KR20120043636A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ｃｖｄ 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ｃｖｄ 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120043636A
KR20120043636A KR1020110102387A KR20110102387A KR20120043636A KR 20120043636 A KR20120043636 A KR 20120043636A KR 1020110102387 A KR1020110102387 A KR 1020110102387A KR 20110102387 A KR20110102387 A KR 20110102387A KR 20120043636 A KR20120043636 A KR 20120043636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
electrode
upper electrode
plate
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020110102387A
Other languages
English (en)
Inventor
히데카즈 미야이리
요이치로 누마사와
타카유키 이노우에
코지로 타카하시
미츠히로 이치조
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Publication of KR20120043636A publication Critical patent/KR20120043636A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은, 전계 강도와 가스의 분포를 균일하게 한다.
상부 전극과 하부 전극이 대향하고, 챔버 벽으로 덮인 처리실과, 상부 전극과 절연물에 의하여 처리실과 이격(離隔)되고 챔버 벽으로 덮인 라인실을 포함하고, 처리실은 분산판(分散板)과 샤워판 사이에 설치된 제 1 가스 확산실에 접속되고, 제 1 가스 확산실은 분산판과 상부 전극의 전극면 사이에 설치된 제 2 가스 확산실에 접속되고, 제 2 가스 확산실은 상부 전극 내의 제 1 가스관(管)에 접속되고, 상부 전극 내의 제 1 가스관은 제 2 가스관에 접속되고, 제 2 가스관은 처리용 가스 공급원에 접속되고, 라인실은 불활성 가스 도입구와, 동심원(同心圓) 형상으로 설치된 상부 전극과 챔버 벽을 포함하고, 분산판은 상부 전극의 전극면에 접속된 상부 전극 내의 제 1 가스관의 가스 도입구와 대향하고, 가스 구멍이 형성되지 않은 분산판 중앙부와, 복수의 가스 구멍이 형성된 분산판 주변부를 포함하는 플라즈마 처리 장치로 한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ＣＶＤ 장치{PLASMA TREATMENT APPARATUS AND PLASMA CVD APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 CVD 장치에 관한 것이다.
근년에 들어, 반도체 장치는 사람들의 생활에 불가결한 것이다. 여기서, 반도체 장치는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 장치이고, 다양한 전자 기기가 반도체 장치에 포함되어 있다.
반도체 장치에 포함되는 트랜지스터 등의 소자는 박막으로 구성된다. 이와 같은 박막을 형성하기 위하여는 플라즈마 처리가 불가결하다. 또한, 여기서 플라즈마 CVD법 등도 플라즈마 처리에 포함된다. 예를 들어, 유리 기판을 사용하여 박막 트랜지스터를 제작하는 데에, 게이트 절연막을 형성할 때에 플라즈마 CVD법을 적용함으로써 저온하에서 치밀한 막을 형성할 수 있다.
이와 같이, 반도체 장치에 포함되는 트랜지스터 등의 소자를 제작할 때에 사용되기 때문에, 플라즈마 처리 장치에 대하여도 다양한 기술 개발이 진행되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본국 특개평11-297496호 공보
그런데, 플라즈마 처리 장치에 요구되는 성능 중의 하나로서, 플라즈마의 균일성을 들 수 있다. 플라즈마의 균일성을 향상시키기 위하여는, 상부 전극과 하부 전극의 사이의 전계 강도의 시간 평균 및 도입한 가스의 분포를 균일하게 하면 좋다. 또한, "시간 평균"이란, 1주기에서의 전계 강도의 평균값을 가리킨다.
본 발명의 일 형태는, 전계 강도를 균일하게 하고, 또 도입한 가스의 분포를 균일하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치는, 상부 전극과, 상부 전극을 덮는 챔버 벽을 동심원(同心圓) 형상으로 하고, 상기 상부 전극 내의 가스관을 통하여 도입된 가스는, 분산판과 샤워판을 통하여 처리실에 도입되는 구성을 갖고, 상기 분산판은 상기 상부 전극 내의 상기 가스관과 대향하고 또 가스 구멍이 형성되지 않은 분산판 중앙부와, 상기 분산판 중앙부를 둘러싸고 또 복수의 가스 구멍이 형성되는 분산판 주변부를 포함한다.
