KR101785869B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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가즈키 덴포
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치에 있어서 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선하기 위한 것이다. 본 발명의 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치는 RF 안테나(54)에 근접하는 유전체 창(52)의 아래에서 유도 결합의 플라즈마를 도넛형상으로 생성하고, 이 도넛형상의 플라즈마를 넓은 처리공간 내에서 분산시켜, 서셉터(12) 근방(즉, 반도체 웨이퍼 Ｗ상)에서 플라즈마의 밀도를 평균화하도록 하고 있다. RF 안테나(54)는 코일 직경이 다른 복수의 단권 코일(54(1), 54(2), 54(3))을 갖고 있다. 각 코일(54(1), 54(2), 54(3))의 고주파 급전 포인트는 매우 작은 잘림부를 사이에 두고 마련되어 있다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기술에 관한 것으로서, 특히 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다．
반도체 디바이스나 FPD(Flat Panel Display)의 제조 프로세스에 있어서의 에칭, 퇴적, 산화, 스퍼터링 등의 처리에서는 처리 가스에 비교적 저온에서 양호한 반응을 실행시키기 위해 플라즈마가 흔히 이용되고 있다. 종래부터, 이러한 종류의 플라즈마 처리에는 메가헤르츠(㎒) 영역의 고주파 방전에 의한 플라즈마가 많이 이용되고 있다. 고주파 방전에 의한 플라즈마는, 보다 구체적 (장치적)으로 플라즈마 생성법으로서, 용량 결합형 플라즈마와 유도 결합형 플라즈마로 크게 나뉜다. 일반적으로, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치는 처리용기의 벽부의 적어도 일부(예를 들면, 천장)를 유전체 창으로 구성하고, 그 유전체 창의 외부에 마련한 코일형상의 RF 안테나에 고주파(RF) 전력을 공급한다. 처리용기는 감압 가능한 진공 챔버로서 구성되어 있고, 챔버 내의 중앙부에 피처리 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등)이 배치되고, 유전체 창과 기판 사이에 설정되는 처리공간에 처리 가스가 도입된다. RF 안테나에 흐르는 RF 전류에 의해서, 자력선이 유전체 창을 관통하여 챔버 내의 처리공간을 통과하는 바와 같은 RF 자기장이 RF 안테나의 주위에 발생하고, 이 RF 자기장의 시간적인 변화에 의해서 처리공간 내에서 방위각 방향으로 유도 전기장이 발생한다. 그리고, 이 유도 전기장에 의해서 방위각 방향으로 가속된 전자가 처리 가스의 분자나 원자와 전리 충돌을 일으켜서, 도넛형상의 플라즈마가 생성된다.
챔버 내에 큰 처리공간이 마련되는 것에 의해서, 상기 도넛형상의 플라즈마는 효율적으로 사방(특히, 직경 방향)으로 확산하고, 기판 상에서는 플라즈마의 밀도가 상당히 고르게 된다. 그러나, 통상의 동심 원형 코일이나 소용돌이형 코일로 이루어지는 RF 안테나에 있어서는 그 루프 내에 RF 전원으로부터의 RF 급전 라인과 접속하는 RF 입출력단을 포함하기 때문에, 필연적으로 축 비대칭의 안테나 구조를 취하지 않을 수 없고, 이것이 방위각 방향으로 플라즈마 밀도의 불균일성을 발생시키는 주된 요인으로 되고 있다. 이 문제점에 대해, 종래는 RF 안테나의 직렬 접속의 상하 2단의 코일로 구성하고, 상단 코일에 마련하는 RF 급전 결선 개소(입출력단)를 하단 코일의 배후에 숨겨 플라즈마측으로부터 전자기적으로 보이지 않도록 하는 기법이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허공개 제2003-517197호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 제2004-537830호 공보
그러나, 상기와 같이 RF 안테나를 직렬 접속의 상하 2단의 코일로 구성하는 종래 기술은 RF 안테나의 구조가 복잡해서 제작이 곤란하고, 코일길이의 증가에 따라 임피던스의 증대나 파장 효과의 발생을 초래하는 것이 문제로 되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, RF 안테나의 코일길이를 실질적으로 유지하면서 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 입출력단이 전류 루프 상의 특이점으로 보이지 않도록 하여, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선하는 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 관점에 있어서의 플라즈마 처리 장치는 적어도 일부가 유전체의 창으로 이루어지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해 상기 유전체 창의 외부에 마련되는 RF 안테나와, 상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부를 구비하고, 상기 RF 안테나가 코일 주회(周回)방향으로 갭 폭이 작은 잘림부가 있는, 단권(Simple-wound) 또는 복권(Multi-wound)의 코일 도체를 갖고, 상기 코일 도체의 상기 잘림부를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부에 상기 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인이 각각 접속된다.
유도 결합형의 플라즈마 처리 장치에 있어서는 고주파 급전부로부터 RF 안테나에 고주파 전력을 공급했을 때에, RF 안테나를 흐르는 고주파 전류에 의해서 안테나 도체의 주위에 RF 자기장이 발생하고, 처리용기 내에 처리 가스의 고주파 방전에 기여하는 유도 전기장이 생성되고, 이 유도 전기장에 의해서 방위각 방향으로 가속된 전자가 처리 가스의 분자나 원자와 전리 충돌을 일으켜서, 도넛형상의 플라즈마가 생성된다. 이 도넛형상 플라즈마의 래디컬이나 이온이 넓은 처리공간에서 사방으로 확산하여, 즉 래디컬은 등방적으로 쏟아지게 하고, 이온은 자기 바이어스에 끌어당겨지도록 하여, 기판 유지부에 유지되어 있는 피처리 기판의 상면(피처리면)에 공급된다. 기판 상의 프로세스의 균일성은 기판 상의 플라즈마 밀도의 균일성에 의존한다.
상기 제 1 관점에 의한 플라즈마 처리 장치에 있어서는 상기와 같은 구성에 의해, 특히 RF 안테나가 코일 주회방향으로 갭 폭이 작은 잘림부(바람직하게는 잘림부의 갭 폭이 10㎜ 이하이고, 고주파 급전 포인트의 거리 간격이 10㎜ 이하)가 있는 단권 또는 복권의 코일 도체를 갖고, 코일 도체의 잘림부를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부에 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인이 각각 접속되는 구성에 의해, 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 급전 결선 개소(RF 입출력단)가 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 되고, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 있어서의 플라즈마 처리 장치는 적어도 일부가 유전체의 창으로 이루어지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해 상기 유전체 창의 외부에 마련되는 RF 안테나와, 상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부를 구비하고, 상기 RF 안테나가, 서로 근접해서 평행하게 연장하고 코일 주회방향의 동일 장소에 잘림부가 있는 제 1 및 제 2 코일 도체와, 상기 제 1 및 제 2 코일 도체의 상기 잘림부와 인접하는 각각의 한쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 1 접속 도체와, 상기 제 1 및 제 2 코일 도체의 상기 잘림부와 인접하는 각각의 다른 쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 2 접속 도체와, 상기 제 1 접속 도체로부터 상기 잘림부의 갭 내로 연장하여, 상기 고주파 급전부로부터의 제 1 고주파 급전 라인과 접속하는 제 3 접속 도체와, 상기 제 2 접속 도체로부터 상기 잘림부의 갭 내로 연장하여, 상기 고주파 급전부로부터의 제 2 고주파 급전 라인과 접속하는 제 4 접속 도체를 갖는다.
