KR20060046605A - 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 플라즈마 처리에 있어서, 간단하고 저비용으로 고주파 방전의 개시를 용이하게 하여 방전을 안정되게 유지하는 것이다. 세그먼트 자석(M0)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선의 일부(BM)는, 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)으로 내려와서 상방으로 U턴하여 원주방향 근처의 세그먼트 자석(ME)의 하면(S극)에 도달한다. 또한, 세그먼트 자석(mE)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선의 일부(Bm)는 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)으로 내려와서 상방으로 U턴하여 원주방향 근처의 세그먼트 자석(m0)의 하면(S극)에 도달한다. 더욱이, 외측 세그먼트 자석(M0)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선의 일부(Bc)가 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)으로 내려와서 상방으로 U턴하여 반경방향 옆의 내측의 세그먼트 자석(m0)의 하면(S극)에 도달한다.

Description

플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD}
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 플라즈마 에칭 장치의 구성을 도시하는 단면도,
도 2는 실시형태에 있어서의 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 사시도,
도 3은 실시형태에 있어서의 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 단면도,
도 4a는 일 실시예에 있어서의 플라즈마 생성 공간내의 자계 강도 분포를 나타내는 그래프,
도 4b는 일 실시예에 있어서의 플라즈마 생성 공간내의 자계 강도 분포를 나타내는 그래프,
도 5는 실시형태에 있어서의 자장 형성 기구의 하나의 작용을 모식적으로 도시하는 개략 단면도,
도 6은 실시형태에 있어서의 자장 형성 기구의 일 변형예의 구성을 도시하는 단면도,
도 7은 도 6의 변형예의 주요부를 도시하는 평면도,
도 8은 일 실시예에 따른 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 단면도,
도 9는 일 실시예에 따른 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 단면도,
도 10은 일 변형예에 따른 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 단면도,
도 11은 일 변형예에 따른 자장 형성 기구의 주요부의 구성을 도시하는 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 챔버 12 : 서셉터(하부 전극)
20 : 배기로 28 : 배기 장치
32 : 고주파 전원 38 : 샤워 헤드(상부 전극)
62 : 처리 가스 공급부 66 : 자장 형성 기구
70 : 요크 78 : 전기 모터
80 : 요크 Mi : 외측 세그먼트 자석
mi : 외측 세그먼트 자석 <Mi> : 자석
K : 자성체
본 발명은 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기술에 관한 것이고, 특히 고주파 방전을 이용하여 플라즈마를 생성하는 매엽식의 플라즈마 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 FPD(Flat Panel Display; 평판 디스플레이)의 제조 프로세스에 있어서의 에칭, 퇴적, 산화, 스퍼터링 등의 처리에서는, 처리 가스에 비교적 저온에서 양호한 반응을 실행시키기 위해 플라즈마가 많이 이용되고 있다. 일반적으로, 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마를 생성하는 방식은 글로우 방전 또는 고주파 방전을 이용하는 것과, 마이크로파를 이용하는 것으로 크게 나뉜다.
일반적으로, 고주파 방전을 이용하는 매엽식의 플라즈마 처리 장치에서는, 감압 가능한 챔버내에 전극을 겸한 탑재대 또는 서셉터를 설치하여, 이 서셉터상에 피처리 기판(반도체 웨이퍼, 유리 기판 등)을 탑재한다. 그리고, 챔버의 실내를 소정의 진공도까지 감압하고 나서 처리 가스를 도입하고, 실내의 가스 압력이 설정값으로 된 시점에서 전극에 고주파를 인가한다. 그러면, 처리 가스가 방전을 개시하고, 가스 플라즈마가 발생한다. 이 플라즈마하에서 기판의 표면 또는 피처리면에 막의 미세 가공 처리(건식 에칭 등)나 성막 처리(화학적 기상 성장 등) 등이 실시된다.
고주파 방전 방식의 플라즈마 처리 장치에서는, 가스 압력이 낮으면, 가스 분자의 밀도가 낮기 때문에, 방전의 개시(플라즈마의 착화)나 유지가 어려워진다. 특히, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에서는, 그 경향이 현저할 뿐만 아니라, 전극 간격을 좁게 해도, 또는 전극 사이에 인가하는 RF 전압을 낮게 해도, 전자가 전계로부터 얻은 에너지 나아가서는 가스 분자 또는 원자를 전리시키는 에너지가 적어져서, 방전이 불안정해지는 경향이 있다. 그러나, 플라즈마 처리중에는 낮은 가스압, 좁은 전극 간격 또는 낮은 RF 인가 전압을 바람직한 처리 조건으로 하는 것도 있다. 예컨대, 이방성 에칭에서는, 양호한 수직 에칭 형상을 얻기 위해서는 낮은 가스압이 유리하게 되어 있고, 저압 영역에서의 안정된 방전 개시 특성 및 방전 유지 특성이 요구되고 있다.
종래부터, 방전에 적절한 특별한 고압 조건하에서 방전을 개시하거나(예컨대 일본 특허 공개 공보 제 2003-124198 호 참조), 또는 이종 가스 조건 또는 높은 RF 인가 조건하에서 방전을 개시하며, 방전이 안정화되고 나서 본래의 처리 조건으로 변환하는 방법(점화 플라즈마 방식)이 알려져 있다. 또한, 마이크로파나 UV광에 의해 플라즈마 생성을 조력하는 방법도 효과가 있다는 것이 알려져 있다.
그러나, 점화 플라즈마 방식은, 본래의 처리 조건과는 다른 조건을 일정 시간 이용하기 때문에, 프로세스로의 영향이나 양품률(throughput)의 저하를 초래하는 불리점이 있다. 또한, 마이크로파나 UV광을 이용하는 방법도, 역시 프로세스로의 영향이 염려될 뿐만 아니라, 장치가 번잡화하거나 장치 비용이 증대한다는 난점이 있다. 결국, 종래에는 저압 플라즈마의 적용에는 ECR(Electron Cyclotron Resonance; 전자 사이클로트론 공명) 등의 마이크로파 방식을 이용하는 것뿐이 없 었다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 간단하고 저비용으로 고주파 방전의 개시를 용이하게 하여 방전을 안정되게 유지하는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 피처리 기판상의 플라즈마를 효과적으로 고밀도로 가두어 플라즈마 처리의 반응 속도나 면내 균일성을 향상시키는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 플라즈마 처리 방법은, 감압 가능한 챔버내에 처리 가스를 유입하는 동시에 고주파 전계를 형성하여 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하고, 상기 챔버내의 소정 위치에 거의 수평으로 배치된 피처리 기판에 상기 플라즈마하에서 소망의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 내측의 메인 플라즈마 영역에는 실질적으로 무자장 상태로 하고, 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 외측의 주변 플라즈마 영역에서는 이 영역내를 자력선이 통과하며, 또한 상기 자력선의 시점 및 종점중 적어도 한쪽이 상기 챔버의 측벽보다도 반경방향 내측에 위치하는 자장을 형성한다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 감압 가능한 챔버와, 상기 챔버내에서 피처리 기판을 거의 수평으로 탑재하는 하부 전극과, 상기 하부 전극의 상방 및 주위에 설정된 플라즈마 생성 공간에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와, 상기 플라즈마 생성 공간에 고주파 전계를 형성하는 고주파 전계 형성 기구와, 상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 내측의 메인 플라즈마 영역에는 실질적으로 무자장 상태로 하고, 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 외측의 주변 플라즈마 영역에는 이 영역내를 자력선이 통과하며, 또한 상기 자력선의 시점 및 종점중 적어도 한쪽이 상기 챔버의 측벽보다도 반경방향 내측에 위치하는 자장을 형성하는 자장 형성 기구를 갖는다.