본 발명의 일 형태는, 상부 전극의 전극면과 하부 전극의 전극면이 대향하고, 챔버 벽으로 덮인 처리실과, 상기 상부 전극과 절연물에 의하여 상기 처리실과 이격(離隔)되고 상기 챔버 벽과 동일한 챔버 벽으로 덮인 라인실을 포함하고, 상기 처리실은 분산판과 샤워판의 사이에 설치된 제 1 가스 확산실에 접속되고, 상기 제 1 가스 확산실은 상기 분산판과 상기 상부 전극의 전극면의 사이에 설치된 제 2 가스 확산실에 접속되고, 상기 제 2 가스 확산실은 상기 상부 전극 내의 제 1 가스관에 접속되고, 상기 상부 전극 내의 상기 제 1 가스관은 제 2 가스관에 접속되고, 상기 제 2 가스관은 처리용 가스 공급원에 접속되고, 상기 라인실은 불활성 가스 공급원에 접속된 가스 도입구와, 동심원으로 설치된 상기 상부 전극과 상기 챔버 벽을 포함하고, 상기 분산판은, 상기 상부 전극의 전극면에 접속된 상기 상부 전극 내의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구와 대향하고 또 가스 구멍이 형성되지 않은 분산판 중앙부와, 상기 분산판 중앙부를 둘러싸고 또 복수의 가스 구멍이 형성되는 분산판 주변부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치이다.
상기 구성에 있어서, 상기 샤워판에는 복수의 가스 구멍이 형성되고, 상기 샤워판의 가스 구멍의 개수는, 상기 분산판의 가스 구멍의 개수보다 많은 것이 바람직하다. 또는, 상기 구성에 있어서 상기 샤워판에는 복수의 가스 구멍이 형성되고, 상기 샤워판의 가스 구멍의 1 주표면에 있어서의 총 면적은 상기 분산판의 가스 구멍의 1 주표면에 있어서의 총 면적보다 큰 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 제 1 가스 확산실에 있어서, 가스를 균일하게 분산시킬 수 있기 때문이다.
상기 구성에 있어서, 상기 상부 전극에는 온도계가 접속되고, 상기 상부 전극에 있어서의 상기 온도계의 접속 개소는 상기 상부 전극의 전극면의 중심점을 기준으로 하여 상기 상부 전극 내의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구와 점대칭(點對稱)인 것이 바람직하다. 상기 상부 전극으로부터의 전계의 균일성을 높일 수 있기 때문이다. 상기 구성에 있어서, 상기 상부 전극에는 상기 상부 전극 내의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구 근방을 우회(迂回)하는 냉각 매체의 경로가 형성되는 것이 바람직하다. 냉각 매체로서는, 예를 들어 물 또는 기름 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치는 배기계(排氣系)에 접속될 수도 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 제 1 전극, 상기 제 1 전극 내의 경로, 상기 경로의 제 1 포트(port)에 접속되는 관(管), 상기 제 1 전극 아래에 있고 구멍이 없는 제 1 부분과 복수의 구멍을 갖는 제 2 부분을 포함하는 제 1 판(板), 상기 경로의 제 2 포트와 중첩하는 상기 제 1 부분, 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 사이에 상기 제 1 판을 끼운 상기 제 1 전극 아래에 있는 제 2 전극, 및 상기 제 1 전극과 상기 제 1 판을 둘러싸는 벽을 포함하고, 상기 벽과 상기 제 1 전극은 동심원 형상으로 설치된다. 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 제 1 판 아래에 있고 복수의 구멍을 갖는 제 2 판을 더 포함하여도 좋고, 상기 제 2 판의 구멍의 개수는 상기 제 1 판의 구멍의 개수보다 많다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 제 1 판 아래에 있고 복수의 구멍을 갖는 제 2 판을 더 포함하여도 좋고, 상기 제 2 판의 구멍의 총 면적은 상기 제 1 판의 구멍의 총 면적보다 넓다. 또한, 상기 제 1 전극이 온도계와 접속될 수 있는 개소를 포함하고, 상기 개소는 상기 제 1 전극의 표면의 중심점에 대하여 상기 제 1 포트와 대칭이 되도록 설치되는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 상기 제 1 전극은 냉각 매체를 흘릴 수 있는 제 2 경로를 포함하고, 상기 제 2 경로는 상기 제 1 포트의 근방을 우회하는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치가 배기계에 접속될 수 있는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 상기 벽과 상기 제 1 전극의 측면 사이에 절연물을 더 포함하는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 상기 제 1 판이 원반(圓盤) 형상인 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치는 막을 형성하기 위하여 사용되는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다. 또한, 챔버는 상기 벽, 상기 제 1 전극의 표면, 및 절연물로 덮이고 불활성 가스 공급원과 접속되는 상기 플라즈마 처리 장치가 제공되어도 좋다.
