JP2004193149A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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JP2004193149A
JP2004193149A JP2002355450A JP2002355450A JP2004193149A JP 2004193149 A JP2004193149 A JP 2004193149A JP 2002355450 A JP2002355450 A JP 2002355450A JP 2002355450 A JP2002355450 A JP 2002355450A JP 2004193149 A JP2004193149 A JP 2004193149A
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frequency power
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JP2002355450A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
啓之 鈴木
Junichi Tonoya
純一 戸野谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus which is capable of stabilizing the discharge without changing the process characteristics. <P>SOLUTION: The plasma processing apparatus is equipped with a vacuum charger 1 possessing a dielectric window 2 and housing a wafer W inside, a gas feed pipe 11 which feeds reaction gas into the vacuum charger 1, a high-frequency feed mechanism which is provided with a high-frequency power supply unit 5 to feed high-frequency waves from the high-frequency power supply unit 5 into the vacuum charger 1 through the dielectric window 2 to turn the reaction gas into a plasma for processing the wafer W, an electrode 8 provided inside the vacuum charger 1, and a DC power supply 9 applying an optional DC voltage to the electrode 8. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体素子、液晶ディスプレイなどの薄膜素子の製造或いは、粒子ビーム源や分析装置などとして用いられるプラズマ処理装置及び処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のプラズマ処理装置は反応室を備えているが、この反応室としては、アース電位の金属からなる真空チャンバーが用いられている。そして、真空チャンバーの内壁は絶縁物でコーティングされることが多い。
【0003】
真空チャンバーの内壁が絶縁物でコーティングされると、生成されるプラズマは直流的にはアース電位から絶縁された状態となる。このため、プラズマの直流電位は、基準となる電位を持たないことになり、任意の電位になり得る(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−306891号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラズマの直流電位が基準となる電位を持たない場合には、プラズマ電位はプロセス条件や装置間差で変化し、さらには経時的にも変化し、プロセス特性が変化してしまう一要因となる。
【0006】
また、真空チャンバーの内壁の絶縁コ一ティングがプラズマのエッチング作用により、一部除去されてアース電位の金属が剥き出しになると、プラズマ電位とアース電位との差が大きい場合には、放電状態が不安定になるという問題もある。
【0007】
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、プロセス特性を変化させることなく、また、放電状態を安定化できるようにしたプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載のものは、内部に被処理基板を収納する真空容器と、この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を例えば、誘電体窓やアンテナ、電極などを介して前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、前記真空容器内に設けられた電極と、この電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段とを具備する。
【0009】
請求項5記載のものは、内部に被処理基板を収納する真空容器と、この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を誘電体窓やアンテナ、電極などを介して前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、前記真空容器内に設けられた電極と、この電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、前記電極の電位を測定する電位測定手段と、この電位測定手段及び前記電圧印加手段を前記電極に対し選択的に接続させる切替手段とを具備する。
