JP2007231356A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製の被エッチング部材が設けられた基板処理装置に関し、外部からチャンバ内の状態を確認することができるようにしたものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus provided with a metal member to be etched so that the state in a chamber can be confirmed from the outside.
現在、半導体等の製造においては、基板処理装置として、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置とは、チャンバ内に導入した膜の材料となる有機金属錯体等のガスを、高周波アンテナから入射する高周波によりプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して金属薄膜等を成膜する装置である。 Currently, in the manufacture of semiconductors and the like, film formation using a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus is known as a substrate processing apparatus. A plasma CVD apparatus is a plasma reaction of a gas such as an organometallic complex that becomes a material of a film introduced into a chamber by a high frequency incident from a high frequency antenna, and a chemical reaction on the substrate surface by active excited atoms in the plasma. Is a device for forming a metal thin film or the like by promoting the above.
これに対し、本発明者等は、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバに設置し、ハロゲンガスをプラズマ化して被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマＣＶＤ装置（以下、新方式のプラズマＣＶＤ装置という）および成膜方法を開発した（例えば、下記、特許文献１参照）。 On the other hand, the present inventors installed a member to be etched, which is a metal component for producing a high vapor pressure halide, and made of a metal component desired to be formed in a chamber, and converted the halogen gas into plasma to form the member to be etched. A plasma CVD apparatus (hereinafter referred to as a new type of plasma CVD apparatus) that forms a precursor, which is a halide of a metal component, by etching with a halogen radical and deposits only the metal component of the precursor on a substrate; A film forming method was developed (for example, see Patent Document 1 below).
上記新方式のプラズマＣＶＤ装置では、成膜される金属源となる被エッチング部材の温度に対して基板の温度が低くなるように制御して基板に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材の金属をＭ、ハロゲンガスをＣｌ2とした場合、被エッチング部材を高温（例えば３００℃〜７００℃）に、また基板を低温（例えば２００℃程度）に制御することにより、前記基板にＭ薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。 In the above-described plasma CVD apparatus of the new type, the metal film is formed on the substrate by controlling the temperature of the substrate to be lower than the temperature of the member to be etched which is a metal source to be formed. For example, when the metal of the member to be etched is M and the halogen gas is Cl 2 , the member to be etched is controlled to a high temperature (for example, 300 ° C. to 700 ° C.) and the substrate is controlled to a low temperature (for example, about 200 ° C.) An M thin film can be formed on the substrate. This is thought to be due to the following reaction.
(1)プラズマの解離反応；Ｃｌ2→２Ｃｌ*
(2)エッチング反応；Ｍ＋Ｃｌ*→ＭＣｌ（ｇ）
(3)基板への吸着反応；ＭＣｌ（ｇ）→ＭＣｌ（ａｄ）
(4)成膜反応；ＭＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｍ＋Ｃｌ2↑
ここで、Ｃｌ*はＣｌのラジカルであることを、（ｇ）はガス状態であることを、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
(1) Plasma dissociation reaction; Cl 2 → 2Cl *
(2) Etching reaction; M + Cl * → MCl (g)
(3) Adsorption reaction on the substrate; MC1 (g) → MC1 (ad)
(4) Film formation reaction; MCl (ad) + Cl * → M + Cl 2 ↑
Here, Cl * represents a Cl radical, (g) represents a gas state, and (ad) represents an adsorption state.
前述した新方式のＣＶＤ装置においては、ＭＣｌとＣｌ*との割合を適正に保つことで、成膜反応が適切に行われる。即ち、成膜条件として、Ｃｌ2ガスの流量、圧力、パワー、基板及び被エッチング部材の温度、基板と被エッチング部材との距離等を適正に設定することで、ＭＣｌとＣｌ*との割合をほぼ等しく制御することができ、成膜速度を低下させることなく、しかも、基板に対してＣｌ*によるエッチング過多が生じることなくＭが析出される。 In the above-described new type CVD apparatus, the film forming reaction is appropriately performed by keeping the ratio of MCl and Cl * appropriately. That is, as the film formation conditions, the ratio of MCl and Cl * is set by appropriately setting the flow rate of Cl 2 gas, pressure, power, the temperature of the substrate and the member to be etched, the distance between the substrate and the member to be etched, etc. It can be controlled almost equally, and M is deposited without reducing the deposition rate and without causing excessive etching by Cl * on the substrate.
上述した新方式のＣＶＤ装置では、膜厚の均一性（例えば、平均膜厚に対し±３％以下）に優れた成膜を行うために、機器や環境に合わせた成膜条件（プロセス条件）や装置条件の設定が行われている。膜厚の均一性を保つためには、チャンバの内部の状況を把握してプロセス条件等を調整する必要がある。チャンバの内部を観察するためには、チャンバ内の広い範囲を観察する観察窓等を設けることが考えられるが、プラズマ処理によって発生する蒸気、ダスト等により観察窓がくもってしまう問題が生じる。 In the above-described new type CVD apparatus, in order to perform film formation with excellent film thickness uniformity (for example, ± 3% or less of the average film thickness), film formation conditions (process conditions) suited to the equipment and environment. And device conditions are set. In order to maintain the uniformity of the film thickness, it is necessary to grasp the internal conditions of the chamber and adjust the process conditions. In order to observe the inside of the chamber, it is conceivable to provide an observation window or the like for observing a wide range in the chamber. However, there arises a problem that the observation window is clouded by vapor, dust or the like generated by plasma processing.
観察窓のくもりを防止する技術として、シールドガスを供給することが提案されている（例えば、下記、特許文献２参照）。しかし、シールドガスを供給する技術は、小さな計測窓を対象としており、大きさや位置、構造が限定されたものとなり、チャンバ内の広い範囲を観察する窓には適用することができない。 As a technique for preventing clouding of the observation window, it has been proposed to supply a shielding gas (for example, see Patent Document 2 below). However, the technique for supplying the shielding gas is intended for a small measurement window and is limited in size, position, and structure, and cannot be applied to a window for observing a wide range in the chamber.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、処理に伴うくもりの影響をなくして外部からチャンバ内の状態を確認することができる基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of confirming the state in the chamber from the outside without the influence of cloudiness associated with processing.
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の基板処理装置は、基板が収容されるチャンバの上部開口を透明な天井板で塞ぎ、天井板の上部からチャンバ内の光を受光してチャンバの内部の状況を確認する受光手段を備え、天井板の内側にくもりが生じない状態に天井板の温度制御を行う温度制御手段を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus of the present invention according to claim 1 is configured to close an upper opening of a chamber in which a substrate is accommodated with a transparent ceiling plate and receive light in the chamber from the upper portion of the ceiling plate. It is characterized by comprising light receiving means for confirming the condition inside the chamber, and temperature control means for controlling the temperature of the ceiling board in a state where no clouding occurs inside the ceiling board.
