KR20020008796A - 차광막으로 덮힌 투과창을 가지는 플라즈마처리장치 - Google Patents

차광막으로 덮힌 투과창을 가지는 플라즈마처리장치 Download PDF

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Abstract

신뢰성이 있는 플라즈마처리장치를 사용하여 플라즈마처리를 행하고 처리속도의 저하를 억제하고 반복성이 뛰어난 구조체의 제조방법을 제공하기 위하여, 내부를 배기할 수 있는 용기, 상기 용기에 처리용 가스를 공급하기 위한 가스공급구, 용기에 놓여진 피처리체를 플라즈마처리하기 위한 물체를 가진 플라즈마처리장치는, 투과창의 유전체손실을 증가시키는 광이, 상기한 가스의 플라즈마를 발생하고 고주파에너지를 투과하는 투과창의 내면 위의 유전체창에, 입사하는 것을 방해하고 또한 상기한 용기내에 설치된 차광막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차광막으로 덮힌 투과창을 가지는 플라즈마처리장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS HAVING PERMEABLE WINDOW COVERED WITH LIGHT SHIELDING FILM}
본 발명은 마이크로파 등의 고주파에너지를 사용하여 피처리체에 플라즈마처리하는 플라즈마처리장치, 특히, 고주파에너지에 의해서 투과된 창을 구비한 플라즈마처리장치, 플라즈마처리방법, 그들을 사용한 투과창용 유전체 및 투과창용 유전체가 사용된 구조체의 제조방법에 관한 것이다.
마이크로파와 VHF파 등의 고주파에너지를 플라즈마여기용의 여기원으로서 사용하는 플라즈마처리장치로서는, 플라즈마중합장치, CVD장치, 표면처리장치, 에칭장치, 애싱장치, 세정장치 등이 공지되어 있다.
실시예로서 마이크로파의 경우를 인용하기 위하여, 소위 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하는 CVD는 다음과 같이 행한다.
즉, 가스는 마이크로파플라즈마CVD장치의 플라즈마발생챔버 및/또는 막형성챔버로 도입되고, 동시에 마이크로파에너지는 플라즈마발생챔버에서 플라즈마를 발생시키기 위하여 공급된다. 또한, 가스를 여기, 해리, 이온화 등을 하여, 이온, 라디칼 등을 생성시키고, 플라즈마발생챔버로부터 떨어진 플라즈마발생챔버 또는 막형성챔버에 배치된 피처리체위에 퇴적막을 형성한다. 또한, 유기물의 플라즈마중합, 산화, 질화, 플루오르화 등의 표면처리는 같은 기술에 의해서 또한 행해진다.
또한, 소위 마이크로파플라즈마에칭장치를 사용하는 피처리체의 에칭처리는 예를 들면, 다음과 같이 행해진다. 즉, 에칭가스는 상기 장치의 처리챔버내로 도입되고, 동시에 마이크로파에너지는 상기 처리챔버에서 플라즈마를 발생시키기 위하여 공급된다. 또한, 에칭가스를 여기, 해리, 이온화하여 생성된 이온, 라디칼 등에 의해 상기 처리챔버내에 배치된 피처리체의 표면을 에칭하였다.
또한, 소위 마이크로파플라즈마애싱장치를 사용하는 피처리체의 애싱처리는, 예를 들면, 다음과 같이 행해진다. 즉, 애싱가스는 상기 장치의 처리챔버내로 도입되고, 또한 동시에 마이크로파에너지는 상기 처리챔버에서 플라즈마를 발생시키기 위하여 공급된다. 또한, 애싱가스를 여기, 해리 및 이온화하여 생성된 이온, 라디칼, 오존 등에 의해 상기 처리챔버에 배치된 피처리체의 표면 즉, 포토레지스트를 애싱하였다. 애싱과 마찬가지로, 피처리체의 피처리면에 부착하는 소망하지 않은 물질을 제거하기 위한 세정을 행하는 것이 가능하다.
마이크로파플라즈마처리장치에서는, 가스의 여기원으로 마이크로파를 사용하기 때문에, 전자는 고주파에서 전계에 의해 가속될 수 있으므로, 가스분자는 효과적으로 이온화, 여기될 수 있다. 그래서, 가스이온화효율, 여기효율 및 해리효율이 높으므로, 마이크로파플라즈마처리장치는 고밀도플라즈마를 비교적 용이하게 형성하는 것이 가능하고, 고속 및 저온에서 양호한 처리를 행하는 것이 가능한 이점이 있다. 또한, 장치는 마이크로파가 실리카유리 등의 유전체를 투과하므로, 플라즈마처리장치는 무전극방전타입의 장치로서 구성될 수 있고, 이 때문에 고청정플라즈마처리가 행해지는 이점이 있다.
이러한 마이크로파플라즈마처리장치를 더욱 가속시키기 위하여, 전자사이클로트론공진(ECR)을 이용한 플라즈마처리장치가 또한 실용화되어 왔다. ECR은 자속밀도가 87.5 mT일 경우, 자력선의 주위를 전자가 회전하는 전자사이클로트론 주파수가, 마이크로파의 일반적인 주파수 2.45㎓와 일치하고, 전자는 마이크로파를 공진적으로 흡수하여 가속되고, 고밀도플라즈마가 발생하는 현상이다.
또한, 다른 타입의 고밀도플라즈마발생용 플라즈마처리장치가 또한 제안되었다.
예를 들면, 방사선슬롯안테나(RLSA)를 각각 사용하는 플라즈마처리장치는 일본국 특개평 제 03-262119호 공보, 동 제 01-184923호 공보 및 미국 특허 제 5,034,086호 공보에 개시되어 있다.
또는, 종단을 가진 원형도파관을 각각 사용하는 플라즈마처리장치는 일본국 특개평 제 05-290995호 공보, 미국 특허 제 5,359,177호 공보 및 EPO564359호 공보에 개시되어 있다.
이들과 별개로, 최근 몇년간 마이크로파플라즈마처리장치의 예로서는, 마이크로파를 균일하고 효율적으로 도입하는 장치로서 복수의 슬롯이 내측면에 형성된 무종단 원형도파관을 각각 사용하는 장치가 제안되었다(일본국 특개평 제 5-345982호 공보 및 미국 특허 제 5,538,699호 공보).
한편, 원반형의 마이크로파도입장치를 사용하는 플라즈마처리장치는 일본국 특개평 7-90591호 공보에 개시되어 있다. 이 장치는 가스를 도파관내에 도입하고, 도파관에 설치된 슬롯으로부터 가스를 플라즈마발생챔버로 방출한다.
또한, 원형도파관을 구비한 플라즈마처리장치는 일본국 특개평 제 11-40397호 공보에 또한 개시되어 있다.
한편, 도 9 내지 도 12는 종래의 플라즈마처리장치의 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 9는 내부가 배기가능한 용기(1), 피처리체의 유지수단(2), 내부에 원형도파관을 가지는 원형도파관으로 구성된 마이크로파공급기(3), 유전체창(4) 및 가스공급구(7a)를 가지는 가스공급관(7)을 도시한다. 이들 부품을 조합한 장치는, 마이크로파공급기(3)의 마이크로파도입구(15)로부터 마이크로파를 도입하여 슬롯(3b)으로부터 유전체창(4)을 개재하여 용기(1)로 마이크로파를 공급한다.
도 10 내지 도 12는 마이크로파공급기의 원형도파관으로 마이크로파의 전달 및 슬롯으로부터 마이크로파의 방사의 상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 원형도파관을 위에서 볼 때의 상태를 슬롯을 생략해서 도시한다. 도 11은 도 10의 라인 11-11에서 본 단면도이고, 도 12는 라인 12-12에서 본 단면도이다.
마이크로파도입구(15)의 주변은 E면T분기의 등가회로로서 기능하므로, 마이크로파도입구(15)로부터 도입된 마이크로파는 시계방향(d2) 및 반시계방향(d1)으로 그것의 경로를 변경한다. 각 슬롯(3b)은 마이크로파의 진행방향(d1),(d2)과 교차하도록 형성되므로, 마이크로파는 슬롯으로부터 마이크로파를 방출하기 시작한다.
원형도파관은 무종단이므로, 방향(d1),(d2)(z축방향)으로 전달하는 마이크로파는 서로 간섭한다. 도파관의 중심을 연결함으로써 형성된 링(C1)의 길이 즉, 원주를 도파관내파장(도파로내파장)의 정수배로 하면, 소정의 모드에서 정상파를 생성하는 것이 용이하다.
도 11은 마이크로파의 진행방향(z축방향)에 수직인 단면도를 도시하고, 도파관의 상하의 면(3c)은 전계(EF)의 방향에 수직인 H면이다. 또한, 도파관의 좌우의 면(3d)은 전계(EF)의 방향에 평행한 E면이다. (C0)는 슬롯(3b)의 세로방향, 즉, 마이크로파의 진행방향 및 전달방향을 수직한 방향(x축방향)의 중심을 나타낸다.
그러므로, 마이크로파 진행방향에 수직인 도파관의 단면은, x축, y축을 각각 긴변, 짧은변으로 하는 직4각형 단면이다.
원형도파관(3a)으로 도입된 마이크로파(MW)는, E면T분기 분배블록(10)에 의해 좌우로 나누어 지고, 자유공간에서보다 더 긴 도파관내파장에서 전파된다. 분배된 마이크로파는 접합부에서 서로 간섭하므로, 도파관내파장의 1/2마다 정상파를 발생한다. 슬롯을 가로지르는 전계가 최대로 되는 위치에 설치된 슬롯(3b)로 부터 유전체창(4)을 개재하여 방사된 누설파(EW)는 슬롯(3b) 근처에서 플라즈마(P1)를 생성한다. 생성된 플라즈마(P1)의 전자주파수가 마이크로파전원의 주파수를 초과할 때(예를 들면, 전원주파수가 2.45 GHz일 경우, 전자밀도가 7 ×1010cm-3을 초과함), 마이크로파는 플라즈마로 전파될 수 없는, 즉, 커트오프가 발생한다. 마이크로파는 유전체창(4)과 플라즈마 사이의 계면에서 표면파(SW)로서 전파된다. 인접하는 슬롯으로부터 도입된 표면파(SW)는 서로 간섭하고, 또한 표면파(SW)의 파장의 1/2 마다 (λ·εγ -1/2[λ: 자유공간 마이크로파파장; εγ: 비유전률])전계의 루프를 발생시킨다. 플라즈마발생공간측(1)에서 누설하는 표면파 간섭에 의해 야기된 이 루프전계는 표면파간섭플라즈마(SIP)(P2)를 발생한다. 이 시점에서, 처리용가스가 플라즈마처리챔버로 도입되면, 처리용가스는 고밀도플라즈마가 발생함으로써 여기, 해리, 이온화되고, 또한 피처리체의 표면을 처리할 수 있다.
이러한 마이크로파플라즈마처리장치는 압력 1.33 Pa정도, 마이크로파전력 1kW이상, 직경 300mm이상의 공간에서 ±3% 균일성을 가지고, 전자밀도 1012/cm3이상, 전자온도 3 eV이하, 플라즈마전위 20V이하를 가지는 고밀도저전자온도플라즈마를 발생시킬 수 있다.
