KR102616555B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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도시히사 노자와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시키는 것을 목적으로 한다.
플라즈 처리 장치는, 처리 용기와, 처리 용기 내에 설치되고, 기판이 배치되는 배치대와, 배치대에 대향하여 처리 용기에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 처리 용기 내로 공급하는 플라즈마 생성 기구와, 배치대와 플라즈마 생성 기구의 중간 위치보다 배치대에 가까운 위치에 설치된 격자형 부재 또는 복수의 막대형 부재와, 격자형 부재 또는 복수의 막대형 부재와, 배치대를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 갖는다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체의 제조 프로세스에서는, 박막의 퇴적 또는 에칭 등을 목적으로 한 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치가 널리 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 예컨대 박막의 퇴적 처리를 행하는 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치나, 에칭 처리를 행하는 플라즈마 에칭 장치를 들 수 있다.
플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 처리하기 위한 처리 용기, 처리 용기 내에 피처리 기판을 설치하는 배치대 등을 구비한다. 또한, 플라즈마 처리 장치는, 배치대에 대향하여 처리 용기에 부착되고, 처리 용기 내의 처리 가스의 플라즈마를 생성하기 위해, 마이크로파, RF파 등의 전자(電磁) 에너지를 공급하는 플라즈마 생성 기구 등을 구비한다.
그런데, 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되기 때문에, 피처리 기판에 대하여 손상을 부여하는 경우가 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치가 플라즈마 CVD 장치인 경우, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되면 성막성이 저하될 가능성이 있다. 예컨대, 플라즈마 CVD 장치가, 트렌치가 형성된 피처리 기판에 대하여 성막 처리를 행하는 경우를 상정한다. 이 경우, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되면, 트렌치의 측부에서는, 트렌치의 바닥부에 비하여, 조사되는 이온의 양이, 적어지기 때문에, 성막 속도가 낮아지는 경우가 있다.
이것에 대하여, 배치대와 플라즈마 생성 기구의 중간 위치에 복수의 도체 막대를 설치하고, 복수의 도체 막대의 주위에 형성되는 자장을 이용하여 플라즈마 중의 전자를 선택적으로 피처리 기판측으로 가속시킴으로써, 피처리 기판으로 입사되는 이온의 양을 증대시키는 기술이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-12285호 공보
그러나, 종래 기술에서는, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시키는 것까지는 고려되고 있지 않다.
즉, 복수의 도체 막대를 이용하여 피처리 기판에 입사되는 이온의 양을 증대시키는 기술에서는, 플라즈마 중의 이온이 피처리 기판에 대하여 수직 방향으로부터 입사되기 때문에, 여전히, 피처리 기판에 대한 손상이 발생할 우려나, 성막성이 저하될 우려가 있다.
여기서, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 입사시키는 것을 생각할 수 있다. 단, 단순히 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 입사시키면, 피처리 기판 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행하는 것이 곤란해진다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치가 플라즈마 CVD 장치인 경우, 플라즈마 밀도가 불균일하기 때문에, 이온이 피처리 기판의 트렌치의 측부에 경사 방향으로부터 불균일하게 조사되고, 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 성막 속도의 균일성이 유지되지 않는다. 이 때문에, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 것이 요구되고 있었다.
개시된 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 기판이 배치되는 배치대와, 상기 배치대에 대향하여 상기 처리 용기에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 상기 처리 용기 내로 공급하는 플라즈마 생성 기구와, 상기 배치대와 상기 플라즈마 생성 기구의 중간 위치보다 상기 배치대에 가까운 위치에 설치된 격자형 부재 또는 복수의 막대형 부재와, 상기 격자형 부재 또는 상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대를 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 갖는다.
개시된 플라즈마 처리 장치의 하나의 양태에 따르면, 배치대 상의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재의 설치 양태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 일 실시형태에 있어서의 회전 시일 기구의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 4a는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 여러 가지 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다. 또한, 일 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposiotion) 처리를 행하고, 상기 웨이퍼(W)의 표면에 예컨대 SiN막(실리콘질화막)을 형성하는 경우를 예를 들어 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 내부를 기밀하게 유지하는 처리 용기(2)를 갖고 있다. 처리 용기(2)는 상면이 개구된 대략 원통형의 본체부(2a)와, 본체부(2a)의 개구를 기밀하게 막는 대략 원반형의 덮개(2b)를 갖고 있다. 본체부(2a) 및 덮개(2b)는, 예컨대 알루미늄 등의 금속으로 형성되어 있다. 또한, 본체부(2a)는 접지선(도시하지 않음)에 의해 접지되어 있다.