請求項１の基板処理装置では、温度制御手段によりくもりの発生をなくした透明の天井板からチャンバの内部の状況を受光手段により確認することができる。 In the substrate processing apparatus according to the first aspect, it is possible to confirm the internal state of the chamber by the light receiving means from the transparent ceiling plate in which the occurrence of clouding is eliminated by the temperature control means.
上記目的を達成するための請求項２に係る本発明の基板処理装置は、基板が収容されるチャンバと、チャンバの上部開口を塞ぐ透明な誘電体の天井板と、基板の上方に設けられ成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、チャンバの内部にハロゲンを含有する作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化し、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる制御手段と、天井板の上部からチャンバ内の光を受光してチャンバの内部の状況を確認する受光手段と、天井板の内側に曇りが生じない状態に天井板の温度制御を行う温度制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to a second aspect of the present invention includes a chamber in which a substrate is accommodated, a transparent dielectric ceiling plate that closes an upper opening of the chamber, and a substrate. Metal to-be-etched member containing film raw material, working gas supply means for supplying working gas containing halogen into the chamber, and plasma inside the chamber to generate working gas plasma to generate halogen radicals And a plasma generating means for generating a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched by etching the member to be etched with halogen radicals, and the substrate side temperature is made lower than the temperature of the member to be etched. Control means for depositing the metal component of the precursor on the substrate, and the light inside the chamber from the top of the ceiling plate and the situation inside the chamber Light receiving means for confirming, characterized in that a temperature control means for inside haze state ceiling plate temperature control that does not occur in the ceiling board.
請求項２の基板処理装置では、ハロゲンラジカルで金属製の被エッチング部材をエッチングして得られた前駆体の金属成分を基板に成膜させる基板処理装置で、温度制御手段によりくもりの発生をなくした透明の天井板からチャンバの内部の状況を受光手段により確認することができる。 The substrate processing apparatus according to claim 2 is a substrate processing apparatus for forming a metal component of a precursor obtained by etching a metal member to be etched with a halogen radical on a substrate. The state inside the chamber can be confirmed by the light receiving means from the transparent ceiling plate.
そして、請求項３に係る本発明の基板処理装置は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、天井板の温度を所望の温度に保持するために天井板に冷却風を供給するファンを天井板の上側に備え、温度制御手段は、ファンから供給される冷却風を加温するヒータであることを特徴とする。 And the substrate processing apparatus of this invention which concerns on Claim 3 supplies cooling air to a ceiling board in order to hold | maintain the temperature of a ceiling board to desired temperature in the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2 The temperature control means is a heater for heating the cooling air supplied from the fan.
請求項３の基板処理装置では、ファンから供給される冷却風をヒータにより加温して天井板のくもりをなくすことができ、既存の温度保持用のファンを用いることができる。 In the substrate processing apparatus according to the third aspect, the cooling air supplied from the fan can be heated by the heater to eliminate the cloudiness of the ceiling plate, and the existing temperature maintaining fan can be used.
また、請求項４に係る本発明の基板処理装置は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、温度制御手段は、天井板に埋め込まれた埋め込みヒータであり、埋め込みヒータに電源を接続したことを特徴とする。 The substrate processing apparatus of the present invention according to claim 4 is the substrate processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the temperature control means is an embedded heater embedded in the ceiling plate, and the embedded heater is powered Is connected.
請求項４の基板処理装置では、埋め込みヒータにより天井板を加温して天井板のくもりをなくすことができる。 In the substrate processing apparatus according to the fourth aspect, the ceiling plate can be heated by the embedded heater to eliminate the cloudiness of the ceiling plate.
また、請求項５に係る本発明の基板処理装置は、請求項２に記載の基板処理装置において、プラズマ発生手段は、天井板の上側に備えられるプラズマアンテナと、プラズマアンテナに電力を供給して高周波の電磁波を発生させるプラズマ電源とから構成され、温度制御手段は、天井板に埋め込まれた誘導加熱ヒータであり、プラズマアンテナからの高周波により誘導加熱により誘導加熱ヒータが発熱することにより天井板の温度制御を行うことを特徴とする。 The substrate processing apparatus of the present invention according to claim 5 is the substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma generating means supplies power to the plasma antenna provided on the ceiling plate and the plasma antenna. The temperature control means is an induction heater embedded in the ceiling plate, and the induction heater generates heat by induction heating due to the high frequency from the plasma antenna. It is characterized by temperature control.
請求項５の基板処理装置では、プラズマアンテナからの高周波により誘導加熱により誘導加熱ヒータを発熱させることで、専用の加熱源を用いることなく天井板を加温して天井板のくもりをなくすことができる。 In the substrate processing apparatus according to claim 5, by heating the induction heater by induction heating with a high frequency from the plasma antenna, the ceiling board can be heated without using a dedicated heating source, thereby eliminating the cloudiness of the ceiling board. it can.
また、請求項６に係る本発明の基板処理装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、受光手段は、天井板の上部に設けられる赤外線センサーを有し、赤外線センサーからの情報を用いてチャンバ内の温度分布を計測して画像化するサーモグラフィーであることを特徴とする。 The substrate processing apparatus of the present invention according to claim 6 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the light receiving means includes an infrared sensor provided on an upper part of the ceiling plate, It is a thermography that measures and images a temperature distribution in a chamber using information from an infrared sensor.
請求項６の基板処理装置では、サーモグラフィーにより赤外線センサーからの情報を用いていてチャンバ内の温度分布を画像化し、チャンバ内の温度分布の状況を確認することができる。 In the substrate processing apparatus according to the sixth aspect, the temperature distribution in the chamber can be imaged by using the information from the infrared sensor by thermography to check the temperature distribution in the chamber.
また、請求項７に係る本発明の基板処理装置は、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、受光手段は、天井板の上部に設けられる遠赤外線センサーを有し、遠赤外線センサーからの情報を用いてチャンバ内の温度分布を計測する計測手段であることを特徴とする。 The substrate processing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the second to fifth aspects, wherein the light receiving means includes a far infrared sensor provided on an upper portion of the ceiling plate. The measuring means measures the temperature distribution in the chamber using information from the far-infrared sensor.
請求項７の基板処理装置では、遠赤外線を発しないプラズマが発生している時であっても、即ち、成膜中であっても、チャンバ内の温度分布を確認することができる。 In the substrate processing apparatus according to the seventh aspect, the temperature distribution in the chamber can be confirmed even when plasma that does not emit far infrared rays is generated, that is, during film formation.