본 발명에서는, 자장 형성 기구가 플라즈마 생성 공간중 주변 플라즈마 영역에 실질적인 자장을 형성한다. 이로써, 고주파 전계 형성 기구가 플라즈마 생성 공간에 고주파 전계를 형성하면, 자장이 존재하는 주변 플라즈마 영역내에서 최초로 처리 가스가 방전을 개시하고, 그로부터 한번에 플라즈마 생성 공간 전체로 방전이 확대되어, 방전 또는 플라즈마 생성이 확립된다. 그 후에도, 주변 플라즈마 영역내에서 자계가 고주파 방전을 조력하기 때문에, 처리 가스의 공급과 고주파의 인가가 유지되는 한, 플라즈마 생성 공간 전체에서 방전 또는 플라즈마 생성도 안정되게 유지된다. 이와 같이, 주변 플라즈마 영역내에서 자장이 고주파 방전의 개시의 자극(trigger)이 되어 방전 유지를 조력함으로써, 예컨대 낮은 가스 압력의 조건하에서도 방전 개시를 용이하게 하여 방전을 안정되게 유지할 수 있다. 한편, 자장 형성 기구는 메인 플라즈마 영역을 실질적으로 무자장 상태로 할 수 있기 때문에, 전극상의 기판에 자계가 작용하여 손상이나 응력을 가할 가능성을 회피 또는 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 자장 형성 기구에 의해 메인 플라즈마 영역의 주위를 커튼과 같이 둘러싸는 연직형의 자장(플라즈마의 확산 방향에 직교하는 자장)을 형성한다. 이로써, 메인 플라즈마 영역내의 플라즈마를 외부로 방출하지 않고 내측에 효과적이고 또한 효율적으로 가두는 것이 가능하고, 메인 플라즈마 영역내에서 플라즈마의 고밀도화 및 균일화를 도모하며, 나아가서는 플라즈마 처리의 반응 속도나 면내 균일성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 자장 형성 기구에 의해 형성되는 자장에 있어서는, 자력선의 시점 및 종점중 적어도 한쪽이 챔버의 측벽보다도 반경방향 내측에 위치한다. 이로써, 그 내측 배치의 시점 또는 종점에 해당하는 자극 부재의 사이즈나 설치 개수를 필요 최소한으로 억제하여 주변 플라즈마 영역내에 고밀도의 자장을 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 태양에 따른 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 챔버내에 하부 전극과 소망의 캡을 사이에 두고 평행하게 상부 전극이 배치되고, 상부 전극과 하부 전극과 챔버의 측벽으로 둘러싸인 공간내에 플라즈마 생성 공간이 설정되며, 고주파 형성 기구에 의해 상부 전극과 하부 전극 사이에 고주파가 인가되고, 처리 가스 공급부에 의해 상부 전극과 하부 전극 사이에 처리 가스가 공급된다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 자력선의 시점 및 종점이 모두 주변 플라즈마 영역의 상방에 위치하고, 시점으로부터 나온 자력선이 주변 플라즈마 영역 속 또는 그 하방에서 U턴하여 종점에 도달하도록 자장이 형성된다. 장치적으로는 자장 형성 기구가 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 모두 하향으로 주변 플라즈마 영역의 상방에 배치해도 좋다. 바람직하게는, 제 1 자극과 제 2 자극을 챔버의 반경방향으로 소망의 간격을 두어 배치해도 좋다. 또한, 제 1 및 제 2 자극의 사이에서는, 반경방향 외측에 배치되는 쪽의 자기량을 반경방향 내측에 배치되는 쪽의 자기량보다도 크게 하는 것이 바람직하다.
또는, 다른 바람직한 일 태양으로서, 자력선의 시점 및 종점이 모두 주변 플라즈마 영역의 하방에 위치하고, 시점으로부터 나온 자력선이 주변 플라즈마 영역 속 또는 그 상방에서 U턴하여 종점에 도달하는 자장이 형성된다. 장치적으로는, 자장 형성 기구가 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 모두 상향으로 주변 플라즈마 영역의 하방에 배치해도 좋다. 이 경우도, 제 1 자극과 제 2 자극을 챔버의 반경방향으로 소망의 간격을 두어 배치하는 구성이나, 제 1 및 제 2 자극의 사이에서 반경방향 외측에 배치되는 쪽의 자기량을 반경방향 내측에 배치되는 쪽의 자기량보다도 크게 하는 구성이 바람직하다. 또한, 원주방향에 있어서의 자장 강도 분포를 균일화하기 위해서 제 1 및 제 2 자극을 일체로 원주방향으로 회전시킬 수도 있다.
상기한 바와 같이 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 모두 하향 또는 상향으로 주변 플라즈마 영역의 상방 또는 하방에 배치하여 주변 플라즈마 영역내에서 자력선을 U턴시키는 자력선 루프 구조에 따르면, 주변 플라즈마 영역내의 자속 밀도를 높일 수 있는 동시에, 메인 플라즈마 영역측으로의 자력선의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 일 태양에 따르면, 자력선의 시점 및 종점이 주변 플라즈마 영역의 상방 및 하방에 각각 위치하고, 시점으로부터 나온 자력선이 주변 플라즈마 영역을 위로부터 아래로 가로질러 종점에 도달하도록 자장이 형성된다. 장치적으로는, 자장 형성 기구가 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 각각 하향 및 상향으로 주변 플라즈마 영역의 상방 및 하향에 배치해도 좋다. 또는, 자력선의 시점 및 종점이 주변 플라즈마 영역의 하방 및 상방에 각각 위치하고, 시점으로부터 나온 자력선이 주변 플라즈마 영역을 아래로부터 위로 가로질러 종점에 이르도록 자장이 형성된다. 장치적으로는 자장 형성 기구가 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 각각 상향 및 하향으로 주변 플라즈마 영역의 하방 및 하방에 배치해도 좋다. 이와 같은 자력선 구조에 있어서도, 간단하고 저비용인 구조로 주변 플라즈마 영역내의 자속 밀도를 높일 수 있는 동시에, 메인 플라즈마 영역측으로의 자력선의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한다. 이 플라즈마 처리 장치는 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있고, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스강 등의 금속제의 원통형 챔버(처리 용기)(10)를 갖고 있다. 챔버(10)는 보안 접지되어 있다.