상기 제 2 관점에 의한 플라즈마 처리 장치에 있어서는 상기와 같은 구성에 의해, 특히, RF 안테나가, 서로 근접해서 평행하게 연장하고, 코일 주회방향의 동일 장소에 잘림부가 있는 제 1 및 제 2 코일 도체와, 그들 제 1 및 제 2 코일 도체의 사이와 인접하는 각각의 한쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 1 접속 도체와, 그들 제 1 및 제 2 코일 도체의 잘림부와 인접하는 각각의 다른 쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 2 접속 도체와, 제 1 접속 도체로부터 잘림부의 갭 내로 연장하여 고주파 급전부로부터의 제 1 고주파 급전 라인과 접속하는 제 3 접속 도체와, 제 2 접속 도체로부터 잘림부의 갭 내로 연장하여 고주파 급전부로부터의 제 2 고주파 급전 라인과 접속하는 제 4 접속 도체를 갖는 구성에 의해, 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 급전 결선 개소(RF 입출력단)가 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 되고, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선하는 수 있다.
본 발명의 제 3 관점에 있어서의 플라즈마 처리 장치는 적어도 일부가 유전체의 창으로 이루어지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해 상기 유전체 창의 외부에 마련되는 RF 안테나와, 상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부를 구비하고, 상기 RF 안테나가 코일 주회방향으로 등간격으로 복수의 잘림부가 있는 단권 또는 복권의 코일 도체를 갖고, 상기 복수의 잘림부 중 1개를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부에 상기 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인 중 한 라인이 각각 접속되고, 상기 복수의 잘림부 중 나머지의 각각에는 해당 잘림부를 거쳐서서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부의 사이에 걸치는 가교 접속 도체가 마련된다.
상기 제 3 관점에 의한 플라즈마 처리 장치에 있어서는 상기와 같은 구성에 의해, 특히 RF 안테나가, 코일 주회방향으로 등간격으로 복수의 잘림부가 있는 단권 또는 복권의 코일 도체를 갖고, 그들 복수의 잘림부의 1개를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부에 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인이 각각 접속되고, 그들 복수의 잘림부의 나머지의 각각에는 해당 잘림부를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부의 사이에 걸치는 가교 접속 도체가 마련되는 구성에 의해, 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 급전 결선 개소(RF 입출력단)가 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 되어, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 있어서의 플라즈마 처리 장치는 적어도 일부가 유전체의 창으로 이루어지는 처리용기와, 상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해 상기 유전체 창의 외부에 마련되는 RF 안테나와, 상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부를 구비하고, 상기 RF 안테나가, 코일 주회방향으로 잘림부가 있는 단권 또는 복권의 코일 도체와, 상기 코일 도체의 상기 잘림부를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부로부터 상기 유전체 창과 멀어지는 방향으로 코일 주회방향에 대해 일정한 각도로 비스듬히 연장하는 한 쌍의 접속 도체를 갖고, 상기 한 쌍의 접속 도체에 상기 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인이 각각 접속된다.
상기 제 4 관점에 의한 플라즈마 처리 장치에 있어서는 상기와 같은 구성에 의해, 특히, RF 안테나가, 코일 주회방향으로 잘림부가 있는 단권 또는 복권의 코일 도체와, 이 코일 도체의 잘림부를 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부로부터 유전체 창으로 멀어지는 방향으로 코일 주회방향에 대해 일정한 각도로 비스듬히 연장하는 한 쌍의 접속 도체를 갖고, 그들 한 쌍의 접속 도체에 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인이 각각 접속되는 구성에 의해, 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 급전 결선 개소(RF 입출력단)가 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 되어, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에 있어서의 플라즈마 처리 장치는 천장에 유전체의 창을 갖는 처리용기와, 상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해 상기 유전체 창의 위에 마련되는 RF 안테나와, 상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부를 구비하고, 상기 RF 안테나가, 일정한 평면 상에서 소용돌이형상으로 연장하는 주 코일 도체와, 상기 주 코일 도체의 주변측의 코일 단부로부터 상기 평면에 대해 일정한 경사각으로 상승하면서 소용돌이형상으로 연장하는 보조 코일 도체를 갖고, 상기 주 코일 도체의 중심측의 코일 단부에 상기 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인 중 한 라인이 접속되고, 상기 보조 코일 도체의 상단측의 코일 단부에 상기 고주파 급전부로부터의 다른 쪽의 고주파 급전 라인이 접속된다.
상기 제 5 관점에 의한 플라즈마 처리 장치에 있어서는 상기와 같은 구성에 의해, 특히, RF 안테나가, 일정한 평면 상에서 소용돌이형상으로 연장하는 주 코일 도체와, 주 코일 도체의 주변측의 코일 단부로부터 상기 평면에 대해 일정한 경사각으로 상승하면서 소용돌이형상으로 연장하는 보조 코일 도체를 갖고, 주 코일 도체의 중심측의 코일 단부에 고주파 급전부로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인 중 한 라인이 접속되고, 보조 코일 도체의 상단측의 코일 단부에 고주파 급전부로부터의 다른 쪽의 고주파 급전 라인이 접속되는 구성에 의해, 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 급전 결선 개소(RF 입 출력단)가 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 되어, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다.
본 발명의 유도 결합형 플라즈마 처리 장치에 따르면, 상기와 같은 구성에 의해, RF 안테나의 코일길이를 실질적으로 유지하면서 플라즈마측으로부터 RF 안테나의 RF 입출력단이 전류 루프 상의 특이점으로 잘 보이지 않게 하여, 방위각 방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 있어서의 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 기본 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성을 나타내는 플롯도이다.
도 4는 실시예에 있어서 고주파 급전 포인트간의 거리 간격을 각종 선택하는 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성을 나타내는 플롯도이다.
도 6은 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성을 나타내는 플롯도이다.
도 8a는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 8b는 RF 안테나의 코일의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성을 나타내는 플롯도이다.
도 11은 도 9의 실시예의 변형예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 9의 실시예의 별도의 변형예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 13은 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 사시도.
도 15는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 사시도.
도 16a는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 16b는 도 16a의 RF 안테나의 코일 구조를 별도의 각도(방위)에서 본 사시도이다.
도 17a는 도 16a 및 도 16b의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성(r=80, 120, 170㎜)을 나타내는 플롯도이다.
도 17b는 도 16a 및 도 16b의 실시예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어지는 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성(r=230㎜)을 나타내는 플롯도이다.
도 18은 비교예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 19a는 도 18의 비교예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성(r=80, 120, 170㎜)을 나타내는 플롯도이다.
도 19b는 도 18의 비교예에 대해 전자기장 시뮬레이션에서 얻어진 도넛형상 플라즈마 내의 전류 밀도의 방위각 방향 분포 특성(r=230㎜)을 나타내는 플롯도이다.