本発明の基板処理装置は、処理に伴うくもりの影響をなくして外部からチャンバ内の状態を確認することができる基板処理装置となる。 The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus that can confirm the state in the chamber from the outside without being affected by the cloudiness associated with the processing.
以下に示す実施形態例は、基板の処理としてＣｕ薄膜の作製を例に挙げて説明してある。即ち、本実施形態例では、Ｃｌラジカルにより金属であるＣｕ製の被エッチング部材をエッチングし、主に、前駆体を基板に吸着させると共にＣｌ還元により基板上の前駆体をＣｕ成分とする薄膜の作製を例に挙げて説明してある。 In the embodiments described below, the production of a Cu thin film is taken as an example for the processing of a substrate. In other words, in this embodiment, a member to be etched made of Cu, which is a metal, is etched by Cl radicals, and the precursor is mainly adsorbed to the substrate and the precursor on the substrate is made into a Cu component by Cl reduction. The production is described as an example.
尚、被エッチング部材としてはＣｕ製に限らず、タンタル、チタン、アルミニウム等、他の金属を適用することが可能である。また、基板の処理としては、成膜に限らず被エッチング部材を用いて処理を行うものであれば本発明を適用することができる。 The member to be etched is not limited to Cu, and other metals such as tantalum, titanium, and aluminum can be applied. Further, the substrate processing is not limited to film formation, and the present invention can be applied as long as the processing is performed using a member to be etched.
図１に基づいて本発明の第１実施形態例を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１には本発明の第１実施形態例に係る基板処理装置の概略側面を示してある。 FIG. 1 shows a schematic side view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図に示すように、円筒状に形成されたチャンバ１の底部近傍にはサセプタとしての支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。支持台２にはヒータ及び冷媒流通手段を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。 As shown in the figure, a support base 2 as a susceptor is provided in the vicinity of the bottom of a chamber 1 formed in a cylindrical shape, and a substrate 3 is placed on the support base 2. The support base 2 is provided with temperature control means 6 including a heater and a refrigerant circulation means. The support base 2 is brought to a predetermined temperature (for example, a temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 300 ° C.) by the temperature control means 6. Be controlled.
尚、チャンバの形状は円筒状に限らず、例えば、矩形状のチャンバを適用することも可能である。 The shape of the chamber is not limited to a cylindrical shape, and for example, a rectangular chamber can be applied.
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は透明な石英製（誘電体）の天井板７によって塞がれている。天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には図示しない整合器を介して電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８、電源１０（ＲＦ電源）により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。 The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a transparent quartz (dielectric) ceiling plate 7. A plasma antenna 8 for converting the inside of the chamber 1 into plasma is provided above the ceiling plate 7, and the plasma antenna 8 is formed in a planar ring shape parallel to the surface of the ceiling plate 7. A power source 10 is connected to the plasma antenna 8 via a matching unit (not shown) to supply a high frequency. Plasma generating means for generating induction plasma is constituted by the plasma antenna 8 and the power source 10 (RF power source).
尚、天井板７として透明な石英製のものを用いたが、熱伝導性の良い透明誘電体であれば石英製に限定されず、例えば、サファイア等を適用することも可能である。 In addition, although the thing made from transparent quartz was used as the ceiling board 7, if it is a transparent dielectric material with good heat conductivity, it will not be limited to quartz, For example, sapphire etc. can also be applied.
チャンバ１には、銅製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１１が保持され、被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置されている。被エッチング部材１１は、例えば、リング状の枠材に長尺板状の金属板部材が複数枚平行に配置され、プラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。 The chamber 1 holds a member to be etched 11 made of copper (made of Cu), and the member to be etched 11 is disposed in a discontinuous state between the substrate 3 and the ceiling plate 7 with respect to the electric flow of the plasma antenna 8. Yes. The member 11 to be etched includes, for example, a plurality of long plate-like metal plate members arranged in parallel on a ring-shaped frame member, and is structurally discontinuous with respect to the circumferential direction that is the direction of electricity flow of the plasma antenna 8. It is supposed to be in a state.
プラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態にする被エッチング部材の形状としては、金属部材を格子状に配置したり、金属棒を放射状に配置した形状を採用することも可能である。 The shape of the member to be etched that is structurally discontinuous with respect to the circumferential direction, which is the flow direction of electricity of the plasma antenna 8, is a shape in which metal members are arranged in a lattice shape or metal bars are arranged in a radial shape. It is also possible to adopt.
被エッチング部材１１の上方におけるチャンバ１の筒部にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｈｅにより所定の濃度に希釈されたガス：Ｃｌ2ガス）１７を供給するガスノズル１４が設けられている。ＨｅとＣｌ2ガスは流量制御器１６で流量及び圧力が制御され、Ｈｅで希釈されたＣｌ2ガス１７がガスノズル１４に送られる（作用ガス供給手段）。 A gas nozzle 14 for supplying a working gas 17 containing chlorine as a halogen (a gas diluted to a predetermined concentration with He: Cl 2 gas) 17 into the cylindrical portion of the chamber 1 above the member 11 to be etched. Is provided. The flow rate and pressure of He and Cl 2 gas are controlled by the flow rate controller 16, and the Cl 2 gas 17 diluted with He is sent to the gas nozzle 14 (working gas supply means).
ガスノズル１４をチャンバ１の筒部の周囲に等間隔で複数接続し、チャンバ１の筒部の周囲からＣｌ2ガス１７をチャンバ１内に供給することも可能である。また、作用ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素、臭素及びヨウ素等を適用することが可能である。ハロゲンとして塩素を用いたことにより、安価な塩素ガスを用いて薄膜を作製することができる。 It is also possible to connect a plurality of gas nozzles 14 around the cylindrical portion of the chamber 1 at equal intervals and supply the Cl 2 gas 17 into the chamber 1 from the peripheral portion of the cylindrical portion of the chamber 1. In addition, as halogen contained in the working gas, fluorine, bromine, iodine, or the like can be applied. By using chlorine as the halogen, a thin film can be manufactured using inexpensive chlorine gas.
成膜に関与しないガス等は排気口１８から排気され、天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１９によって所定の圧力に維持される。 Gases and the like not involved in film formation are exhausted from the exhaust port 18, and the interior of the chamber 1 closed by the ceiling plate 7 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 19.
