KR101839414B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

처리실 내의 플라즈마 분포를 임의로 제어할 수 있어, 처리실 내의 플라즈마 밀도를 균일화하여 기판에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
웨이퍼(W)에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 챔버(11)와, 챔버(11) 내에서 웨이퍼(W)를 재치하는 서셉터(12)와, 서셉터(12)와 처리 공간(S)를 사이에 두고 대향하도록 설치된 상부 전극판(30a)과, 서셉터(12) 및 상부 전극(30a) 중 일방에 고주파 전력을 인가하여 처리 공간(S) 내에 플라즈마를 발생시키는 고주파 전원(20)과, 처리 공간(S)과 대향하는 내벽 구성 부재를 가지고, 처리 공간(S)의 주변부와 대향하는 상부 전극(30a)에 할로우 캐소드(31a ~ 31c)가 형성되며, 할로우 캐소드(31a ~ 31c)가 형성된 상부 전극(30a)은 시스 전압 조정용의 직류 전원(37)에 접속되어 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법 {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA CONTROL METHOD}
본 발명은 처리실 내의 플라즈마 분포를 임의로 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 액정 표시 장치(LCD)를 비롯한 FPD(Flat Panel Display)의 제조 공정에서, 글라스 기판을 비롯한 각종 기판에 대해 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 플라즈마 처리 장치는 플라즈마의 생성 방법의 차이에 따라 용량 결합형 플라즈마 처리 장치와 유도 결합형 플라즈마 처리 장치로 대별(大別)된다.
용량 결합형 플라즈마 처리 장치(이하, ‘CCP 처리 장치’라고 함)의 전형적인 것으로서 예를 들면, 처리실(챔버) 내에 2 매의 전극판을 설치하여, 2 매의 전극 중 일방의 전극판을 고주파 전원에 접속시키고 타방의 전극판을 그라운드 전위에 접속시킨 것이 알려져 있다. 이러한 CCP 처리 장치에서는 예를 들면, 고주파 전원으로부터 일방의 전극판에 고주파 전력을 인가하여 전극판 상호간에 전계를 발생시키고, 이에 따라 전극판 상호간의 처리 공간 내에 전자를 생성하여, 생성한 전자를 고주파 전원에 의한 전계에 의해 가속시켜 처리 가스의 기체 입자와 충돌시켜 용량 결합 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 기판에 플라즈마 처리가 실시된다.
CCP 처리 장치에서는, 챔버 주변부의 플라즈마가 확산되어 그 밀도가 저하되기 때문에 챔버 중심부의 플라즈마 밀도가 주변부의 플라즈마 밀도보다 높아지는 경향이 있다. 따라서, 챔버 내의 플라즈마 밀도가 불균일해져 결과적으로 기판에 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 예를 들면, 처리실 내의 전극판에 할로우 캐소드(hollow cathode) 구조부를 형성하고, 이에 따라 처리실 내의 플라즈마 분포의 균일화를 도모하여, 기판에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시하도록 한 플라즈마 처리 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본특허공개공보 2003-068716호
그러나 처리실 내에 할로우 캐소드 구조부를 형성한 플라즈마 처리 장치라도, 생성되는 플라즈마 밀도 또는 분포 범위는 할로우 캐소드 구조부의 형상, 예를 들면, 홈 또는 홀의 크기 및 깊이에 따라 거의 일의적으로 결정되기 때문에, 챔버 내의 플라즈마 밀도를 적극적으로 제어할 수 없어, 결과에 맡길 수밖에 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 처리실 내의 플라즈마 분포를 임의로 제어할 수 있어, 처리실 내의 플라즈마 밀도를 균일화하여 기판에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 처리실과, 상기 처리실 내에서 상기 기판을 재치하는 기판 재치대와, 상기 기판 재치대와 처리 공간을 사이에 두고 대향하도록 설치된 대향 전극과, 상기 기판 재치대 및 상기 대향 전극 중 일방에 고주파 전력을 인가하여 상기 처리 공간 내에 플라즈마를 발생시키는 고주파 전원과, 상기 처리 공간과 대향하는 내벽 구성 부재를 가지고, 상기 내벽 구성 부재에는 상기 처리 공간의 주변부와 대향하는 할로우 캐소드 구조부가 형성되며, 상기 할로우 캐소드 구조부가 형성된 내벽 구성 부재는 시스 전압 조정용 전원에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 시스 전압 조정용 전원은 직류 전원인 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 2에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 내벽 구성 부재는 도전체 및 반도체 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 2에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 직류 전원은 상기 내벽 구성 부재에 -50 V 내지 -1500 V의 직류 전압이고 또한 상기 내벽 구성 부재의 셀프 바이어스 전압보다 절대치가 큰 직류 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 시스 전압 조정용 전원은 27 MHz 이하의 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원인 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 내벽 구성 부재는 도전체, 반도체, 도전체를 유전체로 피복한 것 및 반도체를 유전체로 피복한 것 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 고주파 전원은 0 kW 내지 5 kW의 고주파 전력을 상기 내벽 구성 부재에 인가하는 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부는 단면 오목 형상 또한 원환 형상을 나타내는 홈으로 이루어지며, 상기 기판 재치대와 동축 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부는 복수의 상기 홈으로 이루어지며, 각각 동심원 형상이고 또한 상기 기판 재치대와 동축 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 10에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부에서의 단면 오목 형상의 폭은 2 mm 내지 20 mm인 것을 특징으로 한다.
