KR20190014623A - 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190014623A
KR20190014623A KR1020170098310A KR20170098310A KR20190014623A KR 20190014623 A KR20190014623 A KR 20190014623A KR 1020170098310 A KR1020170098310 A KR 1020170098310A KR 20170098310 A KR20170098310 A KR 20170098310A KR 20190014623 A KR20190014623 A KR 20190014623A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
electrode
time
turned
supply
Prior art date
Application number
KR1020170098310A
Other languages
English (en)
Inventor
박찬훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170098310A priority Critical patent/KR20190014623A/ko
Priority to US15/894,152 priority patent/US20190043694A1/en
Publication of KR20190014623A publication Critical patent/KR20190014623A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/327—Arrangements for generating the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

플라즈마 공정 장치가 제공된다. 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는, 챔버, 상기 챔버 내에, 기판이 로딩되는 제1 전극, 상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극, 턴 온(turn on) 상태 또는 턴 오프(turn off) 상태로 상태가 변경되고, 상기 턴 온 상태에서 소스 RF 전력을 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 공급하고 바이어스 RF 전력을 상기 제1 전극에 공급하는 RF 전력 공급기, 상기 RF 전력 공급기의 상기 상태에 따라 음의 극성의 제1 직류 전압 및 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 교대로 상기 제2 전극에 공급하는 제1 직류 전압 공급기 및 제2 직류 전압 공급기를 포함하고, 상기 제2 직류 전압 공급기는, 상기 제1 직류 전압이 공급되는 제1 사이클 및 상기 제1 직류 전압이 공급되는 상기 제1 사이클과 다른 제2 사이클 사이에 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 상기 제1 전극에 공급한다.

Description

플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 공정 장치의 식각률(etch rate)를 개선하는 것에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 플라즈마를 이용하여 반도체 기판을 식각하기 위해 플라즈마 공정장치를 사용하고 있으며, 이러한 플라즈마 공정장치에는 여러 가지가 이용되고 있다. 그 중에서도 용량 결합형 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma; CCP) 공정장치가 주로 사용되고 있다.
용량 결합형 플라즈마 공정장치는 진공상태의 챔버 내에 한쌍의 평행 평판 전극(상부 및 하부 전극)을 배치하고, 공정 가스를 챔버 내에 공급함과 동시에 전극에 고주파(Radio Frequency; 이하 'RF'라 한다) 전력을 인가하여 전극 사이에 RF 전계를 형성시킨다. 이 RF 전계에 의해서 챔버 내 가스는 플라즈마 상태로 여기되고 이 플라즈마에서 나오는 이온과 전자를 이용하여 한쪽 전극에 놓인 반도체 막질을 식각하여 반도체 기판을 식각 처리할 수 있다.
최근에는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 캐패시터 용량을 늘리거나 VNAND의 저장 공간을 높이기 위해 높은 종횡비(aspect ratio)가 요구되고 있다. 다만, 종횡비가 증가함에 따라 식각 공정의 난이도가 점점 증가하고 있다. 특히, 최근에는 종횡비의 증가에 따라 트렌치(trench) 또는 컨택 홀(contact hole) 내에 양이온이 차징(charging)되는 현상으로 인해 식각률이 감소하여 마스크 선택비 부족, UPEH(Unit Per Equipment Hour) 감소 등의 문제가 발생하고 있다.
몇몇 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마 공정장치에 포함된 플라즈마 전력 공급기가 오프(off)되는 구간에서 컨택 홀 또는 트렌치 내의 하부에 양이온이 차징(bottom charging)되는 현상을 완화시키고, 뎁스 로딩(depth loading)을 개선하여 식각률(etch rate)를 향상시키는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
몇몇 실시예에 의한 플라즈마 공정 장치는, 챔버, 상기 챔버 내에, 기판이 로딩되는 제1 전극, 상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극, 턴 온(turn on) 상태 또는 턴 오프(turn off) 상태로 상태가 변경되고, 상기 턴 온 상태에서 소스 RF 전력을 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 공급하고 바이어스 RF 전력을 상기 제1 전극에 공급하는 RF 전력 공급기, 상기 RF 전력 공급기의 상기 상태에 따라 음의 극성의 제1 직류 전압 및 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 교대로 상기 제2 전극에 공급하는 제1 직류 전압 공급기 및 제2 직류 전압 공급기를 포함하고, 상기 제2 직류 전압 공급기는, 상기 제1 직류 전압이 공급되는 제1 사이클 및 상기 제1 직류 전압이 공급되는 상기 제1 사이클과 다른 제2 사이클 사이에 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 상기 제1 전극에 공급한다.