一方、天井板７の上部にはプラズマアンテナ８等を覆うカバー部材２１が備えられ、カバー部材２１の上部の中心には冷却風導入口２２が形成されている。冷却風導入口２２には天井板７に向けて冷却風を供給するファン２３が設けられ、ファン２３により天井板７に冷却風を供給することにより天井板７の温度が所望の温度に保持される。天井板７はプラズマアンテナ８への給電により高温になるが、破損等が生じないように温度差が所定の温度、例えば、４０℃の範囲となるように調整されている。 On the other hand, a cover member 21 that covers the plasma antenna 8 and the like is provided on the top of the ceiling plate 7, and a cooling air inlet 22 is formed at the center of the top of the cover member 21. The cooling air introduction port 22 is provided with a fan 23 that supplies cooling air toward the ceiling plate 7. By supplying cooling air to the ceiling plate 7 by the fan 23, the temperature of the ceiling plate 7 is maintained at a desired temperature. The The ceiling plate 7 is heated to a high temperature by supplying power to the plasma antenna 8, but is adjusted so that the temperature difference is within a predetermined temperature range, for example, 40 ° C., so as not to be damaged.
冷却風導入口２２には天井板７に供給される冷却風を加温するヒータ２４が設けられ、冷却風を加温して天井板７の内側にくもりが生じない状態に温度が制御される（温度制御手段）。チャンバ１内にプラズマを発生させて、後述する成膜処理が施されると、プラズマ処理によって発生する蒸気、ダスト等により透明な天井板７にくもりが発生するが、ヒータ２４で加温された冷却風が供給されることにより、天井板７が暖められてくもりの発生を防止することができる。 The cooling air introduction port 22 is provided with a heater 24 for heating the cooling air supplied to the ceiling plate 7, and the temperature is controlled so that the cooling air is heated and no clouding occurs inside the ceiling plate 7. (Temperature control means). When plasma is generated in the chamber 1 and a film forming process to be described later is performed, the transparent ceiling plate 7 is clouded by vapor, dust, etc. generated by the plasma process, but is heated by the heater 24. By supplying the cooling air, the ceiling plate 7 can be warmed and the occurrence of cloudiness can be prevented.
天井板７として、熱伝導性の良い透明誘電体として石英ガラスが用いられ、透明な天井板７の上には受光手段としての赤外線センサー２６が配され、赤外線センサー２６によりチャンバ１内の全体の温度分布の状態が検出される。赤外線センサー２６からの情報は光ファイバー等のケーブルを介してカメラ２７に送られる。カメラ２７に送られた赤外線センサー２６からの情報は温度分布が計測されて画像化される（サーモグラフィー）。また、赤外線の波長と強度を分析することにより、ラジカルや前駆体の状態を確認することができる。 As the ceiling plate 7, quartz glass is used as a transparent dielectric material having good thermal conductivity, and an infrared sensor 26 as a light receiving means is disposed on the transparent ceiling plate 7. The state of the temperature distribution is detected. Information from the infrared sensor 26 is sent to the camera 27 via a cable such as an optical fiber. Information from the infrared sensor 26 sent to the camera 27 is imaged by measuring the temperature distribution (thermography). Moreover, the state of radicals and precursors can be confirmed by analyzing the wavelength and intensity of infrared rays.
尚、受光手段としては、チャンバ１内の遠赤外線を検出する遠赤外線センサーを適用して画像化する計測手段を用いることも可能である。遠赤外線センサーを適用した場合、遠赤外線を発しないプラズマが発生している時であっても、即ち、成膜中であっても、チャンバ１内の温度分布を確認することができる。 As the light receiving means, it is also possible to use a measuring means for imaging by applying a far infrared sensor that detects far infrared rays in the chamber 1. When the far-infrared sensor is applied, the temperature distribution in the chamber 1 can be confirmed even when plasma that does not emit far-infrared is generated, that is, during film formation.
上述した基板処理装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１４からＣｌ2ガス１７を供給する。プラズマアンテナ８から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2ガス１７をイオン化してチャンバ１の内部にＣｌ2ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。この時の反応は、次式で表すことができる。
Ｃｌ2→２Ｃｌ* ・・・・（１）
ここで、Ｃｌ*は塩素ラジカルを表す。
In the substrate processing apparatus described above, the Cl 2 gas 17 is supplied into the chamber 1 from the gas nozzle 14. By entering electromagnetic waves from the plasma antenna 8 into the chamber 1, the Cl 2 gas 17 is ionized to generate Cl 2 gas plasma inside the chamber 1, thereby generating Cl radicals. The reaction at this time can be expressed by the following formula.
Cl 2 → 2Cl * (1)
Here, Cl * represents a chlorine radical.
ガスプラズマがＣｕ製の被エッチング部材１１に作用することにより、被エッチング部材１１が加熱されると共に、Ｃｕにエッチング反応が生じる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ*→ＣｕＣｌ（ｇ） ・・・・（２）
ここで、ｓは固体状態、ｇはガス状態を表す。式（２）は、Ｃｕがガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）によりエッチングされ、前駆体とされた状態である。
The gas plasma acts on the member to be etched 11 made of Cu, whereby the member to be etched 11 is heated and an etching reaction occurs in Cu. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
Cu (s) + Cl * → CuCl (g) (2)
Here, s represents a solid state and g represents a gas state. Formula (2) is a state in which Cu is etched by gas plasma (chlorine radical Cl * ) to be a precursor.
ガスプラズマを発生させることにより被エッチング部材１１を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段６により基板３の温度を被エッチング部材１１の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜３００℃）に設定する。この結果、前駆体は基板３に吸着(堆積)される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ） ・・・・（３）
The member to be etched 11 is heated by generating gas plasma (for example, 300 ° C. to 700 ° C.), and the temperature of the substrate 3 is lower than the temperature of the member to be etched 11 by the temperature control means 6 (for example, 100 C. to 300.degree. C.). As a result, the precursor is adsorbed (deposited) on the substrate 3. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (g) → CuCl (ad) (3)
基板３に吸着したＣｕは、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてＣｕ成分となる。
この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ2↑・・・・（４）
Cu adsorbed on the substrate 3 is reduced by the chlorine radical Cl * to become a Cu component.
The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (ad) + Cl * → Cu (s) + Cl 2 ↑ (4)
更に、上式（２）において発生したガス化したＣｕＣｌ（ｇ）の一部は、基板３に吸着する(上式（３）参照)前に、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてガス状態のＣｕとなる場合もある。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ2↑ ・・・・（５）
この後、ガス状態のＣｕ成分は、基板３に吸着される。
これにより、基板３にＣｕの薄膜が作製される。
Furthermore, a part of the gasified CuCl (g) generated in the above formula (2) is reduced by the chlorine radical Cl * before being adsorbed to the substrate 3 (see the above formula (3)), and is in a gaseous state. It may become. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (g) + Cl * → Cu (g) + Cl 2 ↑ (5)
Thereafter, the gaseous Cu component is adsorbed on the substrate 3.
As a result, a Cu thin film is formed on the substrate 3.