청구항 11에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부에서의 단면 오목 형상의 깊이는 2 mm 내지 20 mm, 애스펙트비는 0.5 내지 10인 것을 특징으로 한다.
청구항 12에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부는 상기 처리 공간의 주변부에서의 외측과 대향하는 것일 수록 단면 오목 형상의 폭이 넓거나 깊이가 깊게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 13에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 할로우 캐소드 구조부에서의 단면 오목 형상의 저부(底部)의 각부는 라운드 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 14에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에서, 상기 내벽 구성 부재는 상부 전극판인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 청구항 15에 기재된 플라즈마 제어 방법은, 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 처리실의 처리 공간 내에 상기 기판을 배치하고, 상기 처리 공간 내에서 용량 결합에 의해 플라즈마를 발생시켜, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에서의 상기 처리 공간 내의 플라즈마 분포를 제어하는 플라즈마 제어 방법에 있어서, 상기 처리 공간의 주변부와 대향하는 내벽 구성 부재에 할로우 캐소드 구조부가 형성되어 있으며, 상기 할로우 캐소드 구조부가 형성된 내벽 구성 부재에 시스 전압 조정용의 전압을 인가하여 상기 할로우 캐소드 구조부에 대응되는 처리 공간 내의 플라즈마 밀도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
청구항 16에 기재된 플라즈마 제어 방법은, 청구항 15에 기재된 플라즈마 제어 방법에서, 상기 시스 전압 조정용의 전압은 직류 전압인 것을 특징으로 한다.
청구항 17에 기재된 플라즈마 제어 방법은, 청구항 16에 기재된 플라즈마 제어 방법에서, 상기 직류 전압은 -50 V 내지 -1500 V이고 또한 상기 내벽 구성 부재의 셀프 바이어스 전압보다 절대치가 큰 직류 전압인 것을 특징으로 한다.
청구항 18에 기재된 플라즈마 제어 방법은, 청구항 15에 기재된 플라즈마 제어 방법에서, 상기 시스 전압 조정용의 전압은 27 MHz 이하의 고주파 전력인 것을 특징으로 한다.
청구항 19에 기재된 플라즈마 제어 방법은, 청구항 18에 기재된 플라즈마 제어 방법에서, 상기 고주파 전력은 0 kW 내지 5 kW인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 처리실 내의 플라즈마 분포를 임의로 제어할 수 있어, 처리실 내의 플라즈마 밀도를 균일화하여 기판에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에서의 플라즈마 제어 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서의 시스 전압과 시스 두께와의 관계를 나타낸 도면으로서, 도 3의 (A)는 플라즈마의 이온 농도(Ne)가 1 e11 / cm3인 경우를 나타내고, 도 3의 (B)는 플라즈마의 이온 농도(Ne)가 2 e10 / cm3인 경우를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 주요부의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 주요부의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 예를 들면, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 ‘웨이퍼’라고 함)에 에칭 또는 성막 등의 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이다.
도 1에서 플라즈마 처리 장치(10)는 기판(이하, 간단히 ‘웨이퍼’이라고 함)(W)을 수용하는 처리실(챔버)(11)를 가지며, 챔버(11) 내에는 웨이퍼(W)를 재치하는 원기둥 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다. 챔버(11)의 내벽과 서셉터(12)의 측면에 의해 측방 배기로(13)가 형성된다. 측방 배기로(13)의 도중에는 배기 플레이트(14)가 배치되어 있다.
배기 플레이트(14)는 다수의 관통홀을 가지는 판 형상 부재로서, 챔버(11)의 내부를 상부와 하부로 구획하는 구획판으로서 기능한다. 배기 플레이트(14)에 의해 구획된 챔버(11) 내부의 상부 공간(15)에는 후술하는 바와 같이 플라즈마가 발생한다. 또한, 챔버(11) 내부의 하부 공간(이하, ‘배기실(매니폴드)’이라고 함)(16)에는 챔버(11) 내의 가스를 배출하는 배기관(17)이 접속되어 있다. 배기 플레이트(14)는 상부 공간(15)에 발생하는 플라즈마를 포착하거나 또는 반사하여 매니폴드(16)로의 누설을 방지한다.
배기관(17)에는 TMP(Turbo Molecular Pump) 및 DP(Dry Pump)(모두 도시 생략)가 접속되며, 이들 펌프는 챔버(11) 내를 진공 배기하여 소정 압력까지 감압한다. 또한, 챔버(11) 내의 압력은 APC 밸브(도시 생략)에 의해 제어된다.
챔버(11) 내의 서셉터(12)에는 제 1 고주파 전원(18)이 제 1 정합기(19)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있으며, 제 1 고주파 전원(18)은 비교적 낮은 주파수, 예를 들면 2 MHz의 바이어스용의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가한다. 이에 따라, 서셉터(12)는 하부 전극으로서 기능한다. 제 1 정합기(19)는 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감시켜 고주파 전력의 서셉터(12)로의 인가 효율을 최대로 한다.
서셉터(12)의 상부에는 정전 전극판(22)을 내부에 가지는 정전 척(23)이 배치되어 있다. 정전 척(23)은 단차를 가지며, 예를 들면 세라믹스로 구성되어 있다.
