KR20120059380A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치의 배플 구조 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치의 배플 구조 Download PDF

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Abstract

종래의 플라즈마를 생성하는 기판 처리 장치로는, 밀도가 높은 플라즈마를 생성하는 것이 어렵고, 그 결과, 기판 처리의 스루풋이 낮은 과제가 있었다. 상기 과제를 해결하기 위해서, 코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부; 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제1 판; 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판; 상기 반응 용기의 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부;를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치의 배플 구조{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND BAFFLE STRUCTURE OF THE SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치에 이용되는 배플(baffle) 구조에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조할 때, 플라즈마를 이용하여 여러 가지의 처리가 이루어지고 있다. 플라즈마를 생성하는 방법의 하나로, 소위 유도 결합 방식[ICP(Inductive Coupling Plasma) 방식]이 있다. ICP방식은, 코일에 고주파 전력을 공급함으로써 플라즈마 생성 공간에 전장(電場)을 형성하여, 플라즈마 생성 공간에 공급된 가스를 플라즈마 상태로 하는 것이다. ICP방식의 기판 처리 장치로서, 예컨대 특허문헌 1과 같은 장치가 있다.
1. 일본 특허 공개 2003-77893호 공보
그러나, 종래의 기판 처리 장치에서는 밀도가 높은 플라즈마를 생성하는 것이 어렵고, 그 결과, 기판 처리의 스루풋이 낮은 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 플라즈마를 사용한 기판 처리에 있어서, 스루풋이 높은 기판 처리를 할 수 있는 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치에서 이용하는 배플 구조를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 코일이 외주(外周)에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부(端部)에 설치된 개부(蓋部); 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단(上端)의 사이에 설치한 제1 판; 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판; 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부; 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제1 판; 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판; 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부;를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법으로서, 상기 가스 도입구로부터 도입된 가스를 상기 제1 판과 제2 판을 개재하여 상기 코일 근방에 유도하는 공정; 상기 코일에 의해 상기 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판 처리실에 재치(載置)된 기판을 처리하는 공정; 및 상기 가스 배기부에 의해 가스를 배기하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부; 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부;를 포함하는 기판 처리 장치에 이용하는 배플(baffle) 구조로서, 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 제1 판과 제2 판을 적층하여 배치하는 배플 구조를 제공한다.
본 발명에 의하면, 스루풋이 높은 기판 처리를 하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱(Ashing) 장치를 설명하기 위한 개락 횡단면도(橫斷面圖)이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도(縱斷面圖)이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치가 포함하는 플라즈마 처리 유닛을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치가 포함하는 플라즈마 처리 유닛의 배플판을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치가 포함하는 플라즈마 처리 유닛의 배플판의 부착 구조를 설명하기 위한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치가 포함하는 플라즈마 처리 유닛의 가스 유속을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 7은 정상 방전 한계 전력을 설명하는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치가 포함하는 플라즈마 처리 유닛에 있어서의 처리 플로우이다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은, 예컨대 반도체 제조 장치에서 이용되는 기판 처리 방법에 관한 것이다. 특히 반응성 가스를, ICP방식에 의해 플라즈마 상태로 만들고, 그것에 의해 얻어진 높은 반응성을 가지는 반응종(반응성 활성종)에 의해 기판 표면의 소정의 유기 박막(레지스트, 레지스트 막)을 박리하는 드라이 애싱 공정에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 반도체 제조 장치, 기판 처리 장치로서 이용되는 애싱 장치에 의해, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법이 실현된다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치를 설명하기 위한 개략 횡단면도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 애싱 장치를 설명하기 위한 개략 종단면도이다. 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 애싱 장치(10)는 EFEM(100, Equipment Front End Module)과, 로드 록 챔버부(200)와, 트랜스퍼 모듈부(300)와, 애싱 처리가 수행되는 처리실로서 이용되는 프로세스 챔버부(400)를 구비하고 있다.
EFEM(100)은, FOUP(110, 120, Front Opening Unified Pod) 및 각각의 FOUP으로부터 로드 록 챔버에 웨이퍼를 반송하는 제1 반송부인 대기(大氣) 로봇(130)을 구비한다. FOUP에는 25매의 웨이퍼가 탑재되고, 대기 로봇(130)의 암(arm)부가 FOUP으로부터 5매씩 웨이퍼를 뽑아낸다.
로드 록 챔버부(200)는, 로드 록 챔버(250, 260)와, FOUP으로부터 반송된 웨이퍼(도 3의 600)를 로드 록 챔버(250, 260) 내로부터 각각 보지(保持)하는 버퍼 유닛(210, 220)을 구비하고 있다. 버퍼 유닛(210, 220)은, 보트(211, 221)와 그 하부의 인덱스 어셈블리(212, 222)를 구비하고 있다. 보트(211)와, 그 하부의 인덱스 어셈블리(212)는, θ축(214)에 의해 동시에 회전한다. 마찬가지로, 보트(221)와, 그 하부의 인덱스 어셈블리(222)는, θ축(224)에 의해 동시에 회전한다.
트랜스퍼 모듈부(300)는, 반송실로서 이용되는 트랜스퍼 모듈(310)을 구비하고 있고, 전술(前述)한 로드 록 챔버(250, 260)는 게이트 밸브(311, 312)를 개재하여, 트랜스퍼 모듈(310)에 설치되어 있다. 트랜스퍼 모듈(310)에는, 제2 반송부로서 이용되는 진공 암 로봇 유닛(320)이 설치되어 있다.
프로세스 챔버(400)는, 처리실로서 이용되는 플라즈마 처리 유닛(410, 420)과, 그 상부에 설치된 플라즈마 발생실(430, 440)을 구비하고 있다. 플라즈마 처리 유닛(410, 420)은, 게이트 밸브(313, 314)를 개재하여 트랜스퍼 모듈(310)에 설치되어 있다.
플라즈마 처리 유닛(410, 420)은, 웨이퍼(600)를 재치하는 서셉터 테이블(411, 421)을 구비하고 있다. 서셉터 테이블(411, 421)을 각각 관통하여 리프터(lifter) 핀(413, 423)이 설치되어 있다. 리프터 핀(413, 423)은, Z축(412, 422)의 방향으로 각각 상하 이동한다.
플라즈마 발생실(430, 440)은, 반응 용기(도 3의 431, 441)을 각각 구비하고 있다. 반응 용기(431, 441)의 외부에는, 후술하는 공진 코일이 설치되어 있다. 공진 코일에 고주파 전력을 인가하여, 후술하는 가스 도입구로부터 도입된 애싱 처리용 반응 가스를 플라즈마 상태로 한다. 그 플라즈마를 이용하여 서셉터 테이블(411, 421) 상에 재치된 웨이퍼(600) 상의 레지스트를 애싱(플라즈마 처리)한다.
또한, 각 구성에 전기적으로 접속되는 컨트롤러(500)를 포함한다. 컨트롤러(500)는 각 구성의 동작을 제어한다.
이상과 같이 구성된 애싱 장치(10)에 있어서는, FOUP(110, 120)으로부터 로드 록 챔버(250, 260)에 각각 웨이퍼(600)가 반송된다. 이 때, 우선, 도 2에 도시되는 바와 같이, 대기 로봇(130)이, FOUP의 포드에 트위저를 격납(格納)하고, 5매의 웨이퍼를 트위저 상에 재치한다. 이 때, 취출(取出)하는 웨이퍼의 높이 방향의 위치에 맞춰서, 대기 로봇의 트위저 및 암을 상하 이동시킨다. 웨이퍼를 트위저에 재치한 후, 대기 반송 로봇(130)이 θ축(131) 방향으로 회전하고, 버퍼 유닛(210, 220)의 보트(211, 221)에 각각 웨이퍼를 탑재한다. 이 때, 보트(211, 221)의 Z축(230) 방향의 동작에 의해, 보트(211, 221)는, 대기 반송 로봇(130)로부터 25매의 웨이퍼(600)를 각각 수취(受取)한다. 25매의 웨이퍼를 수취한 후, 보트(211, 221)의 최하층에 있는 웨이퍼가 트랜스퍼 모듈부(300)의 높이 위치에 맞도록, 보트(211, 221)를 Z축(230) 방향으로 각각 동작시킨다.
로드 록 챔버(250, 260)에 있어서는, 로드 록 챔버(250, 260) 내에 버퍼 유닛(210, 220)에 의해, 각각 보지되고 있는 웨이퍼(600)를, 진공 암 로봇 유닛(320)의 핑거(321)에 탑재한다. θ축(325) 방향에서 진공 암 로봇 유닛(320)을 회전하고 Y축(326) 방향으로 핑거를 연장하여, 플라즈마 처리 유닛(410, 420) 내의 서셉터 테이블(411, 421) 상에 각각 이재(移載)한다.
여기서, 웨이퍼(600)를, 핑거(321)로부터 서셉터 테이블(411, 421)에 이재할 때의 애싱 장치(10)의 동작을 설명한다.
진공 암 로봇 유닛(320)의 핑거(321)와 리프터 핀(413, 423)과의 협동에 의해, 웨이퍼(600)를 서셉터 테이블(411, 421) 상에 각각 이재한다. 또한, 반대의 동작에 의해, 처리가 종료한 웨이퍼(600)을 서셉터 테이블(411, 421)로부터, 진공암 로봇 유닛(320)에 의해, 로드 록 챔버(250, 260) 내의 버퍼 유닛(210, 220)에 웨이퍼(600)를 각각 이재한다.
도 3은 플라즈마 처리 유닛(410)의 상세를 나타낸 도면이다. 또한, 전술한 플라즈마 처리 유닛(420)은 플라즈마 처리 유닛(410)과 동일한 구성이다. 또한, 플라즈마 처리 유닛(420)이 포함하는 전술한 서셉터 테이블(421)은 서셉터 테이블(411)과 동일한 구성이다.
플라즈마 처리 유닛(410)은, 반도체 기판이나 반도체 소자에 건식 처리로 애싱을 실시하는 ICP방식의 플라즈마 처리 유닛이다. 플라즈마 처리 유닛(410)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 발생실(430), 반도체 기판 등의 웨이퍼(600)를 수용하는 처리실(445), 플라즈마 발생실[430, 특히 공진 코일(432)]에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(444) 및 고주파 전원(444)의 발진 주파수를 제어하는 주파수 정합기(446)를 구비하고 있다. 예컨대, 가대(架臺)로서의 수평한 베이스 플레이트(448)의 상부에 상기의 플라즈마 발생실(430)을 배치하고, 베이스 플레이트(448)의 하부에 처리실(445)을 배치하여 구성된다. 또한, 공진 코일(432)과 외측 쉴드(452)로 나선 공진기가 구성된다.
플라즈마 발생실(430)은, 감압 가능하게 구성되고 또한 플라즈마용 반응 가스가 공급되는 반응 용기(431)와, 반응 용기의 외주에 권취된 공진 코일(432) 및 공진 코일(432)의 외주에 배치되고 전기적으로 접지된 외측 쉴드(452)로 구성된다.
반응 용기(431)는, 고순도의 석영 유리나 세라믹스로 통 형상으로 형성된 소위 챔버이다. 반응 용기(431)는, 축선이 수직이 되도록 배치되고, 탑 플레이트(454)와, 탑 플레이트(454)와는 다른 방향에 설치된 처리실(445)에 의해 상하단이 기밀하게 봉지(封止)된다. 탑 플레이트(454)는 반응 용기(431)의 플랜지(43lb) 및 외측 쉴드(452)의 상단에 지지되어 있다.
탑 플레이트(454)는 반응 용기(431)의 일단(一端)을 가로막는 개부(454a) 및 개부(454a)를 지지하는 지지부(454b)를 포함한다. 개부(454a)는, 선단(先端)부(431a)에 접촉하는 부분으로부터 경방향(經方向) 내측의 면이며, 지지부(454b)는 플랜지(431b) 및 외측 쉴드(452)에 지지되어 있는 부분이다. 개부(454a)의 대략 중앙에는, 가스 도입구(433)가 설치되어 있다. 선단부(431a)의 외주, 플랜지(43lb)와 지지부(454b)의 사이에는 O링(453)이 설치되어, 플라즈마 발생실(430)을 기밀하게 하도록 구성하고 있다.
반응 용기(431)의 하방(下方)의 처리실(445)의 저면(底面)에는, 복수(예컨대, 4개)의 지주(461, 支柱)에 의해 지지되는 서셉터(459)가 설치되어 있다. 서셉터(459)에는, 서셉터 테이블(411) 및 서셉터 상의 웨이퍼를 가열하는 기판 가열부로서의 히터(463)가 구비된다. 서셉터(459)의 하방에는, 배기판(465)이 배설(配設)된다. 배기판(465)은 가이드 샤프트(467)를 개재하여 저판(469)에 지지되고, 저판(469)은 처리실(445)의 하면(下面)에 기밀하게 설치된다. 승강판(471)이 가이드 샤프트(467)를 가이드로서 승강 자재(自在)로 움직이도록 설치된다. 승강판(471)은, 적어도 3개의 리프터 핀(413)을 지지하고 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 리프터 핀(413)은 서셉터(459)의 서셉터 테이블(411)을 관통한다. 그리고, 리프터 핀(413)의 정상에는, 웨이퍼(600)를 지지하는 지지부(414)가 설치되어 있다. 지지부(414)는, 서셉터(459)의 중심 방향으로 연 출(延出)되어 있다. 리프터 핀(413)의 승강에 의해, 웨이퍼(600)를 서셉터 테이블(411)에 재치하고, 또는 서셉터 테이블(411)로부터 들어 올릴 수 있다. 저판(469)을 경유하여, 승강 구동부(도시 생략)의 승강 샤프트(473)가 승강판(471)에 연결되어 있다. 승강 구동부가 승강 샤프트(473)를 승강시키는 것으로, 승강판(471)과 리프터 핀(413)을 개재하여, 지지부(414)가 승강한다. 또한, 도 3에 있어서는, 지지부(414)가 설치된 상태의 리프터 핀(413)이 도시되어 있다.
서셉터(459)와 배기판(465)의 사이에, 배플 링(458)이 설치된다. 배플 링(458), 서셉터(459) 및 배기판(465)으로 제1 배기실(474)이 형성된다. 원통 형상의 배플 링(458)은 통기공(通氣孔)이 다수 균일하게 설치되어 있다. 따라서, 제1 배기실(474)은 처리실(445)의 처리 공간과 구분된다. 또한 통기공에 의해, 처리 공간과 연통시키고 있다. 또한, 처리 공간이란 기판을 처리하는 공간을 말한다.
배기판(465)에 배기 연통공(連通孔)(475)이 설치된다. 배기 연통공(475)에 의해, 제1 배기실(474)과 제2 배기실(476)이 연통된다. 제2 배기실(476)에는 배기관(480)이 연통되어 있고, 배기관(480)에는, 상류에서 압력 조정 밸브(479), 배기 펌프(481)가 설치되어 있다. 가스 배기부는, 배기관(480), 압력 조정 밸브(479), 배기 펌프(481)로 구성된다. 가스 배기부는, 제2 배기실(476)을 개재하여 처리실(445)에 접속되어 있다.
반응 용기(431)의 상부의 탑 플레이트(454)에는, 가스 공급 유닛(482)로부터 신장(伸長)되어 동시에 필요한 플라즈마용 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(455)이 가스 도입구(433)에 부설(付設)되어 있다. 가스 도입구(433)는 원추 형상이며 처리실에 가까워질수록 지름이 커진다. 가스 공급 유닛(482, 가스 공급부)은, 상류측으로부터 순서대로, 가스원(483), 유량 제어부인 매스 플로우 컨트롤러(477), 개폐 밸브(478)를 포함하고 있다. 가스 공급 유닛(482)은 매스 플로우 컨트롤러(477) 및 개폐 밸브(478)를 제어하는 것에 의해 가스의 공급량을 제어한다.
또한, 매스 플로우 컨트롤러(477) 및 압력 조정 밸브(479)에 의해 공급량, 배기량을 조정하는 것에 의해 처리실(445)의 압력이 조정된다.
도 4a에는, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 배플판(460) 주변이 도시되어 있다. 도 4b에는, 비교예에 따른 배플판(460) 주변이 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 배플판(460)은, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 예컨대 석영으로 이루어지는 제1 배플판(460a)과, 제2 배플판(460b)으로 구성된다. 제1 배플판(460a)은, 반응 용기(431) 내이며, 공진 코일(432)의 상단과 가스 도입구(433)의 사이에 설치되어 있다. 또한, 제2 배플판(460b)은, 제1 배플판(460a)과 공진 코일(432)의 상단의 사이에 설치되어 있다. 즉, 제1 배플판(460a)과 제2 배플판(460b)은, 공진 코일(432)의 상단과 가스 도입구(433)의 사이에 공간을 개재하여 중첩되도록 설치되어 있다. 또한, 제1 배플판(460a)과 제2 배플판(460b)은 서셉터 테이블(411)과 가스 도입구(433)의 사이에 설치되어 있다.
또한, 제1 배플판(460a)과 제2 배플판(460b)은 거의 동일 형상이며, 구멍이 없는 판 형상이다. 또한, 반응 용기(431)의 내주에 따른 형상으로 되어 있다. 즉, 반응 용기(431)의 내주가 원 형상이면 각각의 배플판의 단부도 원 형상으로 되어 있다. 다시 말하면, 반응 용기(431)의 내주를 따라, 배플판을 원반 형상으로 되어 있다.
이러한 구성으로 하는 것으로, 탑 플레이트(454)와 제1 배플판(460a)의 사이를 흐르는 가스 유로와 반응 용기(431)의 내주를 따라 반응 용기(431)와 배플판의 단부의 사이를 흐르는 가스 유로가 형성된다. 가스 도입구(433)로부터 공급된 가스는, 각 가스 유로를 경유하여 공급되기 때문에, 반응 용기(431)의 중앙에 공급된 가스가 집중되지 않는다. 즉, 가스가 제1 배플판(460a)과 제2 배플판(460b)을 개재하여 공급되므로, 도 4a의 파선 화살표로 도시한 바와 같이, 가스의 흐름이 생기고, 공진 코일(432)의 상단 부근(도 4a A-A라인)에서 가스가 대략 수직으로 떨어지게 된다. 따라서, 가스의 로스가 없다.
한편, 비교예에 따른 배플판(460)은, 도 4b에 도시된 바와 같이, 1매의 배플판(460)으로 구성된다. 비교예에 따른 배플판(460)에 있어서는, 도 4b의 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 가스 도입구(433)로부터 배플판(460) 외주를 향해서 비스듬히 가스 유로가 형성되고, 공진 코일(432) 상단 부근(도 4b A-A라인)에서 가스가 확산되어 버린다. 즉, 전해(電解) 강도가 약한 영역에 가스가 확산되어 버리므로, 약한 플라즈마 생성으로 이어지게 된다.
여기서, ICP방식 플라즈마 생성 장치의 경우, 공진 코일(432)에 가까울수록 플라즈마를 생성하기 위한 전계가 강한 것이 알려져 있다. 따라서, 전계가 강한 장소, 즉 공진 코일(432)에 가까운 장소에 가스를 집중시키는 것으로, 플라즈마의 생성 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 이러한 장소에 있어서는 높은 에너지이면서 수명이 긴 플라즈마가 생성된다. 즉, 적어도 2매의 배플판(460a, 460b)을 설치하는 것으로 화살표와 같이, 가스를 공진 코일에 가까운 반응 용기(431)의 내벽을 따라 흐르도록 하고, 전계가 강한 장소, 즉 공진 코일(432)에 가까운 장소에 가스를 집중시키는 것으로 플라즈마의 생성 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 이러한 장소에 있어서는 높은 에너지이면서 수명이 긴 플라즈마가 생성된다.
다음으로, 배플판(460a, 460b)의 부착 구조에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 배플판(460a, 460b) 및 탑 플레이트(454)를 확대한 도면이며, 배플판(460a, 460b)의 부착 구조를 설명하는 도면이다. 우선, 도 5a를 이용하여 고정 기구에 대해서 설명한다. 탑 플레이트(454)에 끼워진 볼트(491)를, 중앙에 구멍이 뚫린 제1 칼러(492), 제1 배플판(460a)에 설치한 고정용 구멍, 중앙에 구멍이 뚫린 제2 칼러(493), 제2 배플판(460b)에 설치한 고정용 구멍에 순차로 끼우고, 고정용 볼트(494)로 고정한다. 제1 칼러(492)는 금속제(예컨대, 알루미늄 합금)이며, 탑 플레이트(454)와 제1 칼러(492)를 그라운드 설정이 되도록 구성하고 있다. 고정 기구는 배플판(460)의 주(周)방향에 적어도 3개소(箇所)에 균등하게 설치한다.
계속해서, 배플판(460a, 460b), 탑 플레이트(454), 반응 용기(431)의 사이의 위치 관계에 대해서 도 5b를 이용하여 설명한다. 도 5b에 기재와 같이, 탑 플레이트(454)의 개부(454a)와 제1 배플판(460a) 내의 개부(454a)가 마주 보는 면과의 거리를 GAP(a)로 한다. GAP(a)는 1mm로부터 5mm, 보다 바람직하게는 2mm로부터 4mm이 되도록 설정한다. 제1 배플판(460a)과 제2 배플판(460b)과 대향하는 면의 거리를 GAP(b)로 한다. GAP(b)는 30mm로부터 50mm로 한다. 배플판(460)의 지름과 반응 용기의 사이의 거리는 0.1로부터 10mm로 하고 구체적으로는, 배플판을 기판의 지름보다 작은 269mm로 하고 반응 용기(431)의 내주를 275mm로 하고 있다.
제1 배플판(460a)과 가스 도입구(433)의 거리는, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)와의 사이에 이상(異常) 방전이 일어나지 않는 정도의 거리로 하고 특히 가스 도입구(433) 부근에 이상 방전이 일어나지 않는 정도의 거리로 하고 있다.
여기서 말하는 이상 방전이란 예컨대 다음과 같은 현상을 말한다. 방전이 용이해지는 Ar가스를 처리 가스에 첨가한 경우, 공진 코일(432)로부터 발생하는 전계의 영향을 받아, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)와의 사이에 방전이 일어나버린다. 특히, 가스 도입공(433) 부근은, 처리 가스가 멈추기 쉬운 영역이기 때문에 방전이 일어나기 쉽다. 이 방전의 원인은, Ar가스를 첨가한 것에 의한 것이라고 추측된다. Ar가스는 방전을 용이하게 하는 성질이 있기 때문에, 공진 코일(432)로부터 발생하는 전계가 약전계인 거리에서도 처리 가스가 방전되어 버린다고 생각된다.
방전된 경우, 다음 문제가 일어나는 것을 생각할 수 있다. 하나는, 가스 도입구(433) 부근에서 발생하는 플라즈마가 가스 공급관(455)에 들어가기 때문에, 가스 공급관(455)을 에칭해 버리는 점이다. 에칭하는 것에 의해 파티클이 발생할 가능성이 있다. 특히 가스 공급관(455)을 금속으로 형성한 경우, 처리실(445)이 금속 오염되어 기판 처리에 악영향을 끼치는 것을 생각할 수 있다. 두번째로서, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)와의 사이에 발생한 플라즈마가 O링(453)에 접촉하여 O링(453))의 열화를 촉진시킬 우려가 있다.
상기 방전을 억제하기 위해서, 발명자 등은 예의 연구 결과, 처리 가스의 유속을 올리는 것으로 방전을 억제하는 것을 발견하였다. 구체적으로는, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)와의 사이의 거리를 협소화하고 있다. 이러한 구조로 하여서, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)와의 사이의 압력을 높일 수 있고, 그 결과 가스의 유속을 빠르게 할 수 있다.
계속해서, 제2 배플판(460b)과 공진 코일(432)과의 위치 관계에 대해서 설명한다. 제2 배플판(460b)은, 제2 배플판(460b) 내, 서셉터 테이블(411)과 마주 보는 면이, 공진 코일(432)의 상단(A-A라인)보다 위의 높이에 위치하도록 한다. 다시 말하면 공진 코일(432)의 상단과 제1 배플판(460a)과의 사이에 위치하도록 구성된다. 이러한 구성으로 하는 것으로, 가스가 공진 코일(432)의 근방을 흐르기 때문에 효율이 좋은 플라즈마 생성이 가능해진다. 또한, 플라즈마의 확산, 실활(失活)을 방지하여 활성 반응종을 하류의 웨이퍼에 될 수 있는 한 많이 공급하는 것이 가능해진다. 제2 배플판(460b)을 공진 코일(432)의 상단에 가까이 하는 것으로, 플라즈마 발생 영역의 부피를 작게 하는 것이 가능해지고, 단위 부피당 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 활성 반응종을 될 수 있는 한 많이 하류로 운반시키는 것을 가능하게 한다. 이상과 같이, 배플 구조가 구성된다.
여기서, 가스의 유속에 대해서 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 유속 분포도이다. 도 6a는 비교예에 따른 배플판(460)을 이용한 예로서, 배플판을 1매로 설정한 경우이다. 도 6b는 본 실시 형태에 따른 배플판(460)을 이용한 예로서, 배플판(460a, 460b)을 2매로 설정한 경우이다. 비교예의 배플판(460)을 1매로 이용한 예에 있어서는, 가스 도입구(433) 부근에서 유속이 낮고, 배플판(460)과 개부(454a)의 사이에 유속이 높은 것을 알 수 있다. 또한, 소용돌이 형상으로 가스가 체류하고 있는 것을 알 수 있다. 이로부터, 배플판(460)과 개부(454a)의 사이에 가스가 이상 방전하는 것이 추측된다. 한편, 본 실시 형태에 따른 배플판(460)을 2매로 이용한 예에 있어서는, 제1 배플판(460a)과 개부(454a)의 사이에 가스가 체류하지 않으므로 방전을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 7에 RF전력과 배플판(460), 방전의 관계를 나타낸 도면을 도시한다. 종축은 공진 코일(432)에 인가하는 RF전력이다. 배플판(460)이 없는 상태, 배플판(460)이 1매인 상태, 배플판(460)이 2매인 상태로 각각 정상 방전 한계 전력을 계측하였다. 정상 방전 한계 전력이란, 이상 방전이 발생하지 않는 전력이다. 이 때의 프로세스 조건은 다음과 같다. 분위기: PR-GAS(CH4: 10%, Ar: 90%), 유량: 0.2?3.0slm, 압력: 50?250mTorr.
이 도면으로부터도 알 수 있듯이, 배플판(460)이 없는 상태에서는 1000W까지는 정상 방전이 가능하다. 또한, 배플판(460)이 1매인 상태에서는 3000W까지는 정상 방전이 가능하다. 또한, 배플판(460)이 2매인 상태에서는, 4900W까지는 정상방전이 가능하다.
ICP방식 플라즈마 생성 장치의 경우, RF전력이 높을수록 효율적으로 플라즈마 상태로 할 수 있기 때문에, 이상 방전이 발생하지 않는 범위에서 RF전력이 높은 상태가 바람직하다. 따라서, 배플판이 없는 상태나 배플판이 1매인 상태보다 배플판이 2매인 상태가 바람직하다.
공진 코일(432)은 소정의 파장의 정재파(定在波)를 형성하기 위해서, 일정 파장 모드로 공진하도록 권취 지름, 권회(卷回) 피치, 권취 수가 설정된다. 즉, 공진 코일(432)의 전기적 길이는, 고주파 전원(444)으로부터 공급되는 전력의 소정 주파수에 있어서의 1파장의 정수배(1배, 2배, …) 또는 반파장 또는 1/4파장에 상당하는 길이로 설정된다. 예컨대, 1파장의 길이는 13.56MHz의 경우 약 22미터, 27.12MHz의 경우 약 11미터, 54.24MHz의 경우 약 5.5미터가 된다. 공진 코일(432)은, 절연성 재료로 평판 형상으로 형성되며 베이스 플레이트(448)의 상단면에 연직(鉛直)으로 입설(立設)된 복수의 서포트에 의해 지지된다.
공진 코일(432)의 양단(兩端)은 전기적으로 접지되지만, 공진 코일(432)의 적어도 일단은, 장치의 최초의 설치 시 또는 처리 조건의 변경 시에 상기 공진 코일의 전기적 길이를 미세 조정하기 위해서, 가동 탭(462)을 개재하여 접지된다. 도 3 내의 부호(464)는 타방(他方)의 고정 그라운드를 나타낸다. 또한, 장치의 최초의 설치 시 또는 처리 조건의 변경 시에 공진 코일(432)의 임피던스를 미세 조정하기 위해서, 공진 코일(432)의 접지된 양단의 사이에는 가동 탭(466)에 의해 급전부가 구성된다.
즉, 공진 코일(432)은, 전기적으로 접지된 그라운드부를 양단에 구비하고 고주파 전원(444)으로부터 전력 공급되는 급전부를 각 그라운드부의 사이에 구비하고, 적어도 일방의 그라운드부는 위치 조정 가능한 가변식 그라운드부로 이루어지고, 급전부는, 위치 조정 가능한 가변식 급전부로 이루어진다. 공진 코일(432)이 가변식 그라운드부 및 가변식 급전부를 구비하고 있는 경우에는, 후술하는 바와 같이, 플라즈마 발생실(430)의 공진 주파수 및 부하 임피던스를 조정하는 것에 있어서 더욱 간편하게 조정할 수 있다.
외측 쉴드(452)는, 공진 코일(432)의 외측으로의 전자파의 누설을 차폐하는 것과 함께, 공진 회로를 구성하는데도 필요한 용량 성분을 공진 코일(432)과의 사이에 형성하기 위해서 설치된다. 외측 쉴드(452)는, 일반적으로는, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 등의 도전성 재료를 사용하여 원통 형상으로 형성된다. 외측 쉴드(452)는, 공진 코일(432)의 외주로부터 예컨대 5?150mm정도 사이를 두고 배치된다.
고주파 전원(444)의 출력측에는 RF센서(468)가 설치되고, 진행파, 반사파 등을 모니터하고 있다. RF센서(468)에 의해 모니터된 반사판 전력은, 주파수 정합기(446)에 입력된다. 주파수 정합기(446)는, 반사파가 최소가 되도록 주파수를 제어한다.
컨트롤러(470)는, 도 1에 있어서의 컨트롤러(500)에 상당하는 것으로, 단지 고주파 전원(444)만을 제어하는 것이 아니고, 애싱 장치(10) 전체의 제어를 수행하고 있다. 컨트롤러(470)에는 표시부인 디스플레이(472)가 접속되어 있다. 디스플레이(472)는, 예컨대, RF센서(468)에 의한 반사파의 모니터 결과 등, 애싱 장치(10)에 설치된 각종 검출부에서 검출된 데이터 등을 표시한다.
예컨대, 애싱 공정 시나 애싱 공정 전의 플라즈마 생성 시에 있어서의 플라즈마 처리 중에 처리 조건을 변동한 경우(가스 종을 늘리는 등) 등, 가스 유량이나 가스 혼합비, 압력이 변화되는 경우가 있어, 고주파 전원(444)의 부하 임피던스가 변동해버리는 경우가 있다. 이러한 경우라도, 애싱 장치(10)는 주파수 정합기(446)를 포함하기 때문에, 가스 유량이나 가스 혼합비, 압력의 변화에 곧 추종하여 고주파 전원(444)의 발신 주파수를 조정할 수 있다.
구체적으로는 다음 동작이 수행된다. 플라즈마 생성시, 공진 코일(432)의 공진 주파수에 수속(收束)된다. 이 때, RF센서(468)가 공진 코일(432)로부터의 반사파를 모니터하고, 모니터된 반사파의 레벨을 주파수 정합기(446)에 송신한다. 주파수 정합기(446)는, 반사파 전력이 그 반사파가 최소가 되도록, 고주파 전원(444)의 발신 주파수를 조정한다.
계속해서, 본 발명의 기판 처리 방법(포토 레지스트 제거 방법)을 일 공정으로서 이용하는 반도체 제조 방법에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8에는, 본 발명의 기판 처리 방법을 이용하고, 애싱 장치(10) 등을 이용하여 반도체 장치(반도체 디바이스)를 제조하는 공정이 설명되어 있다.
도 8에는, 애싱 장치(10)를 이용하여 기판[웨이퍼(600)]을 처리하는 공정으로서, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 방법이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 기판의 처리 방법에 있어서는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 기판을 처리실에 반입하는 공정인 반입 공정(S100)과, 기판을 가열하는 공정인 가열 공정(S200)과, 반응 가스를 공급하여 기판을 처리하는 공정인 처리 공정(S300)과, 기판을 처리실로부터 반출하는 반출 공정(S400)을 적어도 포함하는 일련의 공정을 거쳐 기판이 처리된다.
반입 공정(S100)에서는, 레지스트가 도포된 웨이퍼(600)가 처리실(445)에 반입된다. 가열 공정(S200)에서는, 반입 공정(S100)에서 처리실(445) 내에 반입된 웨이퍼(600)가 가열된다. 처리 공정(S300)에서는, 처리실(445) 내에 적어도 수소 성분과 아르곤 성분을 포함하는 반응 가스가 공급된다. 예컨대, PR-GAS(CH4와 아르곤 혼합 가스)가 공급된다. 또한, 처리실에 공급된 반응 가스를 플라즈마 상태로 하여서 웨이퍼(600)가 처리된다. 반출 공정(S400)에서는, 처리된 웨이퍼(600)가 처리실(445)로부터 반출된다.
이하, 애싱 장치(10)를 이용한 기판 처리의 일 예에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 애싱 장치(10)의 각 부의 동작은 컨트롤러(470)에 의해 제어된다.
<반입 공정(S100)>
반입 공정(S100)에서는, 진공 암 로봇(320)의 핑거(321)가 처리실(445)에 웨이퍼(600)를 반송한다. 즉, 웨이퍼(600)를 탑재한 핑거(321)가 처리실(445)에 진입하고, 핑거(321)가, 상승된 리프터 핀(413)에 웨이퍼(600)를 재치한다. 리프터 핀(413)의 선단은, 서셉터 테이블(411)로부터 뜬 상태로 유지된다. 웨이퍼(600)는, 리프터 핀(413) 상에, 즉 서셉터 테이블(411)로부터 뜬 상태로 수도(受渡)된다. 이 때, 웨이퍼(600)는, 예컨대 실온으로 보지되어 있다.
<가열 공정(S200)>
가열 공정(S200)에서는, 웨이퍼(600)는 서셉터 테이블(411)로부터 뜬 상태로 보지되어 있고, 서셉터 테이블(411)의 히터(463)에 의해 가열된다. 웨이퍼 온도는, 서셉터 테이블(411)과 웨이퍼(600)의 사이의 거리로 제어되어 있다. 이 가열 공정(S200)에 있어서는, 웨이퍼(600)의 온도를 200℃이상 400℃이하로 한다.
<처리 공정(S300)>
반응 가스를 공급하는 처리 공정(S300)에서는, 가스 도입구(433)를 통하여 플라즈마 발생실(430)에[반응 용기(431) 내로] 반응 가스(애싱 가스)가 공급된다. 공급되는 반응 가스는, 적어도 수소 성분과 아르곤 성분을 포함하는 반응 가스가 공급된다.
처리실(445)이 소정의 조건이 된 후, 공급된 반응 가스가 공진 코일(432)에 의해 플라즈마 상태가 된다. 즉, 반응 가스를 공급하는 공정에 있어서 반응 가스가 공급된 후, 고주파 전원(444)이 공진 코일(432)에 전력을 공급하고 공진 코일(432) 내부에 여기(勵起)되는 유도 자계에 의해 자유 전자를 가속하여 가스 분자와 충돌시키는 것으로 가스 분자를 여기하여 플라즈마를 생성한다. 그리고, 이 플라즈마 상태가 된 반응 가스에 의해 기판 처리가 수행되고, 레지스트가 제거된다.
본 실시 형태에서는, 처리 공정(S300)에서 이용되는 반응 가스로서, 적어도 수소 성분과 아르곤 성분을 포함하는 반응 가스가 공급된다. 여기에서는 Ar가스를 이용하고 있지만, 보다 구체적으로는, 수소에 N2가스, He가스로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 가스로 이루어지는 희석 가스가 첨가되어서 이루어지는 가스를 이용할 수 있다.
<반출 공정(S400)>
반출 공정(S400)에 있어서는, 애싱 처리 공정의 종료 후, 리프터 핀(413)이 상승한다. 진공 암 로봇(320)의 핑거(321)가 리프터 핀(413) 상의 처리 완료 웨이퍼(600)를 들어 올리고, 트랜스퍼 챔버부(310)를 경유하여, 로드 록 챔버(210), 또는 로드 록 챔버(220)에 반송한다.
본 실시 형태에서는 애싱 처리를 예로 설명하였으나, 그것에 한정되는 것이 아니고, 에칭 처리, 막의 개질 처리나 성막 처리 등, 플라즈마를 이용한 처리에서 실시 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는 배플판을 2매 사용하는 예로 설명하였으나, 그것에 한정되는 것이 아니고, 코일 상단과 가스 도입구와의 사이에 복수 매 이용하면 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의해 반응 용기(431)의 내벽을 따라 가스를 흘려보낼 수 있어서, 전계가 강한 영역에 가스를 공급하는 것이 가능해지고, 플라즈마의 생성 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 높은 에너지이면서 수명이 긴 플라즈마가 생성된다. 따라서, 높은 애싱 레이트에서의 처리가 가능해지고, 그 결과 장치 전체의 스루풋을 높게 할 수 있다.
본 발명은, 특허 청구의 범위에 기재한 바와 같으며, 또한 다음에 부기한 사항을 포함한다.
<부기 1>
코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기와, 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부와, 상기 개부에 설치된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제1 판과, 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판과, 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실과, 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치.
<부기 2>
부기 1에 있어서, 상기 반응 용기의 선단부의 외주에 설치된 O링을 더 포함하는 기판 처리 장치.
<부기 3>
코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기와, 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부와, 상기 개부에 설치된 가스 도입구와, 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제1 판과, 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판과, 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실과, 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법으로서, 상기 가스 도입구로부터 도입된 가스를 상기 제1 판과 제2 판을 개재하여 상기 코일 근방으로 유도하는 공정과, 상기 코일에 의해 상기 가스를 플라즈마 상태로 하고, 상기 기판 처리실에 재치된 기판을 처리하는 공정과, 상기 가스 배기부에 의해 가스를 배기하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
<부기 4>
코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기와, 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부와, 상기 개부에 설치된 가스 도입구와, 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실과, 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치에 이용하는 배플 구조로서, 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 제1 판과 제2 판을 적층하여 배치하는 배플 구조.
<부기 5>
코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기와, 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부와, 상기 개부에 설치된 가스 도입구와, 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실과, 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치에 이용하는 배플 구조로서, 상기 배플 구조는 제1 판과 제2 판을 공간을 개재하여 중첩하도록 형성하고, 상기 배플 구조의 높이는 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단 간의 거리보다 낮아지도록 구성하는 배플 구조.
10…애싱 장치 100…EFEM
110, 120…FOUP 130…대기 로봇
200…로드 록 챔버 부 210, 220…버퍼 유닛
211, 221…보트 212, 222…인덱스 어셈블리
250, 260…로드 록 챔버 300…트랜스 챔버부
310…트랜스 챔버 311, 312, 313, 314…게이트 밸브
320…진공 암 로봇 유닛 321…핑거
325…θ축 326…Y축
400…프로세스 챔버부 410, 420…플라즈마 처리 유닛
411, 421…서셉터 테이블 412, 422…Z축
413, 423…리프터 핀 430, 440…플라즈마 발생실
431, 441…반응 용기 432, 442…공진 코일
433, 443…가스 도입구 445…처리실
444…고주파 전원 446…주파수 정합기
448…베이스 플레이트 452…외측 쉴드
453…O링 454…탑 플레이트
454a…개부 455…가스 공급관
458…배플 링 460…배플판
462…가동탭 463…히터
464…고정 그라운드 466…가동 탭
468…RF센서 470, 500…컨트롤러
472…디스플레이(표시 장치) 480…배기관
482…가스 공급 유닛 600…웨이퍼

Claims (4)

  1. 코일이 외주(外周)에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기;
    상기 반응 용기의 단부(端部)에 설치된 개부(蓋部);
    상기 개부에 설치된 가스 도입구;
    상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단(上端)의 사이에 설치한 제1 판;
    상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판;
    상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및
    상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응 용기의 선단부의 외주에 설치된 O링을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부; 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제1 판; 상기 제1 판과 상기 코일의 상단의 사이에 설치한 제2 판; 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부;를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법으로서,
    상기 가스 도입구로부터 도입된 가스를 상기 제1 판과 제2 판을 개재하여 상기 코일 근방에 유도하는 공정;
    상기 코일에 의해 상기 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판 처리실에 재치(載置)된 기판을 처리하는 공정; 및
    상기 가스 배기부에 의해 가스를 배기하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  4. 코일이 외주에 설치되고 통 형상으로 구성되는 반응 용기; 상기 반응 용기의 단부에 설치된 개부; 상기 개부에 설치된 가스 도입구; 상기 반응 용기 내, 상기 개부와 다른 방향에 설치된 기판 처리실; 및 상기 기판 처리실에 접속된 가스 배기부;를 포함하는 기판 처리 장치에 이용하는 배플(baffle) 구조로서,
    상기 가스 도입구와 상기 코일의 상단의 사이에 제1 판과 제2 판을 적층하여 배치하는 배플 구조.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5837793B2 (ja) * 2010-11-30 2015-12-24 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理装置のバッフル構造
JP6060242B2 (ja) * 2010-11-30 2017-01-11 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びバッフル構造
JP5792364B1 (ja) * 2014-07-31 2015-10-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、チャンバリッドアセンブリ、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
US10861679B2 (en) * 2014-09-08 2020-12-08 Tokyo Electron Limited Resonant structure for a plasma processing system
KR102187121B1 (ko) * 2019-04-30 2020-12-07 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치
JP7115783B2 (ja) * 2020-03-30 2022-08-09 ピーエスケー インコーポレイテッド 基板処理装置
KR102610837B1 (ko) * 2020-12-29 2023-12-06 세메스 주식회사 기판과 기판을 접합하기 위한 기판 접합 설비에서의 기판 보관 및 정렬 장치

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4718976A (en) * 1982-03-31 1988-01-12 Fujitsu Limited Process and apparatus for plasma treatment
JPS58170536A (ja) 1982-03-31 1983-10-07 Fujitsu Ltd プラズマ処理方法及びその装置
JPS61104625A (ja) * 1984-10-29 1986-05-22 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
FR2653633B1 (fr) * 1989-10-19 1991-12-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif de traitement chimique assiste par un plasma de diffusion.
JPH05299382A (ja) * 1992-04-21 1993-11-12 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置およびその方法
US5614055A (en) * 1993-08-27 1997-03-25 Applied Materials, Inc. High density plasma CVD and etching reactor
JP2001007083A (ja) 1999-06-18 2001-01-12 Sony Corp プラズマ処理装置及び方法
US6494719B1 (en) 1999-10-20 2002-12-17 Brent E. Logan Method and system for reproducing a progressive or regressive pattern of sonic variations
JP4178775B2 (ja) 2001-08-31 2008-11-12 株式会社日立国際電気 プラズマリアクター
KR100446619B1 (ko) * 2001-12-14 2004-09-04 삼성전자주식회사 유도 결합 플라즈마 장치
JP4567979B2 (ja) 2004-01-15 2010-10-27 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法
US7821655B2 (en) * 2004-02-09 2010-10-26 Axcelis Technologies, Inc. In-situ absolute measurement process and apparatus for film thickness, film removal rate, and removal endpoint prediction
JP4624856B2 (ja) * 2005-05-30 2011-02-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR100777841B1 (ko) * 2006-09-15 2007-11-21 최대규 향상된 수직 식각 성능을 갖는 유도 결합 플라즈마 반응기
JP2008091836A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US7667208B2 (en) 2006-10-17 2010-02-23 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Technique for confining secondary electrons in plasma-based ion implantation
JP4826483B2 (ja) * 2007-01-19 2011-11-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8733279B2 (en) * 2007-02-27 2014-05-27 Applied Materials, Inc. PECVD process chamber backing plate reinforcement
WO2008106542A1 (en) * 2007-02-28 2008-09-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for deposition over large area substrates
JP4931716B2 (ja) * 2007-07-18 2012-05-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ生成室
US7745350B2 (en) 2007-09-07 2010-06-29 Applied Materials, Inc. Impurity control in HDP-CVD DEP/ETCH/DEP processes
US7867921B2 (en) 2007-09-07 2011-01-11 Applied Materials, Inc. Reduction of etch-rate drift in HDP processes
US20090071403A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Soo Young Choi Pecvd process chamber with cooled backing plate
JP2009094115A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
JP5304062B2 (ja) * 2008-07-09 2013-10-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5062143B2 (ja) * 2008-11-10 2012-10-31 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US20100130017A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Axcelis Technologies, Inc. Front end of line plasma mediated ashing processes and apparatus
JP2010161350A (ja) * 2008-12-09 2010-07-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理方法
JP5837793B2 (ja) * 2010-11-30 2015-12-24 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理装置のバッフル構造

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