처리 용기(2) 내에는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)가 배치되는 배치대로서의 서셉터(10)가 설치되어 있다. 서셉터(10)는, 예컨대 원반 형상을 갖고 있다. 서셉터(10)에는, 정합기(11)를 통해 바이어스용의 고주파 전원(12)이, 후술하는 슬립 링(100)을 통해 접속되어 있다. 고주파 전원(12)은, 웨이퍼(W)에 인입되는 이온의 에너지를 제어하는 데 알맞은 일정한 주파수, 예컨대 13.56 MHz의 고주파 전력(바이어스 전력)을 출력한다. 또한, 도시하지 않지만, 서셉터(10)에는, 웨이퍼(W)를 정전 흡착하기 위한 정전척이 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 서셉터(10) 상에 정전 흡착할 수 있다. 또한, 서셉터(10)의 내부에는 히터(13)가 설치되고, 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 히터(13)에 대한 전력의 공급도 후술하는 슬립 링(100)을 통해 행해진다.
또한, 서셉터(10)의 아래쪽에는, 웨이퍼(W)를 아래쪽에서 지지하여 승강시키기 위한 승강핀(14)이 설치되어 있다. 승강핀(14)은, 서셉터(10)를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(10a)을 삽입 관통하고, 서셉터(10)에 대하여 자유롭게 이동할 수 있고 또한 서셉터(10)의 상면으로부터 돌출 가능하도록, 서셉터(10)의 두께보다 길게 형성되어 있다. 승강핀(14)의 아래쪽에는, 승강핀을 위쪽으로 누르는 리프트 아암(15)이 설치되어 있다. 리프트 아암(15)은, 승강 기구(16)에 의해 자류롭게 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 승강핀(14)은 리프트 아암(15)과는 접속되어 있지 않고, 리프트 아암(15)을 강하시키면, 승강핀(14)과 리프트 아암(15)과는 떨어진 상태가 된다. 승강핀(14)의 상단부(14a)는, 관통 구멍(10a)보다 큰 직경을 갖고 있다. 그 때문에 승강핀(14)은, 리프트 아암(15)이 아래쪽으로 후퇴하여도 관통 구멍(10a)으로부터 탈락하지 않고, 서셉터(10)에 걸린 상태가 된다. 또한, 관통 구멍(10a)의 상단에는, 승강핀(14)의 상단부(14a)보다 직경과 두께가 큰 오목부(10b)가 형성되어 있고, 승강핀(14)이 서셉터(10)에 걸린 상태에서, 상단부(14a)가 서셉터(10)의 상면으로부터 돌출되지 않도록 되어 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 리프트 아암(15)이 강하하고, 승강핀(14)이 서셉터(10)에 걸린 상태를 도면으로 나타내고 있다.
서셉터(10)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 환상의 포커스 링(17)이 설치되어 있다. 포커스 링(17)에는 예컨대 세라믹스 혹은 석영 등의 절연성 재료가 이용된다. 처리 용기(2) 내에 발생한 플라즈마는, 상기 포커스 링(17)의 작용에 의해 웨이퍼(W) 상에 수속하고, 이에 따라, 웨이퍼(W) 면 내에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성이 향상된다.
서셉터(10)는, 그 하면의 중앙부를, 예컨대 중심부가 중공인 원통 형상을 갖는 지지축(20)에 의해 지지되어 있다. 지지축(20)은 아래쪽으로 수직으로 연신되고, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥면을 상하 방향으로 관통하여 설치되어 있다. 지지축(20)은, 서셉터(10)와 접촉하는 상부축(20a)과, 상부축(20a)의 하단에 설치된 플랜지(21)를 통해 상기 상부축(20a)에 접속된 하부축(20b)을 갖고 있다. 상부축(20a) 및 하부축(20b)은, 예컨대 절연 부재에 의해 형성되어 있다.
처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥부에는, 예컨대 본체부(2a)의 측방으로 돌출되어 배기실(30)이 형성되어 있다. 배기실(30)의 바닥면에는, 처리 용기(2) 내부를 배기하는 배기 기구(31)가, 배기관(32)을 통해 접속되어 있다. 배기관(32)에는, 배기 기구(31)에 의한 배기량을 조정하는 조정 밸브(33)가 설치되어 있다.
