KR101781285B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101781285B1
KR101781285B1 KR1020160004849A KR20160004849A KR101781285B1 KR 101781285 B1 KR101781285 B1 KR 101781285B1 KR 1020160004849 A KR1020160004849 A KR 1020160004849A KR 20160004849 A KR20160004849 A KR 20160004849A KR 101781285 B1 KR101781285 B1 KR 101781285B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antennas
main surface
inductively coupled
plasma
substrate
Prior art date
Application number
KR1020160004849A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160090746A (ko
Inventor
노리타카 요네야마
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20160090746A publication Critical patent/KR20160090746A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101781285B1 publication Critical patent/KR101781285B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • 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
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • 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

Abstract

(과제) 플라즈마 이온 밀도 분포의 균일성을 높일 수 있는 기술을 제공한다.
(해결수단) 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 가, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 중앙부에 대향하여 배치된 적어도 1 개의 기준 안테나 (41a) 와, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 단부에 대향하여 배치된 복수의 보조 안테나 (41b) 를 갖는다. 고주파 전력 공급부는 적어도 1 개의 기준 안테나 (41a) 와 복수의 보조 안테나 (41b) 에서 상이한 고주파 전력을 공급 가능하다. 이 때문에, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 중앙부와 단부에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기재에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1 에는, 기판의 주면 (主面) 에 박막 형성 등의 표면 처리를 실시하는 유도 결합 방식의 장치가 개시되어 있다. 이 장치는, 평면 형상이 직사각형인 진공 용기의 4 변의 각각에 복수 개의 안테나를 형성하고, 4 변에 형성된 복수 개의 안테나에 고주파 전력을 병렬로 공급한다. 이로써, 이 장치는 플라즈마를 발생시켜 대면적의 기판에 대한 처리를 실시한다.
일본 특허 제3751909호
예를 들어, 플라즈마 CVD 에 의한 균일한 막두께를 갖는 박막의 형성, 또는 플라즈마 에칭 등에 의한 균일한 플라즈마 처리를 실시하기 위해서는, 대상물의 주면 근방에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포를 균일하게 하는 것이 요구된다.
그러나 플라즈마 처리에 있어서는, 챔버 내의 반응 프로세스가, 챔버 내의 압력, 프로세스 가스의 유량, 조성, 각 안테나간 거리, 각 안테나와 챔버 내 벽면과의 거리 등에 영향을 받는 복잡한 프로세스가 된다. 이 때문에, 특허문헌 1 의 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 대상물의 주면의 근방에 있어서 플라즈마 이온 밀도 분포를 균일화하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 플라즈마 이온 밀도 분포의 균일성을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 형성하는 진공 챔버와, 상기 처리 공간 내에서 처리 대상이 되는 기재를 유지하는 유지부와, 상기 처리 공간 내에서, 상기 유지부에 유지된 상기 기재의 주면에 대향하여 배치된 복수의 유도 결합형 안테나와, 상기 복수의 유도 결합형 안테나에 각각 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와, 상기 처리 공간에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고, 상기 복수의 유도 결합형 안테나는, 상기 주면의 중앙부에 대향하여 배치된 적어도 1 개의 기준 안테나와, 상기 주면의 단부 (端部) 에 대향하여 배치된 복수의 보조 안테나를 갖고, 상기 고주파 전력 공급부는, 상기 적어도 1 개의 기준 안테나와 상기 복수의 보조 안테나에서 상이한 고주파 전력을 공급 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 중앙부는 상기 주면에 있어서의 이차원적인 중앙에 위치하고, 상기 단부는 상기 중앙부의 주위에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 중앙부는 상기 주면에 있어서의 일차원적인 중앙에 위치하고, 상기 단부는 상기 중앙부의 양측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 고주파 전력 공급부는 상기 복수의 보조 안테나의 각각에 대하여 개별적으로 상이한 고주파 전력을 공급 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 주면은 상기 주면을 보는 평면시 (平面視) 에 있어서 기하학적으로 대칭 형상이고, 상기 복수의 보조 안테나는 상기 기재의 기하학적인 대칭성에 대응하여 대칭 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 5 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 기재는 직사각형이고, 상기 적어도 1 개의 기준 안테나는 1 개의 기준 안테나이고, 상기 복수의 보조 안테나는 4 개의 보조 안테나이고, 상기 1 개의 기준 안테나는 상기 기재의 상기 주면의 중심 위치에 대향하여 배치되고, 상기 4 개의 보조 안테나의 각각은 상기 기재의 상기 주면의 4 모서리의 각각에 대향하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 7 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 주면을 보는 평면시에 있어서 서로 직교하는 제 1 방향과 제 2 방향이 규정되고, 상기 복수의 유도 결합형 안테나가 생성하는 복수의 유도 결합 플라즈마의 각각은 상기 평면시에 있어서 상기 제 1 방향을 지향하고 있고, 상기 복수의 유도 결합형 안테나의 상기 제 1 방향의 배치 간격이 상기 복수의 유도 결합형 안테나의 상기 제 2 방향의 배치 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 8 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 7 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 복수의 유도 결합 플라즈마의 각각은, 상기 평면시에 있어서 상기 제 1 방향을 장축 방향으로 하고 상기 제 2 방향을 단축 방향으로 하는 타원 형상의 등(等)플라즈마 밀도선으로 표현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 9 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 복수의 유도 결합형 안테나 중 서로 인접하는 각 