KR100351646B1 - 플라즈마처리장치 - Google Patents

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Abstract

급전봉(42)을 통해 고주파 전원(43)에서 처리실(2)내의 서셉터(5)에 고주파 전력을 공급하고, 상부 전극(21)사이에 플라즈마를 발생시키며, 정전 척(11)상의 웨이퍼 W에 대해서 에칭하는 장치에 있어서, 웨이퍼 W의 외주에 위치하는 포커스링(17)에 실리콘으로 된 측정 전극(18)을 설치한다. 측정 전극(17)에 실리콘으로 된 측정 전극(18)을 설치한다. 측정 전극(18)의 하부는 서셉터(5)와 직접 도통하게 한다. 급전봉(42)에서 인출된 리드선(44)에 RF 필터(45)를 사이에 두고, VDC측정용 전압계(46)를 접속한다. 웨이퍼 W상의 VDC와 일정한 상관 관계를 갖는 VDC레벨이 VDC모니터(46)에서 검출된다

Description

플라즈마 처리 장치
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 피처리체에 대하여 플라즈마를 이용한 처리, 예를 들면 에칭 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 제조 플라즈마에 있어서는, 종래부터 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 칭함)의 표면에 대해 에칭 등의 처리를 행할 경우에 플라즈마가 이용된다. 이 경우에, 웨이퍼상에 발생하는 자기 바이어스 전위(VDC)는 이온 에너지에 크게 영향을 미치기 때문에 이것을 측정하는 것은 프로세스에 있어서 극히 중요하다.
이 VDC를 측정할 때에, 예를 들면 웨이퍼를 기계식 클램프로 유지하는 방식에서는 해당 클램프에 VDC측정용의 단자를 설치할 수 있지만, 폴리이미드 수지 등의 절연 부재로 절연체를 피복하여 이루어진, 소위 정전 척에 의해 웨이퍼를 유지하는 방식에서는 플라즈마중에 전도 물질이 노출되지 않기 때문에, 그와 같은 VDC측정용의 단자를 그대로 이용할 수 없다. 그 때문에, 종래에는 처리실외에서 처리실내의 하부 전극(또는 지지 전극)에 고주파 전력을 공급하는 경로에 적절한 리드선을 접속하고, RF 필터 등을 지나서 VDC측정용의 모니터를 접속하는 구성을 채용하고 있다.
그러나, 하부 전극의 외주 표면은 통상 양극산화 처리가 실시되어 절연되고, 또한 하부 전극의 상면은 상술되어 있는 바와 같이 절연성을 갖는 정전 척이 설치되어 있기 때문에, 그와 같이 고주파 전력의 전력 공급 경로에서 VDC를 그대로 모니터해도 정확한 VDC정보는 얻을 수 없다.
이점에 관해서, 일본 특허 공개 공보 제 94-232088 호에서는 전력 공급 경로와는 완전히 독립적으로 절연된 모니터용의 단자를 피처리체 주변에 배치하고, VDC를 모니터하는 기술이 개시되어 있지만, 하부 전극내에 독립한 모니터용의 신호 선로를 형성할 필요가 있기 때문에, 장치 구성상 복잡하게 되는 문제가 있다. 따라서, 정확한 VDC정보를 얻을 수 있는 간단한 구성의 플라즈마 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래보다 장치 구성을 보다 간소화 할 수 있고, 게다가 정확한 VDC값을 얻을 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고주파 전력에 의해 처리실내에 플라즈마를 발생시키고, 이 처리실내에서 하부 전극상의 피처리체에 대해 처리를 행하는 장치로써, 상기 피처리체주변에 상기 하부 전극과 통전되는 측정 전극이 노출되도록 배치된 플라즈마 처리장치를 제공한다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는 피처리체 주변에 상기 하부 전극과 통전되는 측정 전극이 노출되도록 배치되는 것을 특징으로 하고 있다. 이 경우에, 측정전극을 구성하는 부재의 상면과 하부 전극의 상면이 동일면이 되는 것이 바람직하다.
