KR20120100750A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
(과제) 종래에 비하여 보다 섬세한 플라즈마의 제어를 가능하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 처리 공간에 노출되도록 처리 챔버 내에 배설되어 접지 전위를 형성하기 위한 제1 그라운드 부재와, 처리 챔버의 하방에 형성된 배기 공간 내에, 제1 그라운드 부재와 대향하도록 설치되고, 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 배기 공간에 노출되는, 접지 전위를 형성하기 위한 제2 그라운드 부재와, 제1 및 제2 그라운드 부재의 사이에서 상하 이동시키고, 제1 및 제2 그라운드 부재 중 어느 것과 접촉시켜, 제1 및 제2 그라운드 부재의 접지 상태를 조정 가능하게 이루어진 접지봉을 구비한 플라즈마 처리 장치.
(해결 수단) 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 처리 공간에 노출되도록 처리 챔버 내에 배설되어 접지 전위를 형성하기 위한 제1 그라운드 부재와, 처리 챔버의 하방에 형성된 배기 공간 내에, 제1 그라운드 부재와 대향하도록 설치되고, 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 배기 공간에 노출되는, 접지 전위를 형성하기 위한 제2 그라운드 부재와, 제1 및 제2 그라운드 부재의 사이에서 상하 이동시키고, 제1 및 제2 그라운드 부재 중 어느 것과 접촉시켜, 제1 및 제2 그라운드 부재의 접지 상태를 조정 가능하게 이루어진 접지봉을 구비한 플라즈마 처리 장치.
Description
본 발명은, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 처리 챔버 내의 재치대에 배치한 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)에, 플라즈마를 작용시켜 각종의 처리, 예를 들면, 에칭이나 성막을 행하는 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다. 또한, 이러한 플라즈마 처리 장치로서, 기판을 올려놓는 재치대에 대향하여 처리 챔버의 천정부 등에 상부 전극을 배설하고, 하부 전극으로서의 재치대와, 한 쌍의 대향 전극을 구성한 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다.
상기한 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치로서는, 상부 전극과 하부 전극과의 사이에 인가하는 고주파 전력으로서, 비교적 주파수가 높은 플라즈마 생성용의 제1 고주파 전력과, 제1 고주파 전력보다 주파수가 낮은 이온 인입용의 제2 고주파 전력을, 하부 전극으로서의 재치대에 인가하는 구성의 것이 알려져 있다.
또한, 하부 전극에 고주파 전력을 인가함과 함께, 상부 전극에 직류 전압을 인가하도록 구성된 플라즈마 처리 장치도 알려져 있다. 또한, 이와 같이 상부 전극에 직류 전압을 인가하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 직류 전압용 그라운드 부재로서, 재치대의 주위를 둘러싸도록 도전성의 링 형상 부재, 예를 들면, 실리콘제의 링 형상 부재를, 이 링 형상 부재가 처리 챔버 내에 노출되도록 설치하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
최근, 반도체 장치의 제조 분야에서는, 다층막 구조의 일괄 에칭이 주류가 되어 왔기 때문에, 하나의 처리 챔버 내에서 복수의 플라즈마 에칭 공정 등을 실시할 필요성이 발생하고 있다. 이 때문에, 개개의 프로세스 조건에 맞는 보다 섬세한 플라즈마의 제어를 가능하게 하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 종래의 사정에 대처하여 이루어진 것으로, 종래에 비하여 보다 섬세한 플라즈마의 제어를 가능하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하려고 하는 것이다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치의 일 실시 형태는, 내부에 처리 공간을 형성하는 처리 챔버와, 상기 처리 챔버 내에 배설(配設)되며, 피처리 기판이 올려놓여지는 재치대를 겸한 하부 전극과, 상기 처리 챔버 내에, 상기 하부 전극과 대향하도록 배설된 상부 전극과, 상기 하부 전극에 고주파 전력을 인가하기 위한 고주파 전원과, 상기 처리 공간에 플라즈마화 되는 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급 기구와, 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 상기 처리 공간에 노출되도록 상기 처리 챔버 내에 배설되어 접지 전위를 형성하기 위한 제1 그라운드 부재와, 상기 처리 챔버의 하방에 형성된 배기 공간 내에, 상기 제1 그라운드 부재와 대향하도록 설치되며, 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 상기 배기 공간에 노출되는, 접지 전위를 형성하기 위한 제2 그라운드 부재와, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재의 사이에서 상하 이동시키고, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재 중 어느 것과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재의 접지 상태를 조정 가능하게 이루어진 접지봉을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래에 비하여 보다 섬세한 플라즈마의 제어를 가능하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 개략 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 요부(要部) 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 상측 접지 링 및 하측 접지 링의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 요부(要部) 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 상측 접지 링 및 하측 접지 링의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
플라즈마 에칭 장치(10)는, 기밀하게 구성되며, 내부에 처리 공간(PS)을 형성하는 처리 챔버(11)를 갖고 있다. 이 처리 챔버(11)는, 원통형으로 이루어지고, 예를 들면 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 이 처리 챔버(11) 내에는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 원주(圓周) 형상의 재치대(12)가 설치되어 있다.