2 개의 안테나의 간격은, 상기 각 2 개의 안테나가 개별적으로 플라즈마를 생성하는 경우의, 인접 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 각각의 반값 반폭의 합 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 10 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 9 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 각 2 개의 안테나의 간격은 300 ㎜ 이상 떨어져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 11 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태 내지 제 10 양태 중 어느 것에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 가스 공급부는 상기 기재의 상기 주면에 막을 형성하기 위한 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 12 양태에 관련된 플라즈마 처리 장치는, 본 발명의 제 1 양태 내지 제 10 양태 중 어느 것에 관련된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 가스 공급부는 상기 기재의 상기 주면을 에칭하기 위한 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 양태 내지 제 12 양태에서는, 복수의 유도 결합형 안테나가, 기재의 주면의 중앙부에 대향하여 배치된 적어도 1 개의 기준 안테나와, 기재의 주면의 단부에 대향하여 배치된 복수의 보조 안테나를 갖고, 고주파 전력 공급부는 적어도 1 개의 기준 안테나와 복수의 보조 안테나에서 상이한 고주파 전력을 공급 가능하다. 이 때문에, 기재의 주면의 중앙부와 단부에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
본 발명의 제 4 양태에서는, 고주파 전력 공급부가, 복수의 보조 안테나의 각각에 대해 개별적으로 상이한 고주파 전력을 공급 가능하다. 이 때문에, 기재의 주면의 근방에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
본 발명의 제 5 양태에서는, 기재의 주면은 그 주면을 보는 평면시에 있어서 기하학적으로 대칭 형상이고, 복수의 보조 안테나는 기재의 기하학적 대칭성에 대응하여 대칭 배치되어 있다. 이와 같이, 처리 대상물 (기재) 의 형상에 대응하여 처리 주체 (안테나) 가 배치됨으로써, 기재의 주면의 근방에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
본 발명의 제 7 양태에서는, 기재의 주면을 보는 평면시에 있어서 서로 직교하는 제 1 방향과 제 2 방향이 규정되어, 복수의 유도 결합형 안테나가 생성하는 복수의 유도 결합 플라즈마의 각각은 이 평면시에 있어서 제 1 방향을 지향하고 있고, 복수의 유도 결합형 안테나의 제 1 방향의 배치 간격이 제 2 방향의 배치 간격보다 크다. 즉, 생성되는 유도 결합 플라즈마의 지향성이 큰 제 1 방향에서 각 안테나가 드문드문하게 배치되고, 생성되는 유도 결합 플라즈마의 지향성이 작은 제 2 방향에서 각 안테나가 조밀하게 배치된다. 이와 같이, 각 유도 결합형 안테나의 전기적 특성에 따라서 각 유도 결합형 안테나의 배치 밀도가 정해짐으로써, 기재의 주면의 근방에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
본 발명의 제 9 양태에서는, 복수의 유도 결합형 안테나 중 서로 인접하는 각 2 개의 안테나의 간격이, 각 2 개의 안테나가 개별적으로 플라즈마를 생성하는 경우의, 인접 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 각각의 반값 반폭의 합 이상으로 되어 있다. 이와 같이, 인접하는 각 2 개의 안테나의 간격이 특정 거리 이상으로 됨으로써, 각 2 개의 안테나 사이에서의 상호 작용이 저감되어, 기재의 주면의 근방에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
도 1 은 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 XZ 측면도이다.
도 2 는 5 개의 유도 결합형 안테나와 기재의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 상면도 (上面圖) 이다.
도 3 은 1 개의 유도 결합형 안테나에 의해서 발생하는 플라즈마 이온 밀도 분포를 등치선 형식으로 나타내는 상면도이다.
도 4 는 360 ㎜ 의 간격으로 배치된 2 개의 유도 결합형 안테나를 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포의 측정예를 그래프 형식으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 180 ㎜ 의 간격으로 배치된 2 개의 유도 결합형 안테나를 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포의 측정예를 그래프 형식으로 나타내는 도면이다.
도 6 은 1 개의 기준 안테나만을 점등한 경우에 있어서의 기재의 주면 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다.
도 7 은 1 개의 기준 안테나 및 4 개의 보조 안테나를 점등한 경우에 있어서의 기재의 주면 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다.
도 8 은 6 개의 유도 결합형 안테나와 기재의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
도 9 는 2 개의 기준 안테나만을 점등한 경우에 있어서의 기재의 주면 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다.
도 10 은 2 개의 기준 안테나 및 4 개의 보조 안테나를 점등한 경우에 있어서의 기재의 주면 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도면에서는 동일한 구성 및 기능을 갖는 부분에 동일한 부호가 부여되고, 하기 설명에서는 중복되는 설명은 생략된다. 또한, 각 도면은 모식적으로 나타낸 것이다. 또, 일부 도면에는, 방향 관계를 명확하게 할 목적에서 Z 축을 연직 방향의 축으로 하고 XY 평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교 좌표축이 적절히 부가되어 있다.
<1. 제 1 실시형태>
<1.1. 플라즈마 처리 장치 (100) 의 전체 구성>
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 플라즈마 처리 장치 (100) 의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 XZ 측면도이다. 도 2 는, 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 과 기재 (9) 의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
플라즈마 처리 장치 (100) 는, 처리 대상물인 기재의 주면 (S) 을 에칭하는 장치이다. 플라즈마 처리 장치 (100) 는, 내부에 처리 공간 (V) 를 형성하는 처리 챔버 (1) 와, 처리 공간 (V) 내에서 기재 (9) 를 유지하는 유지부 (2) 와, 처리 공간 (V) 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부 (4) 와, 처리 공간 (V) 에 가스를 공급하는 가스 공급부 (6) 와, 처리 공간 (V) 내로부터 가스를 배기하는 배기부 (7) 를 구비한다. 또한, 플라즈마 처리 장치 (100) 는, 상기한 각 구성 요소를 제어하는 제어부 (8) 를 구비한다.
처리 챔버 (1) 는 내부에 처리 공간 (V) 을 갖는 중공 (中空) 의 부재이다. 여기서, 처리 공간 (V) 이란, 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해 플라즈마 처리 (본 실시형태에서는 에칭 처리) 가 실행되는 공간이다.