측정 전극을 피처리체 주변에 배치할 경우에, 예를 들면 이러한 종류의 플라즈마 처리 장치(특히, 에칭 장치)에 있어서 채용되고 있는 포커스-링에 측정 전극을 설치하고, 이 포커스-링의 상면과 측정 전극의 상면을 동일면이 되도록 설정해도 좋다.
측정 전극의 재질로서는 알루미늄, 텅스텐 등의 금속, 실리콘 등의 반도체, SiC 등의 세라믹을 이용할 수 있다. 특히, 플라즈마에 직접 노출되는 것을 고려하면, 오염 방지를 위해서 측정 전극의 재질로서 실리콘과 SiC를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 포커스-링에 설치할 경우에, 포커스-링 자체가, 예를 들면 도체와 반도체로 형성되어 있는 경우에는 인피던스의 부분적 변화에 의한 영향을 막기 위해 포커스-링의 재질과 동일한 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
측정 전극은 피처리체의 주변에 배치되어 있기 때문에, 피처리체 주변의 VDC레벨을 측정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 측정 전극은 하부 전극과 통전되어 있기 때문에, 하부 전극의 전위는 측정 전극의 전위와 동일한 레벨에 있다. 따라서, 하부 전극으로의 전력 공급 경로로부터, 예를 들면 적절한 리드선을 통해 VDC모니터를 접속함으로써 VDC레벨을 측정할 수 있다. 따라서, 하부 전극내에 VDC레벨측정용의 신호 선로를 별도로 형성할 필요가 없고, 전력 공급 회로를 그대로 VDC신호 선로로써 이용할 수 있다.
이 경우에, 측정 전극의 상면은 측정 전극을 구성하는 부재의 상면과 동일면이 되도록 구성되어 있기 때문에, 하부 전극과 대향해서 상부 전극이 배치되어 있어도 이상 방전이 일어날 가능성은 없고, 또한 측정 특성도 양호하다.
또한, 엄밀히 말하자면, 측정 전극은 피처리체상에는 없기 때문에, 측정 전극에 의해 측정되는 VDC값은 피처리체상의 VDC레벨과는 전혀 동일하지 않다. 그러나, 피처리체 주변의 VDC레벨을 실제로 측정하기 때문에, 피처리체상의 VDC레벨과는 일정한 상관 관계가 존재한다. 따라서, 예를 들면 사전에 더미 웨이퍼(dummy wafer) 등을 이용하여 실제의 피처리체상의 VDC레벨과 측정 전극에 의해 측정되는 VDC레벨 사이의 관계를 구해 둠으로써, 측정 전극에 의해 측정된 VDC값에 의해 직접 피처리체상의 실제 VDC레벨을 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 측정 전극이 노출되어 있다는 것은 적어도 플라즈마에 노출되어 이 전극에 VDC가 발생할 수 있는 상태를 의미한다. 또한, 동일면이라고 해서 반드시 완전한 동일면일 필요는 없고, 플라즈마에 노출되고 동시에 이상 방전이 없이 VDC의 발생을 실현할 수 있는 정도의 범위에서 동일면이면 좋다.
이하, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 대해서, 그 실시예인 플라즈마 에칭 장치를 예로써 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
제 1 도는 본 발명에 따른 플라즈마 에칭 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 도면에서 참조 부호(2)는 처리실을 지시한다. 처리실(2)은 양극산화 처리된 알루미늄 등으로 이루어진 기밀 폐쇄 가능한 원통형상의 처리 용기(3)내에 형성된다. 그 처리 용기(3) 자체는 접지되어 있다. 처리실(2)내의 저부에는 세라믹 등의 절연 지지판(4)이 설치되어 있고, 이 절연 지지판(4)의 상부에는 피처리체, 예를 들면 직경 8 인치의 웨이퍼(W)를 탑재하고, 하부 전극을 구성하는 대략 원주형상의 서셉터(5)가 설치되어 있다.