처리 챔버(11)의 내벽 측면은, 측벽 부재(13)로 덮이며, 처리 챔버(11)의 내벽 상면은 상벽 부재(14)로 덮여 있다. 측벽 부재(13) 및 상벽 부재(14)는, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어지고, 그 처리 공간(PS)에 면하는 면은 이트리어나 소정의 두께를 갖는 양극 산화 피막으로 코팅되어 있다. 처리 챔버(11)는 전기적으로 접지되어 있기 때문에, 측벽 부재(13) 및 상벽 부재(14)의 전위는 접지 전위이다.
또한, 재치대(12)는, 도전성 재료, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어지는 도전체부(15)와, 당해 도전체부(15)의 측면을 덮는, 절연성 재료로 이루어지는 측면 피복 부재(16)와, 측면 피복 부재(16) 위에 올려놓여지는, 석영(Qz)으로 이루어지는 인클로저 부재(17)와, 절연성 재료로 이루어지며, 도전체부(15)의 하부에 위치하는 재치대 기부(基部; 15a)를 갖는다.
처리 챔버(11)의 내부에는, 처리 챔버(11)의 내벽과 재치대(12)의 측면과의 사이에, 처리 공간(PS) 내에 도입된 처리 가스를, 처리 챔버(11)의 밖으로 배기하는 유로로서 기능하는 배기 유로(18)가 형성되어 있다. 이 배기 유로(18)에는, 다수의 통기공을 갖는 판 형상 부재인 배기 플레이트(19)가 배치되어 있다. 이 배기 플레이트(19)에 의해, 배기 유로(18)와, 처리 챔버(11)의 하부 공간인 배기 공간(ES)이 나누어져 있다. 배기 공간(ES)에는 러프 펌핑 배기관(20) 및 메인 배기관(21)이 개구되어 있으며, 러프 펌핑 배기관(20)에는 도시하지 않은 드라이 펌프가 접속되고, 메인 배기관(21)에는 도시하지 않은 터보 분자 펌프가 접속되어 있다. 이들 드라이 펌프 및 터보 분자 펌프에 의해, 처리 공간(PS)을 소정 압력의 감압 분위기로 설정 가능하게 이루어져 있다.
한편, 처리 챔버(11)의 측벽에는, 반도체 웨이퍼(W)의 반입출구(44)가 형성되어 있다. 이 반입출구(44)에는, 당해 반입출구(44)를 개폐하는 게이트 밸브(46)가 설치되어 있다.
재치대(12)의 도전체부(15)에는, 제1 고주파 전원(22)이 제1 정합기(23)를 통하여 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(22)은, 플라즈마 발생용의 것으로, 비교적 높은 소정 주파수(27㎒ 이상, 예를 들면 40㎒)의 고주파 전력을 도전체부(15)에 공급한다. 또한, 제1 정합기(23)는, 도전체부(15)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 도전체부(15)로의 공급 효율을 높인다.
또한, 도전체부(15)에는, 추가로 제2 고주파 전원(24)이 제2 정합기(25)를 통하여 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(24)은, 이온 인입용(바이어스용)의 것으로, 제1 고주파 전원(22)이 공급하는 고주파 전력보다 낮은 소정 주파수(13.56㎒ 이하, 예를 들면 3.2㎒)의 고주파 전력을 도전체부(15)에 공급한다.
