KR20020011076A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 Download PDF

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KR20020011076A
KR20020011076A KR1020010043167A KR20010043167A KR20020011076A KR 20020011076 A KR20020011076 A KR 20020011076A KR 1020010043167 A KR1020010043167 A KR 1020010043167A KR 20010043167 A KR20010043167 A KR 20010043167A KR 20020011076 A KR20020011076 A KR 20020011076A
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KR1020010043167A
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히로세에이지
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히가시 데쓰로
동경 엘렉트론 주식회사
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    • H05H1/24Generating plasma
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Abstract

본 발명은 2종류의 주파수가 상이한 고주파 전력의 인가에 의해 플라즈마를 발생시켜 피처리체에 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로서, 제 1 고주파 라인에는 제 2 고주파 전원으로부터의 고주파 전류를 감쇠시키는 제 1 필터 회로를 설치하고, 제 2 고주파 라인에는 제 1 고주파 전원으로부터의 고주파 전류를 감쇠시키는 제 2 필터 회로를 설치하며, 제 1 필터 회로에 회로 정수를 변경하기 위한 가변 콘덴서를 설치하는 것으로 구성된다. 이 회로 정수의 변경에 있어서, 제 2 고주파 전원의 고주파수를 가장 감쇠시키는 최적 공진점보다 공진점이 작아지도록 가변 콘덴서를 가변함으로써, 발생한 플라즈마가 처리 챔버의 벽면에 부여하는 스퍼터 레이트를 저감시킨다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 발생시 처리 챔버의 벽면에의 스퍼터링에 의한 손상을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
종래의 플라즈마 처리 장치에는 1종류의 주파수의 고주파 전력을 인가하여플라즈마를 발생시키는 형태와, 2종류의 상이한 주파수의 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 형태가 있다. 특히, 후자의 형태의 플라즈마 처리 장치의 경우에는, 높은 주파수의 고주파 전력에 의해 고밀도 플라즈마를 발생시키고, 낮은 주파수의 고주파 전력에 의해 바이어스 전위를 발생시키도록 구성되어 있다. 최근에는 플라즈마 처리의 내용에 따라 2종류의 주파수를 바꾸어 이용하는 플라즈마 처리 장치가 자주 사용되고 있다.
이러한 플라즈마 처리 장치는 예컨대 도 10에 도시하는 바와 같이 처리 챔버(처리실)(1)내에 평행하게 대치하여 배치된 상부 및 하부 전극(2a, 2b)과, 이들 상부 및 하부 전극(2a, 2b)에 각각 주파수가 상이한 제 1 및 제 2 고주파 전력을 공급하는 제 1 및 제 2 고주파 전원(3a, 3b)을 구비한다.
제 1 고주파 전원(3a)과 상부 전극(2a)을 연결하는 제 1 전력 공급 라인(4a)의 중간에 정합 회로(matching circuit)(5a)가 설치되고, 또한 제 2 고주파 전원(3b)과 하부 전극(2b)을 연결하는 제 2 전력 공급 라인(4b)에 정합 회로(5b)가 설치되어 있다.
또한, 제 1 전력 공급 라인(4a)에는 제 2 고주파 성분을 감쇠하는 회로 정수(circuit constant)가 고정된 제 1 필터(filter) 회로(6a)가 리턴(return) 회로로서 접속되어 있다. 또한, 제 2 전력 공급 라인(4b)에는 제 1 고주파 성분을 감쇠하는 회로 정수가 고정된 제 2 필터 회로(6b)가 리턴 회로로서 접속되어 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 필터 회로(6a, 6b)는 여과해야 할 고주파수와 공진하는 값으로 각각의 회로 정수가 설정되어 있다.
반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 플라즈마 처리를 실시하는 경우에는, 예컨대 피처리체를 하부 전극(2b)측에 탑재하고, 제 1 및 제 2 고주파 전력 전원(3a, 3b)으로부터 각각의 고주파 전력을 상부 및 하부 전극(2a, 2b)에 공급하여, 이들 사이에 플라즈마(P)를 발생시킴과 동시에, 하부 전극(2b)에 바이어스 전압을 인가하여, 하부 전극(2b)상의 반도체 웨이퍼에 대하여 소정의 플라즈마 처리를 실시한다.
