KR20000002271A

KR20000002271A - Receiving device having narrow band noise eliminating performance and narrow band noise eliminating method at very high speed digital subscriber line system

Info

Publication number: KR20000002271A
Application number: KR1019980022943A
Authority: KR
Inventors: 이경하; 이승준
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2000-01-15

Abstract

PURPOSE: A plasma apparatus is provided to prevent an electric temperature in a plasma from increasing for generating a plasma with a high density. CONSTITUTION: A plasma apparatus comprises: a reactive gas supplied to a reactive chamber; a heater built-in typed wafer chuck(2) arranged in the reactive chamber for containing a wafer; a Radio Frequency(RF) electric source(5) feeding a RF electric force for forming a plasma in the reactive chamber; plural plasma cells(3) composed of insulating bodies for being arranged in the upper unit of the reactive chamber; and an orifice formed in the lower unit of the plasma for jetting the plasma.

Description

Plasma equipment

본 발명은 플라즈마 장비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고농도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma equipment, and more particularly to a plasma equipment capable of generating a high concentration of plasma.

일반적으로, 플라즈마 장비는 수 개의 반응 가스를 RF 파워에 의해 플라즈마로 형성시키고, 이 플라즈마의 이온들을 전극에 안치된 웨이퍼상에 충돌시키므로써, 웨이퍼상에 소정의 막을 형성시키거나, 또는 식각하는 장비로서, 종래의 플라즈마 장비의 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.In general, plasma equipment is a device for forming or etching a film on a wafer by forming several reaction gases into a plasma by RF power and impinging the ions of the plasma on a wafer placed on an electrode. As a schematic description of the configuration of a conventional plasma equipment as follows.

진공 상태로 유지되는 반응 쳄버의 상부에 플라즈마가 발생되는 플라즈마 발생 소스부가 배치되어 있고, 반응 가스가 공급되는 반응 가스 공급부가 반응 쳄버의 상부로부터 진입되어 있다. 또한, 반응 가스로 파워를 공급하여 플라즈마 발생 소스부에 플라즈마를 형성시키는 소스 파워 인가부가 반응 쳄버의 상부에 배치되어 있다.A plasma generation source portion in which plasma is generated is disposed above the reaction chamber maintained in a vacuum state, and a reaction gas supply portion through which the reaction gas is supplied enters from the upper portion of the reaction chamber. Further, a source power applying unit for supplying power to the reaction gas to form plasma in the plasma generating source portion is disposed above the reaction chamber.

한편, 웨이퍼는 반응 쳄버의 하부에 배치된 히터 내장형 웨이퍼 척상에 고정되어 있고, 플라즈마의 이온 에너지를 제어하는 RF 인가부가 웨이퍼 척의 하부에 연결되어 있다.On the other hand, the wafer is fixed on the heater embedded wafer chuck disposed under the reaction chamber, and an RF applying unit for controlling the ion energy of the plasma is connected to the bottom of the wafer chuck.

상기와 같이 구성되어서, 실리콘 산화막(SiO₂)을 식각하는 경우, 반응 가스는 CF₄이고, 이온화된 성분은 C⁺, F⁺, C²⁺, CF⁺, CF²⁺, 및 CF³⁺등의 여기된 입자들로 구성되어 있다. 이러한 성분들 중에서, C 성분들은 이온 에너지의 충격에 의해 실리콘 산화막에서 발생되는 산소 성분들과 반응하여 CO를 이루고, 남은 F 성분들과 Si가 반응하여 식각이 진행되며, Si 표면에서는 산소 성분이 더 이상 존재하기 않기 때문에, 식각 반응이 정지된다. 또한, CF 성분들은 산소 성분이 존재하지 않는 Si 측벽이나 포토레지스트상에서 테프론과 같은 중합막을 형성하여 식각을 억제하므로써, 웨이퍼의 프로파일을 유지시키는 기능을 수행한다.When the silicon oxide film (SiO ₂ ) is etched as described above, the reaction gas is CF ₄ , and the ionized components are C ⁺ , F ⁺ , C ²⁺ , CF ⁺ , CF ²⁺ , CF ³⁺ , and the like. Consists of excited particles. Among these components, the C components react with oxygen components generated in the silicon oxide film by the impact of ion energy to form CO, and the remaining F components react with Si to etch, and the oxygen surface is further formed on the Si surface. Since no longer exist, the etching reaction is stopped. In addition, the CF components function to maintain the profile of the wafer by forming a polymer film such as Teflon on the Si sidewall or photoresist in which no oxygen component is present and suppressing etching.