그러므로, 가스를 완전하게 반응시킴으로써 활성화상태에서 피처리체에 가스를 공급하는 것이 가능하다.
또한, 압력 2.7 ×103Pa, 마이크로파전력이 2 kW일 때, 유전체창의 내면에서 50mm떨어진 위치에서 플라즈마에 의해 야기된 전류를 검파하는 것이 불가능하다. 이것은 플라즈마확산을 억제하는 고압영역에서, 매우 얇은 플라즈마의 층이 유전체창 근처에서 형성된다는 것을 의미한다. 그러므로, 입사이온에 의해 기판 표면손상이 감소되므로, 저온에서도 고품질 및 고속처리가 가능하게 된다.
플라즈마처리장치에서, 마이크로파공급기의 구성에 의존없이 유전체창으로서는, 석영유리(산화실리콘), 알루미나(산화알루미늄), 질화알루미늄 등이 사용되었다.
그러나, 석영유리는 에칭등에 사용된 C4F8과 같은 불소함유의 가스에 의한 취약성을 얻기 용이하다.
알루미나의 비유전률이 석영보다 높고, 불소함유한 가스보다 내구성이 또한 뛰어나면, 열전도율은 낮고 열팽창의 계수는 높다. 그러므로 알루미나는 플라즈마로부터 이온을 입사함으로써 파괴가 비교적 용이하다.
질화알루미늄에서는 알루미나와 같은 문제가 없으므로, 마이크로파의 투과율은 플라즈마처리속도 및 시간이 낮아짐에 따라 점차 낮아진다.
상기한 바와 같이, 유전체창을 구성하는 재료를 선택하는 것은 뛰어난 플라즈마처리장치를 제공하는 것을 위해 충분하지 않다.
본 발명의 목적은 처리속도를 거의 낮추지 않는 플라즈마처리장치, 플라즈마처리방법 및 투과창용 유전체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 반복성이 뛰어나고, 플라즈마처리가 확실한 플라즈마처리장치를 사용하여 행하는 구조체의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 플라즈마처리장치를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명에서 사용된 슬롯을 가진 평판의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 3a는 본 발명에서 사용된 투과창의 개략적인 단면도이고, 도 3b는 본 발명에서 사용된 다른 투과창의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 다른 플라즈마처리장치를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명에서 사용된 슬롯을 가진 평판의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 6은 본 발명에서 사용된 슬롯을 가진 평판의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 7a, 7b, 7c, 7d 및 7e는 본 발명에 의한 플라즈마처리방법이 사용된 소자의 제조프로세스단계의 실시예를 도시하는 개략도.
도 8a, 8b 및 8c는 본 발명에 따른 플라즈마처리방법이 사용된 소자의 제조프로세스단계의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 9는 플라즈마처리장치의 구성을 도시하는 개략도.
도 10은 마이크로파공급기의 단면도.
도 11은 도 10에서 라인 11-11으로 본 도파관의 단면도.
도 12는 도 10에서 라인 12-12로 본 마이크로파방사의 상태를 도시하는 단면도.
〈도면부호에 대한 간단한 설명〉
1 : 용기 2 : 유지수단
3 : 마이크로파공급기 4 : 마이크로파투과창
5 : 도파관 6 : 마이크로파전원
7 : 가스공급로 8 : 배기로
9 : 공간 12 : 리프트핀
15 : 도입구 17 : 가스공급구
18 : 진공펌프 23 : 평판
22 : 바이어스전원공급기 27 : 가스공급계
28, 47 : 밸브 33, 43 : 슬롯
37 : 흐름제어기 45 : 차광막
57 : 화학실린더 102, 107 : 절연막
103 : 포토레지스트층 103' : 마스크패턴
104, 108 : 홀 414 : 냉각기
W : 피처리체
본 발명에 따른 플라즈마처리장치의 골자는, 용기, 상기 용기내에 처리용가스를 공급하는 가스공급구 및 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 고밀도에너지를 투과하는 투과창을 가진 플라즈마처리장치에서, 투과창의 유전체손실을 증가시키는 광으로부터 창을 차폐하기 위한 차광막이 투과창의 내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 플라즈마처리장치의 골자는, 용기, 상기 용기내에 처리용가스를 공급하는 가스공급구 및 투과창의 유전체손실을 증가시키는 입사광을 반사하는 반사막을 가진 플라즈마처리장치에서, 상기한 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 마이크로파에너지를 투과시키는 투과창의 내면에 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 플라즈마처리장치의 골자는, 용기, 상기한 용기내에 처리용가스를 공급하는 가스공급구 및 투과창의 유전체손실을 증가시키는 입사광을 흡수하는 광흡수막을 가진 플라즈마처리장치에서, 상기한 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 마이크로파에너지를 투과시키는 마이크로파투과창의 내면에 광흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 투과창용 유전체의 골자는, 유전체손실을 증가시키는 광으로부터 창을 차폐하기 위한 차광막이 그들의 표면에 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 투과창용 유전체의 골자는, 적어도 한쪽 면에, 유전체손실을 증가시키는 광을 반사하는 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 또 다른 투과창용 유전체의 골자는, 적어도 한쪽 면에 유전체손실을 증가시키는 광을 흡수하는 광흡수막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
유전체창용 질화알루미늄을 사용시의 예를 예시하면서, 본 발명에서 사용될 수 있는 차광막의 작용을 설명한다.
예를 들면, 질화알루미늄의 마이크로파 파장영역에서 유전체손실(tanδ)발생의 메카니즘은, 질소로 치환된, 불순물과 알루미늄 공핍의 쌍이 질화알루미늄결정에 형성되고, 이온화된 불순물산소는 외부전장에 응답하여 진동하는 것이라고 생각된다.
수백℃에서 가열된 산소에 의한 이온화율이 그다지 높지 않아도, 2.0 eV 내지 2.8 eV(이것은 440nm 내지 600nm와 등가)에서 광에 의한 이온화율은 높다.
또한, 상기한 파장영역이내의 방사는 플라즈마처리를 위해 사용된 플라즈마에서 발견되었다.
그러므로, 불순물산소가 질화알루미늄으로부터 만들어진 마이크로파투과창에 의한 고밀도플라즈마에서 방출된 강한 광에 의해서 이온화되고, 또한 유전체손실이 증가하는 것이 고려된다. 아마도, 유사한 메카니즘에 의해서 유전체손실이 발생하는 질화알루미늄의 옆에 어떤 재료가 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 광의 입사를 방해하는 차광막을 형성함으로써, 유전체손실의 증가를 초래하고, 투과창으로, 투과창에 의해 야기된 유전체손실을 억압하고 처리속도의 시간의존저하가 가능하게 되었다.
본 발명에서 사용된 차광막으로서는, 질화알루미늄 등으로 구성된 투과유전체창에 입사되는 플라즈마광사이에 투과창에서 유전체손실의 증가를 야기하는 광의 입사량을 줄일 수 있는 막을 예시할 수 있다. 보다 상세하게는, 유전체손실증가의 원인이 되는 광을 흡수할 수 있는 광흡수막, 유전체손실증가의 원인이 되는 광을 반사하는 반사막, 또는 상기한 광흡수막 및 상기한 반사막의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 플라즈마처리장치를 도시하는 개략적인 단면도이다. 용기(1)는 피처리체(W)를 내부에 수용하고, 플라즈마를 플라즈마발생공간(9)에 발생시켜서 얻을 수 있는 진공하우징, 예를 들면, 대기개방형 하우징 또는 인접하게 형성되고 도시되지 않은 로드폐쇄형챔버에 의해 대기와 차단된 용기이다.
피처리체유지수단(2)은 피처리체(W)를 용기(1)에 수용하고, 유지하기 위한 서셉터 또는 홀더라 칭하고, 또한 피처리체(W)를 올리거나 낮출수 있는 리프트핀(12)을 가지고 있다. 각 리프트핀의 팁이 도면에서 바늘같이 도시되어 있는 경우에, 피처리체를 접촉하는 팁은 평면네일헤드형상을 가진다. 또한, 피처리체(W)를 가열하기 위한 히터, 또는 피처리체를 냉각하기 위한 냉각기 등의 온도제어수단은 필요에 따라 유지수단(2)에 접착할 수 있다.
고주파에너지공급기(3)는 용기(1)내에 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파에너지를 공급하고, 또한 여기에 마이크로파에너지를 공급하는 마이크로파공급기가 도시되어 있다. 여기에 채택된 마이크로파공급기는 내부에 무종단원형도파관을 구비하고, 또한 그것의 원주는 마이크로파의 도파관내파장의 정수배로 되어 있다.
마이크로파투과창(4)은 용기(1)의 내부를 밀폐하여 밀봉하고 유전체로 구성하면서 마이크로파가 투과하도록 하는 고주파에너지투과창이다.
(5), (6)은 RF발생기로서 각각 마이크로파도파관 및 마이크로파전원을 나타낸다.
가스공급로(7)는 마이크로파에 의해서 플라즈마화 되는 처리용가스를 공급하기 위한 경로이고, 비스듬하게 위로 전환하는 방출로의 단부에서 가스공급구(17)를 가진다.
가스공급로(7)는 다양한 화학실린더(57), 밸브(47), 흐름제어기(37) 등으로 구성된 가스공급계(27)에 연통한다.
용기(1)의 내부를 배기하기 위한 배기로(8)는 진공펌프(18), 밸브(28) 등을 포함하는 배기계가 도시되지 않은 배기구를 통하여, 연통한다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 마이크로파공급기(3)에서 사용된 슬롯을 가진 평판(23)을 도시한다.
슬롯을 가진 평판(23)은 또한 슬롯안테나라고 칭하고, 표면에 복수의 슬롯(33)을 가진다. 슬롯은 원형도파관(13)의 중심(C1)에 연결된 라인에 설치되어 있다. (C3), (C4)는 원형도파관(13)의 외측면의 위치와, 내측면의 위치를 각각 도시한다.
도 1에 도시된 장치에 의한 플라즈마처리방법은 다음과 같다. 소정의 압력까지 감압, 배기된 용기(1)내로 가스공급구(17)로부터 처리가스를 공급한다.
처리용가스는 플라즈마발생챔버가 되는 공간(9)으로 방출된 후에 배기로(8)로 흐른다.
한편, 마그네트론처럼 마이크로파전원(6)에서 발생된 마이크로파는 동축도파관, 원통도파관 또는 직4각형도파관 등의 도파관(5)을 개재하여 전파되고, 또한 도입구(15)로부터 마이크로파공급기(3)로 도입된다.
한 개의 슬롯(33)과 대향하는 상부 H면으로부터 도입된 마이크로파는슬롯(33)으로부터 마이크로파를 방사하는 동안, 도 2에서 시계방향 또는 반시계방향으로 마이크로파공급기(3)의 무종단원형도파관(13)내부로 전파된다.