상기 구성의 플라즈마 처리 장치는, 예를 들어 플라즈마 CVD 장치이다.
상부 전극으로부터의 전계의 강도를 균일하게 하고 또 도입한 가스의 분포를 균일하게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치의 개략도(槪略圖).
도 2는 본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치의 분산판의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치의 상부 전극의 전극면의 개략도.
도 4(A) 내지 도 4(C)는 도 1(A) 및 도 1(B)에서 도시된 플라즈마 처리 장치에 있어서의 전계 강도 등의 분포를 도시한 개념도(槪念圖).
이하에서는, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있는 것은, 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 개시하는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치의 개략도를 도시한다. 도 1(B)에는 주요한 구성에 대한 플라즈마 처리 장치(100) 전체의 단면도를 도시하고, 도 1(A)에는 도 1(B)의 A-B에 있어서의 단면도를 도시한다.
도 1(A) 및 도 1(B)에 도시한 플라즈마 처리 장치(100)는 처리실(102)과 라인실(104)을 포함한다. 처리실(102)은 챔버 벽(114)으로 덮이고, 처리실(102)에서는 상부 전극(110)의 전극면과 하부 전극(112)의 전극면이 대향하여 설치된다. 라인실(104)은 챔버 벽(114)으로 덮이고, 상부 전극(110)과 절연물(상부 전극(110)의 전극면과 챔버 벽(114)의 사이의 테두리 직사각형으로 도시되는 부분)에 의하여 처리실(102)과 이격된다.
처리실(102)은, 분산판(116)과 샤워판(118)의 사이에 설치된 제 1 가스 확산실(106)에 접속되고, 제 1 가스 확산실(106)은 분산판(116)과 상부 전극(110)의 전극면의 사이에 설치된 제 2 가스 확산실(108)에 접속되고, 제 2 가스 확산실(108)은 상부 전극(110) 내의 제 1 가스관(120)에 접속되고, 상부 전극(110) 내의 제 1 가스관(120)은 제 2 가스관(122)에 접속되고, 제 2 가스관(122)은 처리용 가스 공급원(124)에 접속된다.
라인실(104)은 불활성 가스 공급원에 접속된 가스 도입구(126)와, 동심원으로 설치된 상부 전극(110)과 챔버 벽(114)을 포함한다. 라인실(104)은 정압(positive pressure)의 불활성 가스 분위기인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, "정압의 분위기"란, 바람직하게는 대기압보다 높은 기압을 가리키지만, 이것에 한정되지 않는다. 적어도 처리실 내보다 높은 기압이면 좋다.
여기서, 라인실(104) 내를 정압의 불활성 가스 분위기로 함으로써, 라인실(104) 내의 부품이 산화되는 것 등을 방지하고, 보수(maintenance) 빈도를 저감시켜 평균 고장(故障) 간격(MTBF; Mean Time Between Failure)을 크게 할 수 있다.
그리고, 도 1(A) 및 도 1(B)에 도시한 플라즈마 처리 장치에서는, 상부 전극(110)과 챔버 벽(114)을 동심원 형상으로 하기 때문에, 도입한 불활성 가스의 경로가 저해(沮害)되지 않는다. 따라서, 상부 전극(110)의 라인부에 있어서, 동일한 높이에서의 온도 분포의 균일성이 높아지고, 상부 전극(110)에 공급하는 전력이 고주파인 경우의 상부 전극의 라인부의 표면에 있어서의 전력의 퍼짐을 안정적으로 할 수 있다. 따라서, 상부 전극(110)과 챔버 벽(114)을 동심원 형상으로 함으로써 임피던스를 작게 할 수 있어 전송 효율을 높일 수 있다. 또한, 상부 전극(110)에 있어서의 전계의 분포를 균일성이 높은 것으로 할 수 있다.
