CN110610843A - 等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理装置和等离子体处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110610843A
CN110610843A CN201910505078.1A CN201910505078A CN110610843A CN 110610843 A CN110610843 A CN 110610843A CN 201910505078 A CN201910505078 A CN 201910505078A CN 110610843 A CN110610843 A CN 110610843A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
voltage
substrate
plasma
difference
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.)
Granted
Application number
CN201910505078.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110610843B (zh
Inventor
宇津木康史
东条利洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN110610843A publication Critical patent/CN110610843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110610843B publication Critical patent/CN110610843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/006Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by plasma or corona discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/32935Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明提供不论基片的大小如何都能够在进行等离子体处理时高精度地检测出基片与载置台的局部剥离的技术。本发明的等离子体处理装置中,对静电吸附电极施加直流电压,将玻璃基片静电吸附于载置台,根据直流电压的变化来检测出玻璃基片与载置台的剥离,该等离子体处理装置能够测量施加到静电吸附电极的直流电压并获取电压测量值。并且,获取电压测量值与经施加的电压设定值的差值,将差值放大来获取差放大值。并且比较差放大值与阈值,当差放大值超过了阈值时,停止施加产生等离子体的高频电力。因此,当玻璃基片大型化而直流电压的变化变小时,也能够检测出玻璃基片与载置台的剥离。

Description

等离子体处理装置和等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置和等离子体处理方法。
背景技术
平板显示器(Flat Panel Display:FPD)的制造步骤中,有对基片使用等离子体进行蚀刻处理或成膜处理的工序。该工序是通过将基片载置在真空容器内的载置台,对供给到该载置台上方的空间的处理气体施加高频能量,产生例如电容耦合等离子体或感应耦合等离子体来进行的。在这样的等离子体处理装置中使用的载置台,有时能够设置例如被称为静电吸盘的基片的固定机构。静电吸盘构成为在电介质层内配置有静电吸附电极的结构,通过对静电吸附电极施加直流电压,静电吸附力作用在静电吸附电极与基片之间,能够将基片保持在载置台上。
专利文献1中记载了以下技术:当将基片静电吸附于载置台时,通过监视供给到静电吸附电极的直流电压,检测基片与载置台的剥离的技术。该技术中,当所监视的直流电压超过了预先设定的阈值时,判断为基片从载置台剥离了,停止来自等离子体生成用高频电源的高频电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-174081号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明是鉴于这样的情况而完成的,提供一种在进行等离子体处理时,高精度地检测大型的基片与载置台的局部剥离的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的等离子体处理装置,其特征在于,包括:
设置在真空容器内的用于载置作为处理对象的基片的载置台,其中所述真空容器用于对基片进行等离子体处理;
静电吸附电极,其配置在形成于所述载置台的电介质层内,能够对载置于所述载置台的基片进行静电吸附;
直流电源,其对所述静电吸附电极施加与预先设定的电压设定值对应的直流电压;