【0010】
請求項6記載のものは、内部に被処理基板を収納する真空容器と、この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を誘電体窓やアンテナ、電極などを介して前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、前記真空容器内に設けられた第1及び第2の電極と、前記第1の電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、前記第2の電極の電位を測定する電位測定手段とを具備する。
【0011】
請求項7記載のものは、誘電体窓を有するとともに、内部に被処理基板を収納する真空容器と、この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を誘電体窓やアンテナ、電極などを介して前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、前記真空容器内に設けられた電極と、この電極の電位を測定する電位測定手段と、前記電位測定手段が所定値以上の電位を測定したことに基づいて前記高周波供給手段による高周波の供給を停止させ、或いは警報を発生させる制御手段とを具備する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の一実施の形態であるプラズマ処理装置を示す概略的構成図である。
【0014】
図中1は、アルマイト(誘電体)がコートされたアルミニューム製の真空チヤンバー(真空容器)で、この真空チヤンバー(真空容器)の内壁面は絶縁物でコーティングされている。真空チヤンバー1の天井部には誘電体窓を構成する石英板2が設けられ、石英板2の上面部には、プラズマ生成用のコイル3が設置されている。プラズマ生成用のコイル3には、高周波供給手段としての高周波電源5が接続されている。プラズマ生成用のコイル3には、例えば、13.56MHzの高周波パワーが印加されてプラズマが生成されるようになっている。
【0015】
真空チヤンバー1の内底部には載置部として兼用される下部電極6が設けられ、この下部電極6上には被処理基板としてのウエハWが載置されている。下部電極6には高周波電源7が接続され、下部電極6にも高周波パワーが印加されるようになっている。真空チャンバー1の一側壁部には反応ガスを供給するガス供給手段としてのガス供給管11及び真空引きするためのガス排気管12が接続されている。
【0016】
また、真空チャンバー1の一側内壁面の近傍には、表面が導体または半導体からなる例えば、アルミニューム製の電極8が設置されている。この電極8には直流電源9が接続され、直流電圧が印加できる構造となっている。
【0017】
次に、ウエハWをエッチング処理する場合について説明する。
【0018】
まず、図示しないゲートバルブを開いて図示しない搬送アームによりウエハWを下部電極6上に載置する。この載置後、ゲートバルブを閉じて真空チャンバー1内を排気して所定の真空度まで真空引きする。こののち、ガス供給管11からエッチングガスを真空チャンバー1内に供給する。
【0019】
そして、高周波電源5から例えば13.56MHzの高周波パワーをコイル3に印加すると共に、高周波電源7から下部電極6に例えば13.56MHzの高周波パワーを印加する。
【0020】
これにより、コイル3から石英板2を介して真空容器1内に高周波が供給され、この高周波によりエッチングガスがプラズマ化されてウエハWの表面がエッチングされることになる。
【0021】
図2は、反応ガスとしてCFと0の混合ガスを用いて放電を行い、真空チャンバー1内に電極8を配置しない場合、真空チャンバー1内に電極8を配置してこの電極8の電位を0Vとした場合、及びこの電極8の電位を−18Vと変化させた場合において、真空チャンバー1内におけるプラズマ浮遊電位の測定を行った結果を示すグラフ図である。
【0022】
このグラフ図からプラズマ浮遊電位は、電極8を設置しない場合、電極8の電位を0Vにした場合、電極8の電位を−18Vにした場合の順に低下していることが分かる。
【0023】
ところで、プラズマ電位は、電極8を設置しない場合、電極8の電位を0Vにした場合、電極8の電位を−18Vのした場合におけるプラズマ浮遊電位より、それぞれ20V程度高いと考えられ、プラズマ電位を電極8の印加電圧により制御できることを示している。
【0024】
上記したように、真空チャージャー1内に電極8を配置し、この電極8に直流電圧を印加することにより、プラズマ電位に対し基準となる直流電圧を与えることができる。従って、プラズマ電位が装置間差、経時変化など不確かな原因により変動することを防ぐことが可能となる。
【0025】
また、電極8に印加する電圧を変化させることにより、プラズマ電位を制御することが可能である。従って、真空チャンバー1内壁の絶縁コーティングが一部除去されてアース電位の金属が剥き出しになった場合でも、プラズマ電位とアース電位の電位差をコントロールして放電を安定化させることが可能となる。
【0026】
図3は、本発明の第2の実施の形態であるプラズマ処理装置を示す概略的に構成図である。
【0027】
なお、図1で示した部分と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0028】
この第2の実施の形態では、電圧測定手段としての電圧計15及び切替え手段としての切替えスイッチ16を備え、切換スイッチ16の切替え動作により直流電源9と電圧計15を電極8に選択的に接続できるようになっている。
【0029】
この第2の実施の形態によれば、プラズマ浮遊電位の変化を電圧計15によりモニターでき、例えば、装置の異常または経時変化によりプラズマ浮遊電位が変化した場合には、切換スイッチ15を動作させて直流電圧を電極8に印加することによりプラズマ電位を制御することが可能である。
【0030】
図4は、本発明の第3の他の実施の形態であるプラズマ処理装置を示すものである。
【0031】