재치대(12)의 상부에는, 유전체 내에 전극판(26)을 수용한 구조의 정전 척(27)이 배설되어 있다. 정전 척(27)의 전극판(26)에는 정전 척용 직류 전원(28)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척용 직류 전원(28)으로부터 전극판(26)에 직류 전압이 인가됨으로써, 반도체 웨이퍼(W)는, 쿨롱력 또는 존슨?라벡력에 의해 정전 척(27)의 상면에 흡착 보유지지(保持)되게 되어 있다.
또한, 재치대(12)의 상부에는, 재치대(12)의 상면에 흡착 보유지지된 반도체 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸도록 환상의 포커스 링(29)이 배설되어 있다. 이 포커스 링(29)은, 실리콘(Si), 실리카(SiO2), 탄화 규소(SiC) 등으로 이루어진다. 또한, 포커스 링(29)의 주위에는, 포커스 링(29)의 측면을 보호하는, 석영으로 이루어지는 환상의 커버 링(30)이 배설되어 있다.
재치대(12)의 내부에는, 예를 들면, 원주 방향으로 연재하는 환상의 냉매실(31)이 형성되어 있다. 이 냉매실(31)에는, 칠러 유닛(도시하지 않음)으로부터 냉매용 배관(32)을 통하여 소정 온도의 냉매, 예를 들면, 냉각수나 갈덴(등록상표)액이 순환 공급되고, 당해 냉매에 의해 재치대(12)의 상면에 흡착 보유지지된 반도체 웨이퍼(W)의 처리 온도가 제어된다.
재치대(12)의 상면의 반도체 웨이퍼(W)가 흡착 보유지지되는 흡착면에는, 복수의 전열 가스 공급공(33)이 개구되어 있다. 이들 복수의 전열 가스 공급공(33)은, 재치대(12) 내부에 배치된 전열 가스 공급 라인(34)을 통하여 도시하지 않은 전열 가스 공급부에 접속되며, 이 전열 가스 공급부는, 전열 가스로서 예를 들면 헬륨(He) 가스를, 전열 가스 공급공(33)을 통하여 흡착면과 반도체 웨이퍼(W)의 이면(裏面)과의 간극에 공급한다.
또한, 재치대(12)에는, 재치대(12)의 상면으로부터 돌출이 자유로운 리프트 핀으로서의 복수의 푸셔 핀(35)이 배치되어 있다. 이들 푸셔 핀(35)은, 반도체 웨이퍼(W)를 흡착면에 흡착 보유지지하고, 에칭 처리를 행할 때에는 재치대(12) 내에 수용된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)를 재치대(12)에 반입?반출할 때에는, 푸셔 핀(35)은 흡착면으로부터 돌출되어 반도체 웨이퍼(W)를 재치대(12) 상에 지지한다.
처리 챔버(11)의 천정부에는, 재치대(12)와 대향하도록 상부 전극으로서의 기능을 갖는 샤워 헤드(36)가 배설되어 있다. 이 샤워 헤드(36)와 재치대(12)는, 한 쌍의 전극(상부 전극과 하부 전극)으로서 기능하게 되어 있다. 샤워 헤드(36)는 버퍼실(37)이 내부에 형성된, 절연성 재료로 이루어지는 원판 형상의 쿨링 플레이트(38)와, 이 쿨링 플레이트(38)의 하부에 지지된 상부 전극판(39)과, 쿨링 플레이트(38)의 상부를 덮는 덮개체(40)를 구비하고 있다.
상부 전극판(39)은, 처리 공간(PS)에 그의 하면이 노출되어 있다. 이 상부 전극판(39)은, 도전성 재료, 예를 들면, 실리콘제로 이루어져 있으며, 원판 형상으로 형성되어 있다. 상부 전극판(39)의 주연부는, 절연성 재료로 이루어지는 환상의 실드 링(41)에 의해 덮여 있다. 즉, 상부 전극판(39)은, 접지 전위인 처리 챔버(11)의 벽부로부터, 쿨링 플레이트(38) 및 실드 링(41)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
또한, 상부 전극판(39)은, 상부 직류 전원(42)과 전기적으로 접속되어 있다. 이 상부 직류 전원(42)으로부터 상부 전극판(39)에, 부(負)의 직류 전압을 인가함으로써, 처리 공간(PS)에 직류 전압이 인가된다.