도 20a 내지 20d는 실시예에 있어서의 RF 안테나의 코일의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에, 본 발명의 일실시형태에 있어서의 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치의 구성을 나타낸다. 이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치는 평면 코일형의 RF 안테나를 이용하는 타입으로서, 예를 들면, 알루미늄 또는 스테인리스강 등의 금속제의 원통형 진공 챔버(처리용기)(10)를 갖고 있다. 챔버(10)는 보안 접지되어 있다.
우선, 이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서 플라즈마 생성에 관계하지 않는 각 부의 구성을 설명한다.
챔버(10)내의 하부 중앙에는 피처리 기판으로서, 예를 들면, 반도체 웨이퍼 W를 탑재하는 원판형상의 서셉터(12)가 고주파 전극을 겸하는 기판 유지대로서 수평으로 배치되어 있다. 이 서셉터(12)는, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어지고, 챔버(10)의 바닥에서 수직 위쪽으로 연장하는 절연성의 통형상 지지부(14)에 지지되어 있다.
절연성 통형상 지지부(14)의 외주를 따라 챔버(10)의 바닥에서 수직 위쪽으로 연장하는 도전성의 통형상 지지부(16)와 챔버(10)의 내벽 사이에 환상(環狀)의 배기로(18)가 형성되고, 이 배기로(18)의 상부 또는 입구에 환상의 배플판(20)이 부착되는 동시에, 바닥부에 배기 포트(22)가 마련되어 있다. 챔버(10)내의 가스의 흐름을 서셉터(12)상의 반도체 웨이퍼 W에 대해 축 대칭으로 균일하게 하기 위해서는 배기 포트(22)를 원주방향으로 등 간격으로 복수 마련하는 구성이 바람직하다. 각 배기 포트(22)에는 배기관(24)을 거쳐서 배기 장치(26)가 접속되어 있다. 배기 장치(26)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있으며, 챔버(10)내의 플라즈마 처리 공간을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 챔버(10)의 측벽의 외부에는 반도체 웨이퍼 W의 반입출구(27)를 개폐하는 게이트밸브(28)가 부착되어 있다.
서셉터(12)에는 RF 바이어스용의 고주파 전원(30)이 정합기(32)를 거쳐서 급전봉(34)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 고주파 전원(30)은 반도체 웨이퍼 W에 인입하는 이온의 에너지를 제어하는데에 적합한 일정 주파수(13.56㎒ 이하)의 고주파 RFL을 알맞은 크기의 파워로 출력할 수 있도록 되어 있다. 정합기(32)는 고주파 전원(30)측의 임피던스와 부하(주로, 서셉터, 플라즈마, 챔버)측의 임피던스의 사이에서 정합을 취하기 위한 가변 리액턴스 정합 회로(Variable-Reactance Matching Circuit)를 수용하고 있다. 그 정합 회로 중에 자기 바이어스 생성용의 블로킹 콘덴서가 포함되어 있다.
서셉터(12)의 상면에는 반도체 웨이퍼 W를 정전 흡착력으로 유지하기 위한 정전 척(36)이 마련되고, 정전 척(36)의 반경방향 외측에 반도체 웨이퍼 W의 주위를 환상으로 둘러싸는 포커스 링(38)이 마련된다. 정전 척(36)은 도전막으로 이루어지는 전극(36a)을 한 쌍의 절연막(36b, 36c)의 사이에 끼워 넣은 것이며, 전극(36a)에는 고압의 직류 전원(40)이 스위치(42) 거쳐서 피복선(43)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원(40)으로부터 인가되는 고압의 직류 전압에 의해, 정전력으로 반도체 웨이퍼 W를 정전 척(36)상에 흡착 유지할 수 있다.
서셉터(12)의 내부에는, 예를 들면, 원주방향으로 연장하는 환상의 냉매실(44)이 마련되어 있다. 이 냉매실(44)에는 칠러(Chiller) 유닛(도시하지 않음)으로부터 배관(46, 48)을 통하여 소정 온도의 냉매, 예를 들면, 냉각수가 순환 공급된다. 냉매의 온도에 의해서 정전 척(36)상의 반도체 웨이퍼 W의 처리 중의 온도를 제어할 수 있다. 이것과 관련해서, 전열 가스 공급부(도시하지 않음)로부터의 전열 가스, 예를 들면, He 가스가, 가스 공급관(50)을 거쳐서 정전 척(36)의 상면과 반도체 웨이퍼 W의 이면 사이에 공급된다. 또한, 반도체 웨이퍼 W의 로딩/언로딩을 위해 서셉터(12)를 수직방향으로 관통해서 상하 이동 가능한 리프트 핀 및 그 승강 기구(도시하지 않음) 등도 마련되어 있다.
다음에, 이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서 플라즈마 생성에 관계하는 각 부의 구성을 설명한다.
챔버(10)의 천장 또는 천판은 서셉터(12)로부터 비교적 큰 거리 간격을 두고 마련되어 있고, 이 천장에, 예를 들면, 석영판으로 이루어지는 원형의 유전체 창(52)이 기밀하게 부착되어 있다. 이 유전체 창(52)의 위에는 챔버(10)내에 유도 결합의 플라즈마를 생성하기 위한 RF 안테나(54)를 외부로부터 전자적으로 차폐해서 수용하는 안테나실(56)이 챔버(10)와 일체로 마련되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 RF 안테나(54)는 코일 직경이 다른 복수(도시한 예에서는 3개)의 원형 링의(즉, 주회방향으로 반경이 변하지 않는) 단권 코일(54(1), 54(2), 54(3))을 갖고 있다. 이들 코일(54(1), 54(2), 54(3))은 유전체 창(52)의 위에 수평으로 동심원형상으로 부착되고, 플라즈마 생성용의 고주파 급전부(56)로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인(58, 60)에 대해 전기적으로 병렬 접속되어 있다. 통상, 각 코일(54(1), 54(2), 54(3))은 챔버(10) 또는 서셉터(12)와도 동축으로 배치된다.
고주파 급전부(58)는 고주파 전원(62) 및 정합기(64)를 갖고 있다. 고주파 전원(62)은 고주파 방전에 의한 플라즈마의 생성에 적합한 일정 주파수(13.56㎒ 이상)의 고주파 RFH를 알맞은 크기의 파워로 출력할 수 있도록 되어 있다. 정합기(64)는 고주파 전원(62)측의 임피던스와 부하(주로, RF 안테나, 플라즈마)측의 임피던스의 사이에서 정합을 취하기 위한 가변 리액턴스 정합 회로를 수용하고 있다.
챔버(10)내의 처리공간에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급부는 유전체 창(52)으로부터 다소 낮은 위치에서 챔버(10)의 측벽의 내(또는 외)에 마련되는 환상의 매니폴드 또는 버퍼부(66)와, 원주방향으로 등간격으로 버퍼부(66)로부터 플라즈마 생성 공간을 향하는 다수의 측벽 가스 토출 구멍(68)과, 처리 가스 공급원(70)에서 버퍼부(66)까지 연장하는 가스 공급관(72)을 갖고 있다. 처리 가스 공급원(70)은 유량 제어기 및 개폐 밸브(도시하지 않음)를 포함하고 있다.