供给高频电力的高频电力供给部,其中所述高频电力用于在所述真空处理容器内产生处理气体的等离子体而被供给到所述基片;
测量施加到所述静电吸附电极的直流电压的电压测量部;
差值获取部,其获取由所述电压测量部测量出的直流电压的测量值与所述电压设定值的差值;
放大部,其放大由所述差值获取部获得的差值来获取放大值;和
控制部,其比较所述放大值与对该放大值预先设定的阈值,在所述放大值超过了所述阈值时,输出用于停止从所述高频电力供给部供给高频电力的控制信号。
发明效果
依照本发明,在进行等离子体处理时,能够高精度地检测出大型基片与载置台的局部剥离。
附图说明
图1是一实施方式的等离子体处理装置的纵截侧视图。
图2是用于说明玻璃基片与载置台发热局部剥离的说明图。
图3是表示当玻璃基片发生了局部剥离时,直流电压发生变化的原理的说明图。
图4是表示设置于所述等离子体处理装置的电压监视部的结构图。
图5是表示玻璃基片没有发生剥离时的电压和差放大值的随时间变化的图表。
图6是表示玻璃基片发生了剥离时的电压和差放大值的随时间变化的图表。
图7是表示本发明的等离子体处理装置的作用的流程图。
图8是表示电压测量值与差放大值的关系的说明图。
附图标记的说明
3 载置台
9 控制部
10 处理容器
31 电介质层
32 静电吸附电极
40 直流电源
51 电压测量部
53 差值获取部
54 放大部
70 感应耦合天线
72 生成源电源
75 偏置电源。
具体实施方式
对一实施方式的等离子体处理装置进行说明。如图1所示,等离子体处理装置包括与接地电位连接的、例如铝或者不锈钢制的处理容器(真空容器)10。在处理容器10的侧面形成有送入送出口11,其用于交接作为被等离子体处理的基片的例如矩形的玻璃基片G。在送入送出口11设置有用于开闭送入送出口的闸阀12。此外,在处理容器10的下方的侧面开设有排气口13,各排气口13经由排气管14与真空排气部15连接。
在处理容器10的内部,设置有载置玻璃基片G的、平面形状为矩形的棱柱状的载置台3。载置台3的详细结构在后文中说明。
另外,在处理容器10的上方,以与载置台3相对的方式,隔着由电介质或者金属形成的未图示的窗部件设置有作为等离子体形成部的螺旋状的感应耦合天线70。感应耦合天线70经由匹配器71与等离子体生成用的生成源电源(生成源电力供给部)72连接。并且,通过从生成源电源72对感应耦合天线70供给生成源电力(用于产生等离子体的高频电力),能够在处理容器10内产生等离子体产生用的电场。
另外,在感应耦合天线70和未图示的窗部件的下方,设置有用于对处理容器10内供给处理气体的喷淋头2。喷淋头2经由绝缘部16固定在处理容器10的顶板部,在喷淋头2的下表面以与载置台3的载置面相对的方式形成有多个气体供给孔21。喷淋头2包括内部与气体供给孔21连接的气体分散室20,喷淋头2的上表面与用于向气体分散室20供给处理气体的处理气体供给管22。在处理气体供给管22,从上游侧起按照如下顺序设置有用于供给例如包含CF4或Cl2等蚀刻气体的处理气体的处理气体供给源23、流量调节部M22和阀V22。
接着,对载置台3进行说明。载置台3构成为从下层侧起按如下顺序层叠有间隔件35和基座33,这些部件35、33的侧面例如由陶瓷制的覆盖部38覆盖。载置台3经由绝缘层39设置于处理容器10的底面的中央部。基座33经由配线73与偏置电源(偏置电力供给部)75连接。图1中的74是用于使偏置电力匹配的匹配器。当由该偏置电源75对基座33施加作为高频电力的偏置电力时,能够将利用等离子体而在处理容器10内产生的处理气体的活性种引入到载置于载置台3的玻璃基片G。在该例中,生成源电源72和偏置电源75相当于高频电力供给部。
在载置台3的内部设置导热气体供给通路34,其下游侧的端部分支为多个,在载置台3的上表面分散地开口,由此构成多个导热气体供给口34a。导热气体供给通路34的上游侧与设置于处理容器10的外部设置的导热气体供给管62连接,并且导热气体供给管62的上游侧经由流量调节部63与导热气体供给源64连接。
在间隔件35的内部,例如设置有在周向延伸的环状的致冷剂流路36。该致冷剂流路36被循环供给由冷却单元(未图示)调节为规定温度的热传导介质,构成为能够利用热传导介质的温度来控制玻璃基片G的处理温度。
另外,在载置台3中,用于与外部的输送臂之间交接玻璃基片G的未图示的升降销在垂直方向上贯通载置台3和处理容器10的底板部,并且设置成能够相对于载置台3的表面突出或没入。
如图1所示,在基座33的上表面设置有电介质层31,在电介质层31中埋设有在水平方向上扩展的由金属形成的静电吸附电极32。静电吸附电极32经由设置有电压调整用的电阻42的配线41与电源单元400连接。电源单元400包括直流电源40和用于监视施加到静电吸附电极32的直流电压的电压监视部5。直流电源40经由电压调整用的电阻40a与配线41连接。直流电源40构成为基于例如后述的从控制部9输入的电压设定值,能够对静电吸附电极32施加例如0~6000V的范围内的预先设定的直流电压。
在上述的等离子体处理装置中,当对静电吸附电极32施加直流电压时,经由电介质层31在静电吸附电极32与玻璃基片G之间产生静电引力,由此能够吸附保持玻璃基片G。但是,当玻璃基片G从载置台3的表面剥离时,等离子体进入到玻璃基片G与载置台3之间,导致异常放电,可能对载置台3的表面造成损伤。
