KR102067184B1 - 복합 rf 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치
본 발명은 챔버의 하단부에 구비되며 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중에서 하나 이상이 형성되어 있는 기판이 배치되는 척(chuck), 상기 챔버의 상단부에 구비되며, 플라즈마 생성영역의 상부에 배치된 상부 RF 전극과 상기 플라즈마 생성영역의 하부에 배치된 하부 RF 전극을 포함하는 RF 전극부 및 상기 RF 전극부에 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원과 상기 제1 RF 주파수보다 높은 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원을 공급하는 RF 전원부를 포함하고, 상기 제1 RF 주파수의 범위는 300KHz 이상 4MHz 이하이고, 상기 제2 RF 주파수의 범위는 10MHz 이상 41MHz 이하이다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있다.

Description

복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치{PLASMA DRY CLEANING APPARATUS USING MULTI RF FREQUENCY}
본 발명은 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있는 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 관한 것이다.
건식 세정 공정중에서, 플라즈마(plamsa) 건식 세정법은 플라즈마를 이용하여 반응물을 활성화시켜, 반응물과 기판의 화학적 또는 물리적 반응을 이용하여 기판 등과 같은 대상물을 세정한다. 이런 건식 세정은 고 선택비(High Aspect Ratio)를 가지고 저온 공정이 유리하다는 장점이 있는 반면, 기판에 입사되는 이온 충돌(Ion Bombardment)로 인하여, 손상층(Damage layer)이 생성되기 때문에, 이를 제거하기 위한 후속 공정들이 필요하다는 문제가 있다.
최근 들어, 이러한 문제점을 해결하기 위한 대체 기술로, 유전체들을 가스(Gas) 또는 라디칼(Radical)과 반응시켜 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시킨 후, 이를 가열하여 제거하는 건식 세정(Dry Clean) 기술이 확산되고 있다.
이때 제거하려는 유전체들이 가스 또는 라디칼과 반응하여 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시킬 때 전체적으로 균일한 두께로 생성시켜야 할 필요가 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 13.56MHz 이상의 높은 주파수 사용시에 챔버 내부에 발생하는 플라즈마 밀도(plasma density)를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 높은 주파수를 사용하면 전류는 저항이 낮은 곳으로 흐르기 때문에 챔버 내부의 가장 낮은 저항이 형성되는 센터(center) 부분으로의 전류 흐름이 높다. 따라서 플라즈마 밀도는 양측 가장자리 부분에 비하여 센터 부분에서 상대적으로 높아지게 되는 문제점이 발생한다.
도 2는 종래 기술에 따라 400KHz의 낮은 주파수 사용시에 챔버 내부에 발생하는 플라즈마 밀도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 전체적인 플라즈마 밀도의 균일도를 위해 낮은 주파수를 적용하는 경우에는, 플라즈마 밀도의 균일도는 확보되지만, 플라즈마 밀도가 낮아져 원하는 라디칼을 확보할 수 없게 되는 문제점이 발생한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0007441호(공개일자: 2016년 01월 20일, 명칭: 기판의 고정밀 플라즈마 에칭을 위한 방법)
본 발명은 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있는 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치는 챔버의 하단부에 구비되며 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중에서 하나 이상이 형성되어 있는 기판이 배치되는 척(chuck), 상기 챔버의 상단부에 구비되며, 플라즈마 생성영역의 상부에 배치된 상부 RF 전극과 상기 플라즈마 생성영역의 하부에 배치된 하부 RF 전극을 포함하는 RF 전극부 및 상기 RF 전극부에 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원과 상기 제1 RF 주파수보다 높은 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원을 공급하는 RF 전원부를 포함하고, 상기 제1 RF 주파수의 범위는 300KHz 이상 4MHz 이하이고, 상기 제2 RF 주파수의 범위는 10MHz 이상 41MHz 이하이다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치는 상기 플라즈마 생성영역의 하부에 설치되어 상기 기판으로 공급되는 반응 활성종은 통과시키고 이온(Ion)은 억제하는 이온 억제 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제1 RF 전원의 제1 RF 주파수는 고정 주파수이고, 상기 제2 RF 전원의 제2 RF 주파수는 가변 주파수인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제2 RF 전원이 먼저 공급되고, 상기 제1 RF 전원은 상기 제2 RF 전원의 공급 시점 후에 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제1 RF 전원의 공급 시점과 상기 제2 RF 전원의 공급 시점의 시간차는 3초 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제1 RF 전원의 임피던스를 정합하는 제1 정합기는 고정 정합 방식이고, 상기 제2 RF 전원의 임피던스를 정합하는 제2 정합기는 가변 정합 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 제1 가스가 상기 플라즈마 생성영역으로 공급되어 상기 반응 활성종을 생성시키고, 제2 가스가 플라즈마 생성영역을 거치지 않고 상기 기판으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제2 가스는 상기 이온 억제 플레이트의 하부로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제1 가스는 불소함유가스이고, 상기 제2 가스는 수소함유가스인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있는 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 13.56MHz 이상의 높은 주파수 사용시에 챔버 내부에 발생하는 플라즈마 밀도(plasma density)를 나타낸 도면이고,
도 2는 종래 기술에 따라 400KHz의 낮은 주파수 사용시에 챔버 내부에 발생하는 플라즈마 밀도를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원, 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원, 제1 RF 전원과 제2 RF 전원이 합성되어 주파수가 변조된 RF 전원의 개념적인 파형을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성되는 것을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시 예를 설명하기에 앞서 본 발명의 핵심적인 원리를 설명한다.