주 제어부(74)는, 예를 들면, 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 이 플라즈마 에칭 장치 내의 각 부, 예를 들면, 배기 장치(26), 고주파 전원(30, 62), 정합기(32, 64), 정전 척용의 스위치(42), 처리 가스 공급원(70), 칠러 유닛(도시하지 않음), 전열 가스 공급부(도시하지 않음) 등의 개개의 동작 및 장치 전체의 동작(시퀀스)을 제어한다.
이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 에칭을 실행하기 위해서는 우선, 게이트밸브(28)를 열림 상태로 하고 가공 대상의 반도체 웨이퍼 W를 챔버(10)내에 반입하여, 정전 척(36)의 위에 탑재한다. 그리고, 게이트밸브(28)를 닫고 나서, 처리 가스 공급원(70)으로부터 가스 공급관(72), 버퍼부(66) 및 측벽 가스 토출 구멍(68)을 거쳐서 에칭 가스(일반적으로 혼합 가스)를 소정의 유량 및 유량비로 챔버(10)내에 도입하고, 배기 장치(26)에 의해 챔버(10)내의 압력을 설정값으로 한다. 또한, 고주파 급전부(56)의 고주파 전원(62)을 온으로 해서 플라즈마 생성용의 고주파 RFH를 소정의 RF 파워로 출력시키고, 정합기(64), RF 급전 라인(58, 60)을 거쳐서 RF 안테나(54)의 각 코일(54(1), 54(2), 54(3))에 고주파 RFH의 전류를 공급한다. 한편, 고주파 전원(30)을 온으로 해서 이온 인입 제어용의 고주파 RFL을 소정의 RF 파워로 출력시키고, 이 고주파 RFL을 정합기(32) 및 급전봉(34)을 거쳐서 서셉터(12)에 인가한다. 또한, 전열 가스 공급부로부터 정전 척(36)과 반도체 웨이퍼 W의 사이의 접촉 계면에 전열 가스(He 가스)를 공급하는 동시에, 스위치(42)를 온으로 해서 정전 척(36)의 정전 흡착력에 의해 전열 가스를 상기 접촉 계면에 가둔다.
측벽 가스 토출 구멍(68)으로부터 토출된 에칭 가스는 유전체 창(52)의 아래의 처리공간에 확산한다. RF 안테나(54)의 각 코일(54(1), 54(2), 54(3))을 흐르는 고주파 RFH의 전류에 의해서 이들 코일의 주위에 발생하는 자력선(자속)이 유전체 창(52)을 관통하여 챔버(10)내의 처리 공간(플라즈마 생성 공간)을 횡단하고, 처리공간 내에서 방위각 방향의 유도 전기장이 발생한다. 이 유도 전기장에 의해서 방위각 방향으로 가속된 전자가 에칭 가스의 분자나 원자와 전리 충돌을 일으키고, 도넛형상의 플라즈마가 생성된다.
이 도넛형상 플라즈마의 래디컬이나 이온이 넓은 처리공간에서 사방으로 확산하여, 래디컬은 등방적으로 쏟아지게 하고, 이온은 직류 바이어스에 끌어당겨지도록 해서, 반도체 웨이퍼 W의 상면(피처리면)에 공급된다. 이와 같이 해서 반도체 웨이퍼 W의 피처리면에 플라즈마의 활성종이 화학반응과 물리 반응을 초래하여, 피가공막이 원하는 패턴으로 에칭된다.
여기서 「도넛형상의 플라즈마」는 챔버(10)의 직경 방향 내측(중심부)에 플라즈마가 존재하지 않고 직경 방향 외측에만 플라즈마가 존재하는 엄밀하게 링형상의 플라즈마에 한정되지 않고, 오히려 챔버(10)의 직경 방향 내측보다 직경 방향 외측의 플라즈마의 부피 또는 밀도가 큰 것을 의미한다. 또한, 처리 가스에 이용하는 가스의 종류나 챔버(10)내의 압력의 값 등의 조건에 따라서는 여기서 말하는「도넛형상의 플라즈마」가 되지 않는 경우도 있다.
이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서는 반도체 웨이퍼 Ｗ 상의 플라즈마 프로세스 특성 즉, 에칭 특성(에칭 레이트, 선택비, 에칭 형상 등)의 방위각 방향의 균일성을 향상시키기 위해, RF 안테나(54)를 구성하고 있는 각 코일(54(n))(n=1, 2, 3)의 구조에 특별한 고안이 이루어져 있다.
도 2에, 본 실시형태에 있어서의 RF 안테나(54)의 코일(54(n))의 기본 구조를 나타낸다. 이 코일(54(n))은 코일 주회방향으로 잘림부(80)을 갖는 원형 링의 코일 도체(82)로 이루어진다. 이 코일 도체(82)의 잘림부(80)을 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부(82a, 82b)에, 고주파 급전부(56)로부터의 한 쌍의 고주파 급전 라인(58, 60)이 도면의 RF-In, RF-Out를 접속점 또는 급전 포인트로 해서 각각 접속된다.
이 코일(54(n))의 주요 특징은 잘림부(80)의 갭 폭 g를 극단적으로 좁게(바람직하게는 10㎜ 이내로) 하고 있는 구성에 있다.
본 발명자는 코일(54(n))의 갭 폭 g와 챔버(10)내에 여기되는 전류의 주회방향(방위각 방향)의 불균일성의 상관관계를 전자기장 시뮬레이션에 의해 검증하였다. 즉, 코일(54(n))의 갭 폭 g를 파라미터로 하고, 파라미터의 값을 5㎜, 10㎜, 15㎜, 20㎜의 4가지로 선택하여, 챔버(10)내에 생성되는 도넛형상 플라즈마 중의 깊이 5㎜의 위치에서 반경 120㎜의 원주 상에 여기되는 전류의 밀도(플라즈마 밀도에 상당) I를 계산해서 최대값(Imax)이 1로 되도록 규격화해서 플롯한 결과, 도 3에 나타내는 바와 같은 특성이 얻어졌다.
이 전자기장 시뮬레이션에서는 코일(54(n))의 내경(반경) 및 외경(반경)을 각각 110㎜ 및 130㎜로 설정하고, 유전체 창(석영판)(52)의 두께를 10㎜로 하고, 이 유전체 창(52)의 바로 아래에 두께 5㎜의 이온 시스를 사이에 두고 표피두께 10㎜ 상당의 도넛형상 플라즈마가 유도 결합에 의해 생성되는 모델을 가정하였다. 이 도넛형상의 플라즈마는 원반형상의 저항체로 모의(Simulate)하고, 이 저항체의 반경을 250㎜, 저항률을 100Ω㎝로 설정하였다. 플라즈마 생성용 고주파 RFH의 주파수는 13.56㎒로 하였다. 코일(54(n))에 있어서의 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 거리 간격 d는 갭 폭 g와 동등한 값으로 설정하였다.