因此,在本例的等离子体处理装置中,为了检测玻璃基片G与载置台3的剥离而利用已述的电压监视部5。另一方面,在制造FPD时被处理的基片越来越大型化,也存在一边为3米左右的基片。发明人发现,随着玻璃基片G向大型化发展,通过监视施加到静电吸附电极32的直流电压来检测玻璃基片G的剥离变得困难。
以下,关于利用电压监视部5的玻璃基片G的剥离的检测方法和随着玻璃基片G的大型化而剥离的检测变得困难的理由进行说明。
首先,考虑由静电吸附电极32进行静电吸附的原理,静电吸附电极32和玻璃基片G构成隔着电介质层31平行地排列的电容器。并且当从直流电源40的正极对静电吸附电极32施加直流电压时,在静电吸附电极32侧带正电荷,在玻璃基片G侧带负电荷。由于这些电荷,静电吸附电极32与玻璃基片G彼此因静电引力而相互吸引,因此能够将玻璃基片G吸附保持在载置台3上。
例如如图1所示,玻璃基片G以水平姿态保持于载置台3的情况下,设玻璃基片G的面积为S,设玻璃基片G与静电吸附电极32的距离为d,设玻璃基片G与静电吸附电极32之间的电荷为Q时,施加到玻璃基片G与载置台3之间的电压V能够由以下的式(1)表示。其中,ε为玻璃基片G与静电吸附电极32之间的电介质层31介电常数。
V=Q×d/(ε×S)……(1)
在此,设玻璃基片G与载置台3发生剥离并且玻璃基片G的整个面与载置台3的间隔距离的平均增加量为Δd。在该情况下,玻璃基片G与载置台3之间的电压V’能够由以下的式(1)’表示。
V’=Q×(d+Δd)/(ε×S)……(1)’
在此,通过用电压监视部5监视从电压V到V’的电压上升,能够检测出玻璃基片G发生剥离。
另一方面,可知与在玻璃基片G的整个面发生同样的剥离的可能性相比,如图2中示意性地所示,仅玻璃基片G的一部分发生剥离的可能性较高。即使是玻璃基片G的一部分剥离,当如图2所示在玻璃基片G的周缘部侧发生剥离时,也可能发生随着等离子体进入而来的异常放电和载置台3表面的损伤。
因此,对于玻璃基片G的一部分从载置台3剥离时的电压变化进行考察。例如在面积S的玻璃基片G的一部分发生了与载置台3的剥离时,设该剥离区域的面积为p,设与载置台3的平均间隔距离的增加量为Δd。这时,如图3所示,没有发生剥离的区域的玻璃基片G,与以间隔距离d且以水平姿态保持于载置台3上的玻璃基片G相同。因此,能够将该区域的玻璃基片G视为面积为(S-p)、间隔距离为d的电容器。
相对应地,能够将从载置台3剥离了的区域的玻璃基片G视为面积为p、间隔距离为(d+Δd)的电容器。其中,由于Δd的值是微小的值,因此忽略在剥离区域中的玻璃基片G与静电吸附电极32之间的空间的介电常数,而使用电介质层31的介电常数ε。
总结以上所说明的状态,如图3所示,能够将玻璃基片G视为:从载置台3剥离的区域的电容器部分和没有剥离的区域的电容器部分构成了彼此并联连接的电路的一部分。
上述并联电路整体的静电电容C’能够由以下的式(2)表示。
C’={ε×p/(d+Δd)}+{ε(S-p)/d}……(2)
并且,当玻璃基片G的一部分发生剥离时,施加到其与载置台3之间的电压V+ΔV能够由以下的(3)式表示。其中,ΔV是自式(1)的电压而来的变化量。
V+ΔV=Q/C’……(3)
在玻璃基片G发生剥离的前后,玻璃基片G与静电吸附电极32之间的电荷Q不发生变化,因此,由式(1)、(3)消去Q进行整理时,玻璃基片G发生剥离的前后的电压变化ΔV由以下的式(4)表示。像这样,可知玻璃基片G与静电吸附电极32之间的电压根据玻璃基片G从载置台3剥离的面积而发生变化。
ΔV=p×Δd×V/{S×(d+Δd)-pΔd}……(4)
在此,发明人掌握了即使在玻璃基片G的面积变大的情况下,发生剥离的面积也不会较大地改变的倾向。另一方面,即使玻璃基片G的面积变大了的情况下,也能够几乎不改变式(1)所示的从直流电源40施加的电压而吸附保持玻璃基片G。基于这些前提来观察式(4)时,可知在玻璃基片G的面积S变大而剥离部分p的面积没有变化的情况下,示出在玻璃基片G的一部分发生了剥离时的电压的变化量变小的倾向。因此,由电压监视部5检测出的电压测量值的变化量变小,难以通过电压的变化来检测玻璃基片G的剥离。
因此,在本发明的等离子体处理装置中,在电压监视部5中,获取电压测量值与电压设定值的差对应的差值,通过放大该差值来提高玻璃基片G的剥离的检测精度。
以下,参照图1,对本例的电压监视部5的结构进行说明。如图1所示,电压监视部5例如连接在将直流电源40与静电吸附电极32连接的配线41中的电阻42与电阻40a之间的测量部位D。如图4所示,电压监视部5包括:获取测量部位D处的电压测量值Vm的电压测量部51;差值获取部53,其获取电压测量值Vm与输入到直流电源40的电压设定值Vs之差即差值Vd;和放大该差值来获取差放大值Va的放大部54。
另外,图4中的52是电平调整部,其用于将以与电压设定值Vs对应地输入到直流电源40的模拟信号的电压范围(例如0~5V)为基准的电压的电平,调整为以与由电压测量部51输出的模拟信号的电压范围(例如0~6V)为基准的电压测量值Vm的电压的电平一致的值。
