KR101777729B1 - 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR101777729B1
KR101777729B1 KR1020110104401A KR20110104401A KR101777729B1 KR 101777729 B1 KR101777729 B1 KR 101777729B1 KR 1020110104401 A KR1020110104401 A KR 1020110104401A KR 20110104401 A KR20110104401 A KR 20110104401A KR 101777729 B1 KR101777729 B1 KR 101777729B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
processing
processing chamber
dielectric window
flow paths
Prior art date
Application number
KR1020110104401A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120038381A (ko
Inventor
하치시로 이이즈카
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20120038381A publication Critical patent/KR20120038381A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101777729B1 publication Critical patent/KR101777729B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

종래에 비해 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체를 제공한다. 유도 결합 플라즈마를 발생시켜 기판의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서, 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되고, 유전체창을 구비한 상부 덮개와, 상부 덮개에 설치된 복수의 가스 도입구와, 처리 챔버 밖의 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일과, 유전체창의 내측에 위치하도록 상기 상부 덮개에 지지되고, 투공을 가지는 1 매의 판체를 구비하고, 판체와 유전체창의 사이에 형성되고, 단부가 투공의 주연부에 개구하고 또한 가스 도입구와 연통된 복수의 홈 형상의 가스 유로를 통하여, 처리 챔버 내로 투공으로부터 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 구비하고 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING GAS SUPPLY STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 장치의 제조 분야 등에서는 반도체 웨이퍼 등의 기판에 성막 처리 또는 에칭 처리 등의 처리를 행하는 장치로서 유도 결합 플라즈마(ICP)를 이용하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다.
ICP를 이용한 플라즈마 처리 장치의 처리 가스 공급 구조체로서, 처리실의 상부에 고주파 코일을 설치한 플라즈마 처리 장치에서는, 예를 들면 기판의 주위인 고주파 코일과 기판 간의 공간에 환상(環狀)의 중공관으로 이루어진 처리 가스 공급 기구를 설치하고, 중공관의 내측에 형성된 복수의 가스 취출구로부터 기판의 상부의 공간으로 처리 가스를 분출시키는 방식이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 처리실의 측벽부에 고주파 코일을 설치한 플라즈마 처리 장치에서는, 예를 들면 처리실의 상부 중앙으로부터 기판의 상부의 공간으로 처리 가스를 분출시키는 방식이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
상기한 처리 가스 공급 구조체는 모두 홀 또는 슬릿의 개구에 의한 노즐 형상의 구조체를 이용한 방식이다. 처리실의 상부에 고주파 코일을 설치한 플라즈마 처리 장치의 경우, 기판의 상부에 가스를 도입하기 위한 큰 구조물이 존재하면, 그 구조물에 의해 차단되어 기판의 처리 상태가 불균일해질 우려가 있다. 또한, 기판의 상부 및 고주파 코일의 하부에 가스 확산실을 설치한 구성으로 할 경우에는 이 공간에서의 방전 현상을 방지하는 대책이 필요하게 된다. 이 때문에, 가스를 분출시키는 부위는 기본적으로 기판의 중앙부 및 외주부로 제약되고 있었다.