도파관내로 전파하고 진행하는 마이크로파의 전파, 진행방향이 교차하는 세로슬롯(33), 예를 들면, TE10모드는 원형도파관(13)의 H면에 형성되므로, 슬롯(33)으로부터 공간(9)으로 마이크로파가 방사한다. 원형도파관(13)의 원주를 도파관내파장의 정수배로 하고, 적어도 도파관내파장의 1/2 또는 1/4간격에 슬롯(33)을 배치하면, 도파관(13)에서 정상파가 발생하고, 슬롯으로부터 마이크로파가 방출한다. 슬롯으로부터 마이크로파의 방사를 우선적으로 하기 위하여, 원주를 도파관내파장의 정수배가 되도록 하고, 마이크로파에 의해서 초래되고 H면을 흐르는 표면전류를 가로지르는 위치에, 표면파장의 1/2간격으로 슬롯을 설치하는 것이 양호하다.
또는, 슬롯으로부터 방사되고 유전체창을 따라서 전파되는 표면파의 간섭을 우선적으로 사용하기 위하여, 마이크로파에 의해 초래되고 표면전류를 가로지르는 위치에, H면을 흐르는 표면파장의 1/2간격으로 슬롯을, 설치하는 것이 양호하다.
마이크로파는 유전체로 이루어진 마이크로파투과창(4)을 투과하여 공간(9)에 공급된다.
공간(9)에는 처리용가스가 존재하므로, 이 처리용가스는 마이크로파에너지에 의해 여기되고, 또한 플라즈마를 발생시킨다. 마이크로파의 방사 및 플라즈마 발생의 구조는 도 12를 참조하면서 설명한다.
표면처리는 이 플라즈마를 사용하여 피처리체(W)의 표면에 대하여 행한다. 공급된 마이크로파의 전력, 또는 용기에서의 압력에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 플라즈마(P)는 슬롯의 하부에만 존재할 수 있고, 또한 창(4)의 하부면 전체에 퍼질 수 있다. 또한, 피처리체 근처에도 깊게 확장 가능하다.
또한, 본 발명에서는, 피처리체(W)의 크기와 마이크로파공급기의 도파관의 원주에 따라서, 슬롯을 외부에 평탄하지 않게 또한 만들수 있다.
또한, 차광막(45)은 마이크로파투과창(4)의 내면에 형성된다.
(차광막)
본 발명에서 사용된 차광막(45)으로서는, 질화알루미늄 등의 유전체로 이루어진 투과창(4)으로 들어가는 플라즈마광 사이에, 투과창(4)에서 유전체손실의 증가를 초래하는 광의 입사량을 저감할 수 있는, 막을 예시할 수 있다. 보다 상세하게는, 사용될 차광막은, 유전체손실을 증가시키는 광을 흡수할 수 있는 광흡수막, 유전체손실을 증가시키는 광을 반사시키는 반사막, 또는 상기한 광흡수막 및 상기한 반사막의 조합인 것이 바람직하다.
(반사막)
차광막(45)과 마찬가지의 반사막을 사용할 때, 반사막은 단일막 또는 서로 굴절율이 다른 복수의 층으로 구성된 적층막이 될 수 있다.
모든 반사막은 마이크로파투과창에서 유전체손실을 증가시키는 광을 반사시킬 수 있고 마이크로파투과성을 가진 막이 된다. 예를 들면, 400nm 내지 600nm의 파장영역에서 광을 반사할 수 있는 막이 될 필요가 있다. 예를 들면, 마이크로파투과창용 질화알루미늄을 사용할 경우에, 440nm 내지 500nm의 파장영역에서 광을 반사할 수 있는 막이 될 필요가 있다. 보다 바람직하게는, 막두께는 이 파장영역에서 반사율이 80%이상이 되거나, 또는 보다 바람직하게는 90%이상이 되도록 결정될 수 있다.
상세하게는, 고굴절율의 유전체로서는, 산화알루미늄, 불화네오디뮴, 불화세륨, 불화란타늄 및 불화납 등이 예시된다.
저굴절률의 유전체로서는, 불화알루미늄, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화리튬 및 불화소듐 등이 예시된다.
막이 적층막일 경우에는, 각 층의 두께(df)는 설계될 수 있으므로, 두께(df)는 거의 λc/4nf로 설정되어도 된다. 여기서, λc는 반사될 광의 중심파장이고, 또한 nf는 굴절률이다.
이러한 두께로 설계되고 서로 굴절률이 다른 층을 6 내지 20개를 교대로 접착하고, 또한 고굴절률의 층을 최상층으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 임의층에서 작은 중심파장(λc)만큼 약간 변경함으로써, 반사에 유효한 파장영역을 더 넓게 형성하는 것이 또한 가능하다.
반사막으로서 적층막을 사용하는 경우에, 그것의 최상층은 내산소플라즈마특성 및 내불소플라즈마특성에서 뛰어난 막이 되는 것이 바람직하다. 상세하게는, 선택될 재료는 산화알루미늄, 불화네오디뮴, 불화세륨, 불화란타늄, 또는 불화납이다. 이 막의 두께는 100nm 내지 10㎛인 것이 양호하다.
도 3a는 차광막(45)로서 고굴절률 재료로 구성된 고굴절률층(46) 및 저굴절률 재료로 구성된 저굴절률층(47)을 가지는 적층된 층의 예를 도시한다.
또한, 본 발명에서 사용된 반사막은, 스퍼터링, CVD, 진공증착 및 이온플래팅 등의 잘 알려진 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
(광흡수막)
차광막(45)과 마찬가지로, 광흡수막은 마이크로파투과창(4)의 내부에 또한 형성될 수 있다.
광흡수막은 단일막 또는 복수의 막으로 이루어진 적층된 층이 될 수 있다.
모든 광흡수막은, 마이크로파투과창에서 유전체손실을 증가시키는 광을 흡수할 수 있고 마이크로파투과성을 가지는 막이 될 수 있다. 예를 들면 400nm 내지 600nm의 파장영역에서 광을 흡수할 수 있는 막이 되는 것이 필요하다. 예를 들면, 마이크로파투과창용 질화알루미늄을 사용하는 경우에, 440nm 내지 500nm의 파장영역에서 광을 흡수할 수 있는 막이 되는 것이 필요하다. 보다 바람직하게는, 이 파장영역에서 막두께는 흡수율이 80%이상, 또는 보다 바람직하게는 90%이상이 되도록 결정할 수 있다.
상세하게는, 광흡수막은 Si, Ge, C, SiGe, SiC, GaAs, InP, CdS, CdTe, AgCl, TlCl 및 SixN(여기서, x는 3/4보다 큼), 금속이온함유 유리 등의 유전체 중에서 선택된 재료의 적어도 하나로 구성될 수 있다.
반도체를 사용하는 경우에, 비단결정실리콘(다결정실리콘, 비정질실리콘, 미정질실리콘)이 사용되는 것이 바람직하고, 탄소막의 경우에는, 다이아몬드형상 탄소 또는 그래파이트가 사용되는 것이 바람직하다. 이들은 H, F, C, Ni, O, P 및B 등의 원자를 고의적으로 또는 피할 수 없게 함유시킬 수 있다.
소망의 흡수계수를 A, 막으로된 재료는 α로 가정하면, 막두께(d)는 d=-{ln(1 - A)}α-1로 정의된다. 예를 들면, A를 90%로 하고 α를 5㎛-1로 가정하면, 두께(d)는 461nm가 된다.
광흡수막으로서 적층된 막을 사용하는 경우에, 그것의 최상층은 내산소플라즈마특성 및 내불소플라즈마특성에서 뛰어난 막이 되는 것이 양호하다. 상세하게는, 선택될 재료는 산화알루미늄, 불화알루미늄, 불화네오디뮴, 불화세륨, 불화란타늄, 불화납, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화리튬 또는 불화소듐이다.
이 보호막의 두께는 100nm 내지 10㎛로 만드는 것이 바람직하다.
도 3b는 차광막(45)으로서 광흡수특성을 가지는 재료로 이루어진 막(48)과 보호막(49)을 포함하는 적층막으로 구성된 광흡수막의 실시예를 도시한다.
또한, 본 발명에서 사용된 광흡수막은, 스퍼터링, CVD, 진공증착 및 이온플래팅 등의 잘 알려진 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 차광막(45)으로서 상기한 반사막과 광흡수막을 접착하는 구성을 채택하는 것이 양호하다. 이 경우에, 반사막의 반사율은 80%이상이 될 필요가 없고, 또한 광흡수막의 광흡수율도 또한 80%가 될 필요가 없다. 즉, 광보호막으로서 광투과율은 20%이하가 되어도 되고, 10%이하가 보다 바람직하다.
(실시형태 2)
다음에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로파를 방사하는 복수의 슬롯이 설치된 평면을 가지는 원형도파관을 구비한 마이크로파공급기는, 마이크로파의 진행방향에 대향하는 방향으로 교차하는 불연속선형슬롯(33),(43)을 가지는 것을 특징으로 한다.
도 4는 이러한 플라즈마처리장치를 도시하는 개략적인 단면도이다.
이 장치는, 도 5에 도시된 바와 같은 슬롯을 가지는 평판(23)을 가진다. 도 1에서의 장치와 다른점은, 도 5에서 슬롯을 가진 평판(23)이 부착되고, 피처리체용 바이어스전원공급기(22)가 부착되어 있다는 것이다.
이 장치는 공간(9)에서의 압력이 작게 되도록 구성되므로, 플라즈마는 더 퍼지고, 플라즈마처리는 바이어스전원공급기(22)로부터 피처리체(W)로 바이어스전압을 인가하면서 실행한다. 이러한 구성은 이방성에칭에 적합하다.
또한, 필요에 따라, 피처리체(W)의 온도증가를 억제시키기 위하여 유지수단(2)에 냉각기를 부착하는 것이 또한 바람직하다.
도 1 내지 도 2에서 도시된 부품의 도면부호가 도 1에서 실시형태의 장치에서의 도면부호가 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 사용된 마이크로파공급기의 슬롯을 가진 평판의 다른 실시예를 도시한다.
도 4의 실시예는 하나의 슬롯(33)과 하나의 슬롯(43)이 동일직선상에 설치되어 있다는 점이 도 2에서 도시한 평판과 다르다.
이들 슬롯(33), (43)은 그들의 중심을 연결하는 라인(C2), (C5)이 원형도파관(13)의 중심을 연결하는 라인(C1)의 내부 및 외부에 불균일하게 분포되도록 설치되어 있다.
동일한 방사방향에 있는 한 쌍의 슬롯(34), 슬롯(43)은 불연속직선의 형상으로 형성되었으므로, 종래의 슬롯의 경우보다 방사방향으로 균일하게 마이크로파를 방사할 수 있다. 또한, 이 슬롯의 타입은 슬롯(33),(43)을 타원형으로 일체화하는 경우보다 더 균일하게 원주방향(마이크로파의 진행방향)으로 마이크로파를 방사할 수 있다.
본 발명에서 사용된 슬롯의 편심량은, 사용될 처리조건에 따라서 적절하게 결정된다. 슬롯을 가진 평판(23)이 도파관(13)으로서 기능하는 오목부를 가지는 도전성기재를 위하여 변화가능한 구성이 되면, 처리조건의 변경에 또한 유연하게 대응할 수 있다.