정전 전극판(22)에는 직류 전원(24)이 전기적으로 접속되어 있어, 정전 전극판(22)에 양의 직류 전압이 인가되면, 웨이퍼(W)에서의 정전 척(23)측의 면(이하, ‘이면’이라고 함)에는 음전위가 발생하여 정전 전극판(22) 및 웨이퍼(W)의 이면의 사이에 전계가 발생하고, 이 전계에 기인하는 쿨롱력 또는 존슨ㆍ라벡력에 의해 웨이퍼(W)는 정전 척(23)에 흡착 보지(保持)된다.
또한 정전 척(23)에는, 흡착 보지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 포커스 링(25)이 정전 척(23)의 단차에서의 수평부에 재치된다. 포커스 링(25)은 예를 들면 실리콘(Si) 또는 탄화 규소(SiC)에 의해 구성된다.
서셉터(12)의 내부에는 예를 들면, 원주 방향으로 연장되는 환상(環狀)의 냉매 유로(26)가 형성되어 있다. 냉매 유로(26)로는, 칠러 유닛(도시 생략)으로부터 냉매용 배관(27)을 거쳐 저온의 냉매, 예를 들면 냉각수 또는 갈덴(등록상표)이 순환 공급된다. 냉매에 의해 냉각된 서셉터(12)는 정전 척(ESC)(23)을 개재하여 웨이퍼(W) 및 포커스 링(25)을 냉각한다.
정전 척(23)에서의 웨이퍼(W)가 흡착 보지되어 있는 부분(이하, ‘흡착면’이라고 함)에는 복수의 전열 가스 공급홀(28)이 개구되어 있다. 전열 가스 공급홀(28)은 전열 가스 공급 라인(29)을 거쳐 전열 가스 공급부(도시 생략)에 접속되고, 전열 가스 공급부는 전열 가스로서의 He(헬륨) 가스를 전열 가스 공급홀(28)을 거쳐 흡착면 및 웨이퍼(W)의 이면의 간극으로 공급한다. 흡착면 및 웨이퍼(W)의 이면의 간극으로 공급된 He 가스는 웨이퍼(W)의 열을 정전 척(23)에 효과적으로 전달한다.
챔버(11)의 천장부에는 서셉터(12)와 상부 공간(15)의 처리 공간(S)을 개재하여 대향하도록 대향 전극으로서의 상부 전극판(30a)이 배치되어 있다.
상부 전극판(30a)은 도전체인 예를 들면 Si 또는 메탈에 의해 구성되어 있으며, 정합기(21)를 개재하여 제 2 고주파 전원(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 고주파 전원(20)은 비교적 높은 고주파, 예를 들면 60 MHz의 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 상부 전극판(30a)에 인가한다. 제 2 정합기(21)는 제 1 정합기(19)와 마찬가지로, 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감시켜 고주파 전력의 서셉터(12)로의 인가 효율을 최대로 한다.
챔버(11)에는 이 챔버(11)의 상부 공간(15)으로 처리 가스를 공급하는 도시를 생략한 처리 가스 공급 수단이 연결되어 있다. 처리 가스 공급 수단은 가스 도입관(도시 생략)을 거쳐 챔버(11)의 상부 공간(15)에 접속되어 있어, 챔버(11)의 상부 공간(15) 내로 처리 가스를 공급한다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 할로우 캐소드 방전을 적극적으로 제어하여 처리 공간(S) 내의 플라즈마 분포를 임의로 제어하기 위해, 처리 공간(S)과 대향하는 챔버(11)의 내벽 구성 부재로서의 상부 전극판(30a)의 처리 공간(S)측의 면(이하, ‘하면’이라고 함)에 할로우 캐소드 구조부가 형성되어 있다. 할로우 캐소드 구조부는 단면 오목 형상이고 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)으로 이루어진다. 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)은 상부 전극판(30a)에서의 처리 공간(S)의 주변부와 대향하는 위치에 각각 동심원 형상으로 형성되어 있고, 또한 서셉터(12)의 중심축과 예를 들면 동축 형상으로 형성되어 있다.
상부 전극판(30a)은, 도시하지는 않았으나 RF의 유출을 저감시키는 기능을 가지는 필터를 통해 직류 전원(37)에 전기적으로 접속되어 있고, 직류 전원(37)은 상부 전극판(30a)에 시스 전압 조정용의 전압으로서 예를 들면 음의 직류 전압(DC 전압)을 인가한다. 또한 상부 전극판(30a)의 셀프 바이어스 전압(Vdc)은 예를 들면 -100 V ~ -300 V 정도이기 때문에, 절대치가 그 이상인 직류 전압이 인가된다.
이러한 구성의 기판 처리 장치(10)에서는 도시를 생략한 처리 가스 도입관으로부터 처리 가스가 챔버(11)의 상부 공간(15) 내로 도입되고, 도입된 처리 가스는 제 2 고주파 전원(20)으로부터 정합기(21)를 개재하여 상부 전극판(30a)에 인가되는 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 의해 여기되어 플라즈마가 된다. 플라즈마 중의 양이온은 제 1 고주파 전원(18)이 서셉터(12)에 인가하는 바이어스용의 고주파 전원에 의해 웨이퍼(W)를 향해 인입되어, 웨이퍼(W)에 예를 들면 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.
