JP2012015307A - Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2012015307A
JP2012015307A JP2010150094A JP2010150094A JP2012015307A JP 2012015307 A JP2012015307 A JP 2012015307A JP 2010150094 A JP2010150094 A JP 2010150094A JP 2010150094 A JP2010150094 A JP 2010150094A JP 2012015307 A JP2012015307 A JP 2012015307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
bias voltage
power supply
target value
supply circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2010150094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyasu Nishiyama
伸泰 西山
Hideo Eto
英雄 江藤
Makoto Saito
誠 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010150094A priority Critical patent/JP2012015307A/en
Priority to US13/171,990 priority patent/US20120000887A1/en
Publication of JP2012015307A publication Critical patent/JP2012015307A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device in which variation in processing size can be reduced between different plasma processing apparatus, and to provide a power supply circuit, and a plasma processing apparatus.SOLUTION: The method of manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus comprises: a mounting step of mounting a semiconductor substrate on an electrode in a processing chamber; a generation step of supplying power from a power supply circuit to the electrode and generating plasma in a space of the processing chamber separated from the electrode; a detection step of detecting a bias voltage which is the difference between the potential of plasma generated at the generation step and the potential of the electrode to which power is supplied; a correction step of correcting the capacity value of the power supply circuit so that a bias voltage detected at the detection step matches a target value; and a processing step of processing the semiconductor substrate by using the plasma processing apparatus in a state where the bias voltage detected at the detection step after the correction step matches the target value.

Description

本発明の実施の形態は、半導体装置の製造方法、電源回路、及びプラズマ処理装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a semiconductor device, a power supply circuit, and a plasma processing apparatus.

近年、半導体装置の微細化が進むことに伴い、半導体装置の加工技術における加工精度の向上が望まれている。特に、RIE(Reactive Ion Etching)装置などのプラズマ処理装置を用いたエッチング技術では、同一機種の同一加工条件であっても(複数の)異なるプラズマ処理装置間における加工寸法やエッチング量のばらつきが、要求される加工精度に対して無視できないレベルになる傾向にある。   In recent years, with the progress of miniaturization of semiconductor devices, improvement in processing accuracy in the processing technology of semiconductor devices is desired. In particular, in an etching technique using a plasma processing apparatus such as a RIE (Reactive Ion Etching) apparatus, even in the same processing conditions of the same model, variations in processing dimensions and etching amounts between different plasma processing apparatuses are It tends to be a level that cannot be ignored for the required machining accuracy.

特開2007−227623号公報JP 2007-227623 A 特開平3−54825号公報JP-A-3-54825 特開2004−96066号公報JP 2004-96066 A 特開平3−28370号公報JP-A-3-28370

本発明の実施の形態は、例えば、同一機種、同一加工条件のプラズマ処理装置間における加工寸法やエッチング量のばらつきを低減できる半導体装置の製造方法、電源回路、及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention provide, for example, a semiconductor device manufacturing method, a power supply circuit, and a plasma processing apparatus that can reduce variations in processing dimensions and etching amounts between plasma processing apparatuses of the same model and the same processing conditions. Objective.

実施の形態によれば、処理室内に配された電極と前記電極に電力を供給する電源回路とを有するプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記処理室内の前記電極に半導体基板を載置する載置工程と、前記電源回路から前記電極に電力を供給するとともに、前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させる発生工程と、前記発生工程で発生したプラズマの電位と電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出工程と、前記検出工程で検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記電源回路の容量値を補正する補正工程と、前記補正工程が行われた後に前記検出工程で検出されたバイアス電圧が前記目標値に一致した状態で、前記プラズマ処理装置を用いて前記半導体基板を加工する加工工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。   According to an embodiment, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus having an electrode disposed in a processing chamber and a power supply circuit for supplying power to the electrode, wherein the semiconductor is connected to the electrode in the processing chamber. A placing step of placing a substrate; a generating step of supplying power to the electrode from the power supply circuit; and generating plasma in a space separated from the electrode in the processing chamber; and plasma generated in the generating step Detecting a bias voltage that is a difference between the potential of the electrode and the potential of the electrode to which power is supplied, and a capacitance value of the power supply circuit so that the bias voltage detected in the detecting step matches a target value. A correction step for correcting, and the bias voltage detected in the detection step after the correction step is matched with the target value using the plasma processing apparatus. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising a processing step of processing the conductor substrate is provided.

また、他の実施の形態によれば、処理室内に配され、被処理基板が載置される電極と、前記電極に電力を供給する電源回路と、前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部により発生された前記プラズマの電位と前記電源回路により電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出部とを備えたプラズマ処理装置における前記電極に電力を供給するための電源回路であって、前記電極に供給すべき電力を発生させる発生部と、前記検出部により検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記発生部の容量値を補正する補正部とを備えたことを特徴とする電源回路が提供される。   Further, according to another embodiment, an electrode disposed in the processing chamber and on which the substrate to be processed is placed, a power supply circuit for supplying power to the electrode, and a space separated from the electrode in the processing chamber A plasma generating unit for generating plasma, and a detecting unit for detecting a bias voltage which is a difference between the potential of the plasma generated by the plasma generating unit and the potential of the electrode supplied with power by the power supply circuit A power supply circuit for supplying electric power to the electrode in the plasma processing apparatus provided with a generator for generating electric power to be supplied to the electrode, and a bias voltage detected by the detector coincides with a target value Thus, there is provided a power supply circuit comprising a correction unit that corrects the capacitance value of the generation unit.

また、他の実施の形態によれば、処理室内に配され、被処理基板が載置される電極と、前記電極に電力を供給する電源回路と、前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部により発生された前記プラズマの電位と前記電源回路により電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出部とを備え、前記電源回路は、前記電極に供給すべき電力を発生させる発生部と、前記検出部により検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記発生部の容量値を補正する補正部とを有し、前記プラズマ処理装置は、前記検出部により検出されたバイアス電圧が前記目標値に一致した状態で、前記被処理基板を加工することを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。   Further, according to another embodiment, an electrode disposed in the processing chamber and on which the substrate to be processed is placed, a power supply circuit for supplying power to the electrode, and a space separated from the electrode in the processing chamber A plasma generating unit for generating plasma, and a detecting unit for detecting a bias voltage which is a difference between the potential of the plasma generated by the plasma generating unit and the potential of the electrode supplied with power by the power supply circuit The power supply circuit includes: a generating unit that generates power to be supplied to the electrode; and a correcting unit that corrects a capacitance value of the generating unit so that a bias voltage detected by the detecting unit matches a target value; And the plasma processing apparatus processes the substrate to be processed in a state where a bias voltage detected by the detection unit matches the target value. There is provided.

第1の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the plasma processing apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態における補正部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the correction | amendment part in 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using the plasma processing apparatus according to the first embodiment. 第2の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the plasma processing apparatus concerning 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における補正部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the correction | amendment part in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における記憶部のデータ構造を示す図。The figure which shows the data structure of the memory | storage part in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus according to a second embodiment. 第3の実施の形態における補正部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the correction | amendment part in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における記憶部のデータ構造を示す図。The figure which shows the data structure of the memory | storage part in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus according to a third embodiment. 第4の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the plasma processing apparatus concerning 4th Embodiment. 第4の実施の形態における記憶部のデータ構造を示す図。The figure which shows the data structure of the memory | storage part in 4th Embodiment. 第4の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment. 比較例にかかるプラズマ処理装置の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the plasma processing apparatus concerning a comparative example.

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態にかかるプラズマ処理装置1について図1を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるプラズマ処理装置1の概略構成を示す図である。
(First embodiment)
A plasma processing apparatus 1 according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment.

プラズマ処理装置1は、処理室50、電極10、電源回路20、プラズマ発生部80、及び検出部90を備える。   The plasma processing apparatus 1 includes a processing chamber 50, an electrode 10, a power supply circuit 20, a plasma generation unit 80, and a detection unit 90.

処理室50は、その内部でプラズマPLが発生されるための室であり、処理容器により形成されている。処理容器は、供給源(図示せず)から処理室50へ処理ガスが供給可能なように構成されているとともに、処理室50から排気装置(図示せず)へ処理済の処理ガスが排気可能なように構成されている。   The processing chamber 50 is a chamber for generating plasma PL therein, and is formed by a processing container. The processing container is configured so that processing gas can be supplied from a supply source (not shown) to the processing chamber 50, and the processed processing gas can be exhausted from the processing chamber 50 to an exhaust device (not shown). It is configured as follows.

電極10は、絶縁材(図示せず)を介して処理容器から絶縁されるように、処理室50内の底面側に配されている。電極10には、被処理基板(例えば、半導体基板)WFが載置される。電極10は、例えば、金属で形成されている。   The electrode 10 is disposed on the bottom side in the processing chamber 50 so as to be insulated from the processing container via an insulating material (not shown). A substrate to be processed (for example, a semiconductor substrate) WF is placed on the electrode 10. The electrode 10 is made of metal, for example.

電源回路20は、高周波電力を発生させて、電極10に高周波電力を供給する。この高周波電力は、処理室50内にプラズマPLが発生された際に処理ガスからラジカルとともに生成されたイオン(例えば、F、CF3など)を電極10側(被処理基板WF側)へ加速させるための電力である。高周波電力の周波数は、例えば、13.56MHzである。電源回路20の内部構成については後述する。 The power supply circuit 20 generates high frequency power and supplies the high frequency power to the electrode 10. This high-frequency power accelerates ions (for example, F + , CF 3 +, etc.) generated together with radicals from the processing gas when plasma PL is generated in the processing chamber 50 to the electrode 10 side (target substrate WF side). It is electric power to make it. The frequency of the high frequency power is, for example, 13.56 MHz. The internal configuration of the power supply circuit 20 will be described later.

プラズマ発生部80は、処理室50内における電極10から隔てられた空間51にプラズマPLを発生させる。具体的には、プラズマ発生部80は、高周波電源81、マッチングボックス84、アンテナコイル82、及び誘電体壁83を有する。高周波電源81は、高周波電力を発生させてアンテナコイル82へ供給する。マッチングボックス84は、例えば、可変コンデンサ及び可変コイルを有している。マッチングボックス84は、マッチングボックス84に対する高周波電源81側のインピーダンスと、マッチングボックス84に対するアンテナコイル82側のインピーダンスとが均等になるように、可変コンデンサ及び可変コイルを用いてインピーダンスの調整(インピーダンスマッチング)を行なう。アンテナコイル82は、インピーダンスマッチングが行なわれた状態で供給された高周波電力を用いて電磁波(高周波磁界)を発生させる。アンテナコイル82により発生された電磁波は、誘電体壁83を透過して処理室50内の空間51に導入される。処理室50内の空間51では、処理ガスの放電が起こりプラズマPLが生成され、処理ガスからラジカルとともにイオン(例えば、F、CF3など)が生成される。なお、誘電体壁83は、上記の処理容器の上壁部も兼ねている。 The plasma generator 80 generates plasma PL in a space 51 separated from the electrode 10 in the processing chamber 50. Specifically, the plasma generation unit 80 includes a high frequency power supply 81, a matching box 84, an antenna coil 82, and a dielectric wall 83. The high frequency power supply 81 generates high frequency power and supplies it to the antenna coil 82. The matching box 84 has, for example, a variable capacitor and a variable coil. The matching box 84 uses a variable capacitor and a variable coil to adjust the impedance (impedance matching) so that the impedance on the high frequency power supply 81 side with respect to the matching box 84 and the impedance on the antenna coil 82 side with respect to the matching box 84 become equal. To do. The antenna coil 82 generates an electromagnetic wave (high frequency magnetic field) using the high frequency power supplied in a state where impedance matching is performed. The electromagnetic wave generated by the antenna coil 82 passes through the dielectric wall 83 and is introduced into the space 51 in the processing chamber 50. In the space 51 in the processing chamber 50, the processing gas is discharged to generate plasma PL, and ions (for example, F + , CF 3 +, etc.) are generated from the processing gas together with radicals. The dielectric wall 83 also serves as the upper wall portion of the processing container.

検出部90は、プラズマ発生部80により発生されたプラズマPLの電位Vplと電源回路20により電力が供給された電極10の電位Veとの差であるバイアス電圧Vbを検出する。   The detection unit 90 detects a bias voltage Vb that is a difference between the potential Vpl of the plasma PL generated by the plasma generation unit 80 and the potential Ve of the electrode 10 supplied with power by the power supply circuit 20.

具体的には、検出部90は、検出端子92の電位を測定し、検出端子92の電位(すなわち電極10の電位)と処理容器におけるプラズマPL付近の側壁部(すなわちグランド電位)との電位差をバイアス電圧Vbとして測定する。このとき、プラズマPLの電位Vplと処理室壁との電位差は小さく無視できる。   Specifically, the detection unit 90 measures the potential of the detection terminal 92 and calculates a potential difference between the potential of the detection terminal 92 (that is, the potential of the electrode 10) and the side wall portion in the vicinity of the plasma PL (that is, the ground potential) in the processing container. Measured as bias voltage Vb. At this time, the potential difference between the plasma PL potential Vpl and the processing chamber wall is small and can be ignored.

あるいは、さらに精度の高い方法として、検出部90は、処理室50内の空間51まで延びた検出端子91と、電極10に電気的に接続された検出端子92とを有する。検出部90は、検出端子91を介してプラズマPLの電位Vplを検出し、検出端子92を介して電極10の電位Veを検出する。そして、検出部90は、
Vb=Vpl−Ve
によりバイアス電圧Vbを求める。検出部90は、このように検出したバイアス電圧Vbを電源回路20へ供給する。
Alternatively, as a more accurate method, the detection unit 90 includes a detection terminal 91 that extends to the space 51 in the processing chamber 50 and a detection terminal 92 that is electrically connected to the electrode 10. The detection unit 90 detects the potential Vpl of the plasma PL via the detection terminal 91 and detects the potential Ve of the electrode 10 via the detection terminal 92. And the detection part 90 is
Vb = Vpl-Ve
Thus, the bias voltage Vb is obtained. The detector 90 supplies the bias voltage Vb thus detected to the power supply circuit 20.

次に、電源回路20の内部構成について図1を用いて説明する。   Next, the internal configuration of the power supply circuit 20 will be described with reference to FIG.

電源回路20は、発生部40及び補正部30を有する。発生部40は、電極10に供給すべき電力を発生させる。具体的には、発生部40は、高周波電源43、マッチングボックス42、及びブロッキングコンデンサ41を有する。高周波電源43は、高周波電力を発生させる。マッチングボックス42は、例えば、可変コンデンサ及び可変コイルを有している。マッチングボックス42は、マッチングボックス42に対する高周波電源43側のインピーダンスと、マッチングボックス42に対するブロッキングコンデンサ41側のインピーダンスとが均等になるように、可変コンデンサ及び可変コイルを用いてインピーダンスの調整(インピーダンスマッチング)を行なう。ブロッキングコンデンサ41は、インピーダンスマッチングが行なわれた状態で高周波電源43から供給された高周波電力のうちの高周波成分を電極10へ供給する。これにより、プラズマPLが正に帯電した状態で電極10が負に帯電し、両者の電位差すなわちバイアス電圧Vbにより、イオン(例えば、F、CF3など)が電極10側(被処理基板WF側)へ加速される。 The power supply circuit 20 includes a generation unit 40 and a correction unit 30. The generator 40 generates electric power to be supplied to the electrode 10. Specifically, the generation unit 40 includes a high frequency power supply 43, a matching box 42, and a blocking capacitor 41. The high frequency power supply 43 generates high frequency power. The matching box 42 has, for example, a variable capacitor and a variable coil. The matching box 42 uses a variable capacitor and a variable coil to adjust the impedance (impedance matching) so that the impedance on the high frequency power supply 43 side with respect to the matching box 42 and the impedance on the blocking capacitor 41 side with respect to the matching box 42 are equal. To do. The blocking capacitor 41 supplies a high frequency component of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 43 to the electrode 10 in a state where impedance matching is performed. As a result, the electrode 10 is negatively charged while the plasma PL is positively charged, and ions (for example, F + , CF 3 +, etc.) are generated on the electrode 10 side (target substrate WF side) due to the potential difference between them, ie, the bias voltage Vb. ).

補正部30は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbを示す信号を検出部90から受ける。補正部30は、この信号の示すバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように発生部40の容量を補って電源回路20の容量値を補正する。目標値Vtは、被処理物に対する所定の加工条件(ガス種、ガス圧等)に応じて予め設定された値であって各プラズマ処理装置間で共通の値である。そして、検出部90によるバイアス電圧Vbの検出動作と補正部30による電源回路20の容量値の補正動作とを含むフィードバック動作が繰り返し行なわれることにより、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように調整される。これにより、プラズマ処理装置1は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致した状態で、被処理基板WFを加工(例えば、エッチング加工)する。   The correction unit 30 receives a signal indicating the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 from the detection unit 90. The correction unit 30 corrects the capacitance value of the power supply circuit 20 by supplementing the capacitance of the generation unit 40 so that the bias voltage Vb indicated by this signal matches the target value Vt. The target value Vt is a value set in advance according to predetermined processing conditions (gas type, gas pressure, etc.) for the object to be processed, and is a value common to the plasma processing apparatuses. The feedback operation including the detection operation of the bias voltage Vb by the detection unit 90 and the correction operation of the capacitance value of the power supply circuit 20 by the correction unit 30 is repeatedly performed, so that the bias voltage Vb matches the target value Vt. Adjusted. Thereby, the plasma processing apparatus 1 processes (for example, etching process) the to-be-processed substrate WF in the state in which the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 matches the target value Vt.

次に、補正部30の内部構成について図2を用いて説明する。図2は、補正部30の内部構成を示す図である。   Next, the internal configuration of the correction unit 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the correction unit 30.

補正部30は、可変容量部35、比較部33、及び変更部34を有する。可変容量部35は、受けた制御信号に応じてその容量値を変更できるように構成されている。比較部33は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbを示す信号を検出部90から受ける。また、比較部33には、目標値Vtが予め設定されている。比較部33は、検出部90から受けた信号の示すバイアス電圧Vbと目標値Vtとを比較し、比較結果を変更部34へ供給する。変更部34は、供給された比較結果に応じて可変容量部35の容量値を変更する。   The correction unit 30 includes a variable capacitance unit 35, a comparison unit 33, and a change unit 34. The variable capacitance unit 35 is configured to be able to change its capacitance value according to the received control signal. The comparison unit 33 receives a signal indicating the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 from the detection unit 90. In addition, the target value Vt is set in the comparison unit 33 in advance. The comparison unit 33 compares the bias voltage Vb indicated by the signal received from the detection unit 90 with the target value Vt, and supplies the comparison result to the change unit 34. The changing unit 34 changes the capacitance value of the variable capacitance unit 35 according to the supplied comparison result.

具体的には、可変容量部35は、可変容量素子(第1の可変容量素子)31、及び可変容量素子(第2の可変容量素子)32を有する。可変容量素子31は、電極10及び発生部40に対して直列に接続されている。例えば、可変容量素子31は、その電極31aが電極10に電気的に接続され、その電極31bが発生部40に電気的に接続されている。また、可変容量素子32は、電極10に対して発生部40と並列に接続されている。例えば、可変容量素子32は、その電極32aが電極10及び電極31aに電気的に接続され、その電極32bがグランド電圧に接続されている。発生部40の一端がグランド電圧に接続されているので、可変容量素子32は、等価的に発生部40と並列に接続されている。   Specifically, the variable capacitance unit 35 includes a variable capacitance element (first variable capacitance element) 31 and a variable capacitance element (second variable capacitance element) 32. The variable capacitance element 31 is connected in series with the electrode 10 and the generator 40. For example, the variable capacitance element 31 has its electrode 31 a electrically connected to the electrode 10 and its electrode 31 b electrically connected to the generator 40. The variable capacitance element 32 is connected to the electrode 10 in parallel with the generator 40. For example, in the variable capacitance element 32, the electrode 32a is electrically connected to the electrode 10 and the electrode 31a, and the electrode 32b is connected to the ground voltage. Since one end of the generator 40 is connected to the ground voltage, the variable capacitance element 32 is equivalently connected in parallel with the generator 40.

変更部34は、信号の示すバイアス電圧Vbが目標値Vtより高いことが比較部33の比較結果により示される場合、可変容量素子32の容量値を大きくする動作を少なくとも行なう。これにより、発生部40と並列に接続された可変容量素子32の容量値が大きくなるので、バイアス電圧Vbが低下するように、電源回路20の容量値が増加する。すなわち、バイアス電圧Vbが目標値Vtに近づくように電源回路20の容量値が補正される。なお、変更部34は、可変容量素子31の容量値を小さくする動作をさらに行なってもよい。   When the comparison unit 33 indicates that the bias voltage Vb indicated by the signal is higher than the target value Vt, the changing unit 34 performs at least an operation of increasing the capacitance value of the variable capacitor 32. As a result, the capacitance value of the variable capacitance element 32 connected in parallel with the generation unit 40 increases, and the capacitance value of the power supply circuit 20 increases so that the bias voltage Vb decreases. That is, the capacitance value of the power supply circuit 20 is corrected so that the bias voltage Vb approaches the target value Vt. Note that the changing unit 34 may further perform an operation of reducing the capacitance value of the variable capacitance element 31.

変更部34は、信号の示すバイアス電圧Vbが目標値Vtより低いことが比較部33の比較結果により示される場合、可変容量素子31の容量値を大きくする動作を少なくとも行なう。これにより、発生部40と直列に接続された可変容量素子31の容量値が大きくなるので、バイアス電圧Vbが上昇するように、電源回路20の容量値が減少する。すなわち、バイアス電圧Vbが目標値Vtに近づくように電源回路20の容量値が補正される。なお、変更部34は、可変容量素子32の容量値を小さくする動作をさらに行なってもよい。   When the comparison unit 33 indicates that the bias voltage Vb indicated by the signal is lower than the target value Vt, the changing unit 34 performs at least an operation of increasing the capacitance value of the variable capacitance element 31. As a result, the capacitance value of the variable capacitance element 31 connected in series with the generation unit 40 increases, so that the capacitance value of the power supply circuit 20 decreases so that the bias voltage Vb increases. That is, the capacitance value of the power supply circuit 20 is corrected so that the bias voltage Vb approaches the target value Vt. Note that the changing unit 34 may further perform an operation of reducing the capacitance value of the variable capacitance element 32.

このように、変更部34は、比較部33の比較結果に応じて、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように、可変容量素子31の容量値と可変容量素子32の容量値との少なくとも一方を変更する。   As described above, the changing unit 34 determines the capacitance value of the variable capacitance element 31 and the variable capacitance element so that the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 matches the target value Vt according to the comparison result of the comparison unit 33. At least one of the 32 capacitance values is changed.

次に、第1の実施の形態にかかるプラズマ処理装置1を用いた半導体装置の製造方法について図3を用いて説明する。図3は、プラズマ処理装置1を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the plasma processing apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device using the plasma processing apparatus 1.

ステップ(載置工程)S1では、処理室50内の電極10に被処理基板(例えば、半導体基板)WFを載置する。   In step (placement step) S <b> 1, a substrate to be processed (for example, a semiconductor substrate) WF is placed on the electrode 10 in the processing chamber 50.

ステップ(発生工程)S2では、電源回路20が高周波電力を発生させて、電極10に高周波電力を供給する。それとともに、プラズマ発生部80は、処理室50内における電極10から隔てられた空間51にプラズマPLを発生させる。具体的には、高周波電源81は、高周波電力を発生させてアンテナコイル82へ供給する。アンテナコイル82は、供給された高周波電力を用いて電磁波(高周波磁界)を発生させる。アンテナコイル82により発生された電磁波は、誘電体壁83を透過して処理室50内の空間51に導入される。処理室50内の空間51では、処理ガスの放電が起こりプラズマPLが生成され、処理ガスからラジカルとともにイオン(例えば、F、CF3など)が生成される。 In step (generation step) S <b> 2, the power supply circuit 20 generates high frequency power and supplies the high frequency power to the electrode 10. At the same time, the plasma generator 80 generates plasma PL in a space 51 separated from the electrode 10 in the processing chamber 50. Specifically, the high frequency power supply 81 generates high frequency power and supplies it to the antenna coil 82. The antenna coil 82 generates an electromagnetic wave (a high frequency magnetic field) using the supplied high frequency power. The electromagnetic wave generated by the antenna coil 82 passes through the dielectric wall 83 and is introduced into the space 51 in the processing chamber 50. In the space 51 in the processing chamber 50, the processing gas is discharged to generate plasma PL, and ions (for example, F + , CF 3 +, etc.) are generated from the processing gas together with radicals.

ステップ(検出工程)S3では、検出部90が、プラズマ発生部80により発生されたプラズマPLの電位Vplと電源回路20により電力が供給された電極10の電位Veとの差であるバイアス電圧Vbを検出する。   In step (detection step) S3, the detection unit 90 generates a bias voltage Vb, which is the difference between the potential Vpl of the plasma PL generated by the plasma generation unit 80 and the potential Ve of the electrode 10 supplied with power by the power supply circuit 20. To detect.

具体的には、検出部90は、検出端子92の電位を測定し、検出端子92の電位(すなわち電極10の電位)と処理容器におけるプラズマPL付近の側壁部(すなわちグランド電位)との電位差をバイアス電圧Vbとして測定する。このとき、プラズマPLの電位Vplと処理室壁との電位差は小さく無視できる。   Specifically, the detection unit 90 measures the potential of the detection terminal 92 and calculates a potential difference between the potential of the detection terminal 92 (that is, the potential of the electrode 10) and the side wall portion in the vicinity of the plasma PL (that is, the ground potential) in the processing container. Measured as bias voltage Vb. At this time, the potential difference between the plasma PL potential Vpl and the processing chamber wall is small and can be ignored.

あるいは、さらに精度の高い方法として、検出部90は、検出端子91を介してプラズマPLの電位Vplを検出し、検出端子92を介して電極10の電位Veを検出する。そして、検出部90は、
Vb=Vpl−Ve
によりバイアス電圧Vbを求める。検出部90は、このように検出したバイアス電圧Vbを電源回路20へ供給する。
Alternatively, as a more accurate method, the detection unit 90 detects the potential Vpl of the plasma PL via the detection terminal 91 and detects the potential Ve of the electrode 10 via the detection terminal 92. And the detection part 90 is
Vb = Vpl-Ve
Thus, the bias voltage Vb is obtained. The detector 90 supplies the bias voltage Vb thus detected to the power supply circuit 20.

ステップ(比較工程)S4では、電源回路20の比較部33が、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbを示す信号を検出部90から受ける。また、比較部33には、目標値Vtが予め設定されている。比較部33は、検出部90から受けた信号の示すバイアス電圧Vbと目標値Vtとを比較し、比較結果を変更部34へ供給する。変更部34は、供給された比較結果に応じて、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しているか否かを判断する。変更部34は、例えば、バイアス電圧Vbと目標値Vtとの差が所定の許容範囲から外れればバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していないと判断し、バイアス電圧Vbと目標値Vtとの差が所定の許容範囲内に収まっていればバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していると判断する。変更部34は、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していない場合(ステップS4でNo)、処理をステップS5へ進め、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致している場合(ステップS4でYes)、処理をステップS6へ進める。   In step (comparison step) S <b> 4, the comparison unit 33 of the power supply circuit 20 receives a signal indicating the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 from the detection unit 90. In addition, the target value Vt is set in the comparison unit 33 in advance. The comparison unit 33 compares the bias voltage Vb indicated by the signal received from the detection unit 90 with the target value Vt, and supplies the comparison result to the change unit 34. The changing unit 34 determines whether the bias voltage Vb detected by the detecting unit 90 matches the target value Vt according to the supplied comparison result. For example, if the difference between the bias voltage Vb and the target value Vt deviates from a predetermined allowable range, the changing unit 34 determines that the bias voltage Vb does not match the target value Vt, and sets the difference between the bias voltage Vb and the target value Vt. If the difference is within a predetermined allowable range, it is determined that the bias voltage Vb matches the target value Vt. If the bias voltage Vb does not match the target value Vt (No in step S4), the changing unit 34 proceeds to step S5, and if the bias voltage Vb matches the target value Vt (Yes in step S4). ), The process proceeds to step S6.