서셉터(5)의 내부에는 대략 환형의 냉매실(6)이 설치되어 있고, 이 냉매실(6)에는 예를 들면 퍼플루오로폴리에테르 등의 온도 조절용의 냉매가 냉매 도입관(7)을 지나 도입 가능하게 되어 있다. 도입된 냉매는 이 냉매실(6)내를 순환하고 냉매 배출관(8)을 통하여 외부로 배출된다. 그 동안 발생하는 냉기는 냉매실(6)에서 서셉터(5)를 지나 웨이퍼(W)로 전달되고, 이 웨이퍼(W)의 처리면을 소망하는 온도까지 냉각한다.
서셉터(5)의 상면 중앙부에는 웨이퍼(W)와 대략 동일한 형상의 정전 척(11)이 설치되어 있다. 이 정전 척(11)은 제 2 도에 도시한 바와 같이 2매의 고분자필름(12), 예를 들면 폴리이미드 필름에 의해 전도층(13), 예를 들면 Cu층이 압착된 구성을 가지고 있고, 이 전도층(13)에 대해 처리 용기(3)의 외부에 설치되어 있는 고전압 직류 전원(14)으로부터, 예를 들면 1.5 kV의 직류 고전압을 인가함으로써, 이 정전 척(11) 상면에 탑재된 웨이퍼(W)를 쿨롱력(Coulomb force)에 의해 그 위치에서 흡착 유지하도록 되어 있다.
정전 척(11)에는 웨이퍼(W)를 승강시키는 리프터핀(도시하지 않음)용 구멍과, 전열 가스 공급 구멍(15)이 동심원상으로 형성되어 있다. 또한, 각 전열 가스공급 구멍(15)에는 전열 가스 공급관(16)이 접속되어 있고, 소정의 압력으로 제어된, 예를 들면 He(헬륨) 가스가 웨이퍼(W) 이면과 정전 척 표면 사이에 형성된 미소 공간에 공급되어, 냉매실(6)에서 웨이퍼(W)로의 전열 효율을 높일 수 있게 되어있다.
서셉터(5)의 상단 주연부에는 정전 척(11)상에 탑재된 웨이퍼(W)를 둘러싸듯이 환형의 포커스-링(17)이 배치되어 있다. 이 포커스-링(17)은 반응성 이온을 끌어당기지 않는 절연성의 재질, 예를 들면 석영으로 된 플라즈마에 의해 발생한 반응성 이온을 그 내측 웨이퍼(W)에만 효과적으로 입사시키도록 구성되어 있다.
포커스-링(17)에는 제 2 도 및 제 3 도에 도시한 바와 같이 측정 전극(18)이 수직 방향으로 관통되어 있고, 그 측정 전극(18)의 대략 하부 절반은 서셉터(5)에 나사 체결되어 있다. 측정 전극(18)은 예를 들면, 실리콘 등의 반도체로 이루어져 있고, 나사 체결에 의해 서셉터(5)와 통전하고 있다. 또한, 측정 전극(18)의 상면은 포커스-링(17)의 상면과 거의 동일면이 되도록 설정되어 있다.
측정 전극(18)의 크기는 그 직경(φ )이 5mm 내지 15mm 정도이다. 또한, 측정 전극(18)의 배치 위치는 웨이퍼(W)의 외주에서 약 5mm 내지 15mm[제 2 도에서 참조 부호(L)로 지시됨] 정도 떨어진 위치가 되도록 설정되어 있다.
서셉터(5)의 상부 방향에는 서셉터(5)와 평행하게 대향하고, 그로부터 약 15mm 내지 20mm 정도 이격시킨 위치에 상부 전극(21)이 처리 용기(3)의 상부 내벽에 고착되어 있으며, 처리 용기(3)와 통전하여 접지되어 있다. 이 상부 전극(21)은 서셉터(5)와 대향하는 면에 다수의 확산 구멍(22)을 갖는, 예를 들면 SiC 및 비정질 카본으로 이루어진 전극판(23)을 가지고 있고, 상부 전극(21)의 내부는 중공 구조로 되어 있다.
