JP2011187507A

JP2011187507A - Apparatus and method of plasma processing

Info

Publication number: JP2011187507A
Application number: JP2010048325A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yoshimori; 大晃吉森
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method, that can decrease the number of conductance controllers controlling an introduction amount of process gas. <P>SOLUTION: The plasma processing apparatus includes: a processing container capable of maintaining an atmosphere reduced in pressure below atmospheric pressure; a pressure reducing unit which reduces the pressure in the processing container down to a predetermined pressure; a mounting portion provided in the processing container and mounted with a workpiece; a plasma generation portion which generates plasma in the processing container; a gas supply portion which supplies the process gas into the processing container; a first piping having one end connected to the gas supply portion; a branch portion connected to the other end of the first piping; a plurality of pieces of piping each having one end connected to the branch portion and the another end connected to the processing container, and differing in flow-passage conductance of the piping from one another; and the conductance controller provided to the first piping and controlling the conductance of a flow passage of the first piping. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

プラズマを利用したドライプロセスは、電子デバイスの製造、金属部品の表面硬化、プラスチック部品の表面活性化、無薬剤殺菌など、幅広い技術分野において活用されている。例えば、半導体装置やフラットパネルディスプレイなどの電子デバイスの製造に際しては、アッシング、ドライエッチング、薄膜堆積あるいは表面改質などの各種のプラズマ処理が用いられている。プラズマを利用したドライプロセス（プラズマ処理）は、低コストで、高速であり、薬剤を用いないために環境汚染を低減できる点でも有利である。 The dry process using plasma is used in a wide range of technical fields such as manufacturing of electronic devices, surface hardening of metal parts, surface activation of plastic parts, and non-chemical sterilization. For example, in the manufacture of electronic devices such as semiconductor devices and flat panel displays, various plasma treatments such as ashing, dry etching, thin film deposition, or surface modification are used. A dry process (plasma treatment) using plasma is advantageous in that it is low-cost, high-speed, and can reduce environmental pollution because no chemical is used.

このようなプラズマ処理においては、発生させたプラズマによりプロセスガスを励起、活性化させて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物を生成する。そして、この生成したプラズマ生成物により被処理物のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）を行う。
この場合、プラズマを発生させる領域には流量調整がされたプロセスガスがガス導入口から導入される（例えば、特許文献１を参照）。ところが、特許文献１に開示されている技術のように、単に１つのガス導入口からプロセスガスを導入するようにするとプラズマを発生させる領域においてプロセスガスの濃度分布が不均一になるおそれがある。そして、プラズマを発生させる領域においてプロセスガスの濃度分布が不均一になると、中性活性種などのプラズマ生成物の生成効率が低下するおそれがある。 In such plasma processing, a process gas is excited and activated by generated plasma to generate plasma products such as neutral active species, ions, and electrons. Then, a plasma process (for example, an etching process or an ashing process) is performed on the object to be processed using the generated plasma product.
In this case, the process gas whose flow rate has been adjusted is introduced into the region where plasma is generated from the gas inlet (see, for example, Patent Document 1). However, if the process gas is simply introduced from one gas inlet as in the technique disclosed in Patent Document 1, the concentration distribution of the process gas may be non-uniform in the region where plasma is generated. If the process gas concentration distribution is non-uniform in the region where plasma is generated, the production efficiency of plasma products such as neutral active species may be reduced.

そのため、プロセスガスが導入される領域毎に分割されたシャワーヘッド部と、シャワーヘッド部の分割された領域毎にプロセスガスを導入する複数の配管と、配管毎に設けられたプロセスガスの流量を制御する複数のコンダクタンス制御部とを備えたプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特許文献２に開示された技術によれば、プロセスガスが導入される領域毎に導入されるプロセスガスの量を制御することができる。
しかしながら、特許文献２に開示がされた技術のようにプロセスガスが導入される領域毎にプロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部を設けるものとすれば、プラズマ処理装置の複雑化、高価格化を招くことになる。また、プロセスガスが混合ガスである場合には、その組成によりプロセスガスの分子量が異なるものとなるため各プロセスガスに対応して各コンダクタンス制御部における制御量を変更する必要がある。そのため、各コンダクタンス制御部における制御が複雑化するおそれがある。 Therefore, the shower head unit divided for each region where the process gas is introduced, a plurality of pipes for introducing the process gas into each divided region of the shower head unit, and the flow rate of the process gas provided for each pipe A plasma processing apparatus including a plurality of conductance control units to be controlled has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
According to the technique disclosed in Patent Document 2, it is possible to control the amount of process gas introduced for each region into which process gas is introduced.
However, if a conductance control unit for controlling the amount of process gas introduced is provided for each region into which process gas is introduced as in the technique disclosed in Patent Document 2, the plasma processing apparatus becomes complicated and expensive. Will lead to a change. Further, when the process gas is a mixed gas, the molecular weight of the process gas varies depending on its composition, and therefore it is necessary to change the control amount in each conductance control unit corresponding to each process gas. Therefore, there is a possibility that the control in each conductance control unit becomes complicated.

特開２００４−１１９７０５号公報JP 2004-119705 A 特開２００９−１１７４７７号公報JP 2009-117477 A

本発明は、プロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。 The present invention provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of reducing the number of conductance control units that control the amount of process gas introduced.

本発明の一態様によれば、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられた被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、一端が前記ガス供給部に接続された第１の配管と、前記第１の配管の他端に接続された分岐部と、それぞれの一端が前記分岐部に接続され他端が前記処理容器に接続された複数の配管であって、配管の流路のコンダクタンスが互いに異なる、複数の配管と、前記第１の配管に設けられ、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御部と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a processing container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure, a decompression unit that decompresses the interior of the processing container to a predetermined pressure, and an interior of the processing container are provided. A placing portion for placing an object to be treated; a plasma generating portion for generating plasma in the processing vessel; a gas supply portion for supplying a process gas to the inside of the processing vessel; and one end at the gas supply portion A first pipe connected; a branch part connected to the other end of the first pipe; and a plurality of pipes each having one end connected to the branch part and the other end connected to the processing vessel. A plurality of pipes having different conductances of the flow paths of the pipes, and a conductance control unit that is provided in the first pipe and controls the conductance of the flow paths of the first pipes. Plasma processing equipment It is provided.

また、本発明の他の一態様によれば、大気圧よりも減圧された雰囲気においてプラズマを発生させ、前記プラズマに向けて導入されたプロセスガスを励起させてプラズマ生成物を生成し、前記プラズマ生成物を用いて被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、前記プロセスガスは、配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管から導入され、前記複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから導入される前記プロセスガスの量を制御すること、を特徴とするプラズマ処理方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, plasma is generated in an atmosphere whose pressure is lower than atmospheric pressure, a process gas introduced toward the plasma is excited to generate a plasma product, and the plasma A plasma processing method for performing plasma processing on an object to be processed using a product, wherein the process gas is introduced from a plurality of pipes having different conductances in a flow path of the pipe, and before the plurality of pipes are branched. There is provided a plasma processing method characterized in that the amount of the process gas introduced from each of the plurality of pipes is controlled by controlling conductance of a flow path of the pipes.