なお、図1で示した部分と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0032】
この第3の実施の形態では、真空チャンバー1内に第1及び第2の電極21,22を配設し、第1の電極21には、電圧印加手段としての直流電源23、第2の電極22には電位測定手段としての電圧計24が接続されている。
【0033】
この第3の実施の形態では、直流電源23により第1の電極21に直流電圧を印加したことに基づいて電圧計24によるプラズマ浮遊電位の測定値が大きく上昇した場合には、真空チャンバー1内壁面の絶縁物のコーティングが剥がれていないと判別され、電圧計24によるプラズマ浮遊電位の測定値が余り上昇しない場合には、絶縁物のコーティングが剥がれていると判別される。
【0034】
この第3の実施の形態によっても、上記した第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0035】
図5は、本発明の第4の実施の形態であるプラズマ処理装置を示す概略的に構成図である。
【0036】
なお、図1で示した部分と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0037】
この第4の実施の形態では、真空チャンバー1内に下部電極6を取り囲むように反応ガスを整流するための整流板31が設けられ、この整流板31が電極として兼用され、この整流板31に直流電源32が接続されて直流電圧が印加されるようになっている。
【0038】
この第4の実施の形態によっても、上記した第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0039】
また、この第4の実施の形態では、整流板31が電極として兼用されるため、、部品点数が削減されてコストの低減が図ることができる。
【0040】
図6は、本発明の第5の他の実施の形態であるプラズマ処理装置を示すものである。
【0041】
なお、図1で示した部分と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0042】
この第5の実施の形態では、真空チャンバー1の内部に、電位測定用の電極35を設け、この電極35には電圧印加手段としての電圧計36が接続されている。
【0043】
真空チャンバー1の天井部には誘電体窓38が設けられ、この誘電体窓38は大型化され、複数の窓部38a…によって構成されている。これら窓部38a…はアルミナ板39及び石英板40によって構成されている。複数枚のアルミナ板39は、アルミ/アルマイト製の梁41によって支持され、石英板40は梁41にネジ止め固定されている。石英板40間には隙間が形成され、この隙間からは梁41が露出されている。
【0044】
アルミナ板39の上面部には、誘導結合プラズマ生成用のコイル3が設置されており、プラズマが生成されるようになっている。
【0045】
図7は図6において、プラズマフローティング電位をペンレコーダによりモニターした結果を示すものである。
【0046】
放電を継続することにより、アルミ/アルマイト製梁41のアルマイトがプラズマによりエッチングされ、アルミが露出されると、プラズマフローティング電位が−8.5V(通常の電位)から27Vにまで上昇することが分かる。
【0047】
このようにプラズマ電位が上昇し始めると、目視により、アーク放電がアルミ/アルマイト製梁41の部分で発生しているのが確認された。
【0048】
このように電圧計36が所定値以上の電位を測定することに基づいて制御手段45によりプラズマの発生が停止され、或いは警報が発せられるようになっている。
【0049】
また、プラズマの発生停止、或いは警報を発する電位上昇の閾値は、5V以上となっている。
【0050】
この第5の実施の形態によれば、梁41におけるアーク放電を事前に回避することが可能となる。
【0051】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限られることなく、その要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プラズマの電位をコントロールしてプロセス特性及び放電状態を安定化させるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図。
【図2】図1のプラズマ処理装置におけるプラズマ浮遊電位の変化を示すグラフ図。
【図3】本発明の第2の実施の形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図。
【図4】本発明の第3の実施の形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図。
【図5】本発明の第4の実施の形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図。
【図6】本発明の第5の実施の形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図。
【図7】図6のプラズマ処理装置におけるプラズマ浮遊電位の変化を示すグラフ図。
【符号の説明】
W…ウエハ(被処理基板)、1…真空チャンバー(真空容器)、3…コイル、5…高周波電源(高周波供給手段)、8…電極、9…直流電源(電圧印加手段)、11…ガス供給管(ガス供給手段)、15…電位測定手段、16…切替えスイッチ(切替手段)、21…第1の電極、22…第2の電極、23…直流電源(電圧印加手段)、24…電圧計(電位測定手段)、31…整流板、35…電池、36…電位測定手段、38…誘電体窓、38a…窓部、41…梁。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus and a processing method used for manufacturing a thin film element such as a semiconductor element or a liquid crystal display, or as a particle beam source or an analyzer.