기판 처리 장치(10)의 각 구성 부재의 동작은, 기판 처리 장치(10)가 구비하는 제어부(도시 생략)의 CPU가 플라즈마 에칭 처리에 대응되는 프로그램에 따라 제어한다.
본 실시예에 따르면, 처리 공간(S)의 주변부에 대응되는 상부 전극판(30a)의 하면에 할로우 캐소드 구조부로서의 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)이 형성되어 있으므로, 할로우 캐소드 효과에 의해 처리 공간(S)의 주변부에서의 플라즈마 밀도가 높아져 처리 공간(S)의 중앙부의 플라즈마 밀도와 동일한 정도가 된다. 따라서 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도가 균일화되어, 웨이퍼(W)에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)을 형성하는 챔버(11)의 내벽 구성 부재 및 그 장소를 선택하고, 이 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)이 형성된 내벽 구성 부재에 인가하는 DC 전압을 조정함으로써, 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈(31a ~ 31c)과 대향하는 처리 공간(S)에서의 플라즈마 밀도를 임의로 제어하고, 나아가서는 처리 공간(S) 전체의 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다.
본 실시예에서 할로우 캐소드 구조부란, 단면 오목 형상 또한 원환 형상의 홈 또는 홀(이하, 간단히 ‘홈’이라고 함) 또는 그 조합이며, 상부 전극판(30a)의 하면에 형성된 것을 말한다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간(S) 내의 플라즈마(도시 생략)와 대향하여 도전체로서 예를 들면 Si으로 이루어지는 상부 전극판(30a)이 존재하며, 플라즈마의 전위와 상부 전극판(30a)의 전위가 상이하므로 상부 전극판(30a)과 플라즈마와의 사이에 시스가 발생한다. 시스는 양이온을 상부 전극판(30a)을 향하여 가속시키고 또한, 그 반대 방향, 즉 처리 공간(S)을 향하여 전자를 가속시킨다. 여기서, 상부 전극판(30a)에서의 할로우 캐소드 구조부(이하, 간단히 ‘할로우 캐소드’라고 함)(31)에서는, 이 할로우 캐소드(31)의 표면을 따라 시스(Sh)가 발생한다(도 2의 (A)). 시스(Sh)는 그 두께 방향으로 양이온 또는 전자를 가속시키므로, 할로우 캐소드(31) 내에 전자가 집중되어 전자 밀도가 상승하여, 결과적으로 할로우 캐소드(31) 내에 밀도가 높은 플라즈마(P)가 발생한다.
여기서, 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압(DC 전압)의 파워를 변화시키면 할로우 캐소드에서의 바이어스 전위(Vdc)가 변화되어, 플라즈마 전위(Vpp)와 바이어스 전위(Vdc)의 차(差)로서 구해지는 시스 전압이 변화된다. 시스 전압이 변화되면 시스(Sh)의 두께가 변화되어, 예를 들면, 할로우 캐소드(31) 내에서 플라즈마(P)가 존재 가능한 영역이 변화된다. 이에 따라 할로우 캐소드(31) 내에서의 플라즈마의 밀도 또는 존재 영역이 변화되어, 결과적으로 처리 공간(S)에서의 할로우 캐소드에 대응되는 부분의 플라즈마 밀도가 국소적으로 변화된다. 따라서, 이를 이용하여 처리 공간(S)에서의 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다.
이 경우, 시스(Sh)의 두께는 시스 전압에 거의 비례하여 커지는데, 한정된 공간인 할로우 캐소드(31) 내에서 시스(Sh)의 두께가 지나치게 두꺼워지면, 플라즈마(P)가 시스(Sh)에 의해 압출되어 할로우 캐소드(31) 내에 존재할 수 없게 된다. 따라서, 시스(Sh)의 두께는 할로우 캐소드(31)의 폭의 1 / 2 이하가 되도록 조정되는 것이 바람직하다. 또한 할로우 캐소드(31)에서의 단면 오목 형상의 깊이를 얕게 하거나 또는 그 개구폭을 좁힘으로써, 할로우 캐소드에 의한 플라즈마 밀도 증대 효과를 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명에서의 플라즈마 제어 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (A)에서 시스(Sh) 두께가 얇기 때문에 할로우 캐소드(31) 내의 비교적 넓은 영역 내에서 플라즈마(P)가 발생 가능하고, 또한 발생된 플라즈마(P)는 시스(Sh)에 의해 할로우 캐소드(31) 내로부터 압출되지 않는다.
도 2의 (B)에서 상부 전극판(30a)에 높은 파워의 DC 전압을 인가하면, 시스 전압이 상승하여 할로우 캐소드(31) 내의 시스(Sh) 두께가 두꺼워지고, 시스(Sh)에 의해 플라즈마(P)가 할로우 캐소드(31)로부터 압출되어 시스(Sh) 내의 플라즈마(P)의 밀도 또는 존재 영역이 도 2의 (A)의 경우보다 작아진다.
또한 도 2의 (C)에서 상부 전극판(30a)에 더 높은 파워의 DC 전압을 인가하면, 할로우 캐소드(31)의 벽면을 따라 형성되는 시스(Sh)의 두께가 두꺼워져 할로우 캐소드(31) 내가 모두 시스(Sh)로 채워지기 때문에, 할로우 캐소드(31) 내의 모든 플라즈마(P)가 시스(Sh)에 의해 압출된다. 즉, 플라즈마(P)가 발생될 수 없다. 따라서, 처리 공간(S)에서의 할로우 캐소드(31)와 대향하는 부분의 플라즈마 밀도를 상승시킬 수 없다. 즉, 인가시키는 DC 전압의 파워가 필요 이상으로 높으면 할로우 캐소드 방전에 의한 플라즈마 밀도를 증가시키는 효과는 작아진다.