여기서, 상부 전극(110)의 라인부의 직경을 d, 챔버 벽(114)의 내측의 직경을 D, 라인실(104)의 분위기의 비유전율을 ε으로 하면, 임피던스 Z는 수학식 1로 나타내어진다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에 따르면, 비유전율 ε을 크게 함으로써 임피던스 Z를 작게 할 수 있다. 라인실(104) 내에 도입하는 가스는 적절히 선택할 수 있기 때문에, 비유전율 ε이 큰 가스를 선택하여 임피던스 Z를 작게 할 수 있다. 예를 들어, 라인실(104)의 분위기를 질소 분위기로 하면, 라인실(104)의 분위기 중의 온도가 20℃일 때, 비유전율은 ε=5.47 정도가 된다. 또는, 라인실(104)의 분위기를 아르곤 분위기로 하면, 라인실(104)의 분위기 중의 온도가 20℃일 때, 비유전율은 ε=5.17 정도가 된다.
또한, 라인실(104) 내를 정압의 불활성 가스 분위기로 함으로써, 라인실(104) 내의 부품의 열을 제거할 수도 있기 때문에, 예를 들어 상부 전극(110)에 히터(heater)가 구비되는 경우라도, 상부 전극(110)이 지나치게 가열되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상부 전극(110)에는, 도 1(B)에 도시한 바와 같이, 온도계(128)를 접속시키는 것이 바람직하다.
또한, 라인실(104) 내를 정압의 불활성 가스 분위기로 함으로써, 챔버 벽(114)에 리크가 생긴 경우라도, 대기 성분이 처리실(102)에 침입하는 것을 억제할 수도 있다.
도 2는 분산판(116)의 1 주표면의 개략도이다. 도 2에 도시한 분산판(116)은, 분산판 중앙부(130)와 분산판 주변부(132)를 포함한다. 분산판 중앙부(130)는 상부 전극(110)의 전극면에 접속된 상부 전극(110) 내의 제 1 가스관(120)의 도입구와 대향하여 배치되는 부분이고, 가스 구멍이 형성되지 않는다. 분산판 주변부(132)에는, 복수의 가스 구멍이 형성된다.
또한, 샤워판(118)에는 복수의 가스 구멍이 형성되고, 샤워판(118)의 가스 구멍의 개수는 분산판(116)의 가스 구멍의 개수보다 많은 것이 바람직하다. 또는, 샤워판(118)에는 복수의 가스 구멍이 형성되고, 샤워판(118)의 가스 구멍의 총 면적은 분산판(116)의 가스 구멍의 총 면적보다 큰 것이 바람직하다. 가스를 균일하게 분산시킬 수 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 분산판(116)의 분산판 중앙부(130)에 가스 구멍이 형성되지 않기 때문에, 제 1 가스관(120)의 가스 도입구로부터 도입된 가스가 충분히 확산되지 않고 제 1 가스 확산실(106)에 도입되는 것을 방지하여 처리실(102)에 도입되는 가스의 균일성을 높일 수 있다.
도 3은 상부 전극(110)의 전극면의 일례이다. 또한, 도 3은 상부 전극(110)의 전극면을 하부 전극(112)의 반대 측으로부터 본 도면이다. 도 3에 도시한 상부 전극(110)에는, 제 1 가스관(120)의 가스 도입구(144)와, 온도계의 접속 개소(146)와, 냉각 매체 경로(140)가 설치되고, 냉각 매체 경로(140)는 제 1 가스관(120)의 가스 도입구(144) 근방에 우회부(142)를 포함한다.
온도계의 접속 개소(146)는, 상부 전극(110)의 전극면의 중심점을 기준으로 하여 상부 전극(110) 내의 제 1 가스관(120)의 가스 도입구(144)와 점대칭의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 상부 전극(110)으로부터의 전계의 균일성을 저하시키지 않고 온도계를 상부 전극(110)에 접속시킬 수 있기 때문이다.
우회부(142)는, 제 1 가스관(120)의 가스 도입구(144) 근방에 형성되는 것이 바람직하다. 냉각 매체로서는, 예를 들어 물 또는 기름 등을 사용할 수 있다.
또한, 냉각 매체 경로(140)는, 도 3에 도시한 형태에 한정되지 않는다. 따라서, 우회부(142)가 형성되지 않아도 좋다.
제 1 가스관(120)의 주요부의 단면의 직경 d1 및 제 2 가스관(122)의 주요부의 단면의 직경 d2는, 상부 전극(110)에 전력이 공급되었을 때, 제 1 가스관(120) 중, 또는 제 2 가스관(122) 중에서 방전이 생기지 않는 정도의 크기로 하면 좋다. 또한, 직경 d1 및 직경 d2는 대략 같은 크기로 하면 좋다.
제 1 가스관(120)의 가스 도입구의 직경 d3은, 상부 전극(110)의 전극면과, 제 1 가스관(120)이 이루는 각도를 θ로 하면, d3=d1/sinθ로 나타내어진다. 다만, 제 1 가스관(120)의 직경은 가스 도입구에 있어서 확대되어 형성되어도 좋다. 또한, 제 1 가스관(120)의 가스 도입구의 직경 d3도 방전이 생기지 않는 정도의 크기로 한다.
분산판 중앙부(130)의 직경 d4는 제 1 가스관(120)의 가스 도입구의 직경 d3보다 큰 것이 바람직하다. 제 1 가스관(120)의 가스 도입구로부터 도입된 가스가 확산되지 않고, 제 1 가스 확산실(106)에 도입되는 것을 방지하기 위해서다.
도 4(A) 내지 도 4(C)에는, 도 1(A) 및 도 1(B)의 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 처리실(102)에 처리 가스를 도입하여 상부 전극(110)과 하부 전극(112)에 전압을 인가하였을 때의 C-D에 있어서의 전계 강도의 분포(도 4(A) 참조)와, C-D에 있어서의 처리 가스의 분포(도 4(B) 참조)와, E-F에 있어서의 반응성 물질의 분포(도 4(C) 참조)의 개념도를 도시한다.
도 4(A)에 도시한 바와 같이, 전계 강도는 상부 전극(110) 및 하부 전극(112)의 중앙부와 중첩하는 위치에 피크를 갖지만, 도 1(A) 및 도 1(B)에 도시한 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 전계 강도의 균일성이 높기 때문에, 그 구배는 완만하다. 그리고, 도 4(B)에 도시한 바와 같이, 처리 가스의 분포는 분산판 중앙부(130)와 중첩하는 위치를 피하여 2개의 피크를 갖는다.
도 4(A)에 도시한 전계 강도와 도 4(B)에 도시한 처리 가스의 분포를 보면, 반응성 물질(전리(電離)한 재료 물질)은 도 4(C)에 도시한 바와 같이 분포한다고 생각할 수 있다. 도 4(C)에 도시한 바와 같이, 반응성 물질(전리한 재료 물질)이 분포하면, 예를 들어 기판 위에 플라즈마 처리 장치(100)를 사용하여 플라즈마 CVD법에 의하여 성막하는 경우에는, 기판 면내에 있어서의 막 두께의 편차를 작게 하여 균일성을 높일 수 있다. 또는, 성막하는 경우가 아니라도, 기판에 대하여 높은 균일성을 가져 플라즈마 처리를 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태인 플라즈마 처리 장치는, 특히, 플라즈마 처리를 2000Pa 이상 100000Pa 이하, 바람직하게는, 4000Pa 이상 50000Pa 이하의 압력하에서 플라즈마 처리를 행하는 경우에 유효하다.
100: 플라즈마 처리 장치
102: 처리실
104: 라인실
106: 제 1 가스 확산실
108: 제 2 가스 확산실
110: 상부 전극
112: 하부 전극
114: 챔버 벽
116: 분산판
118: 샤워판
120: 제 1 가스관
122: 제 2 가스관
124: 처리용 가스 공급원
126: 불활성 가스 공급원에 접속된 가스 도입구
128: 온도계
130: 분산판 중앙부
132: 분산판 주변부
d1: 제 1 가스관(120)의 주요부의 단면의 직경
d2: 제 2 가스관(122)의 주요부의 단면의 직경
d3: 제 1 가스관(120)의 가스 도입구의 직경
d4: 분산판 중앙부의 직경

Claims (19)

  1. 챔버 벽의 제 1 부분으로 덮인 처리실이고, 상부 전극의 전극면과 하부 전극의 전극면이 대향하고;
    상기 챔버 벽의 제 2 부분으로 덮이고 상기 상부 전극과 절연물에 의하여 상기 처리실로부터 이격된 라인실과;
    분산판과 샤워판의 사이에 설치되고 상기 처리실과 접속되는 제 1 가스 확산실과;
    상기 분산판과 상기 상부 전극의 상기 전극면의 사이에 설치되고 상기 제 1 가스 확산실과 상기 상부 전극의 제 1 가스관과 접속되는 제 2 가스 확산실을 포함하고,
    상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관은 제 2 가스관에 접속되고,
    상기 제 2 가스관은 처리용 가스 공급원에 접속되고,
    상기 라인실은 불활성 가스 공급원에 접속된 가스 도입구와 동심원 형상으로 제공되는 상기 상부 전극과 상기 챔버 벽을 포함하고,
    상기 분산판은,
    상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구와 대향하고 가스 구멍이 형성되지 않은 중앙부를 포함하고, 상기 상부 전극의 상부 제 1 가스관의 상기 가스 도입구는 상기 상부 전극의 상기 전극면에 접속되고,
    상기 중앙부를 둘러싸고, 복수의 가스 구멍이 형성되는 주변부를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤워판은 복수의 가스 구멍을 포함하고,
    상기 샤워판의 상기 가스 구멍의 개수는 상기 분산판의 상기 가스 구멍의 개수보다 많은, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤워판은 복수의 가스 구멍을 포함하고,
    상기 샤워판의 표면의 상기 복수의 가스 구멍의 총 면적은 상기 분산판의 표면의 상기 복수의 가스 구멍의 총 면적보다 큰, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 전극에 접속되는 온도계를 더 포함하고,
    상기 상부 전극의 상기 온도계의 접속 개소는 상기 상부 전극의 상기 전극면의 중심점을 기준으로 하여 상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구와 점대칭(點對稱)인, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구 근방을 우회(迂回)하는 냉각 매체의 경로를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항에 따른 플라즈마 처리 장치인 플라즈마 CVD 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는 배기계(排氣系)에 접속될 수 있는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극 내의 경로와;
    상기 경로의 제 1 포트에 접속되는 관(管)과;
    상기 제 1 전극 아래에 있고 구멍이 형성되지 않은 제 1 부분과 복수의 구멍이 형성되는 제 2 부분을 포함하는 제 1 판(板)이고, 상기 제 1 부분은 상기 경로의 제 2 포트와 중첩하고;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 사이에 상기 제 1 판을 끼운 상기 제 1 전극 아래에 있는 제 2 전극과;
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 판을 둘러싸는 벽을 포함하고,
    상기 벽과 상기 제 1 전극은 동심원 형상으로 설치되는, 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 판 아래에 있고 복수의 구멍이 형성되는 제 2 판을 더 포함하고,
    상기 제 2 판의 상기 구멍의 개수는 상기 제 1 판의 상기 구멍의 개수보다 많은, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 판 아래에 있고 복수의 구멍이 형성되는 제 2 판을 더 포함하고,
    상기 제 2 판의 상기 구멍의 총 면적은 상기 제 1 판의 상기 구멍의 총 면적보다 큰, 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극이 온도계와 접속될 수 있는 개소를 포함하고,
    상기 개소는 상기 제 1 전극의 표면의 중심점을 기준으로 하여 상기 제 1 포트와 점대칭이 되도록 설치되는, 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 냉각 매체가 흐르게 할 수 있는 제 2 경로를 포함하고,
    상기 제 2 경로는 상기 제 1 포트의 근방을 우회하는, 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 8 항에 따른 플라즈마 처리 장치인 플라즈마 CVD 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는 배기계에 접속될 수 있는, 플라즈마 처리 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 벽과 상기 제 1 전극의 측면 사이에 절연물을 더 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 판이 원반(圓盤) 형상인, 플라즈마 처리 장치.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는 막을 형성하기 위하여 사용되는, 플라즈마 처리 장치.
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 벽, 상기 제 1 전극의 표면, 및 절연물로 덮인 챔버는 불활성 가스 공급원과 접속되는, 플라즈마 처리 장치.
  19. 플라즈마 처리 장치에서 막을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    챔버 벽의 제 1 부분으로 덮인 처리실이고, 상부 전극의 전극면과 하부 전극의 전극면이 대향하고;
    상기 챔버 벽의 제 2 부분으로 덮이고 상기 상부 전극과 절연물에 의하여 상기 처리실로부터 이격된 라인실과;
    분산판과 샤워판의 사이에 설치되고 상기 처리실과 접속되는 제 1 가스 확산실과;
    상기 분산판과 상기 상부 전극의 상기 전극면의 사이에 설치되고 상기 제 1 가스 확산실과 상기 상부 전극의 제 1 가스관과 접속되는 제 2 가스 확산실을 포함하고,
    상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관은 제 2 가스관에 접속되고,
    상기 제 2 가스관은 처리용 가스 공급원에 접속되고,
    상기 라인실은 불활성 가스 공급원에 접속된 가스 도입구를 포함하고, 상기 상부 전극과 상기 챔버 벽은 동심원 형상으로 제공되고,
    상기 분산판은,
    상기 상부 전극의 상기 제 1 가스관의 가스 도입구와 대향하고 가스 구멍이 형성되지 않은 중앙부를 포함하고, 상기 상부 전극의 상부 제 1 가스관의 상기 가스 도입구는 상기 상부 전극의 상기 전극면에 접속되고,
    상기 중앙부를 둘러싸고, 복수의 가스 구멍이 형성되는 주변부를 포함하고,
    상기 제작 방법은,
    상기 분산판과 상기 샤워판을 통하는 가스를 사용함으로써 막을 형성하는 단계를 포함하는, 플라즈마 처리 장치에서 막을 형성하는 방법.
KR1020110102387A 2010-10-26 2011-10-07 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ｃｖｄ 장치 Ceased KR20120043636A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010239266 2010-10-26
JPJP-P-2010-239266 2010-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120043636A true KR20120043636A (ko) 2012-05-04

Family

ID=45973239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110102387A Ceased KR20120043636A (ko) 2010-10-26 2011-10-07 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ｃｖｄ 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120100309A1 (ko)
JP (1) JP5764461B2 (ko)
KR (1) KR20120043636A (ko)
CN (1) CN102456533B (ko)
TW (1) TWI547591B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180054366A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 기체 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8895116B2 (en) 2010-11-04 2014-11-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of crystalline semiconductor film and manufacturing method of semiconductor device
US8815635B2 (en) 2010-11-05 2014-08-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of photoelectric conversion device
CN104835876B (zh) * 2015-04-27 2018-01-05 北京金晟阳光科技有限公司 气体均匀布气装置
JP2017073455A (ja) * 2015-10-07 2017-04-13 東京エレクトロン株式会社 接合システム
KR102670124B1 (ko) * 2018-05-03 2024-05-28 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
NO345894B1 (en) * 2019-11-18 2021-10-04 Nfm As Helmet attachment system and associated equipment
CN115699265B (zh) * 2021-05-27 2025-06-27 株式会社日立高新技术 等离子处理装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08153679A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
JP3565311B2 (ja) * 1997-12-17 2004-09-15 アルプス電気株式会社 プラズマ処理装置
JP4130255B2 (ja) * 1998-04-08 2008-08-06 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置
JP2001023955A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
JP4454781B2 (ja) * 2000-04-18 2010-04-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US6553932B2 (en) * 2000-05-12 2003-04-29 Applied Materials, Inc. Reduction of plasma edge effect on plasma enhanced CVD processes
JP3600144B2 (ja) * 2000-09-22 2004-12-08 アルプス電気株式会社 プラズマ処理装置の性能評価方法、保守方法、及び性能管理システム、並びにプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の性能確認システム
JP4583591B2 (ja) * 2000-12-15 2010-11-17 東京エレクトロン株式会社 処理方法及び処理装置