그리고, 제 1 및 제 2 전력 공급 라인(4a, 4b)의 상이한 주파수의 고주파 전력을 감쇠하고, 제 1 및 제 2 고주파 전원(3a, 3b)으로부터 최적의 상태로 각각의 고주파 전력을 상부 및 하부 전극(2a, 2b)에 인가한다.
그러나, 이러한 기술에 있어서, 플라즈마 전위와 처리실(1)의 벽면의 접지 전위간에 전위차가 발생하고, 플라즈마중의 이온 성분에 의한 스퍼터링(sputtering)에 의해 벽면이 침식된다. 또한, 2종류의 고주파 전력을 동시에 인가하는 경우에는, 하나의 주파수를 인가하는 경우와 비교할 때 전극 1개분의 실효 접지 면적이 감소하기 때문에, 그만큼 스퍼터 레이트(sputter rate)가 상승하여 벽면에의 손상이 심해져, 처리 챔버의 수명(사용 가능한 기간)이 단축되는 문제가 있었다.
이 경향은 반도체 웨이퍼 등의 피처리체의 면적의 대형화, 스루풋(throughput)의 향상, 또는 고주파 전력을 크게 하여 스퍼터 레이트를 더욱 상승시킨 경우 등에서 점점 심해져 처리 챔버 수명이 단축되는 문제가 심각하게 된다.
종래에 있어서도, 이러한 벽면의 피해를 억제하기 위해, 그 대책으로서 처리챔버를 크게 함으로써 접지 면적을 증가시켜, 스퍼터 레이트를 저감하든가, 또는 벽면에 수지 코팅을 실시하여 벽면의 소모를 방지하고 있지만, 어느 쪽의 경우에도 본질적인 해결책은 되지 않으므로, 가공을 실시하는 만큼 비용이 더 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 플라즈마 발생시 처리 챔버의 벽면에 손상을 주는 스퍼터 레이트를 저감하여 처리 챔버의 사용 가능 기간을 연장할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 피처리체에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치는, 처리 챔버내에 서로 평행하게 대치하도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 전극에 제 1 전력 공급 라인을 통해 제 1 고주파 전력을 인가하는 제 1 고주파 전원과, 상기 제 2 전극에 제 2 전력 공급 라인을 통해 제 2 고주파 전력을 인가하는 제 2 고주파 전원과, 상기 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 상기 제 2 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 1 필터 회로와, 상기 제 2 전력 공급 라인에 흐르는 상기 제 1 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 2 필터 회로를 포함하고, 상기 제 1 필터 회로내에 상기 제 2 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 최적 공진점(resonance point)으로부터 공진점이 커지도록 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 구비시켜, 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시킨다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 제 1 실시예를 도시하는 구성도,
도 2는 도 1에 도시하는 제 1 필터 회로를 생략한 경우의 전력 공급 라인(a)에서의 제 2 고주파 전원으로부터의 전압 특성을 도시하는 도면,
도 3은 도 1에 도시하는 제 1 필터 회로의 콘덴서 용량을 2500pF로 설정한 경우의 전력 공급 라인(a)에서의 제 2 고주파 전원으로부터의 전압 특성을 도시하는 도면,
도 4는 도 1에 도시하는 제 1 필터 회로의 콘덴서 용량을 2000pF로 설정한 경우의 전력 공급 라인(a)에서의 제 2 고주파 전원으로부터의 전압 특성을 도시하는 도면,
도 5a는 콘덴서 용량이 2500pF인 경우의 처리실 벽면의 스퍼터 레이트와 필터 회로의 콘덴서 용량과의 관계를 도시하는 도면,
도 5b는 콘덴서 용량이 2200pF인 경우의 처리실 벽면의 스퍼터 레이트와 필터 회로의 콘덴서 용량과의 관계를 나타내는 도면,
도 6은 스퍼터 레이트의 저감에 대하여 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 제 2 실시예를 도시하는 구성도,
