KR940000498B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

플라즈마 처리장치
제1도는 본 발명의 제 1 실시예의 개략 구성도.
제2도는 동 가스도입수단의 사시도.
제3도는 본 발명의 제 2 실시예의 개략 구성도.
제4도는 종래예의 개략 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반응실 2 : 하부전극
3 : 상부전극 4 : 고주파전원
5 : 승강수단 6 : 배기수단
6a : 흡입구 7 : 승강수단
8 : 가스도입수단 8a : 토출구
9 : 승강수단 11 : 전환스위치
12 : 승강수단
본 발명은 플라즈마 CVD, 플라즈마 드라이에칭등에 적용되는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
종래의 플라즈마 처리장치에 있어서는, 제 4 도에 표시한 바와같이, 반응실(21)과, 반응실(21)내를 진공배기하는 배기수단(22)과, 반응실(21)내로 반응가스를 도입하는 가스도입수단(23)과, 반응실(21)내에 상하에 대향하여 배치된 하부전극(24) 및 상부전극(25)과 고주파전원(26)을 구비한 기본구성을 가지고, 도시예에서는 하부전극 (24)을 접지하는 동시에 그 위에 피가공물 W를 재치하도록 하고, 상부전극(25)에 고주파전원(26)을 접속하는 동시에 승강수단(27)에 의해서 상하로 위치조정가능토록 구성하고 있다. 또한, 제 4 도에 있어서, (28)은 피가공물 W을 반입하고, 반출하는 게이트, (29)는 그 이재(移載)수단이다.
이와 같은 구성의 플라즈마 처리장치에 의하면, 플라즈마처리의 프로세스 조건에 따라서 상부전극(25)을 이동시키고, 하부전극(24)과 상부전극(25)간의 캡을 조정하므로서 프로세스 조건의 최적화를 도모할 수 있다.
그러나 예를들면 피가공물 W의 표면에 다층막을 형성하는 경우나, 맨처음에 높은 에칭레이트에 의해 가공한 후 표면의 균일성을 확보하기 위하여 낮은 에칭레이트로 드라이에칭하는 경우등, 도중에서 프로세스 조건을 변경하여 처리하는 스텝처리를 행하는 경우에는, 가스도입수단(23)의 토출구가 고정되어서 배설되어 있기 때문에, 각 스텝에 있어서 가스흐름 및 플라즈마 방전의 최적화를 도모할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또, 반응실(21)내의 클리이닝시에도 이온어시스트효과가 한쪽의 전극방향에만 작용해서 다른쪽의 전극방향에는 작용하지 않기 때문에, 반응실내 전체의 클리닝을 신속하게 행할 수 없다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점에 비추어, 스텝처리를 행하는 경우에도 가스의 흐름 및 플라즈마 방전의 최적화를 도모할 수 있고, 또 클리이닝 속도도 높일 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 반응실과 반응실내를 진공배기하는 배기수단과, 반응실내로 가스를 도입하는 가스도입수단과, 반응실내에 서로 대향해서 배설된 1쌍의 전극과, 1쌍의 전극간에 고주파전압을 공급하는 고주파전원을 구비하고, 또한 적어도 한쪽의 전극과 가스도입수단의 가스토출구를 전극이 대향방향으로 이동가능하게 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 배기수단의 흡입구를 전극의 대향방향으로 이동가능하게 구성하는 것이 바람직하다.
또, 1쌍의 전극에 대한 고주파전압의 인가방향을 절환하는 절환수단을 배설하는 동시에 1쌍의 전극을 함께 그 대향방향으로 이동가능하게 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 1쌍의 전극의 적어도 한쪽을 이동가능하게 하고 있으므로 전극간격을 임의로 설정할 수 있고, 스텝처리의 경우에도 각 스텝에서 각각에 최적의 전극간격으로 설정할 수 있고, 또한 그때에 가스도입수단의 가스토출구의 전극에 대한 상대위치도 임의로 조정할 수 있기 때문에 가스흐름 및 플라즈마 방전의 최적화도 도모할 수 있다.
또, 배기수단의 흡입구의 위치도 조정하도록 하면 가스 흐름 및 플라즈마 방전을 한층 더 최적화할 수 있다.