배기실(30)의 위쪽이며, 서셉터(10)의 아래쪽에는, 처리 용기(2) 내부를 균일하게 배기하기 위한 원환형의 배플판(34)이, 지지축(20)의 외측면과 소정의 간극을 두고 설치되어 있다. 배플판(34)에는, 상기 배플판(34)을 두께 방향으로 관통하는 개구(도시하지 않음)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.
처리 용기(2)의 천장면 개구부에는, 플라즈마 생성용의 마이크로파를 공급하는 마이크로파 공급부(3)가 설치되어 있다. 마이크로파 공급부(3)는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)(radial line slot antenna)를 갖고 있다. 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 서셉터(10)에 대향하여 처리 용기(2)에 부착되어 있다. 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42), 지파판(43)을 갖고 있다. 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42), 지파판(43)은, 이 순서로 아래에서부터 적층하여, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 개구부에 설치되어 있다. 지파판(43)의 상면은, 덮개(2b)에 의해 덮여 있다. 또한, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 그 중심이 지지축(20)의 회전 중심과 대략 일치한 위치에 배치되어 있다.
마이크로파 투과판(41)과 본체부(2a) 사이는, 예컨대 O링 등의 시일재(도시하지 않음)에 의해 기밀하게 유지되고 있다. 마이크로파 투과판(41)에는 유전체, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등이 이용되고, 마이크로파 투과판(41)은 마이크로파를 투과시킨다.
마이크로파 투과판(41)의 상면에 설치된 슬롯판(42)에는 복수의 슬롯이 형성되고, 슬롯판(42)은 안테나로서 기능한다. 슬롯판(42)에는, 도전성을 갖는 재료, 예컨대 구리, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다.
슬롯판(42)의 상면에 설치된 지파판(43)은, 저손실 유전체 재료, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등에 의해 구성되어 있고, 마이크로파의 파장을 단축시킨다.
지파판(43)의 상면을 덮는 덮개(2b)는, 그 내부에 예컨대 냉각 매체를 유통시키는 원환형의 유로(45)가 복수 형성되어 있다. 유로(45)를 흐르는 냉각 매체에 의해, 덮개(2b), 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42) 및 지파판(43)이 소정의 온도로 조절된다.
덮개(2b)의 중앙부에는 동축 도파관(50)이 접속되어 있다. 동축 도파관(50)의 상단부에는, 직사각형 도파관(51) 및 모드 변환기(52)를 통해 마이크로파 발생원(53)이 접속되어 있다. 마이크로파 발생원(53)은, 처리 용기(2)의 외부에 설치되어 있고, 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파를 발생시킬 수 있다.
동축 도파관(50)은, 내부 도체(54)와 외부관(55)을 갖고 있다. 내부 도체(54)는, 슬롯판(42)과 접속되어 있다. 내부 도체(54)의 슬롯판(42)측은 원추형으로 형성되고, 슬롯판(42)에 대하여 마이크로파를 효율적으로 전파하도록 되어 있다.
이러한 구성에 의해, 마이크로파 발생원(53)으로부터 발생한 마이크로파는, 직사각형 도파관(51), 모드 변환기(52), 동축 도파관(50) 내를 순차 전파하고, 지파판(43)에서 압축되어 단파장화된다. 그리고, 슬롯판(42)으로부터 원편파형의 마이크로파가, 마이크로파 투과판(41)을 투과하여 처리 용기(2) 내에 조사된다. 이 마이크로파에 의해 처리 용기(2) 내에서는 처리 가스가 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)의 플라즈마 처리가 행해진다. 또한, 마이크로파 투과판(41), 슬롯판(42) 및 지파판(43), 즉, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는, 서셉터(10)에 대향하여 처리 용기(2)에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 공급하는 플라즈마 생성 기구의 일례에 해당한다.
또한, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에는, 복수의 막대형 부재(46)가 설치된다. 복수의 막대형 부재(46)는, 예컨대, 세라믹스 또는 석영 등의 절연성 재료에 의해 형성된다.
