KR930001351A - 전자기 rf 연결부를 사용하는 플라즈마 처리기 및 방법 - Google Patents

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에이. 로데릭 크레이그
알. 트로우 존
양 챤-논
유엔-퀴 옹 제리
마크스 제프리
알. 케스윅 피터
더블유. 그로첼 데이빗
Ⅱ 제이 디. 핀슨
이시카와 테츠야
층-라이 레이 로렌스
엠. 토시마 마사토
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제임스 조셉 드롱
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Abstract

내용 없음

Description

전자기 RF 연결부를 사용하는 플라즈마 처리기 및 방멉
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도 내지 제3도는 본 발명에 따른 플라즈마 처리실의 부분 상세도.
제4도 내지 제9도는 전력 발생기의 임피런스를 맞추기 위하여 플라즈마 부하의 임피던스를 갖춘 동조회로의 개략선도,
제10도는 플라즈마 에칭 공정에 실리콘 및 산화실리콘의 에칭속도가 직류 바이어스 전압이 증가함에 따라서 변하는 것을 도시한 그래프.
제11도는 본 발명의 하나의 특징과 일치하는 직류 바이어스 전압의 파형에서 바이어스 전압이 고기저선 값에서 보다 낮은 값까지 주기적으로 펄스되는 것을 도시한 그래프.
제12도는 본 발명의 다른 특징과 일치하는 직류 바이어스 전압의 파형에서, 바이어스 전압은 첫번째 진동수에서 평균값 정도 변하고, 바이어스 전압의 외유의 진폭은 두번째 진동수, 첫번째 진동수 보다 낮음에 일치하여 변하는 것을 도시한 그래프.
제13도는 플라즈마 밀도를 형성시키기 위하여 균일한 자석을 배열한 플라즈마 처리실의 개략도.
제14A도 내지 제14D도는 처리공정을 향상시키기 위해서 축의 자기영역이 처리되어 지는 웨이퍼에 관하여 어떻게 형성화될 수 있는가를 도시한 개략도.
제15A도 및 제15B도는 처리실내에서 플라즈마와 연결하는 정상상태 정전기 영역을 감소시키기 위한 두개의 선택적인 패러데이 차례 구조를 도시한 부분 개략도.
제16도는 본 발명의 플라즈마 반응기의 다양한 구성요소를 조절하기 위한 예시적인 시스템의 블록도.

Claims (23)

  1. 재료를 처리하는 RF 플라즈마 처리 장치에 있어서, a) 플라즈마 근원구역을 포함하는 진공실, b) 처리될 재료를 챔버내 플라즈마 근원 구역의 외부의 위치에서 지지하는데 적합한 재료 지지부재, c) 처리용 가스를 플라즈마 근원구역으로 공급하기 위해서 챔버내에 장착된 가스 매니폴드, d) RF 에너지를 생성하는데 적합한 첫번째 및 두번째 RF 전력 발생기, e) 상기 처리용 가스로 플라즈마를 생성하기 위하여 첫번째 RF 전력 공급으로 부터 RF 에너지를 플라즈마 근원구역에 전자기적으로 연결하기 위한 플라즈마 여기수단, f) 챔버내 근원구역 및 상기재료위치 근처에 장착된 음극전극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 음극전극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전기전력원을 통하여 플라즈마에 전기적으로 연결되는 음극전극, g) 두번째 RF 파워 공급으로부터 RF 에너지를 챔버에 용량적으로 연결하여서 플라즈마 피복을 가로질러 전압을 설정하기 위하여, 챔버내에 장착된 양극, 그리고 h) 규소이온을 챔버로 공급하기 위한 규소원으로 구비되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음극 혹은 상기 양극에 전기적으로 연결된 세번째 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세번째 전극은 상기 플라즈마 근원구역내에 위치되고, 규소함유 재료로 제조되고, 상기 규소원인 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  4. 제1항에 있어서, RF 에너지를 근원구역에 전자기적으로 연결하기 위한 수단은 플라즈마 근원 구역에 인접한 RF 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 안테나에서 나온 RF 에너지는 전장성분을 챔버에 직접 연결하는 것을 방지하기 위하여 RF 안테나와 챔버 사이에 전기적으로 유도생 피복을 구성하여서, 안테나에서의 RF 에너지가 플라즈마 근원구역으로 유도적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 장치에서, 처리용 가스는 두번째 재료위에 표면 안정층이 형성되는 반면에 첫번째 재료는 에칭될 수 있는 성분을 포함하고; 장치는 고저값 사시에 교번되는 직류 바이어스 전압을 음극에 적용하기 위한 전압원을 포함하며, 고값은 실질적인 속도에서 에칭되는 첫번째 재질로 구성되는 재료의 노출된 부분을 일으키는 전압이고, 저값은 두번째 재질로 구성되는 재료의 노출된 부부위에 표면 안정층이 형성되는 반면에 저속에서 에칭되는 첫번째 재질의 상기 노출된 부분을 일으키는 전압이 되는 것을 특징으로 하는 RF플라즈마 처리장치.
