JP2019046787A - Plasma probe apparatus and plasma processing apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a plasma probe apparatus that avoids the entry of gas.SOLUTION: A plasma probe apparatus includes an antenna unit attached to an opening formed in a wall or a mounting table of a processing container via a seal member for sealing between a vacuum space and an atmosphere space, an electrode connected to the antenna unit, and a dielectric support portion formed of a dielectric body and supporting the antenna portion from the periphery. Facing surfaces of the antenna unit and the wall or the mounting table are separated at a predetermined width, and the surface of the antenna unit exposed from the opening is recessed relative to the wall in which the opening is formed or the surface on the plasma generation space side of the mounting table.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、プラズマプローブ装置及びプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma probe apparatus and a plasma processing apparatus.

従来から、プラズマの状態を測定するためのプローブをチャンバ内に挿入して、測定用電源から測定用電力をチャンバ内に供給することによってプラズマの状態を測定することが行われている(例えば、特許文献1〜3を参照)。例えば、特許文献1に開示されたプローブは、電力を放射するアンテナと、測定用電力を伝送する同軸ケーブルと、先端が閉じられた誘電体製のチューブとから構成され、誘電体製のチューブ内にアンテナと同軸ケーブルとが接続されて挿設されている。該配置されたプローブによりプラズマを生成したときのプラズマの挙動がセンシングされる。   Conventionally, a probe for measuring the state of plasma is inserted into the chamber, and the state of plasma is measured by supplying measurement power from the measurement power supply into the chamber (for example, See Patent Documents 1 to 3). For example, the probe disclosed in Patent Document 1 includes an antenna for emitting power, a coaxial cable for transmitting measurement power, and a dielectric tube whose tip is closed, and is in the dielectric tube. The antenna and the coaxial cable are connected to each other and inserted. The behavior of the plasma when generating the plasma is sensed by the arranged probe.

特開2004−55324号公報JP 2004-55324 A 特開2005−277397号公報JP, 2005-277397, A 特開平6−68825号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-68825

しかしながら、従来のプローブ構造では、チャンバの壁に沿って又はチャンバの壁よりもプラズマ生成空間側に突出してプローブが配置されている。このため、プラズマ生成空間に面して配置されたプローブとチャンバの壁の間に生じる隙間に、ガスやプラズマ処理時に生成された生成物等が入り込み易く、パーティクルが発生する原因になる。   However, in the conventional probe structure, the probe is disposed along the wall of the chamber or on the side of the plasma generation space with respect to the wall of the chamber. For this reason, gas, products generated during plasma processing, etc. are easily introduced into the gap formed between the probe disposed facing the plasma generation space and the chamber wall, which causes particles to be generated.

また、従来のプローブ構造では、プローブの内部にガスが侵入し、プローブの内部の腐食による性能劣化及び成膜残渣が発生する懸念がある。   Further, in the conventional probe structure, there is a concern that the gas may intrude into the inside of the probe, and the performance deterioration due to the corrosion inside the probe and the deposition residue may occur.

上記課題に対して、一側面では、本発明は、ガスの侵入を回避するプラズマプローブ装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention, in one aspect, to provide a plasma probe apparatus that avoids the entry of gas.

上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理容器の壁又は載置台に形成された開口部に、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材を介して取り付けられるアンテナ部と、前記アンテナ部に接続される電極と、誘電体から形成され、前記アンテナ部を周囲から支持する誘電体支持部と、を有し、前記アンテナ部と前記壁又は前記載置台との対向面を所定の幅で隔離し、前記開口部から露出する前記アンテナ部の面は、該開口部が形成された前記壁又は前記載置台のプラズマ生成空間側の面よりも凹んでいる、プラズマプローブ装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect, an antenna unit attached to an opening formed in a wall of a processing container or a mounting table via a seal member that seals between a vacuum space and an atmospheric space An electrode connected to the antenna unit, and a dielectric support unit formed of a dielectric and supporting the antenna unit from the periphery, and the opposing surface of the antenna unit and the wall or the mounting table is A plasma probe apparatus, which is separated by a predetermined width and exposed from the opening, is recessed with respect to the wall on which the opening is formed or the surface on the plasma generating space side of the mounting table. Provided.

