KR100452920B1

KR100452920B1 - Inductive coupled plasma etching apparatus

Info

Publication number: KR100452920B1
Application number: KR10-2002-0042617A
Authority: KR
Inventors: 이승배
Original assignee: 한국디엔에스 주식회사
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-10-14
Also published as: KR20040008882A

Abstract

본 발명은 플라즈마 식각 장치와 같은 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마 장치는 기준전위의 금속벽을 갖는 공정 챔버와, 반응가스와 반응하여 플라즈마를 생성하도록 공정 챔버의 내부 공간으로 고주파 에너지를 제공하는 플라즈마 발생부와, 플라즈마 발생부의 고주파 에너지가 공정 챔버를 통과할 수 있도록 공정 챔버 상단에 설치되는 절연 윈도우 및 공정 챔버 내부에 설치되는 그리고 상기 고주파 에너지가 통과하는 통로상에 위치한 패러데이 쉴드를 갖는다. 상기 패러데이 쉴드는 옥사이드 식각에서 필요한 F-라디칼의 스카벤저(Scavenger)역할을 수행할 수 있도록 Si 재질로 이루어진다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus using plasma, such as a plasma etching apparatus. The plasma apparatus of the present invention includes a process chamber having a metal wall of a reference potential, a plasma generator for providing high frequency energy to an internal space of the process chamber to react with a reaction gas to generate a plasma, and the high frequency energy of the plasma generator is a process chamber. It has an insulating window installed on top of the process chamber to pass through and a Faraday shield installed inside the process chamber and located on the passage through which the high frequency energy passes. The Faraday shield is made of Si so as to perform the scavenger role of F-radical required in oxide etching.

Description

유도결합형 플라즈마 에칭 장치{INDUCTIVE COUPLED PLASMA ETCHING APPARATUS}Inductively Coupled Plasma Etching Equipment {INDUCTIVE COUPLED PLASMA ETCHING APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 식각 장치와 같은 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus using plasma, such as a plasma etching apparatus.

플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치는 플램 등의 미국 특허 등록 제4,918,031호에 개시된 바와 같이, 에칭에 의해 기판 상부로부터 물질을 제거하는데 사용된다. 플라즈마 식각 장치는 기판으로부터 산화물, 알루미늄, 폴리실리콘 및 실리사이드를 포함하는 다른 물질들을 제거하는데 사용되어 질 수 있다.A semiconductor manufacturing apparatus using plasma is used to remove material from the top of a substrate by etching, as disclosed in U.S. Patent No. 4,918,031 to Flam et al. Plasma etching apparatus can be used to remove other materials including oxides, aluminum, polysilicon and silicides from the substrate.

최근에는 코일에 RF 전력을 인가하여 유도된 전장을 이용하는 유도결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma;ICP) 장치가 식각 공정용으로 많이 사용되고 있다.Recently, an inductive coupled plasma (ICP) device using an electric field induced by applying RF power to a coil has been widely used for an etching process.

통상의 ICP 방식의 플라즈마 식각 장치는 플라즈마 소스의 전자파가 통과할 수 있는 윈도우를 구비하고 있다. 그런데, 상기 유리 또는 알루미늄으로 이루어진 윈도우는 식각 공정을 진행할 때 스퍼터링으로 인하여 그 표면에 산소 원자 또는 폴리머성 라디칼(Radical) 등이 흡착된다. 이렇게 윈도우에 흡착된 물질들은 웨이퍼를 오염시키는 원인으로 작용된다.Conventional ICP type plasma etching apparatus has a window through which electromagnetic waves of the plasma source can pass. However, the window made of glass or aluminum adsorbs oxygen atoms, polymeric radicals, etc. on its surface due to sputtering during the etching process. The substances adsorbed on the window act as a cause of contamination of the wafer.

이러한, 스퍼터링 현상을 최소화하기 위하여, 상기 윈도우와 코일 사이에 금속재질의 패러데이 쉴드를 배치하여 사용하고 있다.In order to minimize the sputtering phenomenon, a Faraday shield made of metal is disposed between the window and the coil.