일본특허공개공보 2001-85413호 일본특허등록공보 3845154호
상술한 바와 같이, 종래의 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체에서는 가스를 분출시키는 부위가 제약되기 때문에, 처리 가스의 공급 상태를 제어하여 처리의 면 내 균일성을 향상시키는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 사정에 대처하여 이루어진 것으로, 종래에 비해 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시켜 상기 처리 챔버 내에 수용된 기판의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되고, 유전체창을 구비한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개에 설치되고, 상기 처리 챔버 내로 처리 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 도입구와, 상기 처리 챔버 밖의 상기 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일과, 상기 유전체창의 내측에 위치하도록 상기 상부 덮개에 지지되고, 투공(透孔)을 가지는 1 매의 판체를 구비하고, 상기 판체와 상기 유전체창의 사이에 형성되고, 단부(端部)가 상기 투공의 주연부에 개구하고 또한 상기 가스 도입구와 연통된 복수의 홈 형상의 가스 유로를 통하여, 상기 처리 챔버 내로 상기 투공으로부터 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치의 처리 가스 공급 구조체는, 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되고, 유전체창을 구비한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개에 설치되고, 상기 처리 챔버 내로 처리 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 도입구와, 상기 처리 챔버 밖의 상기 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일을 구비하고, 상기 고주파 코일에 고주파 전력을 인가함으로써 상기 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시켜, 상기 처리 챔버 내에 수용된 기판의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 처리 가스 공급 구조체로서, 상기 유전체창의 내측에 위치하도록 상기 상부 덮개에 지지되고, 투공을 가지는 1 매의 판체를 구비하고, 상기 판체와 상기 유전체창의 사이에 형성되고, 단부가 상기 투공의 주연부에 개구하고 또한 상기 가스 도입구와 연통된 복수의 홈 형상의 가스 유로를 통하여, 상기 처리 챔버 내로 상기 투공으로부터 처리 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래에 비해 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치의 단면 개략 구성을 도시한 도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 주요부 구성을 도시한 도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 주요부 단면 구성을 도시한 도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 주요부 단면 구성을 도시한 도이다.
이하에, 본 발명의 상세를 도면을 참조하여 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치(1)의 구성을 모식적으로 도시한 도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(1)는 처리 챔버(10)를 구비하고 있다. 처리 챔버(10)는 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등으로부터 대략 원통 형상으로 구성되어 있고, 상부에 개구를 가지는 용기 형상으로 형성된 처리 챔버 본체(11)와, 이 처리 챔버 본체(11)의 상부 개구를 덮도록 설치된 상부 덮개(12)로 그 주요부가 구성되어 있다.
상부 덮개(12)에는 석영 등으로 이루어진 유전체창(13)이 형성되어 있고, 처리 챔버(10)의 외측인 유전체창(13)의 상부 근방에 위치하도록 고주파 코일(14)이 설치되어 있다. 이 고주파 코일(14)은 도시하지 않은 고주파 전원에 접속되어 있고, 소정 주파수(예를 들면, 13.56 MHz)의 고주파 전력이 공급되도록 되어 있다.
처리 챔버(10)의 내부에는 유전체창(13)의 하방에 위치하도록, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 재치(載置)하기 위한 재치대(15)가 설치되어 있다. 재치대(15)의 기판 재치면에는 기판을 흡착하기 위한 도시하지 않은 정전 척 등이 설치되어 있다. 또한, 이 재치대(15)에는 바이어스 전압 인가를 위한 도시하지 않은 고주파 전원이 접속되어 있다. 재치대(15)의 주위에는 하방을 향해 배기하기 위한 환상(環狀)의 배기 공간(16)이 형성되어 있고, 배기 공간(16)에는 도시하지 않은 배기 장치와 연통된 배기구(17)가 형성되어 있다.
재치대(15)의 주위에는 재치대(15)의 상방의 처리 공간(18)과 배기 공간(16)을 구획하기 위한 배플판(19)이 설치되어 있다. 또한, 처리 챔버 본체(11)의 측벽 부분에는 처리할 기판을 반입, 반출하기 위한 반입·반출구(20)가 형성되어 있다. 이 반입·반출구(20)에는 게이트 밸브 등의 도시하지 않은 개폐 기구가 설치되어 있다.
유전체창(13)의 내측에는 처리 가스 공급 기구(30)가 설치되어 있다. 이 처리 가스 공급 기구(30)는 도 3, 도 4에 확대하여 도시한 바와 같이, 1 매의 판체(31)를 구비하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 판체(31)에는 복수의 원형의 투공(透孔)(32)이 형성되어 있고, 그 중앙부에도 투공(32)이 형성되어 있기 때문에 전체 형상이 환상으로 되어 있다.