챔버(10)내에는, 피처리 기판으로서 예컨대 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하는 원 판형의 하부 전극 또는 서셉터(12)가 설치되어 있다. 이 서셉터(12)는 예컨대 알루미늄으로 이루어지고, 절연성의 통형상 유지부(14)를 거쳐서 챔버(10)의 바닥으로부터 수직 상방으로 연장되는 통형상 지지부(16)에 지지되어 있다. 통형상 유지부(14)의 상면에는 서셉터(12)의 상면을 환형으로 둘러싸는 예컨대 석영으로 이루어지는 포커스 링(18)이 배치되어 있다.
챔버(10)의 측벽과 통형상 지지부(16) 사이에는 배기로(20)가 형성되고, 이 배기로(20)의 입구 또는 중간에 환형의 배플판(22)이 장착되는 동시에 바닥부에 배기구(24)가 설치되어 있다. 이 배기구(24)에 배기관(26)을 거쳐서 배기 장치(28)가 접속되어 있다. 배기 장치(28)는 진공 펌프를 갖고 있고, 챔버(10)내의 처리 공간을 소정의 진공도까지 감압할 수 있다. 챔버(10)의 측벽에는 반도체 웨이퍼(W)의 반입 출구를 개폐하는 게이트 밸브(30)가 장착되어 있다.
서셉터(12)에는 플라즈마 생성용의 고주파 전원(32)이 정합기(34) 및 급전봉(36)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 이 고주파 전원(32)은 소망의 고주파수 예컨대 60㎒의 고주파를 하부 전극, 즉 서셉터(12)에 인가한다. 서셉터(12)와 평행하게 대향하여, 챔버(10)의 천정부에는 후술하는 샤워 헤드(38)가 접지 전위의 상부 전극으로서 설치되어 있다. 고주파 전원(32)으로부터의 고주파에 의해 서셉터(12)와 샤워 헤드(38) 사이의 공간, 즉 플라즈마 생성 공간(PS)에 고주파 전계가 형성된다.
여기서, 플라즈마 생성 공간(PS)은 서셉터(12) 및 샤워 헤드(38)의 외주단보다 반경방향 내측의 공간에 한정되는 것이 아니고, 그것보다도 반경방향 외측의 공 간으로 넓어져서 챔버(10)의 내벽 또는 측벽까지 연장되는 것이다. 본 발명에서는, 플라즈마 생성 공간(PS)중, 서셉터(12)상에 탑재되어 있는 기판(W)의 외주단보다 반경방향 내측의 영역(PSA)을 「메인 플라즈마 영역」이라 칭하고, 「메인 플라즈마 영역」의 외측, 즉 기판(W)의 외주단보다 반경방향 외측의 영역(PSB)을 「주변 플라즈마 영역」이라 칭한다.
서셉터(12)의 상면에는 반도체 웨이퍼(W)를 정전 흡착력에 의해 유지하기 위한 정전 척(40)이 설치되어 있다. 이 정전 척(40)은 도전막으로 이루어지는 전극(40a)을 한쌍의 절연막(40b, 40c) 사이에 삽입하는 것이고, 전극(40a)에는 직류 전원(42)이 스위치(43)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원(42)으로부터의 직류 전압에 의해 쿨롱력에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 척상에 흡착 유지할 수 있도록 되어 있다.
서셉터(12)의 내부에는, 예컨대 원주방향으로 연장되는 냉매실(44)이 설치되어 있다. 이 냉매실(44)에는, 냉각 유닛(46)으로부터 배관(48, 50)을 거쳐서 소정 온도의 냉매 예컨대 냉각수가 순환 공급된다. 냉매의 온도에 의해 정전 척(40)상의 반도체 웨이퍼(W)의 처리 온도가 제어된다. 또한, 전열 가스 공급부(52)로부터의 전열 가스 예컨대 He 가스가 가스 공급 라인(54)을 거쳐서 정전 척(40)의 상면과 반도체 웨이퍼(W)의 이면 사이에 공급된다.
천정부의 샤워 헤드(38)는 다수의 가스 통풍 구멍(56a)을 갖는 하면의 전극판(56)과, 이 전극판(56)을 착탈 가능하게 지지하는 전극 지지체(58)를 갖는다. 전극 지지체(58)의 내부에 버퍼실(60)이 설치되고, 이 버퍼실(60)의 가스 도입구(60a)에는 처리 가스 공급부(62)로부터의 가스 공급 배관(64)이 접속되어 있다.
챔버(1O)의 천정부에 있어서, 주변 플라즈마 영역(PSB)의 상방[바람직하게는 샤워 헤드(38)의 주위]에는, 환형 또는 동심 형상으로 연장되는 자장 형성 기구(66)가 설치되어 있다. 이 자장 형성 기구(66)는 챔버(10)내의 플라즈마 생성 공간(PS)에 있어서의 고주파 방전의 개시(플라즈마의 착화)를 용이하게 실행하여 방전을 안정되게 유지하도록 기능한다. 자장 형성 기구(66)의 상세한 구성과 작용은 후에 상세히 설명한다.
제어부(68)는 이 플라즈마 에칭 장치내의 각부 예컨대 배기 장치(28), 고주파 전원(32), 정전 척용의 스위치(43), 냉각 유닛(46), 전열 가스 공급부(52) 및 처리 가스 공급부(62) 등의 동작을 제어하는 것으로, 호스트 컴퓨터(도시하지 않음) 등과도 접속되어 있다.
이 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 에칭을 실행하기 위해서는, 우선 게이트 밸브(30)를 개방 상태로 하여 가공 대상인 반도체 웨이퍼(W)를 챔버(10)내에 반입하여, 서셉터(12)상에 탑재한다. 이어서, 직류 전원(42)으로부터 직류 전압을 정전 척(40)의 전극(40a)에 인가하여, 반도체 웨이퍼(W)를 정전 척(40)상에 고정한다. 그리고, 처리 가스 공급부(62)로부터 에칭 가스(일반적으로 혼합 가스)를 소정의 유량 및 유량비로 챔버(10)내에 도입하고, 배기 장치(28)에 의해 챔버(10)내의 압력을 설정값으로 한 다음에, 고주파 전원(32)으로부터 소정의 파워로 고주파 를 서셉터(12)에 공급한다. 샤워 헤드(38)로부터 토출된 에칭 가스는 플라즈마 생성 공간(PS)내에서 방전하여 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 생성되는 라디칼이나 이온에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 주요면이 에칭된다.