상기 ICP 방식의 플라즈마 식각 장치에서는 옥사이드 식각 공정을 위해 사불화탄소(CF4)를 비롯한 여러 가지 불화탄소류(예를 들어, CHF3,C2F6, C4F8 등)을 사용하며, 응용분야에 따라 이 기체들끼리 적당히 섞어 사용하기도 한다. 상기 플라즈마 식각 장치에서는 이러한 불화탄소 계열의 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시킬 때, 플라즈마의 과도한 해리(dissociation)로 인해 F(불소원자) 라디칼(Radical)들이 과도하게 생성된다. 이렇게 생성된 F 라디칼들은 다른 입자와 결합, 반응하려는 성질이 매우 강하기 때문에 공정에 좋지 않은 영향을 주게 된다.In the ICP plasma etching apparatus, various fluorocarbons (eg, CHF3, C2F6, C4F8, etc.) including carbon tetrafluoride (CF4) are used for the oxide etching process. Sometimes used mixed. In the plasma etching apparatus, when the plasma is generated using such a fluorocarbon-based gas, excessive F (fluorine atom) radicals are generated due to excessive dissociation of the plasma. The F radicals thus produced have a very strong property of binding and reacting with other particles, thus adversely affecting the process.

다시 말해, ICP 방식의 플라즈마 식각 장치에서 최대 문제점(특히, 옥사이드 식각 공정)은 CxFy 계열의 가스들의 과도한 해리로 인하여 다량의 F 라디칼이 발생한다는 것이다. 이 F 라디칼이 과도하게 생성될 경우 공정에 다음과 같은 영향을 주게 된다. 첫째, 옥사이드 식각 공정에서 PR 선택비가 낮아지낟. 예컨대, F 라디칼과 SiO2와의 반응에서 생성된 Oxygen 성분이 PR과 반응하여 PR이 제거되기 때문이다. 둘번째로, SiO2의 하부 막질인 Si의 선택비가 낮아진다. 예컨대, F 라디칼과 Si의 반응으로 SiF4가 형성됨에 따라서 하부 막질인 Si(POLY)의 선택비가 낮아지게 된다.In other words, the biggest problem (particularly, oxide etching process) in an ICP plasma etching apparatus is that a large amount of F radicals are generated due to excessive dissociation of CxFy-based gases. Excessive generation of this F radical has the following effects on the process: First, the PR selectivity is lowered in the oxide etching process. This is because, for example, the Oxygen component generated in the reaction between the F radical and SiO 2 reacts with PR to remove the PR. Secondly, the selectivity of Si, which is the lower film quality of SiO2, is lowered. For example, as the SiF4 is formed by the reaction of the F radical and Si, the selectivity of Si (POLY), which is a lower film quality, is lowered.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발한 것으로서, PR 선택비를 증가시킬 수 있고, 균일도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been developed to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus capable of increasing the PR selectivity and improving the uniformity.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치의 개략적인 구성도;1 is a schematic structural diagram of a plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 패러데이 쉴드의 평면도이다.FIG. 2 is a plan view of the Faraday shield shown in FIG. 1.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing

110 : 공정 챔버110: process chamber

112 : 윈도우112: windows

114 : 금속벽114: metal wall

116 : 금속 베이스116: metal base

120 : 서셉터120: susceptor

122 : RF 바이어스 소스122: RF bias source

130 : 진공 펌프130: vacuum pump

140 : 가스 소스140: gas source

150 : 코일150: coil

152 : RF 소스152: RF Source

160 : 패러데이 쉴드160: Faraday Shield

162 : 슬롯162: slot

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치는 기준전위의 금속벽을 갖는 공정 챔버와; 반응가스와 반응하여 플라즈마를 생성하도록 상기 공정 챔버의 내부 공간으로 고주파 에너지를 제공하는 플라즈마 발생부와; 상기 플라즈마 발생부의 고주파 에너지가 상기 공정 챔버를 통과할 수 있도록 상기 공정 챔버 상단에 설치되는 절연 윈도우 및; 상기 공정 챔버 내부에 설치되는 그리고 상기 고주파 에너지가 통과하는 통로상에 위치한 패러데이 쉴드를 갖는다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a semiconductor manufacturing apparatus using a plasma of the present invention comprises a process chamber having a metal wall of the reference potential; A plasma generator for supplying high frequency energy to an interior space of the process chamber to react with a reaction gas to generate a plasma; An insulating window provided at an upper end of the process chamber so that high-frequency energy of the plasma generator can pass through the process chamber; It has a Faraday shield installed inside the process chamber and located on a passage through which the high frequency energy passes.

이와 같은 본 발명에서 상기 패러데이 쉴드는 상기 절연 윈도우와 접하게 설치된다.In the present invention, the Faraday shield is installed in contact with the insulating window.

이와 같은 본 발명에서 상기 장치는 상기 공정 챔버 내부에 옥사이드 식각을 위한 불화탄소 계열의 가스를 선택적으로 공급하는 가스 소스를 더 포함하며, 상기 패러데이 쉴드는 옥사이드 식각에서 필요한 라디칼의 스카벤저(Scavenger)역할을 수행할 수 있는 재질로 이루어진다.In the present invention, the apparatus further includes a gas source for selectively supplying a fluorocarbon-based gas for the oxide etching inside the process chamber, the Faraday shield serves as a scavenger of radicals required in the oxide etching. It is made of a material that can perform.

이와 같은 본 발명에서 상기 장치는 상기 공정 챔버 내부에 옥사이드 식각을 위한 불화탄소 계열의 가스를 선택적으로 공급하는 가스 소스를 더 포함하며, 상기 패러데이 쉴드는 옥사이드 식각에서 필요한 F-라디칼의 스카벤저(Scavenger)역할을 수행할 수 있도록 Si 재질로 이루어진다.In the present invention, the apparatus further includes a gas source for selectively supplying a fluorocarbon-based gas for the oxide etching inside the process chamber, the Faraday shield is a scavenger of F-radical required in the oxide etching It is made of Si material to perform the role.

이와 같은 본 발명에서 상기 패러데이 쉴드는 상기 플라즈마 발생부로부터 발생되는 자기장을 통과시키는 하나 이상의 슬롯을 갖는다. 이 슬롯들은 방사상으로 배치된다. 상기 방사상의 슬롯들은 상기 패러데이 쉴드의 외주로부터 거의 중심 부분까지 연장되어 형성된다.In the present invention, the Faraday shield has one or more slots through which the magnetic field generated from the plasma generator passes. These slots are arranged radially. The radial slots are formed extending from the outer periphery of the Faraday shield to an almost central portion.

이와 같은 본 발명에서 상기 장치는 상기 절연 윈도우와 대향하는 상기 챔버 내에 설치되는 그리고 기판이 놓여지는 서셉터를 더 포함한다.In this invention, the device further comprises a susceptor installed in the chamber opposite the insulating window and on which the substrate is placed.

이와 같은 본 발명에서 상기 플라즈마 발생부는 상기 공정 챔버의 외부에 배치되고, 상기 절연 윈도우에 근접되는 코일과, 상기 코일에 RF 파워를 공급하기 위한 소정 주파수를 가지는 RF 소스를 갖는다. 상기 코일은 상기 절연 윈도우와 상기 패러데이 쉴드를 통해 플라즈마에 커플링되는 RF 필드를 유도한다.In the present invention, the plasma generation unit is disposed outside the process chamber, and has a coil adjacent to the insulating window and an RF source having a predetermined frequency for supplying RF power to the coil. The coil induces an RF field coupled to the plasma through the insulating window and the Faraday shield.

이와 같은 본 발명에서 상기 장치는 RF 바이어스 소스를 더 포함하고, 상기 RF 바이어스 소스는 매칭 네트워크를 통해 RF 바이어스 전압을 상기 서셉터로 인가한다.In the present invention, the apparatus further includes an RF bias source, and the RF bias source applies an RF bias voltage to the susceptor through a matching network.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 2를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 2. In the drawings, the same reference numerals are given to components that perform the same function.