[0002]
[Prior art]
This type of plasma processing apparatus includes a reaction chamber, and a vacuum chamber made of a metal having a ground potential is used as the reaction chamber. The inner wall of the vacuum chamber is often coated with an insulating material.
[0003]
When the inner wall of the vacuum chamber is coated with an insulator, the generated plasma is in a state of being insulated from a ground potential in terms of direct current. Therefore, the DC potential of the plasma does not have a reference potential, and can be an arbitrary potential (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-306891
[Problems to be solved by the invention]
However, when the DC potential of the plasma does not have a reference potential, the plasma potential changes depending on process conditions and differences between apparatuses, and also changes over time, which is one factor that causes a change in process characteristics. Become.
[0006]
In addition, when the insulating coating on the inner wall of the vacuum chamber is partially removed by the plasma etching action and the metal at the earth potential is exposed, if the difference between the plasma potential and the earth potential is large, the discharge state is not good. There is also the problem of becoming stable.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of stabilizing a discharge state without changing process characteristics. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention includes a vacuum container for accommodating a substrate to be processed therein, gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum container, and a high-frequency power supply unit. A high-frequency supply unit for supplying the high-frequency power from the high-frequency power supply unit into the vacuum chamber through a dielectric window, an antenna, an electrode, or the like, thereby converting the reaction gas into plasma and processing the substrate to be processed, An electrode provided in the vacuum vessel and voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the electrode are provided.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vacuum container accommodating a substrate to be processed therein, gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum container, and a high-frequency power supply unit. A high-frequency supply unit for processing the substrate to be processed by turning the reaction gas into plasma by supplying the inside of the vacuum container through a dielectric window, an antenna, an electrode, and the like, and an electrode provided in the vacuum container. Voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the electrode, potential measuring means for measuring the potential of the electrode, and switching means for selectively connecting the potential measuring means and the voltage applying means to the electrode. Is provided.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vacuum container accommodating a substrate to be processed therein, gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum container, and a high-frequency power supply unit. A high-frequency supply unit configured to supply the reaction gas into plasma to process the substrate by supplying the reaction gas into the plasma through a dielectric window, an antenna, an electrode, and the like; And a second electrode, voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the first electrode, and potential measuring means for measuring the potential of the second electrode.
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a vacuum container having a dielectric window and accommodating a substrate to be processed therein, gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum container, and a high-frequency power supply unit. A high-frequency power supply unit configured to supply the high-frequency power from the high-frequency power supply unit to the inside of the vacuum chamber through a dielectric window, an antenna, an electrode, or the like, to convert the reaction gas into plasma and process the substrate to be processed; An electrode provided therein, a potential measuring means for measuring the potential of the electrode, and stopping the supply of high frequency by the high frequency supply means based on the potential measuring means measuring a potential equal to or higher than a predetermined value, or Control means for generating an alarm.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a plasma processing apparatus according to one embodiment of the present invention.
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber (vacuum vessel) made of aluminum coated with alumite (dielectric material), and the inner wall surface of the vacuum chamber (vacuum vessel) is coated with an insulating material. A quartz plate 2 constituting a dielectric window is provided on the ceiling of the vacuum chamber 1, and a coil 3 for plasma generation is provided on an upper surface of the quartz plate 2. A high frequency power supply 5 as high frequency supply means is connected to the plasma generating coil 3. A high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied to the plasma generating coil 3 to generate plasma.