이 플라즈마 에칭 장치에서는, 챔버 천정부의 자장 형성 기구(66)가 플라즈마 생성 공간(PS)중 주변 플라즈마 영역(PSB)에 한정하여 실질적인 자장을 형성한다. 이로써, 고주파 전원(32)으로부터의 고주파가 서셉터(12)에 인가되면, 자장이 존재하는 주변 플라즈마 영역(PSB)내에서 최초로 에칭 가스가 방전을 개시하고, 그로부터 한번에 플라즈마 생성 공간(PS) 전체로 방전이 확대하여, 글로우 방전 또는 플라즈마 생성이 확립된다. 그 후에도, 주변 플라즈마 생성 공간(PSB)내에서 자계가 고주파 방전을 조력 또는 유지하기 때문에, 에칭 가스의 공급과 고주파의 인가가 유지되는 한, 플라즈마 생성 공간(PS) 전체에서 방전 또는 플라즈마 생성도 안정되게 유지된다.
여기서, 자장이 고주파 방전의 개시나 유지에 양호하게 작용하는 것은, 고주파 전계하에서 드리프트(drift) 운동하는 전하(주로 전자)가 자장에 의해 힘(로렌츠력)을 받음으로써, 힘의 방향으로 가속도를 발생시켜서, 가스 분자나 원자를 전리시키는 에너지를 증가시키기 때문이다. 또한, 주변 플라즈마 영역(PSB)에서는, 주로 챔버(1O)의 내벽(천정부 및 측벽)과 하부 전극(12) 사이에 고주파 전계가 형성된다.
이와 같이, 주변 플라즈마 영역(PSB)내에서 자장이 고주파 방전 개시의 자극으로 되어 방전 유지를 조력함으로써, 낮은 가스 압력(예컨대 10mTorr 이하), 좁은 전극 간격, 낮은 RF 인가 전압의 조건하에서도 방전 개시를 용이하게 하여 방전을 안정되게 유지할 수 있다. 일례로서, 에칭 가스로서 HBr를 단 가스로서 이용하는 폴리실리콘의 에칭에 있어서, 종래에는 가스 압력을 5mTorr 이하로 하면 방전 개시(플라즈마 착화)가 곤란했지만, 이 실시형태에 의하면 가스 압력을 5mTorr 이하로 해도 확실하게 방전을 개시하고, 안정되게 방전을 유지할 수 있다는 것이 확인되어 있다.
한편, 자장 형성 기구(66)는 메인 플라즈마 영역(PSA)에서는 실질적으로 무자장 상태를 형성한다. 이로써, 서셉터(12)상의 반도체 웨이퍼(W)에 자계가 작용하여 웨이퍼상의 디바이스에 손상이나 응력을 가할 가능성을 회피 또는 저감할 수 있다. 여기서, 웨이퍼상의 디바이스에 손상이나 응력을 주지 않는 무자장 상태는, 자계 강도의 면에서 바람직하게는 지자기(地磁氣) 레벨(예컨대 0.5G) 이하의 상태이지만, 5G 정도에서도 지장 없는(실질적인 무자장 상태라 할 수 있음) 경우가 있다.
도 2 및 도 3에 자장 형성 기구(66)의 구성과 작용을 도시한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 자장 형성 기구(66)는 챔버 반경방향으로 일정한 간격을 두고 병렬 배치된 한쌍의 세그먼트 자석(Mi, mi)으로 1조의 자장 형성 유닛([Mi, mi])을 구성하고, 바람직하게는 N조(N은 2이상의 정수)의 자장 형성 유닛([M1, m1], [M2, m2], ‥‥ ,[MN, mN])을 원주방향으로 일정한 간격을 두어 정렬하고 있다.
각 자장 형성 유닛([Mi, mi])에 있어서, 반경방향 외측의 세그먼트 자석(Mi)은 직방체의 형상을 갖고, N극의 면을 하방을 향해서 배치된다. 한편, 반경방향 내측의 세그먼트 자석(mi)은 직방체의 형상을 갖고, S극의 면을 하방을 향해서 배치된다. 양쪽 세그먼트 자석(Mi, mi)은 영구 자석 예컨대 희토류 자석(사마륨 코발트 자석, 네오듐 자석 등)으로 구성되어도 좋다.
이러한 자극 배치 구조에 의하면, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)은 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)내로 내려가서 포물선을 그리도록 상방으로 U턴하여 내측 세그먼트 자석(mi)의 하면(S극)에 도달한다. 근처의 자장 형성 유닛([Mi+1, mi+1])에 있어서도, 상기 자장 형성 유닛([Mi, mi])으로부터 원주방향으로 소정의 각도 간격(예컨대, N=24의 경우는 15°)만큼 떨어진 위치에서, 상기와 같은 루프를 갖는 자력선(Bi+1)이 형성된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 각 자장 형성 유닛([Mi, mi])상에는, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 배면 또는 상면(S극)과 내측 세그먼트 자석(mi)의 배면 또는 상면(N극)을 자기적으로 결합하기 위한 요크(70)가 설치되어 있다. 이 배면 요크 구조에 의해, 내측 세그먼트 자석(mi)의 배면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)의 대부분은 요크(70) 속을 통해 외측 세그먼트 자석(Mi)의 배면(S극)에 이르도록 되어 있다. 요크(70)는 모든 자장 형성 유닛([M1, m1], [M2, m2], ‥‥ ,[MN, mN])을 커버하도록 링 형상으로 형성되어도 좋다.
이와 같이, 각 자장 형성 유닛([Mi, mi])에 있어서, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)이 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)내로 내려가고 나서 사방으로 발산함 없이 상방으로 U턴하여 내측 세그먼트 자석(mi)의 하면(S극)에 도달하는 점이 중요하다. 이러한 자력선 루프 구조에 의해, 주변 플라즈마 영역(PSB)내의 자속 밀도를 높일 수 있는 동시에, 메인 플라즈마 영역(PSA)측으로의 자력선의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 자력선 루프 구조의 작용 효과를 한층 높이기 위해서, 외측 세그먼트 자석(Mi)과 내측 세그먼트 자석(mi) 사이에서는, 상대적으로 기판(G)에서 먼 외측 세그먼트 자석(Mi)의 자기량(자극 강도)을 크게 하고, 기판(G)에 가까운 외측 세그먼트 자석(mi)의 자기량(자극 강도)을 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 실시형태에 있어서는, 자장 형성 기구(66)의 각 부분(특히 각 자장 형성 유닛[Mi, mi])이 주변 플라즈마 영역(PSB)의 상방, 즉 챔버(1O)의 측벽보다도 반경방향 내측에 배치되어 있는 점도 중요하다. 이러한 자극 배치 구조에 의하면, 챔버(10)의 측벽 외부에 자장 형성 유닛을 배치하는 구성과 비교하여, 챔버 중심에 대한 반경 거리 및 주회 거리가 각별히 짧기 때문에, 주변 플라즈마 영역(PSB)내에 바람직한 프로파일의 자장을 형성하기 위한 자석 또는 자극의 개수 및 자기량(사이즈 또는 체적에 비례)을 대폭 적게 하는 것이 가능하고, 자장 형성 기구(66)의 장비에 따른 장치 사이즈 및 비용의 증대를 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 여기서, 주변 플라즈마 영역(PSB)내에 형성되는 자장의 바람직한 프로파일이란, 메인 플라즈마 영역(PSA)에 자기적인 영향을 미치지 않고, 가능한 한 메인 플라즈마 영역(PSA)에 가까운 위치에서 강한 자장을 얻을 수 있는 프로파일이다.
도 4a 및 도 4b에는 일 실시예에 따른 플라즈마 생성 공간(PS)내의 자계 강도 분포를 나타낸다. 이 실시예에서는, 피처리 기판(W)으로부터 300㎜ 구경의 반도체 웨이퍼를 상정하고, 챔버(10)의 내경을 약 260㎜로 설정하고, 전극 간격을 25㎜로 설정하고 있다. 도 4a는 상부 전극(38)의 하면의 높이 위치(전극 갭 상부 위치 : Z=25㎜)에 있어서의 직경방향의 자장 강도 분포(원주방향의 평균값)를 나타낸다. 도 4b는 서셉터(12)상에 탑재되는 반도체 웨이퍼(W)의 상면의 높이 위치(전극 갭 하부 위치 : Z=O㎜)에 있어서의 직경방향의 자장 강도 분포(원주방향의 평균값)를 나타낸다. 도면 중, 실선은 상기와 같은 자장 형성 기구(66)에 의해 얻어지는 특성(실시예)을 나타내고, 점선은 자장 형성 기구(66)에 있어서 각 내측 세그먼트 자석(mi)을 생략한 경우의 특성(참고예)을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b로부터 명확한 바와 같이, 참고예에서는 외측 세그먼트 자석 (Mi)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)이 사방으로 발산하기 쉽기 때문에, 자장은 주변 플라즈마 영역(PSB)내에 머무르지 않고, 메인 플라즈마 영역(PSA)에도 미치고 있다. 이에 대하여, 실시예에서는, 상기한 바와 같이 외측 세그먼트 자석(Mi)의 하면(N극)으로부터 나간 자력선(Bi)이 사방으로 발산하지 않고 U턴하여 내측 세그먼트 자석(mi)에 흡수되기 때문에, 자장은 주변 플라즈마 영역(PSB)내에 머무르고, 메인 플라즈마 생성 영역(PSA)에는 거의 미치지 않는다. 실제, 실시예의 자장 형성 기구(66)에 의하면, 메인 플라즈마 영역(PSA)에서 자장 강도를 지자기 레벨(가령 0.5G) 이하까지 감쇠시키는 것이 가능하다. 또한, 주변 플라즈마 영역(PSB)내에서는 피크값으로 40G 내지 450G이며, 고주파 방전의 개시를 자극으로 하여 방전 유지를 조력하는 데에 충분한 자장 강도를 얻을 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b의 자장 강도 분포는 전극간 갭 상부 위치(Z=25㎜) 및 전극간 갭 하부 위치(Z=O㎜)에 있어서의 것이지만, 전극간의 중간부(0㎜<Z<25㎜)에서는 도 4a, 도 4b의 중간의 자장 강도 분포를 얻을 수 있는 것이 용이하게 이해될 것이다.
이와 같이, 각 자장 형성 유닛([Mi, mi])에 있어서, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)이 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)내로 내려가고 나서 사방으로 발산하지 않고 상방으로 U턴하여 내측 세그먼트 자석(mi)의 하면(S극)에 도달하는 점이 중요하다. 이러한 자력선 루프 구조에 의해, 주변 플라즈마 영역(PSB)내의 자속 밀도를 높일 수 있는 동시에, 메인 플라즈마 영역(PSA)측으로의 자력선의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 자력선 루프 구조의 작용 효과를 한층 높이기 위해서, 외측 세그먼트 자석(Mi)과 내측 세그먼트 자석(mi)의 사이에서는, 상대적으로, 기판(G)에서 먼 외측 세그먼트 자석(Mi)의 자기량(자극 강도)을 크게 하고, 기판(G)에 가까운 외측 세그먼트 자석(mi)의 자기량(자극 강도)을 작게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점으로서, 이 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 자장 형성 기구(66)에 의해 메인 플라즈마 영역(PSA)의 주위를 커튼과 같이 둘러싸는 연직방향으로 연장되는 자장(플라즈마의 확산 방향에 직교하는 자장)(B)을 형성할 수 있다. 이러한 커튼형의 연직 자장(B)에 의하면, 도 5에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 메인 플라즈마 영역(PSA)내의 플라즈마(PR)를 외부로 방출하지 않고 내측에 효과적이고 또한 효율적으로 가두는 것이 가능하고, 메인 플라즈마 영역(PSA)내에서 플라즈마(PR)의 고밀도화 및 균일화를 도모하며, 나아가서는 반도체 웨이퍼(W)상의 플라즈마 에칭 특성을 향상시킬 수 있다.
예컨대, 주변 플라즈마 영역(PSB)에 자장을 형성하지 않는 경우, 산화막계 프로세스(예컨대 실리콘 산화막의 에칭)에서는 도 5의 일점 쇄선(ERA)과 같이 웨이 퍼 중심측에 대하여 웨이퍼 에지측에서 상대적으로 에칭 속도가 떨어지는 경향이 있고, 폴리계 프로세스(예컨대 폴리실리콘의 에칭)에서는 도 5의 점선(ERA)과 같이 웨이퍼 에지측에 대하여 웨이퍼 중심측에서 상대적으로 에칭 속도가 떨어지는 경향이 있다. 이 실시형태와 같이 자장 형성 기구(66)에 의해 주변 플라즈마 영역(PSB)에 커튼형의 연직 자장(B)을 형성함으로써, 산화막계 프로세스에서는 웨이퍼 중심측의 에칭 속도에 대하여 웨이퍼 에지측의 에칭 속도를 상대적으로 대폭 상승시켜서 실선(ERs)과 같이 면내 균일성을 향상시키고, 폴리계 프로세스에서는 웨이퍼 에지측의 에칭 속도에 대하여 웨이퍼 중심측의 에칭 속도를 상대적으로 대폭 상승시켜서 실선(ERs)과 같이 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 6 및 도 7에는 이 실시형태에 있어서의 자장 형성 기구(66)의 일 변형예를 나타낸다. 이 변형예는, 자장 형성 기구(66)에 있어서, 자장 형성 유닛([M1,m1], [M2, m2], ‥‥ , [MN, mN])을 챔버(1O)의 중심[반도체 웨이퍼(W)의 중심(O)]을 통과하는 연직선(G)의 주위에 일정 속도로 회전 운동시키는 구성으로 하고 있다. 도시예에서는, 가이드(72)를 따라 회전 가능하게 구성된 링형의 내치 기어(74)에 요크(70)를 거쳐서 자장 형성 유닛([M1,m1], [M2, m2],…, [MN, mN])을 장착하고, 내치 기어(74)에 외치 기어(76)를 거쳐서 전기 모터(78)의 회전 구동축을 접속하고 있다. 이러한 회전 자장 기구에 의해, 자장 형성 유닛([Mi, mi])의 수가 적어도 자장 강도 분포를 원주방향에서 균일화할 수 있다. 특히, 연직 자장의 작용으 로 자장 형성 기구(66) 바로 아래의 챔버 천정부에 퇴적막이 부착되는 경우는, 그러한 자장 강도 분포의 균일화에 의해, 퇴적막의 부착 상태나 막 두께를 원주방향에서 균일화할 수 있다.
도 8 및 도 9에는 자장 형성 기구(66)의 다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 주변 플라즈마 영역(PSB)의 상방[바람직하게는 샤워 헤드(38) 주위의 챔버 천정부]에 1개 또는 복수의 자석(<Mi>)을 배치하는 동시에, 주변 플라즈마 영역(PSB)의 하방 예컨대 배기로(20) 내지 배플판(22) 부근에 자성체(K)를 배치한다. 도 8의 구성예에서는 자성체(K)를 배기로(20)내의 통형상 지지부(16)에 장착하고, 도 9의 구성예에서는 자성체(K)를 배기로(20)내의 챔버 측벽부에 장착하고 있다. 자석(<Mi>)은, 예컨대 도 2 내지 도 7의 외측 세그먼트 자석(Mi)에 상당하는 것이 아니고, 예컨대 N극의 면을 하방을 향해서 배치된다. 자성체(K)는 복수의 세그먼트 자성체를 원주방향으로 일정 간격을 두고 배치한 것이어도 좋고, 또는 단일체의 링형상 자성체로 이루어지는 것이어도 좋으며, 재질은 금속계, 페라이트계, 세라믹계 등의 어느 것이어도 무방하다.
이러한 자극 배치 구조에 의하면, 자석(<Mi>)의 하면(N극)으로부터 나온 자력선(Bi)은 바로 아래의 주변 플라즈마 영역(PSB)을 위로부터 아래로 가로질러 자성체(K)에 도달한다. 자성체(K)는 자력선(Bi)을 수취함으로써 자화하여, 그 표면이 S극으로 된다. 도 8 및 도 9의 구성예에서는, 자석(<Mi>)으로부터의 자력선(Bi)을 가급적 자성체(K)를 향하도록 자석(<Mi>)의 배면(상면) 및 측면을 포위하는 요크(80)를 설치하고 있다. 특히, 메인 플라즈마 영역(PSA) 부근의 사이드 요크부(80a)는, 자석(<Mi>)의 하면(N극)으로부터 메인 플라즈마 영역(PSA)측으로 나온 자력선을 취입하여 자석(<Mi>)의 상면 또는 배면(S극)으로 귀환시켜서, 메인 플라즈마 영역(PSA)으로 가지 않도록 하는 작용이 있다.
도 8 및 도 9의 실시예에 있어서, 자석(<Mi>)의 상하 극성을 반전시켜서 하면을 S극으로 하는 변형이나, 자석(<Mi>)과 자성체(K)의 각각의 배치 위치를 상호 교환하는변형 등이 가능하다. 또한, 자석(<Mi>)의 개수 증가나 체적 증대, 나아가서는 장치의 대형화를 수반하지만, 도 10에 도시하는 바와 같이 자석(<Mi>)을 챔버(10)의 측벽의 외부에 배치하는 구성도 가능하다. 또는, 자석(<Mi>)을 챔버(10)의 측벽의 내측에 배치하고, 자성체(K)를 챔버 측벽의 외부에 배치하는 구성도 가능하다.
도 1 내지 도 7의 실시예에서도 각종 변형이 가능하다. 예컨대, 각 자장 형성 유닛([Mi, mi])에 있어서, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 상하 극성 및 내측 세그먼트 자석(mi)의 상하 극성을 각각 반전시켜서, 외측 세그먼트 자석(Mi)의 하면을 S극으로 하고, 내측 세그먼트 자석(mi)의 하면을 N극으로 하는 구성도 가능하다. 또 한, 한쪽 세그먼트 자석[통상은 내측 세그먼트 자석(mi)]을 자성체로 대용하는 것도 가능하다. 또한, 자장 형성 유닛([Mi, mi])을 주변 플라즈마 영역(PSB)의 하방에 배치하는 구성, 예컨대 한쪽(Mi)을 서셉터(12)측에 장착하고 다른 한쪽(mi)을 챔버(10)의 측벽에 장착하는 구성도 가능하다. 또한, 자석의 개수 증가나 체적 증대, 나아가서는 장치의 대형화를 수반하지만, 도 11에 도시하는 바와 같이 외측 세그먼트 자석(Mi)을 챔버(10)의 측벽 외부에 배치하는 구성도 가능하다. 또한, 각 자장 형성 유닛([Mi, mi])에 있어서, 양쪽 자석(Mi, mi)을 반경방향 이외의 방향으로 나열하여 배치하는 구성도 가능하다.
상기 실시형태에 있어서의 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치(도 1)는 플라즈마 생성용의 1개의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가하는 방식이었다. 그러나, 도시를 생략하지만, 본 발명은 상부 전극(38)측에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 인가하는 방식이나, 상부 전극(38)과 서셉터(12)에 주파수가 다른 제 1 및 제 2 고주파 전력을 각각 전압을 인가하는 방식(상하 고주파 인가 타입)이나, 서셉터(12)에 주파수가 다른 제 1 및 제 2 고주파 전력을 중첩하여 인가하는 방식(하부 2주파 중첩 인가 타입) 등에도 적용 가능하고, 광의적으로는 감압 가능한 처리 용기내에 적어도 1개의 전극을 갖는 플라즈마 처리 장치에 적용 가능하다. 또한, 본 발명과 점화 플라즈마 방식을 병용하는 것도 물론 가능하다.
또한, 본 발명이 적용 가능한 플라즈마원은 평행 평판형에 한정하는 것이 아 니고, 다른 임의의 고주파 방전 방식 예컨대 헬리콘파 플라즈마 방식의 것이어도 무방하다. 또한, 본 발명은, 플라즈마 CVD, 플라즈마 산화, 플라즈마 질화, 스퍼터링 등의 다른 플라즈마 처리 장치에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서의 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정하는 것이 아니고, 평판 디스플레이용의 각종 기판이나, 포토 마스크, CD 기판, 프린트 기판 등도 가능하다.
본 발명의 플라즈마 처리 방법 또는 플라즈마 처리 장치에 따르면, 상기와 같은 구성과 작용에 의해, 간단하고 저비용으로 고주파 방전의 개시를 용이하게 하여 방전을 안정되게 유지할 수 있다. 또한, 피처리 기판상의 플라즈마를 효과적인 고밀도로 가두어서 플라즈마 처리의 반응 속도나 면내 균일성을 향상시킬 수도 있다.

Claims (23)

  1. 감압 가능한 챔버내에 처리 가스를 유입하는 동시에 고주파 전계를 형성하여 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하고, 상기 챔버내의 소정 위치에 거의 수평으로 배치된 피처리 기판에 상기 플라즈마하에서 소망의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,
    상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 외측의 주변 플라즈마 영역에, 이 영역내를 자력선이 통과하고, 또한 상기 자력선의 시점 및 종점중 적어도 한쪽이 상기 챔버의 측벽보다도 반경방향 내측에 위치하는 자장을 형성하는
    플라즈마 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 내측의 메인 플라즈마 영역에서는 실질적으로 무자장 상태로 하는
    플라즈마 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버내에 상부 전극과 하부 전극을 소망의 캡을 사이에 두고 평행하게 배치하고, 상기 하부 전극상에 상기 기판을 탑재하며, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 사이에 상기 처리 가스를 공급하는 동시에 고주파 전압을 인가하고, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극과 상기 챔버 측벽으로 둘러싸인 공간내에 상기 플라즈마 생성 공간을 설정하는
    플라즈마 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장에 있어서, 상기 자력선의 시점 및 종점이 모두 상기 주변 플라즈마 영역의 상방에 위치하고, 상기 시점으로부터 나온 상기 자력선이 상기 주변 플라즈마 영역 속 또는 그 하방에서 U턴하여 상기 종점에 도달하는
    플라즈마 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장에 있어서, 상기 자력선의 시점 및 종점이 모두 상기 주변 플라즈마 영역의 하방에 위치하고, 상기 시점으로부터 나온 상기 자력선이 상기 주변 플라즈마 영역 속 또는 그 상방에서 U턴하여 상기 종점에 도달하는
    플라즈마 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장에 있어서, 상기 자력선의 시점 및 종점이 상기 주변 플라즈마 영역의 상방 및 하방에 각각 위치하고, 상기 시점으로부터 나온 상기 자력선이 상기 주변 플라즈마 영역을 위로부터 아래로 가로질러 상기 종점에 도달하는
    플라즈마 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장에 있어서, 상기 자력선의 시점 및 종점이 상기 주변 플라즈마 영역의 하방 및 상방에 각각 위치하고, 상기 시점으로부터 나온 상기 자력선이 상기 주변 플라즈마 영역을 아래로부터 위로 가로질러 상기 종점에 도달하는
    플라즈마 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장에 있어서, 상기 자력선이 상기 챔버의 위에서 보아 챔버 반경방향으로 연장되는
    플라즈마 처리 방법.
  9. 감압 가능한 챔버와,
    상기 챔버내에서 피처리 기판을 거의 수평으로 탑재하는 하부 전극과,
    상기 하부 전극의 상방 및 주위에 설정된 플라즈마 생성 공간에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 플라즈마 생성 공간에 고주파 전계를 형성하는 고주파 전계 형성 기구와,
    상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 외측의 주변 플라즈마 영역에서는 이 영역내를 자력선이 통과하고, 또한 상기 자력선의 시점 및 종점중 적어도 한쪽이 상기 챔버의 측벽보다도 반경방향 내측에 위치하는 자장을 형성하는 자장 형성 기구를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자장 형성 기구가 상기 챔버내의 플라즈마 생성 공간중 상기 기판의 외주단보다도 반경방향 내측의 메인 플라즈마 영역에서는 실질적으로 무자장 상태로 하는
    플라즈마 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버내에 상기 하부 전극과 소망의 갭을 사이에 두고 평행하게 상부 전극이 배치되고, 상기 상부 전극과 상기 하부 전극과 상기 챔버의 측벽으로 둘러싸인 공간내에 상기 플라즈마 생성 공간이 설정되고, 상기 고주파 전계 형성 기구에 의해 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 고주파가 인가되며, 상기 처리 가스 공급부에 의해 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 상기 처리 가스가 공급되는
    플라즈마 처리 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자장 형성 기구가 상기 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 모두 하향으로 상기 주변 플라즈마 영역의 상방에 배치하여 이루어지는
    플라즈마 처리 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 자장 형성 기구가 상기 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 모두 상향으로 상기 주변 플라즈마 영역의 하방에 배치하여 이루어지는
    플라즈마 처리 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 자극과 상기 제 2 자극을 상기 챔버의 반경방향으로 소망의 간격을 두고 병렬 배치하는
    플라즈마 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자극의 사이에는 반경방향 외측에 배치되는 쪽의 자기량 이 반경방향 내측에 배치되는 쪽의 자기량보다도 큰
    플라즈마 처리 장치.
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자극이 각각 원주방향으로 소정의 간격을 두고 다수 배치되는
    플라즈마 처리 장치.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자극을 일체로 원주방향으로 회전시키는 자극 회전부를 갖는
    플라즈마 처리 장치.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 자장 형성 기구가 상기 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 각각 하향 및 상향으로 상기 주변 플라즈마 영역의 상방 및 하방에 배치하여 이루어지는
    플라즈마 처리 장치.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 자장 형성 기구가 상기 자력선의 시점 및 종점을 각각 부여하는 제 1 및 제 2 자극을 각각 상향 및 하향으로 상기 주변 플라즈마 영역의 하방 및 상방에 배치하여 이루어지는
    플라즈마 처리 장치.
  20. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자극의 적어도 한쪽이 자석으로 구성되는
    플라즈마 처리 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 주변 플라즈마 영역측에서 보아 상기 자석의 배면에 접촉 또는 근접하여 요크를 설치하는
    플라즈마 처리 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 메인 플라즈마 영역 부근의 상기 자석의 측면에 접촉 또는 근접하여 요크를 설치하는
    플라즈마 처리 장치.
  23. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자극의 한쪽이 자성체로 구성되는
    플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6734401B2 (en) * 2000-06-28 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Enhanced sample processing devices, systems and methods
JP4527432B2 (ja) * 2004-04-08 2010-08-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP4865352B2 (ja) * 2006-02-17 2012-02-01 三菱重工業株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US7837826B2 (en) * 2006-07-18 2010-11-23 Lam Research Corporation Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
TW200841931A (en) 2006-12-22 2008-11-01 3M Innovative Properties Co Thermal transfer methods and structures for microfluidic systems
CA2673056A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 3M Innovative Properties Company Enhanced sample processing devices, systems and methods
US7879250B2 (en) * 2007-09-05 2011-02-01 Applied Materials, Inc. Method of processing a workpiece in a plasma reactor with independent wafer edge process gas injection
US20100089315A1 (en) 2008-09-22 2010-04-15 Applied Materials, Inc. Shutter disk for physical vapor deposition chamber
EP2251452B1 (en) 2009-05-13 2018-07-18 SiO2 Medical Products, Inc. Pecvd apparatus for vessel coating
WO2013170052A1 (en) 2012-05-09 2013-11-14 Sio2 Medical Products, Inc. Saccharide protective coating for pharmaceutical package
US9458536B2 (en) 2009-07-02 2016-10-04 Sio2 Medical Products, Inc. PECVD coating methods for capped syringes, cartridges and other articles
JP5327147B2 (ja) * 2009-12-25 2013-10-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5174848B2 (ja) * 2010-04-16 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9878101B2 (en) 2010-11-12 2018-01-30 Sio2 Medical Products, Inc. Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods
JP5711581B2 (ja) * 2011-03-25 2015-05-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9272095B2 (en) 2011-04-01 2016-03-01 Sio2 Medical Products, Inc. Vessels, contact surfaces, and coating and inspection apparatus and methods
US9067205B2 (en) 2011-05-18 2015-06-30 3M Innovative Properties Company Systems and methods for valving on a sample processing device
USD672467S1 (en) 2011-05-18 2012-12-11 3M Innovative Properties Company Rotatable sample processing disk
AU2012255144B2 (en) 2011-05-18 2015-01-29 Diasorin Italia S.P.A. Systems and methods for volumetric metering on a sample processing device
CN105170203B (zh) 2011-05-18 2017-07-18 3M创新有限公司 检测选定体积的材料在样本处理装置中存在的系统和方法
EP2776603B1 (en) 2011-11-11 2019-03-06 SiO2 Medical Products, Inc. PASSIVATION, pH PROTECTIVE OR LUBRICITY COATING FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE, COATING PROCESS AND APPARATUS
US11116695B2 (en) 2011-11-11 2021-09-14 Sio2 Medical Products, Inc. Blood sample collection tube
JP6009171B2 (ja) * 2012-02-14 2016-10-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
CN104854257B (zh) 2012-11-01 2018-04-13 Sio2医药产品公司 涂层检查方法
EP2920567B1 (en) 2012-11-16 2020-08-19 SiO2 Medical Products, Inc. Method and apparatus for detecting rapid barrier coating integrity characteristics
EP2925903B1 (en) 2012-11-30 2022-04-13 Si02 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of pecvd deposition on medical syringes, cartridges, and the like
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
WO2014134577A1 (en) 2013-03-01 2014-09-04 Sio2 Medical Products, Inc. Plasma or cvd pre-treatment for lubricated pharmaceutical package, coating process and apparatus
KR102336796B1 (ko) 2013-03-11 2021-12-10 에스아이오2 메디컬 프로덕츠, 인크. 코팅된 패키징
US9937099B2 (en) 2013-03-11 2018-04-10 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging with low oxygen transmission rate
WO2014144926A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Sio2 Medical Products, Inc. Coating method
EP3122917B1 (en) 2014-03-28 2020-05-06 SiO2 Medical Products, Inc. Antistatic coatings for plastic vessels
US10410889B2 (en) * 2014-07-25 2019-09-10 Applied Materials, Inc. Systems and methods for electrical and magnetic uniformity and skew tuning in plasma processing reactors
CN110213875A (zh) * 2015-05-11 2019-09-06 株式会社荏原制作所 电磁铁控制装置、电磁铁、电磁铁控制方法及电磁铁系统
JP2018523538A (ja) 2015-08-18 2018-08-23 エスアイオーツー・メディカル・プロダクツ・インコーポレイテッド 低酸素透過速度を有する薬剤包装及び他の包装
US20170352574A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for treating wafer
US11251019B2 (en) * 2016-12-15 2022-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Plasma device
CN107403712B (zh) * 2017-07-26 2019-01-22 北京芯微诺达科技有限公司 一种等离子体设备
JP6863199B2 (ja) 2017-09-25 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 プラズマ処理装置
JP7096080B2 (ja) * 2018-06-18 2022-07-05 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置
CN109119322B (zh) * 2018-07-27 2020-10-02 上海硕余精密机械设备有限公司 一种磁增强型等离子体源
CN115537917A (zh) * 2022-10-10 2022-12-30 浙江合特光电有限公司 一种钙钛矿外延生长工艺及用于该工艺的沉积设备

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6269621A (ja) * 1985-09-24 1987-03-30 Anelva Corp プラズマ処理装置
US4842707A (en) * 1986-06-23 1989-06-27 Oki Electric Industry Co., Ltd. Dry process apparatus
US5032205A (en) * 1989-05-05 1991-07-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Plasma etching apparatus with surface magnetic fields
JP3020580B2 (ja) * 1990-09-28 2000-03-15 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理装置
JPH04324631A (ja) * 1991-04-24 1992-11-13 Toshiba Corp 表面処理装置
JPH06181187A (ja) * 1992-12-11 1994-06-28 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP2534219B2 (ja) * 1993-05-17 1996-09-11 徳芳 佐藤 マイクロ波放電反応装置
JP3210207B2 (ja) 1994-04-20 2001-09-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
TW299559B (ko) * 1994-04-20 1997-03-01 Tokyo Electron Co Ltd
JPH08102279A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Hitachi Ltd マイクロ波プラズマ生成装置
JPH08293448A (ja) * 1995-04-21 1996-11-05 Matsushita Electron Corp 重ね合わせ精度の測定方法
JPH08293488A (ja) * 1995-04-24 1996-11-05 Sony Corp プラズマ処理装置
JPH08311668A (ja) * 1995-05-18 1996-11-26 Hitachi Ltd 高周波プラズマ処理装置
JP3192351B2 (ja) * 1995-06-16 2001-07-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN1164122A (zh) 1996-03-01 1997-11-05 株式会社日立制作所 等离子处理机及其处理方法
JPH09266096A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びこれを用いたプラズマ処理方法
JPH10163173A (ja) * 1996-11-28 1998-06-19 Hitachi Ltd 半導体処理装置
US7008300B1 (en) * 2000-10-10 2006-03-07 Beaver Creek Concepts Inc Advanced wafer refining
JP2000268995A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ処理装置
US6523493B1 (en) * 2000-08-01 2003-02-25 Tokyo Electron Limited Ring-shaped high-density plasma source and method
JP2000323463A (ja) * 2000-01-01 2000-11-24 Hitachi Ltd プラズマ処理方法
JP2001210494A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Hitachi Kokusai Electric Inc プラズマ生成装置
US20030010454A1 (en) 2000-03-27 2003-01-16 Bailey Andrew D. Method and apparatus for varying a magnetic field to control a volume of a plasma
US7067034B2 (en) * 2000-03-27 2006-06-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for plasma forming inner magnetic bucket to control a volume of a plasma
JP2001152332A (ja) * 2000-09-11 2001-06-05 Hitachi Ltd スパッタデポジション装置
JP3833900B2 (ja) * 2001-03-28 2006-10-18 株式会社東芝 エッチング装置およびエッチング方法
JP4070974B2 (ja) 2001-10-17 2008-04-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP3729769B2 (ja) * 2001-10-11 2005-12-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4115155B2 (ja) * 2002-04-11 2008-07-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置の真空処理室内部品の帯電抑制方法
US7084621B2 (en) * 2002-09-25 2006-08-01 Lam Research Corporation Enhancement of eddy current based measurement capabilities
US7059268B2 (en) * 2002-12-20 2006-06-13 Tokyo Electron Limited Method, apparatus and magnet assembly for enhancing and localizing a capacitively coupled plasma
JP4527432B2 (ja) * 2004-04-08 2010-08-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

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