上述したＣｕの薄膜の作製に際し、透明の天井板７にはファン２３から冷却風が供給され、冷却風はヒータ２４によって加温されている。このため、天井板７が暖められてプラズマ処理によってチャンバ１内に発生する塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して透明な天井板７がくもることがない。例えば、所定枚数の基板３の成膜の都度、くもりが生じていない透明な天井板７を通して赤外線センサー２６によりチャンバ１内の赤外線の状況を検出し、カメラ２７で画像処理して温度分布を計測する。 When the Cu thin film described above is manufactured, cooling air is supplied from the fan 23 to the transparent ceiling plate 7, and the cooling air is heated by the heater 24. For this reason, the ceiling board 7 is heated, and chloride vapor, dust, etc. generated in the chamber 1 by the plasma treatment do not adhere to the ceiling board 7 and the transparent ceiling board 7 is not clouded. For example, each time a predetermined number of substrates 3 are deposited, the infrared sensor 26 detects the infrared state in the chamber 1 through the transparent ceiling plate 7 where no clouding occurs, and the camera 27 performs image processing to measure the temperature distribution. To do.
チャンバ１内の赤外線の状況を検出することにより、被エッチング部材１１の表面状態やチャンバ１の内壁の状態を分析・確認し、付着物等の評価をチャンバ１の全体に対して行う。例えば、発光強度と波長との関係で、ＣｕＣｌ（ＭＣｌ）、Ｃｕ（Ｍ）、Ｃｌ*の存在が確認され、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の成分が分析される。これにより、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の状態を確認することができ、被エッチング部材１１の交換時期や洗浄時期、チャンバ１のクリーニング時期等を把握することができる。 By detecting the state of infrared rays in the chamber 1, the surface state of the member to be etched 11 and the state of the inner wall of the chamber 1 are analyzed and confirmed, and the evaluation of deposits and the like is performed on the entire chamber 1. For example, the presence of CuCl (MCl), Cu (M), and Cl * is confirmed from the relationship between the emission intensity and the wavelength, and the components of the surface of the member to be etched 11 and the inner wall of the chamber 1 are analyzed. Thereby, the state of the surface of the member to be etched 11 and the state of the inner wall of the chamber 1 can be confirmed, and the replacement time and cleaning time of the member to be etched 11, the cleaning time of the chamber 1 and the like can be grasped.
上述した基板処理装置では、チャンバ１の内部を観察するために透明な天井板７を設けた場合であっても、温度の不均一を抑制する冷却風が加温されて天井板７に供給されているので、塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して天井板７がくもることがない。このため、広い範囲を観察するための透明な天井板７に対し、プラズマ処理に伴うくもりの影響をなくすことができ、外部からチャンバ１内の状態を確認することができる基板処理装置となる。また、温度の不均一を抑制して破損を防止する既存の冷却手段（ファン２３）にヒータ２４を付加してくもりの防止措置を講じることができるので、大掛かりな装置を必要とせず、コストを抑制することができる。 In the above-described substrate processing apparatus, even when the transparent ceiling plate 7 is provided to observe the inside of the chamber 1, the cooling air that suppresses temperature non-uniformity is heated and supplied to the ceiling plate 7. Therefore, chloride vapor, dust or the like does not adhere to the ceiling plate 7 and the ceiling plate 7 is not clouded. For this reason, the transparent ceiling plate 7 for observing a wide range can eliminate the influence of cloudiness associated with plasma processing, and the substrate processing apparatus can check the state in the chamber 1 from the outside. In addition, since the heater 24 is added to the existing cooling means (fan 23) that suppresses unevenness of temperature and prevents breakage, it is possible to take measures to prevent overloading, so that a large-scale device is not required and cost is reduced. Can be suppressed.
図２に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図２には本発明の第２実施形態例に係る基板処理装置の概略側面を示してある。図２に示した第２実施形態例は、第１実施形態例のヒータ２４（図１参照）に代えて天井板７に埋め込みヒータを設けた構成となっている。このため、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略してある。 FIG. 2 shows a schematic side view of a substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment shown in FIG. 2 has a configuration in which an embedded heater is provided on the ceiling plate 7 instead of the heater 24 (see FIG. 1) of the first embodiment. For this reason, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図に示すように、円筒状に形成されたチャンバ１には基板３が載置される支持台２が設けられ、支持台２にはヒータ及び冷媒流通手段を備えた温度制御手段６が設けられ、温度制御手段６により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。 As shown in the figure, the chamber 1 formed in a cylindrical shape is provided with a support base 2 on which a substrate 3 is placed, and the support base 2 is provided with a temperature control means 6 having a heater and a refrigerant flow means. The temperature control means 6 controls the temperature to a predetermined temperature (for example, the temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 300 ° C.).
チャンバ１は透明な石英製（誘電体）の天井板７によって塞がれて、天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には電源１０が接続されて高周波が供給される。チャンバ１には、銅製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１１が保持され、被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置されている。 The chamber 1 is closed by a transparent quartz (dielectric) ceiling plate 7, and a plasma antenna 8 for converting the inside of the chamber 1 into plasma is provided above the ceiling plate 7. It is formed in a planar ring shape parallel to the surface of the plate 7. A power source 10 is connected to the plasma antenna 8 to supply a high frequency. The chamber 1 holds a member to be etched 11 made of copper (made of Cu), and the member to be etched 11 is disposed in a discontinuous state between the substrate 3 and the ceiling plate 7 with respect to the electric flow of the plasma antenna 8. Yes.
被エッチング部材１１の上方におけるチャンバ１の筒部にはチャンバ１の内部に作用ガス（Ｈｅにより所定の濃度に希釈されたガス：Ｃｌ2ガス）１７を供給するガスノズル１４が設けられている。成膜に関与しないガス等は排気口１８から排気され、天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１９によって所定の圧力に維持される。 A gas nozzle 14 for supplying a working gas (a gas diluted with He to a predetermined concentration: Cl 2 gas) 17 is provided inside the chamber 1 above the member to be etched 11. Gases and the like not involved in film formation are exhausted from the exhaust port 18, and the interior of the chamber 1 closed by the ceiling plate 7 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 19.
