일반기술

고품위 유도결합 플라즈마 리액터

플라즈마의 밀도와 균일도를 향상시킨 고품위 플라즈마 리액터로서 현재 반도체와 평판디스플레이 소자의 제조 공정 가운데 플라즈마를 이용한 박막의 증착과 식각 공정은 가장 중요한 비중을 차지한다. 이와 같은 공정을 위해 플라즈마를 발생시키기 위한 장치를 통상적으로 플라즈마 소스라고 부르며, 최종 제작된 소자의 특성에 큰 영향을 주게 된다. 오래 전부터 사용되어온 축전 결합형 플라즈마소스(Capacitive Coupled Plasma)를 필두로 하여 1990년대 중반부터 개발되어진 Electron Cyclotron Resonance (ECR), Helicon, Helical Resonance, Inductively Coupled Plasma (ICP) 등의 고밀도 플라즈마소스가 속속 개발되어 현재 광범위하게 사용되고 있다. 이들 고밀도 플라즈마 소스들은 축전 결합형 플라즈마소스에 비해 상대적으로 낮은 저압에서도 높은 플라즈마 밀도를 유지할 수 있어, 생산성과 제품특성에 큰 향상을 이룰 수 있었다. 하지만 최근에 초미세 패턴 형상과 12″웨이퍼를 적용한 반도체공정이나 1m 이상의 대형 유리기판을 가공하는 평판디스플레이 소자의 가공에 있어서 종래의 플라즈마 소스가 가지는 문제점이 하나 둘씩 나타나기 시작하였으며, 이들 가운데 플라즈마의 균일도와 초미세 패턴식각에 있어 플라즈마에 의한 손상에 대한 문제가 크게 제기되었다. 본 발명은 위와 같은 현재의 고밀도 플라즈마 소스의 문제점들을 해소하기 위해 고안된 고품위 유도결합 플라즈마 리액터로서, 반응 챔버의 외부에 웨이퍼를 중심으로 대칭인 헬름홀쯔 코일을 상하에 설치하고, 30 가우스 미만의 약한 자기장을 인가함으로써 축방향으로 일정한 자기장을 반응 챔버내에 인가할 수 있다. 이 때 상 하부 코일에 직류와 교류를 조합하여 시간에 따라 변하는 축방향 자기장을 다양한 주기로 조절함으로써, 생성된 플라즈마의 밀도를 향상시키고 반면에 전자온도는 효과적으로 제어하여 미세 패턴의 가공에 있어 손상을 극소화 시킬 수 있는 효과가 있다. 실제 본 장비를 이용하여 Ashing이나 식각공정에서 기존의 유도결합 플라즈마(ICP)에서의 공정보다 월등히 향상된 균일도와 식각율등을 나타내는 효과를 확인하였다- 축방향 시변자기장의 조절을 통한 고품위 플라즈마 발생기술- 높은 공정속도와 대면적 기판에서 높은 균일도 확보- 플라즈마에 의한 손상을 최소화