作为电平调整部52,如图4所示,例如能够应用使用了运算放大器52a的非反转放大电路,构成为将与电压设定值Vs对应的信号输入到正侧,运算放大器52a的输出经由电阻R1被反馈到负侧。另外,运算放大器52a的负侧经由电阻R2接地。并且,调整电阻R1的电阻值与电阻R2的电阻值的比例,将电压设定值Vs(在已述的各电压范围的情况下,放大到1.2倍)放大,将经调整的电压设定值Vs’输入到差值获取部53。
差值获取部53能够应用例如使用了运算放大器53a的差动放大电路。将经调整的电压设定值Vs’经由电阻R3从负侧输入,将由电压测量部51测量出的电压测量值Vm经由电阻R5从正侧输入。另外,运算放大器53a的正侧经由电阻R6接地。并且运算放大器53a的输出以经由电阻R4反馈到负侧的方式构成。由此,利用运算放大器53a,获取电压测量值Vm与经调整的电压设定值Vs’的差值Vd,输出到后部的放大部54。
另外,放大部54也同样地能够应用具有运算放大器54a的非反转放大电路,构成为能够从正侧输入差值Vd,其输出经由电阻R7反馈到负侧。另外,运算放大器54a的负侧经由电阻R8接地。并且,通过调整电阻R7和电阻R8的值以将放大率设定为10倍。获得的差放大值Va被输出到后述的控制部9。
本发明的发明人掌握了如下情况:例如如果是被称为第6代的长边1.85m、短边1.5m、面积2.78m2的玻璃基片G,则通过直接利用测量从直流电源40印加的直流电压而得结果的技术(例如专利文献1:日本特开2016-174081号公报),能够检测出玻璃基片G与载置台3的剥离。与此不同,当后代的玻璃基片进一步向大型化发展时,如已述那样难以检测发生局部剥离时的电压变化ΔV。
另外,如已述那样即使玻璃基片G的面积变大了的情况下,局部剥离的面积没有较大变化,据此,在放大部54中使用的放大率(差放大值/差值=放大率)能够基于以下的方式来设定。
差值是发生了基片剥离时的电压变化值,因此相当于于式(4)中给出的ΔV。在此,式(4)中V、d不根据电极尺寸而较大改变,另外,假设p和Δd也没有改变时,ΔV依赖于玻璃基片G的面积,成为大约与玻璃基片G的面积成反比例的值。因此,将例如面积为2.78m2的玻璃基片G作为标准尺寸时,相对于在标准尺寸的基片G的处理中发生了基片剥离时获取的差值Vd0,面积S(m2)的基片G的处理中发生了基片剥离时获取的差值VdS大约为VdS=Vd0×2.78/S。根据该关系,能够确认在处理比标准尺寸大的基片(S>2.78m2)的情况下,差值VdS变小。
据此,为了将差值VdS乘以放大率得到与Vd0同等的灵敏度,将被实施等离子体处理的玻璃基片G的面积S(m2)相对于标准尺寸的玻璃基片G的面积(2.78m2)的面积比(面积比=S/2.78)作为放大率即可。
另外,在玻璃基片G的面积S较大且发生了基片剥离时获取的电压测量值Vm的变化量较小的情况下,即使对差值Vd乘以上述的放大率(玻璃基片G相对于标准尺寸的面积比),有时也不能得到足够大小的差值。这样的情况下,也可以将上述面积比乘以修正值(1~10倍)来作为放大率使用。例如当已述的面积比(=S/2.78)为3.6时,将放大率设定为10倍是指将修正值设定成大于2.8倍。
在该情况下,作为阈值,能够设定在标准尺寸的玻璃基片G中检测出基片剥离时使用的阈值。
另外,电压监视部5能够将由电压测量部51获得的电压测量值Vm保持原样地向控制部9输出,也就能够直接监视施加到静电吸附电极32的直流电压。
等离子体处理装置包括控制部9。该控制部9包括程序、存储器、CPU。程序中编入有命令(步骤组),以便驱动等离子体处理装置,执行玻璃基片G的等离子体处理。并且,程序中编入有命令,以便按照后述的流程进行电压的监视,执行基片G与载置台3的剥离的检测。在控制部9的存储器中,存储有已述的阈值,用于与从放大部54输出的差放大值Va进行比较。
另外,如后文所述,在等离子体处理装置开始运转时,生成源电源72不稳定,由电压监视部5对直流电压的测量结构可能也受其影响。因此,在执行基片G与载置台3的剥离的检测时,在控制部9中存储有在开始运转时产生的这些生成源电力、偏置电力的电力值的变动的判断标准值(变动范围),构成为能够判断从生成源电源72供给的电力值是否为规定的变动范围内的值。另外,也可以为同样也存储有从偏置电源75输出的偏置电力的变动范围,构成为能够判断从偏置电源75供给的电力值是否为该偏置电力的变动范围内的值。
另外,控制部9对直流电源40输出电压设定值Vs,使直流电源40输出与电压设定值Vs对应的直流电压,并且将电压设定值Vs输出到电平调整部52。
接着,对于等离子体处理装置的作用,以对玻璃基片G的蚀刻处理为例进行说明。首先,利用从外部进入的输送臂和未图示的升降销的协动作用,将作为被处理基片的玻璃基片G载置到载置台3。接着,关闭闸阀12之后,对载置台3与玻璃基片G之间供给导热气体。另外,基于在处理方案等中记载的信息,从控制部9对直流电源40输入用于输出3000V的电压值的电压设定值Vs(例如2.5V的电压)的信号。由此从直流电源40对静电吸附电极32施加3000V的直流电压。其结果是,静电吸附电极32与玻璃基片G相互吸引,玻璃基片G被吸附保持于载置台3。接着,从喷淋头2向处理容器10内供给例如包含CF4和Cl2等蚀刻气体的处理气体,从排气口13进行真空排气将处理容器10内的压力调节为规定的压力。