ステップ(補正工程)S5では、電源回路20の変更部34が、供給された比較結果に応じて、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように、可変容量素子31の容量値と可変容量素子32の容量値との少なくとも一方を変更する。   In step (correction step) S5, the changing unit 34 of the power supply circuit 20 changes the variable capacitance element 31 so that the bias voltage Vb detected by the detecting unit 90 matches the target value Vt according to the supplied comparison result. And at least one of the capacitance value of the variable capacitance element 32 is changed.

すなわち、変更部34は、信号の示すバイアス電圧Vbが目標値Vtより高いことが比較部33の比較結果により示される場合、可変容量素子32の容量値を大きくする動作を少なくとも行なう。これにより、発生部40と並列に接続された可変容量素子32の容量値が大きくなるので、バイアス電圧Vbが低下するように、電源回路20の容量値が増加する。すなわち、バイアス電圧Vbが目標値Vtに近づくように電源回路20の容量値が補正される。なお、変更部34は、可変容量素子31の容量値を小さくする動作をさらに行なってもよい。   That is, the changing unit 34 performs at least an operation of increasing the capacitance value of the variable capacitance element 32 when the comparison result of the comparison unit 33 indicates that the bias voltage Vb indicated by the signal is higher than the target value Vt. As a result, the capacitance value of the variable capacitance element 32 connected in parallel with the generation unit 40 increases, and the capacitance value of the power supply circuit 20 increases so that the bias voltage Vb decreases. That is, the capacitance value of the power supply circuit 20 is corrected so that the bias voltage Vb approaches the target value Vt. Note that the changing unit 34 may further perform an operation of reducing the capacitance value of the variable capacitance element 31.

変更部34は、信号の示すバイアス電圧Vbが目標値Vtより低いことが比較部33の比較結果により示される場合、可変容量素子31の容量値を大きくする動作を少なくとも行なう。これにより、発生部40と直列に接続された可変容量素子31の容量値が大きくなるので、バイアス電圧Vbが上昇するように、電源回路20の容量値が減少する。すなわち、バイアス電圧Vbが目標値Vtに近づくように電源回路20の容量値が補正される。なお、変更部34は、可変容量素子32の容量値を小さくする動作をさらに行なってもよい。   When the comparison unit 33 indicates that the bias voltage Vb indicated by the signal is lower than the target value Vt, the changing unit 34 performs at least an operation of increasing the capacitance value of the variable capacitance element 31. As a result, the capacitance value of the variable capacitance element 31 connected in series with the generation unit 40 increases, so that the capacitance value of the power supply circuit 20 decreases so that the bias voltage Vb increases. That is, the capacitance value of the power supply circuit 20 is corrected so that the bias voltage Vb approaches the target value Vt. Note that the changing unit 34 may further perform an operation of reducing the capacitance value of the variable capacitance element 32.

このように、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するまで、ステップS3〜S5の処理が繰り返し行なわれる。なお、マッチングボックス42によるインピーダンスマッチングは、ステップS5の補正処理が行なわれるたびに行なわれてもよい。   In this way, the processes in steps S3 to S5 are repeated until the bias voltage Vb matches the target value Vt. The impedance matching by the matching box 42 may be performed every time the correction process in step S5 is performed.

ステップ(加工工程)S6では、変更部34が、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していることを示す信号をコントローラ(図示せず)へ供給する。これに応じて、コントローラは、補正動作用の条件から加工動作用の条件に切り替えて、プラズマ発生部80を制御する。これにより、プラズマ処理装置1は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致した状態で、被処理基板WFを加工(例えば、エッチング加工)する。   In step (processing step) S6, the changing unit 34 supplies a signal indicating that the bias voltage Vb matches the target value Vt to a controller (not shown). In response to this, the controller switches the condition for the correction operation to the condition for the machining operation, and controls the plasma generator 80. Thereby, the plasma processing apparatus 1 processes (for example, etching process) the to-be-processed substrate WF in the state in which the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 matches the target value Vt.

ここで、仮に、プラズマ処理装置1を用いた半導体装置の製造方法において、ステップS3〜S5を行なわない場合について考える。この場合、電源回路20中の寄生容量が同一機種の複数の異なるプラズマ処理装置の間でばらつくので、プラズマ発生部80により発生されたプラズマPLの電位Vplと電源回路20により電力が供給された電極10の電位Veとの差であるバイアス電圧Vbも異なるプラズマ処理装置との間でばらつく傾向にある。例えば、図14は、ステップS1及びS2を行った後にステップS3〜S5の処理を行なわない状態で、バイアス電圧Vbを異なる複数のプラズマ処理装置について評価した結果である。図14から、バイアス電圧Vbが異なるプラズマ処理装置の間で大きくばらついていることが分かる。   Here, let us consider a case where steps S3 to S5 are not performed in the semiconductor device manufacturing method using the plasma processing apparatus 1. In this case, since the parasitic capacitance in the power supply circuit 20 varies between a plurality of different plasma processing apparatuses of the same model, the potential Vpl of the plasma PL generated by the plasma generator 80 and the electrode supplied with power by the power supply circuit 20 The bias voltage Vb, which is the difference from the ten potential Ve, also tends to vary between different plasma processing apparatuses. For example, FIG. 14 shows a result of evaluating a plurality of plasma processing apparatuses having different bias voltages Vb in a state where the processes of steps S3 to S5 are not performed after steps S1 and S2. FIG. 14 shows that the bias voltage Vb varies greatly between different plasma processing apparatuses.

それに対して、第1の実施の形態では、ステップS1及びS2を行った後に、ステップS3〜S5が繰り返し行なわれる。すなわち、バイアス電圧Vbを検出し(ステップS3)、検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していない場合(ステップS4でNo)、検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように電源回路20の容量値を補正する(ステップS5)処理を繰り返し行なう。これにより、検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致した場合(ステップS4でYes)、プラズマ処理装置1は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが(異なるプラズマ処理装置との間で共通の値である)目標値Vtに一致した状態で、被処理基板WFを加工する(ステップS6)。この結果、バイアス電圧Vbが異なるプラズマ処理装置との間における共通の目標値Vtに揃った状態で加工を行なうことができるので、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   In contrast, in the first embodiment, steps S3 to S5 are repeatedly performed after steps S1 and S2. That is, the bias voltage Vb is detected (step S3), and when the detected bias voltage Vb does not match the target value Vt (No in step S4), the detected bias voltage Vb matches the target value Vt. The process of correcting the capacitance value of the power supply circuit 20 is repeated (step S5). As a result, when the detected bias voltage Vb matches the target value Vt (Yes in step S4), the plasma processing apparatus 1 determines that the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 is between the different plasma processing apparatuses. The substrate WF to be processed is processed in a state where it matches the target value Vt (which is a common value) (step S6). As a result, it is possible to perform processing in a state where the bias voltage Vb is aligned with a common target value Vt between different plasma processing apparatuses, and therefore, variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses can be reduced.

特に、電源回路20の補正部30は、電極10及び発生部40に対して直列に接続された可変容量素子31と、電極10に対して発生部40と並列に接続された可変容量素子32とを有する。これにより、ステップS5において、バイアス電圧Vbが目標値Vtより高い場合及び低い場合のいずれの場合でも、バイアス電圧Vbが目標値Vtに近づくように電源回路20の容量値を補正することができる。   In particular, the correction unit 30 of the power supply circuit 20 includes a variable capacitance element 31 connected in series with the electrode 10 and the generation unit 40, and a variable capacitance element 32 connected in parallel with the generation unit 40 with respect to the electrode 10. Have Thereby, in step S5, the capacitance value of the power supply circuit 20 can be corrected so that the bias voltage Vb approaches the target value Vt regardless of whether the bias voltage Vb is higher or lower than the target value Vt.

あるいは、仮に、電源回路20が補正部30を有しない場合について考える。この場合、上述のように、電源回路20中の寄生容量が異なるプラズマ処理装置との間でばらつくので、バイアス電圧Vbも異なるプラズマ処理装置との間でばらつく傾向にある。   Alternatively, let us consider a case where the power supply circuit 20 does not include the correction unit 30. In this case, as described above, since the parasitic capacitance in the power supply circuit 20 varies between different plasma processing apparatuses, the bias voltage Vb also tends to vary between different plasma processing apparatuses.

それに対して、第1の実施の形態では、電源回路20が補正部30を有する。補正部30は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが(異なるプラズマ処理装置との間で共通の値である)目標値Vtに一致するように発生部40の容量値を補って電源回路20の容量値を補正する。これにより、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致した状態でプラズマ処理装置1による加工を行なうことができるので、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   On the other hand, in the first embodiment, the power supply circuit 20 includes the correction unit 30. The correction unit 30 compensates the capacitance value of the generation unit 40 so that the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 matches the target value Vt (which is a value common to different plasma processing apparatuses), and the power supply circuit The capacity value of 20 is corrected. Thereby, since the processing by the plasma processing apparatus 1 can be performed in a state where the bias voltage Vb matches the target value Vt, variation in processing dimensions between different plasma processing apparatuses can be reduced.

あるいは、仮に、プラズマ処理装置1が検出部90を備えない場合について考える。この場合、補正部30は、バイアス電圧Vbがどのような値であるのか把握できないので、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように補正を行なうこともできない。これにより、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減することが困難になる。   Alternatively, suppose that the plasma processing apparatus 1 does not include the detection unit 90. In this case, since the correction unit 30 cannot grasp what value the bias voltage Vb is, it cannot perform correction so that the bias voltage Vb matches the target value Vt. This makes it difficult to reduce variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses.

あるいは、仮に、プラズマ処理装置1が検出部90を備えず、かつ、発生部40の容量値を検出する第2の検出部を備える場合について考える。この場合、プラズマ処理装置1では、制御すべきパラメータがたくさんあるので、発生部40の容量値とバイアス電圧Vbとの相関が異なるプラズマ処理装置との間でばらつく傾向にある。このため、補正部30は、第2の検出部により検出された発生部40の容量値を受けても、バイアス電圧Vbがどのような値であるのか把握できないので、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように補正を行なうこともできない。これにより、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減することが困難になる。   Alternatively, suppose that the plasma processing apparatus 1 does not include the detection unit 90 and includes a second detection unit that detects the capacitance value of the generation unit 40. In this case, since there are many parameters to be controlled in the plasma processing apparatus 1, there is a tendency that the correlation between the capacitance value of the generating unit 40 and the bias voltage Vb differs between plasma processing apparatuses. For this reason, the correction unit 30 cannot determine the value of the bias voltage Vb even if it receives the capacitance value of the generation unit 40 detected by the second detection unit, so that the bias voltage Vb is equal to the target value Vt. It is also impossible to make corrections so as to match. This makes it difficult to reduce variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses.

それに対して、第1の実施の形態では、プラズマ処理装置1が検出部90を備える。検出部90は、バイアス電圧Vbを検出する。これにより、補正部30は、バイアス電圧Vbがどのような値であるのか把握できるので、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように補正を行なうことができる。この結果、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   On the other hand, in the first embodiment, the plasma processing apparatus 1 includes the detection unit 90. The detector 90 detects the bias voltage Vb. As a result, the correction unit 30 can grasp what value the bias voltage Vb has, and thus can correct the bias voltage Vb so as to match the target value Vt. As a result, variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses can be reduced.

あるいは、仮に、プラズマ処理装置1が検出部90を備えず、かつ、メンテナンス時に所定の測定時具をプラズマ処理装置1に取り付けることでバイアス電圧Vbを検出する場合について考える。この場合、プラズマ処理装置1を用いた半導体装置の製造を一時中断しなければ、補正部30は、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように補正を行なうことができない。これにより、半導体装置の製造方法におけるスループットが低下する傾向にある。   Alternatively, suppose that the plasma processing apparatus 1 does not include the detection unit 90 and the bias voltage Vb is detected by attaching a predetermined measuring tool to the plasma processing apparatus 1 during maintenance. In this case, unless the manufacture of the semiconductor device using the plasma processing apparatus 1 is temporarily suspended, the correction unit 30 cannot perform correction so that the bias voltage Vb matches the target value Vt. As a result, the throughput in the method of manufacturing a semiconductor device tends to decrease.

それに対して、第1の実施の形態では、プラズマ処理装置1が検出部90を備える。検出部90は、バイアス電圧Vbを検出する。これにより、プラズマ処理装置1を用いた半導体装置の製造を中断することなく(インライン処理として)、補正部30は、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致するように補正を行なうことができる。この結果、半導体装置の製造方法におけるスループットの低下を抑制できる。   On the other hand, in the first embodiment, the plasma processing apparatus 1 includes the detection unit 90. The detector 90 detects the bias voltage Vb. Thus, the correction unit 30 can correct the bias voltage Vb so as to match the target value Vt without interrupting the manufacturing of the semiconductor device using the plasma processing apparatus 1 (as in-line processing). As a result, it is possible to suppress a decrease in throughput in the semiconductor device manufacturing method.

なお、第1の実施の形態では、プラズマ処理装置1がICP(Inductive Coupling Plasma)型RIE装置である場合について例示的に説明しているが、プラズマ処理装置1はICP型RIE装置に限定されない。例えば、プラズマ処理装置1はECR(Electron Cycrotron Resonance)型RIE装置であってもよいし、平行平板型RIE装置であっても良い。プラズマ処理装置1が平行平板型RIE装置である場合、プラズマ発生部80は、アンテナコイル82及び誘電体壁83に代えて、処理室50内で電極10と対向するように配される上部電極を有することになる。   In the first embodiment, the case where the plasma processing apparatus 1 is an ICP (Inductive Coupling Plasma) type RIE apparatus has been described as an example, but the plasma processing apparatus 1 is not limited to an ICP type RIE apparatus. For example, the plasma processing apparatus 1 may be an ECR (Electron Cyclotron Resonance) type RIE apparatus or a parallel plate type RIE apparatus. When the plasma processing apparatus 1 is a parallel plate RIE apparatus, the plasma generation unit 80 replaces the antenna coil 82 and the dielectric wall 83 with an upper electrode disposed so as to face the electrode 10 in the processing chamber 50. Will have.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態にかかるプラズマ処理装置100について図4及び図5を用いて説明する。図4は、第2の実施の形態にかかるプラズマ処理装置100の概略構成を示す図である。図5は、補正部130の内部構成を示す図である。以下では、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the plasma processing apparatus 100 concerning 2nd Embodiment is demonstrated using FIG.4 and FIG.5. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus 100 according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating an internal configuration of the correction unit 130. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment.

プラズマ処理装置100は、電源回路120及びコントローラ160を備える。コントローラ160は、プラズマ発生部80を制御する際に用いる加工条件を管理している。電源回路120は、補正部130を有する。補正部130は、加工条件を示す信号をコントローラ160から受ける。   The plasma processing apparatus 100 includes a power supply circuit 120 and a controller 160. The controller 160 manages processing conditions used when controlling the plasma generator 80. The power supply circuit 120 includes a correction unit 130. The correction unit 130 receives a signal indicating processing conditions from the controller 160.

具体的には、図5に示すように、補正部130は、記憶部136、決定部137、及び比較部133を有する。   Specifically, as illustrated in FIG. 5, the correction unit 130 includes a storage unit 136, a determination unit 137, and a comparison unit 133.

記憶部136は、加工条件にそれぞれ対応付けられた複数の目標値を記憶する。加工条件は、例えば、プラズマ発生部80により処理室50内に供給されるべき処理ガスの種類を含む。記憶部136は、例えば、図6に示すような目標値情報を記憶する。目標値情報は、処理ガス欄1361及び目標値欄1362を有する。処理ガス欄1361には、処理ガスの種類に関する情報が記憶されており、例えば、「処理ガスA」、「処理ガスB」、・・・が記憶されている。目標値欄1362には、目標値に関する情報が記憶されており、例えば、「Vta」、「Vtb」、・・・が記憶されている。この目標値情報を参照することにより、処理ガスの種類に対応した目標値を特定することができる。例えば、目標値情報を参照することにより、「処理ガスA」に対応した目標値が「Vta」であることを特定することができ、「処理ガスB」に対応した目標値が「Vtb」であることを特定することができる。この記憶部136に記憶される目標値の情報は、複数のプラズマ処理装置1を同一の加工条件で稼動する場合、共通に用いられ、この記憶部136自体を装置間で共有化することも可能である。   The storage unit 136 stores a plurality of target values respectively associated with the machining conditions. The processing conditions include, for example, the type of processing gas to be supplied into the processing chamber 50 by the plasma generation unit 80. The storage unit 136 stores, for example, target value information as shown in FIG. The target value information has a processing gas column 1361 and a target value column 1362. The processing gas column 1361 stores information on the type of processing gas, for example, “processing gas A”, “processing gas B”,... The target value column 1362 stores information related to the target value, for example, “Vta”, “Vtb”,. By referring to this target value information, a target value corresponding to the type of processing gas can be specified. For example, by referring to the target value information, it can be specified that the target value corresponding to “processing gas A” is “Vta”, and the target value corresponding to “processing gas B” is “Vtb”. It can be identified. The target value information stored in the storage unit 136 is used in common when a plurality of plasma processing apparatuses 1 are operated under the same processing conditions, and the storage unit 136 itself can be shared between apparatuses. It is.

決定部137は、加工条件を示す信号をコントローラ160から受ける。決定部137は、加工条件を示す信号を受けたことに応じて、記憶部136に記憶された目標値情報を参照して、信号の示す加工条件に対応した目標値を決定する。決定部137は、決定した目標値を比較部133へ供給する。   The determination unit 137 receives a signal indicating the processing condition from the controller 160. In response to receiving the signal indicating the machining condition, the determining unit 137 refers to the target value information stored in the storage unit 136 and determines a target value corresponding to the processing condition indicated by the signal. The determination unit 137 supplies the determined target value to the comparison unit 133.

比較部133は、決定部137から供給された目標値を、予め設定された目標値Vtに優先して用いる。すなわち、比較部133は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbと、決定部137により決定された目標値とを比較する。   The comparison unit 133 uses the target value supplied from the determination unit 137 with priority over the preset target value Vt. That is, the comparison unit 133 compares the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 with the target value determined by the determination unit 137.

また、プラズマ処理装置100を用いた半導体装置の製造方法が、図7に示すように、次の点で第1の実施の形態と異なる。   Further, as shown in FIG. 7, the method for manufacturing a semiconductor device using the plasma processing apparatus 100 differs from the first embodiment in the following points.

ステップS11では、決定部137が、プラズマ処理装置100による加工条件が変更されたか否かを判断する。例えば、決定部137は、コントローラ160から受けた加工条件を示す信号を保持しており、異なる加工条件を示す信号を受けた場合に加工条件が変更されたと判断し、同じ加工条件を示す信号を受けた場合又は加工条件を示す信号を受けていない場合に加工条件が変更されていないと判断する。決定部137は、加工条件が変更された場合(ステップS11でYes)、処理をステップS12へ進め、加工条件が変更されていない場合(ステップS11でNo)、処理を終了する。   In step S11, the determination unit 137 determines whether or not the processing conditions by the plasma processing apparatus 100 have been changed. For example, the determination unit 137 holds a signal indicating the machining condition received from the controller 160, determines that the machining condition has been changed when receiving a signal indicating a different machining condition, and outputs a signal indicating the same machining condition. If it is received or if a signal indicating the machining condition is not received, it is determined that the machining condition is not changed. When the machining condition is changed (Yes in step S11), the determination unit 137 advances the process to step S12. When the machining condition is not changed (No in step S11), the determination unit 137 ends the process.

ステップ(決定工程)S12では、決定部137が、記憶部136に記憶された目標値情報を参照して、信号の示す加工条件に対応した目標値を決定する。決定部137は、決定した目標値を比較部133へ供給する。比較部133は、比較に用いる目標値を、決定部137から供給された目標値に変更する。   In step (determination step) S12, the determination unit 137 refers to the target value information stored in the storage unit 136 and determines a target value corresponding to the processing condition indicated by the signal. The determination unit 137 supplies the determined target value to the comparison unit 133. The comparison unit 133 changes the target value used for comparison to the target value supplied from the determination unit 137.

そして、ステップS5において、ステップS4での比較結果に応じて、ステップS3で検出されたバイアス電圧VbがステップS12で決定された目標値に一致するように、可変容量素子31の容量値と可変容量素子32の容量値との少なくとも一方を変更する。また、ステップS6において、コントローラ160は、管理している加工条件で、プラズマ発生部80を制御する。   In step S5, the capacitance value of the variable capacitance element 31 and the variable capacitance are set so that the bias voltage Vb detected in step S3 matches the target value determined in step S12 according to the comparison result in step S4. At least one of the capacitance value of the element 32 is changed. In step S6, the controller 160 controls the plasma generator 80 under the managed processing conditions.

このように、第2の実施の形態では、加工条件(例えば、処理ガスの種類)ごとに目標値を変更するので、補正部130が、バイアス電圧Vbが加工条件に適した目標値に一致するように補正を行なうことができる。この結果、加工条件ごとに、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   Thus, in the second embodiment, the target value is changed for each processing condition (for example, the type of processing gas), so that the correction unit 130 matches the bias voltage Vb with the target value suitable for the processing condition. Correction can be performed as described above. As a result, it is possible to reduce variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses for each processing condition.

(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態にかかるプラズマ処理装置200について図8を用いて説明する。図8は、プラズマ処理装置200における補正部230の内部構成を示す図である。以下では、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Third embodiment)
Next, a plasma processing apparatus 200 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an internal configuration of the correction unit 230 in the plasma processing apparatus 200. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment.

プラズマ処理装置200における電源回路220内の補正部230は、記憶部236、決定部237、及びタイマ238を有する。   The correction unit 230 in the power supply circuit 220 in the plasma processing apparatus 200 includes a storage unit 236, a determination unit 237, and a timer 238.

記憶部236は、経過時間の属する区間にそれぞれ対応付けられた複数の目標値を記憶する。経過時間は、例えば、直前に処理室50内のクリーニングが行なわれてから経過した時間である。記憶部236は、例えば、図9に示すような目標値情報を記憶する。目標値情報は、経過時間欄2361及び目標値欄2362を有する。経過時間欄2361には、経過時間の属する区間に関する情報が記憶されており、例えば、「0〜T1」、「T1〜T2」、・・・が記憶されている。目標値欄2362には、目標値に関する情報が記憶されており、例えば、「Vt1」、「Vt2」、・・・が記憶されている。この目標値情報を参照することにより、経過時間の属する区間に対応した目標値を特定することができる。例えば、目標値情報を参照することにより、「0〜T1」に対応した目標値が「Vt1」であることを特定することができ、「T1〜T2」に対応した目標値が「Vt2」であることを特定することができる。   The storage unit 236 stores a plurality of target values respectively associated with the sections to which the elapsed time belongs. The elapsed time is, for example, the time that has elapsed since the last cleaning of the processing chamber 50 was performed. The storage unit 236 stores, for example, target value information as shown in FIG. The target value information has an elapsed time column 2361 and a target value column 2362. The elapsed time column 2361 stores information related to the section to which the elapsed time belongs, for example, “0 to T1”, “T1 to T2”,. The target value column 2362 stores information related to the target value, for example, “Vt1”, “Vt2”,. By referring to the target value information, the target value corresponding to the section to which the elapsed time belongs can be specified. For example, by referring to the target value information, it can be specified that the target value corresponding to “0 to T1” is “Vt1”, and the target value corresponding to “T1 to T2” is “Vt2”. It can be identified.

決定部237は、処理室50内のクリーニングが完了したことを示す信号をコントローラ160から受ける。決定部137は、処理室50内のクリーニングが完了したことを示す信号を受けたことに応じて、タイマ238を作動させる。これにより、タイマ238は、上記の経過時間をカウントし始める。   The determination unit 237 receives a signal from the controller 160 indicating that the cleaning of the processing chamber 50 has been completed. The determination unit 137 activates the timer 238 in response to receiving a signal indicating that the cleaning of the processing chamber 50 has been completed. As a result, the timer 238 starts counting the elapsed time.

そして、決定部237は、タイマ238にアクセスして、経過時間の情報をタイマ238から取得する。決定部237は、記憶部236に記憶された目標値情報を参照して、経過時間の属する区間に対応した目標値を決定する。決定部237は、決定した目標値を比較部133へ供給する。   Then, the determination unit 237 accesses the timer 238 and acquires elapsed time information from the timer 238. The determination unit 237 refers to the target value information stored in the storage unit 236 and determines a target value corresponding to the section to which the elapsed time belongs. The determination unit 237 supplies the determined target value to the comparison unit 133.

また、プラズマ処理装置200を用いた半導体装置の製造方法が、図10に示すように、次の点で第1の実施の形態と異なる。   Further, as shown in FIG. 10, the manufacturing method of the semiconductor device using the plasma processing apparatus 200 differs from the first embodiment in the following points.

ステップS21では、決定部237が、経過時間の属する区間が変更されたか否かを判断する。例えば、決定部137は、タイマ238にアクセスして、経過時間の情報をタイマ238から取得する。決定部237は、直前に用いた目標値に対応した経過時間の区間を示す信号を保持している。決定部237は、タイマ238から取得した経過時間が、保持している経過時間の区間に属さなくなった場合、経過時間の属する区間が変更されたと判断し、タイマ238から取得した経過時間が、保持している経過時間の区間に属している場合、経過時間の属する区間が変更されていないと判断する。決定部237は、経過時間の属する区間が変更された場合(ステップS21でYes)、処理をステップS22へ進め、経過時間の属する区間が変更されていない場合(ステップS21でNo)、処理をステップS2へ進める。   In step S21, the determination unit 237 determines whether or not the section to which the elapsed time belongs has been changed. For example, the determination unit 137 accesses the timer 238 and acquires elapsed time information from the timer 238. The determination unit 237 holds a signal indicating an elapsed time section corresponding to the target value used immediately before. When the elapsed time acquired from the timer 238 does not belong to the retained elapsed time section, the determining unit 237 determines that the section to which the elapsed time belongs has changed, and the elapsed time acquired from the timer 238 is retained. If it belongs to the elapsed time section, it is determined that the section to which the elapsed time belongs has not been changed. When the section to which the elapsed time belongs is changed (Yes in step S21), the determination unit 237 advances the process to step S22, and when the section to which the elapsed time belongs has not been changed (No in step S21), the determination unit 237 Proceed to S2.

ステップS22では、決定部237が、記憶部236に記憶された目標値情報を参照して、経過時間の属する区間に対応した目標値を決定する。決定部237は、決定した目標値を比較部133へ供給する。比較部133は、比較に用いる目標値を、決定部237から供給された目標値に変更する。   In step S <b> 22, the determination unit 237 refers to the target value information stored in the storage unit 236 and determines a target value corresponding to the section to which the elapsed time belongs. The determination unit 237 supplies the determined target value to the comparison unit 133. The comparison unit 133 changes the target value used for comparison to the target value supplied from the determination unit 237.

そして、ステップS5において、ステップS4での比較結果に応じて、ステップS3で検出されたバイアス電圧VbがステップS22で決定された目標値に一致するように、可変容量素子31の容量値と可変容量素子32の容量値との少なくとも一方を変更する。   In step S5, the capacitance value of the variable capacitance element 31 and the variable capacitance are set so that the bias voltage Vb detected in step S3 matches the target value determined in step S22 according to the comparison result in step S4. At least one of the capacitance value of the element 32 is changed.

このように、第3の実施の形態では、経過時間の属する区間ごとに目標値を変更するので、補正部230が、バイアス電圧Vbが経過時間の属する区間に適した目標値に一致するように補正を行なうことができる。この結果、処理室50内の径時的な状態変化を考慮しながら、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   Thus, in the third embodiment, the target value is changed for each section to which the elapsed time belongs, so that the correction unit 230 matches the target value suitable for the section to which the elapsed time belongs. Correction can be performed. As a result, it is possible to reduce variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses while taking into account the change in state in the processing chamber 50 over time.

(第4の実施の形態)
次に、第4の実施の形態にかかるプラズマ処理装置300について図11を用いて説明する。図11は、第4の実施の形態にかかるプラズマ処理装置300の概略構成を示す図である。以下では、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a plasma processing apparatus 300 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a plasma processing apparatus 300 according to the fourth embodiment. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment.

プラズマ処理装置300は、記憶部370及びコントローラ360を備える。   The plasma processing apparatus 300 includes a storage unit 370 and a controller 360.

記憶部370は、バイアス電圧と加工ずれ量との相関関係に関する相関情報を記憶する。加工ずれ量は、例えば、エッチングマスクパターンからの実際の加工寸法のずれ量である。記憶部370は、例えば、図12に示すような相関情報を記憶する。図12は、バイアス電圧と加工ずれ量との相関関係を実際に評価した結果であり、バイアス電圧と加工ずれ量とが近似的に一点鎖線で示す直線に沿った相関関係を有することが分かる。この相関情報を参照することにより、現在のバイアス電圧に対応した加工ずれ量を予測することができる。例えば、相関情報を参照することにより、バイアス電圧Vb11に対応した加工ずれ量がL11であると推測することができる。   The storage unit 370 stores correlation information related to the correlation between the bias voltage and the processing deviation amount. The processing deviation amount is, for example, the deviation amount of the actual processing dimension from the etching mask pattern. The storage unit 370 stores, for example, correlation information as illustrated in FIG. FIG. 12 shows the results of actual evaluation of the correlation between the bias voltage and the amount of processing deviation, and it can be seen that the bias voltage and the amount of processing deviation approximately have a correlation along a straight line indicated by a one-dot chain line. By referring to this correlation information, the amount of processing deviation corresponding to the current bias voltage can be predicted. For example, by referring to the correlation information, it can be estimated that the amount of processing deviation corresponding to the bias voltage Vb11 is L11.

コントローラ360は、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbを検出部90から受ける。コントローラ360は、記憶部370に記憶された相関情報を参照して、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbに対応した加工ずれ量を予測する。コントローラ360は、予測した加工ずれ量に基づいて、加工ずれ量が所定の閾値範囲内に収まるように加工条件を調整する。この調整すべき加工条件は、例えば、加工時間を含む。コントローラ360は、予測した加工ずれ量が所定の閾値範囲を超えている場合、加工ずれ量が所定の閾値範囲内に収まるように加工時間を短くする。   The controller 360 receives the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 from the detection unit 90. The controller 360 refers to the correlation information stored in the storage unit 370 and predicts the amount of processing deviation corresponding to the bias voltage Vb detected by the detection unit 90. The controller 360 adjusts the machining conditions based on the predicted machining deviation amount so that the machining deviation amount falls within a predetermined threshold range. The machining conditions to be adjusted include, for example, machining time. When the predicted machining deviation amount exceeds the predetermined threshold range, the controller 360 shortens the machining time so that the machining deviation amount falls within the predetermined threshold range.

また、プラズマ処理装置300を用いた半導体装置の製造方法が、図13に示すように、次の点で第1の実施の形態と異なる。   Further, as shown in FIG. 13, a method for manufacturing a semiconductor device using the plasma processing apparatus 300 differs from the first embodiment in the following points.

ステップS31では、電源回路20の比較部33が、検出部90から受けた信号の示すバイアス電圧Vbと目標値Vtとを比較し、比較結果を変更部34へ供給する。変更部34は、供給された比較結果に応じて、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しているか否かを判断する。変更部34が、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致していない場合(ステップS31でNo)、処理をステップS32へ進め、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致している場合(ステップS31でYes)、処理をステップS6へ進める。   In step S31, the comparison unit 33 of the power supply circuit 20 compares the bias voltage Vb indicated by the signal received from the detection unit 90 with the target value Vt, and supplies the comparison result to the change unit 34. The changing unit 34 determines whether the bias voltage Vb detected by the detecting unit 90 matches the target value Vt according to the supplied comparison result. When the changing unit 34 does not match the bias voltage Vb with the target value Vt (No in step S31), the process proceeds to step S32. When the bias voltage Vb matches the target value Vt (Yes in step S31). ), The process proceeds to step S6.

ステップS32では、電源回路20の変更部34が、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しなかった回数が所定回数以上か否かを判断する。具体的には、変更部34は、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しなかった回数のカウント値を保持しており、その回数のカウント値をカウントアップする。そして、変更部34は、カウントアップ後のカウント値を所定回数と比較し、カウント値を所定回数以上である(ステップS32でYes)場合、処理をステップS33へ進め、カウント値を所定回数未満である(ステップS32でNo)場合、処理をステップS5へ進める。   In step S32, the changing unit 34 of the power supply circuit 20 determines whether or not the number of times that the bias voltage Vb does not match the target value Vt is a predetermined number or more. Specifically, the changing unit 34 holds the count value of the number of times that the bias voltage Vb does not match the target value Vt, and counts up the count value of the number of times. Then, the changing unit 34 compares the count value after counting up with a predetermined number of times, and if the count value is equal to or larger than the predetermined number of times (Yes in Step S32), the process proceeds to Step S33, and the count value is less than the predetermined number of times. If yes (No in step S32), the process proceeds to step S5.

ステップS33では、電源回路20の変更部34が、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しなかった回数が所定回数以上であることを示す信号をコントローラ360へ供給する。コントローラ360は、その信号を受けたことに応じて、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbを検出部90から受ける。コントローラ360は、記憶部370に記憶された相関情報を参照して、検出部90により検出されたバイアス電圧Vbに対応した加工ずれ量を予測する。   In step S33, the changing unit 34 of the power supply circuit 20 supplies the controller 360 with a signal indicating that the number of times that the bias voltage Vb does not match the target value Vt is a predetermined number or more. The controller 360 receives the bias voltage Vb detected by the detection unit 90 from the detection unit 90 in response to receiving the signal. The controller 360 refers to the correlation information stored in the storage unit 370 and predicts the amount of processing deviation corresponding to the bias voltage Vb detected by the detection unit 90.

ステップS34では、コントローラ360が、予測した加工ずれ量に基づいて、加工ずれ量が所定の閾値範囲内に収まるように加工条件を調整する。この調整すべき加工条件は、例えば、加工時間を含む。コントローラ360は、予測した加工ずれ量が所定の閾値範囲を超えている場合、加工ずれ量が所定の閾値範囲内に収まるように加工時間を短くする。   In step S34, the controller 360 adjusts the machining conditions based on the predicted machining deviation amount so that the machining deviation amount falls within a predetermined threshold range. The machining conditions to be adjusted include, for example, machining time. When the predicted machining deviation amount exceeds the predetermined threshold range, the controller 360 shortens the machining time so that the machining deviation amount falls within the predetermined threshold range.

このように、第4の実施の形態では、検出部90によるバイアス電圧Vbの検出動作と補正部30による電源回路20の容量値の補正動作とを含むフィードバック動作が所定回数以上行なわれてもバイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しない場合に、検出されたバイアス電圧Vbに対応した加工ずれ量を予測して、予測した加工ずれ量に基づいて、加工ずれ量が所定の許容範囲内に収まるように加工条件を調整する。これにより、バイアス電圧Vbが目標値Vtに一致しない場合でも、異なるプラズマ処理装置との間における加工寸法のばらつきを低減できる。   As described above, in the fourth embodiment, even if the feedback operation including the detection operation of the bias voltage Vb by the detection unit 90 and the correction operation of the capacitance value of the power supply circuit 20 by the correction unit 30 is performed a predetermined number of times or more. When the voltage Vb does not match the target value Vt, a machining deviation amount corresponding to the detected bias voltage Vb is predicted, and the machining deviation amount falls within a predetermined allowable range based on the predicted machining deviation amount. Adjust the processing conditions. Thereby, even when the bias voltage Vb does not coincide with the target value Vt, it is possible to reduce variations in processing dimensions between different plasma processing apparatuses.

1、100、200、300 プラズマ処理装置、 10 電極、 20、120、220 電源回路、 30、130、230 補正部、 31、32 可変容量素子、 31a、31b、32a、32b 電極、 33、133 比較部、 34 変更部、 35 可変容量部、 40 発生部、 41 ブロッキングコンデンサ、 42 マッチングボックス、 43 高周波電源、 50 処理室、 51 空間、 80 プラズマ発生部、 81 高周波電源、 82 アンテナコイル、 83 誘電体壁、 90 検出部、 91、92 検出端子、 136、236 記憶部、 137、237 決定部、 160、360 コントローラ、 238 タイマ、 370 記憶部、 1361 処理ガス欄、 1362 目標値欄、 2361 経過時間欄、 2362 目標値欄、 PL プラズマ、 WF 被処理基板。   1, 100, 200, 300 Plasma processing apparatus, 10 electrodes, 20, 120, 220 Power supply circuit, 30, 130, 230 Correction unit, 31, 32 Variable capacitance element, 31a, 31b, 32a, 32b Electrode, 33, 133 Comparison Part, 34 changing part, 35 variable capacity part, 40 generating part, 41 blocking capacitor, 42 matching box, 43 high frequency power supply, 50 processing chamber, 51 space, 80 plasma generating part, 81 high frequency power supply, 82 antenna coil, 83 dielectric Wall, 90 detection unit, 91, 92 detection terminal, 136, 236 storage unit, 137, 237 determination unit, 160, 360 controller, 238 timer, 370 storage unit, 1361 process gas column, 1362 target value column, 2361 elapsed time column 236 Target value field, PL plasma, WF target substrate.

Claims (6)

処理室内に配された電極と前記電極に電力を供給する電源回路とを有するプラズマ処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内の前記電極に半導体基板を載置する載置工程と、
前記電源回路から前記電極に電力を供給するとともに、前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させる発生工程と、
前記発生工程で発生したプラズマの電位と電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記電源回路の容量値を補正する補正工程と、
前記補正工程が行われた後に前記検出工程で検出されたバイアス電圧が前記目標値に一致した状態で、前記プラズマ処理装置を用いて前記半導体基板を加工する加工工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device using a plasma processing apparatus having an electrode disposed in a processing chamber and a power supply circuit for supplying power to the electrode,
A placing step of placing a semiconductor substrate on the electrode in the processing chamber;
Generating electric power from the power supply circuit to the electrode and generating plasma in a space separated from the electrode in the processing chamber;
A detection step of detecting a bias voltage which is a difference between the potential of the plasma generated in the generation step and the potential of the electrode to which power is supplied;
A correction step of correcting the capacitance value of the power supply circuit so that the bias voltage detected in the detection step matches a target value;
A processing step of processing the semiconductor substrate using the plasma processing apparatus in a state where the bias voltage detected in the detection step after the correction step is matched with the target value;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記電源回路は、
前記電極に供給すべき電力を発生させる発生部と、
前記検出部により検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記発生部の容量値を補って前記電源回路の容量値を補正する補正部と、
を有し、
前記補正部は、
前記電極及び前記発生部に対して直列に接続された第1の可変容量素子と、
前記電極に対して前記発生部と並列に接続された第2の可変容量素子と、
を有し、
前記補正工程では、前記検出工程で検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように、前記第1の可変容量素子の容量値と前記第2の可変容量素子の容量値との少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
The power supply circuit is
A generator for generating electric power to be supplied to the electrode;
A correction unit that corrects the capacitance value of the power supply circuit by compensating the capacitance value of the generation unit so that the bias voltage detected by the detection unit matches a target value;
Have
The correction unit is
A first variable capacitance element connected in series to the electrode and the generator;
A second variable capacitance element connected in parallel to the generator with respect to the electrode;
Have
In the correction step, at least one of the capacitance value of the first variable capacitance element and the capacitance value of the second variable capacitance element is changed so that the bias voltage detected in the detection step matches a target value. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
複数の目標値のうち、前記プラズマ処理装置による加工条件に対応した目標値を決定する決定工程と、
前記検出工程で検出されたバイアス電圧と前記決定工程で決定された目標値とを比較する比較工程と、
をさらに備え、
前記補正工程では、前記比較工程での比較結果に応じて、前記検出工程で検出されたバイアス電圧が前記決定工程で決定された目標値に一致するように、前記第1の可変容量素子の容量値と前記第2の可変容量素子の容量値との少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
A determination step of determining a target value corresponding to a processing condition by the plasma processing apparatus among a plurality of target values;
A comparison step of comparing the bias voltage detected in the detection step with the target value determined in the determination step;
Further comprising
In the correction step, the capacitance of the first variable capacitance element is set so that the bias voltage detected in the detection step matches the target value determined in the determination step according to the comparison result in the comparison step. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein at least one of a value and a capacitance value of the second variable capacitance element is changed.
処理室内に配され、被処理基板が載置される電極と、前記電極に電力を供給する電源回路と、前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマ発生部により発生された前記プラズマの電位と前記電源回路により電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出部とを備えたプラズマ処理装置における前記電極に電力を供給するための電源回路であって、
前記電極に供給すべき電力を発生させる発生部と、
前記検出部により検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記発生部の容量値を補って前記電源回路の容量値を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする電源回路。
An electrode disposed in a processing chamber and on which a substrate to be processed is placed; a power supply circuit that supplies power to the electrode; a plasma generator that generates plasma in a space separated from the electrode in the processing chamber; Electric power is supplied to the electrode in the plasma processing apparatus including a detection unit that detects a bias voltage that is a difference between the potential of the plasma generated by the plasma generation unit and the potential of the electrode supplied with power by the power supply circuit. A power supply circuit for supplying,
A generator for generating electric power to be supplied to the electrode;
A correction unit that corrects the capacitance value of the power supply circuit by compensating the capacitance value of the generation unit so that the bias voltage detected by the detection unit matches a target value;
A power supply circuit comprising:
処理室内に配され、被処理基板が載置される電極と、
前記電極に電力を供給する電源回路と、
前記処理室内における前記電極から隔てられた空間にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部により発生された前記プラズマの電位と前記電源回路により電力が供給された前記電極の電位との差であるバイアス電圧を検出する検出部と、
を備え、
前記電源回路は、
前記電極に供給すべき電力を発生させる発生部と、
前記検出部により検出されたバイアス電圧が目標値に一致するように前記発生部の容量値を補って前記電源回路の容量値を補正する補正部と、
を有し、
前記プラズマ処理装置は、前記検出部により検出されたバイアス電圧が前記目標値に一致した状態で、前記被処理基板を加工する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
An electrode disposed in the processing chamber and on which the substrate to be processed is placed;
A power supply circuit for supplying power to the electrode;
A plasma generator for generating plasma in a space separated from the electrode in the processing chamber;
A detection unit that detects a bias voltage that is a difference between a potential of the plasma generated by the plasma generation unit and a potential of the electrode supplied with power by the power supply circuit;
With
The power supply circuit is
A generator for generating electric power to be supplied to the electrode;
A correction unit that corrects the capacitance value of the power supply circuit by compensating the capacitance value of the generation unit so that the bias voltage detected by the detection unit matches a target value;
Have
The plasma processing apparatus processes the substrate to be processed in a state where a bias voltage detected by the detection unit matches the target value.
前記プラズマ処理装置は、複数の装置からなり、装置間で同一加工条のときに、同一目標値が設定され、
前記補正部は、各装置毎のバイアス電圧値を目標値に一致するように各々補正する
ことを特徴とする請求項5に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus is composed of a plurality of apparatuses, and the same target value is set when the same processing line is used between the apparatuses.
The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the correction unit corrects a bias voltage value for each apparatus so as to coincide with a target value.
JP2010150094A 2010-06-30 2010-06-30 Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus Abandoned JP2012015307A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010150094A JP2012015307A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus
US13/171,990 US20120000887A1 (en) 2010-06-30 2011-06-29 Plasma treatment apparatus and plasma treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010150094A JP2012015307A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012015307A true JP2012015307A (en) 2012-01-19

Family

ID=45601383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010150094A Abandoned JP2012015307A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012015307A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044045A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp Control apparatus, plasma processing apparatus and control method
JP2014197676A (en) * 2013-03-14 2014-10-16 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation Chamber matching for power control mode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044045A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp Control apparatus, plasma processing apparatus and control method
JP2014197676A (en) * 2013-03-14 2014-10-16 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation Chamber matching for power control mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120000887A1 (en) Plasma treatment apparatus and plasma treatment method
US20220157555A1 (en) Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
CN102709145B (en) Plasma processing apparatus
US9011636B2 (en) Automatic matching method, computer-readable storage medium, automatic matching unit, and plasma processing apparatus
JP4897195B2 (en) Plasma processing method, plasma processing apparatus, and manufacturing method of plasma processing apparatus
KR20180011711A (en) Systems and methods for achieving a pre-determined factor associated with an edge region within a plasma chamber by synchronizing main and edge rf generators
WO2020263673A1 (en) Method and apparatus for actively tuning a plasma power source
US11094509B2 (en) Plasma processing apparatus
US20120212135A1 (en) Control apparatus, plasma processing apparatus, method for controlling control apparatus
TW201627894A (en) System, method and apparatus for improving accuracy of RF transmission models for selected portions of an RF transmission path
KR20060108648A (en) Methods and apparatus for optimizing a substrate in a plasma processing system
KR20150046217A (en) Systems and methods for calibrating a switched mode ion energy distribution system
KR101124770B1 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method and computer readable storage medium
US20080068774A1 (en) Plasma processing method and apparatus
TW202002726A (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
TW202338905A (en) Method and apparatus for realtime wafer potential measurement in a plasma processing chamber
JP2012015307A (en) Method of manufacturing semiconductor device, power supply circuit, and plasma processing apparatus
CN118103945A (en) Sensorless RF impedance matching network
KR20230164552A (en) Systems and methods for controlling plasma sheath properties
JP2012044045A (en) Control apparatus, plasma processing apparatus and control method
JP7318114B2 (en) Tuning method for improving plasma stability
US20210066044A1 (en) Plasma processing system and method of supporting plasma ignition
KR20210034721A (en) Physical vapor deposition apparatus
JP6282128B2 (en) Plasma processing apparatus and FSV control method
US20240014009A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120808

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20130322