상부 전극(21)의 중앙에는 가스 도입구(24)가 설치되어 있고, 또한 가스 도입구(24)에는 밸브(25)를 지나 가스 도입관(26)이 접속되어 있다. 이 가스 도입관(26)에는 매스-플로우 제어기(27)를 지나 소정의 에칭 반응 가스, 예를 들면 CF4가스를 공급하는 처리 가스 공급원(28)이 접속되어 있다. 따라서, 처리 가스 공급원(28)의 CF4가스는 가스 도입구(24) 및 상부 전극(21)의 중공부를 통하여 확산 구멍(22)에서 웨이퍼(W)를 향하여 균일하게 토출되도록 되어 있다.
처리 용기(3)의 측벽 하부 방향에는 배기구(31)가 설치되어 있고, 더욱이 이배기구(31)에는 터보 분자 펌프 등의 진공 조성 수단(32)으로 통하는 배기관(33)이 접속되어 있으며, 진공 조성 수단(32)의 작동에 의해, 처리 용기(3) 내부는 소정의 감압 분위기, 예를 들면 1mTorr 내지 200mTorr 까지의 임의 압력으로 진공을 조성할 수 있도록 구성되어 있다.
배기구(31)보다도 상부 방향에서, 동시에 포커스-링(17) 보다도 하부 방향의 위치에 있어서, 서셉터(5)의 외주에는 환형의 배플판(34)(baffle plate)이 설치되어 있다. 배플판(34)에는 다수의 침투 구멍이 형성되어 있고, 진공 조성과 가스배기는 이 배플판(34)에 의해 서셉터(5)의 외주에서 균일하게 이루어지는 구성으로되어 있다.
에칭 장치(1)의 처리 용기(3)내에 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전력이 인가되는 구성은 하기와 같이 되어 있다. 즉, 하부 전극을 구성하는 서셉터(5)에는 정합기(41), 전력 공급 로드(42)를 지나 고주파 전원(43)으로부터, 예를 들면 주파수가 13.56 MHz의 전력이 공급되도록 구성되고, 이것에 의해 접지된 상부 전극(21) 사이에서 플라즈마가 발생하는 것이다.
더욱이, 고주파 전력의 공급 경로가 되는 전력 공급 로드(42)에 있어서, 정합기(41)의 근방에는 리드선(44)이 인출되고, RF 필터(45)를 지나 전력 공급 로드(42)에 VDC측정용 전압계(46)가 접속되어 있다. 또한, 이들 리드선(44), RF 필터(45) 및 VDC측정용 전압계(46)는 정합기(41)에 내장할 수도 있다. 또한, 측정 전극(18)은 제어 수단(47)에 전기적으로 접속되어 있고, 더욱이 제어 수단(47)은 고주파 전원(43)에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 수단(47)에는 미리 구해진 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과 웨이퍼(W) 주변의 VDC사이의 일정한 상관 관계의 정보가 입력되어 있다. 따라서, 제어 수단(47)은 측정 전극(18)에서 측정된 VDC실측값의 정보에 근거하여 웨이퍼(W)상의 VDC레벨을 산출하고, 적절한 고주파 전원(43)의 전력 공급량을 제어하게 되어 있다.
더욱이, 에칭 장치(1)에는 게이트 밸브(51)를 거쳐 로드로크실(52)이 인접하고 있다. 로드로크실(52)(loadlock chamber)내에 설치된 반송 아암 등의 반송수단(53)에 의해 피처리체인 웨이퍼(W)는 처리 용기(3)와 로드로크실(52) 사이에 반송되도록 되어 있다.
본 실시예에 따른 에칭 장치(1)는 상기와 같이 구성되어 있으며, 이하 예를들면 에칭 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(W)상의 실리콘 산화막(SiO2)의 에칭을 실시하는 경우에 대하여 설명한다.