이와 같이 도 1의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상부 전극판(30a)에 인가하는 DC 전압을 조정함으로써 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 바이어스 전위(Vdc)를 조정하여, 이 바이어스 전위(Vdc)와 플라즈마 전위(Vpp)와의 차인 시스 전압을 제어하고, 이에 따라 시스의 두께를 제어하여 플라즈마를 생성시킴으로써, 할로우 캐소드(31a ~ 31c)와 대향하는 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 국소적으로 제어할 수 있고, 나아가서는 처리 공간(S) 전체의 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다.
도 3은 도 1의 플라즈마 처리 장치에서의 시스 전압과 시스 두께와의 관계를 나타낸 설명도로서, 도 3의 (A)는 플라즈마의 이온 농도(Ne)가 1 e11 / cm3인 경우를 나타낸 도면이고, 도 3의 (B)는 플라즈마의 이온 농도(Ne)가 2 e10 / cm3인 경우를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A)에서 플라즈마의 전자 농도가 1 e11 / cm3인 경우, 시스 전압이 500 V, 1000 V 및 1500 V로 커져감에 따라 각 전자 온도(Te = 1 eV ~ 3 eV)에서의 시스 두께가 점차 상승하고 있다.
또한 도 3의 (B)에서 플라즈마의 전자 농도가 2 e10 / cm3인 경우, 시스 전압이 200 V, 400 V, 600 V 및 800 V로 커져감에 따라 각 전자 온도(Te = 1 eV ~ 3 eV)에서의 시스 두께가 점차 상승하고 있다.
도 3에서도, 시스 전압을 조정함으로써 시스의 두께가 변화되어 이에 따라 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압은, 예를 들면 -50 V 내지 -1500 V이고 또한 당해 상부 전극판(30a)에 발생하는 셀프 바이어스 전압(Vdc)보다 절대치가 큰 전압이다. 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압의 절대치가 당해 상부 전극판(30a)에 발생하는 셀프 바이어스 전압(Vdc) 이하이면, 직류 전압을 인가하여 전류를 흐르게 하는 효과가 발휘되지 않을 우려가 있기 때문이다. 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압이 당해 상부 전극판(30a)에 발생하는 셀프 바이어스 전압(Vdc)보다 크면, 할로우 캐소드의 홀 내에서 시스의 폭을 변경할 수 있어 할로우 캐소드 방전이 조정 가능해져, 플라즈마 분포의 균일 제어성을 향상시킬 수 있다.
또한 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압이 -50 V보다 절대치가 작으면 직류 전압을 인가하는 효과가 불충분해지기 쉽고, 한편 -1500 V보다 절대치가 크면 필요한 장치 구성이 복잡하고 고가가 될 우려가 있어 실용적이지 않다. 상부 전극판(30a)에 플라즈마 생성용의 RF 전원이 인가되지 않는 경우에는 셀프 바이어스 전압(Vdc)이 작기 때문에, 시스 전압 조정용의 전압으로서 -50 V 내지 -1500 V의 직류 전압이 인가된다.
또한 상부 전극판(30a)에 인가하는 직류 전압의 최적의 범위는, 할로우 캐소드의 폭 또는 깊이 등에 따라 변화되고, 플라즈마 생성용의 고주파 전력(RF)을 상부 전극에 인가하는 경우와 하부 전극에 인가하는 경우로도 변화되며, 또한 챔버 내 압력 또는 처리 가스의 종류 등에 따라서도 변화된다. 따라서, 각종 조건에 따라 최적의 인가 전압이 결정된다.
본 실시예에서 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 단면 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 단면 U 자 형상, 단면 삼각형 형상, 그 외의 형상 또는 그 조합이어도 좋으며, 할로우 캐소드 방전이 발생하는 오목부를 형성할 수 있는 형상이면 된다. 할로우 캐소드의 단면 형상, 단면 오목 형상의 폭 및 깊이는 많은 베리에이션이 있어 이들을 임의로 조합할 수 있다.
또한 본 실시예에서, 원환 형상의 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 단면 형상에서의 도 1 중 폭 방향의 치수(이하, 간단히 ‘폭’이라고 함)는 예를 들면 2 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 20 mm이다. 할로우 캐소드의 폭이 2 mm보다 작으면 할로우 캐소드의 오목부가 바로 시스로 채워져 플라즈마가 압출되므로, 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 상승시키는 것이 곤란해진다. 한편, 할로우 캐소드의 폭이 20 mm보다 커지면 할로우 캐소드 방전이 발생하는 오목부의 수를 확보하는 것이 곤란해져, 할로우 캐소드에 따른 플라즈마 밀도 상승 효과를 충분히 발현하는 것이 곤란해진다.
본 실시예에서, 할로우 캐소드(31a ~ 31c)의 도 1에서의 깊이 방향의 치수(이하, 간단히 ‘깊이’라고 함)는 예를 들면 2 mm 내지 20 mm, 애스펙트비는 0.5 ~ 10 정도이다. 깊이가 2 mm보다 작으면 할로우 캐소드 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편 20 mm보다 크면 전극의 비용이 대폭 향상될 우려가 있다. 또한 애스펙트비가 0.5보다 작으면 효과가 적어지고, 10보다 크면 전극의 가공 비용이 증가할 우려가 있다.