도 2는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재의 설치 양태를 나타낸 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 막대형 부재(46)는, 서셉터(10)에 대하여 평행한 방향을 따라 서셉터(10)의 위쪽을 횡단한 상태로 처리 용기(2)에 고정되어 있다. 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)의 거리는, 복수의 막대형 부재(46)의 피치(P) 이하로 설정되고, 예컨대, 1∼5 ㎝로 설정된다.
도 1의 설명으로 되돌아간다. 처리 용기(2)의 본체부(2a) 바닥부의 하단면, 즉 처리 용기(2)의 외부에는, 지지축(20)과 본체부(2a) 사이를 기밀하게 막고, 또한 수직축을 중심으로 지지축(20)을 통해 서셉터(10)를 회전시키는 회전 시일 기구(35)가 설치되어 있다. 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 회전 시일 기구(35)는, 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키는 이동 기구의 일례에 해당한다. 이 회전 시일 기구(35)의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
처리 용기(2)의 천장면 중앙부, 즉 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중앙부에는, 제1 처리 가스 공급관(60)이 설치되어 있다. 제1 처리 가스 공급관(60)은 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)를 상하 방향으로 관통하고, 상기 제1 처리 가스 공급관(60)의 일단부는 마이크로파 투과판(41)의 하면에서 개구되어 있다. 또한, 제1 처리 가스 공급관(60)은 동축 도파관(50)의 내부 도체(54)의 내부를 관통하고, 모드 변환기(52) 내부를 더 삽입 관통하고 있다. 상기 제1 처리 가스 공급관(60)의 타단부는 제1 처리 가스 공급원(61)에 접속되어 있다.
제1 처리 가스 공급원(61)은, 처리 가스로서, 예컨대 TSA(트리실릴아민), N2 가스, H2 가스, Ar 가스를 각각 개별로 공급 가능하게 구성되어 있다. 이 중, TSA, N2 가스, H2 가스는 SiN막의 성막용 원료 가스이고, Ar 가스는 플라즈마 여기용 가스이다. 또한, 이하에 있어서, 이 처리 가스를 「제1 처리 가스」라고 하는 경우가 있다. 또한, 제1 처리 가스 공급관(60)에는, 제1 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(62)이 설치되어 있다. 제1 처리 가스 공급원(61)으로부터 공급된 제1 처리 가스는, 제1 처리 가스 공급관(60)을 통해 처리 용기(2) 내에 공급되고, 서셉터(10)에 배치된 웨이퍼(W)를 향해 아래쪽으로 수직으로 흐른다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 용기(2)의 상부의 내주면에는 제2 처리 가스 공급관(70)이 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급관(70)은, 처리 용기(2)의 내주면을 따라 등간격으로 복수 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급관(70)에는, 제2 처리 가스 공급원(71)이 접속되어 있다. 제2 처리 가스 공급원(71)의 내부에는, 처리 가스로서, 예컨대 TSA(트리실릴아민), N2 가스, H2 가스, Ar 가스가 각각 개별로 공급 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이하에 있어서, 이 처리 가스를 「제2 처리 가스」라고 하는 경우가 있다. 또한, 제2 처리 가스 공급원(71)에는, 제2 처리 가스의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(72)이 설치되어 있다. 제2 처리 가스 공급원(71)으로부터 공급된 제2 처리 가스는, 제2 처리 가스 공급관(70)을 통해 처리 용기(2) 내에 공급되고, 서셉터(10)에 배치된 웨이퍼(W)의 외주부를 향해 흐른다. 이와 같이, 제1 처리 가스 공급관(60)으로부터의 제1 처리 가스는 웨이퍼(W)의 중심부를 향해 공급되고, 제2 처리 가스 공급관(70)으로부터의 제2 처리 가스는 웨이퍼(W)의 외주부를 향해 공급된다.
또한, 제1 처리 가스 공급관(60)과 제2 처리 가스 공급관(70)으로부터 처리 용기(2) 내에 각각 공급되는 처리 가스는, 동종의 가스여도 좋고, 다른 종류의 가스여도 좋으며, 각각 독립된 유량으로, 혹은 임의의 유량비로 공급할 수 있다.
다음에, 회전 시일 기구(35)에 대해서 상세히 설명한다. 도 3은 일 실시형태에 있어서의 회전 시일 기구의 구성의 개략을 나타낸 종단면도이다. 회전 시일 기구(35)는, 베어링(80)을 통해 지지축(20)을 유지하는 케이싱(81)과, 케이싱의 하단에 접속된 로터리 조인트(82)와, 지지축(20)을 회전시키는 회전 구동 기구(83)를 갖고 있다.