우선, 피처리체인 웨이퍼(W)는 게이트 밸브(51)가 개방된 후에, 반송 수단(53)에 의해 로드로크실(52)에서 처리 용기(3)내로 반입되어 정전 척(11)상에 탑재된다. 그리고, 고전압 직류 전원(14)의 인가에 의해 웨이퍼(W)는 정전 척(11)상에 흡착 유지된다. 그 후에, 반송 수단(53)이 로드로크실(52)내로 후퇴한 후에, 처리용기(3) 내부는 진공 조성 수단(32)에 의해 진공이 조성된다.
다른 한편, 밸브(25)가 개방되어 매스-플로우 제어기(27)에 의해 그 유량이 조절되면서도, 처리 가스 공급원(28)에서 CF4 가스가 가스 도입관(26), 가스 도입구(24)를 통하여 상부 전극(21)의 중공부로 도입되고, 게다가 전극판(23)의 확산 구멍(22)을 통하여 이 CF4가스는 제 1 도의 화살표로 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)에 대해 균일하게 토출된다.
처리 용기(3)내의 압력이, 예를 들면 50 mTorr로 설정 및 유지된 후에, 고주파 전원(43)에서 서셉터(5)에 대해서, 주파수 13.56 MHz의 고주파 전력이 공급되면, 상부 전극(21)과 서셉터(5) 사이에 플라즈마가 발생하고, 처리 용기(3)내에 도입된 CF4 가스를 해리시켜 생성된 라디칼 성분에 의해 웨이퍼(W) 표면의 실리콘 산화막(SiC2)이 에칭된다.
이 경우에, 포커스-링(17)에 설치된 측정 전극(18)에도 VDC가 발생하지만, 이 측정 전극(18)은 서셉터(5)와 도통하고 있기 때문에 이 VDC는 전력 공급 로드(42)를 지나 VDC측정용 전압계(46)에 의해 측정된다. 이 VDC측정용 전압계(46)에 의해 측정되는 VDC값은 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과는 전혀 동일하지 않지만, 웨이퍼(W) 주변의 플라즈마중의 실측값이기 때문에, 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과는 일정한 상관 관계가 인정된다. 따라서, 예를 들면 사전에 더미 웨이퍼 등을 이용하여 실제의 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과 측정 전극(18)에 의해 측정되는 VDC레벨 사이의 관계를 사전에 구해 둠으로써, 측정 전극(18)에 의해 측정된 VDC 값에 의해 직접 웨이퍼(W)상의 실제 VDC레벨을 정확히 알 수 있다.
만약 웨이퍼(W)상의 VDC레벨이 처리 레시피(recipe) 값과 다른 경우에는, 적절한 제어 장치에 의해 고주파 전원(43)을 제어하고 자동적으로 소정의 VDC레벨을 유지하게 됨으로써 항상 소기의 에칭을 실시할 수 있고, 양품률을 향상시킬 수 있다.
또한, 측정 전극(18)의 상면은 그것이 설치되어 있는 포커스-링(17)의 상면과 거의 동일면으로 되어 있기 때문에 이상 방전의 위험이 없고, 게다가 양호한 특성의 VDC측정 작업을 실시할 수 있다. 즉, 만약 측정 전극(18)의 상면이포커스-링(17)의 상면보다도 돌출되어 있으면, 돌출 부분의 전계가 다른 부분과 크게 상이하기 때문에 돌출 부분에서 방전이 일어나기 쉬워지고, 또한 역으로 측정 전극(18)의 상면이 포커스-링(17)내에 함몰되어 있으면 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과는 일정한 상관 관계가 성립되기 어려워진다. 이러한 점에서, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 측정 전극(18)의 상면은 포커스-링(17)의 상면과 거의 동일면이기 때문에, 이상방전의 위험이 없고, 또한 VDC의 측정 특성도 양호하다.
VDC를 측정할 때의 신호는 서셉터(5) 및 전력 공급 로드(42)를 통해 얻어지기 때문에, 서셉터(5)내에 독립한 전용의 신호 선로의 형성은 불필요하다. 따라서, 서셉터(5)와 절연 지지판(4) 주위의 구조가 복잡화되는 일이 없다.