처리 챔버 (1) 의 천판 (天板) (11) 에는, 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 를 연직 방향을 따라서 관통시키기 위한 복수의 관통공이 형성되어 있다. 각 유도 결합형 안테나 (41) 는 측면시에 있어서 대략 U 자 형상의 안테나로, 그 원호상 부분이 처리 공간 (V) 측으로 돌출되도록 천판 (11) 에 형성된다. 유도 결합형 안테나 (41) 중 연직 방향으로 신장되는 2 군데가 2 개의 관통공을 통과하여, 그 유도 결합형 안테나 (41) 가 천판 (11) 에 고정된다. 본 실시형태에서는, 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 가 10 개의 관통공을 통하여 천판 (11) 에 고정된다. 각 관통공은 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해 막혀 있어, 처리 챔버 (1) 내의 밀폐성이 유지된다.
유지부 (2) 는, 기재 (9) 를 그 주면 (S) 이 상방을 향하도록 수평 자세로 유지한다. 이로써, 유지부 (2) 에 유지된 기재 (9) 의 주면 (S) 은, 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 와 대향하여 배치된다. 유지부 (2) 의 하방에는, 기재 (9) 를 가열 또는 냉각시키기 위한 온도 조절 기구 (도시 생략) 가 형성되어도 된다.
플라즈마 발생부 (4) 는, 처리 공간 (V) 내에 있어서 에칭 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 발생부 (4) 는, 유도 결합 타입의 고주파 안테나인 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 를 구비한다. 각 유도 결합형 안테나 (41) 는, 금속제의 파이프상 도체를 U 자 형상으로 구부린 것을 석영 등의 유전체로 피복한 것이다. 유도 결합형 안테나 (41) 는, LIA (Low Inductance Antenna) 로도 불린다.
도 2 에 나타낸 바와 같이, 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 는, 수평면을 따라 지그재그 형상으로 배치된다. 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 는, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 중앙부에 대향하여 배치되는 1 개의 유도 결합형 안테나 (이하, 「기준 안테나 (41a)」라고도 한다) 와, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 단부에 대향하여 배치되는 4 개의 유도 결합형 안테나 (이하, 「보조 안테나 (41b)」라고도 한다) 를 갖는다. 여기에 있어서, 주면 (S) 의 중앙부란 주면 (S) 에 있어서의 이차원적인 중앙에 위치하는 부분이고, 주면 (S) 의 단부란 중앙부의 주위에 위치하는 부분이다. 또, 도 1 에서는, 도면의 단면 (斷面) 부분에서 1 개의 기준 안테나 (41a) 가 도시되고, 도면의 안쪽 (＋Y 측) 으로 2 개의 보조 안테나 (41b) 가 도시되어 있다.
기재 (9) 는 상면에서부터 보았을 때 직사각형이다. 그리고, 1 개의 기준 안테나 (41a) 는 주면 (S) 의 중심 위치에 대향하여 배치되고, 4 개의 보조 안테나 (41b) 의 각각은 주면 (S) 의 4 모서리의 각각에 대향하여 배치된다. 각 보조 안테나 (41b) 의 배치 양태에는, 각 보조 안테나 (41b) 가 기재 (9) 의 단부의 내측 근방에서 대향되는 양태와, 각 보조 안테나 (41b) 가 기재 (9) 의 단부의 외측 근방에서 대향되는 양태의 쌍방이 포함된다. 본 실시형태에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 후자의 배치 양태가 채용되어 있다. 또한, 각 유도 결합형 안테나 (41) 는, 그 양단이 X 방향으로 나란하도록 배치된다.
각 유도 결합형 안테나 (41) 의 일단은, 각 매칭 박스 (430) 를 통하여 각 고주파 전원 (440) 에 접속되어 있다. 또한, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 타단은 접지되어 있다. 각 고주파 전원 (440) 이 교류 전압을 인가하여, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 고주파 전류가 흐르면, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 주위의 전계에 의해 전자가 가속되어 플라즈마 (유도 결합 플라즈마 (Inductively Coupled Plasma : ICP)) 가 발생한다. 5 개의 매칭 박스 (430) 및 5 개의 고주파 전원 (440) 은, 5 개의 유도 결합형 안테나 (41) 의 각각에 대해 개별적으로 상이한 고주파 전력을 공급 가능한 고주파 전력 공급부로서 기능한다. 이러한 구성으로 되어 있기 때문에, 제어부 (8) 의 제어하에서 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해 개별적으로 플라즈마가 생성되어, 처리 공간 (V) 내에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포가보다 고정밀도로 조정된다.
도 3 은, 1 개의 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해서 발생하는 플라즈마 이온 밀도 분포를 등치선 형식으로 나타내는 상면도이다. 도 3 은, 1 개의 유도 결합형 안테나 (41) 중 연직 방향으로 신장되는 2 군데를 단면으로 하여, 상면에서부터 보았을 때가 도시되어 있다. 도 3 에 있어서의 농담은 플라즈마 이온 밀도의 고저를 나타내어, 진하게 도시된 부분은 연하게 도시된 부분보다 플라즈마 이온 밀도가 높다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해서 생성되는 각 유도 결합 플라즈마는 XY 평면시에 있어서 Y 방향 (제 1 방향) 을 장축 방향으로 하고 X 방향 (제 2 방향) 을 단축 방향으로 하는 타원 형상의 등플라즈마 밀도선으로 표현된다. 즉, 타원 중심에서부터 Y 방향을 따라서 멀어지는 쪽이, X 방향을 따라서 멀어지는 것보다 플라즈마 이온 밀도의 감쇠가 완만하다. 또한, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 Y 방향의 배치 간격 (Dy) 은, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 X 방향의 배치 간격 (Dx) 보다 크다. 이와 같이, 개개의 유도 결합형 안테나 (41) 에 있어서 플라즈마 밀도가 저하되기 쉬운 X 방향에 대해서 보다 조밀하게 각 유도 결합형 안테나 (41) 가 배치되어 있기 때문에, 처리 공간 (V) 내에 있어서의 플라즈마 이온 밀도가 보다 균일하게 조정된다.