각 슬롯의 중심이 도파관의 각 중심에 내부 및/또는 외부방향으로 불균일하게 배치되면, 본 발명에서 사용되고 원형도파관의 해당 중심으로부터 다른 중심을 가진 편심슬롯의 형상은, 개별길이가 도파관내파장의 1/4 내지 3/8이고 직선상에 불연속적으로 배치된 복수의 홀 또는 하나의 직4각형 홀에 단지 적용된다.
또한, 도 6은 슬롯을 가진 다른 평판을 도시한다. 양쪽의 경우에는, 상기한 실시예에서 사용된 것과 마찬가지로 차광막(45)은 마이크로파투과창(4)에 접착되고, 또한 슬롯을 가진 평판을 투과창(4)으로 덮도록 장치를 조합하므로, 차광막(45)이 플라즈마발생측에서 되도록 하는 것이 바람직하다.
(실시형태 3)
다음에, 본 발명에서 사용된 마이크로파투과창용 유전체의 실시형태를 설명한다.
비표면적이 2.4 내지 3.0m2/g 이고, 금속불순물의 총량이 1000ppm이하인 고순도 AlN분말에, Y2O3등의 희토류원소산화물, CaO 등의 알칼리토류금속산화물 및 YF3등의 희토류원소할로겐화물로 구성된 소결첨가제를 첨가하고, 또한 알콜계 유기용매에 폴리비닐알콜계의 바인더를 부가하여 첨가함으로써 슬러리를 제조한다. 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어를 사용하여 과립(顆粒)화 한다. 과립분말은 원반형 또는 직4각형상의 고체로 성형하고, 또한 정수압프레싱을 사용하여 고정함으로써 제조하였다. 얻어진 성형체를 N2분위기에서 1650 내지 2050℃로 소성하고, 다음에 질화알루미늄 소결체를 얻었다.
얻어진 소결체는 다이아몬드연마석으로 거칠게 가공하였고, 다음에 세밀하게 마무리하였다. 다음에, 소결체는 래핑머신에서 주철로 만들어진 표면판을 사용하여 연마하였고, 보다 정밀하게 소결체를 연마하기 위하여, 소결체는 구리표면판을 사용하여 정밀하게 마무리하였다. 이 방법에서, 평균표면거칠기가 0.5㎛이하이고, 소결체의 결정입자의 평균직경이 1 내지 20㎛의 범위인 질화알루미늄 소결체로구성된 마이크로파투과창의 모재를 얻는 것이 가능하다.
다음에 증착코팅, 이온플래팅, CVD 또는 스퍼터링에 의해서, 얻어진 마이크로투과창의 모재의 표면에 저굴절률의 층을 형성하고, 또한 얻어진 마이크로투과창의 모재의 표면에 고굴절률의 층을 형성하였다. 또한, 이들 층의 6 내지 20층은 상기의 단계를 번갈아 교대로 반복함으로써 형성될 수 있다.
이런 식으로, 본 발명에 따른 반사막을 가지는 고주파에너지투과창용 유전체를 얻는 것이 가능하다.
(실시형태 4)
비표면적이 2.4 내지 3.0m2/g이고 금속불순물의 총량이 1000ppm 이하인 고순도 AlN분말에 Y2O3등의 희토류원소산화물, CaO 등의 알칼리토류금속산화물 및 YF3등의 희토류원소할로겐화물로 구성된 소결첨가제를 첨가하고, 또한 알콜계 유기용매에 폴리비닐알콜계의 바인더를 부가하여 첨가함으로써 슬러리를 제조한다. 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어를 사용하여 과립화하였다. 과립분말은 원반 또는 직4각형상 고체로 성형하여 형성하였고, 또한 정수압프레싱으로 고정하였다. 얻어진 성형체를 N2 분위기에서 1650 내지 2050℃로 소성하고, 다음에 질화알루미늄소결체를 얻었다.
얻어진 소결체는 다이아몬드연마석으로 거칠게 연삭하였고, 다음에 세밀하게 마무리하였다. 다음에, 소결체는 래핑머신에서 주철로 구성된 표면판을 사용하여 연마하였고, 소결체를 보다 정밀하게 연삭하기 위하여, 구리표면판을 사용하여 소결체를 정밀하게 마무리하였다. 이런 식으로, 평균표면거칠기가 0.5㎛이하이고, 소결체의 결정입자의 평균직경이 1 내지 20㎛인 질화알루미늄소결체로 구성된 마이크로파투과창의 모재를 얻을 수 있다.
다음에, CVD 또는 스퍼터링에 의해, 얻어진 마이크로파투과창의 모재의 표면위에 화학양론비보다 실리콘이 많은 비정질실리콘, 질화실리콘 등으로 구성된 광흡수층을 형성한다. 또한, 보호막으로서 기능하는 산화알루미늄막을 스퍼터링에 의해 형성한다.
이런 식으로, 본 발명에 의한 광흡수막으로 고주파에너지투과창용 유전체를 얻을 수 있다.
상기한 본 발명의 각 실시형태에서는, 고주파에너지투과창용 평판형 유전체를 설명하였지만, 형상은 그들에 한정하지 않고, 또한 표면이 돔 또는 반구형 등의 곡면인 경우에도 양호하다.
본 발명에 따른 고주파에너지공급기에 사용된 원형도파관에서 필요한 것은 환형이므로, 형상은 원형에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 타원링, 직4각형링, 5각형링 등으로 다양해도 된다. 반도체웨이퍼, 광디스크 또는 자기디스크 등의 디스크의 형상을 가지는 피처리체를 처리하는 경우에, 원형링의 형상이 적합하다.
본 발명에서 사용된 원형도파관을 가지는 고주파에너지공급기로서는, 도파관으로서 사용된 원형오목성을 가지는 도전성베이스 슬롯을 가진 평판과의 조합을 사용하는 것이 또한 바람직하다.
또한, 필요에 따라, 도파관내에 도파관내파장을 짧게 하기 위하여 유전체를 채우는 것이 또한 바람직하다.
본 발명에서 사용된 하나의 슬롯의 길이는 도파관내파장의 1/4 내지 3/8이 바람직하므로 적용가능하다.
본 발명에서 사용된 슬롯 가진 평판과 원형도파관의 재료는 단지 도전체이다. 그럼에도 불구하고, 가능한한 고주파에너지의 전파손실을 억제하기 위하여, Ag/Cu가 평탄한 고도전률을 가진 알루미늄, Cu 또는 스테인레스스틸이 최적이다. 본 발명에서 사용된 원형도파관에 도입구의 방향이 원형도파관에서 효율적으로 고주파에너지 전파공간으로 고주파에너지를 도입할 수 있는 한, H면T분기 또는 접선도입과 같이 H면에 평행하게 고주파에너지를 도입할 수 있는 방향, 또는 E면T분기와 같이 H면에 수직에서 도입될 수 있는 방향이 또한 양호하다. 본 발명에서 사용된 마이크로파진행방향에서 슬롯간격은 도파관내파장의 1/2 또는 1/4이 최적이다.
원형도파관을 가지는 고주파에너지공급기는 상기에서 설명하였지만, 본 발명에서 사용된 고주파에너지공급기는 이 타입에 한정되는 것은 아니고, 상기한 RLSA, 원통형 공진기 및 직4각형 공진기로 구성된 고주파에너지공급기이어도 된다. 또한, 로드안테나이어도 된다.
마이크로파 또는 VHF파가 본 발명에서 사용된 고주파에너지로서 사용되지만, 0.8GHz 내지 20GHz의 범위에서 적합하게 선택될 수 있는 마이크로파를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
질화알루미늄은 본 발명에서 사용된 고주파에너지투과창용 유전체인 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 석영유리, SiO2계의 기타각종유리, Si3N4, NaCl, KCl, LiF, CaF2, BaF2, Al2O3또는 MgO 등의 무기물, 또는 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 셀룰로스아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리스틸렌, 폴리아미드 또는 폴리이미드 등의 유기물의 막 또는 시트가 적용가능하다.
본 발명에 의한 플라즈마처리장치 및 처리방법에서는, 자계발생수단이 또한 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용된 자계로서는, 미러자계 등이 적용되지만, 베이스 근처의 자계의 자속밀도보다 큰 슬롯근처의 자계의 자속밀도를 가지는 마그네트론에 의해 자계가 발생하기 때문에, 마그네트론에 의해 발생된 자계가 최적이다. 코일을 제외한 영구자석은 자계발생수단으로서 또한 사용될 수 있다. 코일을 사용하는 경우에는, 과열방지를 위하여 수냉식기구 또는 공냉식기구 등의 기타 냉각수단을 사용하는 것이 또한 양호하다.
또한, 처리의 개선을 위하여 처리된 베이스의 표면에 자외선을 방사하는 것이 또한 바람직하다. 광원으로서는, 피처리체 또는 그들에 부착하는 가스에 의해서 흡수된 광을 방출하는 소스가 적용가능하므로, 엑시머레이저, 엑시머램프, 희가스공진라인램프, 저압력수은램프 등이 적합하다.
본 발명에 의한 플라즈마처리챔버의 압력은 1.33×10-2Pa 내지 1.33×103Pa의 범위에서 선택될 수 있다. 보다 상세하게는, 압력은 CVD에서 1.33×10-1Pa 또는 1.33×10-1Pa의 범위, 에칭에서 6.65×10-2Pa 내지 6.65Pa의 범위, 또는 애싱에서 1.33×101Pa 내지 1.33×103Pa의 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마처리방법은 도 7a 내지 도 7e 및 도 8a 내지 도 8c를 참조하면서 설명한다.
도 7a에서 도시한 바와 같이, 실리콘기판과 같은 피처리체(101)의 표면에 CVD장치나 표면처리장치로 산화실리콘, 질화실리콘, 질화산화실리콘, 산화알루미늄 및 산화탄탈 등의 무기물, 또는 테트라플루오로에틸렌 및 폴리아릴에테르 등의 유기물로 구성된 절연막(102)을 형성한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(103)은 포토레지스트의 도포 및 베이킹에 의해 형성된다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 홀(104)을 가지는 마스크패턴(103')은 얼라이너로 홀패턴잠상을 형성하고 이것을 현상함으로써 형성된다.
도 7d에 도시된 바와 같이, 홀(105)은 에칭장치에 의해 마스크패턴(103')아래의 절연막(102)을 에칭함으로써 형성된다.
도 7e에 도시된 바와 같이, 마스크패턴(103')은 애싱장치를 사용하여 애싱함으로써 제거된다.
이런 식으로, 홀을 가진 절연막을 가지는 구조체를 얻는다.
다음에, 각 홀에 배치된 도전체 등을 만드는 경우에, 이전의 세정장치 등으로 홀의 내부를 세정하는 것이 또한 바람직하다.