케이싱(81)은, 그 내경이 지지축(20)의 외경보다 큰 개구(81a)를 갖고 있고, 지지축(20)의 하부축(20b)은, 이 개구(81a) 내에 삽입 관통되어 있다. 케이싱(81)의 상단부는, 예컨대 도시하지 않은 볼트 등에 의해, 처리 용기(2)의 본체부(2a)의 바닥부에 고정되어 있고, 케이싱(81)의 상단부와 본체부(2a)의 하단면 사이는, 예컨대 O링(도시하지 않음) 등에 의해 기밀하게 유지되어 있다.
케이싱(81) 상부의 내주면에는, 하부축(20b)과 케이싱(81) 사이의 간극으로부터의 마이크로파 누설을 방지하기 위한 초크(84)가 전체 둘레에 걸쳐 환상으로 설치되어 있다. 초크(84)는, 예컨대 단면 형상이 직사각형인 슬릿형으로 형성되어 있다. 또한, 초크(84)의 길이(L)는, 마이크로파의 누설을 막을 목적으로, 마이크로파의 파장의 대략 1/4 정도의 길이로 설정되어 있다. 또한, 초크(84)의 내부에 유전체 등을 충전한 경우, 초크(84)의 길이(L)는 반드시 마이크로파의 파장의 1/4로 할 필요는 없다.
케이싱(81)의 내주면에 있어서의 초크(84)의 아래쪽에는, 지지축(20)의 하부축(20b)과 케이싱(81) 사이를 기밀하게 막는 시일 부재로서의 자성 유체 시일(85)이 설치되어 있다. 자성 유체 시일(85)은, 예컨대 케이싱(81)에 내장된 원환형의 영구 자석(85a)과, 영구 자석(85a)과 하부축(20b) 사이에 봉입된 자성 유체(85b)에 의해 구성되어 있다. 이 자성 유체 시일(85)에 의해, 지지축(20)과 처리 용기(2) 사이가 기밀하게 유지된다.
베어링(80)은, 지지축(20)에 있어서의 자성 유체 시일(85)의 아래쪽에 설치되어 있다. 베어링(80)은, 케이싱(81)에 의해 지지되어 있다. 이에 따라 지지축(20)은, 케이싱(81)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 지지되어 있다. 또한, 도 3에는 레이디얼 방향의 베어링만 도면으로 나타내고 있지만, 필요에 따라 수직 방향의 하중을 지지하는 스러스트 베어링을 설치하여도 좋다.
케이싱(81)의 하단에는 원환 형상을 갖는 로터리 조인트(82)가 접속되어 있다. 로터리 조인트(82)는, 베어링(86)을 통해 하부축(20b)과 접속되어 있고, 하부축(20b)은 로터리 조인트(82)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. 로터리 조인트(82)의 측면에는, 냉각수 공급관(90)이 접속되어 있고, 냉각수 공급관(90)의 예컨대 아래쪽에는 냉각수 배출관(91)이 접속되어 있다. 하부축(20b)의 외주면에 있어서의 냉각수 공급관(90)과 냉각수 배출관(91)에 대응하는 위치에는, 원환형의 홈(92, 93)이 각각 형성되어 있다. 하부축(20b)의 내부에는, 홈(92)으로 연통하고, 위쪽으로 수직으로 연신되는 냉각수 공급로(94)가 형성되어 있다. 냉각수 공급로(94)는, 플랜지(21) 근방까지 연신되고, 플랜지(21) 근방으로부터 아래쪽으로 수직으로 되접어 꺾여 홈(93)에 접속되어 있다. 냉각수 공급관(90)에는 도시하지 않은 냉각수 공급원이 접속되어 있고, 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수는, 냉각수 공급관(90), 냉각수 공급로(94)를 통해 플랜지(21)를 냉각시키고, 그 후 냉각수 배출관(91)으로부터 배출된다.
로터리 조인트(82)의 내주면에는, 홈(92) 및 홈(93)을 끼우도록 상하로 O링(95)이 설치되어 있다. 이에 따라, 로터리 조인트(82)와 하부축(20b) 사이에서 누설되지 않고, 냉각수 공급로(94)에 냉각수가 공급된다.