가스 공급부 (6) 는, 에칭 가스의 공급원 (61) 과, 에칭 가스를 처리 공간 (V) 에 공급하는 복수의 노즐 (도시 생략) 과, 공급원 (61) 과 복수의 노즐을 접속하는 배관 (62) 과, 배관 (62) 의 경로 도중에 형성된 밸브 (63) 를 구비하고 있다. 복수의 노즐 (본 실시형태에서는 5 개의 노즐) 은, 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 의 각각에 대응하여 각각 형성되어 있다.
예를 들어, 에칭 가스로서 아르곤 가스 등이 각 노즐로부터 처리 공간 (V) 내에 공급된다. 또한, 복수 종류의 가스가 각 노즐로부터 처리 공간 (V) 내에 공급되어도 된다. 밸브 (63) 는, 배관 (62) 을 흐르는 가스의 유량을 자동 조정할 수 있는 밸브인 것이 바람직하고, 예를 들어, 매스 플로 컨트롤러 등을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
배기부 (7) 는 고진공 배기계이고, 진공 펌프 (71) 와, 배기 배관 (72) 과, 배기 밸브 (73) 를 구비한다. 배기 배관 (72) 은 일단이 진공 펌프 (71) 에 접속되고, 타단이 처리 공간 (V) 에 연통되어 접속된다. 또한, 배기 밸브 (73) 는, 배기 배관 (72) 의 경로 도중에 형성된다. 배기 밸브 (73) 는, 예를 들어 APC (오토 프레셔 컨트롤러) 등을 포함하여 구성되며, 배기 배관 (72) 을 흐르는 가스의 유량을 자동 조정할 수 있는 밸브이다. 이 구성에 있어서, 진공 펌프 (71) 가 작동된 상태에서 배기 밸브 (73) 가 개방되면, 처리 공간 (V) 내의 기체가 배기된다.
제어부 (8) 는, 플라즈마 처리 장치 (100) 가 구비하는 각 구성 요소와 전기적으로 접속되어 (도 1 에서는 간략하게 도시), 이들 각 구성 요소를 제어한다. 제어부 (8) 는, 예를 들어, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 프로그램 등을 기억하는 ROM, 연산 처리의 작업 영역이 되는 RAM, 프로그램이나 각종 데이터 파일 등을 기억하는 하드디스크, LAN 등을 통한 데이터 통신 기능을 갖는 데이터 통신부 등이 버스 라인 등에 의해 서로 접속된, 일반적인 컴퓨터에 의해 구성된다. 또한, 제어부 (8) 는, 각종 표시를 실시하는 디스플레이, 키보드 및 마우스 등으로 구성되는 입력부 등과 접속되어 있다. 플라즈마 처리 장치 (100) 에 있어서는, 제어부 (8) 의 제어하에 기재 (9) 에 대하여 정해진 처리가 실행된다.
<1.2. 안테나 간격과 플라즈마 이온 밀도의 관계>
도 4 는, 360 ㎜ 의 간격으로 배치된 2 개의 유도 결합형 안테나 (41) 를 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포의 측정예를 그래프 형식으로 나타내는 도면이다. 도 5 는, 180 ㎜ 의 간격으로 배치된 2 개의 유도 결합형 안테나 (41) 를 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포의 측정예를 그래프 형식으로 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5 에서는, 검은 동그라미를 연결하는 2 점 쇄선의 정점에 대응하는 위치에 일방의 유도 결합형 안테나 (41) 가 배치되고, 흰 동그라미를 연결하는 파선의 정점에 대응하는 위치에 타방의 유도 결합형 안테나 (41) 가 배치된다. 또한, 도면 중에 나타낸 이온 포화 전류값은, 플라즈마 이온 밀도를 평가 가능한 지표값이다.
도 4 및 도 5 에 있어서, 검은 동그라미는 일방의 유도 결합형 안테나 (41) 가 점등된 경우에 있어서의 이온 포화 전류값 (실측값 1) 을 플롯한 것이다. 흰 동그라미는, 타방의 유도 결합형 안테나 (41) 가 점등된 경우에 있어서의 이온 포화 전류값 (실측값 2) 을 플롯한 것이다. 검은 마름모꼴은, 쌍방의 유도 결합형 안테나 (41) 가 점등된 경우에 있어서의 이온 포화 전류값 (실측값 3) 을 플롯한 것이다. 흰 마름모꼴은, 실측값 1 과 실측값 2 의 합으로 얻어지는 예측값을 플롯한 것이다. 여기에 있어서, 「유도 결합형 안테나 (41) 가 점등된다」란, 유도 결합형 안테나 (41) 에 고주파 전력이 공급되어 유도 결합형 안테나 (41) 가 플라즈마를 생성하는 것을 의미한다.
2 개의 유도 결합형 안테나 (41) 의 배치 간격이 360 ㎜ 인 경우에는, 실측값 3 과 예측값이 거의 일치한다 (도 4). 한편, 2 개의 유도 결합형 안테나 (41) 의 배치 간격이 180 ㎜ 인 경우에는, 실측값 3 이 예측값을 크게 상회한다 (도 5). 이와 같이 실측값 3 이 예측값을 상회하는 현상은 안테나 간격이 짧은 경우에 양 안테나가 상호 작용하는 것에서 기인하여 발생한 것으로 생각된다.
따라서, 인접하는 2 개의 안테나 간격이 특정 거리 이상 떨어져 있으면, 상기 현상의 발생이 억제되고, 실측값 1 과 실측값 2 의 합으로 얻어지는 예측값에 기초하여 실측값 3 이 예측 가능해진다. 이로써, 복수의 안테나가 점등된 경우의 플라즈마 이온 밀도가 개개의 안테나가 점등된 경우의 플라즈마 이온 밀도에 기초하여 예측 가능해져, 처리 공간 (V) 내에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포가 보다 고정밀도로 조정된다. 이 특정 거리로는, 예를 들어, 2 개의 안테나의 각각이 개별적으로 플라즈마를 생성하는 경우의, 인접 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 각각의 반값 반폭의 합을 채용할 수 있다. 또한, 인접하는 2 개의 안테나 간격이 특정 거리로서 300 ㎜ 이상 떨어져 있으면 보다 바람직하다.