쿨링 플레이트(38)의 버퍼실(37)에는, 처리 가스 도입관(43)이 접속되어 있다. 이 처리 가스 도입관(43)은, 도시하지 않은 처리 가스 공급부에 접속되어 있다. 또한, 샤워 헤드(36)에는, 버퍼실(37)을 처리 공간(PS)에 연통(communication)시키는 복수의 관통 가스공(48)이 배설되어 있다. 샤워 헤드(36)는, 처리 가스 도입관(43)으로부터 버퍼실(37)로 공급된 처리 가스를, 관통 가스공(48)을 통하여 처리 공간(PS)으로 공급한다.
도 2에도 나타내는 바와 같이, 처리 챔버(11) 내의 배기 플레이트(19)보다 상측의 처리 공간(PS) 내에는, 제1 그라운드 부재로서의 상측 접지 링(61)(그라운드 전극)이 배설되어 있다. 상측 접지 링(61)은, 도전성 재료, 예를 들면, 실리콘 또는 탄화 규소 또는 알루미늄의 무구재(無垢材)로부터 전체 형상이 환상으로 형성되어 있고(도 3 참조), 그의 외측면이 처리 공간(PS)에 노출되도록, 내측 부분이 측면 피복 부재(16) 내에 매설되도록 배설되어 있다.
상측 접지 링(61)의 하방이며, 배기 플레이트(19)보다 하측의 배기 공간(ES) 내에는, 상측 접지 링(61)과 상하에 대향하도록, 제2 그라운드 부재로서의 하측 접지 링(62)(그라운드 전극)이 배설되어 있다. 하측 접지 링(62)은, 상측 접지 링(61)과 동일하게, 도전성 재료, 예를 들면, 실리콘 또는 탄화 규소 또는 알루미늄의 무구재로부터 전체 형상이 환상으로 형성되어 있고(도 3 참조), 그의 외측면이 배기 공간(ES)에 노출되도록, 내측 부분이 측면 피복 부재(16) 내에 매설되도록 배설되어 있다.
또한, 상측 접지 링(61) 및 하측 접지 링(62)은, 하나의 부재에 의해 환상으로 구성해도 좋고, 복수의 분할된 부재를 조합하여 전체 형상이 환상이 되도록 구성해도 좋다.
상측 접지 링(61)과, 하측 접지 링(62)과의 사이에는, 측면 피복 부재(16) 내에 형성된 원공(65)의 내부에 수용되도록, 접지 전위에 접속된 접지봉(66)이 배설되어 있다. 접지봉(66)은, 구동 기구(67)에 의해 상하 이동이 자유롭게 이루어져 있으며, 상측 접지 링(61)과 접촉하고 하측 접지 링(62)과는 비접촉인 상태와, 하측 접지 링(62)과는 접촉하고 상측 접지 링(61)과는 비접촉인 상태의, 2가지 상태로 설정할 수 있게 되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 이 접지봉(66)은, 재치대(12)의 주위의 180° 떨어진 위치에 1개씩 합계 2개 배설되어 있다. 그러나, 접지봉(66)의 수는, 1개라도, 3개 이상이라도 좋다.
상기 접지봉(66)이, 상측 접지 링(61)과 접촉하고 하측 접지 링(62)과는 비접촉인 상태에서는, 상측 접지 링(61)이 전기적으로 접지되고, 하측 접지 링(62)이 전기적으로 부유 상태(플로팅 상태)가 된다. 또한, 접지봉(66)이, 하측 접지 링(62)과 접촉하고 상측 접지 링(61)과는 비접촉인 상태에서는, 하측 접지 링(62)이 전기적으로 접지되고, 상측 접지 링(61)이 전기적으로 부유 상태(플로팅 상태)가 된다.
상측 접지 링(61) 및 하측 접지 링(62)은, 상부 직류 전원(42)으로부터 상부 전극판(39)으로 직류 전압이 인가될 때에는, 이 직류 전압의 그라운드 전극으로서 기능한다. 즉, 이 경우, 상부 전극판(39)으로부터 방출된 전자가 접지 전위로 이루어진 상측 접지 링(61) 또는 하측 접지 링(62)에 도달하고, 이에 따라, 처리 공간(PS) 내에 직류 전류가 흐르게 되어 있다.