몇몇 실시예에 의한 플라즈마 공정 장치는, 챔버, 상기 챔버 내에, 기판이 로딩되는 제1 전극, 상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극, 제1 시간부터 제2 시간까지 턴 온되어 소스 RF 전력을 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 공급하고 바이어스 RF 전력을 상기 제1 전극에 공급하고 상기 제2 시간부터 제3 시간까지 턴 오프되는 RF 전력 공급기, 상기 제1 시간부터 상기 제2 시간까지 음의 극성의 제1 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하고, 상기 제2 시간부터 상기 제3 시간까지 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하는 제1 직류 전압 공급기 및 제2 직류 전압 공급기를 포함하고, 상기 제2 직류 전압 공급기는, 상기 제2 시간 및 상기 제3 시간 사이에 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 상기 제1 전극에 공급한다.
몇몇 실시예에 의한 플라즈마 공정장치를 이용하여 반도체 장치를 제조하는 방법은, 챔버, 상기 챔버 내에 기판이 로딩되는 제1 전극, 상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극, 턴 온된 때 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 소스 RF 전력을 공급하고 상기 제1 전극에 바이어스 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급기, 상기 제2 전극에 음의 극성의 제1 직류 전압 또는 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 공급하는 제1 직류 전압 공급기 및 턴 온된 때 상기 제1 전극에 양의 극성의 제3 직류 전압을 공급하는 제2 직류 전압 공급기를 포함하는 플라즈마 공정 장치를 이용하고, 제1 시간부터 제2 시간까지 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제1 직류 전압을 공급하고 상기 RF 전력 공급기를 턴 온하여 제1 깊이의 컨택 홀(contact hole) 또는 트렌치(trench)가 형성되도록 상기 기판을 식각하고, 상기 제2 시간부터 제3 시간까지 상기 RF 전력 공급기를 턴 오프하고, 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제2 직류 전압을 공급하되, 상기 제2 시간 및 상기 제3 시간 사이에 상기 제2 직류 전압 공급기를 턴 온하여, 상기 챔버 내에 존재하는 음이온 및 전자를 상기 컨택 홀 또는 상기 트렌치 내로 주입하고, 상기 제3 시간부터 제4 시간까지 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제1 직류 전압을 공급하고, 상기 RF 전력 공급기를 턴 온하여 상기 컨택 홀 또는 상기 트렌치가 상기 제1 깊이보다 더 깊어지도록 상기 기판을 식각 하는 것을 포함한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정장치를 설명하기 위한 블록도를 도시한 도면들이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 동작을 나타내는 타이밍 다이어그램들이다.
도 8은 RF 전력 공급기가 턴 오프된 후 바로 제2 전극에 양의 직류 전압을 공급하는 경우 발생하는 현상을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9는 RF 전력 공급기가 턴 오프 상태일 때 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자의 수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10 내지 도 13은 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에 로딩된 기판에 플라즈마 식각 공정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
플라즈마 공정장치를 통해 웨이퍼를 식각할 때, 웨이퍼에 형성된 컨택 홀 또는 트렌치 내에 양이온이 쌓일 수 있다. 즉, 컨택 홀 또는 트렌치의 하부에 양이온이 차징(bottom charging)되는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상으로 인하여 컨택 홀 또는 트렌치 내로 삽입되는 양이온 에너지가 감소할 수 있다. 그리고, 컨택 홀 또는 트렌치 내로 삽입되는 양이온의 에너지가 감소하게 되면 플라즈마 공정장치의 식각률(etch rate)이 감소하는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 이러한 식각률(etch rate)이 감소하는 문제를 해결하기 위한 방법들을 이하 몇몇 실시예들을 통해 설명한다.
설명의 편의를 위해 몇몇 실시예들의 내용을 용량 결합형 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma; CCP) 공정장치에 한정하여 설명한다. 다만, 이하에서 설명되는 몇몇 실시예들은 용량 결합형 플라즈마 공정장치에 한정하여 적용되는 것은 아니고, 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma; ICP) 공정장치, 마이크로웨이브(Microwave)를 이용한 플라즈마 공정장치, 전자 공명(Electron Cyclotron Resonance)을 이용한 플라즈마 공정장치 등에서도 활용 가능하다.
도 1 및 도 2는 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정장치를 설명하기 위한 블록도를 도시한 도면들이다. 도 3은 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 내지 도 7은 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치의 동작을 나타내는 타이밍 다이어그램들이다. 도 8는 RF 전력 공급기가 턴 오프된 후 바로 제2 전극에 양의 직류 전압을 공급하는 경우 발생하는 현상을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 9는 RF 전력 공급기가 턴 오프 상태일 때 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자의 수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플라즈마 공정장치(1)는 챔버(100), RF 전력 공급기(200), 제1 직류 전압 공급기(310, first DC voltage supply unit), 제2 직류 전압 공급기(320, second DC voltage supply unit) 및 필터들(410, 420)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들은 플라즈마 공정장치(1)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정장치(1)는 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.
챔버(100)는 플라즈마를 이용한 반도체 제조공정이 이루어지는 진공상태의 공정 챔버일 수 있다. 챔버(100)는 접지되어 있을 수 있다.
