KR20110016486A - 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법 - Google Patents

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Abstract

플라즈마를 이용하여 기판(50)을 처리하는 플라즈마 처리장치는, 상기 기판을 지지하기 위한 정전 척(61)과 바이어스용 펄스전압을 인가하기 위한 바이어스용 전원(70)을 구비한다. 플라즈마 처리장치는 또한, 상기 바이어스용 전원으로서 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 인가하는 것을 구비함과 함께, 그 펄스의 정부(正負) 양극 각각에 대하여 파라미터를 최적화하는 제어부(100)를 구비한다.

Description

플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법{Plasma processing apparatus and plasma processing method}
본 발명은 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리장치의 일례로서, 플라즈마에 의하여 이온주입을 행하는 장치는 하기의 2가지 타입이 알려져 있다.
타입 1 : 레지스트 패턴 등의 기판 의존성을 경감하기 위하여 고주파 교류에 의한 바이어스 전압 인가를 행한다(특허문헌 1 참조).
타입 2 : 펄스전원에 의한 정(正)의 바이어스 전압 인가를 행한다(특허문헌 2 참조).
타입 1은, 바이어스 전압이 낮은 경우에 자주 이용되는데, 교류전압을 인가하므로, 웨이퍼에 여분의 에너지가 주입되어, 웨이퍼의 열부하가 커진다.
타입 2는, 이온주입에 관계없는 정(正) 전위분을 제어할 수 있어, 웨이퍼의 열부하를 내릴 수 있다.
그런데, 이온주입 장치에는, 진공용기 내에서 기판을 지지하고 기판의 온도 관리를 행하기 위하여 정전 척(이하, ESC로 약칭하는 경우가 있다)이 구비되는데, ESC의 종류에 따라, 바이어스를 인가하는 방법이 다르다. 즉, ESC에는, 용량성의 것으로서 전류를 흐르게 하지 않는 것{CR형(쿨롱형)}과, 미약 전류를 흐르게 하는 것{JR형(존슨·라벡형)}이 존재한다.
CR형의 ESC를 사용하는 경우는 이온의 주입 전류는 기판 저항에 영향을 받지 않아 상하의 콘덴서에 의하여, 용량 성분으로 흐른다. 한편, JR형의 ESC를 사용하는 경우에는 이온의 주입 전류는 기판 저항에 의하여 좌우된다. 그러나, 기판에 레지스트 마스크(레지스트 패턴) 등의 전류를 흐르게 하지 않는 것이 존재하면, ESC와의 접촉 부위에 따라 전류가 기판의 둘레방향으로 흘러서, 이온주입의 균일성에 영향을 미친다. 일반적으로는, CR형의 ESC를 이용하는 편이 레지스트 마스크 등의 영향을 잘 받지 않아서, 안정적으로 이온주입의 균일성을 얻을 수 있다.
펄스전원을 이용하여 이온주입을 목적으로 하는 이온주입 장치의 바이어스 인가는 파라미터로서 주파수, 듀티비, 전압의 3가지 종류가 존재한다. 그러나, 이들 파라미터는 현재 상태로서는 특별히 최적화되는 경우도 없고, 실제로 시험을 행하여 바람직한 값을 결정하고 있어, 비효율적이다.
펄스전원을 이용하여 이온주입을 행하는 경우에는, JR형의 ESC를 이용하는 경우가 많다. 그 이유는, CR형의 ESC에서는 직류 전류를 흐르게 하는 것이 어렵기 때문이다. 이 경우, 펄스전원의 주파수로서는, 10㎑ 이하가 이용된다. 주파수의 상한치는, 이온의 추종 가능한 주파수(약 1㎒ 이하)가 상한치로서 생각될 수 있는데, JR형의 ESC에 있어서도 고주파(10㎑ 이상)에서는 콘덴서의 용량 성분의 전류가 주체가 된다.
국제공개 제2006/107044호 팸플릿 일본 특허공개 2001-358129
상기 서술한 바와 같이, 바이어스 전압 전원으로서 직류전원을 이용하여, 미약 전류를 흐르게 하는 JR형의 ESC를 사용하여 기판 저항 성분으로 전류를 흐르게 하는 경우, 기판상에 레지스트 마스크와 같은 절연체가 존재하면, 전류가 그 부분에서는 흐르지 않기 때문에, 이온주입은 절연체의 패턴(예컨대 레지스트 패턴)에 의존하여 이온주입을 균일하게 하는 것이 어렵다.
한편, 바이어스 전압 전원으로서 교류전원을 이용하여, CR형의 ESC를 사용했을 경우, 기판 전체가 절연체 위에 존재하기 때문에, 저항성의 전류는 발생하지 않고, 용량성의 전류가 흐른다는 점에서, 절연체의 패턴에 대한 의존성이 작다. 그러나, 교류전원을 사용하면 정부(正負) 동등한 전압이 인가되기 때문에 기판에 여분의 열부하가 발생하고, 전압을 높게 하면 무시할 수 없을 정도의 열부하가 된다.
이상과 같은 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는, 기판에의 쓸데없는 열부하를 경감하여, 균일성 좋게 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 플라즈마 처리장치는, 기판에의 쓸데없는 열부하를 경감하여 균일성 좋게 처리를 행하기 위하여, 펄스전원에서 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 인가할 수 있도록 함과 함께, 펄스의 주파수, 펄스폭, 인가전압 중 적어도 하나의 최적화를 행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 제1 태양에 의하면, 플라즈마를 이용하여 진공용기 내에서 기판을 처리하는 플라즈마 처리장치로서, 상기 기판을 지지하기 위한 정전 척과, 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 바이어스 전압으로서 인가하기 위한 펄스전원과, 상기 펄스의 정부(正負) 양극 각각에 대하여 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치가 제공된다.
상기의 태양에 의한 플라즈마 처리장치에 있어서는, 상기 진공용기 내의 플라즈마 저항치를 계측하는 계측수단을 더욱 구비하고, 상기 제어수단은, 정(正) 바이어스 펄스의 인가시간을, 상기 정전 척에 기인하는 기지(旣知)의 콘덴서 용량과 상기 계측수단에서 계측된 플라즈마 저항치의 곱 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기의 태양에 의한 플라즈마 처리장치에 있어서는 또한, 펄스 인가 중의 전류를 계측하는 전류계측수단을 더욱 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 전류계측수단으로부터 계측된 전류치를 받아, 정(正) 바이어스 펄스 인가시에 계측된 전류의 시간 적분치와 동등한 전류의 시간 적분치가 되도록 정(正) 바이어스 펄스 인가 후에 역(逆) 바이어스 펄스를 인가함으로써, 정(正) 바이어스 펄스의 인가에 의하여 상기 기판 혹은 정전 척에 잔류하는 전하의 방전을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양에 의하면, 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 플라즈마 처리방법으로서, 상기 기판을 정전 척으로 지지하고, 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 바이어스 전압으로서 인가하며, 상기 펄스의 정부(正負) 양극 각각에 대하여 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법이 제공된다.
상기의 태양에 의한 플라즈마 처리방법에 있어서는, 제2 플라즈마 저항치를 계측하여, 정(正) 바이어스 펄스의 인가시간을, 상기 정전 척에 기인하는 기지(旣知)의 콘덴서 용량과 계측된 플라즈마 저항치의 곱 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기의 태양에 의한 플라즈마 처리방법에 있어서는 또한, 펄스 인가 중의 전류를 계측하여, 정(正) 바이어스 펄스 인가시에 계측된 전류의 시간 적분치와 동등한 전류의 시간 적분치가 되도록 정(正) 바이어스 펄스 인가 후에 역(逆) 바이어스 펄스를 인가함으로써, 정(正) 바이어스 펄스의 인가에 의하여 상기 기판 혹은 정전 척에 잔류하는 전하의 방전을 행하도록 하여도 좋다.
상기의 태양에 의한 플라즈마 처리방법에 있어서는 또한, 정(正) 바이어스 펄스의 1펄스당 전압을 다단계로 변화시켜도 좋고, 정(正) 바이어스 펄스 인가 후의 역(逆) 바이어스 펄스의 인가를 불연속으로 하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 펄스전원으로 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 인가할 수 있도록 함과 함께, 정(正)역(逆) 각각의 바이어스 펄스에 대하여 최적화를 행할 수 있도록 함으로써, 기판에의 쓸데없는 열부하를 경감하여 균일성 좋게 이온주입 등의 처리를 행할 수 있다.
[도 1] 본 발명이 적용되는 플라즈마 처리장치의 일례로서, 플라즈마를 이용한 이온주입 장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
[도 2] 도 1에 나타낸 이온주입 장치에 있어서, 처리되는 기판상에 레지스트 마스크와 같은 절연체가 존재하는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
[도 3] 도 1에 나타낸 기판홀더에 인가되는 펄스에 의한 바이어스 전압에 대하여 설명하기 위한 파형도이다.
[도 4] 도 1에 나타낸 기판홀더에 인가되는 정(正) 바이어스 및 역(逆) 바이어스 전압과 전류의 관계를 나타낸 특성도이다.
[도 5] 도 3에 나타낸 펄스에 의한 바이어스 전압의 다른 예를 나타낸 파형도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명이 적용되는 플라즈마 처리장치의 일례로서, 플라즈마를 이용한 이온주입 장치에 대하여 설명한다.
진공용기(10)에는, 그 내부를 진공으로 배기하기 위한 진공펌프(20)가 진공밸브(21)를 통하여 접속되어 있다. 진공용기(10)에는 또한, 그 내부에 캐리어 가스를 도입하기 위한 캐리어 가스원(源)(30), 처리가스를 도입하기 위한 처리가스원(32)이 각각 가스밸브(31, 33)를 통하여 접속되어 있다. 진공용기(10)는 전기적으로 어스에 접속되어 있다. 진공용기(10) 밖에는 플라즈마 생성을 위한 플라즈마 발생용 코일(41)이 설치되고, 진공용기(10) 안에는 처리될 기판(50), 및 기판(50)을 지지하기 위한 기판홀더(60)가 내장되어 있다.
기판홀더(60)에는, 바이어스 전위를 발생시키기 위한 바이어스용 전원(70)이 접속되어 있다. 플라즈마 발생용 코일(41)에는 플라즈마 발생전원(40)이 접속되어 있다. 기판홀더(60)에는 정전 척(ESC)(61)이 설치되어 있다. 정전 척(61)은 많은 경우, 척 기능에 더하여 기판온도 관리기능을 가진다. 정전 척(61)은 정전 척용 전원(62)에 접속되어 있다. 여기서, 기판홀더(60)는 절연판(63)을 통하여 진공용기(10) 내에 설치되며, 진공용기(10)와는 전기적으로 절연되어 있다.
그런데, 플라즈마 처리 중에는, 기판(50)에 대하여 이온주입을 목적으로 하는 처리가 존재하며, 예컨대, 에칭이나 도핑 등을 들 수 있다. 이 이온주입을 행하는 것은, 기판홀더(60)에 가해지는 전압에 의한 이온의 가속이며, 단순히는 기판홀더(60)에 바이어스 전압을 인가한다.
통상, 이 바이어스 전압 전원에는 교류와 직류가 있다. 상기 서술한 바와 같이, 바이어스 전압 전원으로서 직류전원을 이용하여, 미약 전류를 흐르게 하는 JR형의 정전 척을 사용하여 기판 저항 성분으로 전류를 흐르게 하는 경우, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(50) 상에 절연체(예컨대, 레지스트 마스크(55)나 유전체막)가 존재하면, 전류가 그 부분에서는 흐르지 않기 때문에, 이온주입은 절연체의 패턴(예컨대 레지스트 패턴)에 의존하여 이온주입을 균일하게 하는 것이 어렵다.
한편, 바이어스 전압 전원으로서 교류전원을 이용하여, CR형의 정전 척을 사용하였을 경우, 기판 전체가 절연체 위에 존재하기 때문에, 저항성의 전류는 흐르지 않고, 용량성의 전류가 흐른다는 점에서, 절연체의 패턴에 대한 의존성은 작다. 그러나, 교류전원을 사용하면 정부(正負) 동등한 전압이 인가되기 때문에 기판에 여분의 열부하가 발생하고, 전압을 높게 하면 무시할 수 없을 정도의 열부하가 된다.
그래서, 본 발명에서는, 바이어스용 전원(70)으로서 정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 인가할 수 있고, 게다가 정부(正負) 양극 각각의 펄스를 자유로이 조절할 수 있는 펄스전원을 이용하고, 이를 제어하는 제어부(100)를 구비한다.
이러한 펄스전원의 파라미터에는, 펄스의 주파수, 펄스폭, 인가전압이 존재하고, 인가전압은 필요한 이온주입 에너지에 의하여 결정된다. 본 발명은 이들 파라미터 중, 특히 펄스폭을, 바이어스용 전원(70)에 접속한 제어부(100)에 의하여 자동적으로 설정할 수 있도록 하고 있으며, 이하에 이에 대하여 설명한다.
펄스전원의 주파수는, 이온이 추종 가능한 속도 이하가 아니면 안되기 때문에 대략 1㎒ 이하가 된다. 바이어스 전압으로서 고주파 펄스전압을 인가함으로써, 절연체(기판(50), 정전 척(61))에는 콘덴서 효과에 의하여 용량성 전류가 흐르고, 전하가 포화되기까지의 동안에 바이어스 전압은 기판(50)에 균일성 좋게 인가된다. 여기서, 정전 척(61)을 유전체로 보았을 경우의 정전용량(C)은, 이하의 식으로 나타난다.
C=(ε0×S)/d
상기 식에 있어서, ε0은 유전체의 유전율, S는 정전 척(61)의 면적, d는 정전 척(61)의 두께이고, 전압 V를 인가하였을 경우의 전하(Q)는, Q=C×V로 나타난다. 여기서, 전류가 흐르는 시간(시상수)(τ)은, 여기에서는 외부회로나 플라즈마에 기인하는 플라즈마 저항치(R)에 의하여 결정되며, τ=R×C로 나타난다.
일반적으로, 플라즈마는 콘덴서 성분이나 코일 성분을 가지는 비선형 성질의 것이지만, 여기에서는 단순한 저항으로 가정하여 취급한다. 이 플라즈마 저항치(R)는 플라즈마 밀도의 함수(R(Ne))가 된다고 생각된다.
펄스에 의한 바이어스 전압의 인가시간은, 펄스폭 tp가 되고, tp≤τ(=R×C)의 조건을 만족하는 동안, 바이어스 전압은 균등하게 걸리는 것이 된다. 역으로 말하면, 시상수(τ) 이상으로 바이어스 전압을 인가하더라도 열부하의 증가를 초래할 뿐이고 이온주입 전압으로서는 의미가 없는 것이 된다.
이로써 플라즈마 밀도에 대응한 최적의 펄스폭을 설정하는 것이 가능하여진다. 예컨대, 플라즈마 저항치를 그때마다 계측하는 저항계측기구를 탑재하는 것이 가능하고, 이 저항계측기구에서 계측된 저항치를 제어부(100)에 입력함으로써, 제어부(100)에서 최적 펄스폭을 계산하여 자동적으로 설정하는 것이 가능하게 된다. 저항계측기구로서는, 예컨대 플라즈마 밀도를 계측하여 플라즈마 저항치를 추측하는 프로브 계측기(110)를 이용할 수 있다.
구체적 예로서, 절연체(레지스트 마스크(55)나 유전체막 등)의 패턴 등의 의존성을 경감하기 위하여, 기판을 절연물 상에 탑재하는 구성으로 한다. 이 경우, 절연물은 CR형의 정전 척으로 하지만, 전원 주파수가 10㎑ 이상이면 정전 척이 절연체가 되므로 JR형도 사용할 수 있다. 많은 경우, 정전 척의 정전용량(C)은 수십 nF에서 수 nF 정도의 것이다. 이는, 정전용량(C)이 너무 크면 정(正) 바이어스를 0으로 하였을 경우의 잔류 용량이 커서, 정전 척의 디척(dechuck; 척의 해제) 성능이 악화되기 때문이다. 플라즈마원(源)을 전자밀도(Ne)가 1011~1013/㎤인 플라즈마를 발생시키는 것{예컨대 ICP(Inductively Coupled Plasma), SWP(Surface Wave Plasma), HWP(Helicon Wave Plasma), ECR(Electron Cyclotron Resonance), CCP(Capacitively Coupled Plasma), 평행 평판 등}으로 하였을 경우, 상기 서술한 바와 같이 플라즈마를 단순저항으로 간주했을 경우, 플라즈마 저항치는 10㏀~1㏁ 정도가 된다. 이 플라즈마에 펄스에 의한 바이어스 전압을 인가한다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이 시상수 τ=R×C이다. 즉, 펄스폭이 시상수(τ)를 넘으면 쓸데없이 바이어스 전압을 걸고 있는 것 밖에 되지 않는다(듀티비를 50%로 생각하였을 경우의 주파수 50㎑~50㎐가 된다).
이상과 같이, 정(正) 바이어스 펄스의 인가시간, 즉 펄스폭 tp는, tp≤τ(=R×C)의 조건을 만족시키게 된다.
다음으로, 역(逆) 바이어스에 대하여 설명한다. 단순히 펄스에 의한 편극만의 주입을 행하기만 하면, 전하가 기판(50), 정전 척(61)에 잔류하는 경우가 생각된다. 이 잔류한 전하는, 펄스 전위를 0으로 한 후, 기판(50) 내를 지나 플라즈마 내의 전자와 함께 소멸하지만, 이번에는, 절연물 재료 및 기판 재료의 저항(Rins)에 의하여 정하여지는 시간(Rins×C)만큼, 전하는 완전히 빠지지 못한다. 통상, 이 저항(Rins)은 매우 커서, 이 시간(Rins×C) 경과보다 앞서서 다시 바이어스 전압을 인가하였을 경우, 기판(50), 정전 척(61) 내에 남은 전하 분량만큼 바이어스 전압을 인가할 수 있는 시간(전하량)은 감소한다. 이 상태를 몇 번이나 반복하면 잔류 전하량이 계속 증가하여 가서, 결국 바이어스 전압은 유효하게 작용하지 않게 된다.
이러한 상태를 경감하기 위하여, 역(逆) 바이어스 전압을 인가하는 방법이 있다. 이 경우의 펄스 이미지를 도 3에 나타낸다. 도 3에서는 바이어스 전압을 인가전압(V-), 역(逆) 바이어스 전압을 방전전압(V+)으로 나타내고 있고, 바이어스 전압(V-) 인가시에 정전 척에 잔류하는 전하량을 Q-라 한다. 이 전하량(Q-)을 0으로 하도록 역(逆) 바이어스 전압(V+)을 인가하는 것으로 하고, 역(逆) 바이어스 전압(V+) 인가시의 전하량을 Q+로 나타낸다. 이때의 바이어스 전압(V-)과 전류(i-) 및 역(逆) 바이어스 전압(V+)과 전류(i+)는 플라즈마의 특성에서 정하여지고, 일반적인 이미지로서는, 도 4에 나타내는 바와 같이 된다.
바이어스용 전원(70)의 라인에 전류계측기구(120)를 설치하여 역(逆) 바이어스 인가시에 흐르는 전류(i+)를 계측하고, 제어부(100)에 의하여, 계측한 전류를 시간으로 적산한 값(전류의 시간 적분치)이 전하량(Q-)과 동등하거나 그 이상이 되도록 역(逆) 바이어스를 인가시키면 효율 좋게 바이어스 전압(V-)을 인가할 수 있다. 그리고, 다음의 수학식 1의 조건식에서 역(逆) 바이어스 전압(V+)의 인가시간(t2)을 결정할 수 있다.
Figure pct00001
실제로는 전류(i+)를 조정할 수는 없기 때문에, 제어부(100)에 있어서 도 4의 특성으로부터 전류(i+)에 대응하는 역(逆) 바이어스 전압(V+)를 추측하여, 추측한 값의 역(逆) 바이어스 전압을 인가시킨다.
다만, 상기의 조건식에 있어서의 전하량(Q-) 대신에, 정(正) 바이어스 펄스 인가시의 전류(i-)를 상기 전류계측기구(120)에서 계측하고, 제어부(100)에 있어서, 계측한 전류(i-)의 시간 적분치를 실측치로서 이용함으로써 제어가 용이해진다. 즉, 역(逆) 바이어스 펄스전압(V+)의 인가시간(t2)을 이하의 수학식 2의 식에 의하여 결정할 수 있다.
Figure pct00002
상기 수학식 2의 식에 있어서, t1은 정 바이어스 펄스 인가시간이고, 상기 서술한 바와 같이 시상수 τ(=R×C) 이하이며, τ를 넘는 경우는 τ로 한다.
이상과 같이, 정 바이어스 펄스 인가시에 계측된 전류(i-)의 시간 적분치와 동등한 전류(i+)의 시간 적분치가 되도록, 역(逆) 바이어스 전압(V+)을 결정한 후에 시간(t2)만큼 역(逆) 바이어스 펄스를 인가하게 된다. 다만, 전하량 Q+가 Q-를 넘으면 그만큼 다음에 인가할 바이어스 전압은 내려가게 된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 펄스전원에 따라서는, 정(正)의 바이어스 펄스 인가시간(t1)과 이 후의 부(負)의 역(逆) 바이어스 펄스 인가시간(t2) 사이가 연속이 아닌 경우가 존재하지만, 기본적으로는 마찬가지의 사고방식으로도 좋다.
도 3, 도 5의 바이어스 펄스를 인가하는 경우, 제어부(100)에서 설정 가능한 파라미터는, 바이어스 전압(인가전압)(V-), 역(逆) 바이어스 전압(방전전압)(V+), 정(正)의 바이어스 펄스 인가시간(인가시 펄스폭)(t1), 역(逆) 바이어스 펄스 인가시간(방전시 펄스폭)(t2)이다.
또한, 펄스전압을 다단계로 변화시켰을 경우에 있어서도 실제로 유입한 전류(i-)와 시간(정부(正負) 각각의 전압의 인가시간)의 적분치를 이용하는 것이 바람직하다.
이상 설명하여 온 본 발명의 실시형태에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.
1. CR형의 정전 척을 이용함으로써, 기판상의 절연체의 패턴 의존성이 적은 이온주입이 가능한 플라즈마 처리장치 및 처리방법을 제공할 수 있다. 물론, 펄스전원 주파수가 높은 경우에는 JR형의 정전 척도 적용 가능하다.
2. 쓸데없는 열부하 발생이 적은 플라즈마 처리장치 및 처리방법을 제공할 수 있다.
3. 정부(正負) 양 극성의 펄스전압을 발생하는 바이어스용 전원에 있어서의 주파수, 듀티비, 인가전압의 파라미터를 자동 설정할 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있다.
4. 확실한 바이어스 전압의 인가가 가능한 플라즈마 처리장치를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을, 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구성이나 상세는, 청구항에 기재된 본 발명의 정신이나 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 정전 척으로서, 척 기능에 더하여 기판온도 관리기능을 가지는 것을 이용하였지만, 기판온도 관리기능을 가지지 않는 정전 척이 이용되어도 좋다.
10 진공용기
20 진공펌프
21 진공밸브
30 캐리어 가스원
31, 33 가스밸브
32 처리가스원
40 플라즈마 발생용 코일
41 플라즈마 발생전원
50 기판
55 레지스트 마스크
60 기판홀더
61 정전 척
63 절연판
70 바이어스용 전원
100 제어부
110 프로브 계측기
120 전류계측기구

Claims (10)

  1. 플라즈마를 이용하여 진공용기 내에서 기판을 처리하는 플라즈마 처리장치로서,
    상기 기판을 지지하기 위한 정전 척과,
    정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 바이어스 전압으로서 인가하기 위한 펄스전원과,
    상기 펄스의 정부(正負) 양극 각각에 대하여 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공용기 내의 플라즈마 저항치를 계측하는 계측수단을 더욱 구비하고,
    상기 제어수단은, 정(正) 바이어스 펄스의 인가시간을, 상기 정전 척에 기인하는 기지(旣知)의 콘덴서 용량과 상기 계측수단에서 계측된 플라즈마 저항치의 곱 이하로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    펄스 인가 중의 전류를 계측하는 전류계측수단을 더욱 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 전류계측수단으로부터 계측된 전류치를 받아, 정(正) 바이어스 펄스 인가시에 계측된 전류의 시간 적분치와 동등한 전류의 시간 적분치가 되도록 정(正) 바이어스 펄스 인가 후에 역(逆) 바이어스 펄스를 인가함으로써, 정(正) 바이어스 펄스의 인가에 의하여 상기 기판 혹은 정전 척에 잔류하는 전하의 방전을 행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 펄스전원의 주파수가 10㎑를 넘는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 플라즈마 처리방법으로서,
    상기 기판을 정전 척으로 지지하고,
    정부(正負) 양 극성을 가지는 펄스를 바이어스 전압으로서 인가하고,
    상기 펄스의 정부(正負) 양극 각각에 대하여 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    플라즈마 저항치를 계측하여, 정(正) 바이어스 펄스의 인가시간을, 상기 정전 척에 기인하는 기지(旣知)의 콘덴서 용량과 계측된 플라즈마 저항치의 곱 이하로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    펄스 인가 중의 전류를 계측하여, 정(正) 바이어스 펄스 인가시에 계측된 전류의 시간 적분치와 동등한 전류의 시간 적분치가 되도록 정(正) 바이어스 펄스 인가 후에 역(逆) 바이어스 펄스를 인가함으로써, 정(正) 바이어스 펄스의 인가에 의하여 상기 기판 혹은 정전 척에 잔류하는 전하의 방전을 행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 펄스의 주파수를 10㎑를 넘는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    정(正) 바이어스 펄스의 1펄스당 전압을 다단계로 변화시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
  10. 청구항 5에 있어서,
    정(正) 바이어스 펄스 인가 후의 역(逆) 바이어스 펄스의 인가를 불연속으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리방법.
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