도 3에 있어서, 전류 밀도 I가 하강하고 있는 개소(약 90도의 위치)는 잘림부(80)의 위치에 대응하고 있다. 도시한 바와 같이, 잘림부(80)의 갭 폭 g가 15㎜일 때에는 전류 밀도 I의 최대값 Imax로부터의 하강이 약 20%이고, 갭 폭 g가 20㎜일 때에는 전류 밀도 I의 최대값 Imax로부터의 하강이 약 23%이며, 갭 폭 g가 20㎜보다도 클 때에는 전류 밀도 I의 하강이 더욱 커지는 것이 추찰된다. 한편, 잘림부(80)의 갭 폭 g가 5㎜, 10㎜일 때에는 전류 밀도 I의 최대값 Imax로부터의 저조가 한결같이 약 15%에 멈춘다.
이와 같이, 이 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 챔버(10)내에 생성되는 도넛형상 플라즈마 내의 플라즈마 밀도의 방위각 방향의 균일성을 RF 안테나(54)의 구조에 의해서 개선하기 위해서는 RF 안테나(54)를 구성하는 코일(54(n))의 잘림부(80)의 갭 폭 g를 10㎜ 이내로 하면 좋다.
흥미 있는 일이지만, 잘림부(80)의 갭 폭 g에 관한 상기의 조건(g≤10㎜)은 챔버(10)내에 유도 결합에 의해 생성되는 도넛형상 플라즈마의 스킨 깊이 δ의 조건(δ≤10㎜)에 대응한다. 충돌계의 스킨 깊이 δc 및 무충돌계의 스킨 깊이 δp는 각각 다음의 식(1), (2)에서 주어진다.
δc=(2πm/ω)1/2c[(e2ne)/(ε0me)]-1/2‥(1)
δp=c[(e2ne)/(ε0me)]-1/2‥(2)
여기서, πm은 전자-중성자 관성 변환 충돌 주파수, ω은 플라즈마 생성용 고주파의 각(角) 주파수, c는 광의 속도, e는 전자 전하량, ne는 전자 밀도, ε0은 자유공간의 유전율, me는 전자 질량이다.
본 실시예의 코일(54(n))에 있어서는 잘림부(80)의 갭 폭 g 뿐만 아니라, RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 거리 간격 d도 중요한 요소(factor)이다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 잘림부(80)의 갭 폭 g는 좁아도, RF 급전 포인트 간격 d가 큰 경우도 고려된다.
본 발명자는 상기 전자기장 시뮬레이션의 일환으로서, 파라미터를 [g=5㎜, d=5㎜], [g=20㎜, d=20㎜], [g=5㎜, d=20㎜]의 3가지로 선택하고, 그 외는 상기와 동일한 조건으로 도넛형상 플라즈마 내에 여기되는 전류 밀도 I의 방위각 방향 분포를 계산에 의해 구해서 플롯한 결과, 도 5에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 즉, [g=5㎜, d=20㎜]의 경우는 [g=20㎜, d=20㎜]의 경우와 대략 동일하고, 잘림부(80)에 대응하는 개소에서의 전류 밀도 I의 하강이 약 23%이었다.
이와 같이, 챔버(10)내에 생성되는 도넛형상 플라즈마 내의 플라즈마 밀도의 방위각 방향의 불균일성을 RF 안테나(54)의 구조에 의해서 개선하기 위해서는 코일(54(n))의 잘림부(80)의 갭 폭 g를 좁게(10㎜ 이내로) 하는 것뿐만 아니라, RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 거리 간격 d도 동일 정도로(10㎜ 이내로) 좁게 할 필요가 있다.
도 6에, 코일(54(n))의 더욱 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 실시예의 특징은 코일(54(n))의 잘림부(80)이 코일 주회방향에 대해 소정의 각도 φ(예를 들면, φ=60°)로 비스듬히 연장하도록 형성되어 있는 구성에 있다. 이 경우, RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out는 코일 주회방향에 있어서 서로 중첩하는 위치 관계, 즉 원형 코일(54(n))의 중심 O와 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 3자가 코일 반경 방향으로 동일 직선상에 배열되는 바와 같은 위치 관계로 설정되는 것이 가장 바람직하다.
코일(54(n))의 링 형상이 원형 이외(예를 들면, 직사각형)의 경우도 포함시키면, 잘림부(80)이 코일 주회방향에 대해 비스듬히 형성되는 경우에는 한쪽의 코일 단부(82a)에 한쪽의 고주파 급전 라인(58)이 접속되는 위치(RF 급전 포인트) RF-In과 다른 쪽의 코일 단부(82b)에 다른 쪽의 고주파 급전 라인(60)이 접속되는 위치(RF 급전 포인트) RF-Out의 사이에서 코일 주회방향의 갭이 존재하지 않는 관계가 바람직하고, 양 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out이 코일 주회방향으로 중첩되는 위치 관계가 가장 바람직하다.
본 발명자가 상기 전자기장 시뮬레이션의 일환으로서, 파라미터를 [g=5㎜, φ=90°],［g=5㎜, φ=60°]의 2가지로 선택하고, 그 외는 상기와 동일한 조건으로 도넛형상 플라즈마 내에 여기되는 전류 밀도 I의 방위각 방향 분포를 계산하여 플롯한 결과, 도 7에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다.
여기서, [g=5㎜, φ=60°]의 조건은, 상기와 같이, 도 6의 실시예에 상당하고, [g=5㎜, φ=90°]의 조건은 도 2의 실시예에 상당한다. 즉, 도 2에 나타내는 실시예는 코일(54(n))의 잘림부(80)이 코일 주회방향에 대해 수직으로 곧바로 연장하도록 형성되어 있고, φ=90°로 정의된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 코일(54(n))의 잘림부(80)을 코일 주회방향에 대해 비스듬히 형성하는 도 6의 실시예에서는 잘림부(80)의 위치에 대응하는 개소에서 전류 밀도 I가 떨어지기는 커녕 오히려 증대하고, 전반적으로 방위각 방향에 있어서의 전류 밀도 I의 편차는 매우 작으며, 약 4%로 개선되어 있다.
도 6의 실시예에 있어서, 잘림부(80)의 위치에 대응하는 개소에서 전류 밀도 I가 다른 것보다도 증대하는 것은 양 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out가 코일 주회방향에 있어서 5㎜만 서로 통과하는 위치 관계로 설정되었기 때문에, 그 구간에서 RF 급전 포인트 RF-In에 들어간 직후의 코일 전류와 RF 급전 포인트 RF-Out로부터 나가기 직전의 코일 전류가 동일 방향으로 중첩되기 때문이다. 따라서, 양 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out가 코일 주회방향에 있어서 서로 중첩되는 위치로 설정된 경우에는 방위각 방향에 있어서의 전류 밀도 I의 편차(불균일성)는 더욱 감소하는 것으로 추정된다.
도 8a에 나타내는 별도의 실시예는 코일(54(n))의 잘림부(80)이 코일 주회방향에 대해 코일 도체(82)의 내주면에서 외주면을 향하고, 또한 코일 도체(82)의 상면에서 하면을 향해 비스듬히 연장하고 있는 구성이 특징적이다. 이러한 구성에 의해, 플라즈마측으로부터는 잘림부(80)의 개소가 한층 잘 보이지 않게 되고, 주회방향에 있어서의 코일(54(n))의 코일 도체(82)의 의사적 연속성이 더욱 향상한다.