[0015]
A lower electrode 6 also serving as a mounting portion is provided on the inner bottom of the vacuum chamber 1, and a wafer W as a substrate to be processed is mounted on the lower electrode 6. A high-frequency power source 7 is connected to the lower electrode 6, and a high-frequency power is also applied to the lower electrode 6. A gas supply pipe 11 as a gas supply means for supplying a reaction gas and a gas exhaust pipe 12 for evacuation are connected to one side wall of the vacuum chamber 1.
[0016]
In the vicinity of the inner wall surface on one side of the vacuum chamber 1, for example, an electrode 8 made of a conductor or a semiconductor and made of aluminum is provided. A DC power supply 9 is connected to the electrode 8 so that a DC voltage can be applied.
[0017]
Next, a case where the wafer W is subjected to the etching process will be described.
[0018]
First, a gate valve (not shown) is opened, and the wafer W is mounted on the lower electrode 6 by a transfer arm (not shown). After this mounting, the gate valve is closed and the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated to evacuate to a predetermined degree of vacuum. Thereafter, an etching gas is supplied from the gas supply pipe 11 into the vacuum chamber 1.
[0019]
Then, a high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied to the coil 3 from the high frequency power supply 5, and a high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied to the lower electrode 6 from the high frequency power supply 7.
[0020]
As a result, high frequency is supplied from the coil 3 into the vacuum vessel 1 via the quartz plate 2, and the high frequency turns the etching gas into plasma, thereby etching the surface of the wafer W.
[0021]
FIG. 2 shows that when a discharge is performed using a mixed gas of CF 4 and O 2 as a reaction gas and the electrode 8 is not arranged in the vacuum chamber 1, the electrode 8 is arranged in the vacuum chamber 1 and the potential of the electrode 8 is changed. FIG. 7 is a graph showing the results of measurement of the plasma floating potential in the vacuum chamber 1 in the case where is set to 0 V and the potential of the electrode 8 is changed to −18 V.
[0022]
From this graph, it can be seen that the plasma floating potential decreases in the order where the electrode 8 is not provided, the potential of the electrode 8 is 0 V, and the potential of the electrode 8 is −18 V.
[0023]
By the way, the plasma potential is considered to be about 20 V higher than the plasma floating potential when the electrode 8 is not provided, when the potential of the electrode 8 is 0 V, and when the potential of the electrode 8 is −18 V. This indicates that the control can be performed by the voltage applied to the electrode 8.
[0024]
As described above, by disposing the electrode 8 in the vacuum charger 1 and applying a DC voltage to the electrode 8, a DC voltage that is a reference for the plasma potential can be applied. Therefore, it is possible to prevent the plasma potential from fluctuating due to uncertain factors such as a difference between apparatuses and a change with time.
[0025]
The plasma potential can be controlled by changing the voltage applied to the electrode 8. Therefore, even when the insulating coating on the inner wall of the vacuum chamber 1 is partially removed and the metal at the ground potential is exposed, it is possible to control the potential difference between the plasma potential and the ground potential to stabilize the discharge.
[0026]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[0027]
The same portions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0028]
In the second embodiment, a voltmeter 15 as a voltage measuring means and a changeover switch 16 as a changeover means are provided, and the DC power supply 9 and the voltmeter 15 are selectively connected to the electrode 8 by the changeover operation of the changeover switch 16. I can do it.
[0029]
According to the second embodiment, the change in the plasma floating potential can be monitored by the voltmeter 15. For example, when the plasma floating potential changes due to an abnormality of the apparatus or a change with time, the changeover switch 15 is operated. The plasma potential can be controlled by applying a DC voltage to the electrode 8.
[0030]
FIG. 4 shows a plasma processing apparatus according to a third other embodiment of the present invention.
[0031]
The same portions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0032]
In the third embodiment, first and second electrodes 21 and 22 are provided in a vacuum chamber 1, and a DC power supply 23 as a voltage applying means, a second electrode A voltmeter 24 is connected to 22 as potential measuring means.