또한, 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명한 본 발명에 따른 플라즈마처리장치는, 상기한 처리에서 사용된 CVD장치, 표면처리장치, 에칭장치 및 애싱장치중에서 적어도 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 의한 다른 플라즈마처리방법을 도시한다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 알루미늄, 구리, 몰리브덴, 크롬 및 텅스텐 등의 금속, 또는 주성분이 이들 금속의 적어도 하나, 또는 다결정실리콘패턴(이하, 라인 및 공간)인 각 합금으로 구성된 도전성패턴이 형성되었다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 절연막(107)은 CVD장치 등에 의해서 형성되었다. 여기서, 필요에 따라 이 절연막(107)을 위해 화학적기계연마를 행함으로써 표면을 평탄하게 만드는 것이 또한 바람직하다.
도시되지 않은 마스크패턴을 형성한 후에, 홀(108)은 에칭장치에 의해서 절연막(107)에서 형성된다.
도 8c에서 도시된 바와 같은 구조체는 애싱장치 등에 의해서 마스크패턴을 제거함으로써 얻어진다.
다음에, 본 발명에 의한 플라즈마처리장치가 상기한 CVD장치, 에칭장치 및 애싱장치로서 사용될 수 있지만, 플라즈마처리장치는 하기하는 바와 같이 이들에만 한정되어 적용되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 마이크로파플라즈마처리방법은, 사용할 가스를 적합하게 선택함으로써 Si3N4, SiO2, Ta2O5, TiO2, TiN, Al2O3, AlN, MgF2및 플루오로카본 등의 절연막과; a-Si, poly-Si, SiC 및 GaAs 등의 반도체막과; Al, W, Mo, Ti 및 Ta 등의 금속막과; 비정질카본, 다이아몬드형상카본 및 다이아몬드 등의 각종 퇴적막과를 효과적으로 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 플라즈마처리방법으로 처리된 피처리체의 기체는, 반도체,도전체 또는 전기절연체가 될 수 있다. 상세하게는, Si웨이퍼와 SOI(Silicon on insulator)웨이퍼 등의 반도체기판이 예시된다.
Fe, Ni, Cr, Al, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt 및 Pb 등의 금속, 또는 이들 금속의 합금, 예를 들면, 황동 및 스테인레스스틸이 도전성기체로 예시된다.
석영유리 및 각종 유리와; Si3N4, NaCl, KCl, LiF, CaF2, BaF2, Al2O3및 MgO 등의 무기물과; 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 셀룰로스아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리스틸렌, 폴리아미드 또는 폴리이미드 등의 유기물의 막 또는 시트가 절연기체로서 예시되었다. CVD방법으로 기판에 박막을 형성하는 경우에 사용된 가스에 대하여는, 트리메틸알루미늄(TMAl), 트리에틸알루미늄(TEAl), 트리이소부틸알루미늄(TIBAl), 디메틸알루미늄수소화물(DMAlH), 텅스텐카르보닐(W(CO)6), 몰리브덴카르보닐(Mo(CO)6), 트리메틸갈륨(TMGa) 및 트리에틸갈륨(TEGa) 등의 유기금속과; AlCl3, WF6, TiCl4및 TaCl5등의 할로겐화금속이 공통박막을 형성하는 경우에 금속원자를 포함하는 원료로서 예시된다. 또한, 이 경우에 동시에 도입되는 산소원료가스 또는 질소원료가스로서, O2, O3, H2, O, NO, N2O, NO2, N2, NH3, N2H4, 헥사메틸디실라잔(HMDS) 등이 예시된다.
아모퍼스카본, 다이아몬드형 카본 및 다이아몬드 등의 카본막을 형성하는 경우에, CH4및 C2H6등의 카본함유 가스가 사용될 수 있고, 플루오로카본막을 형성하는 경우에는 CF4및 C2F6등의 카본 및 플루오린함유 가스를 사용할 수 있다.
기체의 표면을 에칭하는 경우에 에칭가스로서는, F2, CF4, CH2F2, C2F6, C4F8, CF2Cl2, SF6, NF3, Cl2, CCl4, CH2Cl2, C2Cl6등이 예시된다.
기체의 표면위에 포토레지스트 등의 유기성분을 애싱하고 제거하는 경우에 애싱가스로서는, O2, O3, H2O, N2, NO, N2O, NO2등이 예시된다.
또한, 본 발명에 의한 마이크로파플라즈마처리장치 및 처리방법은 또한 표면처리에 적용된다. 예를 들면, Si, Al, Ti, Zn, Ta 등을 기체 또는 표면층으로서 사용하는 경우에, 기판 또는 표면층을 위하여 산화처리, 질화 또는 B, As, P 등의 도핑처리는 사용될 가스를 적절하게 선택함으로써 가능하다. 또한, 본 발명은 세정방법에 또한 적용가능하다. 이 경우에는, 산소 또는 유기물, 중금속 등을 제거하는 세정에 또한 사용될 수 있다.
기체의 표면산화처리를 행하는 경우에 산화가스로서 O2, O3, H2O, NO, N2O, NO2등이 예시된다. 또한, 기체의 표면질화처리를 행하는 경우에 질화가스로서는, N2, NH3, N2H4, 헥사메틸디실라잔(HMDS) 등이 예시된다.
잘 알려진 가스는 유기물을 세정하거나, 또는 포토레지스트 등의 기체의 표면을 세정하는 경우에 사용될 수 있다. a-Si, poly-Si 및 SiC 등의 Si계 반도체박막을 형성하는 경우에 Si원자를 함유하는 원료가스로서는, 표준온도 및 압력에서 기체이거나 쉽게 기체화될 수 있는 물질인 SiH4및 Si2H6등의 무기실란과; 테트라에틸실란(TES), 테트라메틸실란(TMS), 디메틸실란(DMS), 디메틸플루오로실란(DMDFS) 및 디메틸디클로로실란(DMDCS) 등의 유기실란과; SiF4, Si2F6, Si3F8, SiHF3, SiH2F2, SiCl4, Si2Cl6, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl 및 SiCl2F2등의 할로겐실란 등이 예시되었다. 또한, 이 경우에 Si원료가스와 혼합되면서 도입될 수 있는 첨가가스 또는 캐리어가스로서는 H2, He, Ne, Ar, Kr, Xe 및 Rn 등이 예시된다.
Si3N4및 SiO2등의 박막의 Si화합물계를 형성하는 경우에 Si원자를 함유하는 원료로서는, 표준온도 및 압력에서 기체이거나 쉽게 기체화 될 수 있는 물질인 SiH4및 Si2H6등의 무기실란과; 테트라에톡시실란(TEOS), 테트라메톡시실란(TMOS), 옥타메틸사이클로테트라실란(OMCTS), 디메틸플루오로실란(DMDFS) 및 디메틸디클로로실란(DMDCS) 등의 유기실란과; SiF4, Si2F6, Si3F8, SiHF3, SiH2F2, SiCl4, Si2Cl6, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl 및 SiCl2F2등의 할로겐화실란 등이 예시된다.
또한, 이 경우에 동시에 도입되는 질소원료가스 또는 산소원료가스로서는, N2, NH3, N2H4, 헥사메틸디실라잔(HMDS), O2, O3, H2O, NO, N2O, NO2등이 예시된다.
Al, W, Mo, Ti 및 Ta 등의 금속의 박막을 형성하는 경우에 금속원자를 함유하는 원료로서 트리메틸알루미늄(TMAl), 트리에틸알루미늄(TEAl), 트리이소부틸알루미늄(TIBAl), 디메틸알루미늄할로겐화물(DMAlH), 텅스텐카르보닐(W(CO)6), 몰리브덴카르보닐(Mo(CO)6), 트리메틸갈륨(TMGa) 및 트리에틸갈륨(TEGa) 등의 유기금속과;AlCl3, WF6, TiCl4및 TaCl3등의 할로겐화금속이, 예시된다. 또한, 이 경우에 Si원료가스와 혼합하여 도입될 수 있는 첨가가스 또는 캐리어가스로서는, H2, He, Ne, Ar, Kr, Xe 및 Rn이 예시된다.
Al2O3, AlN 및 Ta2O5, TiO2, TiN 및 WO3등의 금속의 화합물의 표면에 유기성분을 애싱하거나 제거하는 경우에 세정/애싱가스로서는, O2, O3, H2O, N2, NO, N2O, NO2등이 예시된다. 기체의 표면에 무기물을 세정하는 경우에 세정가스로서는, F2, CF4, CH2F2, C2F6, C4F8, CF2Cl2, SF6, NF3등이 예시된다.
실시예
(실시예 1)
본 실시예에서는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 구성된 장치가 제조되었고, 플라즈마가 발생하였다.
알루미늄으로 제조된 도전성부재에는, 마이크로파의 진행방향에 수직이고 세로 27mm와 가로 96mm의 직4각형단면을 각각 가지고, 또한 원주가 도파관내파장(159mm)의 4배, 즉 직경이 202mm인 원형에서 무종단원형도파관으로서 기능하는 원형도파관을 위한 링형홈이 형성되었다. 직4각형슬롯의 크기는 장 40mm×폭 400이고, 2개의 슬롯은 그들의 간격이 도파관내파장의 1/2이 되도록 한조로서 직선위에 배치되었고, 8조는 도 6에 도시된 바와 같은 슬롯을 가진 알루미늄평판(23)을 제조하기 위하여 도전성평판위에 형성되었다.
도 4에 도시된 바와 같은 마이크로파공급기는 도전성부재 및 슬롯을 가진 도전성평판을 조합하여 제조되었다.
질화알루미늄으로 구성된 세라믹소결체를 처리함으로써 형성된 질화알루미늄디스크가 처리되었고, 그것의 표면은 두께 69nm의 산화알루미늄층으로 도포되었고, 또한 상기 표면은 두께 84nm의 플루오르화마그네슘층으로 더 도포되었다. 이 적층체의 효율적인 파장범위의 흡수성은 425nm 내지 515nm이고, 또한 평균반사율은 97%이었다. 이것은 유전체창(4)으로 사용되었다. 실험적으로, 공간(9)에 프로브를 배치하고, 공간(9)의 내부를 배기한 후에, 가스공급로(7)로부터 아르곤가스 100sccm을 도입하였다. 배기계의 컨덕턴스밸브 및 가스공급계의 질량흐름제어기를 조정함으로써 공간(9)내의 압력을 1.33Pa로 유지하였다.
2.45GHz, 3.0kW마이크로파를 4E터너, 방향성결합기 및 절연체를 개재하여 도파관(5)으로부터 마이크로파공급기(3)로 TE10모드에서 도입하였다.
스캔가능한 랑그뮤아(Langmuir) 프로브를 사용하여 전자밀도를 측정하였다. 각 타이밍에서, 즉, 방전개시시에서, 60분 경과후의 전자밀도는 2.5×1012/cm3이었다.
(실시예 2)
마이크로파투과창(4)으로서는, 우선, 산화알루미늄층 및 플루오르화마그네슘층의 한 조가 스퍼터링에 의해 질화알루미늄으로 구성된 세라믹소결체디스크의 표면위에 형성되었고, 또한 16층은 층두께가 점차적으로 증가도록 전체적으로 형성되었다.
산화알루미늄층은 67nm 내지 81nm로 증가하도록 그들의 두께를 만들었다. 플로오르화마그네슘층은 82nm 내지 99nm로 증가하도록 그들의 두께를 만들었다.