도 8은 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 제 3 실시예를 도시하는 구성도,
도 9는 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 제 4 실시예를 도시하는 구성도,
도 10은 종래의 플라즈마 처리 장치의 일례를 도시하는 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 플라즈마 처리 장치 11 : 처리 챔버
12 : 상부 전극 13 : 하부 전극
14 : 제 1 고주파 전원 15 : 제 2 고주파 전원
16 : 제 1 전력 공급 라인 17 : 제 1 정합 회로
18 : 제 2 전력 공급 라인 19 : 제 2 정합 회로
20 : 제 1 필터 회로 20a : 가변 콘덴서
21 : 제 2 필터 회로 51b : 가변 코일
40 : 제 3 필터 회로
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 에칭 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치(10)의 구성을 개념적으로 도시한다. 이 플라즈마 처리 장치(10)는 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료로 형성된 처리 챔버(11)를 갖는다. 이 처리 챔버(처리실)(11)내에는 상부 전극(12) 및 하부 전극(13)이 소정 간격을 두고 서로 평행하게 대치시켜 배치되어 있다. 상부 전극(12)은 제 1 전력 공급 라인(16) 및 제 1 정합 회로(17)를 통해 제 1 고주파 전원(14)에 접속되고, 하부 전극(13)은 제 2 정합 회로(19)를 통해 제 2 고주파 전원(15)에 접속되어 있다. 이 하부 전극(13)은 피처리체(예컨대 반도체 웨이퍼)를 탑재하는 탑재대를 겸한다.
제 1 고주파 전원(14)은 예컨대 60MHz의 고주파 전력을 상부 전극(12)에 인가하고, 상부 전극(12)과 하부 전극(13) 사이에 공급된 프로세스 가스에 의해 형성된 분위기내에서 플라즈마(P)를 발생시킨다.
또한, 하부 전극(13)에 제 2 고주파 전원(15)으로부터 예컨대 2MHz의 고주파 전력을 인가함으로써, 플라즈마 전위에 대한 바이어스 전위가 발생하여 플라즈마중의 이온 성분이 반도체 웨이퍼(W) 표면에 인입되고, 예컨대 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE)이 실행된다.
제 1 정합 회로(17)가 설치됨으로써, 제 1 고주파 전원(14)으로부터 상부 전극(12)에 최대 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제 2 정합 회로(19)가 설치됨으로써, 제 2 고주파 전원(15)으로부터 하부 전극(13)에 최대 전력을 공급할 수 있다.
또한, 제 1 전력 공급 라인(16)에는 제 1 필터 회로(20)가 설치되고, 제 2 전력 공급 라인(18)에는 제 2 필터 회로(21)가 설치되어 있다. 제 1 필터 회로(20)는 예컨대 회로 정수를 가변할 수 있는 LC 직렬 공진 회로를 포함하고, 제 2 고주파 전원(15)으로부터 출력된 고주파 전류를 선택적으로 여과시켜, 제 1 고주파 전원(14)까지 도달하지 않도록 기능한다. 또한 제 2 필터 회로(21)는 예컨대 회로 정수가 고정된 LC 직렬 공진 회로를 포함하고, 제 1 고주파 전원(14)으로부터의 고주파 전류가 제 2 고주파 전원(15)까지 도달하지 않도록 기능한다.
이 제 1 필터 회로(20)에 있어서의 회로 정수의 변경은 가변 콘덴서(20a)를 사용하여 콘덴서 용량을 변경함으로써 실현된다. 이 가변 콘덴서(20a)의 용량을 변경함으로써, 플라즈마(P)에 의한 스퍼터 레이트를 저감시킨다.
따라서 본 실시예의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제 1 필터 회로(20)는, 단순히 리턴 회로로서의 기능에 부가하여 회로 정수가 변경될 수 있기 때문에, 플라즈마 전위에 의거하여 변화되는 스퍼터 레이트에 따라 콘덴서 용량을 바꾸어 제품의 스루풋에 약간 영향을 주는 정도로 스퍼터 레이트를 저감시키는 기능도 갖는다. 이 스퍼터 레이트의 저감을 가능하게 함으로써, 처리 챔버(11)의 벽면에의 손상이 억제되어 처리 챔버의 수명(사용 가능한 기간)을 길게 할 수 있다.
제 1 필터 회로(20)의 회로 정수의 설정은 하기와 같이 실행된다.
우선, 최적 공진점을 찾는다.
제 1 고주파 전원(14)(60MHz) 및 제 2 고주파 전원(15)(2MHz)으로부터 상부전극(12)과 하부 전극(13)에 고주파 전력을 각각 인가하고, 예컨대 제 1 전력 공급 라인(16)의 A점에서의 전압 파형을 계측하면서 제 1 필터 회로(20)의 콘덴서 용량을 가변한다.
제 1 필터 회로(20)의 코일(20b)의 인덕턴스가 예컨대 2.5μH로 설정되어 있는 예에서는, 2MHz의 고주파수와 공진하는 콘덴서 용량은 2500pF 정도까지이다. 그러므로, 60MHz와 2MHz의 2개의 주파수를 인가했을 때에, 콘덴서 용량을 3종류(예컨대, 필터 회로를 설치하지 않는 경우, 2500pF로 설정한 경우, 2000pF로 설정한 경우)로 나누어, 각각의 경우의 전압 파형을 제 1 전력 공급 라인(16)의 A점에서 계측했다. 그 계측 결과로서, 도 2에는 필터 회로가 없을 때의 전압 특성, 도 3에는 2500pF일 때의 전압 특성, 도 4에는 2000pF일 때의 전압 특성이 각각 도시된다.
이들 도면으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 코일의 인덕턴스(L)가 2.5μH로 고정된 경우에는, 콘덴서 용량이 2500pF이고 전압 파형이 정현파에 가장 가깝게 최적으로 공진한다. 또한 2000pF에서는 2500pF보다 정현파가 다소 붕괴된 파형을 나타낸다.
따라서, 제 1 필터 회로(20)를 리턴 회로로만 사용하는 경우에는 콘덴서 용량을 2500pF로 설정하는 것이 최적(최적 공진점)으로 된다. 그런데, 본 실시예에 있어서, 제 1 필터 회로(20)는 리턴 회로로서의 기능 이외에, 스퍼터 레이트를 저감하는 기능이 요구된다.
이는 전술한 최적 공진점을 도 6에 도시하는 바와 같이 주파수(f)()가 커지도록 이동(shift)시키면 된다. 여기서, C는 콘덴서 용량이고, L은 인덕턴스(코일) 이다.
구체적으로는, 우선 스퍼터 레이트와 콘덴서 용량의 관계를 조사한다. 이것은 하기의 조건으로 플라즈마 처리 장치를 가동시켜, 제 1 필터 회로(20)에 있어서의 코일의 인덕턴스를 2.5μH로 고정하고, 콘덴서 용량을 2500pF로 한 경우에, 하기 프로세스 조건 1 및 2에서의 스퍼터 레이트를 측정한다. 그 결과, 도 5a에 도시하는 관계가 얻어졌다. 마찬가지로, 콘덴서 용량을 2000pF로 한 경우의 스퍼터 레이트를 측정하면, 도 5b에 도시하는 관계가 얻어졌다.
1. C4F8/Ar/O2가스계의 경우의 처리 조건
웨이퍼 : 300㎜
피에칭막 : 실리콘 산화막
처리 내용: 접촉
상부 전극에의 인가 전원 : 전원 주파수=60MHz, 전원 전력=3300W
하부 전극에의 인가 전원 : 전원 고주파수=2MHz, 전원 전력=3800W
전극간 갭 : 35㎜
처리 압력 : 20mTorr
처리 가스 : C4F8=20sccm, Ar=400sccm, O2=15sccm
2. Ar/O2가스계의 경우의 처리 조건
피에칭막 : 실리콘 산화막
처리 내용 : 접촉
상부 전극에의 인가 전원 : 전원 주파수=60MHz, 전원 전력=3300W
하부 전극에의 인가 전원 : 전원 고주파수=2MHz, 전원 전력=3800W
전극간 갭: 35㎜
처리 압력 : 20mTorr
처리 가스 : Ar=400sccm, O2=400sccm
도 5a 및 도 5b에 도시하는 결과에 따르면, 2.5μH 및 2000pF의 필터 회로가 2.5μH 및 2500pF의 필터 회로와 비교할 때 Ar/O2가스계에서 스퍼터 레이트가 대폭으로 저감되는 것이 분명해진다. 그러나, C4F8/Ar/O2가스계에서는 양자의 스퍼터 레이트는 거의 변하지 않는 것도 판명되었다. C4F8/Ar/O2가스계는 기본적으로는 화학 반응을 동반하는 화학적 스퍼터이고, Ar/O2가스계는 물리적 스퍼터이다. 이것은 회로 정수에 의해 플라즈마 전위가 변화되는 것을 의미한다.
따라서, 스퍼터 레이트를 저감시키기 위해서는, 최적으로 공진하는 2.5μH 및 2500pF의 필터 회로보다 공진 현상에서는 다소 뒤떨어지지만 2.5μH 및 2000pF의 필터 회로쪽이 우수하다는 것이 판명되었다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 제 1 고주파 라인(16)에는 제 2 고주파 전원(15)으로부터의 고주파 전류를 감쇠시키는 제 1 필터 회로(20)를 설치함과 동시에 제 2 고주파 라인(18)에는 제 1 고주파 전원(14)으로부터의 고주파 전류를 감쇠시키는 제 2 필터 회로(21)를 설치하고, 제 1 필터 회로(20)의 회로 정수를 변경하는 수단으로서 가변 콘덴서(20a)를 설치한다.
이에 의해, 제 1 고주파 전원(14)의 고주파수와 최적으로 공진하는 제 1 필터 회로(20)의 회로 정수가 처리 챔버(11)의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는 회로 정수로 되지 않을 때에는, 제 1 필터 회로(20)의 가변 콘덴서(20a)의 콘덴서 용량을 최적 공진점으로부터 공진점이 커지도록 조정시킨다. 이에 의해, 처리 챔버(11)의 벽면에 대한 스퍼터 레이트가 저감되어, 주어지는 손상을 억제하고, 나아가서는 처리 챔버(11)의 사용 가능한 기간을 연장시킬 수 있다.
또한, 제 1 실시예에서는, 플라즈마를 고밀도화하기 위한 전력 공급 라인(16)에 설치한 제 1 필터 회로(20)에 가변 콘덴서(20a)를 설치함으로써 회로 정수를 가변하는 플라즈마 처리 장치를 예로서 설명했지만, 제 1 필터 회로(20)의 콘덴서를 고정 콘덴서로 하고, 전력 공급 라인(18)측에 설치한 제 2 필터 회로(21)내의 콘덴서를 가변 콘덴서로 교체함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개념적인 구성을 도시하는 도면이다.
이 플라즈마 처리 장치(30)는 예컨대 알루미늄 등의 도전성 재료로 형성된 처리 챔버(31)를 갖는다. 이 처리 챔버(처리실)(31)내에는 상부 전극(32) 및 하부 전극(33)이 소정 간격을 두고 서로 평행하게 대치시켜 배치되어 있다. 상부 전극(32)은 제 1 전력 공급 라인(36) 및 제 1 정합 회로(37)를 통해 제 1 고주파 전원(34)에 접속되고, 하부 전극(33)은 제 2 정합 회로(39)를 통해 제 2 고주파 전원(35)에 접속되어 있다. 이 하부 전극(33)은 피처리체(예컨대 반도체 웨이퍼)를탑재하는 탑재대를 겸한다.
제 1 고주파 전원(34)은 예컨대 60MHz의 고주파 전력을 상부 전극(32)에 인가하고, 상부 전극(32)과 하부 전극(33) 사이에 공급된 처리 가스에 의해 형성된 분위기내에서 플라즈마(P)를 발생시킨다.
또한, 하부 전극(33)에 제 2 고주파 전원(35)으로부터 예컨대 2MHz의 고주파 전력을 인가함으로써, 플라즈마 전위에 대한 바이어스 전위가 발생하여, 플라즈마중의 이온 성분이 반도체 웨이퍼(W) 표면에 인입되고, 예컨대 반응성 이온 에칭(RIE)이 실행된다.
