 가스가 프로세스 가스 a인 조건의 단계와 프로세스 가스 b인 조건의 단계 사이에서, 각각의 단계가 수초의 간격으로 주기적으로 전환되어 이것이 반복되고, 당해 처리에 이용되는 프로세스 가스의 공급 경로가 제 1 가스 공급로(17)와 제 2 가스 공급로(20)에 의해 전환되고 있으나, 진공 배기구(5)로부터 배기되는 가스 중에서 처리용 가스의 유량은 실질적으로 Qa+Qb인 채로 변화하고 있지 않다.
그래서, 도 6의 예에서는, 가변 컨덕턴스 밸브(28)의 개폐의 조절에 따른 실효 배기 속도의 증감에 의한 처리실(4) 내의 압력의 조절은, 반응 성생물에 대응하는 배기의 유량 Qg에 대해 실시하도록 해도 되는 것이 된다. 또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 여러가지 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다.
1 : 진공 용기
2 : 샤워 플레이트
3 : 유전체창
4 : 처리실
5 : 진공 배기구
6 : 도파관
7 : 공동 공진기
8 : 마그네트론
9 : 자장 발생 코일
10 : 웨이퍼 탑재용 전극
11 : 웨이퍼
12 : 매칭 회로
13 : 고주파 전원
14 : 필터
15 : 정전 흡착용 직류 전원
16 : 가스 공급 장치
17 : 제 1 공급로
18 : 제 1 밸브 a
19 : 제 1 밸브 b
20 : 제 2 공급로
21 : 제 2 밸브 a
22 : 제 2 밸브 b
23 : 가스 공급원 a
24 : 가스 공급원 b
25 : 매스플로우 컨트롤러 a
26 : 매스플로우 컨트롤러 b
27 : 압력계
28 : 가변 컨덕턴스 밸브
29 : 터보 분자 펌프
30 : 드라이 펌프
2 : 샤워 플레이트
3 : 유전체창
4 : 처리실
5 : 진공 배기구
6 : 도파관
7 : 공동 공진기
8 : 마그네트론
9 : 자장 발생 코일
10 : 웨이퍼 탑재용 전극
11 : 웨이퍼
12 : 매칭 회로
13 : 고주파 전원
14 : 필터
15 : 정전 흡착용 직류 전원
16 : 가스 공급 장치
17 : 제 1 공급로
18 : 제 1 밸브 a
19 : 제 1 밸브 b
20 : 제 2 공급로
21 : 제 2 밸브 a
22 : 제 2 밸브 b
23 : 가스 공급원 a
24 : 가스 공급원 b
25 : 매스플로우 컨트롤러 a
26 : 매스플로우 컨트롤러 b
27 : 압력계
28 : 가변 컨덕턴스 밸브
29 : 터보 분자 펌프
30 : 드라이 펌프
Claims (8)
- 진공 용기와, 이 진공 용기 내부에 배치된 처리실로서 그 내측의 상부를 구성하는 제 1 공간에서 플라즈마가 형성되는 처리실과, 이 처리실 내의 상기 제 1 공간의 하방에 배치되고 상기 플라즈마를 이용하여 처리되는 웨이퍼를 실을 수 있는 탑재면을 가진 시료대와, 상기 시료대의 하방에 배치된 상기 처리실의 배기구와, 이 배기구에 연결시켜 배치된 배기 펌프와, 상기 배기구로부터의 배기량을 조절하는 조절기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
상기 처리실 내의 상기 탑재면의 상방에서 상기 제 1 공간에 면하여 배치된 제 1 가스 공급구에 연통된 제 1 가스 공급 경로와, 상기 탑재면과 상기 배기 펌프의 사이에 배치되어 상기 처리실을 구성하는 제 2 공간에 면하여 배치된 제 2 가스 공급구에 연통된 제 2 가스 공급 경로와, 상기 웨이퍼의 처리 중에, 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계 및 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계를 소정의 주기로 전환하여 이들을 반복하는 제어기를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 처리용 가스는, 적어도 1종류의 물질로 구성되어 서로 조성이 상이한 것으로서 상기 제어기에 의해 상기 제 1 및 제 2 처리 단계 각각에 있어서 상기 물질의 유량의 합계가 소정의 허용 범위 내의 값으로 유지되는 플라즈마 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 웨이퍼의 처리 중에 당해 처리의 반응 생성물의 양에 의거하여 상기 처리실 내의 압력이 소정의 범위 내의 값이 되도록 상기 조절기를 조절하는 플라즈마 처리 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배기구가 상기 시료대의 바로 하방에서 이 하면과 상기 제 2 공간을 사이에 두고 배치되며, 상기 제 2 가스 공급구가 상기 시료대의 바로 하방에서 이 하면과 상기 제 2 공간에 면하여 배치된 플라즈마 처리 장치. - 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치된 시료대 상의 탑재면에 처리 대상인 웨이퍼를 탑재하고, 당해 시료대의 상방의 상기 처리실의 상부를 구성하는 제 1 공간 내에 플라즈마를 형성하며, 상기 웨이퍼를 처리하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
상기 처리실 내의 상기 탑재면의 상방에서 상기 제 1 공간에 면하여 배치된 제 1 가스 공급구에 연통된 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 상기 제 1 공간에 공급하면서 상기 진공 용기 하방에서 당해 진공 용기에 연결되어 상기 처리실 내를 배기하는 배기 펌프와 상기 탑재면의 사이에 배치되어 상기 처리실을 구성하는 제 2 공간에 면하여 배치된 제 2 가스 공급구에 연통된 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 상기 제 2 공간에 공급하고 상기 제 1 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 1 처리 단계와, 상기 제 1 공간에 상기 제 1 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 1 가스 공급구로부터 제 2 처리용 가스를 공급하면서 상기 제 2 공간에 상기 제 2 가스 공급 경로를 통하여 상기 제 2 가스 공급구로부터 제 1 처리용 가스를 공급하고 상기 제 2 처리용 가스를 이용하여 상기 웨이퍼가 처리되는 제 2 처리 단계가 소정의 주기로 전환되어 이들이 반복되고,
상기 제 1 및 제 2 처리용 가스가 적어도 1종류의 물질로 구성되어 서로 조성이 상이한 것으로서 상기 제 1 및 제 2 처리 단계 각각에 있어서 상기 물질의 유량의 합계가 소정의 허용 범위 내의 값으로 유지되는 플라즈마 처리 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 웨이퍼의 처리 중에 당해 처리의 반응 생성물의 양에 의거하여 상기 처리실 내의 압력이 소정의 범위 내의 값으로 조절되는 플라즈마 처리 방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 처리실의 배기구가 상기 시료대의 바로 하방에서 상기 제 2 공간을 사이에 두고 배치되며, 상기 제 2 가스 공급구가 상기 시료대의 바로 하방에서 이 하면과 상기 제 2 공간에 면하여 배치된 것인 플라즈마 처리 방법. - 삭제
- 삭제
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