<1.3. 플라즈마 이온 밀도 분포의 조정>
도 6 은, 1 개의 기준 안테나 (41a) 만을 점등한 경우에 있어서의 주면 (S) 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다. 도 6 중에서 연하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 40 ∼ 50 ㎛/시 (時) 인 영역이고, 진하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 30 ∼ 40 ㎛/시인 영역이다. 도 7 은, 1 개의 기준 안테나 (41a) 및 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 점등한 경우에 있어서의 주면 (S) 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다. 도 7 중에서 연하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 126 ∼ 129 ㎛/시인 영역이고, 진하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 129 ∼ 130 ㎛/시인 영역이다. 또, 도 6 및 도 7 에서는, 기재 (9) 의 주면 (S) 이 사방 140 ㎜ 인 경우에 관해서 도시하고 있다.
도 6 에 나타낸 바와 같이, 1 개의 기준 안테나 (41a) 만을 점등하는 경우에는, 주면 (S) 중 그 기준 안테나 (41a) 와 대향하는 위치 (즉, 주면 (S) 의 중심 위치) 에서 에칭 속도가 최대값 (47.93 ㎛/시) 이 되고, 주면 (S) 의 주위를 향함에 따라서 에칭 속도가 저하된다. 이 때, 에칭 속도의 최대값 (47.93 ㎛/시) 과 최소값 (36.13 ㎛/시) 의 차는, 11.80 ㎛/시가 된다. 한편, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 1 개의 기준 안테나 (41a) 및 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 점등하는 경우에는, 주면 (S) 의 면내에서 에칭 속도가 거의 균일하게 조정된다. 이 때, 에칭 속도의 최대값 (129.26 ㎛/시) 과 최소값 (127.14 ㎛/시) 의 차는, 2.12 ㎛/시가 된다.
이와 같이, 1 개의 기준 안테나 (41a) 와 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 구비하는 본 실시형태의 양태에서는, 1 개의 기준 안테나 (41a) 만을 갖는 다른 양태와 비교하여, 처리 대상인 기재 (9) 의 주면 (S) 에 보다 균일한 속도로 에칭 처리를 실시하는 것이 가능하다.
본 실시형태의 양태에 있어서 균일한 속도로 에칭 처리를 실시하는 것이 가능한 이유는 다음과 같다. 플라즈마 이온 밀도 및 에칭 속도는 정 (正) 의 상관이 있음이 알려져 있다. 이 때문에, 보다 균일한 속도로 에칭을 실시하기 위해서는, 보다 균일한 플라즈마 이온 분포로 처리 공간 (V) 내에 플라즈마를 생성하면 된다. 본 실시형태에서는, 1 개의 기준 안테나 (41a) 가 주면 (S) 의 중앙부에 대향하여 배치되고, 4 개의 보조 안테나 (41b) 가 주면 (S) 의 단부에 대향하여 배치된다. 보다 구체적으로는, 1 개의 기준 안테나 (41a) 가 주면 (S) 의 중심 위치에 대향하여 배치되고, 4 개의 보조 안테나 (41b) 의 각각이 주면 (S) 의 4 모서리의 각각에 대향하여 배치된다. 또한, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에는 개별적으로 원하는 고주파 전력이 공급된다. 이로써, 주면 (S) 상의 중앙부와 단부에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 개개의 유도 결합형 안테나 (41) 에 있어서 플라즈마 밀도가 저하되기 쉬운 X 방향에 대해서 보다 조밀하게 각 유도 결합형 안테나 (41) 가 배치되어 있다. 이로써, 주면 (S) 상에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
기재 (9) 에 대한 플라즈마 처리에 앞서, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 공급되어야 하는 고주파 전력의 각 값 (원하는 플라즈마 밀도 분포를 얻기 위한 고주파 전력의 각 값) 이 시행 착오적으로 취득되고, 이들 각 값이 제어부 (8) 에 기억된다. 그 후, 플라즈마 처리시에, 상기 각 값으로 각 유도 결합형 안테나 (41) 가 점등되어, 원하는 에칭 처리가 실행된다. 또한 다른 예로서, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 공급되어야 하는 고주파 전력의 각 값이 플라즈마 처리 중에 실시간으로 확정되어도 된다. 이 경우, 처리 공간 (V) 내에 복수의 센서 (예를 들어, 이온 포화 전류값을 검출하는 프로브) 가 형성되고, 그 복수의 센서로부터의 검출 결과에 기초하여 실시간으로 상기 각 값이 확정된다.
<1.4. 플라즈마 처리 장치의 동작>
계속해서, 플라즈마 처리 장치 (100) 에 있어서 실행되는 처리 전체의 흐름에 대해 설명한다. 이하에 설명하는 처리는, 제어부 (8) 의 제어하에 실행된다.
먼저, 도시하지 않은 반송 로봇에 의해 유지부 (2) 에 기재 (9) 가 유지된다. 또한, 배기부 (7) 가 처리 챔버 (1) 내의 기체를 배기하여, 처리 챔버 (1) 를 진공 상태로 한다. 처리 챔버 (1) 의 내부가 진공 상태가 되면, 가스 공급부 (6) 가 처리 공간 (V) 으로 에칭 가스를 공급하기 시작한다.
또한, 이들 가스 공급이 시작됨과 동시에, 고주파 전원 (440) 으로부터 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 고주파 전력이 공급된다. 이로써, 유도 결합형 안테나 (41) 주위의 고주파 유도 자계에 의해 전자가 가속되어, 유도 결합 플라즈마가 발생한다. 그 결과, 에칭 가스가 플라즈마화하여 대상물에 작용하여, 처리 공간 (V) 내에서 기재 (9) 상의 주면 (S) 에 대하여 에칭 처리가 진행된다. 이 때, 상기 서술한 원리에 의해 주면 (S) 상에서 균일하게 에칭 처리가 진행된다.