[0033]
In the third embodiment, when the measured value of the plasma floating potential by the voltmeter 24 is greatly increased based on the application of the DC voltage to the first electrode 21 by the DC power supply 23, It is determined that the coating of the insulator on the wall surface is not peeled off, and when the measured value of the plasma floating potential by the voltmeter 24 does not increase so much, it is determined that the coating of the insulator is peeled off.
[0034]
According to the third embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
[0035]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
[0036]
The same portions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0037]
In the fourth embodiment, a rectifying plate 31 for rectifying the reaction gas is provided in the vacuum chamber 1 so as to surround the lower electrode 6, and the rectifying plate 31 is also used as an electrode. A DC power supply 32 is connected so that a DC voltage is applied.
[0038]
According to the fourth embodiment, the same operation and effect as those of the above-described first embodiment can be obtained.
[0039]
Further, in the fourth embodiment, since the current plate 31 is also used as an electrode, the number of components can be reduced, and the cost can be reduced.
[0040]
FIG. 6 shows a plasma processing apparatus according to a fifth other embodiment of the present invention.
[0041]
The same portions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0042]
In the fifth embodiment, an electrode 35 for measuring a potential is provided inside the vacuum chamber 1, and a voltmeter 36 as a voltage applying means is connected to the electrode 35.
[0043]
A dielectric window 38 is provided on the ceiling of the vacuum chamber 1, and the size of the dielectric window 38 is increased, and the dielectric window 38 includes a plurality of windows 38a. These windows 38a are constituted by an alumina plate 39 and a quartz plate 40. The plurality of alumina plates 39 are supported by aluminum / alumite beams 41, and the quartz plate 40 is fixed to the beams 41 by screws. A gap is formed between the quartz plates 40, and the beam 41 is exposed from the gap.
[0044]
The coil 3 for generating inductively coupled plasma is provided on the upper surface of the alumina plate 39 so that plasma is generated.
[0045]
FIG. 7 shows the result of monitoring the plasma floating potential in FIG. 6 with a pen recorder.
[0046]
By continuing the discharge, the alumite of the aluminum / alumite beam 41 is etched by the plasma, and when the aluminum is exposed, the plasma floating potential rises from -8.5V (normal potential) to 27V. .
[0047]
When the plasma potential started to rise in this way, it was visually confirmed that an arc discharge was generated in the portion of the aluminum / alumite beam 41.
[0048]
As described above, the control means 45 stops the generation of the plasma or issues an alarm based on the fact that the voltmeter 36 measures the potential equal to or higher than the predetermined value.
[0049]
Further, the threshold value of the potential rise for stopping the generation of the plasma or issuing an alarm is 5 V or more.
[0050]
According to the fifth embodiment, it is possible to avoid an arc discharge in the beam 41 in advance.
[0051]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the invention.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma processing apparatus that controls a plasma potential to stabilize process characteristics and a discharge state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a change in plasma floating potential in the plasma processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a change in plasma floating potential in the plasma processing apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
W: Wafer (substrate to be processed), 1: vacuum chamber (vacuum vessel), 3: coil, 5: high frequency power supply (high frequency supply means), 8: electrode, 9: DC power supply (voltage application means), 11: gas supply Tube (gas supply means), 15: potential measurement means, 16: changeover switch (switching means), 21: first electrode, 22: second electrode, 23: DC power supply (voltage application means), 24: voltmeter (Potential measuring means), 31 ... rectifier plate, 35 ... battery, 36 ... potential measuring means, 38 ... dielectric window, 38a ... window part, 41 ... beam.