플라즈마 방전이 비교적 빠른 주파수인 13MHz을 사용하여 플라즈마를 형성하며 챔버 내부에 4Ω 이하의 낮은 플라즈마 저항이 형성된다. 낮은 저항이 안정 상태를 확보한 시점에 저주파수 파워를 인가하면 형성된 낮은 저항의 루프회로에 의한 플라즈마 착화가 빠른 시간 내에 안정화된다. 주파수가 다른 RF 파워를 공급하게 되면 주파수 변조로 인하여 도 4와 같이 저주파수에 고주파수가 합성되는 현상이 발생하여 저주파수(400KHz)의 특성을 확보하며서 고주파수(13.56MHz) 영향으로 가스를 이온화하는데 효율적이기 때문에 플라즈마 밀도가 증가한다.
상기의 방법을 적용하면, 예를 들어, 13MHz에서 발생하는 높은 밀도의 라디칼(radical)을 확보할 수 있으며, 저주파수인 400KHz 전력의 영향으로 균일한 플라즈마를 형성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원, 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원, 제1 RF 전원과 제2 RF 전원이 합성되어 주파수가 변조된 RF 전원의 개념적인 파형을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치는 챔버(10), 척(20), 척 가열부(30), RF 전극부(50), RF 전원부(60) 및 이온 억제 플레이트(80)를 포함한다. 도 3에 개시된 구성요소 이외에도 다른 구성요소들이 본 발명의 일 실시 예에 포함될 수 있으나, 본 발명의 특징과 관련성이 낮은 구성요소들은 도 3에서 생략하였음을 밝혀둔다.
기판(40)은 실리콘 재질을 가질 수 있으며, 이 기판(40)에는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 형성되어 있다.
챔버(10)는 기판(40)이 배치되어 건식 세정을 위한 플라즈마 처리를 통해 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중에서 적어도 하나를 고 선택적으로 제거하는 전체 공정이 수행되는 공간을 제공한다.
척(20)은 챔버(10)의 하단부에 구비되며 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중에서 하나 이상이 형성되어 있는 기판(40)이 배치되는 구성요소이다.
척 가열부(30)는 척(20)을 가열하는 구성요소이다.
RF 전극부(50)는 챔버(10)의 상단부에 구비되며, 상부 RF 전극(51)과 하부 RF 전극(52)을 포함할 수 있다.
상부 RF 전극(51)은 플라즈마 생성영역의 상부에 배치되어 있고, 하부 RF 전극(52)은 플라즈마 생성영역의 하부에 배치되어 있다.
RF 전원부(60)는 RF 전극부(50)에 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원(61)과 제1 RF 주파수보다 높은 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원(62)을 공급한다.
제1 RF 주파수의 범위는 300KHz 이상 4MHz 이하이고, 제2 RF 주파수의 범위는 10MHz 이상 41MHz 이하이다.
예를 들어, 제1 RF 전원(61)의 제1 RF 주파수는 고정 주파수이고, 제2 RF 전원(62)의 제2 RF 주파수는 가변 주파수일 수 있다.
예를 들어, 제2 RF 전원(62)이 먼저 공급되고, 제1 RF 전원(61)은 제2 RF 전원(62)의 공급 시점 후에 공급될 수 있다.
예를 들어, 제1 RF 전원(61)의 공급 시점과 제2 RF 전원(62)의 공급 시점의 시간차는 0.1초 이상 3초 이하일 수 있다.
예를 들어, 제1 RF 전원(61)의 임피던스를 정합하는 제1 정합기(71)는 고정 정합 방식이고, 제2 RF 전원(62)의 임피던스를 정합하는 제2 정합기(72)는 가변 정합 방식의 정합기일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 먼저, 플라즈마 방전이 비교적 빠른 고주파인 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원(62)을 인가하여 플라즈마를 형성하며 챔버(10) 내부에 4Ω 이하의 낮은 플라즈마 저항이 형성된다. 낮은 저항이 안정 상태를 확보한 시점에 저주파인 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원(61)을 인가하면, 이미 형성된 낮은 저항의 루프회로에 의한 플라즈마 착화가 빠른 시간 내에 안정화된다. 주파수가 다른 RF 파워를 공급하게 되면 주파수 변조로 인하여 도 4와 같이 저주파수에 고주파수가 합성되는 현상이 발생하여 저주파수(제1 RF 주파수, 예, 400KHz)의 특성을 확보하며서 고주파수(제2 RF 주파수, 예, 13.56MHz) 영향으로 가스를 이온화하는데 효율적이기 때문에 플라즈마 밀도가 증가한다.
상기의 방법을 적용하면, 예를 들어, 13MHz에서 발생하는 높은 밀도의 라디칼(radical)을 확보할 수 있으며, 저주파수인 400KHz 전력의 영향으로 균일한 플라즈마를 형성하여 기판(40)에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 높은 주파수를 갖는 제2 RF 전원(62)을 챔버(10)에 공급한다.이때 높은 주파수 전력을 먼저 공급하는 이유는 주파수가 증가함에 따라 이온화, 여기(excitation) 그리고 가스분해도가 증가되어 안정적인 플라즈마를 유지시킬 수 있는 있는 조건이 되고, 특히, 플라즈마 밀도가 높아지면 전기 저항이 낮아지게 되기 때문이다. 전기 저항이 수메가 옴에서 수 옴 단위로 낮아지면 플라즈마 방전이 쉽게 일어나기 때문에, 낮은 주파수를 갖는 제1 RF 전원(61)을 챔버(10)에 인가하여도 방전을 쉽게 일으킬 수 있다.
상대적으로 저주파인 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원(61)의 임피던스를 50 옴으로 정합하는 제1 정합기(71)는 자동 정합 방식 보다는 고정 정합 방식으로 구현하는 것이 제작 단가를 낮추는 방안이다. 임피던스의 변화는 낮은 주파수 특성으로 큰 변화가 없기 때문에 고정 정합 방식도 충분하다. 단, 예를 들어, 목표 타켓의 변화가 큰 서로 상이한 공정을 대응할 경우는 프리셋 방식으로 미리 고정 정합기의 위치를 플라즈마 방전이 가장 안정화되는 영역에 고정시킨 후 사용할 수 있다.
상대적으로 고주파인 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원(62)의 경우, 높은 주파수를 사용하기 때문에 플라즈마가 착화되는 시점부터 챔버(10) 내부의 임피던스가 계속적인 변화가 발생한다. 따라서, 제2 RF 전원(62)의 임피던스를 정합하는 제2 정합기(72)는 가변 정합 방식의 자동 정합기를 사용하여 플라즈마가 발생하는 시점에서 계속 임피던스값을 추종하여 반사파가 낮은 영역을 찾아 변화되는 자동 정합기를 적용하는 방식이 공정 안정화에 유리하다.
이온 억제 플레이트(80)는 플라즈마 생성영역의 하부, 예를 들어, 하부 RF 전극(52)의 상부에 설치되어 기판(40)으로 공급되는 반응 활성종은 통과시키고 이온(Ion)은 억제할 수 있다.
예를 들어, 척(20)의 온도는 20도 - 120도로 제어되고, 가스들이 주입되는 샤워 헤드는 파티클 흡착 및 발생 방지를 위해 100도 - 200도로 가열되고, 챔버(10)의 내부 벽면은 80도 - 100도로 가열될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스가 플라즈마 생성영역으로 공급되어 제1 RF 전원(61), 제2 RF 전원(62)에 의해 반응 활성종을 생성시키고, 제2 가스가 플라즈마 생성영역을 거치지 않고 기판(40)으로 공급될 수 있으며, 제2 가스는 플라즈마 생성영역의 하부에 설치된 이온 필터(80)의 하부로 공급될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스는 불소함유가스이고, 제2 가스는 수소함유가스일 수 있다.
보다 구체적인 예로, 제1 가스는 NF3와 같은 불소함유가스 및 N2, Ar, He와 같은 비활성가스를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제2 가스는 H2 또는 NH3 또는 H2O와 같은 수소함유가스일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 높은 밀도와 균일한 분포도를 갖는 플라즈마가 생성하여 기판에 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)을 생성시에 균일한 산포를 확보할 수 있는 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.