따라서, 접지봉(66)을 상측에 위치시켜, 상측 접지 링(61)이 전기적으로 접지되고, 하측 접지 링(62)이 전기적으로 부유 상태로 이루어진 설정의 경우는, 배기 플레이트(19)보다 하측의 배기 공간(ES) 내로 플라즈마가 새는 것이 억제되어, 처리 공간(PS) 내의 플라즈마 밀도가 높은 상태가 된다.
한편, 접지봉(66)을 하측에 위치시켜, 상측 접지 링(61)이 전기적으로 부유 상태로 이루어지고, 하측 접지 링(62)이 전기적으로 접지된 설정의 경우는, 배기 플레이트(19)보다 하측의 배기 공간(ES) 내로 플라즈마가 새는 것이 촉진되어, 처리 공간(PS) 내의 플라즈마 밀도가 낮은 상태가 된다. 이와 같이, 접지봉(66)을 상하 이동시킴으로써, 플라즈마 상태를 보다 섬세하게 제어할 수 있게 되어 있다.
또한, 상부 전극판(39)에 직류 전압이 인가되지 않은 경우, 상측 접지 링(61) 및 하측 접지 링(62)은, 플라즈마에 대한 그라운드 전극으로서 기능한다.
상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(10)에서는, 처리 공간(PS)에 고주파 전력을 공급함으로써, 당해 처리 공간(PS)에 있어서 샤워 헤드(36)로부터 공급된 처리 가스로부터 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 또한, 처리 공간(PS)의 직류 전류에 의해, 생성된 플라즈마를 원하는 상태로 유지하며, 당해 플라즈마에 의해 반도체 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 행한다.
다음으로, 상기 구성의 플라즈마 에칭 장치로, 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 박막을 플라즈마 에칭하는 순서에 대해서 설명한다. 우선, 게이트 밸브(46)가 열리고, 반도체 웨이퍼(W)가 도시하지 않은 반송 로봇 등에 의해, 도시하지 않은 로드록실을 통하여 반입출구(44)로부터 처리 챔버(11) 내에 반입되고, 재치대(12) 상에 올려놓여진다. 이후, 반송 로봇을 처리 챔버(11) 밖으로 퇴피시키고, 게이트 밸브(46)를 닫는다. 그리고, 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 러프 펌핑 배기관(20) 및 메인 배기관(21)을 통하여 처리 챔버(11) 내가 배기된다.
처리 챔버(11) 내가 소정의 진공도가 된 후, 처리 챔버(11) 내에는 샤워 헤드(36)를 통하여 소정의 처리 가스(에칭 가스)가 도입되어, 처리 챔버(11) 내가 소정의 압력으로 유지되고, 이 상태에서 제1 고주파 전원(22)으로부터 재치대(12)에, 주파수가 예를 들면 40㎒의 고주파 전력이 공급된다. 또한, 제2 고주파 전원(24)으로부터는, 이온 인입을 위해, 재치대(12)에 주파수가 예를 들면 3.2㎒의 고주파 전력(바이어스용)이 공급된다. 이때, 정전 척용 직류 전원(28)으로부터 정전 척(27)의 전극판(26)에 소정의 직류 전압(예를 들면, 플러스 2500V의 직류 전압)이 인가되고, 반도체 웨이퍼(W)는 쿨롱력 또는 존슨?라벡력에 의해 정전 척(27)에 흡착된다.
전술한 바와 같이 하여 하부 전극인 재치대(12)에 고주파 전력이 인가됨으로써, 상부 전극인 샤워 헤드(36)와 하부 전극인 재치대(12)와의 사이에는 전계가 형성된다. 이 전계에 의해, 반도체 웨이퍼(W)가 존재하는 처리 공간(PS)에는 방전이 발생하고, 그에 의해 형성된 처리 가스의 플라즈마에 의해, 반도체 웨이퍼(W) 상에 형성된 박막이 에칭 처리된다.
또한, 플라즈마 처리 중에 상부 직류 전원(42)으로부터 샤워 헤드(36)에 직류 전압을 인가할 수 있기 때문에 다음과 같은 효과가 있다. 즉, 프로세스에 따라서는, 높은 전자 밀도로, 또한 낮은 이온 에너지인 플라즈마가 요구되는 경우가 있다. 이러한 경우에 직류 전압을 이용하면, 반도체 웨이퍼(W)에 주입되는 이온 에너지가 억제되면서 플라즈마의 전자 밀도가 증가됨으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 에칭 대상이 되는 막의 에칭 레이트가 상승함과 함께 에칭 대상의 상부에 설치된 마스크가 되는 막으로의 스퍼터 레이트가 저하되어 선택성이 향상된다.