본 실시예에서, 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 단면 오목 형상의 홈의 저부의 각부를 라운드 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 시스(Sh)에 의해 가속되는 양이온이 할로우 캐소드(31a ~ 31c)의 내벽면에 대해 수직 또한 균등하게 충돌하여, 스퍼터링 효과에 의해 퇴적물의 퇴적을 방지할 수 있다. 상부 전극판(30a)에 DC 전압을 인가하는 플라즈마 처리 장치(10)에서는 인가한 DC 전압이 처리 공간(S) 등을 거쳐 그라운드에 흐르는데, 그 경로에 해당하는 각 구성 부재에 퇴적물이 퇴적되면 DC 전압을 인가할 수 없게 된다. 따라서, 상부 전극판(30a)의 할로우 캐소드(31a ~ 31c) 내에 퇴적물을 퇴적시키지 않도록 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 단면 오목 형상의 홈의 저부의 각부를 라운드 형상으로 하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 할로우 캐소드(31a ~ 31c)는 반드시 상부 전극판(30a)에 형성될 필요는 없으며, 각 챔버 내 구성 부재의 형상에 따라, 또한 챔버 내 구성 부재 상호의 접촉부에서 할로우 캐소드 유사 형상으로의 오목부가 형성된 것이어도 좋다. 플라즈마 밀도를 자유롭게 제어하기 위해서는, 할로우 캐소드 유사 형상이 형성된 도전성의 챔버 내 구성 부재에 시스 전압 조정용의 직류 전원으로부터 소정의 DC 전력을 인가시킬 필요가 있다. 또한, 챔버 내 구성 부재로서 반도체로 이루어지는 챔버 내 구성 부재를 이용할 수도 있다.
본 실시예에서 플라즈마 처리 장치로서 상하부 2 주파의 플라즈마 처리 장치를 이용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하부 2 주파의 플라즈마 처리 장치 또는 그 외의 장치에 대해서도 적용할 수 있다.
이어서, 제 1 실시예에서의 변형예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 4에서 이 플라즈마 처리 장치(40)가 도 1의 플라즈마 처리 장치(10)와 상이한 점은, 상부 전극판(30a)에 DC 전압을 인가하는 DC 전원(37) 대신에 정합기(35)를 개재하여 고주파 전원(36)을 접속시킨 점이다.
고주파 전원(36)은 비교적 낮은, 예를 들면 27 MHz 이하이며 0 kW 내지 5 kW의 고주파 전력(RF)을 상부 전극판(30a)에 인가한다. 이와 같이 비교적 낮은 고주파 전력을 인가함으로써, 그 파워를 조정하여 할로우 캐소드(31a ~ 31c)에서의 바이어스 전위(Vdc)를 조정할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 전위(Vpp)와 바이어스 전위(Vdc)와의 차로 정의되는 시스 전압을 제어하여, 시스의 두께, 나아가서는 할로우 캐소드와 대향하는 처리 공간(S)의 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다. 인가하는 고주파 전력이 27 MHz를 초과하면 얇은 시스만 형성되므로, 플라즈마 밀도를 제어하는 것이 곤란해진다.
본 실시예에서 상부 전극판(30a)에 인가하는 고주파 전력은 연속적으로 인가되지만, 펄스적으로 인가할 수도 있다. 펄스적으로 인가함으로써 할로우 캐소드 전극 내의 플라즈마의 강도를 단속적으로 변화시켜, 결과적으로 래디컬의 해리를 제어하는 것이 가능해진다.
시스 전압 조정용의 전원으로서 고주파 전원(36)을 적용하는 도 4의 플라즈마 처리 장치(40)에서는, 상부 전극판(30a)으로서 예를 들면 도전체 또는 도전체를 유전체로 피복한 전극판이 이용된다. 즉, 상부 전극판의 구성 부재로서 예를 들면 알루미늄의 벌크재를 예를 들면 알루마이트, Y2O3 코팅재, Si, SiC으로 덮은 부재가 이용된다. 도전체 대신에 반도체를 이용할 수도 있다.
또한 본 변형예에서의 챔버 내 구성 부재는, 고주파 전력 인가 부분이 도전성을 가지는 것이라면 반드시 도전체가 아니어도 좋다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도 5에서 이 플라즈마 처리 장치(50)가 도 1의 플라즈마 처리 장치(10)와 상이한 점은, 동일한 깊이의 할로우 캐소드(31a ~ 31c)를 가지는 상부 전극판(30a) 대신에 주변부에 형성된 할로우 캐소드일수록 그 깊이를 깊게 한 할로우 캐소드(31d ~ 31f)를 가지는 상부 전극판(30b)을 설치한 점이다.
본 실시예에 따르면, 처리 공간(S)의 주변부에 대응되는 상부 전극판(30b)의 주변부에 할로우 캐소드(31d ~ 31f)를 형성함으로써, 제 1 실시예와 마찬가지로 처리 공간(S) 내에서의 주변부에서의 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 균일화하여 웨이퍼(W)에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 주변부에 형성된 할로우 캐소드일수록 그 깊이를 깊게 함으로써 상부 전극판(30b)의 주변부, 바꾸어 말하자면 처리 공간(S)의 주변부일수록 할로우 캐소드에 의해 발생하는 플라즈마의 밀도를 높일 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 보다 균일화할 수 있다.