즉, 상기와 같은 성분의 반응 가스가 공급부를 통해 반응 쳄버내로 공급되고, 소스 파워 인가부로부터 파워가 반응 가스로 인가되어, 플라즈마 발생 소스부에 플라즈마가 형성된다. 플라즈마는 웨이퍼 척상에 안치되어 히터에 의해 가열된 웨이퍼로 확산되어서, 웨이퍼상의 실리콘 산화막을 식각하게 된다.That is, the reaction gas of the above components is supplied into the reaction chamber through the supply unit, and power is applied to the reaction gas from the source power application unit to form plasma in the plasma generation source unit. The plasma is deposited on the wafer chuck and diffuses into the wafer heated by the heater, thereby etching the silicon oxide film on the wafer.

그러나, 종래에는 발생된 플라즈마가 바로 넓은 체적의 반응 쳄버내로 확산되기 때문에, 증착이나 식각에 효용이 없는 플라즈마 내부의 전자들의 운동이 활발히 일어나게 되어, 전자의 온도가 상승된다. 이로 인하여, 증착이나 식각에 기여하는 중성기의 이온들이 높은 온도로 활성화된 전자에 의해 손상되므로써, 플라즈마의 농도가 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같이 플라즈마의 농도가 저하되면, 웨이퍼상에 저밀도의 박막이 성장되므로써, 웨이퍼 불량이 초래된다.However, in the related art, since the generated plasma diffuses directly into a large volume reaction chamber, movement of electrons in the plasma, which is not effective for deposition or etching, occurs actively, thereby raising the temperature of the electrons. For this reason, since the ions of the neutral group contributing to the deposition or etching are damaged by the electrons activated at a high temperature, there is a problem that the concentration of the plasma is lowered. If the plasma concentration is reduced in this manner, a low density thin film is grown on the wafer, resulting in wafer defects.

따라서, 본 발명은 종래의 플라즈마 장비가 안고 있는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 플라즈마 내부의 전자 온도가 상승되지 않도록 하여, 고온의 전자에 의한 이온 손상을 방지하므로써, 고농도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 장비를 제공하는데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the conventional plasma equipment, it is possible to generate a high concentration of plasma by preventing the electron temperature inside the plasma is not raised, thereby preventing ion damage by high temperature electrons. The purpose is to provide a plasma equipment.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 장비를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a plasma equipment according to the present invention

도 2는 본 발명의 주요부인 플라즈마 셀을 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing a plasma cell which is an essential part of the present invention.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-

1 - 반응 쳄버 2 - 웨이퍼 척1-Reaction Chamber 2-Wafer Chuck

3 - 플라즈마 셀 4 - RF 전극3-plasma cell 4-RF electrode

5 - RF 전원 6 - 제어 전극5-RF Power 6-Control Electrode

7 - 교류 전원7-AC power

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 플라즈마 장비는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.In order to achieve the above object, the plasma apparatus according to the present invention has the following configuration.

반응 가스가 주입되는 반응 쳄버의 하부에 웨이퍼가 안치되는 히터 내장형 척이 배치된다. 반응 쳄버의 상부에 플라즈마가 발생되는 절연체의 수 개의 플라즈마 셀이 배치된다. 각 플라즈마 셀의 저면에는, 플라즈마가 고농도 상태로 웨이퍼를 향해 분사되도록, 오리피스가 형성된다. 각 플라즈마 셀에는 RF 전극이 배치되고, 각 RF 전극은 RF 전원에 병렬연결된다. 또한, 각 플라즈마 셀과 척 사이에, 플라즈마 이온들의 속도를 제어하는 그물망 구조의 제어 전극이 배치되고, 이 제어 전극은 양극과 음극으로 변환가능하게 교류 전원에 연결된다.The heater embedded chuck in which the wafer is placed is disposed under the reaction chamber into which the reaction gas is injected. On top of the reaction chamber several plasma cells of an insulator in which plasma is generated are arranged. At the bottom of each plasma cell, an orifice is formed so that the plasma is injected toward the wafer at a high concentration. An RF electrode is disposed in each plasma cell, and each RF electrode is connected in parallel to an RF power source. Further, between each plasma cell and the chuck, a control electrode of a mesh structure for controlling the speed of plasma ions is disposed, which is connected to an alternating current power source so as to be convertible into an anode and a cathode.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 플라즈마가 반응 쳄버보다 상대적으로 좁은 체적을 갖는 플라즈마 셀내에서 발생되므로, 플라즈마 내부의 이온들이 활성화되지 못하여 그의 온도가 낮아지게 되므로써, 고농도의 플라즈마를 발생시킬 수가 있다. 또한, 제어 전극에 의해, 플라즈마 이온을 가속 또는 감속 및 정지시키는 것이 가능하다.According to the above-described configuration of the present invention, since the plasma is generated in the plasma cell having a relatively narrow volume than the reaction chamber, ions in the plasma are not activated and the temperature thereof is lowered, whereby a high concentration of plasma can be generated. In addition, the control electrode makes it possible to accelerate or decelerate and stop the plasma ions.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 장비를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 주요부인 플라즈마 셀을 확대해서 나타낸 상세 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a plasma equipment according to the present invention, Figure 2 is an enlarged detailed cross-sectional view showing a plasma cell which is the main part of the present invention.