이 적층체의 유효파장영역은 400nm 내지 600nm이고, 또한 평균반사율은 91%였다. 다음에, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같은 플라즈마처리장치는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.
실시예 1과 마찬가지로, 전자밀도를 방전개시시와 60분후에 측정하였고, 모두 2.2×1012/cm3이었다.
(실시예 3)
도 1에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 포토레지스트의 애싱은 다음의 절차에 따라서 행하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 1에서의 창의 그것과 마찬가지로 구성되어 있다.
피처리체(W)로서 사용된 기판은 실리콘기판(직경 : 300mm)이고, 그것은 포토레지스트패턴아래의 산화실리콘으로 구성된 절연막을 에칭한 후에 홀을 개재하여 형성한 후이었다.
처음에, 유지수단(2)위에 실리콘기판을 설치한 후에, 실리콘기판을 200℃로 가열하였고, 또한 용기(1)의 내부는 배기계를 개재하여 배기하였고, 1.33×10-3Pa로 감압하였다. 산소가스는 처리용가스공급구(17)를 개재하여 2slm의 흐름속도로 용기(1)에 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(28)를 조정하였고,또한 용기(1)의 내부를 133Pa로 유지하였다. 용기(1)에서는, 전력(2.5kW, 2.45GHz)을 마이크로파전원(6)로부터 마이크로파공급기(3)를 개재하여 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생되었다. 이 때에, 산소가스는 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입되어, 공간(9)에서 오존이 되고 실리콘기판(W)의 방향으로 전송되어, 기판(W)위의 포토레지스트는 산화, 증착 및 제거되었다. 애싱후에, 기판표면위의 전하의 표면밀도, 애싱속도 등을 평가하였다.
애싱속도와 균일성이 뛰어났고, 6.3㎛/min(로트간 차이가 없음)이었다. 표면전하밀도는 0.5×1011/cm2이므로 충분히 낮은 값을 나타낸다.
(실시예 4)
도 1에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 포토레지스트의 애싱을 행하였다.
사용된 마이크로파투과창은 실시예 2에서 사용된 것과 마찬가지의 구성을 가진 창이고, 피처리체와 처리방법은 실시예 3에서와 마찬가지이다.
애싱속도 및 균일성은 8.6㎛/min(로트간 차이 없음)이었다. 표면전하밀도는 1.2×1011/cm2이므로, 충분히 낮은 값을 나타낸다.
(실시예 5)
도 4에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자보호용 질화실리콘막을 다음의 절차로 형성하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 1에서의 창의 그것과 마찬가지의 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 라인과 공간이 각각 0.5㎛와 0.5㎛인 알루미늄회로패턴이 형성된 산화실리콘으로 이루어진 절연막을 가지는 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2)위에 실리콘기판을 위치시킨 후에, 용기(1)의 내부를 배기계를 개재하여 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 다음에, 실리콘기판은 유지수단(2)에 부착된 히터(도시되지 않음)를 통전함으로써 300℃로 가열하여 유지하였다.
처리용가스공급구(17)를 개재하여, 질소가스와 모노실란가스는 용기(1)로 각각 600sccm 및 200sccm의 흐름속도로 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(28)를 조정하고, 용기(1)의 내부를 2.66Pa로 유지하였다. 또한, 3.0kW, 2.45GHz전력을 마이크로파전원(6)로부터 마이크로파공급기(3)를 개재하여 TE10모드에 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 질소가스는, 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 활성종이 되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 모노실란가스와 반응하여, 실리콘기판위에 두께 1.0㎛의 질화실리콘막을 형성하였다. 막성장속도 및 응력 등의 막질을 평가하였다. 응력은 막성장전후의 기판의 곡률량의 변화를 레이저간섭계 자이고(Zygo)(상품명)로 측정하였다.
얻은 질화실콘막의 막성장속도는 620nm/min(로트간 차이없음)을 얻었다. 응력은 1.1×109dyne/cm2(감압), 누설전류는 1.2×10-10A/cm2, 내전압은 10.3MV/cm 이므로, 이 막이 뛰어난 것이 증명되었다.
(실시예 6)
도 4에 도시한 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 플라스틱렌즈보호용 산화실리콘막과 질화실리콘막이 다음의 절차로 형성되었다.
사용된 마이크로파투과창은 실시예 2에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 직경 50mm플라스틱오목렌즈가 사용되었다. 우선, 유지수단(2)에 렌즈를 설치한 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 1.33×10-5Pa로 감압하였다.
처리용가스공급구(17)를 개재하여, 질소가스와 모노실란가스가 용기(1)로 각각 150sccm과 100sccm의 흐름속도로 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여, 용기(1)의 내부를 6.65×10-1Pa로 유지하였다. 또한, 3.0kW, 2.45GHz전력이 마이크로파전원(6)으로부터 마이크로파공급기(3)를 개재하여 TE10모드로 공급되었다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생되었다.
이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 질소가스는 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 질소원자 등의 활성화종이 되었고, 렌즈의 방향으로 전송되어, 모노실란가스와 반응하여, 렌즈위에 두께 20nm로 질화실리콘막을 형성하였다.
처리용가스공급구(17)를 개재하여, 산소가스와 모노실란가스가 용기(1)로 각각 200sccm와 100sccm의 흐름속도로 도입되었다. 다음에, 배기계에 구비된 컨덕턴스밸브를 조정하였고, 용기(1)의 내부를 1.33×10-1Pa로 유지하였다. 또한, 2.0kW, 2.45GHz전력이 마이크로파전원(6)으로부터 마이크로파공급기(3)를 개재하여 용기(1)로 공급되었다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생되었다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 산소가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 산소원자 등의 활성화종이 되고 렌즈의 방향으로 전송되어, 모노실란가스와 반응하여, 렌즈위에 두께 85nm로 산화실리콘막을 형성하였다.
막성장속도 및 반사특성을 평가하였다. 질화실리콘막 및 산화실리콘막의 막성장속도는 각각 370nm/min과 400nm/min(로트간 차이없음)이었다. 또한, 500nm의 파장근처에서 반사율은 0.17%이고, 그것은 이 막이 광학특성이 뛰어나다는 것을 증명하였다.
(실시예 7)
도 4에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자용한 내부층위절연막을 다음의 절차로 형성하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 1에서의 창의 그것과 마찬가지의 구성을 가진다.
피처리체(W)로서는, 최상부에 라인과 공간이 각각 0.5㎛와 0.5㎛인 알루미늄회로패턴이 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 이 실리콘기판은 유지수단위에 놓았다. 용기(1)의 내부를 배기계를 개재하여 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 다음에, 실리콘기판은 유지수단에 부착된 히터(도시되지 않음)를 통전함으로써 300℃로 가열하여 유지하였다. 처리용공급구(17)를 개재하여, 산소가스와 모노실란가스를 용기(1)로 각각 500sccm과 200sccm의 흐름속도로 도입하였다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여, 용기(1)의 내부를 4.00Pa로 유지하였다. 다음에, 유지수단에 부착된 바이어스전압인가수단을 개재하여 유지수단(2)에 고주파전력(300W, 400kHz)을 공급하면서, 2.0kW, 2.45GHz전력을 마이크로파전원(6)으로부터 TE10모드에서 마이크로파공급기(3)를 개재하여 용기(1)로 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 산소가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 활성화종이 되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 모노실란가스와 반응하여, 실리콘기판위에 두께0.8㎛의 산화실리콘막을 형성하였다. 이 때에, 이온종은 RF바이어스에 의해서 가속되었고, 기판으로 들어가고, 알루미늄패턴위에 산화실리콘막을 형성함으로써 평탄화를 증가시켰다. 다음에, 막성장속도, 균일성, 내전압 및 단차피복성을 평가하였다. 단차피복성은 주사전자현미경(SEM)으로 알루미늄패턴위에 형성된 산화실리콘막의 단면을 관측하고, 보이드를 관측함으로써 평가하였다.
산화실리콘막의 막성장속도는 310nm/min(로트간 차이 없음)이었다. 내전압은 9.1MV/cm이고, 보이드가 없으므로, 이 막이 뛰어난 것이 증명되었다.
(실시예 8)
도 4에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치가 사용되었고, 반도체소자용 내부층위절연막을 다음의 절차로 에칭하였다. 사용된 마이크로파투과창은
실시예 2에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 라인과 공간이 각각 0.35㎛와 0.35㎛인 알루미늄회로패턴위에 두께1㎛의 산화실리콘으로 이루어진 절연막이 형성되고 포토레지스트패턴이 더 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2)위에 실리콘기판을 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 용적률이 2 : 3 : 1이 되는 C4F8, Ar 및 O2의 혼합가스가 처리용가스공급구(17)를 개재하여 300sccm의 흐름속도로 용기(1)로 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여, 용기(1)의 내부를 6.65×10-1Pa로 유지하였다. 다음에, 유지수단에 부착된 바이어스전압인가수단을 개재하여 유지수단(2)에 고주파전력(300W, 400㎑)을 인가하면서, 2.0kW, 2.45GHz전력이 마이크로파전원으로부터 TE10모드에서 마이크로파공급로(3)를 개재하여 용기(1)로 공급된다. 이 방법으로, 공간(9)에서 플라즈마가 발생하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 C4F8가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 활성화종이되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 절연막을 에칭함으로써 홀을 형성하고, 자기바이어스에 의해 이온을 가속시킴으로써 산화실리콘을 형성하였다. 기판온도는 유지수단(2)에 부착된 냉각기(도시되지 않음)에 의해 90℃까지만 상승하였다. 에칭속도, 선택률 및 에칭형상은 에칭후에 평가하였다. 에칭형상은 주사전자현미경(SEM)으로 에칭된 산화실리콘막의 단면에 대하여 관찰하고 평가하였다.
폴리실리콘을 위한 에칭속도 및 실리콘선택률은 각각 720nm/min(로트간 차이없음)과 20이었다. 홀은 거의 수직인측면을 가졌고, 그것은 마이크로로딩효과가 작은 것이 증명되었다.
(실시예 9)
도 4에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자용 인터게이트 전극폴리실리콘막을 다음의 절차로 에칭하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 1에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가진다.
피처리체(W)로서는, 최상부에 폴리실리콘막이 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2)위에 실리콘기판을 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 1.33×10-5Pa로 감압하였다. CF4가스와 산소가스가 각각 300sccm과 20sccm의 흐름속도로 용기(1)로 도입되었고, 용기(1)의 내부가 0.27Pa의 압력으로 유지되었다. 다음에, 유지수단(2)에 400kHz와 300W의 고주파전압을 인가하면서, 2.45GHz와 2.0kW의 마이크로파전압을 TE10모드에서 마이크로파공급기(3)를 개재하여 용기(1)로 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 용기(1)에서 발생하였다. 도입된 CF4가스가 용기(1)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 활성화종이 되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 자기바이어스에 의해 이온이 가속됨으로써 에칭하여 폴리실리콘막을 형성하였다. 처리시에, 기판온도는 냉각기(도시되지 않음)에 의해 80℃까지만 상승하였다. 에칭속도, 선택률 및 에칭형상은 에칭시에 평가하였다. 에칭형상은 주사전자현미경(SEM)으로 에칭된 폴리실리콘막의 단면에 대하여 관찰하고 평가하였다.