또, 코일(54(n))의 코일 도체(82)의 단면형상은 임의이며, 예를 들면, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 삼각, 사각 또는 원 중 어느 것이어도 좋다.
도 9에, 코일(54(n))의 잘림부에 기인하는 특이점의 존재를 해소 또는 억제하는데 유효한 별도의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 코일(54(n))은 서로 근접해서 평행하게 연장하고, 코일 주회방향의 동일 장소에 잘림부(84)이 있는 외측 및 내측의 코일 도체(86, 88)와, 이들 코일 도체(86, 88)의 잘림부(84)과 인접하는 각각의 한쪽(도면의 좌측)의 코일 단부를 공통 접속하는 제 1 접속 도체(90L)와, 이들 코일 도체(86, 88)의 잘림부(84)과 인접하는 각각의 다른 쪽(도면의 우측)의 코일 단부를 공통 접속하는 제 2 접속 도체(90R)와, 제 1 접속 도체(90L)로부터 잘림부(84)의 갭 내로 연장하여, 고주파 급전부(56)(도 1)로부터의 한쪽의 고주파 급전 라인(58)(도 1)과 접속하는 제 3 접속 도체(92L)와, 제 2 접속 도체(88)로부터 잘림부(84)의 갭 내로 연장하여, 고주파 급전부(56)(도 1)로부터의 다른 쪽의 고주파 급전 라인(60)과 접속하는 제 4 접속 도체(92R)를 갖고 있다.
예를 들면, 내측의 코일 도체(88)는 내부 반경이 108㎜, 외부 반경이 113㎜이다. 외측의 코일 도체(86)는 내부 반경이 118㎜, 외부 반경이 123㎜이다. 양 코일 도체(86, 88)는 직경방향으로 10㎜의 간격을 사이를 두고 동심형상으로 배치된다.
여기서, 제 3 접속 도체(92L)에 고주파 급전 라인(58)이 접속되는 RF 급전 포인트 RF-In과 제 4 접속 도체(92R)에 고주파 급전 라인(60)이 접속되는 RF 급전 포인트 RF-Out이 코일 주회방향에 있어서 중첩되는 바와 같은 위치 관계, 즉 원형 코일(54(n))의 중심 O와 RF 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 3자가 코일 반경 방향으로 동일 직선 Ｎ상에 배열되는 바와 같은 위치 관계가 가장 바람직하다.
본 발명자가, 상기 전자기장 시뮬레이션의 일환으로서, 도 9의 실시예에 대해 상기와 마찬가지의 조건으로 도넛형상 플라즈마 내에 여기되는 전류 밀도 I의 방위각 방향 분포를 계산해서 플롯한 결과, 도 10에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 도시한 바와 같이, 방위각 방향에 있어서의 전류 밀도 I의 편차는 매우 작고, 2% 미만으로 개선되어 있다.
본 실시예의 변형예로서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 RF 급전 포인트 RF-In과 다른 쪽의 RF 급전 포인트 RF-Out가 코일 주회방향에 있어서 서로 통과하는 바와 같은 위치 관계로 설정하는 구성도 가능하다. 무엇보다도, 이 경우에는 RF 급전 포인트 RF-In에 들어간 직후의 코일 전류와 RF 급전 포인트 RF-Out로부터 나가기 직전의 코일 전류가 동일 방향으로 중첩되기 때문에, 잘림부(84)에 대응하는 개소에서 전류 밀도 I가 다른 것보다도 다소 증대하는 경향이 있다.
본 실시예의 별도의 변형예로서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 RF 급전 포인트 RF-In과 다른 쪽의 RF 급전 포인트 RF-Out가 코일 주회방향에 있어서 갭을 거쳐서 이간하는 바와 같은 위치 관계도 가능하다. 무엇보다도, 이 경우에는 잘림부(84)에 대응하는 개소에서 전류 밀도 I가 다른 것보다도 다소 하강하는 경향이 있다.
도 13 및 도 14에, 코일(54(n))내에 주회방향으로 등간격으로 복수(도시의 예는 2개)의 잘림부(80)를 마련하는 실시예를 나타낸다. 이 경우, 1개의 잘림부(80)가 고주파 급전 라인(58, 60)과 접속하기 위한 본래의 잘림부이며, 나머지의 잘림부(80')은 전부 더미이다. 각 더미의 잘림부(80')에는 해당 잘림부(80')을 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부의 사이에 걸치는 가교형의 접속 도체(92)가 마련된다.
통상, 유도 결합형에 있어서는 RF 안테나(코일) 바로 아래에서는 직경방향으로 불균일(도넛형상)하게 플라즈마를 생성하고, 그것이 확산해서 서셉터 상 또는 반도체 웨이퍼의 바로 위에서는 균일한 플라즈마가 얻어지도록 설계된다. 주회방향(방위각 방향)에 있어서도, 확산 도넛형상 플라즈마 내의 불균일성은 반도체 웨이퍼의 바로 위에서 평활화되지만, 직경방향에 비해 평활화에 필요한 거리(원주에 상당)가 길기 때문에, 평활화하기 어려운 경향이 있다.
이 점에서, 본 실시예와 같이, 코일(54(n))내에 불연속점(잘림부)을 주회방향으로 등간격으로 복수 마련하면, 주회방향에 있어서 플라즈마 밀도의 평활화에 필요한 확산 거리가 짧아진다. 예를 들면, 불연속점(잘림부)이 N개(N은 2이상의 자연수)이면, 확산에 필요한 거리는 원주의 1/N이 되고, 평활화하기 쉬워진다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 코일(54(n))의 코일 도체(82)가 종형으로서, 잘림부(80, 80')이 종방향으로 연장되는 구성도 가능하다.
도 15에 나타내는 실시예는 코일(54(n))의 코일 도체(82)의 잘림부(80)을 거쳐서 서로 대향하는 한 쌍의 코일 단부(82a, 82b)로부터 위쪽(유전체 창(52)과 멀어지는 방향)에 코일 주회방향에 대해 일정한 각도(바람직하게는 45°∼70°)로 비스듬히 또한 평행하게 연장하는 한 쌍의 접속 도체(94, 96)를 갖고, 한쪽의 접속 도체(94)의 선단부에 한쪽의 고주파 급전 라인(58)을 접속하고, 다른 쪽의 접속 도체(96)의 선단부에 한쪽의 고주파 급전 라인(60)을 접속하는 구성을 특징으로 한다. 또, 잘림부(80)의 갭 폭은 10㎜ 이하의 사이즈가 바람직하다.
도 16a 및 도 16b에, RF 안테나(54)를 소용돌이형 코일로 구성한 경우의 실시예를 나타낸다. 또, 도 16a 및 도 16b는 동일 구조의 RF 안테나(54)를 각도(방위)를 바꾸어서 본 사시도이다.