그 후, 에칭 처리가 완료된 기재 (9) 가 반송 로봇에 의해 유지부 (2) 로부터 플라즈마 처리 장치 (100) 의 외부로 반출된다.
<2. 제 2 실시형태>
도 8 은, 제 2 실시형태의 플라즈마 처리 장치 (100A) 에 있어서, 6 개의 유도 결합형 안테나 (41) 와 기재 (9) 의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 상면도이다. 도 9 는, 2 개의 기준 안테나 (41a) 만을 점등한 경우에 있어서의 주면 (S) 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다. 도 10 은, 2 개의 기준 안테나 (41a) 및 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 점등한 경우에 있어서의 주면 (S) 상에서의 에칭 속도를 나타내는 도면이다. 도 9 및 도 10 에 있어서, 연하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 10 ∼ 15 ㎛/시인 영역이고, 진하게 도시되어 있는 영역은 에칭 속도가 5 ∼ 10 ㎛/시인 영역이다. 또, 도 9 및 도 10 에서는, 장변 500 ㎜ 단변 400 ㎜ 인 직사각 형상의 주면 (S) 중 에칭 처리가 실시되는 중심측 영역 (장변 450 ㎜ 단변 350 ㎜ 인 직사각 형상의 영역) 이 도시되어 있다.
이하에서는, 도 8 ∼ 도 10 을 참조하면서 제 2 실시형태의 플라즈마 처리 장치 (100A) 에 대해서 설명하는데, 상기 실시형태와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.
제 2 실시형태의 플라즈마 처리 장치 (100A) 에서는, 유도 결합형 안테나 (41) 의 개수 및 배치에 관해서 상기 제 1 실시형태의 플라즈마 처리 장치 (100) 와 상이하다. 따라서, 이하에서는 주로 제 2 실시형태에 있어서의 유도 결합형 안테나 (41) 의 개수 및 배치에 대해서 설명한다.
플라즈마 처리 장치 (100A) 는, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 중앙부에 대향하여 배치되는 2 개의 기준 안테나 (41a) 와, 기재 (9) 의 주면 (S) 의 단부에 대향하여 배치되는 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 갖는다. 여기에 있어서, 주면 (S) 의 중앙부란 주면 (S) 에 있어서의 일차원적인 중앙 (Y 방향에 있어서의 중앙) 에 위치하는 부분이고, 주면 (S) 의 단부란 중앙부의 양측 (±Y 측) 에 위치하는 부분이다.
제 2 실시형태와 같이, 각 기준 안테나 (41a) 및 각 보조 안테나 (41b) 가 일차원적으로 배열되는 양태는, 그 배열 방향 (Y 방향) 을 따라서 긴 주면 (S) 을 갖는 기재 (9) 에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 경우에 특히 바람직하다. 한편, 제 1 실시형태와 같이, 기준 안테나 (41a) 및 각 보조 안테나 (41b) 가 이차원적으로 배열되는 양태는, 중심 대칭이거나 혹은 중심 대칭에 가까운 주면 (S) 을 갖는 기재 (9) 에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 경우에 특히 바람직하다.
기재 (9) 는 상면에서 볼 때 직사각형이다. 그리고, 4 개의 보조 안테나 (41b) 의 각각은 주면 (S) 의 4 모서리의 각각 (보다 구체적으로는, 4 모서리의 내측 근방의 각각) 에 대향하여 배치된다. 2 개의 기준 안테나 (41a) 는, 4 개의 보조 안테나 (41b) 의 Y 방향 중간 위치에 각각 배치된다. 또한, 각 유도 결합형 안테나 (41) 는, 그 양단이 X 방향으로 나란하도록 배치된다. 이러한 배치로 되어 있기 때문에, 각 유도 결합형 안테나 (41) 를 점등함으로써, 주면 (S) 상의 중앙부와 단부에 있어서 보다 균일한 플라즈마 밀도 분포로 플라즈마가 생성된다.
각 유도 결합형 안테나 (41) 의 일단은, 각 매칭 박스 (430) 를 통하여 각 고주파 전원 (440) 에 접속되어 있다. 또한, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 타단은 접지되어 있다. 각 고주파 전원 (440) 이 교류 전압을 인가하여, 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 고주파 전류가 흐르면, 각 유도 결합형 안테나 (41) 의 주위의 전계에 의해 전자가 가속되어 플라즈마 (유도 결합 플라즈마 (Inductively Coupled Plasma : ICP)) 가 발생한다. 이러한 구성으로 되어 있기 때문에, 제어부 (8) 의 제어하에 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 의해 개별적으로 플라즈마가 생성되어, 처리 공간 (V) 내에 있어서의 플라즈마 이온 밀도 분포가 보다 고정밀도로 조정된다.
도 9 에 나타낸 바와 같이, 2 개의 기준 안테나 (41a) 만을 점등하는 경우에는, 주면 (S) 중 Y 방향 중앙측 위치에서 에칭 속도가 최대값 (14.1 ㎛/시) 이 되고, 주면 (S) 의 Y 방향 양단측을 향함에 따라서 에칭 속도가 저하된다. 이 때, 에칭 속도의 최대값 (14.1 ㎛/시) 과 최소값 (7.6 ㎛/시) 의 차는, 6.5 ㎛/시가 된다. 한편, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 2 개의 기준 안테나 (41a) 및 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 점등하는 경우에는, 주면 (S) 의 면내에서 에칭 속도가 거의 균일하게 조정된다. 이 때, 에칭 속도의 최대값 (14.0 ㎛/시) 과 최소값 (11.8 ㎛/시) 의 차는, 2.2 ㎛/시가 된다.