본 실시예에서 주변부에서의 할로우 캐소드일수록 그 깊이를 깊게 하였으나, 주변부의 할로우 캐소드일수록 폭을 넓히거나 또는 홈의 밀도를 증가시켜도 동일한 효과가 얻어진다. 또한 이들 조건을 조합하는 것도 효과적이다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시예에서의 변형예에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 6에서 이 플라즈마 처리 장치(60)가 도 5의 플라즈마 처리 장치(50)와 상이한 점은, 상부 전극판(30b)에 DC 전압을 인가하는 DC 전원(37) 대신에 정합기(35)를 개재하여 고주파 전원(36)을 접속시킨 점이다.
고주파 전원(36)은 비교적 낮은, 예를 들면 27 MHz 이하이며 0 kW 내지 5 kW의 고주파 전력(RF)을 상부 전극판(30b)에 인가한다. 이와 같이 비교적 낮은 고주파 전력을 인가함으로써, 그 파워를 조정하여 할로우 캐소드(31d ~ 31f)에서의 바이어스 전위(Vdc)를 조정할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 전위(Vpp)와 바이어스 전위(Vdc)와의 차로 정의되는 시스 전압을 제어할 수 있어, 시스의 두께, 나아가서는 할로우 캐소드(31d ~ 31f)와 대향하는 처리 공간(S)의 플라즈마 밀도를 제어할 수 있다.
또한, 제 2 실시예와 마찬가지로 처리 공간(S)의 주변부일수록 플라즈마 밀도를 높일 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 보다 균일화하여 웨이퍼(W)에 대해 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
본 실시예에서 주변부에서의 할로우 캐소드일수록 그 깊이를 깊게 하였으나, 주변부의 할로우 캐소드일수록 폭을 넓게 해도 동일한 효과가 얻어진다.
이어서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 주요부의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 7에서 이 플라즈마 처리 장치(70)는, 챔버(11)의 도 1 중 좌우 양측의 측벽면에 각각 도전체, 예를 들면 Si으로 이루어지는 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)를 설치하고, 이 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)의 도 1 중 상하부에 각각 할로우 캐소드(72)를 형성한 것이다.
할로우 캐소드(72)를 가지는 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)는 각각 대응되는 DC 전원(37a) 및 DC 전원(37b)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시예에 따르면, 챔버(11)의 처리 공간(S)의 주변부의 상하에서의 플라즈마 밀도를 높여 처리 공간(S) 전체적으로의 플라즈마 밀도를 균일화할 수 있다.
즉 챔버(11)의 처리 공간(S) 내에서 플라즈마가 발생하면, 처리 공간(S)과 대향하는 도전체 표면에는 시스가 형성된다. 이는 상부 전극판(30)의 표면에 한정되지 않으며, 챔버(11)의 내측벽에 설치된 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)의 표면에서도 동일하다. 따라서, 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)에 각각 할로우 캐소드(72)를 형성하고, DC 전원(37a) 및 DC 전원(37b)으로부터 DC 전압을 인가하여 그 파워를 조정함으로써, 상기 각 실시예와 마찬가지로 할로우 캐소드(72)에 의한 플라즈마 밀도 상승 효과가 얻어져 챔버(11)의 처리 공간(S)의 주변부의 상하에서의 플라즈마 밀도가 높아져, 처리 공간(S) 전체적으로의 플라즈마 밀도를 균일화할 수 있다.
본 실시예에서, 할로우 캐소드(72)는 각각 도 1 중 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)의 상하에 각각 1 개 형성하였으나, 각각 복수 개씩 형성할 수 있다. 또한 본 실시예에서는, 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)가 서셉터(12)에서의 기판 재치면과 수직인 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 내벽 구성 부재(71a) 및 내벽 구성 부재(71b)는 서셉터(12)에서의 기판 재치면의 연장선에 대하여 소정 각도로 교차하도록 경사진 경사 측벽면을 형성하는 것이어도 좋다.
이어서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 주요부의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 8에서 이 플라즈마 처리 장치(80)가 도 7의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(70)와 상이한 점은, 내벽 구성 부재(81a) 및 내벽 구성 부재(81b)에서의 할로우 캐소드(82)의 깊이를 상단부 및 하단부일수록 깊게 한 점이다.
본 실시예에 의해서도 제 3 실시예와 마찬가지로, 챔버(11)의 처리 공간(S)의 주변부의 상하에서의 플라즈마 밀도를 높여 처리 공간(S) 전체적으로의 플라즈마 밀도를 균일화할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 할로우 캐소드(82)의 깊이를 내벽 구성 부재(81a) 및 내벽 구성 부재(81b)의 상하의 주변부에 형성된 할로우 캐소드일수록 그 깊이를 깊게 함으로써 처리 공간(S)의 상하의 주변부일수록 할로우 캐소드에 의해 발생하는 플라즈마 밀도를 높일 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 플라즈마 밀도를 보다 균일화할 수 있다.