本発明によれば、プロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma processing apparatus and plasma processing method which can reduce the number of the conductance control parts which control the introduction amount of process gas are provided.

本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the plasma processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。
なお、図１は、プロセスガスを供給する配管が二分岐され、二分岐されたそれぞれの配管が処理容器に接続された場合を例示したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In addition, FIG. 1 illustrates a case where the piping for supplying the process gas is branched into two and each of the branched piping is connected to the processing container.

図１に例示をするプラズマ処理装置１は、一般に容量結合型プラズマ（CCP：Capacitively Coupled Plasma）処理装置と呼ばれている。すなわち、平行平板電極に高周波電力を印加することで発生させたプラズマＰを用いてプロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、被処理物Ｗの処理を行うプラズマ処理装置の一例である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、処理容器２、電源部４、減圧部７、電極部８、ガス供給部１２、コンダクタンス制御部１３、配管部１４などを備えている。
処理容器２は、図１において上下方向に延び、両端が閉塞された略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気が維持可能な気密構造となっている。 The plasma processing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is generally called a capacitively coupled plasma (CCP) processing apparatus. That is, it is an example of a plasma processing apparatus that generates a plasma product from the process gas G using the plasma P generated by applying high frequency power to the parallel plate electrodes and processes the workpiece W.
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 includes a processing container 2, a power supply unit 4, a decompression unit 7, an electrode unit 8, a gas supply unit 12, a conductance control unit 13, a piping unit 14, and the like.
The processing container 2 has a substantially cylindrical shape extending in the vertical direction in FIG. 1 and closed at both ends, and has an airtight structure capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure.

処理容器２の内部には、電極部８が設けられている。
電極部８は、載置面（上面）を処理容器２の天井部分に対向させるようにして設けられている。そして、電極部８には電源部４が接続されている。また、処理容器２は接地されている。そのため、電極部８と処理容器２の天井部分とにより平行平板電極が形成される。また、電極部８と処理容器２の天井部分との間の空間がプラズマＰを発生させる領域３となる。
電極部８には、被処理物Ｗを保持するための図示しない保持部が設けられている。図示しない保持部は、例えば静電チャックなどとすることができる。そのため、電極部８は、載置面（上面）に被処理物Ｗを載置、保持する載置部ともなる。 An electrode portion 8 is provided inside the processing container 2.
The electrode portion 8 is provided so that the placement surface (upper surface) faces the ceiling portion of the processing container 2. The power supply unit 4 is connected to the electrode unit 8. Further, the processing container 2 is grounded. Therefore, a parallel plate electrode is formed by the electrode portion 8 and the ceiling portion of the processing container 2. Further, the space between the electrode portion 8 and the ceiling portion of the processing container 2 is a region 3 where the plasma P is generated.
The electrode unit 8 is provided with a holding unit (not shown) for holding the workpiece W. The holding unit (not shown) can be, for example, an electrostatic chuck. Therefore, the electrode portion 8 also serves as a placement portion that places and holds the workpiece W on the placement surface (upper surface).

電源部４には、高周波電源５、ブロッキングコンデンサ６が設けられている。高周波電源５は、ブロッキングコンデンサ６を介して電極部８と接続されている。
高周波電源５は、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力を電極部８に印加する。ブロッキングコンデンサ６は、プラズマＰの中で発生し電極部８に到達した電子の移動を阻止するために設けられている。
なお、本実施の形態においては、電極部８と処理容器２の天井部分とにより形成される平行平板電極、電源部４などが、処理容器２の内部にプラズマＰを発生させるプラズマ発生部となる。 The power supply unit 4 is provided with a high frequency power supply 5 and a blocking capacitor 6. The high frequency power source 5 is connected to the electrode unit 8 through the blocking capacitor 6.
The high frequency power source 5 applies high frequency power of about 100 KHz to 100 MHz to the electrode unit 8. The blocking capacitor 6 is provided to prevent the movement of electrons generated in the plasma P and reaching the electrode portion 8.
In the present embodiment, the parallel plate electrode formed by the electrode portion 8 and the ceiling portion of the processing vessel 2, the power source portion 4, and the like serve as a plasma generating portion that generates plasma P inside the processing vessel 2. .

減圧部７は、処理容器２の内部を所定の圧力まで減圧する。
減圧部７には、圧力制御部１０、排気部１１が設けられている。
排気部１１は圧力制御部１０を介して処理容器２の側壁下部に接続されており、処理容器２の内部を減圧することができるようになっている。
圧力制御部１０は、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器２の内圧が所定の圧力となるように制御する。
排気部１１は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。 The decompression unit 7 decompresses the inside of the processing container 2 to a predetermined pressure.
The decompression unit 7 is provided with a pressure control unit 10 and an exhaust unit 11.
The exhaust part 11 is connected to the lower part of the side wall of the processing container 2 via the pressure control part 10 so that the inside of the processing container 2 can be depressurized.
The pressure control unit 10 controls the internal pressure of the processing container 2 to be a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the processing container 2.
For example, the exhaust unit 11 may be a turbo molecular pump (TMP).

処理容器２の天井部分には、配管部１４を介してガス供給部１２が接続されている。
ガス供給部１２は、処理容器２の内部にプロセスガスＧを供給する。ガス供給部１２は、例えば、プロセスガスＧを収納した高圧ボンベなどとすることができる。
また、配管部１４には、配管１４ａ、配管１４ｂ、配管１４ｃ、分岐部１４ｄが設けられている。
配管１４ａの一方の端部には、ガス供給部１２が接続されている。また、配管１４ａの他方の端部には、分岐部１４ｄが接続されている。そして、分岐部１４ｄの分岐される側の一方の端部には配管１４ｂが接続され、他方の端部には配管１４ｃが接続されている。すなわち、配管１４ａは、分岐部１４ｄにより配管１４ｂと配管１４ｃとに二分岐されている。また、後述するように、配管１４ｂ、配管１４ｃの配管の流路のコンダクタンスは異なるものとなっている。 A gas supply unit 12 is connected to the ceiling portion of the processing container 2 via a piping unit 14.
The gas supply unit 12 supplies the process gas G into the processing container 2. The gas supply unit 12 may be, for example, a high-pressure cylinder that stores the process gas G.
In addition, the piping portion 14 is provided with a piping 14a, a piping 14b, a piping 14c, and a branching portion 14d.
The gas supply unit 12 is connected to one end of the pipe 14a. A branching portion 14d is connected to the other end of the pipe 14a. A pipe 14b is connected to one end of the branching part 14d on the branched side, and a pipe 14c is connected to the other end. That is, the pipe 14a is bifurcated into the pipe 14b and the pipe 14c by the branch portion 14d. Further, as will be described later, the conductances of the flow paths of the pipes 14b and 14c are different.

この様に、配管部１４には、一端がガス供給部１２に接続された配管１４ａと、配管１４ａの他端に接続された分岐部１４ｄと、一端が分岐部１４ｄに接続され、他端が処理容器２に接続された配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管１４ｂ、１４ｃと、が設けられている。 In this way, the pipe 14 has one end connected to the gas supply unit 12, a branch 14 d connected to the other end of the pipe 14 a, one end connected to the branch 14 d, and the other end A plurality of pipes 14b and 14c having different conductances of the flow paths of the pipes connected to the processing container 2 are provided.

また、ガス供給部１２と分岐部１４ｄとの間の配管１４ａにはコンダクタンス制御部１３が設けられている。そのため、ガス供給部１２からコンダクタンス制御部１３を介して処理容器２内のプラズマＰを発生させる領域３にプロセスガスＧを導入することができるようになっている。
コンダクタンス制御部１３は、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）やコンダクタンスバルブ、自動圧力調整システム（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）などとすることができる。 A conductance control unit 13 is provided in the pipe 14a between the gas supply unit 12 and the branching unit 14d. Therefore, the process gas G can be introduced from the gas supply unit 12 to the region 3 where the plasma P in the processing container 2 is generated via the conductance control unit 13.
The conductance control unit 13 can be, for example, a mass flow controller (MFC), a conductance valve, an automatic pressure control system (APC), or the like.

次に、プラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量の制御について例示をする。
配管１４ａの流路のコンダクタンスをＣａ、配管１４ｂの流路のコンダクタンスをＣ１、配管１４ｃの流路のコンダクタンスをＣ２とすると、配管１４の流路の合成コンダクタンスＣは以下の（１）式により表すことができる。 Next, the control of the introduction amount of the process gas G introduced into the region 3 where the plasma P is generated will be exemplified.
When the conductance of the flow path of the pipe 14a is Ca, the conductance of the flow path of the pipe 14b is C1, and the conductance of the flow path of the pipe 14c is C2, the combined conductance C of the flow path of the pipe 14 is expressed by the following equation (1). be able to.

また、配管１４ｂの流路のコンダクタンスをＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスをＣ２との合成コンダクタンス（分岐後の配管の流路の合成コンダクタンス）Ｃｏは、以下の（２）式により表すことができる。

Also, the combined conductance (the combined conductance of the flow path of the pipe after branching) Co, where C1 is the conductance of the flow path of the pipe 14b and C2 is the conductance of the flow path of the pipe 14c, is expressed by the following equation (2). Can do.

ここで、Ｃｏ≪Ｃａの場合、すなわち、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合には、（１）式で表される合成コンダクタンスＣはＣ１＋Ｃ２が支配的となる。そのため、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量との割合は、ほぼＣ１：Ｃ２の割合となる。すなわち、コンダクタンスの割合に応じたプロセスガスＧの導入量とすることができる。

Here, in the case of Co << Ca, that is, in the case of C1 + C2 << Ca, C1 + C2 is dominant in the combined conductance C expressed by the equation (1). Therefore, the introduction amount of the process gas G introduced into the region 3 that generates the plasma P through the pipe 14b and the introduction amount of the process gas G introduced into the region 3 that generates the plasma P through the pipe 14c. The ratio is approximately C1: C2. That is, the amount of process gas G introduced according to the conductance ratio can be set.

一方、Ｃｏ≫Ｃａの場合、すなわち、Ｃ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合には、（１）式で表される合成コンダクタンスＣはＣａが支配的となる。そのため、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量は、ほぼ等しくなる。つまり、プロセスガスＧの導入量の割合がほぼ１：１となる。 On the other hand, in the case of Co >> Ca, that is, in the case of C1 + C2 >> Ca, Ca is dominant in the synthetic conductance C expressed by the equation (1). Therefore, the introduction amount of the process gas G introduced into the region 3 that generates the plasma P through the pipe 14b and the introduction amount of the process gas G introduced into the region 3 that generates the plasma P through the pipe 14c are as follows. Almost equal. That is, the ratio of the amount of process gas G introduced is approximately 1: 1.

この場合、配管１４ｂの流路のコンダクタンスＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスＣ２とは、配管１４ｂ、配管１４ｃの内径、配管長さなどを適宜選択することで任意に設定することができる。また、固定絞りや可変絞りなどを設けて配管１４ｂの流路のコンダクタンスＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスＣ２とを任意に設定することもできる。
ここで、本発明者の得た知見によれば、分岐後の配管の流路のコンダクタンスの比率（コンダクタンスＣ１とコンダクタンスＣ２との比率）は、一方が他方の３０％以下であることが好ましい。 In this case, the conductance C1 of the flow path of the pipe 14b and the conductance C2 of the flow path of the pipe 14c can be arbitrarily set by appropriately selecting the inner diameter, the pipe length, and the like of the pipe 14b and the pipe 14c. Further, a conductance C1 of the flow path of the pipe 14b and a conductance C2 of the flow path of the pipe 14c can be arbitrarily set by providing a fixed throttle or a variable throttle.
Here, according to the knowledge obtained by the present inventors, it is preferable that the conductance ratio (ratio of conductance C1 and conductance C2) of the flow path of the pipe after branching is 30% or less of the other.

また、配管１４ａの流路のコンダクタンスＣａは、配管１４ａに設けられたコンダクタンス制御部１３により変化させることができる。そのため、コンダクタンス制御部１３を制御することで、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との切り替えを行うことができる。すなわち、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量をほぼＣ１：Ｃ２の割合としたり、ほぼ等しい導入量としたりすることができる。 Moreover, the conductance Ca of the flow path of the piping 14a can be changed by the conductance control part 13 provided in the piping 14a. Therefore, by controlling the conductance control unit 13, switching between the case of C1 + C2 << Ca and the case of C1 + C2 >> Ca can be performed. That is, by controlling the conductance control unit 13, the amount of process gas G introduced into the region 3 where the plasma P is generated via the pipe 14b and the amount of the process gas G introduced into the region 3 where the plasma P is generated via the pipe 14c. The introduced amount of the process gas G can be set to a ratio of approximately C1: C2 or can be approximately equal.

この様に、コンダクタンス制御部１３は、配管１４ａの流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管１４ｂ、１４ｃのそれぞれから複数の配管１４ｂ、１４ｃの流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスＧを処理容器２の内部へ導入させることができる。
また、コンダクタンス制御部１３は、配管１４ａの流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管１４ｂ、１４ｃのそれぞれから同量のプロセスガスＧを処理容器２の内部へ導入させることができる。 In this manner, the conductance control unit 13 controls the conductance of the flow path of the pipe 14a, so that the amount according to the conductance ratio of the flow paths of the plurality of pipes 14b and 14c from each of the plurality of pipes 14b and 14c. The process gas G can be introduced into the processing container 2.
Further, the conductance control unit 13 can introduce the same amount of process gas G from each of the plurality of pipes 14b and 14c into the processing container 2 by controlling the conductance of the flow path of the pipe 14a.

なお、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域においては、コンダクタンス制御部１３を制御することで導入量がほぼＣ１：Ｃ２の割合からほぼ等しくなるまで必ずしも線形に変化しない。そのため、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域については、Ｃａとの関係、すなわち、コンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量の割合との関係を予め求め、これに基づいてプロセスガスＧの導入を行うようにすることができる。また、配管１４ｂと配管１４ｃとにそれぞれ図示しない流量計などを設け、流量計などによりプロセスガスＧの導入量の割合を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。
この場合、本発明者の得た知見によれば、コンダクタンス制御部１３は、分岐前の配管の流路のコンダクタンス（配管１４ａの流路のコンダクタンスＣａ）が分岐後の配管の流路の合成コンダクタンス（Ｃｏ；Ｃ１＋Ｃ２）の０．１倍以上、１０倍以下となるように制御できるものであることが好ましい。また、例えば、ＣａがＣｏの２倍以下であるとき、プロセスガスＧの導入量は、Ｃ１：Ｃ２の割合となり、ＣａがＣｏの２倍以上であるとき、プロセスガスＧの導入量はほぼ等しくなる。 Note that, in the region between the case of C1 + C2 << Ca and the case of C1 + C2 >> Ca, the introduced amount does not necessarily change linearly until the introduction amount becomes substantially equal from the ratio of C1: C2 by controlling the conductance control unit 13. Therefore, for the region between the case of C1 + C2 << Ca and the case of C1 + C2 >> Ca, the relationship with Ca, that is, the relationship between the control amount of the conductance control unit 13 and the ratio of the introduction amount of the process gas G is obtained in advance. Based on this, the process gas G can be introduced. Further, a flow meter (not shown) may be provided in each of the pipe 14b and the pipe 14c, and the conductance control unit 13 may be controlled while detecting the ratio of the amount of process gas G introduced by the flow meter or the like.
In this case, according to the knowledge obtained by the present inventor, the conductance control unit 13 determines that the conductance of the flow path of the pipe before branching (conductance Ca of the flow path of the pipe 14a) is the combined conductance of the flow path of the pipe after branching. It is preferable that it can be controlled to be 0.1 times or more and 10 times or less of (Co; C1 + C2). For example, when Ca is twice or less of Co, the amount of process gas G introduced is a ratio of C1: C2, and when Ca is twice or more of Co, the amount of process gas G introduced is almost equal. Become.

次に、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１の作用について例示をする。
まず、図示しない搬送装置により被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）が、処理容器２内に搬入され、電極部８上に載置、保持される。次に、処理容器２内が減圧部７により所定圧力まで減圧される。この際、圧力制御部１０により処理容器２内の圧力が調整される。 Next, the operation of the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment will be illustrated.
First, the workpiece W (for example, a semiconductor wafer or a glass substrate) is carried into the processing container 2 by a transfer device (not shown), and is placed and held on the electrode unit 8. Next, the inside of the processing container 2 is decompressed to a predetermined pressure by the decompression unit 7. At this time, the pressure in the processing container 2 is adjusted by the pressure controller 10.

次に、処理容器２内の領域３においてプラズマＰを発生させ、中性活性種などを含むプラズマ生成物を生成する。
すなわち、まず、ガス供給部１２からプロセスガスＧが、コンダクタンス制御部１３を介して処理容器２内のプラズマＰを発生させる領域３に導入される。
この際、前述したように、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御する。例えば、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量がほぼ等しくなるように、コンダクタンス制御部１３をＣ１＋Ｃ２≫Ｃａとなるように制御する。また、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量がほぼＣ１：Ｃ２の割合となるように、コンダクタンス制御部１３をＣ１＋Ｃ２≪Ｃａとなるように制御する。また、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域においては、予め求められたコンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量との関係に基づいて、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量が所望の値となるようにコンダクタンス制御部１３を制御する。この場合、配管１４ｂと配管１４ｃとに設けられた図示しない流量計などによりプロセスガスＧの導入量を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。
ここで、プロセスガスＧとしては、ＣＦ_４、Ｏ_２、Ｈｅやこれらの混合ガスなどを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく処理の種類やプロセス条件などに合わせて適宜変更することができる。 Next, plasma P is generated in the region 3 in the processing container 2 to generate a plasma product including neutral active species.
That is, first, the process gas G is introduced from the gas supply unit 12 into the region 3 where the plasma P in the processing container 2 is generated via the conductance control unit 13.
At this time, as described above, the amount of the process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c is controlled by controlling the conductance control unit 13. For example, the conductance control unit 13 is controlled to satisfy C1 + C2 >> Ca so that the amounts of the process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c are substantially equal. Further, the conductance control unit 13 is controlled to satisfy C1 + C2 << Ca so that the amount of the process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c is approximately C1: C2. Further, in the region between the case of C1 + C2 << Ca and the case of C1 + C2 >> Ca, the piping 14b and the piping are based on the relationship between the control amount of the conductance control unit 13 and the amount of process gas G introduced in advance. The conductance controller 13 is controlled so that the amount of the process gas G introduced from 14c becomes a desired value. In this case, the conductance control unit 13 can be controlled while detecting the introduction amount of the process gas G using a flow meter (not shown) provided in the pipe 14b and the pipe 14c.
Here, examples of the process gas G include CF ₄ , O ₂ , He, and mixed gases thereof. However, it is not limited to these, and can be appropriately changed according to the type of processing, process conditions, and the like.

次に、高周波電源５より１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力が電極部８に印加される。すると、電極部８と処理容器２の天井部分とにより平行平板電極が形成されるため、電極間に放電が起こりプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰによりプロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物が生成される。この生成されたプラズマ生成物が、処理容器２内を下降して被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、所望のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）が行われる。 Next, high frequency power of about 100 kHz to 100 MHz is applied to the electrode unit 8 from the high frequency power source 5. Then, since a parallel plate electrode is formed by the electrode part 8 and the ceiling part of the processing container 2, a discharge occurs between the electrodes and plasma P is generated. The process gas G is excited and activated by the generated plasma P, and plasma products such as neutral active species, ions, and electrons are generated. The generated plasma product descends in the processing container 2 and reaches the processing surface (surface) of the workpiece W, and desired plasma processing (for example, etching processing or ashing processing) is performed.

この場合、生成されたイオンと電子のうち、質量の軽い電子は動きが速く、電極部８と処理容器２の天井部分にすぐに到達する。電極部８に到達した電子は、ブロッキングコンデンサ６により移動を阻止され電極部８を帯電させる。電極部８の帯電圧は４００Ｖ〜１０００Ｖ程度に達するが、これを「陰極降下」という。一方、処理容器２は接地されているため、処理容器２の天井部分に到達した電子は移動が阻止されず、処理容器２はほとんど帯電しない。
そして、陰極降下により発生する垂直な電界に沿ってイオンが電極部８（被処理物Ｗ）方向に移動し、被処理物Ｗの処理面（表面）に入射することで物理的なプラズマ処理が行われる。なお、中性活性種は、ガス流、拡散、重力などにより下降して被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、化学的なプラズマ処理が行われる。
プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは、図示しない搬送装置により処理容器２外に搬出される。この後、必要があれば、前述のプラズマ処理が繰り返される。 In this case, among the generated ions and electrons, the lighter mass electrons move faster, and immediately reach the electrode portion 8 and the ceiling portion of the processing container 2. The electrons that have reached the electrode unit 8 are prevented from moving by the blocking capacitor 6 and charge the electrode unit 8. The charged voltage of the electrode portion 8 reaches about 400V to 1000V, which is called “cathode drop”. On the other hand, since the processing container 2 is grounded, electrons that have reached the ceiling portion of the processing container 2 are not prevented from moving, and the processing container 2 is hardly charged.
Then, ions move along the vertical electric field generated by the cathode fall in the direction of the electrode portion 8 (the object to be processed W) and are incident on the processing surface (surface) of the object to be processed, thereby performing physical plasma processing. Done. The neutral active species descend by gas flow, diffusion, gravity and the like and reach the processing surface (surface) of the workpiece W, and chemical plasma processing is performed.
The workpiece W for which the plasma processing has been completed is carried out of the processing container 2 by a transfer device (not shown). Thereafter, if necessary, the above plasma treatment is repeated.

ここで、例えば、プロセス条件が変更されるとプラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合がある。より具体的には、処理温度、圧力やガス種類が変更されるとプロセスガスＧの濃度分布が領域３において均一な濃度分布とならない場合がある。また、例えば、各配管や排気系の配設位置によってプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合がある。そして、プラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となるとプラズマ生成物の生成効率が悪化するおそれがある。また、濃度の濃い部分に生成された中性活性種が衝突すると散乱が生じて、処理容器２の内壁面などに中性活性種が衝突することで失活してしまうおそれがある。 Here, for example, when the process condition is changed, the concentration distribution of the process gas G in the region 3 where the plasma P is generated may be non-uniform. More specifically, if the processing temperature, pressure, or gas type is changed, the concentration distribution of the process gas G may not be uniform in the region 3. Further, for example, the concentration distribution of the process gas G may be non-uniform depending on the location of each pipe or exhaust system. If the concentration distribution of the process gas G in the region 3 where the plasma P is generated becomes nonuniform, the production efficiency of the plasma product may be deteriorated. Moreover, when the neutral active species produced | generated to the part with a high density | concentration collide, scattering will arise and there exists a possibility that neutral active species collide with the inner wall surface etc. of the processing container 2, and may deactivate.

本実施の形態によれば、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御することができる。そのため、プロセスガスＧの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができる。また、プロセス条件や被処理物Ｗの面内均一性の測定結果に応じて、各配管から導入されるプロセスガスＧの量の最適化を簡易に行うことができる。例えば、被処理物Ｗの処理レートが低い領域には多くのプロセスガスＧを導入させることでプラズマＰの発生密度を高くすることができる。その結果、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性を向上させることができる。また、生成された中性活性種が失活することを抑制することができるので処理効率を向上させることができる。
また、被処理物Ｗと配管の間に、プロセスガスが導入される領域ごとに分割されたシャワーヘッド部が配置されていたとしても、その孔の配置、数にかかわらずほぼ均一にプロセスガスＧを導入することができる。例えば、外周部の孔数よりも中心部の孔数が少ないシャワーヘッド部を介してプロセスガスＧを導入している場合であって、導入量が多い配管を外周部側、導入量が少ない配管を処理容器の中心部側に開口するように配設した場合、孔数が多い外周部側と、孔数が少ない中心部側とで、各領域からほぼ同量のプロセスガスＧを導入することができる。その結果、被処理物の処理面上における面内均一性を向上させることができる。 According to the present embodiment, by controlling the conductance control unit 13, the amount of process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c can be controlled. Therefore, the number of conductance control units that control the amount of process gas G introduced can be reduced. Further, the amount of the process gas G introduced from each pipe can be easily optimized according to the process condition and the measurement result of the in-plane uniformity of the workpiece W. For example, the generation density of the plasma P can be increased by introducing a large amount of process gas G into a region where the processing rate of the workpiece W is low. As a result, the in-plane uniformity of the amount of plasma product on the processing surface of the workpiece W can be improved. Moreover, since it can suppress that the produced | generated neutral active species deactivate, processing efficiency can be improved.
In addition, even if a shower head section divided for each region into which the process gas is introduced is disposed between the workpiece W and the pipe, the process gas G is almost uniform regardless of the arrangement and number of the holes. Can be introduced. For example, when the process gas G is introduced through a shower head portion having a smaller number of holes in the central portion than the number of holes in the outer peripheral portion, a pipe having a large introduction amount is replaced with a pipe having a small introduction amount on the outer peripheral portion side. Is disposed so as to open to the center side of the processing vessel, substantially the same amount of process gas G is introduced from each region on the outer peripheral side having a large number of holes and the central side having a small number of holes. Can do. As a result, the in-plane uniformity on the processing surface of the workpiece can be improved.

図２は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。
なお、図２は、プロセスガスを供給する配管が二分岐され、二分岐されたそれぞれの配管が処理容器に接続された場合を例示したものである。
図２に例示をするプラズマ処理装置３０は、一般に「ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）装置」と呼ばれるマイクロ波励起型のプラズマ処理装置である。すなわち、マイクロ波により励起させたプラズマＰを用いてプロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、被処理物Ｗの処理を行うプラズマ処理装置の一例である。
図２に示すように、プラズマ処理装置３０は、処理容器３２、プラズマ発生部３１、減圧部７、ガス供給部１２、コンダクタンス制御部１３、配管部１４などを備えている。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for illustrating a plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
Note that FIG. 2 illustrates a case where a pipe for supplying a process gas is branched into two and each of the branched pipes is connected to a processing container.
The plasma processing apparatus 30 illustrated in FIG. 2 is a microwave-excited plasma processing apparatus generally referred to as “SWP (Surface Wave Plasma) apparatus”. That is, it is an example of a plasma processing apparatus that generates a plasma product from the process gas G using the plasma P excited by microwaves and processes the workpiece W.
As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus 30 includes a processing vessel 32, a plasma generation unit 31, a decompression unit 7, a gas supply unit 12, a conductance control unit 13, a piping unit 14, and the like.

処理容器３２は、有底の略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気が維持可能な気密構造となっている。
また、処理容器３２の内部には、被処理物Ｗを載置する載置部３８が設けられている。そして、載置部３８には図示しない保持部が内蔵されている。図示しない保持部は、例えば静電チャックなどとすることができる。そのため、載置部３８は、その載置面（上面）に被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）を載置、保持することができるようになっている。 The processing container 32 has a substantially cylindrical shape with a bottom, and has an airtight structure capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure.
In addition, a placement unit 38 on which the workpiece W is placed is provided inside the processing container 32. The mounting unit 38 includes a holding unit (not shown). The holding unit (not shown) can be, for example, an electrostatic chuck. Therefore, the mounting part 38 can mount and hold the workpiece W (for example, a semiconductor wafer or a glass substrate) on the mounting surface (upper surface).

プラズマ発生部３１は、処理容器３２の内部にプラズマＰを発生させる。プラズマ発生部３１には、マイクロ波発生部３３、透過窓３４、導入導波管３５が設けられている。透過窓３４は平板状を呈し、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成されている。例えば、透過窓３４をアルミナや石英などの誘電体から形成されるものとすることができる。透過窓３４は、処理容器３２の上端に気密となるようにして設けられている。 The plasma generator 31 generates plasma P inside the processing container 32. The plasma generator 31 is provided with a microwave generator 33, a transmission window 34, and an introduction waveguide 35. The transmission window 34 has a flat plate shape and is formed of a material that has a high transmittance with respect to the microwave M and is difficult to be etched. For example, the transmission window 34 can be formed of a dielectric such as alumina or quartz. The transmission window 34 is provided at the upper end of the processing container 32 so as to be airtight.

処理容器３２の外側であって、透過窓３４の上面には導入導波管３５が設けられている。なお、図示は省略したが終端整合器やスタブチューナなどを適宜設けるようにすることもできる。導入導波管３５は、マイクロ波発生部３３から放射されたマイクロ波Ｍを透過窓３４に向けて導波する。
導入導波管３５と透過窓３４との接続部分には、スロット３６が設けられている。スロット３６は、導入導波管３５の内部を導波されてきたマイクロ波Ｍを透過窓３４に向けて放射させるためのものである。 An introduction waveguide 35 is provided outside the processing container 32 and on the top surface of the transmission window 34. Although illustration is omitted, a terminal matching unit, a stub tuner, and the like may be provided as appropriate. The introduction waveguide 35 guides the microwave M radiated from the microwave generation unit 33 toward the transmission window 34.
A slot 36 is provided at a connection portion between the introduction waveguide 35 and the transmission window 34. The slot 36 is for radiating the microwave M guided inside the introduction waveguide 35 toward the transmission window 34.

導入導波管３５の一端には、マイクロ波発生部３３が設けられている。マイクロ波発生部３３は、所定周波数（例えば２．７５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管３５に向けて放射することができるようになっている。 A microwave generation unit 33 is provided at one end of the introduction waveguide 35. The microwave generation unit 33 can generate a microwave M having a predetermined frequency (eg, 2.75 GHz) and radiate it toward the introduction waveguide 35.

減圧部７は、処理容器３２の内部を所定の圧力まで減圧する。
減圧部７には、圧力制御部１０、排気部１１が設けられている。
排気部１１は圧力制御部１０を介して処理容器３２の底面に接続されており、処理容器３２の内部を減圧することができるようになっている。
圧力制御部１０は、処理容器３２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器３２の内圧が所定の圧力となるように制御する。
排気部１１は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。 The decompression unit 7 decompresses the inside of the processing container 32 to a predetermined pressure.
The decompression unit 7 is provided with a pressure control unit 10 and an exhaust unit 11.
The exhaust unit 11 is connected to the bottom surface of the processing container 32 via the pressure control unit 10 so that the inside of the processing container 32 can be depressurized.
The pressure control unit 10 controls the internal pressure of the processing container 32 to be a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the processing container 32.
For example, the exhaust unit 11 may be a turbo molecular pump (TMP).

処理容器３２の側壁上部には、配管部１４を介してガス供給部１２が接続されている。ガス供給部１２、配管部１４は前述したものと同様とすることができる。すなわち、配管部１４には、配管１４ａ、配管１４ｂ、配管１４ｃ、分岐部１４ｄが設けられており、ガス供給部１２と分岐部１４ｄとの間の配管１４ａにはコンダクタンス制御部１３が設けられている。そのため、ガス供給部１２からコンダクタンス制御部１３を介して処理容器３２内のプラズマＰを発生させる領域３にプロセスガスＧを導入することができるようになっている。
コンダクタンス制御部１３は、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）などとすることができる。
なお、プラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量の制御などについては前述したものと同様のためそれらの詳細な説明は省略する。 The gas supply unit 12 is connected to the upper portion of the side wall of the processing container 32 through the piping unit 14. The gas supply unit 12 and the piping unit 14 can be the same as those described above. That is, the piping part 14 is provided with a piping 14a, a piping 14b, a piping 14c, and a branching part 14d, and the conductance control part 13 is provided in the piping 14a between the gas supply part 12 and the branching part 14d. Yes. Therefore, the process gas G can be introduced from the gas supply unit 12 to the region 3 where the plasma P in the processing container 32 is generated via the conductance control unit 13.
The conductance control unit 13 can be, for example, a mass flow controller (MFC).
Since the control of the amount of process gas G introduced into the region 3 where the plasma P is generated is the same as that described above, a detailed description thereof will be omitted.

配管１４ｂ、配管１４ｃと処理容器３２との接続部分よりは下方であって載置部３８の上方には、載置部３８の上面を覆うように整流板３７が設けられている。整流板３７は、プラズマＰにより生成されたプラズマ生成物を含んだガスの流れを整流し、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量がさらに均一化されるようにするためのものである。 A rectifying plate 37 is provided so as to cover the upper surface of the placement portion 38 below the connection portion between the piping 14b and the piping 14c and the processing container 32 and above the placement portion 38. The rectifying plate 37 rectifies the flow of the gas containing the plasma product generated by the plasma P, so that the amount of the plasma product on the processing surface of the workpiece W is made more uniform. It is.

また、整流板３７は、多数の孔部３７ａが設けられた略円形の板状体であり、処理容器３２の内壁に固定されている。そして、整流板３７と載置部３８の載置面（上面）との間の空間が、プラズマ処理が行われる処理領域３９となる。また、処理容器３２の内壁面、整流板３７の表面は、中性活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）やアルミナなどのセラミック材料など）で覆われている。
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理装置３０の作用について例示をする。
まず、図示しない搬送装置により被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）が、処理容器３２内に搬入され、載置部３８上に載置、保持される。次に、処理容器３２内が減圧部７により所定圧力まで減圧される。この際、圧力制御器１０により処理容器３２内の圧力が調整される。 The rectifying plate 37 is a substantially circular plate-like body provided with a large number of holes 37 a and is fixed to the inner wall of the processing container 32. A space between the current plate 37 and the placement surface (upper surface) of the placement portion 38 becomes a processing region 39 in which plasma processing is performed. Further, the inner wall surface of the processing vessel 32 and the surface of the rectifying plate 37 are covered with a material that hardly reacts with the neutral active species (for example, a ceramic material such as tetrafluororesin (PTFE) or alumina).
Next, the operation of the plasma processing apparatus 30 according to the present embodiment will be illustrated.
First, the workpiece W (for example, a semiconductor wafer, a glass substrate, etc.) is carried into the processing container 32 by a transfer device (not shown), and is placed and held on the placement unit 38. Next, the inside of the processing container 32 is decompressed to a predetermined pressure by the decompression unit 7. At this time, the pressure in the processing container 32 is adjusted by the pressure controller 10.

次に、処理容器３２内の領域３においてプラズマＰを発生させ、中性活性種などを含むプラズマ生成物を生成する。 Next, the plasma P is generated in the region 3 in the processing container 32 to generate a plasma product including neutral active species.

すなわち、まず、ガス供給部１２からプロセスガスＧが、ガス流制御部１３を介して処理容器３２内のプラズマＰを発生させる領域３に導入される。
この際、前述したように、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御する。なお、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量の制御に関しては、前述したものと同様のため詳細な説明は省略する。
ここで、プロセスガスＧとしては、ＣＦ_４、Ｏ_２、Ｈｅやこれらの混合ガスなどを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく処理の種類やプロセス条件などに合わせて適宜変更することができる。 That is, first, the process gas G is introduced from the gas supply unit 12 into the region 3 where the plasma P in the processing container 32 is generated via the gas flow control unit 13.
At this time, as described above, the amount of the process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c is controlled by controlling the conductance control unit 13. The control of the amount of process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c is the same as described above, and a detailed description thereof is omitted.
Here, examples of the process gas G include CF ₄ , O ₂ , He, and mixed gases thereof. However, it is not limited to these, and can be appropriately changed according to the type of processing, process conditions, and the like.

次に、マイクロ波発生部３３から所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管３５内に放射される。放射されたマイクロ波Ｍは、導入導波管３５内を導波され、スロット３６を介して透過窓３４に向けて放射される。
透過窓３４に向けて放射されたマイクロ波Ｍは、透過窓３４の表面を伝搬して、処理容器３２内に放射される。このようにして処理容器３２内に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。そして、発生したプラズマＰ中の電子密度が、透過窓３４を介して供給されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上になると、マイクロ波Ｍは透過窓３４の下面から処理容器３２内の空間に向けて一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。そのため、このマイクロ波Ｍの反射面とスロット３６の下面との間にはマイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。その結果、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定的にプラズマＰが励起されるようになる。 Next, a microwave M having a predetermined power is radiated from the microwave generation unit 33 into the introduction waveguide 35. The radiated microwave M is guided in the introduction waveguide 35 and radiated toward the transmission window 34 through the slot 36.
The microwave M radiated toward the transmission window 34 propagates through the surface of the transmission window 34 and is radiated into the processing container 32. Plasma P is generated by the energy of the microwave M radiated into the processing container 32 in this way. When the electron density in the generated plasma P becomes equal to or higher than the density (cut-off density) that can shield the microwave M supplied through the transmission window 34, the microwave M passes from the lower surface of the transmission window 34 to the processing container 32. It will be reflected before it enters a certain distance (skin depth) toward the inner space. Therefore, a standing wave of the microwave M is formed between the reflection surface of the microwave M and the lower surface of the slot 36. As a result, the reflection surface of the microwave M becomes a plasma excitation surface, and the plasma P is stably excited on this plasma excitation surface.

このプラズマ励起面で励起された安定的なプラズマＰ中において、プロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物は、整流板３７で整流されて被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、所望のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）が行われる。 In the stable plasma P excited on the plasma excitation surface, the process gas G is excited and activated to generate plasma products such as neutral active species, ions, and electrons. The generated plasma product is rectified by the rectifying plate 37 and reaches the processing surface (surface) of the workpiece W, and desired plasma processing (for example, etching processing or ashing processing) is performed.

この場合、プラズマ生成物が整流板３７を通過する際に、イオンや電子が除去される。そのため、主に中性活性種による等方性処理（例えば、等方性エッチングなど）が行われることになる。なお、バイアス電圧を付加してイオンが整流板３７を通過できるようにすることで、異方性処理（例えば、異方性エッチングなど）を行うようにすることもできる。プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは、図示しない搬送装置により処理容器３２外に搬出される。この後、必要があれば、前述のプラズマ処理が繰り返される。 In this case, ions and electrons are removed when the plasma product passes through the rectifying plate 37. For this reason, an isotropic treatment (for example, isotropic etching or the like) using mainly neutral active species is performed. In addition, an anisotropic process (for example, anisotropic etching etc.) can also be performed by applying a bias voltage so that ions can pass through the rectifying plate 37. The workpiece W for which the plasma processing has been completed is carried out of the processing container 32 by a transfer device (not shown). Thereafter, if necessary, the above plasma treatment is repeated.

本実施の形態においては、整流板３７を備えているので被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の均一化を図ることができる。しかしながら、例えば、プロセス条件が変更されるとプラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合があることには変わりがない。そのため、整流板３７を備えていても被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性が悪化するおそれがある。そして、プラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となるとプラズマ生成物の生成効率が悪化するおそれがある。また、濃度の濃い部分に生成された中性活性種が衝突すると散乱が生じて、処理容器２の内壁面などに中性活性種が衝突することで失活してしまうおそれがある。 In the present embodiment, since the rectifying plate 37 is provided, the amount of plasma product on the processing surface of the workpiece W can be made uniform. However, for example, if the process conditions are changed, the concentration distribution of the process gas G in the region 3 where the plasma P is generated may be nonuniform. For this reason, even if the rectifying plate 37 is provided, the in-plane uniformity of the amount of the plasma product on the processing surface of the workpiece W may be deteriorated. If the concentration distribution of the process gas G in the region 3 where the plasma P is generated becomes nonuniform, the production efficiency of the plasma product may be deteriorated. Moreover, when the neutral active species produced | generated to the part with a high density | concentration collide, scattering will arise and there exists a possibility that neutral active species collide with the inner wall surface etc. of the processing container 2, and may deactivate.

本実施の形態によれば、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御することができる。そのため、プロセスガスＧの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができる。また、プロセス条件などに応じて各配管から導入されるプロセスガスＧの量の最適化を簡易に行うことができる。その結果、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性を向上させることができる。また、生成された中性活性種が失活することを抑制することができるので処理効率を向上させることができる。 According to the present embodiment, by controlling the conductance control unit 13, the amount of process gas G introduced from the pipe 14b and the pipe 14c can be controlled. Therefore, the number of conductance control units that control the amount of process gas G introduced can be reduced. In addition, the amount of process gas G introduced from each pipe can be easily optimized according to process conditions and the like. As a result, the in-plane uniformity of the amount of plasma product on the processing surface of the workpiece W can be improved. Moreover, since it can suppress that the produced | generated neutral active species deactivate, processing efficiency can be improved.

次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、前述したプラズマ処理装置の作用などにおいて例示をしたものと同様の趣旨とすることができる。
例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、大気圧よりも減圧された雰囲気においてプラズマＰを発生させ、プラズマＰに向けて導入されたプロセスガスＧを励起させてプラズマ生成物を生成し、このプラズマ生成物を用いて被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、プロセスガスＧは、配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管から導入され、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから導入されるプロセスガスＧの量を制御するものとすることができる。 Next, the plasma processing method according to this embodiment will be exemplified.
The plasma processing method according to this embodiment can have the same concept as that exemplified in the operation of the plasma processing apparatus described above.
For example, in the plasma processing method according to the present embodiment, the plasma P is generated in an atmosphere depressurized from the atmospheric pressure, the process gas G introduced toward the plasma P is excited, and a plasma product is generated. In this plasma processing method, plasma processing is performed on the workpiece W using the plasma product, and the process gas G is introduced from a plurality of pipes having different conductances of the pipe flow paths, and the plurality of pipes are branched. By controlling the conductance of the flow path of the previous pipe, the amount of process gas G introduced from each of the plurality of pipes can be controlled.

この場合、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから複数の配管の流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスＧが導入されるようにすることができる。
また、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから同量のプロセスガスＧが導入されるようにすることができる。 In this case, by controlling the conductance of the flow path of the pipe before branching the plurality of pipes, an amount of process gas G is introduced from each of the plurality of pipes according to the conductance ratio of the flow paths of the plurality of pipes. Can be done.
Further, by controlling the conductance of the flow path of the pipe before the plurality of pipes are branched, the same amount of process gas G can be introduced from each of the plurality of pipes.

以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置３０が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、プロセスガスＧを供給する配管が二分岐された場合を例示したが、三分岐以上とすることもできる。
この場合、配管１４の流路の合成コンダクタンスＣを一般式として表せば、以下の（３）式のようになる。 Heretofore, the present embodiment has been illustrated. However, the present invention is not limited to these descriptions.
As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention.
For example, the shape, size, material, arrangement, number, and the like of each element included in the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing apparatus 30 are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
For example, although the case where the piping for supplying the process gas G is branched into two is illustrated, it may be three or more branches.
In this case, when the synthetic conductance C of the flow path of the pipe 14 is expressed as a general formula, the following formula (3) is obtained.

ここで、ｉは分岐された配管を表す正の整数である。
また、分岐された配管の流路の合成コンダクタンスＣｏを一般式として表せば、以下の（４）式のようになる。

Here, i is a positive integer representing a branched pipe.
Further, when the synthetic conductance Co of the branched pipe flow path is expressed as a general expression, the following expression (4) is obtained.

ここで、ｉは分岐された配管を表す正の整数である。

Here, i is a positive integer representing a branched pipe.

そのため、コンダクタンス制御部１３をＣｉ≫Ｃａとなるように制御すれば、各配管から導入されるプロセスガスＧの量をほぼ等しくすることができる。また、コンダクタンス制御部１３をＣｉ≪Ｃａとなるように制御すれば、各配管から導入されるプロセスガスＧの量を各配管のコンダクタンスの比率とすることができる。また、Ｃｉ≫ＣａとＣｉ≪Ｃａとの間の領域においては、予め求められたコンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量との関係に基づいて、各配管から導入されるプロセスガスＧの量が所望の値となるようにコンダクタンス制御部１３を制御するようにすることができる。この場合、各配管に設けられた図示しない流量計などによりプロセスガスＧの量を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。 Therefore, if the conductance control unit 13 is controlled to satisfy Ci >> Ca, the amount of process gas G introduced from each pipe can be made substantially equal. If the conductance control unit 13 is controlled to satisfy Ci << Ca, the amount of the process gas G introduced from each pipe can be set as the conductance ratio of each pipe. Further, in the region between Ci >> Ca and Ci << Ca, the process gas introduced from each pipe based on the relationship between the control amount of the conductance control unit 13 and the introduction amount of the process gas G obtained in advance. It is possible to control the conductance control unit 13 so that the amount of G becomes a desired value. In this case, the conductance control unit 13 can be controlled while detecting the amount of the process gas G with a flow meter (not shown) provided in each pipe.

また、プラズマの発生方式も容量結合型プラズマ（CCP：Capacitively Coupled Plasma）、ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）に限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 Also, the plasma generation method is not limited to capacitively coupled plasma (CCP) and SWP (Surface Wave Plasma), and can be changed as appropriate.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is combined can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.

１プラズマ処理装置、３領域、２処理容器、４電源部、７減圧部、８電極部、１２ガス供給部、１３コンダクタンス制御部、１４配管部、１４ａ配管、１４ｂ配管、１４ｃ配管、１４ｄ分岐部、３０プラズマ処理装置、３１プラズマ発生部、３２処理容器、３３マイクロ波発生部、３４透過窓、３５導入導波管、３６スロット、３８載置部、３９処理領域、Ｃａコンダクタンス、Ｃ１コンダクタンス、Ｃ２コンダクタンス、Ｃ合成コンダクタンス、Ｃｏ合成コンダクタンス、Ｐプラズマ、Ｗ被処理物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus, 3 area | region, 2 processing container, 4 power supply part, 7 pressure reduction part, 8 electrode part, 12 gas supply part, 13 conductance control part, 14 piping part, 14a piping, 14b piping, 14c piping, 14d branching part , 30 Plasma processing apparatus, 31 Plasma generating section, 32 Processing vessel, 33 Microwave generating section, 34 Transmission window, 35 Introducing waveguide, 36 slot, 38 mounting section, 39 processing area, Ca conductance, C1 conductance, C2 Conductance, C Synthetic conductance, Co Synthetic conductance, P plasma, W

Claims

A treatment container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
A decompression section for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure;
A placement unit for placing the object to be processed provided in the processing container;
A plasma generating section for generating plasma inside the processing vessel;
A gas supply unit for supplying a process gas into the processing container;
A first pipe having one end connected to the gas supply unit;
A branch connected to the other end of the first pipe;
A plurality of pipes each having one end connected to the branch portion and the other end connected to the processing vessel, wherein the conductances of the flow paths of the pipes are different from each other;
A conductance control unit that is provided in the first pipe and controls a conductance of a flow path of the first pipe;
A plasma processing apparatus comprising:

The conductance control unit controls the conductance of the flow path of the first pipe, thereby supplying an amount of process gas corresponding to the conductance ratio of the flow path of each of the plurality of pipes from each of the plurality of pipes. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is introduced into the processing container.

The conductance control unit controls the conductance of the flow path of the first pipe to introduce the same amount of process gas from each of the plurality of pipes into the processing vessel. Item 2. The plasma processing apparatus according to Item 1.

The plurality of pipes includes a second pipe and a third pipe,
The ratio of the conductance of the flow path of said 2nd piping and the conductance of the flow path of said 3rd piping is 30% or less of the other in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The plasma processing apparatus according to one.

Plasma is generated in an atmosphere depressurized from atmospheric pressure, a process gas introduced toward the plasma is excited to generate a plasma product, and a plasma process is performed on an object to be processed using the plasma product. A plasma processing method comprising:
The process gas is introduced from a plurality of pipes having different conductances of the flow paths of the pipes, and is introduced from each of the plurality of pipes by controlling the conductances of the flow paths of the pipes before the plurality of pipes are branched. And controlling the amount of the process gas to be processed.

By controlling the conductance of the flow path of the pipe before branching the plurality of pipes, an amount of process gas is introduced from each of the plurality of pipes according to the conductance ratio of the flow path of the plurality of pipes. The plasma processing method according to claim 5.

6. The plasma processing according to claim 5, wherein the same amount of process gas is introduced from each of the plurality of pipes by controlling conductance of a flow path of the pipe before the plurality of pipes are branched. Method.