또, 클리이닝시에 고주파전압의 인가방향을 절환하므로서, 이온어시스트효과를 어느 전극방향에 대해서도 작용시킬 수 있고, 또한 또한쪽의 전극의 위치도 조정가능하게 하므로서 고주파전압의 인가방향으로 절환하는데 따라서 반응실에 대한 양전극의 위치조정을 행할 수 있고, 반응실내 전체의 클리이닝을 능률적으로 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 제 1도,제 2도에 의거하여 설명한다.
(1)은 밀폐가능한 반응실로서, 내부공간의 하부에 피가공물 W을 재치 지지하는 하부전극(2)이 접지되어 배설되어 있다. 이 하부전극(2)은, 제 2도에 표시한 바와같이, 특히 복수의 피가공물 W을 재치 지지하는 경우에는 각 피가공물을 균일하게 가공하기 위하여 화살표시와 같이 회전구동가능하게 구성된다. 이 하부전극(2)의 상부에 대향해서 고주파전원(4)로 접속된 상부전극(3)이 승강수단(5)에 의해서 상하이동가능하게 배설되어 있다.
(6)은 반응실(1)내를 진공배기하는 배기수단으로서, 도시한 배기관이 진공밸브, 압력조정밸브를 개재하여 부우스터펌프 및 로우터리핌프에 접속되어 있다. 이 배기수단(6)은 그 흡입구(6a)의 상하위치를 조정할 수 있도록 승강수단(7)에 의해서 상하이동가능하게 배설되어 있다. (8)은 반응실(1)내로 SiH4가스나 NH3가스 등의 반응가스나, 불소계 가스등의 에칭가스를 도입하는 가스도입수단이며, 제 2도에 표시한 바와같이 상단부의 수평분배관부(8b)에 복수의 토출구(8a)가 형성되어 있다. 또. 이 가스도입수단(8)은, 그 토출구(8a)의 상하위치를 조정할 수 있도록 승강수단(9)에 의해서 상하이동가능하게, 또한, 전극(2), (3)간에 균일하게 가스가 공급되도록 도시하지 않은 회전수단에 의해서 화살표시와 같이 그 축심을 중심으로 왕복회전가능하게 구성되어 있다. 또, 반응실(1)내로 돌출하는 배기수단(6) 및 가스도입수단(8)은, 이상방전을 방지하기 위하여 세라믹스등의 절연물에 의해서 구성되어 있다. 또, 각 승강수단(5), (7), (9)는 도시하지 않은 제어장치에 의해서 각 프로세스 조건이 설정되면 그 프로세스 조건에 있어서 가스흐름 및 플라즈마 방전이 최적이 되는 위치에 자동적으로 위치조정되도록 구성되어 있다. 그 때문에, 제어장치에는 사전에 각 프로세스 조건에 따른 각 전극(2), (3) 배기수단(6) 및 가스도입수단(8)의 최적위치가 입력되어 있다.
제 1도에 있어서 (10a), (l0b)는 반응실(1)내로 피가공물 W을 반입하고, 반출하기 위한 게이트이다.
다음에, 동작을 설명하면, 반응실(1)내를 배기수단(6)에 의해서 진공배기하여 소정의 진공도로 하는 동시에 하부전극(2) 위에 피가공물 W를 재치 지지한다. 다음에, 피가공물 W를 스텝처리하는 경우에는, 먼저 제 1의 프로세스 조건에 맞추어서 하부전극(2)과 상부전극(3)간이 소정의 간격이 되도록 승강수단(5)에 의해서 상부전극(3)의 위치를 조정하고, 또한 전극(2), (3)간에서의 가스흐름이 최적의 상태가 되는 위치에 토출구(8a)가 위치하도록 가스도입수단(8)의 위치를 승강수단(9)에 의해서 조정하고, 또 마찬가지로 가스흐름이 최적의 상태가 되는 위치에 흡입구(6a)가 위치하도록 승강수단(7)에 의해서 배기수단(6)의 위치를 조정한다. 그리고 고주파전극(4)에 의해서 상부전극(3)에 고주파전압을 인가하는 동시에, 가스도입수단(8)으로부터 소정량의 반응가스 또는 에칭가스등을 도입하므로서, 전극(2), (3)간에 플라즈마를 발생시키고, 피가공물 W 표면에 플라즈마 기상성장에 의해서 반응가스성분의 퇴적막을 형성하고, 또는 에칭가스에 의해서 피가공물 W 표면의 드라이에칭을 행한다.