하부축(20b)의 예컨대 하단면에는, 원주 형상의 슬립 링(100)이 접속되어 있다. 슬립 링(100)의 하단면의 중앙부에는, 원반형의 회전 전극(101)이 설치되고, 회전 전극(101)의 바깥쪽에는, 예컨대 원환형의 회전 전극(102)이 설치되어 있다. 회전 전극(101, 102)에는, 서셉터(10)에 고주파 전원(12)으로부터의 고주파 전력을 공급하거나, 서셉터(10) 내부의 히터로 급전하거나 하는 도선(110, 111)이 각각 전기적으로 접속되어 있다. 도선(110, 111)은, 지지축(20) 내부의 중공 부분을 따라 위쪽으로 연신되어 설치되고, 서셉터(10)에 접속되어 있다. 도선(110, 111)에 대한 급전에 있어서는, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 브러시(103)를 통해 회전 전극(101, 102)에 전원이 접속된다. 브러시(103)는, 예컨대 도시하지 않은 고정 부재에 의해, 예컨대 처리 용기(2)의 본체부(2a)와의 상대적인 위치 관계가 변화하지 않도록 고정되어 있다. 또한, 도 3에서는, 회전 전극(101, 102)에, 브러시(103)를 통해 정합기(11), 고주파 전원(12)을 접속한 상태를 도시하고 있지만, 회전 전극의 배치나 설치수 등은 본 실시형태의 내용에 한정되지 않고, 임의로 설정이 가능하다. 회전 전극에 접속되는 기기로는, 예컨대 히터(13)에 전력을 공급하는 전원이나, 정전척에 전압을 인가하는 전원, 혹은 히터(13)의 온도 제어용으로 이용되는 서셉터(10)에 내장된 열전대 등을 들 수 있다.
예컨대 하부축(20b)에 있어서의 로터리 조인트(82)의 아래쪽에는, 슬립 링(100)을 둘러싸는 원통 형상으로 형성된 차폐 부재(112)가 고정되어 있다. 차폐 부재(112)는 예컨대 절연 부재에 의해 형성되어 있고, 슬립 링(100)과 브러시(103)의 접촉부 등이 노출되지 않도록 되어 있다.
또한, 차폐 부재(112)의 외주부에는, 벨트(120)가 접속되어 있다. 벨트(120)에는, 모터(121)가 샤프트(122)를 통해 접속되어 있다. 따라서, 모터(121)를 회전시킴으로써, 샤프트(122) 및 벨트(120)를 통해 차폐 부재(112)가 회전하고, 차폐 부재(112)와 고정된 지지축(20)이 회전한다. 이들 차폐 부재(112), 벨트(120), 모터(121)에 의해, 본 발명에 있어서의 회전 구동 기구(83)가 형성되어 있다. 지지축(20)이 회전하면, 슬립 링(100)도 함께 회전하지만, 브러시(103)에 의해 회전 전극(101, 102)과의 전기적인 접속은 유지된다. 또한, 지지축(20)의 회전에 의해 하부축(20b) 내에 형성된 냉각수 공급로(94)도 회전하지만, 하부축(20b)에 형성된 홈(92, 93)을 통해 냉각수 공급관(90), 냉각수 배출관(91)과의 접속이 유지되기 때문에, 지지축(20)을 회전시킨 경우에도, 냉각수 공급로(94)로의 냉각수의 공급이 유지된다.
또한, 도 3에서는, 케이싱(81)의 아래쪽에 로터리 조인트(82), 회전 구동 기구(83)를 이 순서로 설치하였지만, 회전 구동 기구(83)에 의해 지지축(20)을 적절히 회전시킬 수 있으면, 이들 배치나 형상은 임의로 설정이 가능하다. 또한, 회전 구동 기구(83)의 구성에 대해서도, 본 실시형태의 내용에 한정되지 않고, 모터(121)의 배치나, 모터(121)의 구동력을 지지축(20)으로 전달하는 기구에 대해서는 임의로 설정할 수 있다.