此后,从生成源电源72经由匹配器71对感应耦合天线70施加等离子体生成用的生成源电力,在载置台3与喷淋头2之间产生高频电场。供给到处理容器10内的处理气体被在载置台3与喷淋头2之间产生的高频电场激励,生成处理气体的等离子体。接着通过从偏置电源75对基座33施加偏置电力,将在处理容器10内产生的等离子体中包含的离子吸引到载置台3,对玻璃基片G的被处理膜进行蚀刻处理。
图5是表示玻璃基片G没有从载置台3发生剥离时的图表,图6是表示发生了剥离时的生成源电力的电力值、偏置电力的电力值、测量部位D的直流电压和差放大值的随时间变化的图表。在该例子中,在时刻t1开启生成源电源72来施加生成源电力。然后,在时刻t2施加偏置电力。如图5、图6所示,在生成源电力的电力值(生成源电力)与偏置电力的电力值(偏置电力)稳定为各自的设定值为止的过渡期间中,反复地上升、下降之后,稳定为一定的值(为方便图示,在图中表示了生成源电力的上升、下降的一个循环)。另外,在开启生成源电源72之后,紧接着直流电源的电压(直流电压)受到这些生成源电力和偏置电力的变动的影响而稍微变动,差放大值也随着变动。
接着,在确认稳定后的各电力的举动后,在玻璃基片G没有发生剥离而没有问题地执行蚀刻处理的情况下,各电力持续以一定值稳定的状态。但是,例如在图6的时刻t4玻璃基片G发生了剥离的例子中,静电吸附电极32侧的直流电压发生了变动。当该状态继续时,会发生异常放电(时刻t5),有可能导致载置台3损伤。为此,在进行等离子体处理的期间,进行基于从电压监视部5获得的差放大值Va的、玻璃基片G的剥离的监视。
接着,对进行玻璃基片G的剥离的监视的动作进行说明。图7是表示用于执行玻璃基片G的剥离的监视的步骤组的流程图。
如上所述,当进行等离子体处理时,首先在时刻t1开启生成源电源72,开始施加生成源电力。然后,在时刻t2开启偏置电源75,开始施加偏置电力。之后,如图7所示,由控制部9进行生成源电力、偏置电力的各测量值与变动范围的比较,判断生成源电力和偏置电力的输出是否已经稳定(步骤S1)。当判断为这些电力已经稳定时(步骤S1:是),能够确认成为了直流电压没有受到生成源电力和偏置电力的变动的影响而变动的状态。因此,在之后的例如图6中所示的时刻t3,开始由电压测量部51测量直流电压,获取电压测量值Vm(步骤S2)。
然后,在时刻t4,在载置台3上的玻璃基片G的局部发生了剥离。其结果是,如图8(a)所示,在玻璃基片G与静电吸附电极32之间的电压成为例如3020V。这时,从电压测量部51将基于模拟信号电压范围(本例中为0~6V)的电压测量值Vm输出到差值获取部53。在此,由于测量的电压值为3020V,因此如图8(b)所示作为电压测量值Vm例如输出3.02V的电压的信号。
另一方面,如上所述,作为电压设定值Vs输入的模拟信号电压范围为0~5V的信号。因此,利用电平调整部52使电压测量值Vm的电平与电压设定值Vs的电平相同。由于与3000V对应的电压设定值Vs为2.5V的电压,因此利用电平调整部52使该值成为1.2倍,换算为3V的信号,然后输入到差值获取部53。
在差值获取部53中,获取电压测量值Vm与经调整的电压设定值Vs’的差值Vd(步骤S3)。在此,电压测量值Vm为3.02V,经调整的电压设定值Vs’为3V,因此差值Vd为0.02V(图8(c))。
接着,将由差值获取部53获得的差值Vd输入到放大部54来进行放大(步骤S4)。在本实施方式中,放大部54的放大率为10倍,因此如图8(d)所示差放大值Va为0.2V。
接着,将差放大值Va输入到控制部9,进行差放大值Va与阈值的比较(步骤S5),当差放大值Va在阈值的范围时,为了更新差放大值Va而返回到获取电压测量值Vm的动作(步骤S5:否)。另外,当差放大值Va超过了阈值时(步骤S5:是),向生成源电源72和偏置电源75输出停止供给电力的信号(步骤S6)。其结果是,停止施加生成源电力和偏置电力(步骤S7),停止处理容器10内的等离子体处理。此外,在步骤S6中,也可以仅停止生成源电源72、偏置电源75的一者。尤其是,通过仅停止偏置电源75的一者,能够在保持真空容器10内产生处理气体的等离子体的状态下抑制等离子体进入到玻璃基片G与载置台3之间。
通过如上所述的动作,即使与载置台3发生了剥离的区域为玻璃基片G的一部分,也能够将施加到玻璃基片G与静电吸附电极32之间的直流电压的微小上升作为差放大值Va检测出来,停止在处理容器10内实施的等离子体处理。其结果是,能够抑制伴随玻璃基片G的剥离而发生异常放电。
依照上述的实施方式,在检测玻璃基片G与载置台3的剥离的等离子体处理装置中,将施加到静电吸附电极32的直流电压的电压测量值Vm与电压设定值Vs’的差值Vd放大并获取了差放大值Va。然后比较该差放大值Va与阈值,当差放大值Va超过了阈值时,为了对基片G进行等离子体处理,而停止施加对真空容器10内供给高频电力的生成源电力和偏置电力。因此,在玻璃基片G大型化而直流电压的变化变小了时,也能够可靠地检测玻璃基片G与载置台3的剥离,停止处理容器10内的对基片G的等离子体处理。