챔버(100)는 가스 주입구(110) 및 가스 배출구(120)를 포함할 수 있다. 가스 주입구(110)를 통해 공급된 가스는 RF 전력 공급기(200)를 통해 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 플라즈마 상태로 여기된 가스는 반도체 기판인 웨이퍼(W) 등의 식각 공정에 사용될 수 있다.
챔버(100) 내에는 기판(예를 들어, 웨이퍼(W))이 로딩되는 제1 전극(130) 및 상기 제1 전극(130)에 대향되도록 배치된 제2 전극(140)이 포함될 수 있다. 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 챔버(100) 내부에 공급된 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 챔버(100) 내부에 RF 전력을 공급하는 평판 형상의 도체일 수 있다.
제1 전극(130)에는 웨이퍼(W) 등과 같은 반도체 기판, 즉 공정 대상물이 놓여질 수 있다.
제1 전극(130)은 챔버(100)의 하부에 배치될 수 있다. 제2 전극(140)은 챔버(100)의 상부에 제1 전극(130)과 평행하게 배치될 수 있다.
RF 전력 공급기(200)는 제1 RF 전력 공급기(210, first RF power supply unit), 제2 RF 전력 공급기(220, second RF power supply unit), 제1 RF 정합기(230, first RF matching unit) 및 제2 RF 정합기(240, second RF matching unit)를 포함할 수 있다.
제1 RF 전력 공급기(210)는 플라즈마 생성에 적합한 주파수(예를 들어, 40MHz)를 갖는 고주파(HF) 전력을 출력할 수 있다. 여기서, 제1 RF 전력 공급기(210)에서 출력되는 전력은 소스 RF 전력일 수 있다.
제2 RF 전력 공급기(220)는 플라즈마로부터 반도체 웨이퍼(W)로의 이온의 인입에 적합한 주파수(예를 들어 12.88MHz)를 갖는 고주파(LF) 전력을 출력할 수 있다. 여기서, 제2 RF 전력 공급기(220)에서 출력되는 전력은 바이어스 RF 전력일 수 있다.
제1 RF 정합기(230)는 제1 RF 전력 공급기(210)에서 출력되는 고주파(HF) 전력의 최대 파워를 제1 전극(130) 또는 제2 전극(140)에 전달하기 위해 임피던스를 정합할 수 있다.
일례로, 도 1을 참조하면, 제1 RF 정합기(230)는, 제1 RF 전력 공급기(210) 및 제2 전극(140) 사이에 연결될 수 있다. 제1 RF 전력 공급기(210)에서 출력되는 고주파(HF) 전력의 최대 파워는 제2 전극(140)에 전달되기 위해 제1 RF 정합기(230)를 통해 임피던스 정합될 수 있다.
다른 일례로, 도 2를 참조하면, 제1 RF 정합기(230)는, 제1 RF 전력 공급기(210) 및 제1 전극(130)과 연결될 수 있다. 제1 RF 전력 공급기(210)에서 출력되는 고주파(HF) 전력의 최대 파워는 제1 전극(130)에 전달되기 위해 제1 RF 정합기(230)를 통해 임피던스 정합될 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 제2 RF 정합기(240)는 제2 RF 전력 공급기(220) 및 제1 전극(130) 사이에 연결될 수 있다. 제2 RF 정합기(240)는 제2 RF 전력 공급기(220)에서 출력되는 고주파(LF) 전력의 최대 파워를 제1 전극(130)에 전달하기 위해 임피던스를 정합할 수 있다.
RF 전력 공급기(200)는 턴 온(turn on) 상태 및 턴 오프(turn off) 상태로 상태가 변경될 수 있다. RF 전력 공급기(200)는 턴 온 상태에서 소스 RF 전력이 제1 전극(130) 또는 제2 전극(140)에 공급할 수 있고, 바이어스 RF 전력을 제1 전극(130)에 공급할 수 있다. RF 전력 공급기(200)는 턴 오프 상태에서 소스 RF 전력 및 바이어스 RF 전력을 공급하지 않는다.
예를 들어, RF 전력 공급기(200)는, 제1 시간(도 4 내지 도 7의 t1)부터 제2 시간(도 4 내지 도 7의 t2)까지 턴 온되어 소스 RF 전력을 제1 전극(130) 또는 제2 전극(140)에 공급하고 바이어스 RF 전력을 제1 전극(130)에 공급할 수 있다(도 4 내지 도 7의 HF 및 LF 참조). RF 전력 공급기(200)는, 제2 시간(도 4 내지 도 7의 t2)부터 제3 시간(도 4 내지 도 7의 t3)까지 턴 오프되어 소스 RF 전력 및 바이어스 RF 전력을 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)에 공급하지 않을 수 있다(도 4 내지 도 7의 HF 및 LF 참조). 또한, RF 전력 공급기(200)는 제3 시간(도 4 내지 도 7의 t3)에 다시 턴 온될 수 있다.