제 1 전력 공급 라인(36)에는 제 2 고주파 전원(35)으로부터의 제 2 고주파 전력을 감쇠하기 위한 제 3 필터 회로(40)가 설치되고, 제 1 전력 공급 라인(36)의 제 3 필터 회로(40)와 처리 챔버(31) 사이에는 회로 정수를 가변할 수 있는 제 1 필터 회로(42)가 설치되어 있다. 또한, 제 2 전력 공급 라인(38)에는 제 1 고주파 전력을 감쇠하는 제 2 필터 회로(41)를 설치한다. 이들 제 3 필터 회로(40) 및 제 2 필터 회로(41)에는 예컨대 회로 정수가 고정된 LC 직렬 공진 회로가 각각 포함되어 있다.
그리고 제 1 필터 회로(42)는 가변 콘덴서(42a)를 갖고, 이 가변 콘덴서(42a)를 이용하여 예컨대 최적으로 공진하는 2.5μH 및 2500pF의 회로 정수로부터 다소 조정시켜, 공진 현상에서는 다소 뒤떨어지는 2.5μH 및 2000pF의 회로 정수로 변경하여, 스퍼터 레이트를 저감하도록 한다.
즉, 제 1 전력 공급 라인(36)에서는, 제 3 필터 회로(40)가 제 2 고주파 전원(35)으로부터의 고주파의 감쇠 전용 회로로서 사용되고, 제 1 필터 회로(42)가 스퍼터 레이트 저감용의 전용 회로로서 사용된다.
따라서, 제 2 실시예에 있어서도 전술한 제 1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제 2 실시예에서는 플라즈마를 고밀도화하기 위한 전력 공급 라인(36)에 설치한 제 1 필터 회로(42)에 가변 콘덴서(42a)를 설치함으로써 회로 정수를 가변하는 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명했지만, 이를 대신하여 바이어스 전위를 만들기 위한 전력 공급 라인(38)에 설치한 제 2 필터 회로(41)내의 콘덴서에 가변 콘덴서를 이용하여 동일한 효과를 얻을 수도 있다.
다음으로, 도 8은 제 3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개념적인 구성을 도시하는 도면인다. 여기서, 본 실시예의 구성 부위에 있어서, 도 1에 도시한 제 1 실시예의 구성 부위와 동일한 부위에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
이 플라즈마 처리 장치(50)는 제 1 전력 공급 라인(16)에 접속된 제 1 필터 회로(51)내의 가변 콘덴서(C)를 고정 콘덴서로 바꾸고, 고정 코일을 가변 코일로 바꾸어, 인덕턴스 측을 가변하도록 되어있는 구성이다.
이는 전술한 바와 같이 최적 공진점보다 주파수(f)를 크게 하고 공진점을 플러스측으로 이동시키면 동일한 효과가 얻어지기 때문에, 콘덴서 용량 대신 인덕턴스를 변화시켜 공진점이 커지도록 조정시킨다. 따라서, 이 가변 코일(51b)의 인덕턴스를 변경함으로써, 플라즈마(P)에 의한 스퍼터 레이트를 저감시킬 수 있다.
다음으로, 도 9는 제 4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개념적인 구성을 도시하는 도면이다. 여기서, 본 실시예의 구성 부위에 있어서 도 7에 도시한 제 2 실시예의 구성 부위와 동일한 부위에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 플라즈마 처리 장치(60)는 전술한 제 2 실시예에 있어서의 제 1 필터 회로(40)와 제 3 필터 회로(42) 사이에 전환 스위치(43)를 설치한 구성이다.
이는 각종의 피처리체에 있어서의 프로세스 조건에 대응할 수 있도록, 처리 챔버의 보호와 처리 능력을 선택할 수 있게 한 구성예이다. 즉 고주파 전원으로부터 인가되는 고주파 전력이 작은 경우 또는 피처리체의 처리 시간이 짧은 경우 등 처리 챔버에 부여하는 영향이 적은 처리의 경우에는, 종래부터의 회로 정수가 고정된 제 3 필터 회로(40)를 선택하여, 스루풋(생산성)을 우선하여, 처리 능력을 향상시킨다. 한편, 고주파 전원으로부터 인가되는 고주파 전력이 큰 경우 또는 처리 시간이 긴 경우 등 처리 챔버에 크게 손상을 주는 처리 조건의 경우에는, 제 1 필터 회로(42)를 선택하여, 처리 챔버의 보호를 우선시킨다.
처리 챔버의 내벽을 항상 보호하는 경우에는 처리 능력이 적지 않게 저하되지만, 이 전환 스위치를 설치함으로써, 처리 조건에 따라 처리 챔버의 내벽의 보호를 우선시키든가 또는 처리 능력을 우선시키든가를 선택할 수 있다.
제 4 실시예에 있어서도, 제 3 실시예와 같이 가변 콘덴서 대신 가변 코일을 사용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 각각의 실시예에 따르면, 스퍼터 레이트를 저감하고 처리 챔버의 내벽에의 손상을 억제시키며 처리 챔버의 사용 가능한 기간을 연장시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 피처리체에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 제 2 고주파 전력을 감쇠시키는 제 1 필터 회로내에 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 설치함으로써, 플라즈마 발생시 처리 챔버의 벽면에 손상을 주는 스퍼터 레이트를 저감하여, 처리 챔버의 사용 가능 기간을 연장할 수 있는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

Claims (7)

  1. 피처리체에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리 챔버내에 서로 평행하게 대치하도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극에 제 1 전력 공급 라인을 통해 제 1 고주파 전력을 인가하는 제 1 고주파 전원과,
    상기 제 2 전극에 제 2 전력 공급 라인을 통해 제 2 고주파 전력을 인가하는 제 2 고주파 전원과,
    상기 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 상기 제 2 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 1 필터 회로와,
    상기 제 2 전력 공급 라인에 흐르는 상기 제 1 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 2 필터 회로를 포함하고,
    상기 제 1 필터 회로에 상기 제 2 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 최적 공진점으로부터 공진점이 커지도록 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 구비시켜, 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 회로에 있어서의 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 공진점은, 필터 회로를 구성하는 콘덴서[콘덴서 용량(C)]와 코일[인덕턴스(L)]에 의한 주파수(f)()에 의존하는
    플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 회로를 대신하여 상기 제 2 필터 회로측에 상기 제 1 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 최적 공진점으로부터 공진점이 작아지도록 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 구비시켜, 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는
    플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 정수를 변경하는 수단으로서, 상기 가변 콘덴서를 대신하여 가변 코일을 설치하여 인덕턴스를 변화시킴으로써 상기 회로 정수를 변경시키는
    플라즈마 처리 장치.
  5. 피처리체에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리 챔버내에 서로 평행하게 대치하도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극에 제 1 전력 공급 라인을 통해 제 1 고주파 전력을 인가하는 제 1 고주파 전원과,
    상기 제 2 전극에 제 2 전력 공급 라인을 통해 제 2 고주파 전력을 인가하는 제 2 고주파 전원과,
    상기 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 상기 제 2 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 최적 공진점으로부터 공진점이 작아지도록 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 포함하고, 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는 제 1 필터 회로와,
    상기 제 2 전력 공급 라인에 흐르는 제 1 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 2 필터 회로와,
    상기 제 1 필터 회로에 병렬로 설치되어 상기 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 제 2 고주파 전력을 감쇠시키기 위한 제 3 필터 회로를 포함하는
    플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 회로를 대신하여 상기 제 2 필터 회로내에 상기 제 1 고주파 전력을 가장 감쇠시키는 최적 공진점으로부터 공진점이 커지도록 회로 정수를 변경시키는 가변 콘덴서를 구비시켜, 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는
    플라즈마 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 회로와 제 3 필터 회로 중의 어느 한 쪽을 상기 제 1 전력 공급 라인에 접속시키는 전환 스위치를 더 포함하고,
    상기 전환 스위치의 전환에 의해, 상기 제 1 전력 공급 라인에 흐르는 제 2 고주파 전력의 감쇠를 우선시키는 것 또는 플라즈마 발생시 상기 처리 챔버의 벽면에 대한 스퍼터 레이트를 저감시키는 것 중의 어느 하나를 선택하는
    플라즈마 처리 장치.
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