天井板７の上部にはプラズマアンテナ８等を覆うカバー部材２１が備えられ、カバー部材２１の上部の中心には冷却風導入口２２が形成されている。冷却風導入口２２には天井板７に向けて冷却風を供給するファン２３が設けられ、ファン２３により天井板７に冷却風を供給することにより天井板７の温度が所望の温度に保持される。 A cover member 21 that covers the plasma antenna 8 and the like is provided on the top of the ceiling plate 7, and a cooling air inlet 22 is formed at the center of the top of the cover member 21. The cooling air introduction port 22 is provided with a fan 23 that supplies cooling air toward the ceiling plate 7. By supplying cooling air to the ceiling plate 7 by the fan 23, the temperature of the ceiling plate 7 is maintained at a desired temperature. The
一方、天井板７には埋め込みヒータ３１が埋め込まれて設けられ、埋め込みヒータ３１にはヒータ電源３２が接続されている。ヒータ電源３２を介して埋め込みヒータ３１に電力を供給することにより天井板７が暖められ、天井板７の内側にくもりが生じない状態に天井板７の温度が制御される（温度制御手段）。チャンバ１内にプラズマを発生させて、成膜処理が施されると、プラズマ処理によって発生する蒸気、ダスト等により透明な天井板７にくもりが発生するが、埋め込みヒータ３１により天井板７が暖められてくもりの発生を防止することができる。 On the other hand, an embedded heater 31 is embedded in the ceiling plate 7, and a heater power source 32 is connected to the embedded heater 31. By supplying electric power to the embedded heater 31 via the heater power supply 32, the ceiling plate 7 is warmed, and the temperature of the ceiling plate 7 is controlled so that clouding does not occur inside the ceiling plate 7 (temperature control means). When the plasma is generated in the chamber 1 and the film forming process is performed, the transparent ceiling board 7 is clouded by vapor, dust, etc. generated by the plasma process, but the ceiling board 7 is warmed by the embedded heater 31. The occurrence of cloudiness can be prevented.
第２実施形態例の基板処理装置では、第１実施形態例と同様の原理で基板３にＣｕの薄膜が作製される。Ｃｕの薄膜の作製に際し、透明の天井板７にはファン２３から冷却風が供給されて温度差が所望の状態に維持されている。そして、ヒータ電源３２を介して埋め込みヒータ３１に電力が供給されて天井板７は所定の温度に暖められている。このため、プラズマ処理によってチャンバ１内に発生する塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して透明な天井板７がくもることがない。例えば、所定枚数の基板３の成膜の都度、くもりが生じていない透明な天井板７を通して赤外線センサー２６によりチャンバ１内の赤外線の状況を検出し、カメラ２７で画像処理して温度分布を計測する。 In the substrate processing apparatus of the second embodiment, a Cu thin film is formed on the substrate 3 on the same principle as that of the first embodiment. When the Cu thin film is produced, cooling air is supplied from the fan 23 to the transparent ceiling plate 7 so that the temperature difference is maintained in a desired state. Then, electric power is supplied to the embedded heater 31 via the heater power supply 32, and the ceiling board 7 is warmed to a predetermined temperature. For this reason, the vapor | steam of chloride, dust, etc. which generate | occur | produce in the chamber 1 by plasma processing adhere to the ceiling board 7, and the transparent ceiling board 7 does not become cloudy. For example, each time a predetermined number of substrates 3 are deposited, the infrared sensor 26 detects the infrared state in the chamber 1 through the transparent ceiling plate 7 where no clouding occurs, and the camera 27 performs image processing to measure the temperature distribution. To do.
第１実施形態例と同様に、チャンバ１内の赤外線の状況を検出することにより、被エッチング部材１１の表面状態やチャンバ１の内壁の状態を分析・確認し、付着物等の評価をチャンバ１の全体に対して行う。例えば、発光強度と波長との関係で、ＣｕＣｌ（ＭＣｌ）、Ｃｕ（Ｍ）、Ｃｌ*の存在が確認され、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の成分が分析される。これにより、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の状態を確認することができ、被エッチング部材１１の交換時期や洗浄時期、チャンバ１のクリーニング時期等を把握することができる。 Similar to the first embodiment, by detecting the state of infrared rays in the chamber 1, the surface state of the member 11 to be etched and the state of the inner wall of the chamber 1 are analyzed and confirmed, and evaluation of deposits and the like is performed in the chamber 1. To the whole. For example, the presence of CuCl (MCl), Cu (M), and Cl * is confirmed from the relationship between the emission intensity and the wavelength, and the components of the surface of the member to be etched 11 and the inner wall of the chamber 1 are analyzed. Thereby, the state of the surface of the member to be etched 11 and the state of the inner wall of the chamber 1 can be confirmed, and the replacement time and cleaning time of the member to be etched 11, the cleaning time of the chamber 1 and the like can be grasped.
上述した基板処理装置では、チャンバ１の内部を観察するために透明な天井板７を設けた場合であっても、埋め込みヒータ３１により天井板７が暖められているので、塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して天井板７がくもることがない。このため、広い範囲を観察するための透明な天井板７に対し、プラズマ処理に伴うくもりの影響をなくすことができ、外部からチャンバ１内の状態を確認することができる基板処理装置となる。また、天井板７に設けた埋め込みヒータ３１によりくもりの防止措置を講じることができるので、大掛かりな装置を必要とせず、チャンバ１の構造を変えずにコストを抑制することができる。 In the substrate processing apparatus described above, even when the transparent ceiling plate 7 is provided for observing the inside of the chamber 1, the ceiling plate 7 is heated by the embedded heater 31, so that chloride vapor, dust, Etc. do not adhere to the ceiling plate 7 and the ceiling plate 7 is not clouded. For this reason, the transparent ceiling plate 7 for observing a wide range can eliminate the influence of cloudiness associated with plasma processing, and the substrate processing apparatus can check the state in the chamber 1 from the outside. In addition, since it is possible to take measures to prevent fogging by the embedded heater 31 provided on the ceiling plate 7, a large-scale device is not required, and the cost can be suppressed without changing the structure of the chamber 1.
図３に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。 A third embodiment of the present invention will be described based on FIG.
図３には本発明の第３実施形態例に係る基板処理装置の概略側面を示してある。図３に示した第３実施形態例は、第１実施形態例のヒータ２４（図１参照）に代えて天井板７に誘導加熱ヒータを設けた構成となっている。このため、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略してある。 FIG. 3 shows a schematic side view of a substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment shown in FIG. 3 has a configuration in which an induction heater is provided on the ceiling plate 7 in place of the heater 24 (see FIG. 1) of the first embodiment. For this reason, the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図に示すように、円筒状に形成されたチャンバ１には基板３が載置される支持台２が設けられ、支持台２にはヒータ及び冷媒流通手段を備えた温度制御手段６が設けられ、温度制御手段６により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。 As shown in the figure, the chamber 1 formed in a cylindrical shape is provided with a support base 2 on which a substrate 3 is placed, and the support base 2 is provided with a temperature control means 6 having a heater and a refrigerant flow means. The temperature control means 6 controls the temperature to a predetermined temperature (for example, the temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 300 ° C.).