이때, 샤워 헤드(36)에 인가되는 직류 전압에 대한 접지 전극으로서 작용하는 상측 접지 링(61) 및 하측 접지 링(62)의 전기적 상태를, 구동 기구(67)에 의해 접지봉(66)을 상하로 이동시킴으로써 변경하여, 플라즈마 밀도가 높은 상태와 플라즈마 밀도가 낮은 상태 중 어느 것으로 설정할 수 있다. 즉, 예를 들면, 다층막 구조의 일괄 에칭을 위해, 처리 챔버(11) 내에서 복수의 공정을 실시하는 바와 같은 경우, 플라즈마 밀도가 높은 조건으로 에칭 처리를 행하는 공정과, 플라즈마 밀도가 낮은 조건으로 에칭 처리를 행하는 공정을 실시하지 않으면 안 되는 경우가 있다. 이러한 경우에, 접지봉(66)을 상하로 이동시킴으로써, 공정마다 적절한 플라즈마 밀도의 상태로 설정하여, 원하는 에칭 처리를 실시할 수 있다.
그리고, 상기한 에칭 처리가 종료되면, 고주파 전력의 공급, 직류 전압의 공급 및 처리 가스의 공급이 정지되어, 상기한 순서와는 반대의 순서로, 반도체 웨이퍼(W)가 처리 챔버(11) 내로부터 반출된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 상측 접지 링(61) 및 하측 접지 링(62)의 전기적 상태를, 접지봉(66)을 상하로 이동시킴으로써 변경하여, 종래에 비하여 보다 섬세한 플라즈마의 제어를 행할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 각종의 변형이 가능한 것은 물론이다.
W : 반도체 웨이퍼
10 : 플라즈마 에칭 장치
11 : 처리 챔버
12 : 재치대(하부 전극)
36 : 샤워 헤드(상부 전극)
42 : 상부 직류 전원
61 : 상측 접지 링(제1 그라운드 부재)
62 : 하측 접지 링(제2 그라운드 부재)
66 : 접지봉
10 : 플라즈마 에칭 장치
11 : 처리 챔버
12 : 재치대(하부 전극)
36 : 샤워 헤드(상부 전극)
42 : 상부 직류 전원
61 : 상측 접지 링(제1 그라운드 부재)
62 : 하측 접지 링(제2 그라운드 부재)
66 : 접지봉
Claims (5)
- 내부에 처리 공간을 형성하는 처리 챔버와,
상기 처리 챔버 내에 배설되며, 피처리 기판이 올려놓여지는 재치대를 겸한 하부 전극과,
상기 처리 챔버 내에, 상기 하부 전극과 대향하도록 배설된 상부 전극과,
상기 하부 전극에 고주파 전력을 인가하기 위한 고주파 전원과,
상기 처리 공간에 플라즈마화 되는 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급 기구와,
도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 상기 처리 공간에 노출되도록 상기 처리 챔버 내에 배설되어 접지 전위를 형성하기 위한 제1 그라운드 부재와,
상기 처리 챔버의 하방에 형성된 배기 공간 내에, 상기 제1 그라운드 부재와 대향하도록 설치되며, 도전성 재료로부터 전체 형상이 링 형상으로 형성되고, 적어도 일부가 상기 배기 공간에 노출되는, 접지 전위를 형성하기 위한 제2 그라운드 부재와,
상기 제1 및 제2 그라운드 부재의 사이에서 상하 이동시키고, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재 중 어느 것과 접촉시켜, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재의 접지 상태를 조정 가능하게 이루어진 접지봉을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상부 전극에 직류 전압을 인가하기 위한 직류 전원을 구비하고, 상기 제1 및 제2 그라운드 부재는, 직류 전원으로부터 인가되는 직류 전압에 대한 그라운드 전극으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 그라운드 부재가, 실리콘, 탄화 규소, 알루미늄의 무구재(無垢材) 중 어느 것으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 그라운드 부재가, 상기 하부 전극의 주위를 둘러싸도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접지봉이 복수 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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