본 실시예에서, 포커스-링(17)은 절연성을 갖고 있지만, 전도성을 갖는 포커스-링에 측정 전극을 설치할 수도 있다. 즉, 제 4 도에 도시한 바와 같이 정전 척(11)의 외주에 전도성을 갖는 재질, 예를 들면 실리콘으로 제조된 내측 포커스-링(71)과, 이 내측 포커스-링(71)의 외주에 보다 절연성을 지닌 재질, 예를 들면 석영으로 제조된 외측 포커스-링(72)을 설치하는 구성으로 웨이퍼(W) 주변부의 에칭율의 균일화를 꾀해도 좋다. 이 경우에는 내측 포커스-링(71)과 동일한 재질로 제조된 측정 전극(73)을 내측 포커스-링(71)에 삽입시켜 그 하단부를 서셉터(5)에 나사 체결하는 구성으로 하면 좋다. 이러한 구성에 의해, 웨이퍼(W)상의 VDC레벨과 일정한 상관 관계를 갖는 VDC레벨을 측정할 수 있다. 또한, 내측 포커스-링을 절연성으로 하고 외측 포커스-링을 전도성으로 하여 외측 포커스-링에 측정 전극을 설치해도 좋다.
제 5 도에 도시한 바와 같이, 정전 척(81)의 상면을 웨이퍼의 외주 형상과 합치된 형상으로 하고, 정전 척(81)의 외주에 설치한 포커스-링(82)에 웨이퍼의 외주 형상과 거의 동일한 형상의 구멍부를 설치하며, 포커스-링(82)의 높이를 웨이퍼의 두께와 거의 동일하게 설정한 서셉터(83)도 제안되고 있다. 이 경우에, 포커스-링(82)의 내부는 아주 동그랗지는 않고, 웨이퍼의 배향 플랫에 대응한 현부(82a)(string portion)가 내부의 일부에 형성된 형상으로 되어 있으며, 웨이퍼는 포커스-링(82)에 의해 형성된 오목부내에 끼워맞춤된 상태로 유지되게 되어 있다.
이 경우에는 제 6 도에 도시한 바와 같이 현부(82a)에 대응하는 통형 위치에 근접하여 측정 전극(18)을 설치하면 좋다. 이와 같이 함으로써, 측정 전극(18)의 위치는 웨이퍼(W)의 반경으로 형성되는 원형 영역 내부에 위치함으로써 보다 실제의 웨이퍼(W)상의 VDC레벨에 근접한 값의 VDC를 측정하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예에 있어서는 실리콘의 반도체 웨이퍼 표면의 실리콘 산화막(SiO2)을 에칭하는 프로세스를 실시하는 장치에 대하여 설명하고 있지만, 이것에 제한되지 않고 본 발명의 장치는 폴리실리콘 막과 텅스텐 막 등을 에칭하는 경우에도 대단히 유효하다.
또한, 본 실시예는 에칭 장치로 구체화된 실시예이지만, 본 발명은 그것에제한되지 않고, 다른 플라즈마 처리 장치, 예를 들면 에싱 장치(ashing apparatus), CVD 장치, 스퍼터링 장치 등에도 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하부 전극으로의 전력 공급 경로를 그대로 VDC레벨 측정용의 신호 선로로써 이용할 수 있기 때문에, 장치 구성을 간소화 할 수 있다. 게다가, 측정 전극에 의해 측정된 VDC값은 피처리체상의 실제 VDC레벨과 일정한 상관관계가 있는 값이기 때문에, 대단히 정확한 피처리체상의 VDC레벨을 검출할 수 있다. 또한, 측정 전극을 설치함으로써 이상 방전의 위험성도 없고, 측정 특성도 한층 양호하게 된다.