チャンバ１は透明な石英製（誘電体）の天井板７によって塞がれて、天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には電源１０が接続されて高周波が供給される。チャンバ１には、銅製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１１が保持され、被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置されている。 The chamber 1 is closed by a transparent quartz (dielectric) ceiling plate 7, and a plasma antenna 8 for converting the inside of the chamber 1 into plasma is provided above the ceiling plate 7. It is formed in a planar ring shape parallel to the surface of the plate 7. A power source 10 is connected to the plasma antenna 8 to supply a high frequency. The chamber 1 holds a member to be etched 11 made of copper (made of Cu), and the member to be etched 11 is disposed in a discontinuous state between the substrate 3 and the ceiling plate 7 with respect to the electric flow of the plasma antenna 8. Yes.
被エッチング部材１１の上方におけるチャンバ１の筒部にはチャンバ１の内部に作用ガス（Ｈｅにより所定の濃度に希釈されたガス：Ｃｌ2ガス）１７を供給するガスノズル１４が設けられている。成膜に関与しないガス等は排気口１８から排気され、天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１９によって所定の圧力に維持される。 A gas nozzle 14 for supplying a working gas (a gas diluted with He to a predetermined concentration: Cl 2 gas) 17 is provided inside the chamber 1 above the member to be etched 11. Gases and the like not involved in film formation are exhausted from the exhaust port 18, and the interior of the chamber 1 closed by the ceiling plate 7 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 19.
天井板７の上部にはプラズマアンテナ８等を覆うカバー部材２１が備えられ、カバー部材２１の上部の中心には冷却風導入口２２が形成されている。冷却風導入口２２には天井板７に向けて冷却風を供給するファン２３が設けられ、ファン２３により天井板７に冷却風を供給することにより天井板７の温度が所望の温度に保持される。 A cover member 21 that covers the plasma antenna 8 and the like is provided on the top of the ceiling plate 7, and a cooling air inlet 22 is formed at the center of the top of the cover member 21. The cooling air introduction port 22 is provided with a fan 23 that supplies cooling air toward the ceiling plate 7. By supplying cooling air to the ceiling plate 7 by the fan 23, the temperature of the ceiling plate 7 is maintained at a desired temperature. The
一方、天井板７には誘導加熱ヒータ３５が埋め込まれて設けられ、誘導加熱ヒータ３５はプラズマアンテナ８からの高周波で誘導加熱される。誘導加熱ヒータ３５が誘導加熱されることで天井板７が暖められ、天井板７の内側にくもりが生じない状態に天井板７の温度が制御される（温度制御手段）。チャンバ１内にプラズマを発生させて、成膜処理が施されると、プラズマ処理によって発生する蒸気、ダスト等により透明な天井板７にくもりが発生するが、誘導加熱ヒータ３５により天井板７が暖められてくもりの発生を防止することができる。 On the other hand, an induction heater 35 is embedded in the ceiling plate 7, and the induction heater 35 is induction heated at a high frequency from the plasma antenna 8. When the induction heater 35 is induction-heated, the ceiling plate 7 is warmed, and the temperature of the ceiling plate 7 is controlled so that clouding does not occur inside the ceiling plate 7 (temperature control means). When plasma is generated in the chamber 1 and a film forming process is performed, clouding is generated on the transparent ceiling plate 7 due to vapor, dust, etc. generated by the plasma processing. Generation of cloudiness can be prevented by being warmed.
第３実施形態例の基板処理装置では、第１実施形態例、第２実施形態例と同様の原理で基板３にＣｕの薄膜が作製される。Ｃｕの薄膜の作製に際し、透明の天井板７にはファン２３から冷却風が供給されて温度差が所望の状態に維持されている。そして、プラズマアンテナ８からの高周波で誘導加熱ヒータ３５が誘導加熱されて天井板７は所定の温度に暖められている。このため、プラズマ処理によってチャンバ１内に発生する塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して透明な天井板７がくもることがない。例えば、所定枚数の基板３の成膜の都度、くもりが生じていない透明な天井板７を通して赤外線センサー２６によりチャンバ１内の赤外線の状況を検出し、カメラ２７で画像処理して温度分布を計測する。 In the substrate processing apparatus of the third embodiment, a Cu thin film is formed on the substrate 3 on the same principle as the first embodiment and the second embodiment. When the Cu thin film is produced, cooling air is supplied from the fan 23 to the transparent ceiling plate 7 so that the temperature difference is maintained in a desired state. And the induction heater 35 is induction-heated by the high frequency from the plasma antenna 8, and the ceiling board 7 is heated to predetermined temperature. For this reason, the vapor | steam of chloride, dust, etc. which generate | occur | produce in the chamber 1 by plasma processing adhere to the ceiling board 7, and the transparent ceiling board 7 does not become cloudy. For example, each time a predetermined number of substrates 3 are deposited, the infrared sensor 26 detects the infrared state in the chamber 1 through the transparent ceiling plate 7 where no clouding occurs, and the camera 27 performs image processing to measure the temperature distribution. To do.
第１実施形態例、第２実施形態例と同様に、チャンバ１内の赤外線の状況を検出することにより、被エッチング部材１１の表面状態やチャンバ１の内壁の状態を分析・確認し、付着物等の評価をチャンバ１の全体に対して行う。例えば、発光強度と波長との関係で、ＣｕＣｌ（ＭＣｌ）、Ｃｕ（Ｍ）、Ｃｌ*の存在が確認され、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の成分が分析される。これにより、被エッチング部材１１の表面やチャンバ１の内壁の状態を確認することができ、被エッチング部材１１の交換時期や洗浄時期、チャンバ１のクリーニング時期等を把握することができる。 As in the first embodiment and the second embodiment, the state of the surface of the member 11 to be etched and the state of the inner wall of the chamber 1 are analyzed and confirmed by detecting the state of the infrared rays in the chamber 1, and the deposit And the like are evaluated for the entire chamber 1. For example, the presence of CuCl (MCl), Cu (M), and Cl * is confirmed from the relationship between the emission intensity and the wavelength, and the components of the surface of the member to be etched 11 and the inner wall of the chamber 1 are analyzed. Thereby, the state of the surface of the member to be etched 11 and the state of the inner wall of the chamber 1 can be confirmed, and the replacement time and cleaning time of the member to be etched 11, the cleaning time of the chamber 1 and the like can be grasped.