전술한 실시예에서 플라즈마 처리가 실시되는 기판은 반도체 디바이스용의 웨이퍼에 한정되지 않으며, LCD(Liquid Crystal Display)를 포함하는 FPD(Flat Panel Display) 등에 이용하는 각종 기판 또는 포토마스크, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 좋다.
10, 40, 50, 60, 70, 80 : 플라즈마 처리 장치
11 : 챔버(처리실)
12 : 서셉터(기판 재치대)
18, 20, 36 : 고주파 전원
30, 30a, 30b : 상부 전극판
31a ~ 31f : 할로우 캐소드
37 : 직류 전원
71a, 71b, 81a, 81b : 내벽 구성 부재
72, 82 : 할로우 캐소드

Claims (19)

  1. 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 처리실과,
    상기 처리실 내에서 상기 기판을 재치하는 기판 재치대와,
    상기 기판 재치대와 처리 공간을 사이에 두고 대향하도록 설치된 대향 전극과,
    상기 기판 재치대 및 상기 대향 전극 중 일방에 고주파 전력을 인가하여 상기 처리 공간 내에 플라즈마를 발생시키는 고주파 전원을 가지고,
    상기 처리 공간의 주변부와 대향하는 상기 대향 전극에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 대향 전극이 시스 전압 조정용 전원에 접속되어, 상기 시스 전압 조정용 전원으로부터 상기 대향 전극에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 상기 홈 내의 시스 두께를 변화시켜 상기 홈 내의 플라즈마의 존재 영역을 제어하며,
    상기 홈은 내측의 원환 형상의 홈과, 상기 내측의 원환 형상의 홈과 동심원 형상으로 배치된 외측의 원환 형상의 홈을 포함하고,
    상기 외측의 원환 형상의 홈의 폭이 상기 내측의 원환 형상의 홈의 폭보다 넓거나, 또는 상기 외측의 원환 형상의 홈의 깊이가 상기 내측의 원환 형상의 홈의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스 전압 조정용 전원은 직류 전원인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 직류 전원은 상기 대향 전극에 -50 V 내지 -1500 V의 직류 전압이고, 또한 상기 대향 전극의 셀프 바이어스 전압보다 절대치가 큰 직류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스 전압 조정용 전원은 27 MHz 이하의 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 전원은 0 kW 내지 5 kW의 고주파 전력을 상기 대향 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈은 동심원 형상으로 형성되고, 또한 상기 기판 재치대와 동축 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 폭은 2 mm 내지 20 mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 깊이는 2 mm 내지 20 mm, 애스펙트비는 0.5 내지 10인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 저부의 각부는 라운드 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 처리실의 처리 공간 내에 상기 기판을 배치하고, 상기 처리 공간 내에서 용량 결합에 의해 플라즈마를 발생시켜, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에서의 상기 처리 공간 내의 플라즈마 분포를 제어하는 플라즈마 제어 방법에 있어서,
    상기 처리 공간의 주변부와 대향하는 대향 전극에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈은 내측의 원환 형상의 홈과, 상기 내측의 원환 형상의 홈과 동심원 형상으로 배치된 외측의 원환 형상의 홈을 포함하고, 상기 외측의 원환 형상의 홈의 폭이 상기 내측의 원환 형상의 홈의 폭보다 넓거나, 또는 상기 외측의 원환 형상의 홈의 깊이가 상기 내측의 원환 형상의 홈의 깊이보다 깊고,
    시스 전압 조정용 전원으로부터 상기 대향 전극에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 상기 홈 내의 시스 두께를 변화시켜 상기 홈 내의 플라즈마의 존재 영역을 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스 전압 조정용의 전압은 직류 전압인 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 직류 전압은 -50 V 내지 -1500 V이고, 또한 상기 직류 전압의 절대치는 상기 대향 전극의 셀프 바이어스 전압의 절대치보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스 전압 조정용의 전압은 27 MHz 이하의 고주파 전력인 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고주파 전력은 0 kW 내지 5 kW인 것을 특징으로 하는 플라즈마 제어 방법.
  15. 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 진공 배기 가능한 처리실과,
    상기 처리실 내에서 상기 기판을 재치하는 기판 재치대와,
    상기 기판 재치대와 처리 공간을 사이에 두고 대향하도록 설치된 대향 전극과,
    상기 기판 재치대 및 상기 대향 전극 중 일방에 고주파 전력을 인가하여 상기 처리 공간 내에 플라즈마를 발생시키는 고주파 전원과,
    상기 처리 공간과 대향하는 내벽 부재를 가지고,
    상기 처리 공간의 주변부와 대향하는 상기 내벽 부재에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 내벽 부재가 시스 전압 조정용 전원에 접속되어, 상기 시스 전압 조정용 전원으로부터 상기 내벽 부재에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 상기 홈 내의 시스 두께를 변화시켜 상기 홈 내의 플라즈마의 존재 영역을 제어하며,
    상기 홈은 제 1 원환 형상의 홈과, 상기 제 1 원환 형상의 홈과 동축 형상으로 배치되고, 상기 제 1 원환 형상의 홈보다 상기 처리 공간의 중심으로부터 더 먼 거리에 위치된 제 2 원환 형상의 홈을 포함하고,
    상기 제 2 원환 형상의 홈의 폭이 상기 제 1 원환 형상의 홈의 폭보다 넓거나, 또는 상기 제 2 원환 형상의 홈의 깊이가 상기 제 1 원환 형상의 홈의 깊이보다 깊은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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