然而,当检测灵敏度变高时,受到开始施加生成源电力和偏置电力时的变动的影响,施加到静电吸附电极32的直流电压发生变化,有可能误使生成源电源72停止。因此,在开始施加生成源电力和偏置电力后,在这些电力稳定了之后,开始基于差放大值Va的基片G与载置台3的剥离的检测。由此,能够防止发生上述的误停止。
而且,有时在开始施加生成源电力和偏置电力后的变动的影响也作为噪声对输出到控制部9的信号造成影响。
因此,在上述的实施方式中,将直流电源40、电压测量部51、差值获取部53和放大部54设置在电源单元400内,将差放大值Va输出到控制部9。像这样,利用电源单元400将差值Vd放大了例如10倍后的差放大值Va输出到控制部9,由此能够将对于输出到控制部9的信号(差放大值)的噪声影响抑制得较小。
此外,在这里,当将差值Vd放大的放大率过大时,有可能与玻璃基片G的剥离无关的噪声等被检测出来,而被用于停止生成源电力和偏置电力的判断。另一方面,当放大率过小时,有可能玻璃基片G的剥离的检测精度降低。因此,如上所述,优选放大率(差放大值/差值=放大率)使用被实施等离子体处理的玻璃基片G的面积S的面积比与面积为2.78m2的标准尺寸的玻璃基片G的面积(S/2.78)。并且,优选乘以作为修正值的1~10倍。由此,放大率优选为5~25倍左右。
如以上所研究的那样,在本发明所公开的实施方式在所有方面均为例示,而不应该理解为限定性的内容。在上述的实施方式中,在不脱离所附的权利要求的范围及其主旨的情况下,能够进行各种形式的省略、置换和变更。

Claims (9)

1.一种等离子体处理装置,其特征在于,包括:
设置在真空容器内的用于载置作为处理对象的基片的载置台,其中所述真空容器用于对基片进行等离子体处理;
静电吸附电极,其配置在形成于所述载置台的电介质层内,能够对载置于所述载置台的基片进行静电吸附;
直流电源,其对所述静电吸附电极施加与预先设定的电压设定值对应的直流电压;
供给高频电力的高频电力供给部,其中所述高频电力用于在所述真空处理容器内产生处理气体的等离子体而将其供给到所述基片;
测量施加到所述静电吸附电极的直流电压的电压测量部;
差值获取部,其获取对应于由所述电压测量部测量出的直流电压的测量值与所述电压设定值之差的差值;
放大部,其放大由所述差值获取部获得的差值来获取放大值;和
控制部,其比较所述放大值与对该放大值预先设定的阈值,在所述放大值超过了所述阈值时,输出用于停止从所述高频电力供给部供给高频电力的控制信号。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述高频电力供给部包括生成源电力供给部和偏置电力供给部,其中,所述生成源电力供给部对用于在所述真空处理容器内产生处理气体的等离子体的等离子体形成部供给高频电力,所述偏置电力供给部对所述载置台施加偏置电力,所述偏置电力用于向载置于该载置台的基片引入利用所述等离子体所生成的处理气体的活性种,
所述控制部输出控制信号来执行以下的步骤:从所述生成源电力供给部施加高频电力以在真空容器内产生等离子体的步骤;接着从所述偏置电力供给部对所述载置台施加偏置电力的步骤;之后在高频电力和偏置电力的电力值稳定为预先设定的变动范围内的值之后,开始进行利用所述放大值的高频电力的供给停止判断。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述直流电源、所述电压测量部、所述差值获取部和所述放大部设置在共同的电源单元中,
能够从所述电源单元对所述控制部输出所述放大值。
4.如权利要求3所述的等离子体处理装置,其特征在于:
能够从所述电源单元对所述控制部输出所述放大值和由所述电压测量部测量出的直流电压。
5.如权利要求1~4中任一项所述的等离子体处理装置,其特征在于:
包括电平调整部,其用于使以作为所述电压设定值输入的模拟信号的电压范围为基准的电压与以作为所述电压测量值输出的模拟信号的电压范围为基准的电压的电平一致。
6.如权利要求1~5中任一项所述的等离子体处理装置,其特征在于:
所述放大部通过使所述差值乘以预先设定的放大率来获取所述放大值,
当将面积为2.78m2的基片作为标准尺寸的基片时,所述放大率被设定为使被实施等离子体处理的基片的面积S(m2)相对于标准尺寸的基片的面积的面积比即S/2.78为1~10倍的值。
7.一种等离子体处理方法,其特征在于,包括:
将作为处理对象的基片载置到设置于真空容器内的载置台的步骤,其中所述真空容器用于对基片进行等离子体处理;
对在形成于所述载置台的电介质层内配置的静电吸附电极输出与预先设定的电压设定值对应的直流电压,来对载置于所述载置台的基片进行静电吸附的步骤;
供给高频电力的步骤,其中所述高频电力用于在所述真空处理容器内产生处理气体的等离子体而将其供给到基片;
测量施加到所述静电吸附电极的直流电压的步骤;
获取对应于所述直流电压的测量值与所述电压设定值之差的差值的步骤;
放大所述差值来获取放大值的步骤;和