다음에 제 2의 프로세스 조건에 맞추어서 전극(2), (3)간의 간격이나 도입하는 반응가스등을 변경해서 마찬가지로 퇴적막의 형성이나 드라이에칭을 행한다. 이때에도 전극(2), (3)간에서의 가스흐름이 최적화되도록 가스도입수단(8) 및 배기수단(6)의 상하위치를 조정한다.
이상과 같이 각 프로세스 조건하에 있어서 각각 가스흐름의 최적화를 도모하므로서 플라즈마 반응의 균일성을 높일 수 있고, 고품질의 가공을 효율적으로 행할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 2실시예를 제 3도에 의해 설명한다. 이 실시예는 CVD법에 의해 막형성한 후의 반응실(1)내의 클리이닝을 단시간으로 행할 수 있게한 것이며, 하부전극(2)과 상부전극(3)의 어느 한쪽을 임의로 선택하여 고주파전원(4)에 접속하는 동시에 다른쪽을 접지하도록, 하부전극(2) 및 상부전극(3)과, 고주파전원(4) 및 접지와의 사이에 전환스위치(11)가 개재 장착되어 있다. 또, 하부전극(2)도 승강수단(12)에 의해서 상하위치를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
이상의 구성에 의하면, 하부,상부전극(2), (3)에 대한 고주파전압의 인가방향을 전환스위치(11)에 의해서 절환하므로서 클리이닝시의 이온어시스트효과를 양전극(2), (3)방향에 대해서 유효하게 작용시킬 수 있고, 또한 하부,상부전극(2), (3)이 함께 이동가능하기 때문에, 그들의 간격을 최적화한 상태에서 이들 전극(2), (3)의 반응실(1) 내면에 대한 상대위치를 클리이닝하는 데에 최적이 되는 위치에 위치조정하고, 그것에 수반하여 가스도입수단(8) 및 배기수단(6)의 위치조정을 행하므로 전극(2), (3) 및 반응실(1)내의 클리이닝을 효율적으로 실시할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 각 승강수단(5), (7), (9), (12)으로서 모우터구동의 이송나사기구를 사용한 예를 표시하였으나, 실린더장치등의 기타수단을 사용하여도 된다.
본 발명에 의하면, 1쌍의 전극의 적어도 한쪽을 이동가능하게 하고 있으므로 전극간격을 임의로 설정할 수 있고, 스텝처리의 경우에도 각 스텝에서 각각에 최적의 전극간격으로 설정할 수 있고, 또한 그때에 가스 도입수단의 가스토출구의 전극에 대한 상대위치도 임의로 조정할 수 있기 때문에 가스흐름 및 플라즈마 방전의 최적화도 도모할 수 있어, 플라즈마 반응의 균일성을 높이고, 품질이 높은 처리를 능률적으로 행할 수 있는 효과를 발휘한다.
또, 배기수단의 흡입구 위치도 조정할 수 있도록 하면 가스흐름 및 플라즈마 방전을 한층 더 최적화할 수 있다.
또, 클리이닝시에 고주파전압의 인가방향을 절환하므로서 이온어시스트효과를 어느 전극방향에 대해서도 작용시킬 수 있고, 또한 또한쪽의 전극위치도 조정가능하게 해서 반응실에 대하여 양전극의 위치조정을 행하므로서 반응실 전체의 클리이닝을 능률적으로 행할 수 있는등 큰 효과를 발휘한다.

Claims (3)

  1. 반응실과, 반응실내를 진공배기하는 배기수단과, 반응실내로 반응가스를 도입하는 가스도입수단과, 반응실내에 서로 대향해서 배설된 1쌍의 전극과, 1쌍의 전극간에 고주파전압을 공급하는 고주파전원을 구비하고, 또한 적어도 한쪽의 전극과 가스도입수단의 가스토출구를 전극의 대향방향으로 이동가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 배기수단의 흡입구를 전극의 대향방향으로 이동가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1쌍의 전극에 대한 고주파전압의 인가방향을 절환하는 절환수단을 배설하는 동시에 1쌍의 전극을 함께 그 대향방향으로 이동가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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