판체(31)는 유전체, 예를 들면 석영 또는 세라믹으로 구성되어 있다. 이 판체(31)는 두께를 3 mm 이상, 예를 들면 6 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 판체(31)의 상면에는 외주부로부터 내주측의 어느 한 투공(32)의 주연부에 이르도록, 직경 방향을 따라 복수의 홈이 형성되어 있고, 이 홈에 의해 유전체창(13)과 판체(31)의 사이에 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)가 형성되도록 되어 있다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유전체창(13) 및 판체(31)의 주위를 둘러싸도록, 환상으로 형성된 환상 부재(40)가 설치되어 있다. 이 환상 부재(40)의 하측 내주부에는 환상으로 내주측으로 돌출된 돌출부(45)가 형성되어 있다. 이 돌출부(45)에는 외주측이 높고 내주측이 낮아지도록 단차가 형성되어 있고, 외주측의 높은 단차부가 유전체창(13)의 하측면 주연부를 지지하기 위한 유전체창 지지부(45a), 내측의 낮은 단차부가 판체(31)의 하측면 주연부를 지지하기 위한 판체 지지부(45b)로 되어 있다. 또한, 유전체창 지지부(45a)에는 유전체창(13)과 환상 부재(40)의 사이를 기밀하게 밀봉하기 위한 O링(46)이 설치되어 있다.
판체(31)의 하측면 주연부와 접촉된 판체 지지부(45b)의 상면측에는 복수(본 실시예에서는 4 개)의 환상 홈이 형성되어 있고, 판체(31)와 판체 지지부(45b)를 접촉시킴으로써 환상 홈의 상측이 판체(31)에 의해 기밀하게 폐색되고, 환상 홈의 부분이 환상 가스 유로(41 ~ 44)가 되도록 구성되어 있다. 또한, 이들 환상 가스 유로(41 ~ 44)끼리의 사이 및 가장 내주측인 환상 가스 유로(44)의 내주측에는 각각 O링(47)이 설치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상부 덮개(12)의 구성 부재인 환상 부재(40)의 상면에는 복수(본 실시예에서는 4 개)의 가스 도입구(61 ~ 64)가 설치되어 있다. 이들 가스 도입구(61 ~ 64) 중 가스 도입구(61, 62)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 환상 부재(40)에 형성된 처리 가스 도입로(81, 82)를 개재하여 환상 가스 유로(41, 42)와 연통되어 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 가스 도입구(63, 64)에 대해서도 마찬가지로 환상 부재(40)에 형성된 처리 가스 도입로(83, 84)를 개재하여 환상 가스 유로(43, 44)와 연통되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 중 홈 형상 가스 유로(51)의 외주측 단부(端部)에는 외주측 투공(51a)이 형성되어 있고, 이 외주측 투공(51a)에 의해 홈 형상 가스 유로(51)가 환상 가스 유로(41)와 연통되어 있다.
마찬가지로, 도 4에 도시한 바와 같이, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 중 홈 형상 가스 유로(54)의 외주측 단부에는 외주측 투공(54a)이 형성되어 있고, 이 외주측 투공(54a)에 의해 홈 형상 가스 유로(54)가 환상 가스 유로(44)와 연통되어 있다. 또한, 홈 형상 가스 유로(52, 53)에 대해서도 도시하지는 않지만 마찬가지로 환상 가스 유로(42, 43)와 연통되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)는 각각 둘레 방향을 따라 등간격으로 복수 개(도 2에 도시한 예에서는 4 개씩 합계 16 개) 형성되어 있고, 또한 둘레 방향의 위치가 겹치지 않도록 형성되어 있다. 본 실시예에서는 최외주부에 형성된 환상 가스 유로(41)와 연통되어 있는 홈 형상 가스 유로(51)의 길이가 가장 길고, 판체(31)의 내주부까지 연장되어 있으며, 홈 형상 가스 유로(52), 홈 형상 가스 유로(53), 홈 형상 가스 유로(54) 순으로 길이가 짧아지는 구성으로 되어 있다.