比较所述放大值与对该放大值预先设定的阈值,在所述放大值超过了所述阈值时,停止供给所述高频电力的步骤。
8.如权利要求7所述的等离子体处理方法,其特征在于:
为产生所述等离子体而供给高频电力的步骤包括:对用于在所述真空容器内产生处理气体的等离子体的等离子体形成部供给高频电力的步骤;和之后对所述载置台施加偏置电力的步骤,所述偏置电力用于向载置于该载置台的基片引入利用所述等离子体生成的处理气体的活性种,
在施加所述偏置电力的步骤后,实施利用所述放大值的高频电力的供给停止判断。
9.如权利要求7或8所述的等离子体处理方法,其特征在于:
在获取所述放大值的步骤中,通过使所述差值乘以放大率来计算放大值,
当将面积为2.78m2的基片作为标准基片时,所述放大值被设定为使被实施等离子体处理的基片的面积S(m2)相对于标准基片的面积的面积比即S/2.78为1~10倍的值。
CN201910505078.1A 2018-06-15 2019-06-12 等离子体处理装置和等离子体处理方法 Active CN110610843B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-114946 2018-06-15
JP2018114946A JP7052584B2 (ja) 2018-06-15 2018-06-15 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110610843A true CN110610843A (zh) 2019-12-24
CN110610843B CN110610843B (zh) 2022-12-02

Family

ID=68890965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910505078.1A Active CN110610843B (zh) 2018-06-15 2019-06-12 等离子体处理装置和等离子体处理方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7052584B2 (zh)
KR (1) KR102205228B1 (zh)
CN (1) CN110610843B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114582763A (zh) * 2022-05-06 2022-06-03 拓荆科技(北京)有限公司 一种晶圆吸附状态的检测方法、检测装置及控制器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240290582A1 (en) * 2021-06-15 2024-08-29 Kyocera Corporation Plasma treatment apparatus member

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6202590B1 (en) * 1998-09-25 2001-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma apparatus for fabricating semiconductor devices
US6509542B1 (en) * 1999-09-30 2003-01-21 Lam Research Corp. Voltage control sensor and control interface for radio frequency power regulation in a plasma reactor
CN1677624A (zh) * 2004-03-29 2005-10-05 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置以及方法
CN105990194A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010101742A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Nikon Corp 温度計測装置、気体供給装置、及び露光装置
JP2016225439A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び基板剥離検知方法
JP2017008374A (ja) * 2015-06-23 2017-01-12 株式会社アルバック ずれ量の測定方法
JP6697346B2 (ja) * 2016-07-20 2020-05-20 株式会社ディスコ 吸着確認方法、離脱確認方法、及び減圧処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6202590B1 (en) * 1998-09-25 2001-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Plasma apparatus for fabricating semiconductor devices