이와 같이, 회전 시일 기구(35)는, 지지축(20)을 통해 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 즉, 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
여기서, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘에 대해서 상세히 설명한다. 도 4a∼도 4c는 일 실시형태에 있어서의 복수의 막대형 부재와 서셉터의 상대 이동에 의한 플라즈마 처리의 균일화의 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
복수의 막대형 부재(46)는, 전술한 바와 같이, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 복수의 막대형 부재(46)는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40) 사이에 발생하는 플라즈마의 일부를 차폐한다. 복수의 막대형 부재(46)에 의해 플라즈마의 일부가 차폐되면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 각 막대형 부재(46)와 서셉터(10) 사이에 끼워지는 영역에 있어서, 플라즈마 밀도가 저하되고, 웨이퍼(W)의 피처리면의 위쪽에 있어서, 플라즈마 밀도의 분포는, 불균일한 분포가 된다.
여기서, 플라즈마의 전력이 일정한 경우, 플라즈마 밀도와, 웨이퍼(W)의 피처리면의 위쪽에 형성되는 플라즈마 시스의 전위(이하 「시스 전위」라고 부름)는 반비례하는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 플라즈마 밀도의 분포가 불균일한 분포로 하면, 플라즈마 밀도의 분포를 반전시켜 얻어지는 시스 전위의 분포도 또한 불균일한 분포가 된다. 그렇게 하면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 시스의 시스면은, 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 경사지는 경사면(이하 「경사 시스면」이라고 부름)을 포함하는 형상이 된다. 그렇게 하면, 도 4c의 (a)에 도시된 바와 같이, 경사 시스면에 대하여 수직인 방향을 따라 플라즈마 중의 이온이 가속되고, 가속된 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 경사 방향으로부터 입사된다. 이에 따라, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부 중 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따른 「일부의 면」에 경사 방향으로부터 조사되고, 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부의 상기 「일부의 면」에 SiN막이 형성된다.
그리고, 회전 시일 기구(35)가 서셉터(10)를 회전시켜 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키면, 경사 시스면과 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)의 위치 관계가 변화된다. 이에 따라, 도 4c의 (b)에 도시된 바와 같이, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부 중 상기 「일부의 면」과는 상이한 「다른 면」에 경사 방향으로부터 조사되고, 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부의 상기 「다른 면」에 SiN막이 형성된다. 즉, 회전 시일 기구(35)가 복수의 막대형 부재(46)와, 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킴으로써, 플라즈마 중의 이온이 웨이퍼(W)의 트렌치의 측부에 경사 방향으로부터 균일하게 조사되기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따른 성막 속도의 균일성이 유지된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리가 행해진다.
이상, 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 복수의 막대형 부재(46)를 설치하고, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
또한, 개시된 기술은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 이동 기구로서 회전 시일 기구(35)가, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시키는 예를 설명하였지만, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시키는 수법은 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 이동 기구는, 복수의 막대형 부재(46)가 가동식인 경우, 복수의 막대형 부재(46)에 교차하는 방향으로서, 서셉터(10)에 대하여 평행한 방향을 따라 복수의 막대형 부재(46)를 왕복시킴으로써, 서셉터(10)에 대하여 복수의 막대형 부재(46)를 이동시켜도 좋다. 이에 따라, 상기 실시형태와 마찬가지로, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 또한, 예컨대, 이동 기구는, 복수의 막대형 부재(46)가 가동식인 경우, 복수의 막대형 부재(46) 및 서셉터(10) 양쪽 모두를 운동시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)와 서셉터(10)를 상대적으로 이동시켜도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 복수의 막대형 부재(46)를 설치하는 예를 설명하였으나, 개시된 기술은 이것으로는 한정되지 않는다. 예컨대, 서셉터(10)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)의 중간 위치보다 서셉터(10)에 가까운 위치에 격자형 부재를 설치하여도 좋다. 이 경우, 격자형 부재와 서셉터(10)의 거리는, 격자형 부재의 피치(인접한 격자간의 거리) 이하로 설정된다. 또한, 이 경우, 회전 시일 기구(35)는, 서셉터(10)를 회전시킴으로써, 격자형 부재에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 이에 따라, 상기 실시형태와 마찬가지로, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
또한, 다른 실시형태로서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)에 대하여 서셉터(10)를 경사시키는 경사 기구를 가져도 좋다. 이 경우, 회전 시일 기구(35)는, 경사 기구에 의해 경사된 서셉터(10)를 더 회전시킴으로써, 복수의 막대형 부재(46)에 대하여 서셉터(10)를 이동시킨다. 이에 따라, 서셉터(10) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 중의 이온을 경사 방향으로부터 보다 균일하게 입사시킬 수 있고, 결과적으로, 웨이퍼(W)의 피처리면 전체면에 대하여, 보다 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 또한, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)에 대한 서셉터(10)의 경사 각도는, 조정 가능한 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 개시된 기술이, 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마를 이용한 성막을 행하는 플라즈마 처리 장치(1)에 적용되는 경우를 설명하였으나, 개시된 기술이 적용되는 대상은 이것으로는 한정되지 않는다. 예컨대, 개시된 기술은, 플라즈마를 이용한 에칭을 행하는 장치나, 웨이퍼(W) 상에 적층된 막을 플라즈마에 의해 개질하는 장치 등에도 적용될 수 있다.
1 : 플라즈마 처리 장치 2 : 처리 용기
3 : 마이크로파 공급부 10 : 서셉터
11 : 정합기 12 : 고주파 전원
13 : 히터 14 : 승강핀
15 : 리프트 아암 16 : 승강 기구
17 : 포커스 링 20 : 지지축
21 : 플랜지 30 : 배기실
31 : 배기 기구 32 : 배기관
33 : 조정 밸브 34 : 배플판
35 : 회전 시일 기구 40 : 레이디얼 라인 슬롯 안테나
41 : 마이크로파 투과판 42 : 슬롯판
43 : 지파판 50 : 동축 도파관
60 : 제1 처리 가스 공급관 70 : 제2 처리 가스 공급관
80 : 베어링 81 : 케이싱
82 : 로터리 조인트 83 : 회전 구동 기구
84 : 초크 85 : 자성 유체 시일
W : 웨이퍼

Claims (5)

  1. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 기판이 배치되는 배치대와,
    상기 배치대에 대향하여 상기 처리 용기에 부착되고, 플라즈마를 생성하기 위한 전자 에너지를 상기 처리 용기 내로 공급하는 플라즈마 생성 기구와,
    상기 배치대와 상기 플라즈마 생성 기구의 중간 위치보다 상기 배치대에 가까운 위치에 설치되고 절연성 재료에 의해 형성된 복수의 막대형 부재와,
    상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대를 상대적으로 이동시키는 이동 기구
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 배치대를 회전시킴으로써, 상기 복수의 막대형 부재에 대하여 상기 배치대를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 복수의 막대형 부재에 교차하는 방향으로서, 상기 배치대에 대하여 평행한 방향을 따라 상기 복수의 막대형 부재를 왕복시킴으로써, 상기 배치대에 대하여 상기 복수의 막대형 부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 막대형 부재와, 상기 배치대의 거리는, 상기 복수의 막대형 부재의 피치 이하인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배치대에 대하여 바이어스 전력을 인가하는 고주파 전원을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020067246A1 (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP2020167288A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のメンテナンス方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005089823A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Seiji Sagawa 成膜装置および成膜方法
JP2005294516A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Toshio Goto プラズマ処理装置
US20060231390A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Ravi Mullapudi Temperature control of pallet in sputtering system
JP2009088284A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Tokyo Electron Ltd 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
JP2920188B1 (ja) 1998-06-26 1999-07-19 日新電機株式会社 パルスバイアス水素負イオン注入方法及び注入装置
KR100714898B1 (ko) * 2005-01-21 2007-05-04 삼성전자주식회사 중성빔을 이용한 기판 처리장치 및 처리방법
KR100702010B1 (ko) * 2005-03-07 2007-03-30 삼성전자주식회사 반사체, 이를 채택하는 기판 처리 장치 및 이를 사용하는기판 처리 방법
KR100969520B1 (ko) * 2008-08-06 2010-07-09 한국과학기술원 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
DE102008036766B4 (de) * 2008-08-07 2013-08-01 Alexander Gschwandtner Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen dielektrischer Schichten im Mikrowellenplasma
DE102011107072B8 (de) * 2011-07-12 2013-01-17 Centrotherm Thermal Solutions Gmbh & Co. Kg Verfahren zum ausbilden einer oxidschicht auf einem substrat bei tiefen temperaturen
JP5908001B2 (ja) * 2014-01-16 2016-04-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005089823A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Seiji Sagawa 成膜装置および成膜方法
JP2005294516A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Toshio Goto プラズマ処理装置
US20060231390A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Ravi Mullapudi Temperature control of pallet in sputtering system
JP2009088284A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

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