본 실시예에 있어서는 RF 안테나(54)가, 평면(예를 들면 유전체 창(52))상에서 서로 180도의 위상을 어긋나게 하여 소용돌이형상으로 연장하는 제 1 및 제 2 주 코일 도체(100, 102)와, 이들 제 1 및 제 2 주 코일 도체(100, 102)의 각각의 주변측의 코일 단부(100e, 102e)로부터 해당 평면에 대해 서로 180도의 위상을 어긋나게 해서 일정한 경사각 β(예를 들면, β=1.5°∼2.5°)로 상승하면서 소용돌이형상(도시의 예에서는 반(半)회전의 소용돌이)으로 연장하는 제 1 및 제 2 보조 코일 도체(104, 106)를 갖고 있다. 제 1 및 제 2 주 코일 도체(100, 102)의 각각의 중심측의 코일 단부에는 고주파 급전부(56)(도 1)로부터의 한쪽의 고주파 급전 라인(58)이 공통 접속된다. 또한, 제 1 및 제 2 보조 코일 도체(104, 106)의 각각의 상단측의 코일 단부(104u, 106u)에 고주파 급전부(56)(도 1)로부터의 다른 쪽의 고주파 급전 라인(60)(도 1)이 공통 접속된다.
일반적으로, 소용돌이형 코일은 양 고주파 급전 포인트 RF-In, RF-Out의 위치가 코일의 중심부와 외주 단부에 크게 떨어져 위치하고, 플라즈마측에서 보면 코일 단부(100e, 102e)가 갑자기 종단하는 구조를 취한다. 그래서, 본 실시예에서는, 상기와 같이 플라즈마측으로부터 서서히 멀어지도록 나선형상으로 연장하는 보조 코일 도체(104, 106)를 코일 단부(100e, 102e)에 접속함으로써, 코일 외주부 부근의 주회방향에 있어서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 향상시키도록 하고 있다.
본 발명자가 도 16a(도 16b)의 실시예에 대해, 상기와 마찬가지의 전자기장 시뮬레이션을 실시하고, 반경 r=8㎜, 120㎜, 170㎜, 230㎜의 원주 상에 여기되는 전류의 밀도(플라즈마 밀도에 상당) I를 계산해서 플롯(Plot)한 결과, 도 17a 및 도 17b에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 또, 이 전자기장 시뮬레이션에서는 RF 안테나(54)의 외경(반경)을 230㎜로 설정하였다.
또한, 비교예로서, 도 18에 나타내는 바와 같이, 주 코일 도체(100, 102)의 단부(100e, 102e)에 보조 코일 도체(104, 106)를 접속하지 않고 다른 쪽의 고주파 급전 포인트 RF-Out를 마련하는 구성에 대해서도 마찬가지의 전자기장 시뮬레이션을 실시하고, 반경 r=8㎜, 120㎜, 170㎜, 230㎜의 원주 상에 여기되는 전류의 밀도(플라즈마 밀도에 상당) I를 계산해서 플롯한 결과, 도 19a 및 도 19b에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다.
r=8㎜, 120㎜, 170㎜에서의 치우침(편차)은 실시예와 비교예 사이에 차는 없지만(도 16a, 도 19a), 코일 외주부의 ｒ=230㎜에서의 치우침(편차)은 현저히 상이하며, 비교예의 100%에 대해 실시예에서는 37%로 감소하고 있다(도 16b, 도 19b).
또, 도 16a(도 16b)의 실시예에서는 한 쌍의 소용돌이형 주 코일 도체(100, 102)와 한 쌍의 소용돌이형 보조 코일 도체(104, 106)에 의해서 RF 안테나(54)를 구성하였다. 그러나, 단일의 소용돌이형 주 코일 도체(100)와 단일의 소용돌이형 보조 코일 도체(104)에 의해서 RF 안테나(54)를 구성하는 것도 가능하다.
도 20a 내지 20d에 나타내는 실시예는 코일(54(n))의 구성에 관해, 제 1 및 제 2 실시예(도 2∼도 8a)의 발전형이며, 사방(a), (b), (c), (d)의 어느 방향에 있어서도 잘림부(80)의 갭이 코일(54(n))의 중심부의 1개소(110)에서만 보이게 되는 구조로 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 플라즈마측으로부터는 잘림부(80)의 개소가 거의 보이지 않게 되어, 주회방향에 있어서의 코일(54(n))의 코일 도체(82)의 의사적 연속성이 극한까지 향상한다.
상술한 실시형태에 있어서의 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치의 구성은 일예이며, 플라즈마 생성 기구의 각 부는 물론, 플라즈마 생성에 직접 관계하지 않는 각 부의 구성도 각종 변형이 가능하다.
예를 들면, RF 안테나(54)에 대한 고주파 급전의 일형태로서, 적어도 1개의 급전 라인 상에, 또는 적어도 1개의 급전 라인(특히, 귀선 급전 라인(60))과 전기적으로 접지되어 있는 도전성의 접지 부재 사이에, 콘덴서를 접속하는 구성도 가능하다.
또한, RF 안테나의 기본형태로서, 평면형 이외의 타입, 예를 들면, 돔형 등도 가능하다. 또한, RF 안테나를 각 주내에서 반경이 일정한 동심 원형 코일로 구성하는 경우에는 챔버의 천장 이외의 개소에 설치되는 타입도 가능하며, 예를 들면, 챔버의 측벽의 외부에 설치되는 헤리컬 타입도 가능하다.
RF 안테나(54)를 코일 직경이 다른 복수의 단권 코일(54(1), 54(2), 54(3))로 구성하는 경우, 각 단권 코일(54(n))에 개별의 고주파 급전부(56(n))를 접속하는 구성도 가능하다. 또한, 각 단권 코일(54(n)) 대신에 복권 코일을 이용하는 것도 가능하다. 직사각형의 피처리 기판에 대응해서 직사각형의 챔버 구조, 직사각형의 RF 안테나 구조도 가능하다.
처리 가스 공급부에 있어서 챔버(10)내에 천장으로부터 처리 가스를 도입하는 구성도 가능하며, 서셉터(12)에 직류 바이어스 제어용의 고주파 RFL을 인가하지 않는 형태도 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치 또는 플라즈마 처리 방법은 플라즈마 에칭의 기술분야에 한정되지 않고, 플라즈마 CVD, 플라즈마 산화, 플라즈마 질화, 스퍼터링 등의 다른 플라즈마 프로세스에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 플랫 패널 디스플레이용의 각종 기판이나, 포토 마스크, CD 기판, 프린트 기판 등도 가능하다.