  7. RF 플라즈마 처리장치에 있어서, a) 플라즈마 근원구역을 포함하는 진공실, b) 처리될 재료를 챔버내 플라즈마 근원 구역의 외부의 위치에서 지지하는데 적합한 재료 지지부재, c) 처리용 가스를 플라즈마 근원구역으로 공급하기 위해서 챔버내에 장착된 가스 매니폴드, d) RF 에너지를 생성하는데 적합한 첫번째 및 두번째 RF 전력발생기, e) 상기 처리용 가스로 플라즈마를 생성하기 위하여 첫번째 RF 전력 공급으로 부터 RF 에너지를 플라즈마 근원구역에 전자기적으로 연결하기 위한 플라즈마 여기수단, f) 챔버내 근원구역 및 상기 재료위치 근처에 장착된 음극전극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 츰극전극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전기전력원을 통하여 플라즈마에 전기적으로 연결되는 음극전극, 그리고 g) 두번째 RF 파워 공급으로 부터 RF에너지를 챔버에 용량적으로 연결하여서 플라즈마 피복을 가로질러 전압을 설정하기 위하여 챔버내에 장착된 양극을 구성하고, h) 장치에서 첫번째 RF 전력 공급은 재료의 전류에 의해서 발생되는 상기 재료의 손상을 피하기 충분한 정도의 저주파수 및 플라즈마에 RF에너지의 효율적인 연결을 제공하기에 충분할 정도의 고주파에서 RF에너지를 생성함을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  8. RF 플라즈마 처리장치에 있어서, a) 플라즈마 근원구역을 포함하는 진공실, b) 처리될 재료를 채버내 플라즈마 근원 구역의 외부의 위치에서 지지하는데 적합한 재료 지지부재, c) 처리용 가스를 플라즈마 근원구역으로 공급하기 위해서 챔버내에 장착된 가스 매폴드, d) RF 에너지를 생성하는데 적합한 첫번째 및 두번째 RF 전력발생기, e) 상기 처리용 가스로 플라즈마를 생성하기 위하여 첫번째 RF 전력공급으로 부터 RF 에너지를 플라즈마 근원구역에 전자기적으로 연결하기 위한 플라즈마 여기수단, f) 챔버내 근원구역 및 상기 재료위치 근처에 장착된 음극전극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 음극전극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전기전력원을 통하여 플라즈마에 전기적으로 연결되는 음극전극, 그리고 g) 두번째 RF 파워 공급으로 부터 RF에너지를 챔버에 용량적으로 연결하여서 플라즈마 피복을 가로질러 전압을 설정하기 위하여 챔버내에 장착된 양극을 구성하고, h) 장치에서 두번째 RF 전력 공급은 재료의 전류에 의해서 발생되는 상기 재료의 손상을 피하기 충분한 정도의 저주파수 및 플라즈마에 RF 에너지의 효율적인 연결을 제공하기에 충분할 징도의 고주파수에서 RF 에너지를 생성함을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  9. 장치에서 첫번째 RF 전력 공급은 재료의 전류에 의해서 발생되는 상기 재료의 손상을 피하기 충분한 정도의 저주파수 및 플라즈마에 RF 에너지의 효율적인 연결을 제공하기에 충분할 정도의 고주파수에서 RF 에너지를 생성함을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  10. 제7항 혹은 제9항에 있어서, 첫번째 RF 전력공급의 주파수는 약 300KHz 내지 3MHz 범위내에 있음을 특징으로 하는 장치.
  11. 제8항 내지 제9항에 있어서, 두번째 RF 전력 공급의 주파수는 약 300KHz 내지 3MHz 범위내에 있음을 특징으로 하는 장치.
  12. 챔버의 한단부 근처에 플라즈마 근원구역을 구비하는 진공실과 챔버내 플라즈마 근원구역 외부위치에 처리될 재료를 지지하기에 적합한 지지구조체와 처리용 가스를 챔버로 공급하기 위한 가스 매니폴드 수단과, 처리용 가스에서 플라즈마를 형성하기 위하여 플라즈마 근원구역으로 RF 에너지를 연결하기 위한 플라즈마 여기수단을 구성하는 RF 플라즈마 처리장치에 있어서, 가스 매니폴드 수단은 챔버의 상기 한 단부 근처에 위치한 가스 주입구와 챔버의 상기 한단부에서 멀리있는 플라즈마 근원의 경계근처에 위치되는 첫번째 링 매니폴드와, 재료위치를 둘러싸는 두번째 링 매니폴드로 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  13. 챔버의 한단부 근처에 플라즈마 근원구역을 구비하는 진공실과 챔버내 플라즈마 근원구역 외부위치에 처리될 재료를 지지하기에 적합한 지지구조체와 처리용 가스를 챔버로 공급하기 위한 가스 매니폴드 수단과, 처리용가스에서 플라즈마를 형성하기 위하여 플라즈마 근원구역으로 RF 에너지를 연결하기 위한 플라즈마 여기수단과, 그리고 챔버내애서 근원구역 외부 및 상기 재료위치 근처에 장착되는 음극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 음극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전력원을 통해서 플라즈마와 전기적으로 연결되는 음극을 구성하는 RF플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 장치는 플라즈마근원 내 혹은 근처에 장착되는 챔버내 첫번째 가스 배출구와 플라즈마 근원구역이라기 보다는 재료위치에 더 가깝게 장착되는 챔버내 두번째 유속으로 챔버에서 가스를 배출하기 위하여 첫번째 및 두번째 가스 배출구와 연결된 진공펌프를 각각 구성하고, 상기 장치에서 첫번째 유속은 첫번째 배출구를 통하여 플라즈마 근원구역내 하전되지 않은 입자를 전기적으로 배출되게 하는 입력차를 발생시키기 위하여 두번째 유속보다는 충분히 크고, 첫번째 및 두번째 유속차는 전기적으로 하전된 플라즈마 근원 구역내 입자가 음극을 향하여 흐르도록 하기 위해 충분히 작음을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
  14. 재료표면의 선택된 면적을 플라즈마 에칭에 적합한 방법에 있어서, 진공실 내부의 음극 근처에 재료를 위치시키는 단계와, 두번째 재질위에 표면 안정층을 형성하는 반면에 첫번째 재질을 에칭할 수 있는 성분을 구비한 처리용 가스를 챔버로 공급하는 단계와, 처리용 가스에서 플라즈마를 생성하기 위하여 챔버로 RF 에너지를 연결하는 단계와, 그리고, 높은 값과 낮은값 사시에 교번하는 직류바이어스 전압을 음극에 가하는 단계로 이루어지며, 높은 값은 실질적인 속도로 첫번째 재질로 구성된 재료의 노출된 부분을 에칭시키는 전압이고, 낮은 값은 두번째 재질로 구성된 재료의 노출된 부분위에 표면안정층이 생성되는 반면에 낮은 속도로 첫번째 재질의 상기 노출된 부분을 에칭시키는 전압임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 처리용 가스는 할로겐을 포함하며, 첫번째 재질은 산소를 포함하며, 두번째 재질은 산소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 표면안정층은 탄소 및 할로겐의 폴리머임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항 혹은 제16항에 있어서, 할로겐은 플루오린임을 특징으로 하는 방법.
  18. 챔버의 한단부 근처에 플라즈마 근원구역을 구비하는 진공실과 챔버내 플라즈마 근원구역 외부위치에 처리될 재료를 지지하기에 적합한 지지 구조체와 처리용 가스를 챔버로 공급하기 위한 가스 매니폴드 수단과, 처리용 가스에서 플라즈마를 형성하기 위하여 플라즈마 근원구역으로 RF 에너지를 연결하기 위한 플라즈마 여기수단과, 그리고 챔버내에서 근원 구역 외부 및 상기 재료위치 근처에 장착되는 음극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 음극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전력원을 통해서 플라즈마와 전기적으로 연결되는 음극을 구성하는 RF 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 장치는 챔버내 자장 즉 플라즈마 근원구역과 음극사이에 위치된 판에 실질적으로 평행하고 한정된 자장을 생성하는 자석구조를 포함하며, 상기 판은 플라즈마에서 하전된 입자가 음극으로 흐르는 일반적인 방향에 대해서 수직으로 놓여있고, 자석구조에 의해서 자장은 플라즈마 근원 구역내 자유전자가 판을 가로지르는 것을 방지하는 반면에, 이온이 판을 가로질러서 음극으로 흐르는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 자석구조의 자장판은 재료위치에 상당히 큰 자장이 미치는 것을 방지하기 위하여 재료위치와 떨어져 있음을 특징으로 하는 장치.
  20. 제18항 혹은 제19항에 있어서, 자석구조는 서로를 향하여 반대되는 극을 구비한 인접된 자석으로 간격을 갖고 떨어져 있는 막대형 자석의 배열을 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 챔버의 한단부 근처에 플라즈마 근원구역을 구비하는 진공실과 챔버내 플라즈마 근원구역 외부위치에 처리될 재료를 지지하기에 적합한 지지구조체와 처리용 가스를 챔버로 공급하기 위한 가스 매니폴드 수단과, 처리용 가스에서 플라즈마를 형성하기 위하여 플라즈마 근원구역으로 RF 에너지를 연결하기 위한 플라즈마 여기수단과, 그리고 챔버내에서 근원구역 외부 및 상기 재료위치 근처에 장착되는 음극, 즉 하전된 입자가 플라즈마에서 음극을 향하여 흐르도록 유도하는 전장을 생성하기 위하여 전력원을 통해서 플라즈마와 전기적으로 연결되는 음극을 구성하는 RF 플라즈마 처리장치에 있어서, 챔버의 일부는 유전성벽에 의해서 둘러지며, 상기 장치는 벽에 평행하게 벽의 내부에 자장을 생성하는 자석구조를 구성하고, 이에 의해서, 자석구조는 전기적으로 하전된 입자가 벽에 충격을 가함을 금하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 자석구조는 벽을 둘러싸는 간격을 갖고 떨어진 배열을 구성하며, 상기 자석은 벽에 평행한 방향의 극을 가지며, 인접된 자석의 극은 반대극성이며, 자석은 자석구조가 재료위치에서 실질적인 자장을 형성하지 않도록 벽의 인접된 공간으로 자장을 한정하기에 충분할 정도로 밀접하게 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 진공실과 RF 전력 공급기와 챔버로 RF 에너지를 방사하기 위해서 RF 전력공급기에 전기적으로 연결되고 위치된 안테나를 구성하는 RF 플라즈마 처리 장치에 있어서, RF 전력공급기는 첫번째 및 두번째 출력 터미날을 구비하고 첫번째 터미날은 직접 안테나의 한 지점에 연결되고, 첫번째 및 두번째 가변성 축전지는 각각 안테나의 첫번째와 두번째 단부 사이 및 두번째 전력 공급 터미날에 연결되어서, 안테나 및 RF 전력 공급 사이에 임피던스 매치는 유전자를 요구함이 없어 두개의 가변성 축전지를 조정하므로써 전력공급기와 안테나 사이에 연결되는 것을 가능하게 할 수 있음을 특징으로 하는 RF 플라즈마 처리장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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