US6509542B1 (en) * 1999-09-30 2003-01-21 Lam Research Corp. Voltage control sensor and control interface for radio frequency power regulation in a plasma reactor
CN1677624A (zh) * 2004-03-29 2005-10-05 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置以及方法
CN105990194A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114582763A (zh) * 2022-05-06 2022-06-03 拓荆科技(北京)有限公司 一种晶圆吸附状态的检测方法、检测装置及控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN110610843B (zh) 2022-12-02
KR102205228B1 (ko) 2021-01-19
KR20190142233A (ko) 2019-12-26
JP2019220282A (ja) 2019-12-26
JP7052584B2 (ja) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10249478B2 (en) Substrate processing apparatus
US9831064B2 (en) Plasma processing apparatus
US11482435B2 (en) Plasma processing apparatus
US6716301B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and method of processing semiconductor wafer using plasma, and wafer voltage probe
KR102033120B1 (ko) 플라즈마 처리 방법
JP2020155408A (ja) 切り替えモードイオンエネルギー分布システムを制御する方法
US7771608B2 (en) Plasma processing method and apparatus
WO2022111567A1 (zh) 半导体工艺设备及功率控制方法
KR20090029740A (ko) 플라즈마 처리 챔버 내에서 언컨파인먼트를 감지하는 방법 및 장치
US11037761B2 (en) Control method and plasma processing apparatus
CN110610843B (zh) 等离子体处理装置和等离子体处理方法
US10964513B2 (en) Plasma processing apparatus
US8366833B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US8872525B2 (en) System, method and apparatus for detecting DC bias in a plasma processing chamber
JP3659180B2 (ja) 半導体製造装置および処理方法、およびウエハ電位プローブ
US9601301B2 (en) Non-intrusive measurement of a wafer DC self-bias in semiconductor processing equipment
TWI816856B (zh) 基板處理系統與用於操作基板處理系統的方法
KR20240093943A (ko) 플라즈마 프로세싱 챔버에서의 실시간 웨이퍼 전위 측정을 위한 방법 및 장치
US10748779B2 (en) Substrate processing method
US20090056627A1 (en) Method and apparatus for monitoring plasma-induced damage using dc floating potential of substrate
CN110610892B (zh) 基片处理装置和基片处理方法
JP2005142582A (ja) 半導体製造装置および処理方法
KR20130078719A (ko) 공정 챔버의 결로 발생 방지 장치 및 방법
US20220076930A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US8186300B2 (en) Plasma processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant