JP2009231683A - プラズマ処理装置及び給電棒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウエハに対して所定のプラズマ処理を施す処理室内に配設したプラズマ生成用のサセプタに,整合器200を介して高周波を伝送する給電棒210であって,給電棒に電気的特性測定用のプローブ(例えば電圧プローブ220V,電流プローブ220I)を設けてプローブと一体化し,一体で整合器と処理室との間に着脱自在にした。
【選択図】図3
Description
まず,本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成例について図面を参照しながら説明する。図1は,本実施形態にかかるプラズマ処理装置100の概略構成を示す縦断面図である。図1に示すように,プラズマ処理装置100は,互いに対向して平行に配置される上部電極と下部電極を備えるRIE(Reactive Ion Etchin)型のプラズマエッチング装置として構成されており,例えばアルミニウム又はステンレス鋼等の金属製の円筒型の処理室110を有している。処理室110の筐体は接地されていてグランド電位になっている。
次に,本実施形態にかかる給電棒210の構成例について図面を参照しながらより詳細に説明する。図2は,給電棒210を取り外したときの概略構成例を示す斜視図であり,図3は,給電棒210と整合器200との連結方法の具体例を説明するための組立斜視図である。図2と図3に示すように,本実施形態にかかる給電棒210は,伝送される高周波の電気的特性を測定するためのプローブ(ここでは電圧プローブ220V及び電流プローブ220I)が設けられて一体化され,給電棒とプローブとが一体で着脱自在に構成されたプローブ付給電棒である。また,ここでの給電棒210は,棒状導電部材212は筒状導電部材214の内部に,棒状導電部材212の軸と筒状導電部材214の軸が一致するように挿入され,同軸二重管構造を成している。また,図2,図3では省略しているが,上述のように棒状導電部材212は絶縁部材216によって筒状導電部材214に対して固定されており,電気的に絶縁しつつ,着脱しても同軸状態を正確に保持できるようになっている。
次に,電圧プローブ220V及び電流プローブ220Iを含む測定系の較正方法について図面を参照しながら説明する。図4は,本実施形態にかかる高周波測定系の較正を行う場合のシミュレーション環境の構成図である。上述のように,本実施形態によれば,電圧プローブ220V及び電流プローブ220Iは,給電棒210に組み込まれており,この給電棒210は,プラズマ処理装置100に対して着脱自在である。したがって,電圧プローブ220V及び電流プローブ220Iだけでなく,給電棒210全体を用いて図4のシミュレーション環境を構築することができる。
続いて,上記給電棒210を他のプラズマ処理装置に適用した場合について図面を参照しながら説明する。図5は,他のプラズマ処理装置が備える高周波回路の概略構成を示すブロック図である。ここでの高周波回路は,サセプタ112に対して複数(ここでは2つ)の高周波を重畳させて得られる高周波(以下,「重畳波」という)を供給する場合を例に挙げる。
110 処理室
110a 外壁面
112 サセプタ
114 筒状保持部
116 筒状支持部
118 フォーカスリング
120 排気路
122 バッフル板
124 排気口
126 排気管
128 排気装置
130 ゲートバルブ
132 高周波源
138 シャワーヘッド
140 静電チャック
140a 電極
140b 絶縁膜
142 直流電源
144 冷媒室
146 チラーユニット
148,150 配管
152 伝熱ガス供給部
154 ガス供給管
156 電極板
156a ガス通気孔
158 電極支持体
160 バッファ室
160a ガス導入口
162 処理ガス供給部
164 ガス供給管
168 制御部
200 整合器
202 筐体
202a ねじ孔
204 高周波出力端子
210 給電棒
212 棒状導電部材
212a 上端
212b 下端
214 筒状導電部材
214a フランジ
214b 貫通孔
214c 下端
216 絶縁部材
220I 電流プローブ
220V 電圧プローブ
240A 第1高周波源
240B 第2高周波源
250 整合器
252A 第1整合回路
252B 第2整合回路
254A 第1フィルタ回路
254B 第2フィルタ回路
300 第1アダプタ(第1較正用治具)
302 第2アダプタ(第2較正用治具)
310 ダミー負荷ユニット
312 高周波源
320 データ解析ユニット
W ウエハ
Claims (14)
- プラズマ化したガスを用いて基板に対して所定のプラズマ処理を施す処理室と,
前記処理室内に配置されたプラズマ生成用の電極と,
前記電極に供給される高周波を生成する高周波源と,
前記電極と前記高周波源との間に前記処理室から離間して設けられ,前記電極の入力インピーダンスと前記高周波源の出力インピーダンスとを整合させる整合回路を備える整合器と,
前記高周波源によって生成され前記整合回路を経由した前記高周波を伝送して前記電極に供給する給電棒に電気的特性測定用のプローブを設けて,前記給電棒と前記プローブとを一体化したプローブ付給電棒と,を備え,
前記プローブ付給電棒は,前記整合器と前記処理室との間に,一体で着脱自在に取り付けたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記給電棒は,前記整合器の高周波出力端子と前記電極との間に着脱自在に接続される棒状導電部材と,前記整合器と前記処理室の底部との間で前記棒状導電部材の周囲を囲むように前記整合器と前記処理室の底部との間に着脱自在にグランド電位に接続される筒状導電部材とによりなる同軸二重管構造であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プローブは,前記給電棒によって伝送される高周波の電圧,電流,実効電力,進行波,反射波,負荷インピーダンスのいずれかの電気的特性又はこれらの2つ以上の電気的特性を同時に測定可能であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プローブ付給電棒は,前記処理室側に連結される一端は第1較正用治具を介してダミー負荷にも着脱自在であるとともに,前記整合器側に連結される他端は第2較正用治具を介して前記高周波源にも着脱自在であり,
前記プローブによる測定の較正を行う際には,前記プローブ付給電棒は前記プローブと一体のまま前記ダミー負荷と前記高周波源との間に接続されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記プローブ付給電棒は,特性インピーダンスが50Ωとなるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- プラズマ化したガスを用いて基板に対して所定のプラズマ処理を施す処理室と,
前記処理室内に配置されたプラズマ生成用の電極と,
それぞれ異なる周波数の高周波を生成する複数の高周波源と,
前記電極と前記各高周波源との間に前記処理室から離間して設けられ,前記電極の入力インピーダンスと前記各高周波源の出力インピーダンスとを整合させる複数の整合回路を備える整合器と,
前記各高周波源によって生成され前記各整合回路を経由した前記各高周波を重畳して得られる重畳高周波を伝送して前記電極に供給する給電棒に電気的特性測定用のプローブを設けて,前記給電棒とプローブとを一体化したプローブ付給電棒と,を備え,
前記プローブ付給電棒は,前記整合器と前記処理室との間に,一体で着脱自在に取り付けたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記給電棒は,前記整合器の重畳高周波出力端子と前記電極との間に着脱自在に接続される棒状導電部材と,前記整合器と前記処理室の底部との間で前記棒状導電部材の周囲を囲むように前記整合器と前記処理室の底部との間で着脱自在にグランド電位に接続される筒状導電部材とによりなる同軸二重管構造であることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プローブは,前記給電棒によって伝送される高周波の電圧,電流,実効電力,進行波,反射波,負荷インピーダンスのいずれかの電気的特性又はこれらの2つ以上の電気的特性を同時に測定可能であることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プローブ付給電棒は,前記処理室側に連結される一端は第1較正用治具を介してダミー負荷にも着脱自在であるとともに,前記整合器側に連結される他端は第2較正用治具を介して前記高周波源にも着脱自在であり,
前記プローブによる測定の較正を行う際には,前記プローブ付給電棒は前記プローブと一体のまま前記ダミー負荷と前記高周波源との間に接続されることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。 - 前記プローブ付給電棒は,特性インピーダンスが50Ωとなるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記各整合回路の高周波出力端子には,所定の周波数の電力のみを通過させるフィルタ回路が備えられていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 基板に対して所定のプラズマ処理を施す処理室内に配設したプラズマ生成用の電極に,整合器を介して高周波を伝送する給電棒であって,
前記給電棒に電気的特性測定用のプローブを設けて前記プローブと一体化し,一体で前記整合器と前記処理室との間に着脱自在にしたことを特徴とする給電棒。 - 前記給電棒は,前記整合器の高周波出力端子と前記電極との間に着脱自在に接続される棒状導電部材と,前記整合器と前記処理室の底部との間で前記棒状導電部材の周囲を囲むように前記整合器と前記処理室の底部との間に着脱自在にグランド電位に接続される筒状導電部材とによりなる同軸二重管構造であることを特徴とする請求項12に記載の給電棒。
- 前記給電棒は,前記処理室側に連結される一端は第1較正用治具を介してダミー負荷にも着脱自在であるとともに,前記整合器側に連結される他端は第2較正用治具を介して前記高周波源にも着脱自在であり,
前記プローブによる測定の較正を行う際には,前記プローブと一体のまま前記ダミー負荷と前記高周波源との間に接続されることを特徴とする請求項12に記載の給電棒。
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