10: 챔버
20: 척(chuck)
30: 척 가열부
40: 기판
50: RF 전극부
51: 상부 RF 전극
52: 하부 RF 전극
60: RF 전원부
61: 제1 RF 전원
62: 제2 RF 전원
71: 제1 정합기
72: 제2 정합기
80: 이온 억제 플레이트

Claims (9)

  1. 챔버의 하단부에 구비되며 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중에서 하나 이상이 형성되어 있는 기판이 배치되는 척(chuck);
    상기 챔버의 상단부에 구비되며, 플라즈마 생성영역의 상부에 배치된 상부 RF 전극과 상기 플라즈마 생성영역의 하부 및 상기 기판의 상부에 위치하도록 배치되며 접지된 하부 RF 전극을 포함하는 RF 전극부; 및
    상기 RF 전극부의 상부 RF 전극에 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원과 상기 제1 RF 주파수보다 높은 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원을 공급하는 RF 전원부를 포함하고,
    상기 제1 RF 주파수의 범위는 300KHz 이상 4MHz 이하이고, 상기 제2 RF 주파수의 범위는 10MHz 이상 41MHz 이하이고,
    상기 제2 RF 주파수를 갖는 제2 RF 전원을 먼저 공급하면서 상기 플라즈마 생성영역에 불소함유가스를 공급하여 상기 플라즈마 생성영역에 빠른 플라즈마 방전을 유도하여 상기 플라즈마 생성영역을 저 저항(low resistance) 상태로 유도한 이후, 상기 제2 RF 주파수보다 낮은 제1 RF 주파수를 갖는 제1 RF 전원을 상기 제2 RF 전원의 공급 시점 후에 공급하면서 상기 플라즈마 생성영역에 상기 불소함유가스를 계속 공급하여 상기 저 저항 상태의 플라즈마 생성영역을 안정화시키면서 플라즈마 반응에 의해 생성된 반응 활성종이 상기 하부 RF 전극의 하부에 위치하는 기판으로 공급되도록 하여 상기 기판에 균일한 산포를 갖는 헥사플루오르규산암모늄((NH4)2SiF6)이 생성되도록 하고,
    수소함유가스가 상기 플라즈마 생성영역을 거치지 않고 상기 기판으로 공급되는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 생성영역의 하부에 설치되어 상기 기판으로 공급되는 반응 활성종은 통과시키고 이온(Ion)은 억제하는 이온 억제 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원의 제1 RF 주파수는 고정 주파수이고, 상기 제2 RF 전원의 제2 RF 주파수는 가변 주파수인 것을 특징으로 하는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원의 공급 시점과 상기 제2 RF 전원의 공급 시점의 시간차는 3초 이하인 것을 특징으로 하는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RF 전원의 임피던스를 정합하는 제1 정합기는 고정 정합 방식이고, 상기 제2 RF 전원의 임피던스를 정합하는 제2 정합기는 가변 정합 방식인 것을 특징으로 하는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 수소함유가스는 상기 이온 억제 플레이트의 하부로 공급되는 것을 특징으로 하는, 복합 RF 주파수를 사용하는 플라즈마 건식 세정 장치.
  9. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022216105A1 (ko) * 2021-04-09 2022-10-13 주성엔지니어링(주) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102510247B1 (ko) * 2020-09-14 2023-03-15 주식회사 진영코퍼레이션 Pcb 표면 세정용 플라스마 발생 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100344967B1 (ko) * 1994-04-20 2002-10-25 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마처리방법및플라즈마처리장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100751535B1 (ko) * 2005-12-12 2007-08-23 위순임 다중 주파수 유도 코일을 갖는 페라이트 코어를 구비한플라즈마 발생기 및 이를 구비한 플라즈마 처리 장치
KR100978859B1 (ko) * 2008-07-11 2010-08-31 피에스케이 주식회사 할로우 캐소드 플라즈마 발생장치 및 할로우 캐소드플라즈마를 이용한 대면적 기판 처리장치
KR101328800B1 (ko) * 2011-09-08 2013-11-13 성균관대학교산학협력단 다중 주파수의 ｒｆ 펄스 파워를 이용한 펄스 플라즈마의 특성 제어 방법
KR101590566B1 (ko) * 2014-08-22 2016-02-02 (주)젠 기상식각 및 세정을 위한 플라즈마 장치
KR101745686B1 (ko) 2014-07-10 2017-06-12 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판의 고정밀 에칭을 위한 방법
KR20160134908A (ko) * 2015-05-13 2016-11-24 참엔지니어링(주) 기판 처리 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100344967B1 (ko) * 1994-04-20 2002-10-25 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마처리방법및플라즈마처리장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022216105A1 (ko) * 2021-04-09 2022-10-13 주성엔지니어링(주) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

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