SiO2에 에칭속도 및 선택률은 각각 850nm/min(로트간 차이없음)과 24이고, 에칭형상은 또한 수직이므로, 마이크로로딩효과가 작은 것이 증명되었다.
(실시예 10)
본 실시예에서는, 도 4 내지 도 6에 도시된 구성의 장치를 제조하였고, 플라즈마가 발생하였다.
알루미늄으로 된 도전성부재에서는, 원형슬롯이 형성되었고, 원형슬롯은 마이크로파의 진행방향에 수직이고, 직4각형단면은 높이 27mm와 폭 96mm이고, 또한 원주가 도파관내파장(159mm)의 4배, 즉 직경 202mm인 원형에서 무종단 원형도파관(13)으로서 기능한다.
직4각형슬롯의 크기는 길이 40mm×폭 400이고, 그들의 간격이 도파관의 1/2이 되는 한조로 라인위에 배치되고, 8조는 도 6에 도시된 바와 같은 슬롯을 가지는 알루미늄판(23)을 제조하기 위하여 도전성판위에 형성되었다.
도 4에 도시된 바와 같은 마이크로파공급기는 도전성부재와 슬롯을 가진 도전판을 조합하여 제조하였다.
처리된 질화알루미늄으로된 세라믹소결체를 처리함으로써 질화알루미늄디스크를 형성하였고, 그것의 표면을 두께 540nm의 비정질실리콘막으로 도포하고,두께480nm의 산화알루미늄막으로 더 도포하였다. 이 적층체의 흡수율은 440nm 내지 500nm의 파장영역에서 평균 93%였다. 이것은 유전체창(4)을 위해 사용되었다.
실험적으로는, 공간(9)에 프로브를 배치하였고, 공간(9)의 내부를 배기한 후에 가스공급로(7)로부터 아르곤가스 100sccm을 도입하였다.
배기계에서 컨덕턴스밸브를, 가스공급계에서 질량흐름제어기를 조정함으로써 공간(9)의 압력을 1.33Pa로 유지하였다.
2.45GHz와 3.0kW마이크로파는 4E터너, 방향성결합기 및 절연체를 개재하여 도파관(5)으로부터 TE10에서 마이크로파공급기(3)로 도입되었다.
전자밀도는 주사될 수 있는 랑그뮤아프로브를 사용하여 측정하였다. 각 타이밍에서, 즉 방전개시시에서, 또한 60분 경과후에, 전자밀도는 2.3×1012/cm3이었다.
(실시예 11)
마이크로파투과창(4)으로서 사용된 것은, 질화알루미늄으로 된 세라믹소결체는 두께 720nm의 SiN막이 충분한 실리콘, 즉, SixN(x는 3/4보다 큼)막은 화학양론비에 의해 규정된 Si양보다 많은 Si원자를 포함하고, 실란가스에 적은 양의 질소(암모니아를 사용할 수 있음)를 첨가하고 PCVD에 의해서 SixN을 형성함으로써 형성되고, 또한 스퍼터링에 의해서 SixN막위에 형성된 두께 360nm의 산화알루미늄을 형성하였다. 이 적층체의 흡수율은 440nm 내지 500nm의 영역에서 평균86%이었다. 다음에, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같은 플라즈마처리장치를 실시예 10에서와 마찬가지로 제조하였다.
실시예 1과 마찬가지로, 방전개시시와 60분후에 전자밀도를 측정하는 경우에, 모두 2.2×1012/cm3이었다.
(실시예 12)
도 1에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 포토레지스트의 애싱을 다음의 절차로 행하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 10에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가진다.
피처리체(W)로서 사용된 기판은 포토레지스트패턴 아래의 산화실리콘으로 구성된 절연막을 에칭한후에 홀을 개재하여 형성한 실리콘기판(직경 300mm)이다. 우선, 유지수단(2)에 실리콘기판을 놓은 후에, 실리콘기판을 200℃로 가열하고, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하여 1.33×10-3Pa로 감압하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여 산소가스를 2slm의 흐름속도로 용기(1)로 도입하였다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(28)를 조정하고, 용기(1)의 내부를 133Pa로 유지하였다. 2.5kW, 2.45GHz전력이 마이크로파공급기(3)를 개재하여 마이크로파전원(6)으로부터 용기(1)로 TE10모드에서 공급되었다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된, 산소가스는 공간(9)에서 오존이 되고, 실리콘기판(W)의 방향으로 전송되어, 기판(W)위의 포토레지스트가 산화, 증착 및 제거되었다. 애싱후에, 애싱속도, 기판표면전하밀도 등을 평가하였다.
애싱속도 및 균일성이 뛰어났고, 6.5㎛/min(로트간 차이없음)이었다. 표면전하밀도는 0.5×1011/cm2이므로, 충분히 낮은 값을 나타낸다.
(실시예 13)
도 1에 도시된 바와 같은 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 포토레지스트의 애싱을 행하였다.
사용된 마이크로파투과창은 실시예 11에서 사용된 구성과 마찬가지의 창을 가지고, 피처리체 및 처리방법은 실시예 12와 마찬가지이다.
애싱속도 및 균일성은 8.9㎛/min(로트간 차이없음)이었다. 표면전하밀도는 1.2×1011/cm2이므로, 충분히 낮은 값을 나타낸다.
(실시예 14)
도 3a 및 도 3b에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자보호용 질화실리콘막을 다음의 순서로 형성하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 10에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 라인과 공간이 각각 0.5㎛와 0.5㎛인 알루미늄회로패턴이 형성된 산화실리콘으로 이루어진 절연막을 가지는 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2)에 실리콘기판을 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 다음에, 유지수단(2)에 부착시킨 히터(도시되지 않음)를 통전시킴으로써 실리콘기판을 가열하고, 300℃로 유지시켰다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여, 질소가스와 모노실란가스가 용기(1)로 각각 600sccm과 200sccm의 흐름속도로 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(28)를 조정하였고, 용기(1)의 내부를 2.66Pa로 유지하였다. 또한, 3.0kW, 2.45GHz전력을 마이크로파공급기(3)를 개재하여 마이크로파전원(6)으로부터 TE10모드에서 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 질소가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되었고, 활성화종이 되어 실리콘기판의 방향으로 전송되고, 모노실란가스와 반응하여 실리콘기판위에 두께 1.0㎛의 질화실리콘막을 형성하였다. 막성장속와 응력 등의 막질을 평가하였다. 응력은 레이저간섭계, 자이고(Zygo)(상품명)으로 막성장 전후의 기판의 곡률량의 변화를 측정함으로써 얻었다.
얻은 질화실리콘막의 막성장속도는 69nm/min(로트간 차이없음)이었다. 응력은 1.1×109dyne/cm2(감압)이고, 누설전류는 1.2×10-10A/cm2이고, 또한 내전압은 10.8MV/cm이므로, 이 막이 뛰어난 것이 증명되었다.
(실시예 15)
도 4에서 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 플라스틱렌즈보호용 산화실리콘막과 질화실리콘막을 다음의 순차로 형성하였다.
사용된 마이크로파투과창은 실시예 11에서의 창의 그것과 마찬가지로 되는 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 직경 50mm인 플라스틱오목렌즈를 사용하였다. 우선,유지수단(2)에 렌즈를 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여, 용기(1)로 각각 150 sccm과 100sccm의 흐름속도로 질소가스와 모노실란가스를 도입하였다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여, 용기(1)의 내부를 6.65×10-1Pa로 유지하였다. 또한, 3.0kW, 2.45GHz전력은 마이크로파공급기(3)를 개재하여 마이크로파전원(6)으로부터 용기(1)로 공급되었다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생되었다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 질소가스는 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되었고, 질소원자 등의 활성화종이 되어, 렌즈의 방향으로 전송되고, 모노실란가스와 반응하여 렌즈위에 두께 20nm의 질화실리콘막을 형성하였다.
처리용가스공급구(17)를 개재하여, 용기(1)로 각각 200sccm과 100sccm의 속도로 산소가스와 모노실란가스를 도입하였다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여, 용기(1)의 내부를 1.33×10-1Pa로 유지하였다. 또한, 2.0kW, 2.45GHz전력을 마이크로파공급기(3)를 개재하여 마이크로파전원(6)으로부터 TE10모드에서 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 이 때에, 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 산소가스는 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되었고, 산소원자 등의 활성화종이 되어 렌즈의 방향으로 전송되고, 모노실란가스와 반응하여, 렌즈위에 두께 85nm로 산화실리콘막을 형성하였다. 막성장속도 및 반사특성을 평가하였다.
질화실리콘막과 산화실리콘막의 막성장속도는 각각 390nm/min(로트간 차이없음)과 420nm/min이었다. 또한, 500nm근처의 파장에서 반사율은 0.15%이었고, 이 막이 매우 양호한 광학특성을 가지는 것이 증명되었다.
(실시예 16)
도 4에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자용 내부층위절연막을 다음의 순차로 형성하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 10에서의 창의 그것과 마찬가지의 구성을 가졌다.
피처리체(W)로서는, 최상부에 라인과 공간이 각각 0.5㎛와 0.5㎛인 알루미늄회로패턴이 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 유지수단위에 실리콘기판을 놓았다. 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 다음에, 유지수단에 부착된 히터를 통전함으로써 실리콘기판을 300℃로 가열하고 유지하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여, 용기(1)로 각각 500sccm와 200sccm의 흐름속도로 산소가스와 모노실란가스를 도입하였다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하여 용기(1)의 내부를 4.00Pa로 유지하였다. 다음에, 유지수단에 부착된 바이어스전압인가수단을 개재하여 유지수단(2)에 300W, 400kHz의 고주파전력을 인가하면서, 2.0kW, 2.45GHz전력을 마이크로파공급로(3)를 개재하여 마이크로파전원(6)으로부터 TE10모드에서 용기(1)로 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가공간(9)에서 발생되었다. 이 때에, 처리용가스도입구(17)를 개재하여 도입된 산소가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 산소원자 등의 활성화종이 되고, 모노실란가스와 반응하여, 실리콘기판위에 두께 0.8㎛의 산화실리콘막을 형성하였다. 이 때에, 이온종이 RF바이어스에 의해 가속화되고, 기판으로 들어가서, 알루미늄패턴위에 산화실리콘막을 형성함으로써 평탄화를 증가시킨다. 다음에, 막성장속도, 균일성, 내전압 및 단차도포성을 평가하였다. 단차도포성은 주사전자현미경(SEM)으로 알루미늄패턴위에 형성된 산화실리콘막의 단면을 관찰하고, 보이드를 관찰함으로서 평가하였다.
산화실리콘막의 막성장속도는 360nm/min(로트간 차이없음)이었다. 내전압은 9.1MV/cm이고, 보이드가 없으므로, 이 막이 뛰어난 것이 증명되었다.
(실시예 17)
도 4에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 반도체소자 내부층위절연막을 다음의 순서로 에칭하였다. 사용된 마이크로파투과창용은 실시예 11에서의 창의 그것과 마찬가지의 구성을 가진다.