Claims (2)

  1. 적어도 일부가 유전체의 창으로 이루어지는 진공 배기 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기 내에서 피처리 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 피처리 기판에 원하는 플라즈마 처리를 실시하기 위해, 상기 처리용기 내에 원하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 처리용기 내에서 유도 결합에 의해 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해, 상기 유전체 창의 외부에 마련되는 RF 안테나와,
    상기 처리 가스의 고주파 방전에 적합한 주파수의 고주파 전력을 상기 RF 안테나에 공급하는 고주파 급전부
    를 구비하고,
    상기 RF 안테나는,
    서로 근접해서 평행하게 연장되고, 코일 주회방향의 동일 장소에 잘림부가 있는 제 1 및 제 2 코일 도체와,
    상기 제 1 및 제 2 코일 도체의 상기 잘림부와 인접하는 각각의 한쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 1 접속 도체와,
    상기 제 1 및 제 2 코일 도체의 상기 잘림부와 인접하는 각각의 다른 쪽의 코일 단부를 공통 접속하는 제 2 접속 도체와,
    상기 제 1 접속 도체로부터 상기 잘림부의 갭 내로 연장되어, 상기 고주파 급전부로부터의 제 1 고주파 급전 라인과 접속하는 제 3 접속 도체와,
    상기 제 2 접속 도체로부터 상기 잘림부의 갭 내로 연장되어, 상기 고주파 급전부로부터의 제 2 고주파 급전 라인과 접속하는 제 4 접속 도체를 가지며,
    상기 제 3 접속 도체에 상기 제 1 고주파 급전 라인이 접속되는 위치와 상기 제 4 접속 도체에 상기 제 2 고주파 급전 라인이 접속되는 위치와 상기 RF 안테나의 중심이 코일 반경 방향에서 동일 직선 상에 나열되어 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 접속 도체는 코일 반경 방향으로 연장되어 있고, 상기 제 3 및 제 4 접속 도체는 코일 주회 방향으로 연장되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 코일 도체는 서로 동심형상으로 배치되고, 직경 방향으로 인접하고 있는 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4844697B1 (ja) * 2011-06-24 2011-12-28 日新電機株式会社 プラズマ処理装置
CN103165383B (zh) * 2011-12-15 2016-05-11 中国科学院微电子研究所 电感耦合等离子体线圈及等离子体注入装置
CN103227091B (zh) * 2013-04-19 2016-01-27 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置
CN104637767B (zh) * 2013-11-15 2017-02-15 中微半导体设备(上海)有限公司 一种电感线圈及电感耦合等离子体处理装置
CN105789008B (zh) * 2014-12-22 2017-12-19 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置及等离子体刻蚀方法
CN105789010B (zh) * 2014-12-24 2017-11-10 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置及等离子体分布的调节方法
JP6602887B2 (ja) * 2015-03-19 2019-11-06 マットソン テクノロジー インコーポレイテッド プラズマ処理チャンバ内のエッチングプロセスのアジマス方向の均質性の制御
CN106298498B (zh) * 2015-06-11 2018-12-25 中微半导体设备(上海)有限公司 刻蚀形成硅通孔的方法与硅通孔刻蚀装置
CN106611643A (zh) * 2015-10-23 2017-05-03 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 立体线圈、反应腔室及半导体加工设备
JP2018022830A (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 東京エレクトロン株式会社 被処理体を処理する方法
KR101826883B1 (ko) * 2016-11-03 2018-02-08 인투코어테크놀로지 주식회사 유도 코일 구조체 및 유도 결합 플라즈마 발생 장치
CN108882494B (zh) * 2017-05-08 2022-06-17 北京北方华创微电子装备有限公司 等离子体装置
CN109036817B (zh) * 2017-06-08 2021-09-17 北京北方华创微电子装备有限公司 电感耦合线圈和工艺腔室
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
CN110318028A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 株式会社新柯隆 等离子体源机构及薄膜形成装置
US10354838B1 (en) * 2018-10-10 2019-07-16 Lam Research Corporation RF antenna producing a uniform near-field Poynting vector
KR102435254B1 (ko) * 2018-10-30 2022-08-23 베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디. 유도 코일 세트 및 반응 챔버
EP3813092A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-28 EMD Corporation Plasma source
JP7394316B2 (ja) * 2019-10-29 2023-12-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アダプタ、照明装置及び照明器具
CN114121581B (zh) * 2020-08-27 2024-04-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002507661A (ja) 1998-03-16 2002-03-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 重複端部を有するコイルを備えるスパッタリング装置
JP2004179432A (ja) 2002-11-27 2004-06-24 Foi:Kk プラズマ発生装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100238627B1 (ko) * 1993-01-12 2000-01-15 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
US5919382A (en) * 1994-10-31 1999-07-06 Applied Materials, Inc. Automatic frequency tuning of an RF power source of an inductively coupled plasma reactor
TW279240B (en) * 1995-08-30 1996-06-21 Applied Materials Inc Parallel-plate icp source/rf bias electrode head
US6054013A (en) * 1996-02-02 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Parallel plate electrode plasma reactor having an inductive antenna and adjustable radial distribution of plasma ion density
JP3790291B2 (ja) * 1996-02-21 2006-06-28 サムコ株式会社 プラズマ処理装置
US6080287A (en) * 1998-05-06 2000-06-27 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
US6660134B1 (en) * 1998-07-10 2003-12-09 Applied Materials, Inc. Feedthrough overlap coil
KR100338057B1 (ko) * 1999-08-26 2002-05-24 황 철 주 유도 결합형 플라즈마 발생용 안테나 장치
JP2001110777A (ja) * 1999-10-05 2001-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
US6744213B2 (en) * 1999-11-15 2004-06-01 Lam Research Corporation Antenna for producing uniform process rates
US6320320B1 (en) * 1999-11-15 2001-11-20 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing uniform process rates
US6518705B2 (en) * 1999-11-15 2003-02-11 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing uniform process rates
US6583572B2 (en) * 2001-03-30 2003-06-24 Lam Research Corporation Inductive plasma processor including current sensor for plasma excitation coil
JP3462865B2 (ja) * 2001-07-10 2003-11-05 三菱重工業株式会社 給電アンテナ及び半導体製造装置
JP3880864B2 (ja) * 2002-02-05 2007-02-14 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ処理装置
JP3900956B2 (ja) * 2002-02-15 2007-04-04 松下電器産業株式会社 プラズマ処理方法及び装置
KR100988085B1 (ko) * 2003-06-24 2010-10-18 삼성전자주식회사 고밀도 플라즈마 처리 장치
KR20050040274A (ko) * 2003-10-28 2005-05-03 삼성전자주식회사 플라즈마 발생용 안테나 및 이를 갖는 플라즈마 처리장치
CN102270577B (zh) * 2004-06-21 2014-07-23 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法
CN100527294C (zh) * 2005-02-25 2009-08-12 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 电感耦合线圈及其电感耦合等离子体装置
JP2006318725A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 誘導結合型プラズマ生成装置及びプラズマ生成方法
CN101043786A (zh) * 2006-12-06 2007-09-26 中国科学技术大学 凹腔型线圈天线的感应耦合等离子体发生设备
CN201114977Y (zh) * 2007-09-20 2008-09-10 复旦大学 射频电感耦合等离子体发生天线
CN101500369B (zh) * 2008-01-30 2011-06-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 电感耦合线圈及电感耦合等离子体发生装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002507661A (ja) 1998-03-16 2002-03-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 重複端部を有するコイルを備えるスパッタリング装置
JP2004179432A (ja) 2002-11-27 2004-06-24 Foi:Kk プラズマ発生装置

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