上述した基板処理装置では、チャンバ１の内部を観察するために透明な天井板７を設けた場合であっても、誘導加熱ヒータ３５により天井板７が暖められているので、塩化物の蒸気、ダスト等が天井板７に付着して天井板７がくもることがない。このため、広い範囲を観察するための透明な天井板７に対し、プラズマ処理に伴うくもりの影響をなくすことができ、外部からチャンバ１内の状態を確認することができる基板処理装置となる。また、プラズマアンテナ８からの高周波で誘導加熱される誘導加熱ヒータ３５を天井板７に設け、誘導加熱ヒータ３５によりくもりの防止措置を講じることができるので、独立した電源等の大掛かりな装置を必要とせず、チャンバ１の構造を変えずにコストを抑制することができる。 In the substrate processing apparatus described above, even when the transparent ceiling plate 7 is provided for observing the inside of the chamber 1, the ceiling plate 7 is heated by the induction heater 35. Dust or the like does not adhere to the ceiling plate 7 and the ceiling plate 7 is not clouded. For this reason, the transparent ceiling plate 7 for observing a wide range can eliminate the influence of cloudiness associated with plasma processing, and the substrate processing apparatus can check the state in the chamber 1 from the outside. In addition, since an induction heater 35 that is induction-heated at a high frequency from the plasma antenna 8 is provided on the ceiling plate 7 and the induction heater 35 can take measures to prevent fogging, a large-scale device such as an independent power source is required. The cost can be suppressed without changing the structure of the chamber 1.
本発明の基板処理装置は、チャンバ１の内部を観察するために透明な天井板７を設けた場合であっても、プラズマ処理に伴うくもりの影響をなくして天井板７を通してチャンバ１の内部の状態を確認することができる基板処理装置となる。 In the substrate processing apparatus of the present invention, even when a transparent ceiling plate 7 is provided for observing the inside of the chamber 1, the inside of the chamber 1 is passed through the ceiling plate 7 without the influence of cloudiness associated with plasma processing. It becomes a substrate processing apparatus which can confirm a state.
本発明は、金属製の被エッチング部材が設けられた基板処理装置の産業分野で利用することができる。 The present invention can be used in the industrial field of a substrate processing apparatus provided with a metal member to be etched.
１ チャンバ
２ 支持台
３ 基板
６ 温度制御手段
７ 天井板
８ プラズマアンテナ
１０ 電源
１１ 被エッチング部材
１４ ガスノズル
１７ 作用ガス（Ｃｌ2ガス）
１８ 排気口
１９ 真空装置
２１ カバー部材
２２ 冷却風導入口
２３ ファン
２４ ヒータ
２６ 赤外線センサー
３１ 埋め込みヒータ
３２ ヒータ電源
３５ 誘導加熱ヒータ
1 chamber 2 support table 3 substrate 6 temperature control means 7 ceiling plate 8 plasma antenna 10 power 11 etched member 14 gas nozzle 17 acting gas (Cl 2 gas)
18 Exhaust port 19 Vacuum device 21 Cover member 22 Cooling air inlet 23 Fan 24 Heater 26 Infrared sensor 31 Embedded heater 32 Heater power supply 35 Induction heater
Claims (7)
チャンバの上部開口を塞ぐ透明な誘電体の天井板と、
基板の上方に設けられ成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にハロゲンを含有する作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化し、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる制御手段と
天井板の上部からチャンバ内の光を受光してチャンバの内部の状況を確認する受光手段と、
天井板の内側に曇りが生じない状態に天井板の温度制御を行う温度制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 A chamber containing a substrate;
A transparent dielectric ceiling plate that closes the top opening of the chamber;
A member to be etched, which is provided above the substrate and contains a film forming raw material;
Working gas supply means for supplying a working gas containing halogen into the chamber;
Plasma that generates a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched by plasmaizing the inside of the chamber, generating a working gas plasma to generate halogen radicals, and etching the member to be etched with halogen radicals Generating means;
Control means for lowering the temperature of the substrate side below the temperature of the member to be etched and depositing the metal component of the precursor on the substrate, and receiving the light in the chamber from the top of the ceiling plate and confirming the situation inside the chamber A light receiving means;
A substrate processing apparatus comprising: temperature control means for performing temperature control of the ceiling panel in a state where fogging does not occur inside the ceiling panel.
天井板の温度を所望の温度に保持するために天井板に冷却風を供給するファンを天井板の上側に備え、
温度制御手段は、ファンから供給される冷却風を加温するヒータである
ことを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2,
A fan that supplies cooling air to the ceiling panel to maintain the ceiling panel temperature at a desired temperature is provided on the upper side of the ceiling panel.
The substrate processing apparatus, wherein the temperature control means is a heater for heating cooling air supplied from a fan.
温度制御手段は、天井板に埋め込まれた埋め込みヒータであり、埋め込みヒータに電源を接続した
ことを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2,
The temperature control means is an embedded heater embedded in a ceiling board, and a power source is connected to the embedded heater.
プラズマ発生手段は、天井板の上側に備えられるプラズマアンテナと、プラズマアンテナに電力を供給して高周波の電磁波を発生させるプラズマ電源とから構成され、
温度制御手段は、天井板に埋め込まれた誘導加熱ヒータであり、プラズマアンテナからの高周波により誘導加熱により誘導加熱ヒータが発熱することにより天井板の温度制御を行う
ことを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The plasma generating means is composed of a plasma antenna provided on the upper side of the ceiling plate, and a plasma power source that generates high-frequency electromagnetic waves by supplying power to the plasma antenna,
The substrate processing apparatus, wherein the temperature control means is an induction heater embedded in the ceiling board, and the temperature of the ceiling board is controlled when the induction heater generates heat by induction heating due to a high frequency from the plasma antenna.
受光手段は、天井板の上部に設けられる赤外線センサーを有し、赤外線センサーからの情報を用いてチャンバ内の温度分布を計測して画像化するサーモグラフィーである
ことを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-5,
The substrate processing apparatus, wherein the light receiving unit is a thermography having an infrared sensor provided on an upper part of the ceiling board, and measuring and imaging a temperature distribution in the chamber using information from the infrared sensor.
受光手段は、天井板の上部に設けられる遠赤外線センサーを有し、遠赤外線センサーからの情報を用いてチャンバ内の温度分布を計測する計測手段である
ことを特徴とする基板処理装置。
In the substrate processing apparatus in any one of Claims 2-5,
The substrate processing apparatus, wherein the light receiving means is a measuring means having a far infrared sensor provided on an upper portion of the ceiling plate and measuring a temperature distribution in the chamber using information from the far infrared sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006053871A JP2007231356A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Substrate processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2006053871A JP2007231356A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Substrate processing apparatus |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2007231356A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012012628A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Substrate treatment apparatus |
| KR20150090493A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-06 | 세메스 주식회사 | Apparatus and Method for treating substrate |
-
2006
- 2006-02-28 JP JP2006053871A patent/JP2007231356A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012012628A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Substrate treatment apparatus |
| KR20150090493A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-06 | 세메스 주식회사 | Apparatus and Method for treating substrate |
| KR101581317B1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-12-31 | 세메스 주식회사 | Apparatus and Method for treating substrate |
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