JP2014216318A - プラズマ発生装置及びその制御方法、及びプラズマ発生装置を含む基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラズマ発生装置300は、RF電源311と、プラズマチャンバー312と、プラズマチャンバー312の一部分に設置され、プラズマチャンバー312に電磁場を誘導する第1電磁場誘導器3131と、プラズマチャンバー312の他の部分に設置され、プラズマチャンバー312に電磁場を誘導する第2電磁場誘導器3132と、第1電磁場誘導器3131に連結された第1負荷3141と、第2電磁場誘導器3132に連結された第2負荷3142と、第1負荷3141及び第2負荷3142の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節して、第1電磁場誘導器3131及び第2電磁場誘導器3132へ供給される電力を制御する制御器315と、を包含する。
【選択図】図2
Description
従来のプラズマチャンバーはチャンバーの側面にコイルを巻いて設置し、前記コイルに時変電流を流してチャンバー内に電磁場を誘導することによってプラズマを発生させた。しかし、このようなプラズマチャンバーはチャンバーの中心部で発生されるプラズマの密度は高い反面、縁で発生されるプラズマの密度は低く現れる問題があった。
言い換えれば、従来のプラズマチャンバーはチャンバーの空間に掛けてプラズマが不均一に発生される。その結果、基板の中心部と縁部とのプラズマ処理結果が異なって現れ、基板処理工程の収率が低下する問題が発生する。
本発明の実施形態は、必要によってチャンバー内に発生されるプラズマの均一度を調節して基板処理工程の収率を改善させるプラズマ発生装置及びその制御方法、及び基板処理装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態によれば、必要によってチャンバー内に発生されるプラズマの均一度を調節して基板処理工程の収率を改善することができる。
100 工程ユニット
200 排気ユニット
300 プラズマ発生ユニット
311 RF電源
312 プラズマチャンバー
3121 第1柱部
3122 第2柱部
3131 第1電磁場誘導器
3132 第2電磁場誘導器
3141 第1負荷
3142 第2負荷
315 制御器
3161 第3負荷
3162 第4負荷
Claims (35)
- RF信号を提供するRF電源と、
ガスが注入されてプラズマが生成される空間を提供するプラズマチャンバーと、
前記プラズマチャンバーの一部分に設置され、前記RF信号が印加されて前記プラズマチャンバーに電磁場を誘導する第1電磁場誘導器と、
前記プラズマチャンバーの他の部分に設置され、前記RF信号が印加されて前記プラズマチャンバーに電磁場を誘導する第2電磁場誘導器と、
前記第1電磁場誘導器に連結された第1負荷と、
前記第2電磁場誘導器に連結された第2負荷と、
前記第1負荷及び前記第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節して、前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を制御する制御器と、
を含むプラズマ発生装置。 - 前記プラズマチャンバーは、
底面の大きさが互に異なる第1及び第2柱部を含む請求項1に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1柱部は、前記第2柱部より底面が小さく、
前記第1電磁場誘導器は、前記第1柱部に設置され、
前記第2電磁場誘導器は、前記第2柱部に設置される請求項2に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器の中で少なくとも1つは、前記プラズマチャンバーの外側に巻かれるコイルを含む請求項1に記載のプラズマ発生装置。
- 前記第1電磁場誘導器と前記第2電磁場誘導器とは、並列に連結される請求項1に記載のプラズマ発生装置。
- 前記第1負荷は、前記第1電磁場誘導器の入力端に連結された第1可変キャパシターを含み、
前記第2負荷は、前記第2電磁場誘導器の入力端に連結された第2可変キャパシターを含む請求項1に記載のプラズマ発生装置。 - 前記プラズマ発生装置は、前記第1及び第2可変キャパシターのキャパシタンスを測定する測定器をさらに含み、
前記制御器は、前記測定されたキャパシタンスに基づいて、前記第1負荷及び前記第2負荷のインピーダンスを計算する請求項6に記載のプラズマ発生装置。 - 前記プラズマ発生装置は、前記第1及び第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号を感知する感知器をさらに含み、
前記制御器は、前記感知器から入力されたデータに基づいて、前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を計算する請求項1に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第1電磁場誘導器より前記第2電磁場誘導器へさらに大きい電力が供給されるように制御する請求項3に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記プラズマを利用して処理される基板上の薄膜の厚さにしたがって前記第1及び第2電磁場誘導器へ供給される電力を制御する請求項3に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1電磁場誘導器へ供給される電力を増加させ、前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を減少させ、