이들 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)는 각각 환상의 고주파 코일(14)과 직교하도록 형성되어 있고, 고주파 코일(14)에 의해 유도되는 전자계(電磁界)에 의해, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 내에서 방전이 발생하기 어려운 구조로 되어 있다. 또한, 이들 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)를 형성하기 위한 홈은, 예를 들면 깊이 1 mm ~ 2 mm 정도로 하는 것이 바람직하다.
판체(31) 및 유전체창(13)의 고정은 판체 지지부(45b)에 판체(31)를 재치한 뒤 판체(31) 상에 위치하도록 유전체창 지지부(45a)에 유전체창(13)을 재치하고, 이어서, 유전체창(13) 상에 환상의 누름 부재(65)를 배치하여, 누름 부재(65)를 환상 부재(40)에 볼트 등에 의해 고정하여 유전체창(13)의 주위를 하방을 향해 압압한 상태로 함으로써 행할 수 있다.
상기 구성의 처리 가스 공급 기구(30)에서는 가스 도입구(61 ~ 64)로부터 도입된 처리 가스가 처리 가스 도입로(81 ~ 84), 환상 가스 유로(41 ~ 44), 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)를 거쳐 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)가 개구되는 투공(32)의 부분으로부터 처리 챔버(10) 내로 공급된다.
이 처리 가스 공급 기구(30)에서는 고주파 코일(14)의 바로 옆에 가스 확산실이 없는 구조로 되어 있기 때문에, 가스 확산실 내에서의 방전의 발생 대책을 행할 필요가 없다. 또한, 기판의 중앙부 및 주변부에 한정되지 않고, 처리 가스의 분출 위치를 기판의 직경 방향의 임의의 복수의 위치에 설정할 수 있으므로, 처리 가스를 기판의 상방의 처리 공간(18)으로 균일하게 공급하여, 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 원하는 바에 따라 처리 가스를 처리 공간(18) 내로 불균일하게 공급하여, 플라즈마 처리 상태를 임의로 제어할 수도 있다.
또한, 처리 가스 공급 기구(30)에서 유전체창(13)과 기판의 사이에 개재하는 부재는 실질적으로 두께가 얇은 1 매의 판체(31)뿐이므로, 유전체창(13)(판체(31))과 재치대(15) 상의 기판 간의 간격을 좁게 설정하고(예를 들면, 10 mm ~ 40 mm 정도), 처리 공간(18)을 좁게 하여, 실질적으로 고주파 코일(14)과 기판의 거리를 근접시킨 내로우(narrow) 갭에 의한 처리를 적합하게 행할 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이 유전체창(13)과 기판의 사이에 개재하는 부재는 실질적으로 두께가 얇은 1 매의 판체(31)뿐이므로, 고주파 코일(14)과 기판의 거리를 쉽게 근접시킬 수 있다. 또한, 처리 가스 공급 기구(30)에서는 처리 가스의 처리 챔버(10) 내로의 공급 위치의 높이가 모두 일정하여, 일정한 높이 위치로부터 처리 가스가 공급되므로, 내로우 갭에 의한 처리를 행할 경우라도 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 유전체창(13)과 기판의 사이에 개재하는 부재가 실질적으로 평면 형상의 판체(31)뿐이고, 요철 형상이 되지 않기 때문에, 기판과 판체(31) 간의 간격을 기판 전체 면에 걸쳐 대략 일정하게 할 수 있고, 내로우 갭에 의한 처리를 행할 경우라도 처리의 면 내 균일성의 향상을 도모할 수 있다.
상기한 바와 같이, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)는 고주파 코일(14)과 직교하도록 형성되어 있고, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 내에서의 방전의 발생 가능성은 낮다. 그러나, 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 내에서의 방전의 발생을 확실히 방지하기 위해서는 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)의 부분에 금속막을 형성하여, 이 금속막을 접지 전위 혹은 다른 전위로 설정해도 좋다.
상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)에 의해 반도체 웨이퍼의 플라즈마 에칭을 행할 경우, 도시하지 않은 개폐 기구를 열어 반입·반출구(20)로부터 처리 챔버(10) 내로 기판을 반입하고, 재치대(15)에 재치하여 정전 척에 의해 흡착한다.
이어서, 반입·반출구(20)의 도시하지 않은 개폐 기구를 닫아 배기구(17)로부터 도시하지 않은 진공 펌프 등에 의해 처리 챔버(10) 내를 소정의 진공도가 될 때까지 진공 배기한다.
이 후, 소정 유량의 소정의 처리 가스(에칭 가스)를 처리 가스 공급 기구(30)에 의해 처리 챔버(10) 내로 공급한다. 이때, 가스 도입구(61 ~ 64)로부터 도입된 처리 가스가 처리 가스 도입로(81 ~ 84), 환상 가스 유로(41 ~ 44), 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)를 거쳐 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54)가 개구되는 투공(32)의 부분으로부터 처리 챔버(10) 내로 공급된다.
그리고, 처리 챔버(10) 내의 압력이 소정의 압력으로 유지된 후, 고주파 코일(14)에 소정의 주파수의 고주파 전력이 인가된다. 이에 따라, 처리 챔버(10) 내의 기판의 상방의 처리 공간(18) 내에는 에칭 가스의 ICP 플라즈마가 발생한다. 또한, 필요에 따라, 재치대(15)에 도시하지 않은 고주파 전원으로부터 바이어스용의 고주파 전압이 인가되어, ICP 플라즈마에 의한 기판의 플라즈마 에칭이 행해진다.
이때, 처리 가스 공급 기구(30)에 의해 처리 챔버(10) 내의 분산된 복수 개소 또한 동일 높이 위치로부터 처리 가스를 공급하므로, 기판에 공급되는 처리 가스를 보다 균일화할 수 있다. 또한, 처리 가스 공급 기구(30)는 유전체로 이루어진 1 매의 판체(31)로 구성되어 있고, 유전체창(13)과 일체적으로 구성되어 있으므로, 유전체창(13)을 개재하여 처리 공간으로 유도되는 전자장이 차단되어, 기판의 처리 상태가 불균일해지는 것도 억제할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 상태를 균일화할 수 있어, 기판의 각 부에 균일한 에칭 처리를 실시할 수 있다. 즉, 처리의 면 내 균일성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 소정의 플라즈마 에칭 처리가 종료되면, 고주파 전력의 인가 및 처리 가스의 공급이 정지되고, 상기한 순서와는 반대의 순서로 기판이 처리 챔버(10) 내로부터 반출된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 각종의 변형이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 처리 가스 공급 기구(30)의 환상 가스 유로(41 ~ 44), 홈 형상 가스 유로(51 ~ 54) 등의 수는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 몇 개여도 좋다.
1 : 플라즈마 에칭 장치
10 : 처리 챔버
11 : 처리 챔버 본체
12 : 상부 덮개
13 : 유전체창
14 : 고주파 코일
15 : 재치대
30 : 처리 가스 공급 기구
31 : 판체
32 : 투공
51 ~ 54 : 홈 형상 가스 유로

Claims (14)

  1. 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시켜 상기 처리 챔버 내에 수용된 기판의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되고, 유전체창을 구비한 상부 덮개와,
    상기 상부 덮개에 설치되고, 상기 처리 챔버 내로 처리 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 도입구와,
    상기 처리 챔버 밖의 상기 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일과,
    상기 유전체창의 내측에 위치하도록 상기 상부 덮개에 지지되고, 투공(透孔)을 가지는 1 매의 판체를 구비하고, 상기 판체와 상기 유전체창의 사이에 형성되고 단부(端部)가 상기 투공의 주연부에 개구되고 또한 상기 복수의 가스 도입구와 연통된 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로를 거쳐, 상기 처리 챔버 내로 상기 투공으로부터 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
    상기 유전체창 및 상기 판체의 주위를 둘러싸도록 설치되고, 상기 판체의 하측 주연부와 접촉하여, 상기 판체와의 사이에 복수의 환상(環狀) 가스 유로를 형성하는 환상 부재
    를 구비하고,
    상기 복수의 환상 가스 유로를 개재(介在)하여 상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로가 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판체가 유전체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 판체가 석영 또는 세라믹으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판체가 환상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로는 상기 고주파 코일과 직교하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로의 부분에 금속 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 챔버 내에서의 상기 판체와 상기 기판의 간격이 10 mm ~ 40 mm 범위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되고, 유전체창을 구비한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개에 설치되고, 상기 처리 챔버 내로 처리 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 도입구와, 상기 처리 챔버 밖의 상기 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일과, 복수의 환상 가스 유로를 형성하는 환상 부재를 구비하고, 상기 고주파 코일에 고주파 전력을 인가함으로써 상기 처리 챔버 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시켜, 상기 처리 챔버 내에 수용된 기판의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 처리 가스 공급 구조체로서,
    상기 처리 가스 공급 구조체는 상기 유전체창의 내측에 위치하도록 상기 상부 덮개에 지지되고, 투공을 가지는 1 매의 판체를 구비하고, 상기 판체와 상기 유전체창의 사이에 형성되고, 단부가 상기 투공의 주연부에 개구하고, 상기 복수의 가스 도입구와 연통된 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로를 거쳐, 상기 처리 챔버 내로 상기 투공으로부터 처리 가스를 공급하고, 상기 환상 부재는 상기 판체의 하측 주연부와 접촉하여 상기 판체와의 사이에서 상기 복수의 환상 가스 유로를 형성하고, 상기 복수의 환상 가스 유로를 개재(介在)하여 상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로가 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 가스 공급 구조체.
  10. 플라즈마 처리 장치로서,
    유도 결합 플라즈마를 발생시켜 기판의 처리를 행하는 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버의 상부 개구를 덮도록 설치되는 상부 덮개와,
    상기 기판을 재치하는 재치대와,
    상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 장치와 연통된 배기구
    를 포함하고,
    상기 상부 덮개는,
    유전체창과,
    상기 유전체창의 주위를 둘러싸도록 설치되고 상기 유전체창을 지지하는 환상 부재와,
    상기 처리 챔버 밖의 상기 유전체창의 상부에 설치된 고주파 코일과,
    상기 처리 챔버 내로 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와,
    상기 환상 부재에 설치된 복수의 가스 도입구
    를 구비하고,
    상기 처리 가스 공급 기구는,
    상기 상부 덮개에 의해 지지되고 투공을 가지는 판체와,
    상기 판체와 상기 유전체창 사이에 형성된 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로와,
    상기 환상 부재 내에 형성되고, 상기 복수의 가스 도입구 및 상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로와 연통하는 복수의 처리 가스 도입로와,
    상기 복수의 처리 가스 도입로 및 상기 복수의 가스 도입구와 연통하는 복수의 환상 가스 유로
    를 구비하고,
    상기 환상 부재는 상기 판체를 둘러싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 판체가 환상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로는 상기 고주파 코일과 직교하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 홈 형상의 선형 가스 유로의 부분에 금속 박막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 챔버 내에서의 상기 판체와 상기 기판의 간격이 10 mm ~ 40 mm 범위로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
KR1020110104401A 2010-10-13 2011-10-13 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체 KR101777729B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010230679A JP5718011B2 (ja) 2010-10-13 2010-10-13 プラズマ処理装置及びその処理ガス供給構造
JPJP-P-2010-230679 2010-10-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120038381A KR20120038381A (ko) 2012-04-23
KR101777729B1 true KR101777729B1 (ko) 2017-09-12

Family

ID=45933069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110104401A KR101777729B1 (ko) 2010-10-13 2011-10-13 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9117633B2 (ko)
JP (1) JP5718011B2 (ko)
KR (1) KR101777729B1 (ko)
CN (1) CN102573263B (ko)
TW (1) TWI538048B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11145532B2 (en) * 2018-12-21 2021-10-12 Toto Ltd. Electrostatic chuck
CN116864415A (zh) * 2023-07-07 2023-10-10 北京屹唐半导体科技股份有限公司 工艺平台

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6033585A (en) 1996-12-20 2000-03-07 Lam Research Corporation Method and apparatus for preventing lightup of gas distribution holes
US6209480B1 (en) 1996-07-10 2001-04-03 Mehrdad M. Moslehi Hermetically-sealed inductively-coupled plasma source structure and method of use
JP2005209885A (ja) 2004-01-22 2005-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマエッチング装置
JP2008108796A (ja) 2006-10-23 2008-05-08 Hokuriku Seikei Kogyo Kk ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3243125B2 (ja) * 1994-06-27 2002-01-07 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US5522934A (en) * 1994-04-26 1996-06-04 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus using vertical gas inlets one on top of another
US5746875A (en) 1994-09-16 1998-05-05 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
JP3501930B2 (ja) * 1997-12-01 2004-03-02 株式会社ルネサステクノロジ プラズマ処理方法
JP3485505B2 (ja) 1999-09-17 2004-01-13 松下電器産業株式会社 処理装置
JP3599619B2 (ja) * 1999-11-09 2004-12-08 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
US6444040B1 (en) 2000-05-05 2002-09-03 Applied Materials Inc. Gas distribution plate
US6716303B1 (en) * 2000-10-13 2004-04-06 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor having a chamber with electrodes and a coil for plasma excitation and method of operating same
JP4572100B2 (ja) * 2004-09-28 2010-10-27 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマ処理装置
TWI423308B (zh) 2005-09-01 2014-01-11 Panasonic Corp A plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a dielectric window for use therefor and a method of manufacturing the same
US20090065146A1 (en) * 2006-03-06 2009-03-12 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
CN201313934Y (zh) * 2008-09-10 2009-09-23 李刚 一种用于化学气相淀积的气体导入装置
JP5740203B2 (ja) * 2010-05-26 2015-06-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びその処理ガス供給構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6209480B1 (en) 1996-07-10 2001-04-03 Mehrdad M. Moslehi Hermetically-sealed inductively-coupled plasma source structure and method of use
US6033585A (en) 1996-12-20 2000-03-07 Lam Research Corporation Method and apparatus for preventing lightup of gas distribution holes
JP2005209885A (ja) 2004-01-22 2005-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマエッチング装置
JP2008108796A (ja) 2006-10-23 2008-05-08 Hokuriku Seikei Kogyo Kk ガス放出孔部材を一体焼結したシャワープレートおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102573263B (zh) 2015-04-15
TW201234476A (en) 2012-08-16
TWI538048B (zh) 2016-06-11
JP5718011B2 (ja) 2015-05-13
JP2012084734A (ja) 2012-04-26
CN102573263A (zh) 2012-07-11
US9117633B2 (en) 2015-08-25
US20120090783A1 (en) 2012-04-19
KR20120038381A (ko) 2012-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI804472B (zh) 電漿屏、電漿處理腔室和處理基板的方法
KR102002083B1 (ko) 전세정 챔버 및 플라즈마 처리 장치
KR101859555B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조
US8152925B2 (en) Baffle plate and substrate processing apparatus
US20090165722A1 (en) Apparatus for treating substrate
KR20120100750A (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2008235611A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP4286576B2 (ja) プラズマ処理装置
KR102278074B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101777729B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 그 처리 가스 공급 구조체
JP3889280B2 (ja) プラズマ処理装置
KR101547319B1 (ko) 플라즈마 식각 장치
KR101287081B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US20120180953A1 (en) Plasma processing apparatus and wave retardation plate used therein
JP2015084307A (ja) プラズマ処理装置
KR102000012B1 (ko) 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR100683255B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 배기 장치
CN116364517A (zh) 基板处理设备
JP2022136698A (ja) プラズマ処理装置およびそのメンテナンス方法
TW202341277A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理裝置之製造方法
KR20180019796A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2016134460A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2010245145A (ja) プラズマ処理装置
KR20080058626A (ko) 유도 결합형 플라즈마 안테나와, 이를 이용한 기판 처리장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant