KR20020066206A - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 처리 체임버 사이의 임피던스차를 억제하여 처리의 균일화를 도모한다.

고정부착부(3a)의 도체(7)와 고정부착부(3c)의 도체(7)는 소폭부(7a)를 통해 연결되어 있으므로 띠형 전극(11)과 띠형 전극(13)은 등전위가 된다. 즉, 띠형 전극(11)과 띠형 전극(13)으로 제1 전극을 구성한다. 그리고, 각 띠형 전극(11, 11)에는 단일의 고주파 전원(17)으로부터 케이블(18)을 통해 고주파가 인가되고, 각 띠형 전극(13, 13) 사이는 띠형 전극(13)과 거의 동일 폭을 갖는 띠형 도전체(19)로 접속(단락)되어 있다.

Description

플라즈마 처리장치{A plasma treatment apparatus}

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 특히 다수의 처리 체임버를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼나 액정용 유리기판에 애싱이나 애칭처리를 플라즈마 분위기에서 행하는 처리 체임버를 여러 대 설치함으로써 짧은 시간에 다수의 기판을 처리할 수 있도록 한 플라즈마 처리장치를 본 출원인은 일본국 특개평9-306694호 공보에서 제안하고 있다.

일본국 특개평9-306694호 공보에 개시된 플라즈마 처리장치에서는, 단일의 고주파 전원을 사용하고, 이 고주파 전원으로부터 전력분할수단에 의해 각 처리 체임버에 전력을 분배하고 있다.

여기서, 2개의 처리 체임버에는 반드시 임피던스차가 존재한다. 그리고, 단일의 고주파 전원을 이용하여 2개의 처리 체임버에서 동시에 방전시키는 경우, 임피던스가 낮은 쪽으로 전류가 흘러 에칭 레이트 등에 편차가 발생하게 된다. 그래서, 상기한 일본국 특개평 9-306694호 공보에서는, 전력분할수단을 전원측 구리판과 전극측 구리판 및 이들 구리판을 임의의 위치에서 전기적으로 접속시키는 구리 바아(bar)로 구성하여, 전력분할수단을 포함한 2개의 처리 체임버의 임피던스가 같아지도록 하고 있다.

상술한 전력분할수단을 이용함으로써 어느 정도 균일처리는 가능하게 된다. 그러나, 가스 유량이나 압력 등의 플라즈마 발생조건에 따라서는 상기 전력분할수단으로는 수정할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 가스 유량이 많고 압력이 높은 경우에는, 임피던스가 조금만 달라도 방전이 한쪽의 체임버로 편중되어, 결과적으로 처리속도의 차이가 커지게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치의 전체 측면도이고,

도 2는 도 1의 플라즈마 처리장치의 사시도이고,

도 3(a) 및 (b)는 띠형 전극을 고정시키는 절연체의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 플라즈마 처리장치2, 2: 처리 체임버

2a: 체임버 상부2b: 체임버 하부

3, 4: 기둥형 절연체3a∼3d, 4a∼4d: 고정부착부

5, 8: 리브6, 9: 부착 구멍

7, 10: 도체11∼15: 띠형 전극

17: 고주파 전원18: 케이블

19: 띠형 도전체20: 받침 테이블

W: 반도체 웨이퍼

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 플라즈마를 발생하는 다수의 처리 체임버를 구비한 플라즈마 처리장치에 있어서, 각 처리 체임버의 외측 둘레에 고주파 전원에 접속되는 제1 띠형 전극과, 접지 또는 상기 고주파 전원보다도 저주파인 전원에 접속되는 제2 띠형 전극을 상하로 이격시켜 교대로 다수 배치하고, 또한 각 처리 체임버의 외측 둘레에 배치된 제1 띠형 전극들 끼리를 전기적으로 접속하였다.

제1 띠형 전극 끼리의 전기적 접속은 제1 띠형 전극과 같은 정도의 폭을 갖는 띠형 도전체 혹은 저항 및 임피던스가 낮은 케이블을 통해 이루어질 수 있다.

상기와 같이 구성하는 것으로, 다수의 체임버 마다 배치되는 다수의 제1 전극을 전기적으로 하나의 전극으로 간주할 수 있어, 각 처리 체임버 마다의 임피던스차를 억제시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치의 전체 측면도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 처리장치의 사시도이고, 도 3(a) 및 (b)는 띠형 전극을 고정하는 기둥형 절연체의 사시도이다.

플라즈마 처리장치(1)는 2개의 처리 체임버(2, 2)로 이루어진다. 처리 체임버(2)는 합성석영 등으로 구성되고, 그의 형상은 상단을 폐쇄한 대략 통 형상(bell jar형)을 이루며, 소직경의 체임버 상부(2a)의 내부를 플라즈마 발생공간으로 하고, 대직경의 체임버 하부(2b)의 내부를 처리공간으로 하고 있다.

소직경의 체임버 상부(2a) 외측의 대향하는 위치에는, 알루미나나 수지 등으로 이루어진 한쌍의 기둥형 절연체(3, 4)를 상하방향으로 배치하고 있다.

기둥형 절연체(3)는 리브(5)에 의해 4개의 고정부착부(3a, 3b, 3c, 3d)로 구획되고, 각 고정부착부에는 부착 구멍(6)이 형성되고, 첫번째 단의 고정부착부(3a)와 세번째 단의 고정부착부(3c)에 알루미늄판이나 구리판 등으로 이루어진 도체(7)를 끼워 결합시키고 있다. 이 도체(7)의 중간의 소폭부(7a)는 두번째 단의 고정부착부(3b)의 측면측을 통과하고, 측면으로부터는 전기적으로 절연되어 있다.

또한, 기둥형 절연체(4)는 리브(8)에 의해 4개의 고정부착부(4a, 4b, 4c, 4d)로 구획되고, 각 고정부착부에는 부착 구멍(9)이 형성되고, 두번째 단의 고정부착부(4b)와 네번째 단의 고정부착부(4d)에 알루미늄판이나 구리판 등으로 이루어지는 도체(10)를 끼워 결합시키고 있다. 이 도체(10)의 중간의 소폭부(10a)는 세번째 단의 고정부착부(4c)의 측면측을 통과하고, 측면으로부터는 전기적으로 절연되어 있다. 또한, 도체(10)의 하단부에는 연장부(10b)가 형성되어 있다.

그리고, 기둥형 절연체(3) 및 기둥형 절연체(4)의 첫번째 단의 고정부착부(3a, 4a)의 측면에 처리 체임버의 외측 둘레를 대략 반바퀴 감아 2개의 띠형 전극(11, 11)을 고정부착하고 있다.

또한, 마찬가지로, 두번째 단의 고정부착부(3b, 4b)의 측면에 2개의 띠형 전극(12, 12)을 고정부착하고, 세번째 단의 고정부착부(3c, 4c)의 측면에 2개의 띠형 전극(13, 13)을 고정부착하고, 네번째 단의 고정부착부(3d, 4d)의 측면에 2개의 띠형 전극(14, 14)을 고정부착하며, 또한, 네번째 단의 고정부착부(3d, 4d)의 측면에는 제3 띠형 전극(15, 15)을 고정부착하고 있다.

여기서, 띠형 전극(11)의 한쪽 끝은 도체(7)을 사이에 두고 고정부착부(3a)에 나사로 고정되고, 띠형 전극(12)의 한쪽 끝은 도체(10)를 사이에 두고 고정부착부(4b)에 나사로 고정되고, 띠형 전극(13)의 한쪽 끝은 도체(7)를 사이에 두고 고정부착부(3c)에 나사로 고정되고, 띠형 전극(14)의 한쪽 끝은 도체(10)를 사이에 두고 고정부착부(4d)에 나사로 고정되어 있다.

그리고, 고정부착부(3a)의 도체(7)와 고정부착부(3c)의 도체(7)는 소폭부(7a)를 통해 연결되어 있으므로, 띠형 전극(11)과 띠형 전극(13)은 등전위가 된다. 즉, 띠형 전극(11)과 띠형 전극(13)으로 제1 전극을 구성한다.

또한, 각 띠형 전극(11, 11)에는 단일의 고주파 전원(17)으로부터 케이블(18)을 통해 고주파가 인가되고, 각 띠형 전극(13, 13) 사이는 띠형 전극(13)과 거의 같은 폭을 갖는 띠형 도전체(19)로 접속(단락)되어 있다.

또한, 띠형 도전체(19) 대신에, 저항 및 임피던스가 낮은 케이블로 접속할 수도 있다.

또한, 고정부착부(4b)의 도체(10)와 고정부착부(4d)의 도체(10)는 소폭부(10a)를 통해 연결되어 있으므로, 띠형 전극(12)과 띠형 전극(14)은 등전위가 되고, 아울러 띠형 전극(12)과 띠형 전극(14)은 접지되어 있다. 즉, 띠형 전극(12)과 띠형 전극(14)으로 제2 전극을 구성한다. 또한, 띠형 전극(15)도 도체(10)의 연장부(10b)를 통해 접지되어 있다.

상기한 바와 같이, 띠형 전극(11)과 띠형 전극(13)은 고주파 전원에 접속되어 제1 전극을 구성하고, 띠형 전극(12)과 띠형 전극(14)은 접지되어 상기 제1 전극과의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 제2 전극을 구성한다. 또한, 띠형 전극(12)과 띠형 전극(14)에 관해서는, 접지하지 않고 고주파 전원(17)보다도 저주파인 전원에 접속하는 것도 가능하다.

이상에서, 받침 테이블(20)을 하강시킨 상태에서 반도체 웨이퍼(W)를 그 받침 테이블(20)상에 얹여놓고, 이어서 그 받침 테이블(20)을 상승시켜 처리 체임버(2, 2)의 하부 개구(開口)를 막음과 동시에 처리 체임버(2)내를 소정 압력까지 감압시키고, 반응가스를 각 처리 체임버(2, 2)내로 공급하고, 이후, 제1 전극에 고주파를 인가함으로써 제1 전극과 제2 전극 사이에 플라즈마가 발생하여, 체임버 하부(2b)의 처리공간에서 에칭이나 애싱 등의 소정의 처리가 행해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다수의 처리 체임버와 단일의 고주파 전원으로 구성한 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 고주파 전원에 접속되는 제1 띠형 전극 끼리를 전기적으로 접속(단락)시켰으므로, 다수의 처리 체임버 마다 배치되는 다수의 제1 전극을 전기적으로 하나의 전극으로 간주할 수 있어, 각 처리 체임버 마다의 임피던스차를 억제할 수 있어 에칭 등의 처리율이 균일하게 된다.

Claims (2)

1. 플라즈마를 발생시키는 다수의 처리 체임버를 구비한 플라즈마 처리장치에 있어서, 각 처리 체임버의 외측 둘레에는 제1 띠형 전극과 제2 띠형 전극이 상하로 이격되어 교대로 다수 설치되고, 제1 전극은 고주파 전원에 접속되고, 제2 전극은 접지 또는 상기 고주파 전원보다도 저주파인 전원에 접속되고, 또한 각 처리 체임버의 외측 둘레에 배치된 제1 띠형 전극 끼리가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 띠형 전극 끼리의 전기적 접속이 상기 제1 띠형 전극과 같은 정도의 폭을 갖는 띠형 도전체 또는 저항 및 임피던스가 낮은 케이블로 행해지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.