도 1에는 본 발명에 의한 유도결합형 플라즈마 에칭장치를 개략적으로 도시하고 있다.Figure 1 schematically shows an inductively coupled plasma etching apparatus according to the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 이 플라즈마 에칭장치(100)는, 소정의 진공도로 유지 가능한 원통형의 공정 챔버(110)를 갖는다. 상기 공정 챔버(110)는 전자기장에 투명한 유전체(통상 석영) 윈도우(112)로 형성된 루프(roof)뿐만 아니라 금속 측벽(114)과 금속 베이스(116)를 구비한다. 상기 금속벽(114) 및 금속 베이스(116)는 접지되어 있다. 즉 기준전위에 있다.As shown in FIG. 1, this plasma etching apparatus 100 has a cylindrical process chamber 110 that can be maintained at a predetermined vacuum degree. The process chamber 110 has a metal sidewall 114 and a metal base 116 as well as a loop formed from a dielectric (usually quartz) window 112 transparent to electromagnetic fields. The metal wall 114 and the metal base 116 are grounded. That is, at the reference potential.

가공물(w)은 윈도우(112)에 대향하는, 베이스(116)에 가까운 챔버(110)내에서 서셉터(120)에 놓여진다. 바람직하게 R.F. 바이어스 소스(122)는 매칭 네트워크(124)를 통해 r.f.바이어스 전압을 상기 서셉터(120)로 인가하며, 이에 의해 가공물(w)은 R.F. 바이어스 소스(122)의 전압에 효과적으로 바이어스되므로, 진공챔버(110)내의 전하 입자들은 가공물(w)쪽으로 끌어 당겨진다.Workpiece w is placed in susceptor 120 in chamber 110 close to base 116, opposite window 112. Preferably R.F. The bias source 122 applies an r.f. bias voltage to the susceptor 120 through the matching network 124, whereby the workpiece w is applied to the R.F. Since effectively biased to the voltage of the bias source 122, the charge particles in the vacuum chamber 110 are attracted toward the workpiece w.

여기서, 기공물은 포토레티클(reticlo: 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판이나 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등의 표시 패널 기판, 하드 디스크용 기판, 반도체 장치 등의 전자 디바이스용 기판 등을 뜻한다.Here, the pore means a substrate for a photo reticle, a display panel substrate such as a substrate for a liquid crystal display panel or a substrate for a plasma display panel, a substrate for an electronic device such as a hard disk, a semiconductor device, or the like. .

진공 펌프(130)는 라인(132)에 의해 상기 공정 챔버(110)와 연결된다. 상기 진공 펌프(130)는 공정 챔버(110)의 내부를 밀리토르 범위에서 적절한 저압을 유지하도록 배기한다.The vacuum pump 130 is connected to the process chamber 110 by line 132. The vacuum pump 130 exhausts the interior of the process chamber 110 to maintain an appropriate low pressure in the millitorr range.

가스 소스(140)는 라인(142)내에서 밸브(144)를 거쳐 상기 공정 챔버(110)의 내부에 반응 가스를 선택적으로 공급한다. 상기 가스 소스(140)로부터 제공되는반응 가스에는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등과같이 화학적 활성이 없는 불활성 기체로부터, 사불화탄소(CF4)를 비롯한 여러 가지 불화탄소 계열들의 가스들이 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 옥사이드 식각(oxide etching)을 위해 불화탄소 계열의 가스가 이용된다.The gas source 140 selectively supplies the reaction gas into the process chamber 110 through the valve 144 in the line 142. Reaction gas provided from the gas source 140 includes a gas of various carbon fluoride series including carbon tetrafluoride (CF4) from an inert gas having no chemical activity such as helium (He), neon (Ne), argon (Ar), etc. Can be used. In this embodiment, a carbon fluoride-based gas is used for oxide etching.

코일(150)은 상기 공정 챔버(110) 상단의 윈도우(112)의 외부면으로부터 떨어져 그 위에 장착된다. 상기 코일(150)은 챔버(110)의 내부의 가스를 플라즈마로 여기(勵起;excited)시킨다. 상기 코일(150)은 가공물(w)의 외형 및 치수에 일반적으로 일치하는 외형 및 치수를 갖는다. 바람직하게 소정 주파수를 가지는 R.f.소스(152)는 매칭 네트워크(154)를 거쳐 코일(150)에 파워를 공급한다.Coil 150 is mounted away from the outer surface of window 112 at the top of the process chamber 110. The coil 150 excites the gas inside the chamber 110 with plasma. The coil 150 has an outline and dimensions that generally match the outline and dimensions of the workpiece w. Preferably, the R.f. source 152 having a predetermined frequency powers the coil 150 via the matching network 154.

상기 코일(150)은 상기 R.f 소스(152)로부터의 r.f.파워에 응답하여 윈도우(112)를 거쳐 챔버(110)의 내부로 에너지(전기장 및 자기장)를 공급하며, 챔버(110)내의 이온화가능한 입자들을 플라즈마로 여기시킨다. 상기 코일(150)은 원형으로 감긴 바람직하게 나선이거나 또는 방사상으로 그리고 원주방향으로 연장되어 서로에 대해 직각인 인접 세그먼트에 의해 한정된 권선을 가진 '사각' 나선으로 구성될 수 있다. 다양한 코일의 구조들은 당 분야의 기술자에게 일반적으로 알려져 있으므로, 추가의 설명은 생략한다.The coil 150 supplies energy (electric and magnetic fields) into the chamber 110 through the window 112 in response to the rf power from the Rf source 152, and ionizable particles in the chamber 110. Excitation to the plasma. The coil 150 may be configured as a 'spiral' spiral with a winding, preferably spirally wound in a circle or extending radially and circumferentially and defined by adjacent segments perpendicular to each other. The structures of the various coils are generally known to those skilled in the art, so further description is omitted.

한편, 패러데이 쉴드(160)는 상기 공정 챔버(110) 내부인 상기 윈도우(112) 바로 아래에 인접하게 설치된다. 상기 패러데이 쉴드(160)는 불화탄소 계열의 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시킬 때, 과도한 해리로 인해 형성되는 F 라디칼들을 제거하기 위한 목적과, 기존의 전기적인 쉴드 작용을 위해 설치된다. 바람직하게,상기 패러데이 쉴드(160)는 F(불소원자)의 스카벤저(Scavenger)의 역할을 수행할 수 있도록 Si 재질로 이루어진다. 예컨대, 상기 패러데이 쉴드는 SiC 재질로 이루어질 수 있다. 상기 패러데이 쉴드에ㅡㄴ 전기적인 그라운드가 연결되는 것이 바람직하지만, 챔버내에 플라즈마 발생을 용이하게 하기 위하여 RF를 인가할 수도 있음은 물론이다.On the other hand, the Faraday shield 160 is installed adjacent immediately below the window 112 inside the process chamber 110. The Faraday shield 160 is installed for the purpose of removing F radicals formed due to excessive dissociation when generating plasma using a fluorocarbon-based gas, and for existing electrical shielding. Preferably, the Faraday shield 160 is made of a Si material to serve as a scavenger of F (fluorine atom). For example, the Faraday shield may be made of SiC material. It is preferable that an electrical ground is connected to the Faraday shield, but of course, RF may be applied to facilitate plasma generation in the chamber.

도2는 상기 패러데이 쉴드(160)의 바람직한 구성을 도시한 평면도이다. 상기 패러데이 쉴드(160)는 대체로 원형인 원주를 가지며, 방사상 슬롯(162)들을 가진다. 상기 방사상 슬롯(162)들은 쉴드의 외주로부터 거의 중심 부분까지 연장되어 있다. 상기 방사상 슬롯(162)들은 균일하게 간격을 두고 있다. 상기 패러데이 쉴드(160)는 상기 공정 챔버내에서 상기 코일(150)로부터 플라즈마로 전자기장을 전달할 수 있도록 하는 다른 적절한 구성을 가질 수도 있다.2 is a plan view showing a preferred configuration of the Faraday shield 160. The Faraday shield 160 has a generally circular circumference and has radial slots 162. The radial slots 162 extend from the outer periphery of the shield to a near center portion. The radial slots 162 are evenly spaced. The Faraday shield 160 may have other suitable configurations to enable the transfer of electromagnetic fields from the coil 150 to the plasma within the process chamber.

예컨대, 플라즈마는 상기 공정 챔버내에 있는 기체(불화탄소 계열의 가스)에 고주파수의 에너지(전력)를 제공함으로써 생성된다. 이렇게 생성된 플라즈마를 구성하는 입자들 중 전자는 다른 기체 입자들과 충동하는 과정에서 원래 제공된 기체(예를 들면 CF4)보다 훨씬 반응성이 높은 입자(F)가 생성되기도 한다. 이중 CF4는 안정적인 입자로써 화학반응을 하지 않는데 반하여, F는 불소원자의 최외각에 결합하지 못한 전자 1개가 남아 있어 다른 입자와 결합, 반응하려는 성질이 매우 강하다. 이러한 F-라디칼들은 상기 패러데이 쉴드의 Si 성분과 결합하여, SiF4 형태가 되고, 결국 플라즈마 내의 F-라디칼은 줄어들게 되는 것이다.For example, a plasma is generated by providing high frequency energy (power) to a gas (fluorocarbon based gas) in the process chamber. Among the particles constituting the plasma generated in this way, the electrons may generate particles F that are much more reactive than the gas originally provided (eg, CF 4) in the process of impinging with other gas particles. CF4 is a stable particle and does not react chemically, whereas F has one electron that does not bind to the outermost part of the fluorine atom, so it is very strong to bind and react with other particles. These F-radicals combine with the Si component of the Faraday shield, resulting in a SiF4 form, which in turn reduces the F-radical in the plasma.

상술한 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 식각 장치의 가장 큰 특징은 Si 재질로 이루어진 패러데이 쉴드를 챔버 내부의 윈도우 바로 아래에 설치하여, F 라디칼들을 제거함과 동시에 기존의 전기적인 쉴드 작용을 동시에 수행할 수 있도록 한 것이다.As described above, the biggest feature of the plasma etching apparatus of the present invention is to install a Faraday shield made of a Si material directly under the window inside the chamber, to remove the F radicals and at the same time to perform the existing electrical shield action. It would be.

예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.For example, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.

이상에서, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 웨이퍼 에칭장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the wafer etching apparatus using the plasma according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but these are just described, for example, and various changes and modifications without departing from the technical spirit of the present invention. Of course this is possible.

이와 같은 본 발명에 의해 얻을 수 있는 효과는 불화탄소 계열의 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시킬 때, 플라즈마의 과도한 해리로 인해 생성된 F(불소원자) 라디칼(Radical)들을 제거할 수 있다는데 있다.Such an effect obtained by the present invention is that when generating a plasma using a fluorocarbon-based gas, it is possible to remove F (fluorine atom) radicals generated by excessive dissociation of the plasma.

이의 결과로 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 일차적인 제품의 수율 향상 뿐만 아니라 공정적인 측면에서는 아주 균일하거나 극단적으로 균일한 플라즈마 처리가 이루어지기 때문에 궁극적으로 소자의 특성 개선 및 신뢰도 증가 등이 본 발명의 효과로 나타나게 된다.As a result, not only can the reliability of the product be improved, but also the yield of the primary product is improved, and in terms of process, very uniform or extremely uniform plasma treatment is performed, which ultimately improves device characteristics and increases reliability. The effect of the invention is shown.

Claims

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플라즈마 장치에 있어서:In a plasma device:

기준전위의 금속벽을 갖는 공정 챔버와;A process chamber having a metal wall of reference potential;

반응가스와 반응하여 플라즈마를 생성하도록 상기 공정 챔버의 내부 공간으로 고주파 에너지를 제공하는 플라즈마 발생부와;A plasma generator for supplying high frequency energy to an interior space of the process chamber to react with a reaction gas to generate a plasma;

상기 플라즈마 발생부의 고주파 에너지가 상기 공정 챔버를 통과할 수 있도록 상기 공정 챔버 상단에 설치되는 절연 윈도우 및;An insulating window provided at an upper end of the process chamber so that high-frequency energy of the plasma generator can pass through the process chamber;

상기 공정 챔버 내부에 설치되는 그리고 상기 고주파 에너지가 통과하는 통로상에 위치한 패러데이 쉴드를 포함하되;A Faraday shield installed inside the process chamber and positioned on a passage through which the high frequency energy passes;

상기 패러데이 쉴드는 옥사이드 식각에서 필요한 라디칼의 스카벤저(Scavenger)역할을 수행할 수 있는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The Faraday shield is characterized in that the plasma device is made of a material capable of performing the scavenger (Scavenger) role of the radical required in the oxide etching.

플라즈마 장치에 있어서:In a plasma device:

상기 공정 챔버 내부에 옥사이드 식각을 위한 불화탄소 계열의 가스를 선택적으로 공급하는 가스 소스와;A gas source for selectively supplying a fluorocarbon-based gas for oxide etching in the process chamber;

상기 패러데이 쉴드는 옥사이드 식각에서 필요한 F-라디칼의 스카벤저(Scavenger)역할을 수행할 수 있도록 Si성분을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The Faraday shield is a plasma device, characterized in that made of a material containing a Si component to perform the scavenger (Scavenger) role of the F-radical required in the oxide etching.

제 3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4,

상기 패러데이 쉴드는 상기 플라즈마 발생부로부터 발생되는 자기장을 통과시키는 하나 이상의 슬롯들을 포함하는 것을 플라즈마 장치.And the Faraday shield includes one or more slots for passing a magnetic field generated from the plasma generator.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 하나 이상의 슬롯들은 상기 패러데이 쉴드에 방사상으로 배치되며,The one or more slots are radially disposed in the Faraday shield,

그 방사상의 슬롯들은 상기 패러데이 쉴드의 외주로부터 거의 중심 부분까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And the radial slots are formed extending from the outer periphery of the Faraday shield to a substantially central portion.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 장치는 상기 절연 윈도우와 대향하는 상기 챔버 내에 설치되는 그리고 기판이 놓여지는 서셉터를 더 포함하여, 상기 서셉터에 놓여진 기판은 플라즈마에 의해 식각 처리되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The apparatus further comprises a susceptor installed in the chamber opposite the insulating window and on which the substrate is placed, wherein the substrate placed on the susceptor is etched by plasma.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 플라즈마 발생부는The plasma generation unit

상기 공정 챔버의 외부에 배치되고, 상기 절연 윈도우에 근접되는 코일과,A coil disposed outside the process chamber and proximate to the insulating window;

상기 코일에 RF 파워를 공급하기 위한 소정 주파수를 가지는 RF 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And an RF source having a predetermined frequency for supplying RF power to the coil.

제 8 항에 있어서,The method of claim 8,

상기 코일은 상기 절연 윈도우와 상기 패러데이 쉴드를 통해 플라즈마에 커플링되는 RF 필드를 유도하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.The coil inducing an RF field coupled to the plasma through the insulating window and the Faraday shield.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein

상기 장치는 RF 바이어스 소스를 더 포함하고,The apparatus further comprises an RF bias source,

상기 RF 바이어스 소스는 매칭 네트워크를 통해 RF 바이어스 전압을 상기 서셉터로 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And the RF bias source applies an RF bias voltage to the susceptor through a matching network.

제 6 항에 있어서,The method of claim 6,

상기 절연 윈도우는 석영으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And the insulating window is made of quartz.

제 6 항에 있어서,The method of claim 6,

상기 절연 윈도우는 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치.And the insulating window is made of glass.