제 1 도는 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 일 실시예로서, 플라즈마 에칭 장치의 구성을 설명하는 개략적인 도면,
제 2 도는 제 1 도의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 측정 전극 근방을 도시하는 확대 단면도,
제 3 도는 제 1 도의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 정전 척(electrostatic chuck) 및 포커스-링을 도시하는 평면도,
제 4 도는 전도성을 갖는 내측 포커스-링에 측정 전극을 설치한 형태를 도시하는 확대 단면도,
제 5 도는 내부가 웨이퍼에 대응하는 형상을 갖는 포커스-링에 측정 전극을 설치한 형태를 도시하는 사시도,
제 6 도는 내부가 웨이퍼에 대응하는 형상을 갖는 포커스-링에 측정 전극을 설치한 형태를 도시하는 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 플라즈마 에칭 장치 2 : 처리실
3 : 처리 용기 4 : 절연 지지판
5 : 서셉터 6 : 냉매실
7 : 냉매 도입관 8 : 냉매 배출관
11 : 정전 척 12 : 필름
17 : 포커스-링 18 : 측정 전극

Claims (12)

  1. 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    처리실과,
    상기 처리실내에서 처리될 피처리체를 지지하기 위한 지지 전극과,
    상기 처리실내에 플라즈마를 발생시키도록 상기 지지 전극에 고주파 전력을 공급하기 위해 상기 지지 전극에 전기적으로 접속된 고주파 전원과,
    상기 지지 전극에 의해 지지되는 상기 피처리체 주변에 제공되고 상기 플라즈마에 노출되고, 자기 바이어스 전위를 측정하는 측정 전극과,
    상기 지지 전극에 상기 측정 전극을 전기적으로 접속하기 위한 접속 수단과,
    상기 지지 전극에 전기적으로 접속되며, 상기 고주파 전력의 고주파 요소를 제거함으로써 상기 측정 전극에 의해 측정된 상기 자기 바이어스 전위를 산출하기 위한 산출 수단을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 수단은 상기 지지 전극에 상기 측정 전극을 기계적 및 전기적으로 접속하기 위한 나사 체결부를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 전극은 상기 플라즈마에 노출된 단부 상면을 구비하고, 상기 지지전극은 상기 피처리체가 그 위에 탑재된 상면을 구비하며, 상기 측정 전극의 상기 단부 상면은 상기 지지 전극의 상기 상면과 동일면으로 배치되는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 전극은 그 위의 상기 피처리체를 지지하기 위한 정전 척과, 상기 지지 전극상에 장착되고, 상기 정전 척에 의해 지지되는 상기 피처리체를 감싸는 포커스-링과, 상기 정전 척에 전력을 공급하기 위한 전원을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출 수단은 상기 측정 전극에 의해 측정된 상기 자기 바이어스 전위에 근거하여 상기 고주파 전력에 의해 공급되는 고주파 전력량을 제어하기 위해 상기 고주파 전원에 전기적으로 접속된 제어 수단을 포함하는플라즈마 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정 전극이 상기 포커스-링에 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 포커스-링은 제 1 포커스-링과, 상기 제 1 포커스-링의 외측에 제공된제 2 포커스-링을 포함하며, 상기 제 1 포커스-링은 전도성을 가지고, 상기 제 2 포커스-링은 절연성을 가지며, 상기 제 1 포커스-링에 상기 측정 전극이 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 포커스-링은 제 1 포커스-링과, 상기 제 1 포커스-링의 외측에 제공된 제 2 포커스-링을 포함하며, 상기 제 1 포커스-링은 절연성을 가지고, 상기 제 2 포커스-링은 전도성을 가지며, 상기 제 2 포커스-링에 상기 측정 전극이 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 포커스-링은 상기 피처리체의 형상과 동일한 형상을 갖는 오목부를 가지고, 상기 포커스-링의 두께는 상기 피처리체의 두께와 동일한 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 피처리체는 배향 플랫을 갖는 반도체 웨이퍼이고, 상기 측정 전극은 상기 배향 플랫의 근방에 제공되는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 정전 척과 상기 피처리체 사이의 공간에 전열 가스를 공급하기 위한 구멍이 상기 지지 전극에 형성되는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전 척과 상기 피처리체 사이의 공간에 전열 가스를 공급하기 위한 전열 가스 공급 수단을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치.
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