前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1電磁場誘導器へ供給される電力を減少させ、前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を増加させる請求項10に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1電磁場誘導器の接地端に連結された第3負荷と、
前記第2電磁場誘導器の接地端に連結された第4負荷と、
をさらに含む請求項1に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第3負荷は、前記制御器によってキャパシタンスが調節される第3可変キャパシターを含み、
前記第4負荷は、前記制御器によってキャパシタンスが調節される第4可変キャパシターを含む請求項12に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第3負荷のインピーダンスが前記第1電磁場誘導器のインピーダンスの半分になるように前記第3負荷のインピーダンスを調節し、
前記第4負荷のインピーダンスが前記第2電磁場誘導器のインピーダンスの半分になるように前記第4負荷のインピーダンスを調節する請求項12に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第1電磁場誘導器へ印加されるRF信号と前記第3負荷へ印加されるRF信号とを比較して、比較結果にしたがって前記第3負荷のインピーダンスを調節し、
前記第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号と前記第4負荷へ印加されるRF信号とを比較して、比較結果にしたがって前記第4負荷のインピーダンスを調節する請求項12に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第1電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅と前記第3負荷へ印加されるRF信号の振幅とを比較し、
前記第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅と前記第4負荷へ印加されるRF信号の振幅とを比較する請求項15に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第1電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅が前記第3負荷へ印加されるRF信号の振幅より大きければ、前記第3負荷のインピーダンスを増加させ、
前記第1電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅が前記第3負荷へ印加されるRF信号の振幅より小さければ、前記第3負荷のインピーダンスを減少させ、
前記第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅が前記第4負荷へ印加されるRF信号の振幅より大きければ、前記第4負荷のインピーダンスを増加させ、
前記第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号の振幅が前記第4負荷へ印加されるRF信号の振幅より小さければ、前記第4負荷のインピーダンスを減少させる請求項16に記載のプラズマ発生装置。 - 第1電磁場誘導器に連結された第1負荷及び第2電磁場誘導器に連結された第2負荷に関するデータが入力される段階と、
前記第1負荷のインピーダンスと前記第2負荷のインピーダンスとの間の比率を計算する段階と、
前記比率が既設定された目標比率になるように前記第1負荷及び前記第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節する段階と、
を含むプラズマ発生装置の制御方法。 - 前記第1負荷及び第2負荷に関するデータが入力される段階は、
前記第1負荷に含まれた可変キャパシターのキャパシタンスと前記第2負荷に含まれた可変キャパシターのキャパシタンスとが入力される段階を含む請求項18に記載のプラズマ発生装置の制御方法。 - 前記第1電磁場誘導器は、プラズマチャンバーの第1柱部に設置され、
前記第2電磁場誘導器は、前記プラズマチャンバーの第2柱部に設置され、
前記第2柱部は、前記第1柱部より底面がさらに大きい請求項18に記載のプラズマ発生装置の制御方法。 - 前記目標比率は、前記第1負荷のインピーダンスが前記第2負荷のインピーダンスより大きくなるように設定される請求項20に記載のプラズマ発生装置の制御方法。
- プラズマを利用して処理される基板上の薄膜の厚さにしたがって前記第1負荷及び前記第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節する段階をさらに含む請求項20に記載のプラズマ発生装置の制御方法。