피처리체(W)로서는, 라인과 공간이 각각 0.35㎛와 0.35㎛인 알루미늄회로패턴위에 두께1㎛의 산화실리콘으로 이루어진 절연막이 형성되고 포토레지스트가 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2)위에 실리콘기판을 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 용적률이 2 : 3: 1이 되는 C4F8, Ar 및 O2의 혼합가스가 처리용가스공급구(17)를 개재하여 300sccm의 흐름속도로 용기(1)로 도입되었다. 다음에, 배기계에 설치된 컨덕턴스밸브(8)를 조정하였고, 용기(1)의 내부를 6.65×10-1Pa로 유지하였다. 다음에, 유지수단에 부착된 바이어스전압인가수단을 개재하여 유지수단(2)에 300W, 400kHz의 고주파전력을 인가하면서, 2.0㎾, 2.45GHz전력을 TE10모드에서 마이크로파공급로(3)를 개재하여 마이크로파전원으로부터 용기(1)로 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 공간(9)에서 발생하였다. 처리용가스공급구(17)를 개재하여 도입된 C4F8가스가 공간(9)에서 여기, 해리 및 이온화되어, 활성화종이 되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 자기바이어스에 의해 이온을 가속하고 산화실리콘으로 된 절연막을 에칭함으로써 홀을 형성하였다. 기판온도는 유지수단(2)에 부착된 냉각기(도시되지 않음)에 의해 90℃까지만 상승하였다. 에칭속도, 선택률 및 에칭형상은 에칭후에 평가하였다. 에칭형상은 주사전자현미경(SEM)으로 에칭된 산화실리콘막의 단면에 대하여 평가하였다.
폴리실리콘에 대한 에칭속도와 실리콘선택률은 각각 540nm/min(로트간 차이없음)와 20이다. 홀은 거의 수직인 측면을 가지고, 마이크로로딩효과가 또한 작은 것이 증명되었다.
(실시예 18)
도 4에 도시된 마이크로파플라즈마처리장치를 사용하였고, 또한 반도체소자용 인터게이트전극폴리실리콘막을 다음의 순차로 에칭하였다. 사용된 마이크로파투과창은 실시예 10에서의 창과 마찬가지의 구성을 가진다.
피처리체(W)로서는, 폴리실리콘막이 최상부에 형성된 P형 단결정실리콘기판(면방위 : 〈100〉, 저항률 : 10Ω·cm, 직경 300mm)을 사용하였다. 우선, 유지수단(2) 위에 실리콘기판을 놓은 후에, 배기계를 개재하여 용기(1)의 내부를 배기하였고, 또한 1.33×10-5Pa로 감압하였다. 각각 300sccm과 20sccm의 흐름속도로 CF4가스와 산소가스를 도입하였고, 용기(1)의 내부를 대략 0.27Pa의 압력으로 유지하였다. 다음에, 유지수단(2)에 400kHz, 300W의 고주파전력을 인가하면서, 2.45GHz, 2.0kW의 전력을 TE10모드에서 마이크로파공급기(3)를 개재하여 용기(1)로 공급하였다. 이 방법으로, 플라즈마가 용기(1)에서 발생하였다. 도입된 CF4가스는 여기, 해리 및 이온화되어, 활성화종이 되고, 실리콘기판의 방향으로 전송되어, 자기바이어스에 의해 이온을 가속시킴으로서 폴리실리콘막을 에칭하였다. 처리 시에, 기판온도는 냉각기(414)에 의해서 80℃까지만 상승하였다. 에칭속도, 선택률 및 에칭형상은 에칭시에 평가하였다. 에칭형상은 주사전자현미경(SEM)으로 에칭된 폴리실리콘막의 단면을 관찰하여 평가하였다.
SiO2에 대한 에칭속도 및 선택률은 각각 820nm/min(로트간 차이 없음)와 24이고, 에칭형상은 또한 수직이므로, 마이크로로딩효과가 작은 것이 증명되었다.
본 발명에 따르면, 마이크로파투과창에의 유전체손실의 경시변화를 일으키는광의 입사를 억제하고, 플라즈마처리특성의 경시열악화를 제어할 수 있다.

Claims (45)

  1. 용기와, 상기 용기에 처리용가스를 공급하기 위한 가스공급구와, 가스의 플라즈마를 발생하기 위한 고주파에너지를 투과하는 투과창을 포함하는 플라즈마처리장치에 있어서, 상기 투과창의 유전체손실을 증가시키는 광으로부터 상기 투과창을 차폐하기 위한 차광막이 투과창의 내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 투과창의 주성분은 질화알루미늄인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 반사하는 반사막을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 저굴절률을 가진 막과 고굴절률을 가진 막의 적층체인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 차광막의 최표면은 내플라즈마(plasma-proof)보호막으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 산화알루미늄, 불화알루미늄, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화세륨, 불화란타늄, 불화리튬, 불화소듐, 불화납 및 불화네오디뮴 중에서 선택된 적어도 한 종류의 막을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 고주파에너지는 마이크로파에너지인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 흡수하는 광흡수막을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 Si, Ge, GaAs, InP, SiC, SiGe, CdS, CdTe, AgCl, TlCl 및 C 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 질화실리콘막 또는 금속이온함유 유리인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 차광막은 2종이상의 유전체막의 적층체인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 차광막의 최표면은 산화알루미늄, 불화알루미늄, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화세륨, 불화란타늄, 불화리튬, 불화소듐, 불화납 및 불화네오디뮴 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  13. 피처리체를 플라즈마처리하기 위한 플라즈마처리방법으로서, 제 1항에 기재된 플라즈마처리장치를 사용하여 피처리체를 플라즈마처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 플라즈마처리방법은 애싱, 에칭, 세정, CVD, 플라즈마중합, 도핑, 산화 및 질화 중에서 적어도 하나의 방법인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
  15. 제 1항에 기재된 플라즈마처리장치를 준비하는 단계와;
    플라즈마처리장치에 피처리체를 놓는 단계와;
    적어도 한 종류의 가스를 도입하고 고주파에너지를 공급함으로써 발생되고, 또한 투과창의 유전체손실을 증가시키는 광의 방사를 수반하는 플라즈마를 형성하고, 피처리체에 플라즈마처리를 행하는 단계와;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 플라즈마처리방법은 애싱, 에칭, 세정, CVD, 플라즈마중합, 도핑, 산화 및 질화 중 적어도 하나의 방법인 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 투과창은 질화알루미늄을 주성분으로 함유하고, 차광막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광의 입사를 방해하는 막을 가지고, 또한 플라즈마는 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 수반하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
  18. 창의 적어도 한쪽 면에 설치되어, 유전체손실을 증가시키는 광으로부터 창을 보호하기 위한 차광막을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파투과창용 유전체.
  19. 제 13항에 기재된 플라즈마처리방법에 의해 처리된 것을 특징으로 하는 구조체.
  20. 제 15항에 기재된 플라즈마처리방법에 의해 처리된 것을 특징으로 하는 구조체.
  21. 용기 및 이 용기에 처리용가스를 공급하기 위한 가스공급구를 포함하는 플라즈마처리장치로서, 상기 플라즈마처리장치는 가스의 플라즈마를 발생시키기 위한 마이크로파에너지를 투과하는 마이크로파투과창의 내면에 유전체손실을 증가시키는입사광을 반사시키는 반사막을, 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 마이크로파투과창의 주성분은 질화알루미늄인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 반사막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 반사막은 저굴절률을 가진 막과 고굴절률을 가진 막의 적층체인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 반사막의 최표면은 내플라즈마보호막으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  26. 제 21항에 있어서, 상기 반사막은 산화알루미늄, 불화알루미늄, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화세륨, 불화란타늄, 불화리튬, 불화소듐, 불화납 또는 불화네오디뮴 중에서 선택된 적어도 한종의 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  27. 피처리체에 플라즈마처리를 하기 위한 플라즈마처리방법으로서, 제 21항에기재된 플라즈마처리장치를 사용하여 피처리체에 플라즈마처리를 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 플라즈마처리방법은 애싱, 에칭, 세정, CVD, 플라즈마중합, 도핑, 산화 및 질화의 적어도 하나의 방법인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
  29. 구조체는 제 28항에 기재된 플라즈마처리방법에 의해서 처리된 것을 특징으로 하는 구조체.
  30. 마이크로파창위에 설치되고, 유전체손실을 증가시키는 광을 반사하는 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파투과창용 유전체.
  31. 용기 및 이 용기에 처리용가스를 공급하는 가스공급구를 포함하는 플라즈마처리장치는, 상기 플라즈마처리장치는 가스의 플라즈마를 발생하기 위한 마이크로파에너지를 투과하는 마이크로파투과창의 내면에, 유전체손실을 증가시키는 입사광을 흡수하는 광흡수막을, 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 마이크로파투과창의 주성분은 질화알루미늄인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 광흡수막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 광흡수막은 Si, Ge, GaAs, InP, SiC, SiGe, CdS, CdTe, AgCl, TlCl 및 C 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  35. 제 31항에 있어서, 상기 광흡수막은 SixN(x는 3/4보다 큼)막이거나 또는 금속이온함유 유리인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  36. 제 31항에 있어서, 상기 광흡수막은 2개 이상의 막의 적층체인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 광흡수막의 최표면이 내플라즈마보호막으로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 광흡수막의 최표면은, 산화알루미늄, 불화알루미늄, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화세륨, 불화란타늄, 불화리튬, 불화소듐, 불화납 및 불화네오디뮴 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 플라즈마처리장치.
  39. 피처리체에 플라즈마처리를 행하기 위한 플라즈마처리방법으로서, 제 31항에 기재된 플라즈마처리장치를 사용하여 피처리체에 플라즈마처리를 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 플라즈마처리방법은 애싱, 에칭, 세정, CVD, 플라즈마중합, 도핑, 산화 및 질화 중의 적어도 하나의 방법인 것을 특징으로 하는 플라즈마처리방법.
  41. 구조체는 제 40항에 기재된 플라즈마처리방법에 의해서 처리되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  42. 유전체손실을 증가시키는 광을 흡수하는 광흡수막을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파투과창용 유전체.
  43. 제 21항 또는 제 31항에 기재된 플라즈마처리장치를 준비하는 단계와;
    플라즈마처리장치에 피처리체를 배치하는 단계와;
    적어도 한 종류의 가스를 도입하고 고주파에너지를 공급함으로써 발생되고, 또한 투과창의 유전체손실을 증가시키는 광의 방사를 수반하는 플라즈마를 형성하고, 피처리체에 플라즈마처리를 행하는 단계와;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 플라즈마처리방법은 애싱, 에칭, 세정, CVD, 플라즈마중합, 도핑, 산화 및 질화 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
  45. 제 43항에 있어서, 상기 투과창은 질화알루미늄을 주성분으로 함유하고, 차광막은 440nm 내지 500nm의 파장에서 광의 입사를 방해하는 막을 가지고, 또한 플라즈마는 440nm 내지 500nm의 파장에서 광을 수반하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제조방법.
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