이와 같이, 2 개의 기준 안테나 (41a) 와 4 개의 보조 안테나 (41b) 를 구비하는 본 실시형태의 양태에서는, 2 개의 기준 안테나 (41a) 만을 갖는 다른 양태와 비교하여, 처리 대상인 기재 (9) 의 주면 (S) 에 의해 균일한 속도로 에칭 처리를 실시하는 것이 가능하다.
<3. 변형예>
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한 상기 서술한 것 이외에 여러 가지 변경을 실시하는 것이 가능하다.
상기 각 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치를 에칭 처리에 적용하는 경우에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명에 관련된 플라즈마 처리 장치는 여러 가지 플라즈마 처리에 적용 가능하다. 예를 들어, 가스 공급부 (6) 로부터 처리 공간 (V) 내에 공급하는 가스의 종류를 에칭 가스에서 성막 가스로 변경함으로써, 플라즈마 처리 장치를 성막 처리에 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 실시형태와 같이 처리 공간 (V) 내에서 플라즈마 이온 밀도 분포를 평탄화함으로써, 기재 (9) 의 주면 (S) 에 균일한 막두께로 성막 처리를 실시할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서의 각 부의 개수에 대해서도 변경이 가능하다. 예를 들어, 기준 안테나의 개수는 적어도 1 개가 있으면 몇 개여도 상관없다. 또한, 보조 안테나의 개수도 복수이면 몇 개라도 상관없다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 고주파 전력 공급부가 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 의 각각에 대하여 개별적으로 상이한 고주파 전력을 공급 가능한 구성에 대해 설명하였지만, 본 발명의 적용 범위는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 고주파 전력 공급부는 적어도 1 개의 기준 안테나와 복수의 보조 안테나에서 상이한 고주파 전력을 공급 가능하면 되고, 복수의 보조 안테나의 각각에는 동일한 고주파 전력이 공급되어도 된다. 이 경우, 간이한 제어로 플라즈마 이온 밀도 분포를 조정할 수 있다. 또, 플라즈마 이온 밀도 분포의 조정을 보다 고정밀도로 실시하는 관점에서 말한다면, 상기 각 실시형태와 같이 각 유도 결합형 안테나 (41) 에 대해서 개별적으로 원하는 고주파 전력이 공급되는 구성인 편이 바람직하다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 기재 (9) 의 주면 (S) 이 직사각 형상인 경우에 대해서 설명하였지만, 기재 (9) 의 주면 (S) 은 다른 형상이어도 된다. 주면 (S) 을 보는 평면시에 있어서 그 주면 (S) 이 기하학적으로 대칭 형상인 경우, 복수의 보조 안테나 (41b) 는 주면 (S) 의 기하학적인 대칭성에 대응하여 대칭 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 주면 (S) 의 형상이 원 형상이면, 복수의 보조 안테나 (41b) 가 원의 중심점으로부터 점 대칭이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이로써, 주면 (S) 에 대하여 플라즈마 이온 밀도 분포를 보다 균일하게 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 각 유도 결합 플라즈마가 타원 형상의 등플라즈마 밀도선으로 표현되는 경우에 대해서 설명하였지만, 각 유도 결합 플라즈마가 다른 지향성을 갖고 있어도 된다. 일반적으로, 각 유도 결합 플라즈마가 주면 (S) 을 보는 평면시에 있어서 제 1 방향을 지향하고 있는 경우 (등플라즈마 밀도선이 제 1 방향으로 길어지는 경우), 복수의 유도 결합형 안테나 (41) 의 제 1 방향의 배치 간격이 제 2 방향 (상기 평면시에 있어서 제 1 방향과 직교하는 방향) 의 배치 간격보다 큰 것이 바람직하다. 이로써, 개개의 유도 결합형 안테나 (41) 에 있어서 플라즈마 밀도가 저하되기 쉬운 제 2 방향에 대해서 보다 조밀하게 각 유도 결합형 안테나 (41) 가 배치되어, 플라즈마 이온 밀도 분포가 보다 균일하게 조정된다.
이상, 실시형태 및 그 변형예에 관련된 플라즈마 처리 장치에 대해서 설명하였지만, 이들은 본 발명에 바람직한 실시형태의 예로서, 본 발명의 실시 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서 각 실시형태의 자유로운 조합, 또는 각 실시형태의 임의의 구성 요소의 변형, 혹은는 각 실시형태에 있어서 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.
1 : 처리 챔버
2 : 유지부
4 : 플라즈마 발생부
6 : 가스 공급부
7 : 배기부
9 : 기재
41 : 유도 결합형 안테나
41a : 기준 안테나
41b : 보조 안테나
100, 100A : 플라즈마 처리 장치
Dx, Dy : 배치 간격
S : 주면

Claims (12)

  1. 내부에 처리 공간을 형성하는 챔버와,
    상기 처리 공간 내에서 처리 대상이 되는 기재를 유지하는 유지부와,
    상기 처리 공간 내에서, 상기 유지부에 유지된 상기 기재의 주면에 대향하여 배치된 복수의 유도 결합형 안테나와,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나에 각각 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급부
    를 구비하고,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나는,
    상기 주면의 중앙부에 대향하여 배치된 적어도 1 개의 기준 안테나와,
    상기 주면의 단부에 대향하여 배치된 복수의 보조 안테나
    를 갖고,
    상기 고주파 전력 공급부는, 상기 적어도 1 개의 기준 안테나와 상기 복수의 보조 안테나에서 상이한 고주파 전력을 공급 가능하고,
    상기 중앙부는 상기 주면에 있어서의 이차원적인 중앙에 위치하고, 상기 단부는 상기 중앙부의 주위에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 전력 공급부는, 상기 복수의 보조 안테나의 각각에 대하여 개별적으로 상이한 고주파 전력을 공급 가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주면은, 상기 주면을 보는 평면시에 있어서 기하학적으로 대칭 형상이고,
    상기 복수의 보조 안테나는, 상기 기재의 기하학적인 대칭성에 대응하여 대칭 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기재는 직사각형이고,
    상기 적어도 1 개의 기준 안테나는 1 개의 기준 안테나이고, 상기 복수의 보조 안테나는 4 개의 보조 안테나이고,
    상기 1 개의 기준 안테나는 상기 기재의 상기 주면의 중심 위치에 대향하여 배치되고, 상기 4 개의 보조 안테나의 각각은 상기 기재의 상기 주면의 4 모서리의 각각에 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주면을 보는 평면시에 있어서 서로 직교하는 제 1 방향과 제 2 방향이 규정되고,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나가 생성하는 복수의 유도 결합 플라즈마의 각각은, 상기 평면시에 있어서 상기 제 1 방향을 지향하고 있고,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나의 상기 제 1 방향의 배치 간격이, 상기 복수의 유도 결합형 안테나의 상기 제 2 방향의 배치 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 유도 결합 플라즈마의 각각은, 상기 평면시에 있어서 상기 제 1 방향을 장축 방향으로 하고 상기 제 2 방향을 단축 방향으로 하는 타원 형상의 등플라즈마 밀도선으로 표현되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유도 결합형 안테나 중 서로 인접하는 각 2 개의 안테나의 간격은, 상기 각 2 개의 안테나가 개별적으로 플라즈마를 생성하는 경우의, 인접 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 각각의 반값 반폭의 합 이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 2 개의 안테나의 간격은 300 ㎜ 이상 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 기재의 상기 주면에 막을 형성하기 위한 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 기재의 상기 주면을 에칭하기 위한 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
KR1020160004849A 2015-01-22 2016-01-14 플라즈마 처리 장치 KR101781285B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015009967A JP6580830B2 (ja) 2015-01-22 2015-01-22 プラズマ処理装置
JPJP-P-2015-009967 2015-01-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160090746A KR20160090746A (ko) 2016-08-01
KR101781285B1 true KR101781285B1 (ko) 2017-09-22

Family

ID=56464401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160004849A KR101781285B1 (ko) 2015-01-22 2016-01-14 플라즈마 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6580830B2 (ko)
KR (1) KR101781285B1 (ko)
CN (1) CN105828512A (ko)
TW (1) TWI584342B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6468521B2 (ja) * 2016-12-19 2019-02-13 株式会社プラズマイオンアシスト 誘導結合型アンテナユニット及びプラズマ処理装置
JP6999368B2 (ja) * 2017-11-01 2022-01-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN110364408A (zh) * 2018-04-11 2019-10-22 北京北方华创微电子装备有限公司 电感耦合装置和等离子体处理设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751909B2 (ja) * 2002-07-01 2006-03-08 独立行政法人科学技術振興機構 プラズマ装置及びプラズマ処理基体
JP2007220600A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nissin Electric Co Ltd プラズマ生成方法及びプラズマ生成装置並びにプラズマ処理装置
JP2012256660A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Tokyo Electron Ltd 誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123008A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Nissin Electric Co Ltd プラズマ生成方法及び装置並びにプラズマ処理装置
JP2007149638A (ja) * 2005-10-27 2007-06-14 Nissin Electric Co Ltd プラズマ生成方法及び装置並びにプラズマ処理装置
US8992725B2 (en) * 2006-08-28 2015-03-31 Mattson Technology, Inc. Plasma reactor with inductie excitation of plasma and efficient removal of heat from the excitation coil
JP2012169153A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Akinori Ebe プラズマ処理装置
JP2012216525A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ発生用アンテナ
JP2013077715A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Tokyo Electron Ltd 誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置
JP6010406B2 (ja) * 2012-01-27 2016-10-19 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波放射機構、マイクロ波プラズマ源および表面波プラズマ処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751909B2 (ja) * 2002-07-01 2006-03-08 独立行政法人科学技術振興機構 プラズマ装置及びプラズマ処理基体
JP2007220600A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Nissin Electric Co Ltd プラズマ生成方法及びプラズマ生成装置並びにプラズマ処理装置
JP2012256660A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Tokyo Electron Ltd 誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI584342B (zh) 2017-05-21
TW201628049A (zh) 2016-08-01
JP6580830B2 (ja) 2019-09-25
KR20160090746A (ko) 2016-08-01
JP2016134352A (ja) 2016-07-25
CN105828512A (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6866350B2 (ja) 基板を処理する装置及びシステム、及び基板をエッチングする方法
US7964856B2 (en) Ion implanting apparatus
US9844126B2 (en) Plasma treatment apparatus
KR102623685B1 (ko) 이방성 패턴 에칭 및 처리를 위한 방법 및 장치
EP2955741B1 (en) Method to improve plasma etch uniformity
US20070144440A1 (en) Plasma producing method and apparatus as well as plasma processing apparatus
KR101781285B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP2019139909A (ja) イオン注入装置およびイオン注入方法
CN108269727A (zh) 电容耦合等离子体处理装置与等离子体处理方法
US11437566B2 (en) Piezoelectric substrate manufacturing device and piezoelectric substrate manufacturing method
KR101699177B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR20130053191A (ko) 반응성 이온 빔 에칭 장치
KR102600376B1 (ko) 하이브리드 보정 프로세싱 시스템 및 방법
JP2012138581A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2006257473A (ja) 表面処理装置及び表面処理方法
JP2014099284A (ja) イオン注入装置及びイオン注入方法
TWI647733B (zh) 離子源與離子植入系統
TW201316370A (zh) 離子源與產生電漿的方法
TW201705263A (zh) 工件處理技術
JP2005281796A (ja) 表面処理方法及び表面処理装置
JP2011187507A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US10256095B2 (en) Method for high throughput using beam scan size and beam position in gas cluster ion beam processing system
JP2012044035A (ja) 半導体製造装置
US20090239383A1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR101246848B1 (ko) 플라즈마 처리장치 및 이를 위한 서셉터

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