- 前記薄膜の厚さにしたがって第1及び第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節する段階は、
前記基板上の薄膜の厚さ分布に関するデータが入力される段階と、
前記薄膜の厚さ分布に関するデータにしたがって前記第1及び第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節する段階と、
を含む請求項22に記載のプラズマ発生装置の制御方法。 - 前記薄膜の厚さにしたがって第1負荷及び第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節する段階は、
前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さ及び前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さが入力される段階と、
前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1負荷のインピーダンスを低くするか、或いは前記第2負荷のインピーダンスを高くする段階と、
前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1負荷のインピーダンスを高くするか、或いは前記第2負荷のインピーダンスを低くする段階と、
を含む請求項22に記載のプラズマ発生装置の制御方法。 - 内部に基板が配置されてプラズマ処理が遂行される空間を提供する工程ユニットと、
ガスからプラズマを発生させて前記工程ユニットにプラズマを供給するプラズマ発生ユニットと、
前記工程ユニットから工程ガス及び反応副産物を排出させる排気ユニットと、を含み、
前記プラズマ発生ユニットは、
RF信号を提供するRF電源と、
ガスが注入されてプラズマが生成される空間を提供するプラズマチャンバーと、
前記プラズマチャンバーの一部分に設置され、前記RF信号が印加されて前記プラズマチャンバーに電磁場を誘導する第1電磁場誘導器と、
前記プラズマチャンバーの他の部分に設置され、前記RF信号が印加されて前記プラズマチャンバーに電磁場を誘導する第2電磁場誘導器と、
前記第1電磁場誘導器に連結された第1負荷と、
前記第2電磁場誘導器に連結された第2負荷と、
前記第1負荷及び前記第2負荷の中で少なくとも1つのインピーダンスを調節して前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を制御する制御器と、を含む基板処理装置。 - 前記プラズマチャンバーは、
底面の大きさが互に異なる第1及び第2柱部を含む請求項25に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1柱部は、前記第2柱部より底面が小さく、
前記第1電磁場誘導器は、前記第1柱部に設置され、
前記第2電磁場誘導器は、前記第2柱部に設置される請求項26に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器の中で少なくとも1つは、前記プラズマチャンバーの外側に巻かれるコイルを含む請求項25に記載のプラズマ発生装置。
- 前記第1電磁場誘導器と前記第2電磁場誘導器とは、並列に連結される請求項25に記載のプラズマ発生装置。
- 前記第1負荷は、前記第1電磁場誘導器の入力端に連結された第1可変キャパシターを含み、
前記第2負荷は、前記第2電磁場誘導器の入力端に連結された第2可変キャパシターを含む請求項25に記載のプラズマ発生装置。 - 前記プラズマ発生装置は、前記第1及び第2可変キャパシターのキャパシタンスを測定する測定器をさらに含み、
前記制御器は、前記測定されたキャパシタンスに基づいて、前記第1負荷及び前記第2負荷のインピーダンスを計算する請求項30に記載のプラズマ発生装置。 - 前記プラズマ発生装置は、前記第1及び第2電磁場誘導器へ印加されるRF信号を感知する感知器をさらに含み、
前記制御器は、前記感知器から入力されたデータに基づいて、前記第1電磁場誘導器及び前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を計算する請求項25に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記第1電磁場誘導器より前記第2電磁場誘導器へさらに大きい電力が供給されるように制御する請求項27に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記プラズマを利用して処理される基板上の薄膜の厚さにしたがって、前記第1及び第2電磁場誘導器へ供給される電力を制御する請求項27に記載のプラズマ発生装置。 - 前記制御器は、
前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1電磁場誘導器へ供給される電力を増加させ、前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を減少させ、
前記基板の縁領域に形成された薄膜の厚さが前記基板の中心領域に形成された薄膜の厚さより大きい場合、前記第1電磁場誘導器へ供給される電力を減少させ、前記第2電磁場誘導器へ供給される電力を増加させる請求項34に記載のプラズマ発生装置。
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