도시된 바와 같이, 반응 가스가 주입되는 반응 쳄버(1)의 하부에 웨이퍼가 안치되는 히터 내장형 척(2)이 배치된다. 플라즈마(P)가 발생되는 수 개의 절연체의 플라즈마 셀(3)은 반응 쳄버(1)의 상부에 배치된다. 플라즈마 셀(3)의 재질로는 테프론인 것이 바람직하다. RF 전극(4)이 각 플라즈마 셀(3)의 상부에 배치되고, 각 RF 전극(4)은 RF 전원(5)에 병렬연결된다.As shown, a heater embedded chuck 2 in which a wafer is placed is disposed under the reaction chamber 1 into which the reaction gas is injected. Plasma cells 3 of several insulators in which plasma P is generated are arranged on top of the reaction chamber 1. The material of the plasma cell 3 is preferably Teflon. RF electrodes 4 are arranged on top of each plasma cell 3, and each RF electrode 4 is connected in parallel to the RF power source 5.

여기서, 본 실시예에서는, 플라즈마 셀(3)을 테프론 재질의 절연체로 사용하였으나, 만일 절연체가 아닐 경우에는 RF 전극(4)을 플라즈마 셀(3)의 내부에 배치시키면 된다.Here, in the present embodiment, the plasma cell 3 is used as an insulator made of Teflon, but if it is not the insulator, the RF electrode 4 may be disposed inside the plasma cell 3.

플라즈마 셀(3)의 저면에는, 고농도의 플라즈마(P)가 분사되는 오리피스(31)가 형성된다. 즉, 플라즈마 셀(3)을 절연체로 하여 각각이 독립적으로 분할되어 있으므로, 각 플라즈마 셀(3)의 오리피스(31)을 통해 분사되는 고농도의 플라즈마(P)간의 간섭이 최소화된다.At the bottom of the plasma cell 3, an orifice 31 into which a high concentration of plasma P is injected is formed. In other words, since the plasma cells 3 are insulated separately from each other, the interference between the high concentration plasma P injected through the orifices 31 of the plasma cells 3 is minimized.

또한, 플라즈마 내부의 전자를 포획하고, 이온들의 속도 조절을 위한 그물망 구조의 제어 전극(6)이 척(2)과 각 플라즈마 셀(3) 사이에 배치된다. 제어 전극(6)은 교류 전원(7)에 연결되어, 대전되는 극이 임의로 조정되므로써, 전자를 포획하거나 이온들의 속도를 조정할 수가 있게 된다.In addition, a control electrode 6 of a mesh structure for trapping electrons in the plasma and controlling the speed of ions is disposed between the chuck 2 and each plasma cell 3. The control electrode 6 is connected to the alternating current power source 7, so that the charged pole is arbitrarily adjusted, so that the electrons can be captured or the speed of the ions can be adjusted.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of this embodiment configured as described above will be described in detail.

RF 전원(5)으로부터 각 RF 전극(4)이 대전되어, 각 플라즈마 셀(3)내에 플라즈마(P)가 발생된다. 이때, 플라즈마(P)는 반응 쳄버(1)보다 상대적으로 체적이 매우 좁은 각 플라즈마 셀(3)내에서 발생되므로, 플라즈마(P) 내부의 전자들이 운동이 활발히 일어날 수가 없다. 따라서, 전자들의 온도가 낮아지게 되므로, 이온이 손상되는 것이 억제되므로써, 플라즈마(P)의 농도가 매우 높아지게 된다. 즉, 증착이나 식각에 기여하는 중성기들의 농도가 높아지게 된다. 여기서, 플라즈마 셀(3)내로 여기 가스를 주입하여, 활성화된 전자가 안정된 높은 에너지 준위로 변환되도록 하여, 활성화된 전자를 줄일 수도 있다.Each RF electrode 4 is charged from the RF power supply 5, and plasma P is generated in each plasma cell 3. At this time, since the plasma P is generated in each plasma cell 3 having a relatively narrow volume than the reaction chamber 1, the electrons in the plasma P cannot actively move. Therefore, since the temperature of the electrons is lowered, the damage of the ions is suppressed, so that the concentration of the plasma P becomes very high. That is, the concentration of neutral groups that contribute to deposition or etching is increased. Here, the excitation gas may be injected into the plasma cell 3 so that the activated electrons are converted into a stable high energy level, thereby reducing the activated electrons.