Claims (9)

内部に被処理基板を収納する真空容器と、
この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、
高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、
前記真空容器内に設けられた電極と、
この電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container for storing the substrate to be processed therein;
Gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum vessel;
A high-frequency power supply unit that has a high-frequency power supply unit and supplies high-frequency power from the high-frequency power supply unit to the inside of the vacuum vessel to convert the reaction gas into plasma and process the substrate to be processed;
An electrode provided in the vacuum vessel,
Voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the electrode;
A plasma processing apparatus comprising:
前記真空容器は、誘電体または誘電体がコーティングされた金属製であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the vacuum vessel is made of a dielectric or a metal coated with a dielectric. 前記電極は、表面が導体または半導体からなることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the surface of the electrode is made of a conductor or a semiconductor. 前記電極は前記反応ガスの流れを制御する整流板として兼用されることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the electrode is also used as a rectifying plate for controlling the flow of the reaction gas. 内部に被処理基板を収納する真空容器と、
この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、
高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、
前記真空容器内に設けられた電極と、
この電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電極の電位を測定する電位測定手段と、
この電位測定手段及び前記電圧印加手段を前記電極に対し選択的に接続させる切替手段と、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container for storing the substrate to be processed therein;
Gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum vessel;
A high-frequency power supply unit that has a high-frequency power supply unit and supplies high-frequency power from the high-frequency power supply unit to the inside of the vacuum vessel to convert the reaction gas into plasma and process the substrate to be processed;
An electrode provided in the vacuum vessel,
Voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the electrode;
Potential measuring means for measuring the potential of the electrode,
Switching means for selectively connecting the potential measuring means and the voltage applying means to the electrode,
A plasma processing apparatus comprising:
内部に被処理基板を収納する真空容器と、
この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、
高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、
前記真空容器内に設けられた第1及び第2の電極と、
前記第1の電極に任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第2の電極の電位を測定する電位測定手段と、
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container for storing the substrate to be processed therein;
Gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum vessel;
A high-frequency power supply unit that has a high-frequency power supply unit and supplies high-frequency power from the high-frequency power supply unit to the inside of the vacuum vessel to convert the reaction gas into plasma and process the substrate to be processed;
First and second electrodes provided in the vacuum vessel;
Voltage applying means for applying an arbitrary DC voltage to the first electrode;
Potential measuring means for measuring the potential of the second electrode;
A plasma processing apparatus comprising:
誘電体窓を有するとともに、内部に被処理基板を収納する真空容器と、
この真空容器内に反応ガスを供給するガス供給手段と、
高周波電源部を有し、この高周波電源部からの高周波を前記誘電体窓を介して前記真空容器内に供給することにより、前記反応ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理する高周波供給手段と、
前記真空容器内に設けられた電極と、
この電極の電位を測定する電位測定手段と、
前記電位測定手段が所定値以上の電位を測定したことに基づいて前記高周波供給手段による高周波の供給を停止させ、或いは警報を発生させる制御手段と
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container having a dielectric window and accommodating the substrate to be processed therein,
Gas supply means for supplying a reaction gas into the vacuum vessel;
A high-frequency power supply unit that has a high-frequency power supply unit, and supplies high-frequency waves from the high-frequency power supply unit into the vacuum chamber through the dielectric window to convert the reaction gas into plasma and process the substrate to be processed; ,
An electrode provided in the vacuum vessel,
Potential measuring means for measuring the potential of the electrode;
A plasma processing apparatus comprising: control means for stopping supply of high frequency by the high frequency supply means or generating an alarm based on the potential measurement means measuring a potential equal to or higher than a predetermined value.
前記誘電体窓は、絶縁物によりコーティングされる梁により支持される複数の窓部により構成され、
前記複数の窓部間には隙間が形成され、
前記梁は前記隙間を介して前記真空チャンバー内に露出されていることを特徴とする請求項7記載のプラズマ処理装置。
The dielectric window is constituted by a plurality of windows supported by beams coated with an insulator,
A gap is formed between the plurality of windows,
The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein the beam is exposed to the inside of the vacuum chamber through the gap.
前記高周波供給手段による高周波の供給停止、或いは警報を発する電位上昇の閾値は、5V以上とすることを特徴とする請求項7記載のプラズマ処理装置。8. The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein a threshold value of a potential increase at which the supply of the high frequency by the high frequency supply unit is stopped or a warning is issued is 5 V or more.
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