US20030124842A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Applied Materials, Inc. Dual-gas delivery system for chemical vapor deposition processes
KR100520900B1 (ko) * 2003-03-13 2005-10-12 주식회사 아이피에스 Ａｌｄ 박막증착방법
JP4763974B2 (ja) * 2003-05-27 2011-08-31 パナソニック電工株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2005019606A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Anelva Corp プラズマ処理装置におけるガスシャワーヘッドまたはターゲットプレートを電極に固定する装置
US7381291B2 (en) * 2004-07-29 2008-06-03 Asm Japan K.K. Dual-chamber plasma processing apparatus
JP2006128485A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Asm Japan Kk 半導体処理装置
KR100731164B1 (ko) * 2005-05-19 2007-06-20 주식회사 피에조닉스 샤워헤드를 구비한 화학기상 증착 방법 및 장치
JP4749785B2 (ja) * 2005-07-19 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置
JP5044931B2 (ja) * 2005-10-31 2012-10-10 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置及び基板処理装置
KR101019293B1 (ko) * 2005-11-04 2011-03-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마-강화 원자층 증착 장치 및 방법
JP2008091805A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法、及び基板処理装置
JP5122805B2 (ja) * 2006-12-20 2013-01-16 株式会社アルバック 成膜装置
CN102272897A (zh) * 2009-01-09 2011-12-07 株式会社爱发科 等离子体处理装置以及等离子体cvd成膜方法
JP5328685B2 (ja) * 2010-01-28 2013-10-30 三菱電機株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
EP2360292B1 (en) * 2010-02-08 2012-03-28 Roth & Rau AG Parallel plate reactor for uniform thin film deposition with reduced tool foot-print
JP5749071B2 (ja) * 2010-05-18 2015-07-15 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマ処理装置
TW201325326A (zh) * 2011-10-05 2013-06-16 應用材料股份有限公司 電漿處理設備及其基板支撐組件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180054366A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 기체 공급 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20120100309A1 (en) 2012-04-26
CN102456533A (zh) 2012-05-16
JP2012107329A (ja) 2012-06-07
TW201221689A (en) 2012-06-01
JP5764461B2 (ja) 2015-08-19
TWI547591B (zh) 2016-09-01
CN102456533B (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120043636A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 ｃｖｄ 장치
TWI720793B (zh) 具有減少的背側電漿點火的噴淋頭
US7988814B2 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method, focus ring, and focus ring component
US10544508B2 (en) Controlling temperature in substrate processing systems
TWI390605B (zh) Processing device
TWI411034B (zh) A plasma processing apparatus and a method and a focusing ring
US8968514B2 (en) Gas distributing device and substrate processing apparatus including the same
JPH0521393A (ja) プラズマ処理装置
KR101850193B1 (ko) 탑재대 및 플라즈마 처리 장치
CN1501452A (zh) 等离子加工装置
TWI715525B (zh) 氣體限制組件及應用其之處理腔室
JP5602282B2 (ja) プラズマ処理装置およびフォーカスリングとフォーカスリング部品
CN108321101B (zh) 一种电极组件和蚀刻设备
JP5313375B2 (ja) プラズマ処理装置およびフォーカスリングとフォーカスリング部品
CN101971287A (zh) 具有可移动遮蔽的电极设置结构
TW202101540A (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
KR20070036844A (ko) 반도체 및 액정표시 장치 제조용 플라즈마 화학 증착 챔버
KR101127757B1 (ko) 서셉터 접지유닛, 이를 이용하여 서셉터 접지의 가변방법 및 이를 갖는 공정챔버
US20050062431A1 (en) Plasma etcher
CN205529029U (zh) 气体扩散装置、工艺腔室及半导体加工设备
JP4416601B2 (ja) プラズマプロセス装置、及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法
KR102374079B1 (ko) 기판 처리장치에 구비되는 기판안착부
KR102875086B1 (ko) 기판 처리 장치
JP5749071B2 (ja) プラズマ処理装置
KR101507392B1 (ko) 플라즈마 반응기

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000