이와 같이 고농도의 플라즈마(P) 이온들이 각 오리피스(31)을 통해서 척(2)상에 안치된 웨이퍼로 분사된다. 이때, 절연체인 테프론으로 만들어진 각 플라즈마 셀(3)은 서로가 분할되어 있으므로, 오리피스(31)을 통해 분사된 플라즈마(P) 이온들간의 간섭이 최소화되므로써, 플라즈마(P)가 균일하게 분포되는 것이 가능해진다.As such, high concentrations of plasma P ions are injected through the orifices 31 to the wafer placed on the chuck 2. At this time, since each plasma cell 3 made of Teflon, which is an insulator, is divided from each other, the interference between the plasma P ions injected through the orifice 31 is minimized, so that the plasma P is uniformly distributed. It becomes possible.

플라즈마(P)가 웨이퍼에 도달하기 전에, 그물망 구조의 제어 전극(6)을 통과하게 된다. 이때, 제어 전극(6)이 (+)로 대전되어 있으면, 에너지가 낮은 플라즈마(P)의 전자들이 제어 전극(6)에 포획되고, 같은 양극이지만 제어 전극(6)보다 에너지가 매우 높은 이온들은 제어 전극(6)을 통과하게 된다. 즉, 증착이나 식각에 소용이 없는 이온들이 제어 전극(6)에 포획되고, 또한 이온들이 같은 양극으로 대전된 제어 전극(6)을 통과하면서 감소되므로써, 이온들의 분사 속도를 조정하는 것이 가능하다. 만일, 제어 전극(6)이 (-)으로 대전되었으면, 전자와 제어 전극(6) 사이에 척력이 작용하게 되므로, 전자가 웨이퍼에 도달하는 것이 방지된다. 반면에 이온들은 제어 전극(6)쪽으로 인력이 작용하게 되므로, 보다 빠른 속도로 제어 전극(6)을 통과하게 웨이퍼상에 도달하게 된다.Before the plasma P reaches the wafer, it passes through the control electrode 6 of the mesh structure. At this time, if the control electrode 6 is charged with (+), electrons of the low energy plasma P are trapped in the control electrode 6, and ions having the same anode but much higher energy than the control electrode 6 It passes through the control electrode 6. That is, ions that are not useful for deposition or etching are trapped by the control electrode 6 and are also reduced while passing through the control electrode 6 charged with the same anode, so that it is possible to adjust the injection speed of the ions. If the control electrode 6 is charged with (-), repulsive force acts between the electrons and the control electrode 6, so that the electrons are prevented from reaching the wafer. On the other hand, since the ions are attracted toward the control electrode 6, they reach the wafer through the control electrode 6 at a higher speed.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 플라즈마가 좁은 체적의 플라즈마 셀(3)내에서 발생되므로, 전자들이 활성화되는 것이 방지되어 이온 손상이 억제되므로써, 고농도의 플라즈마를 발생시키는 것이 가능하게 된다.According to the present invention as described above, since plasma is generated in the plasma cell 3 of a narrow volume, electrons are prevented from being activated and ion damage is suppressed, thereby making it possible to generate a high concentration of plasma.

또한, 제어 전극(6)이 양극이나 음극으로 대전되는 것에 의해, 이온의 포획이 가능하고 이온들의 속도 제어가 가능하게 되므로써, 플라즈마를 이용한 증착이나 식각 제어가 가능하게 된다.In addition, since the control electrode 6 is charged with the anode or the cathode, the trapping of ions is possible and the speed control of the ions is possible, so that deposition or etching control using plasma can be performed.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.

Claims

A reaction chamber to which a reaction gas is supplied; A heater-embedded wafer chuck disposed under the reaction chamber and in which a wafer is placed; And an RF power source for applying RF power for forming plasma in the reaction chamber.

On top of the reaction chamber, several plasma cells made of an insulator are arranged, an orifice through which plasma is injected is formed on the bottom of the plasma, and an RF electrode connected to an RF power source is disposed on each plasma cell, so that the reaction chamber is arranged. And generate plasma in each plasma cell having a narrower volume, thereby suppressing activation of electrons in the plasma.

The network of claim 1, wherein a control electrode of a mesh structure is disposed between each of the plasma cells and the wafer chuck to capture electrons in the plasma and control the rate of injection of ions. Plasma equipment, characterized in that optionally charged.

The plasma apparatus of claim 1 or 2, wherein the plasma cell is made of Teflon.