필터들(410, 420)은 제1 직류 전압 공급기(310) 및 제2 직류 전압 공급기(320)에서 출력되는 직류 전압을 그대로 통과시킬 수 있다. 필터들(410, 420)은 RF 전력 공급기(200)에서 출력된 고주파(HF, LF) 전력을 접지 라인으로 흘릴 수 있다. 즉, 필터들(410, 420)은 제1 직류 전압 공급기(310) 및 제2 직류 전압 공급기(320)측으로 고주파 전력(HF, LF)이 흘러들어가지 않도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 직류 전압 공급기(310)는 RF 전력 공급기의 상태에 따라 음의 극성의 제1 직류 전압 또는 상기 제1 직류 전압과 상이한 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 제2 전극(140)에 공급할 수 있다. 제1 직류 전압의 절대값은 제2 직류 전압의 절대값 보다 작을 수 있다.
예를 들어, 제1 직류 전압은 -500V이고, 제2 직류 전압은 -1000V일 수 있다. 다만, 상술한 값들은 일례에 불과하고 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압 값은 다른 값을 가질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 공정 장치는 RF 전력 공급기가 턴 온되어 있는지를 확인할 수 있다(S510). RF 전력 공급기가 턴 온 상태인 경우(S510, Yes), 제1 직류 전압 공급기는 제1 직류 전압을 제2 전극(상부 전극)에 공급할 수 있다(S520). 그리고, 플라즈마 공정 장치는 RF 전력 공급기가 턴 온되어 있는지 계속 확인할 수 있다(S510).
한편, RF 전력 공급기가 턴 오프 상태인 경우(S510, No), 제1 직류 전압 공급기는 제2 직류 전압을 제2 전극에 공급할 수 있다(S530).
도 4 내지 도 7의 DCS1을 참조하면, 제1 직류 전압 공급기는 RF 전력 공급기가 턴 온된 제1 시간(t1)부터 제2 시간(t2)까지 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압 중 절대값이 작은 음의 극성의 제1 직류 전압을 제2 전극에 공급할 수 있다. 제1 직류 전압 공급기는 RF 전력 공급기가 턴 오프된 제2 시간(t2)부터 제3 시간(t3)까지 제1 직류 전압 및 제2 직류 전압 중 절대값이 큰 음의 극성의 제2 직류 전압을 제2 전극에 공급할 수 있다. 또한, 제1 직류 전압 공급기는 RF 전력 공급기가 다시 턴 온된 제3 시간(t3)에 제1 직류 전압을 다시 제2 전극에 공급할 수 있다.
제1 직류 전압 공급기가 제2 시간(t2)부터 제3 시간(t3)까지 제2 직류 전압을 제2 전극에 공급하는 경우, 제2 전극을 통해 2차 전자가 발생할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은, 도 12에서 후술한다.
도 3을 다시 참조하면, 제2 직류 전압 공급기(320)는 양의 극성을 갖는 제3 직류 전압을 제1 전극에 공급할 수 있다(S540).
일례로, 도 4의 DCS2를 참조하면, 제2 직류 전압 공급기는, 제1 직류 전압 공급기를 통해 제1 직류 전압이 공급되는 제1 사이클(t1~t2) 및 제2 사이클(t3~) 사이에 존재하는 제3 사이클(t2~t3) 동안 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 제1 전극에 공급할 수 있다.
다른 일례로, 제2 직류 전압 공급기는, RF 전력 공급기가 턴 온 상태인 제1 시간(t1)부터 제2 시간(t2)까지 턴 오프될 수 있다. 제2 직류 전압 공급기는, RF 전력 공급기가 턴 오프 상태인 제2 시간(t2)부터 제3 시간(t3)까지 턴 온될 수 있다. 제2 직류 전압 공급기는, RF 전력 공급기가 다시 턴 온 상태가 되는 제3 시간(t3)부터는 턴 오프될 수 있다.
여기서, 아킹(arcing) 현상의 발생을 방지하기 위해 제3 직류 전압은 제2 직류 전압의 절대값에 대응하는 절대값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 직류 전압이 -1000V인 경우 제3 직류 전압은 1000V일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제3 직류 전압은 아킹 현상이 발생하지 않는 한도 내에서 최대 전압을 가질 수 있다.
RF 전력 공급기가 턴 오프된 상태에서 제2 직류 전압 공급기가 하부 전극인 제1 전극에 양의 극성의 직류 전압을 공급할 경우, 플라즈마 상태로 여기된 가스 내에 포함된 음이온(예를 들어, CF-, C-, F- 등) 또는 전자는 피공정 기판의 컨택 홀 또는 트렌치 내로 이동할 수 있다. 따라서, 컨택 홀 또는 트렌치 내에 양이온이 차징되는 현상을 완화 시킬 수 있다.
다만, 도 8을 참조하면, RF 전력 공급기가 턴 오프된 후 바로 제2 직류 전압 공급기를 턴 온하는 경우 플라즈마 상태로 여기된 가스에 포함된 음이온(610)이 웨이퍼에 형성된 트렌치 또는 컨택 홀내로 투입되지 않을 수 있다. 예를 들어, RF 전력 공급기가 턴 오프되면 웨이퍼 상에 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자들(620)이 존재할 수 있다. 이러한 전자들(620)은 플라즈마 상태로 여기된 가스 내에 포함된 음이온(610)이 웨이퍼 상에 형성된 트렌치 또는 컨택 홀내로 투입되는 것을 방해할 수 있다.
따라서, 몇몇 실시예에 의하면, 제2 직류 전압 공급기는 RF 전력 공급기가 턴 오프된 후에 일정 시간이 경과한 후에 턴 온될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 DCS2를 참조하면, 제2 직류 전압 공급기는 RF 전력 공급기가 턴 오프된 후 일정 시간이 경과한 제4 시간(ta)에 턴 온될 수 있다. 여기서, 제4 시간(ta)은, DCS1에서 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제1 시간(t1) 및 제3 시간(t3) 사이에 존재할 뿐만 아니라, 제2 직류 전압이 공급되는 제2 시간(t2) 및 제3 시간(t3) 사이에 존재할 수 있다. 또한, 제4 시간(ta)은 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제1 사이클(t1~t2) 및 제2 사이클(t3~)사이에 존재할 수 있다. 즉, 제4 시간(ta)은 제1 사이클(t1~t2)이 종료된 후 일정 시간이 경과한 때일 수 있다.
제4 시간(ta)은 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자들의 수가 기 설정된 정도(예를 들어, 0.01)미만이 되는 때일 수 있다.
이에 대하여 도 9를 참조하여 좀더 자세히 설명한다. 도 9에서 Y축은 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자들의 상대적 변화량을 나타내는 축일 수 있고 X축은 RF 전력 공급기가 턴 오프된 때부터 경과된 시간을 나타내는 축일 수 있다. 도 9를 참조하면, RF 전력 공급기가 턴 오프된 때부터 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자들의 수는 기하급수적으로 감소하여 50us에 기 설정된 정도 미만이 될 수 있다. 따라서, 상기 제4 시간(ta)은 50us가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것이고 상기 기 설정된 정도는 실시예에 따라 변할 수 있다.
플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자의 수가 기 설정된 정도 미만이 된 후에 제3 직류 전압이 공급되는 경우, 도 8과 관련하여 상술한 문제점이 발생하지 않게 된다.
몇몇 실시예에 의하면, 제2 직류 전압 공급기는 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하기 전에 턴 오프될 수도 있다.
일례로, 도 6의 DCS2를 참조하면, 제2 직류 전압 공급기는, 제1 직류 전압 공급기를 통해 제2 직류 전압이 공급되는 제2 시간(t2)에 턴 온되고, 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제3 시간(t3) 이전에 턴 오프될 수 있다. 즉, 제2 직류 전압 공급기는, 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제1 사이클(t1~t2)이 종료된 때(t2)에 턴 온되고, 제2 사이클(t3~)이 시작하기 전인 제5 시간(tb)에 턴 오프될 수 있다.
다른 일례로, 도 7의 DCS2를 참조하면, 제2 직류 전압 공급기는, 제1 직류 전압 공급기를 통해 제2 직류 전압이 공급되는 제2 시간(t2)으로부터 일정 시간이 경과한 제4 시간(ta)에 턴 온되고, 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제3 시간(t3) 이전에 턴 오프될 수 있다. 즉, 제2 직류 전압 공급기는, 제1 직류 전압 공급기가 제1 직류 전압을 공급하는 제1 사이클(t1~t2)이 종료된 후 일정 시간이 경과한 제4 시간(ta)에 턴 온되고, 제2 사이클(t3~)이 시작하기 전인 제5 시간(슈)에 턴 오프될 수 있다.
도 10 내지 도 13는 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치에 로딩된 기판에 플라즈마 식각 공정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 10 내지 도 13와 관련하여 도 1 내지 도 9에서 상술한 바와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며 이하 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위해 기판이 로딩되는 제1 전극(130)에 소스 RF 전력 및 바이어스 RF 전력이 공급된다고 한정하고 이하 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10을 참조하면, 피공정 기판인 웨이퍼(W)는 챔버(100) 내로 투입될 수 있다. 챔버(100)내로 투입된 웨이퍼(W)는 제1 전극(130) 상에 로딩될 수 있다. 여기서, 챔버(100)내로 투입된 웨이퍼(W) 상에는 마스크 패턴(M)이 형성되어 있을 수 있다.
제1 전극(130) 상에 웨이퍼(W)가 안착된 후 챔버(100)내부로 공정 가스가 가스 주입구(110)를 통해 주입될 수 있다. 여기서, 챔버(100) 내부로 투입되는 공정 가스는 C4F6, C4F8, CF4, CHF3, CH2F2, CH3F, 질소, 산소, 아르곤 등을 포함할 수 있다.
챔버(100) 내부에 주입된 공정 가스가 식각 공정에 필요한 압력을 가진다고 인식된 경우, RF 전력 공급기(200)는 턴 온되어 제1 전극(130)에 소스 RF 전력 및 바이어스 RF 전력을 공급할 수 있다. 제1 직류 전압 공급기(310)는 RF 전력 공급기(200)가 턴 온되어 있는 동안 음의 극성을 갖는 제1 직류 전압(VDC1)을 제2 전극(140)에 공급할 수 있다. 또한, 제2 직류 전압 공급기(320)는 RF 전력 공급기(200)가 턴 온되어 있는 동안 턴 오프되어 있을 수 있다.
RF 전력 공급기(200)가 턴 온되는 경우, 제1 전극(130) 및 제2 전극(140) 사이에 RF 전계가 형성된다. 이 RF 전계에 의해서 챔버 내 주입된 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 여기서 플라즈마 상태로 여기된 가스는 라디칼(radical), 이온 입자 등을 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, RF 전력 공급기(200)는 제1 시간부터 제2 시간까지 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 상태로 여기된 가스 내에 포함된 라디칼 또는/및 이온 입자(630)가 웨이퍼(W)를 식각할 수 있다. 여기서, 마스크 패턴(M)의 개구에 대응하는 부분이 식각될 수 있다. 즉, 제1 시간부터 제2 시간까지 제1 깊이(H1)의 컨택 홀(C)이 형성되도록 기판(예를 들어, 웨이퍼(W))이 식각될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 컨택 홀이 형성되는 경우에 한정하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고 식각 공정을 통해 트렌치가 형성될 수도 있다.
도 12를 참조하면, RF 전력 공급기가 턴 오프되어 있는 제2 시간부터 제3 시간까지 제1 전력 공급기는 제1 직류 전압(도 10 및 도 11의 VDC1)보다 더 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압(VDC2)을 제2 전극(140)에 공급할 수 있다.
제2 직류 전압(VDC2)이 제2 전극(140)에 공급되는 경우, 챔버(100)내에 존재하는 플라즈마 상태로 여기된 가스 내에 포함된 양이온이 제2 전극(140) 방향으로 이동하여 제2 전극(140)과 충돌할 수 있다. 제2 전극(140)과 상술한 양이온이 충돌함으로써 2차 전자(650)가 발생할 수 있고, 상기 발생한 2차 전자(650)는 웨이퍼(W)를 향하여 이동할 수 있다. 이 경우, 2차 전자(650)는 웨이퍼(W)에 형성된 컨택 홀(C)내로 주입될 수 있고, 컨택 홀(C)내에 차징되어 있는 양이온(640)들에 의해 발생하는 강한 전자장(Strong E-field)를 완화시켜줄 수 있다.
또한, RF 전력 공급기가 턴 오프되어 있는 제2 시간 및 제3 시간 사이에 제2 전력 공급기(320)가 턴 온되어 양의 극성을 갖는 제3 전극(VDC3)을 제1 전극(130)에 공급할 수 있다. 이 경우, 플라즈마 상태로 여기된 가스 내에 포함되어 있는 음이온(610)이 컨택 홀(C)내로 주입될 수 있어 컨택 홀(C)내에 차징되어 있는 양이온(640)들에 의해 발생하는 강한 전자장을 완화시켜줄 수 있다.
제2 전력 공급기(320)는 챔버(100) 내에 존재하는 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자들의 수가 기 설정된 정도 미만이된 때 턴 온될 수도 있다. 이에 대해서는 도 5 및 도 8에서 상술한 바 자세한 설명은 생략한다.
도 13을 참조하면, RF 전력 공급기는 제3 시간부터 제4 시간까지 다시 턴 온될 수 있다. 제3 시간부터 제4 시간까지, 플라즈마 상태의 가스 내에 포함된 라디칼 또는/및 이온 입자(630)는 컨택 홀(C)이 제1 깊이(도 11의 H1)보다 더 깊어지도록 기판(예를 들어, 웨이퍼(W))를 식각할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)는 제4 시간에 제2 깊이(H2)를 가질 수 있다. 제2 깊이(H2)의 길이는 제1 깊이(도 11의 H1)의 길이보다 더 클 수 있다.
도 12에서 상술한 바와 같이 컨택 홀(C)내에 차징된 양이온에 의해 발생하는 강한 전자장이 완화되었기 때문에 컨택 홀(C)을 타겟하는 깊이까지 식각하는 속도가 빨라질 수 있다. 따라서, 식각률(etch rate)이 개선될 수 있다.
한편, 도 13을 다시 참조하면, RF 전력 공급기가 다시 턴 온된 제3 시간부터 제4 시간까지 제1 직류 전압 공급기(310)는 제1 직류 전압(VDC1)을 제2 전극(140)에 공급할 수 있고, 제2 직류 전압 공급기(320)는 턴 오프될 수 있다.
RF 전력 공급기의 상태는 기판(예를 들어, 웨이퍼(W))에 형성되는 컨택 홀이 타겟 깊이를 가질 때까지 계속해서 턴 온 상태 또는 턴 오프 상태로 변경될 수 있다. 그리고, 타겟 깊이의 컨택 홀이 기판에 형성된 경우, 컨택 홀이 생성된 기판(예를 들어, 웨이퍼(W))는 챔버(100)로부터 반출될 수 있다.
몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치는 플라즈마 식각 공정을 이용하는 모든 제품에 사용될 수 있다. 특히, HARC(High Aspect Ratio Contact) 구조 또는/및 HART(High Aspect Ratio Trench) 구조가 적용된 VNAND 제품, DRAM 제품, 로직 제품 등을 제조할 때 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 공정 장치가 사용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 플라즈마 공정 장치 100: 챔버
110: 가스 주입구 120: 가스 배출구
130: 제1 전극 140: 제2 전극
200: RF 전력 공급기 210: 제1 RF 전력 공급기
220: 제2 RF 전력 공급기 230: 제1 RF 정합기
240: 제2 RF 정합기 310: 제1 직류 전압 공급기
320: 제2 직류 전압 공급기 410, 420: 필터

Claims (10)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에, 기판이 로딩되는 제1 전극;
    상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극;
    턴 온(turn on) 상태 또는 턴 오프(turn off) 상태로 상태가 변경되고, 상기 턴 온 상태에서 소스 RF 전력을 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 공급하고 바이어스 RF 전력을 상기 제1 전극에 공급하는 RF 전력 공급기;
    상기 RF 전력 공급기의 상기 상태에 따라 음의 극성의 제1 직류 전압 및 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 교대로 상기 제2 전극에 공급하는 제1 직류 전압 공급기; 및
    제2 직류 전압 공급기를 포함하고,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제1 직류 전압이 공급되는 제1 사이클 및 상기 제1 직류 전압이 공급되는 상기 제1 사이클과 다른 제2 사이클 사이에 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 상기 제1 전극에 공급하는, 플라즈마 공정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 직류 전압 공급기는,
    상기 RF 전력 공급기가 턴 온 상태인 경우, 상기 제1 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하고,
    상기 RF 전력 공급기가 턴 오프 상태인 경우, 상기 제2 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하는, 플라즈마 공정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제1 사이클이 종료된 때 턴 온되고, 상기 제2 사이클이 시작될 때 턴 오프되는, 플라즈마 공정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제1 사이클이 종료된 때 턴 온되고, 상기 제2 사이클이 시작되기 전에 턴 오프되는, 플라즈마 공정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제1 사이클이 종료된 후 일정 시간이 경과한 때 턴 온되는, 플라즈마 공정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 일정 시간은,
    상기 챔버 내에 플라즈마 포텐셜을 발생시키는 전자의 수가 기 설정된 정도 미만이 된 시간인, 플라즈마 공정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제2 사이클이 시작될 때 턴 오프되는, 플라즈마 공정 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제2 사이클이 시작되기 전에 턴 오프되는, 플라즈마 공정 장치.
  9. 챔버;
    상기 챔버 내에, 기판이 로딩되는 제1 전극;
    상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극;
    제1 시간부터 제2 시간까지 턴 온되어 소스 RF 전력을 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 공급하고 바이어스 RF 전력을 상기 제1 전극에 공급하고 상기 제2 시간부터 제3 시간까지 턴 오프되는 RF 전력 공급기;
    상기 제1 시간부터 상기 제2 시간까지 음의 극성의 제1 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하고, 상기 제2 시간부터 상기 제3 시간까지 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 상기 제2 전극에 공급하는 제1 직류 전압 공급기; 및
    제2 직류 전압 공급기를 포함하고,
    상기 제2 직류 전압 공급기는,
    상기 제2 시간 및 상기 제3 시간 사이에 턴 온되어 양의 극성의 제3 직류 전압을 상기 제1 전극에 공급하는, 플라즈마 공정 장치.
  10. 챔버, 상기 챔버 내에 기판이 로딩되는 제1 전극, 상기 챔버 내에, 상기 제1 전극과 대향되도록 배치된 제2 전극, 턴 온된 때 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 소스 RF 전력을 공급하고 상기 제1 전극에 바이어스 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급기, 상기 제2 전극에 음의 극성의 제1 직류 전압 또는 상기 제1 직류 전압보다 큰 절대값을 갖는 음의 극성의 제2 직류 전압을 공급하는 제1 직류 전압 공급기 및 턴 온된 때 상기 제1 전극에 양의 극성의 제3 직류 전압을 공급하는 제2 직류 전압 공급기를 포함하는 플라즈마 공정 장치를 이용하여 반도체 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 시간부터 제2 시간까지 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제1 직류 전압을 공급하고 상기 RF 전력 공급기를 턴 온하여 제1 깊이의 컨택 홀(contact hole) 또는 트렌치(trench)가 형성되도록 상기 기판을 식각하고,
    상기 제2 시간부터 제3 시간까지 상기 RF 전력 공급기를 턴 오프하고, 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제2 직류 전압을 공급하되, 상기 제2 시간 및 상기 제3 시간 사이에 상기 제2 직류 전압 공급기를 턴 온하여, 상기 챔버 내에 존재하는 음이온 및 전자를 상기 컨택 홀 또는 상기 트렌치 내로 주입하고,
    상기 제3 시간부터 제4 시간까지 상기 제1 직류 전압 공급기를 통해 상기 제2 전극에 상기 제1 직류 전압을 공급하고, 상기 RF 전력 공급기를 턴 온하여 상기 컨택 홀 또는 상기 트렌치가 상기 제1 깊이보다 더 깊어지도록 상기 기판을 식각하는 것을 포함하는, 반도체 장치를 제조하는 방법.
KR1020170098310A 2017-08-03 2017-08-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법 KR20190014623A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098310A KR20190014623A (ko) 2017-08-03 2017-08-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
US15/894,152 US20190043694A1 (en) 2017-08-03 2018-02-12 Plasma processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098310A KR20190014623A (ko) 2017-08-03 2017-08-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190014623A true KR20190014623A (ko) 2019-02-13

Family

ID=65230533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170098310A KR20190014623A (ko) 2017-08-03 2017-08-03 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20190043694A1 (ko)
KR (1) KR20190014623A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7068140B2 (ja) 2018-11-05 2022-05-16 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処理方法
JP7234036B2 (ja) * 2019-05-28 2023-03-07 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
US11545341B2 (en) 2019-10-02 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma etching method and semiconductor device fabrication method including the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7988816B2 (en) * 2004-06-21 2011-08-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and method
US7692916B2 (en) * 2005-03-31 2010-04-06 Tokyo Electron Limited Capacitive coupling plasma processing apparatus and method
JP4804824B2 (ja) * 2005-07-27 2011-11-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US8083961B2 (en) * 2006-07-31 2011-12-27 Tokyo Electron Limited Method and system for controlling the uniformity of a ballistic electron beam by RF modulation
JP5192209B2 (ja) * 2006-10-06 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置、プラズマエッチング方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
JP5221403B2 (ja) * 2009-01-26 2013-06-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置および記憶媒体
US8383001B2 (en) * 2009-02-20 2013-02-26 Tokyo Electron Limited Plasma etching method, plasma etching apparatus and storage medium
JP2010238881A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2011211168A (ja) * 2010-03-09 2011-10-20 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
CN103534780B (zh) * 2011-03-28 2016-07-06 东京毅力科创株式会社 离子能量分析仪、在该离子能量分析仪中发电信号的方法及制造和操作该离子能量分析仪的方法
JP6320248B2 (ja) * 2014-03-04 2018-05-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190043694A1 (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9053908B2 (en) Method and apparatus for controlling substrate DC-bias and ion energy and angular distribution during substrate etching
TWI581304B (zh) Plasma etching apparatus and dry etching method
US20080317965A1 (en) Plasma processing apparatus and method
US20060054596A1 (en) Multifrequency plasma reactor and method of etching
KR20140068055A (ko) 이중 챔버 구성의 펄스형 플라즈마 챔버
JP2009010376A (ja) 分離プラズマ制御を利用したハイブリッドエッチングチャンバ
KR20000062605A (ko) 플라즈마 처리방법 및 장치
EP0721514B1 (en) Magnetically enhanced multiple capacitive plasma generation apparatus and related method
KR20150087702A (ko) 플라즈마 발생 장치
KR101328800B1 (ko) 다중 주파수의 ｒｆ 펄스 파워를 이용한 펄스 플라즈마의 특성 제어 방법
US20120212135A1 (en) Control apparatus, plasma processing apparatus, method for controlling control apparatus
KR20190014623A (ko) 플라즈마 공정 장치 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
KR20100022146A (ko) 플라즈마 공정장치 및 그 방법
TW201435964A (zh) 用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置
CN111524780A (zh) 一种用于超深宽比刻蚀的等离子反应器及其刻蚀方法
CN108471666B (zh) 一种等离子体产生方法及装置和半导体处理设备
TW201426861A (zh) 半導體結構的刻蝕方法
CN110648888B (zh) 射频脉冲匹配方法及其装置、脉冲等离子体产生系统
US6909086B2 (en) Neutral particle beam processing apparatus
KR100878467B1 (ko) 반도체 기판 처리장치
JPH08255782A (ja) プラズマ表面処理装置
US10964511B2 (en) Semiconductor manufacturing device and method of operating the same
KR101027471B1 (ko) 플라즈마 처리방법 및 처리장치
Wickramanayaka et al. Optimization of plasma density and radial uniformity of a point-cusp magnetic field applied capacitive plasma
CN110718440B (zh) 原子层刻蚀设备及刻蚀方法