他の態様によれば、マイクロ波プラズマ源における出力部から出力されたマイクロ波を処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射機構と、プラズマプローブ装置とを有するプラズマ処理装置であって、前記プラズマプローブ装置は、前記処理容器の壁又は載置台に形成された開口部に、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材を介して取り付けられるアンテナ部と、前記アンテナ部に接続される電極と、誘電体から形成され、前記アンテナ部を周囲から支持する誘電体支持部と、を有し、前記アンテナ部と前記壁又は前記載置台との対向面を所定の幅で隔離し、前記開口部から露出する前記アンテナ部の面は、該開口部が形成された前記壁又は前記載置台のプラズマ生成空間側の面よりも凹んでいる、プラズマ処理装置が提供される。   According to another aspect, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a plurality of microwave radiation mechanisms for radiating microwaves output from an output section of a microwave plasma source into a processing container; and a plasma probe apparatus, wherein the plasma The probe apparatus includes an antenna unit attached to an opening formed in a wall or a mounting table of the processing container via a seal member for sealing between a vacuum space and an atmosphere space, and an electrode connected to the antenna unit And a dielectric support portion formed of a dielectric and supporting the antenna portion from the periphery, separating the facing surface of the antenna portion and the wall or the mounting table by a predetermined width, and the opening portion There is provided a plasma processing apparatus, wherein the surface of the antenna portion exposed from the surface is recessed relative to the wall on which the opening is formed or the surface on the plasma generation space side of the mounting table. .

一の側面によれば、ガスの侵入を回避するプラズマプローブ装置を提供することができる。   According to one aspect, it is possible to provide a plasma probe apparatus that avoids the ingress of gas.

一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の一例を示す図。The figure which shows an example of the microwave plasma processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の天井部の内壁の一例を示す図。The figure which shows an example of the inner wall of the ceiling part of the microwave plasma processing apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプラズマプローブ装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the plasma probe apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプラズマプローブ装置の配置の一例を示す図。The figure which shows an example of arrangement | positioning of the plasma probe apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプラズマプローブ装置の配置の一例を示す図。The figure which shows an example of arrangement | positioning of the plasma probe apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプラズマプローブ装置による測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result by the plasma probe apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプローブ測定によるプラズマ電子温度の電力依存性の一例を示す図。The figure which shows an example of the power dependence of plasma electron temperature by the probe measurement which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るプローブ測定によるプラズマ電子密度の電力依存性の一例を示す図。The figure which shows an example of the power dependence of plasma electron density by the probe measurement which concerns on one Embodiment. 一実施形態の変形例に係るプラズマプローブ装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the plasma probe apparatus which concerns on the modification of one Embodiment. 一実施形態の変形例に係るプラズマプローブ装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the plasma probe apparatus which concerns on the modification of one Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, substantially the same configuration is given the same reference numeral to omit redundant description.

[マイクロ波プラズマ処理装置]
図1は、本発明の一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置100の断面図の一例を示す。マイクロ波プラズマ処理装置100は、半導体ウェハW(以下、「ウェハW」という。)を収容する処理容器(チャンバ)1を有する。マイクロ波プラズマ処理装置100は、マイクロ波によって処理容器1の天井部の内壁面に形成される表面波プラズマにより、ウェハWに対して所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置の一例である。所定のプラズマ処理としては、成膜処理、エッチング処理またはアッシング処理等が例示される。
[Microwave plasma processing system]
FIG. 1 shows an example of a cross-sectional view of a microwave plasma processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The microwave plasma processing apparatus 100 has a processing container (chamber) 1 for containing a semiconductor wafer W (hereinafter, referred to as “wafer W”). The microwave plasma processing apparatus 100 is an example of a plasma processing apparatus that performs predetermined plasma processing on the wafer W by surface wave plasma formed on the inner wall surface of the ceiling portion of the processing container 1 by microwaves. As the predetermined plasma treatment, film formation treatment, etching treatment, ashing treatment and the like are exemplified.

マイクロ波プラズマ処理装置100は、処理容器1とマイクロ波プラズマ源2と制御装置3とを有する。処理容器1は、気密に構成されたアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなる略円筒状の容器であり、接地されている。   The microwave plasma processing apparatus 100 includes a processing vessel 1, a microwave plasma source 2, and a control device 3. The processing container 1 is a substantially cylindrical container made of a metal material such as aluminum or stainless steel which is airtightly configured, and is grounded.

処理容器1は、本体部10を有し、内部にプラズマの処理空間を形成する。本体部10は、処理容器1の天井部を構成する円盤状の天板である。処理容器1と本体部10との接触面には支持リング129が設けられ、これにより、処理容器1の内部は気密にシールされている。本体部10は、アルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料から形成されている。   The processing container 1 has a main body 10, and forms a plasma processing space inside. The main body unit 10 is a disk-shaped top plate that constitutes a ceiling portion of the processing container 1. A support ring 129 is provided on the contact surface between the processing container 1 and the main body 10, whereby the inside of the processing container 1 is airtightly sealed. The main body 10 is formed of a metal material such as aluminum or stainless steel.

マイクロ波プラズマ源2は、マイクロ波出力部30とマイクロ波伝送部40とマイクロ波放射機構50とを有する。マイクロ波出力部30は、複数経路に分配してマイクロ波を出力する。マイクロ波は、マイクロ波伝送部40とマイクロ波放射機構50とを通って処理容器1の内部に導入される。処理容器1内に供給されたガスは、導入されたマイクロ波の電界により励起し、これにより表面波プラズマが形成される。   The microwave plasma source 2 has a microwave output unit 30, a microwave transmission unit 40, and a microwave radiation mechanism 50. The microwave output unit 30 outputs microwaves by distributing to a plurality of paths. The microwaves are introduced into the processing vessel 1 through the microwave transmission unit 40 and the microwave radiation mechanism 50. The gas supplied into the processing container 1 is excited by the electric field of the introduced microwave, thereby forming a surface wave plasma.

処理容器1内にはウェハWを載置する載置台11が設けられている。載置台11は、処理容器1の底部中央に絶縁部材12aを介して立設された筒状の支持部材12により支持されている。載置台11及び支持部材12を構成する材料としては、表面をアルマイト処理(陽極酸化処理)したアルミニウム等の金属や内部に高周波用の電極を有した絶縁部材(セラミックス等)が例示される。載置台11には、ウェハWを静電吸着するための静電チャック、温度制御機構、ウェハWの裏面に熱伝達用のガスを供給するガス流路等が設けられてもよい。   A mounting table 11 for mounting the wafer W is provided in the processing container 1. The mounting table 11 is supported by a cylindrical support member 12 erected at the center of the bottom of the processing container 1 via an insulating member 12 a. As a material which comprises the mounting base 11 and the supporting member 12, metal, such as aluminum etc. which carried out the alumite process (anodizing process) of the surface, and the insulation members (ceramics etc.) which had the electrode for high frequencies inside are illustrated. The mounting table 11 may be provided with an electrostatic chuck for electrostatically attracting the wafer W, a temperature control mechanism, a gas flow path for supplying a heat transfer gas to the back surface of the wafer W, and the like.

載置台11には、整合器13を介して高周波バイアス電源14が接続されている。高周波バイアス電源14から載置台11に高周波電力が供給されることにより、ウェハW側にプラズマ中のイオンが引き込まれる。なお、高周波バイアス電源14はプラズマ処理の特性によっては設けなくてもよい。   A high frequency bias power supply 14 is connected to the mounting table 11 via a matching unit 13. The supply of high frequency power from the high frequency bias power supply 14 to the mounting table 11 causes ions in the plasma to be drawn to the wafer W side. The high frequency bias power supply 14 may not be provided depending on the characteristics of the plasma processing.

処理容器1の底部には排気管15が接続されており、排気管15には真空ポンプを含む排気装置16が接続されている。排気装置16を作動させると処理容器1内が排気され、これにより、処理容器1内が所定の真空度まで高速に減圧される。処理容器1の側壁には、ウェハWの搬入出を行うための搬入出口17と、搬入出口17を開閉するゲートバルブ18とが設けられている。   An exhaust pipe 15 is connected to the bottom of the processing container 1, and an exhaust device 16 including a vacuum pump is connected to the exhaust pipe 15. When the exhaust device 16 is operated, the inside of the processing container 1 is exhausted, whereby the inside of the processing container 1 is rapidly depressurized to a predetermined degree of vacuum. A loading / unloading port 17 for loading / unloading the wafer W and a gate valve 18 for opening / closing the loading / unloading port 17 are provided on the side wall of the processing container 1.

マイクロ波伝送部40は、マイクロ波出力部30から出力されたマイクロ波を伝送する。図1のA−A断面を示す図2を参照すると、マイクロ波伝送部40内の中央マイクロ波導入部43bは、本体部10の中央に配置され、6つの周縁マイクロ波導入部43aは、本体部10の周辺に円周方向に等間隔に配置される。中央マイクロ波導入部43b及び6つの周縁マイクロ波導入部43aは、それぞれに対応して設けられる、図1に示すアンプ部42から出力されたマイクロ波をマイクロ波放射機構50に導入する機能およびインピーダンスを整合する機能を有する。以下、周縁マイクロ波導入部43aおよび中央マイクロ波導入部43bを総称して、マイクロ波導入部43ともいう。   The microwave transmission unit 40 transmits the microwaves output from the microwave output unit 30. Referring to FIG. 2 which shows the A-A cross section of FIG. 1, the central microwave introducing part 43b in the microwave transmission part 40 is disposed at the center of the main body part 10, and the six peripheral microwave introducing parts 43a are main body It is arranged at equal intervals in the circumferential direction around the portion 10. The central microwave introducing portion 43 b and the six peripheral microwave introducing portions 43 a are provided correspondingly to each other, and the function and impedance for introducing the microwave output from the amplifier unit 42 shown in FIG. 1 into the microwave radiation mechanism 50 Have the ability to match. Hereinafter, the peripheral microwave introduction unit 43a and the central microwave introduction unit 43b are collectively referred to as the microwave introduction unit 43.

図1及び図2に示すように、6つの誘電体層123は、6つの周縁マイクロ波導入部43aの下方にて本体部10の内部に配置されている。また、1つの誘電体層133は、中央マイクロ波導入部43bの下方にて本体部10の内部に配置されている。なお、周縁マイクロ波導入部43a及び誘電体層123の個数は6つに限らず、2つ以上であり得る。ただし、周縁マイクロ波導入部43a及び123の個数は3つ以上が好ましく、例えば3つ〜6つであってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the six dielectric layers 123 are disposed inside the main body 10 below the six peripheral microwave introduction parts 43a. In addition, one dielectric layer 133 is disposed inside the main body 10 below the central microwave introducing portion 43 b. The number of peripheral microwave introduction parts 43a and dielectric layers 123 is not limited to six, and may be two or more. However, the number of the peripheral microwave introduction parts 43a and 123 is preferably three or more, and may be, for example, three to six.

図1に示すマイクロ波放射機構50は、誘電体天板121,131、スロット122,132及び誘電体層123,133を有する。誘電体天板121,131は、マイクロ波を透過させる円盤状の誘電体から形成され、本体部10の上面に配置されている。誘電体天板121,131は、比誘電率が真空よりも大きい、例えば、石英、アルミナ(Al)等のセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により形成されている。これにより、誘電体天板121,131内を透過するマイクロ波の波長を、真空中を伝播するマイクロ波の波長よりも短くしてスロット122,132を含むアンテナを小さくする機能を有する。 The microwave radiation mechanism 50 shown in FIG. 1 has dielectric top plates 121 and 131, slots 122 and 132, and dielectric layers 123 and 133. The dielectric top plates 121 and 131 are formed of a disk-like dielectric that transmits microwaves, and are disposed on the top surface of the main body portion 10. The dielectric top plates 121 and 131 are formed of, for example, a ceramic such as quartz or alumina (Al 2 O 3 ), a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene, or a polyimide-based resin having a dielectric constant larger than that of vacuum. There is. Thus, the wavelength of the microwaves transmitted through the dielectric top plates 121 and 131 is made shorter than the wavelength of the microwaves propagating in the vacuum to make the antenna including the slots 122 and 132 smaller.

誘電体天板121,131の下には、本体部10に形成されたスロット122,132を介して誘電体層123,133が本体部10の開口の裏面に当接されている。誘電体層123、133は、例えば、石英、アルミナ(Al)等のセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により形成されている。誘電体層123,133は、本体部10に形成された開口の厚み分だけ天井面から凹んだ位置に設けられ、マイクロ波をプラズマ生成空間Uに供給する誘電体窓として機能する。 Below the dielectric top plates 121 and 131, the dielectric layers 123 and 133 are in contact with the back surface of the opening of the main body portion 10 through the slots 122 and 132 formed in the main body portion 10. The dielectric layers 123 and 133 are formed of, for example, a ceramic such as quartz or alumina (Al 2 O 3 ), a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene, or a polyimide-based resin. The dielectric layers 123 and 133 are provided at positions recessed from the ceiling surface by the thickness of the opening formed in the main body portion 10, and function as dielectric windows for supplying microwaves to the plasma generation space U.

周縁マイクロ波導入部43aおよび中央マイクロ波導入部43bは、筒状の外側導体52およびその中心に設けられた棒状の内側導体53を同軸状に配置する。外側導体52と内側導体53の間には、マイクロ波電力が給電され、マイクロ波放射機構50に向かってマイクロ波が伝播するマイクロ波伝送路44となっている。   The peripheral microwave introducing portion 43a and the central microwave introducing portion 43b coaxially arrange the cylindrical outer conductor 52 and the rod-like inner conductor 53 provided at the center thereof. The microwave power is supplied between the outer conductor 52 and the inner conductor 53, and the microwave transmission path 44 in which the microwaves propagate toward the microwave radiation mechanism 50 is formed.

周縁マイクロ波導入部43aおよび中央マイクロ波導入部43bには、スラグ54と、その先端部に位置するインピーダンス調整部材140とが設けられている。スラグ54を移動させることにより、処理容器1内の負荷(プラズマ)のインピーダンスをマイクロ波出力部30におけるマイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させる機能を有する。インピーダンス調整部材140は、誘電体で形成され、その比誘電率によりマイクロ波伝送路44のインピーダンスを調整するようになっている。   A slug 54 and an impedance adjusting member 140 located at the tip of the peripheral microwave introducing portion 43 a and the central microwave introducing portion 43 b are provided. By moving the slag 54, the impedance of the load (plasma) in the processing vessel 1 is matched to the characteristic impedance of the microwave power source in the microwave output unit 30. The impedance adjustment member 140 is formed of a dielectric, and adjusts the impedance of the microwave transmission line 44 by its relative dielectric constant.

本体部10には、シャワー構造のガス導入部21が設けられている。ガス供給源22から供給されるガスは、ガス供給配管111を介してガス拡散室62からガス導入部21を通り、処理容器1内にシャワー状に供給される。ガス導入部21は、処理容器1の天井壁に形成された複数のガス供給孔60からガスを供給するガスシャワーヘッドの一例である。ガスの一例としては、例えばArガス等のプラズマ生成用のガスや、例えばOガスやNガス等の高エネルギーで分解させたいガス、シランガス等の処理ガスが挙げられる。 The main body unit 10 is provided with a gas introducing unit 21 having a shower structure. The gas supplied from the gas supply source 22 is supplied from the gas diffusion chamber 62 through the gas introduction portion 21 via the gas supply pipe 111 into the processing container 1 in a shower shape. The gas introduction unit 21 is an example of a gas shower head that supplies gas from a plurality of gas supply holes 60 formed in the ceiling wall of the processing container 1. Examples of the gas include a gas for plasma generation such as Ar gas, a gas desired to be decomposed with high energy such as O 2 gas and N 2 gas, and a processing gas such as silane gas.

マイクロ波プラズマ処理装置100の各部は、制御装置3により制御される。制御装置3は、マイクロプロセッサ4、ROM(Read Only Memory)5、RAM(Random Access Memory)6を有している。ROM5やRAM6にはマイクロ波プラズマ処理装置100のプロセスシーケンス及び制御パラメータであるプロセスレシピが記憶されている。マイクロプロセッサ4は、プロセスシーケンス及びプロセスレシピに基づき、マイクロ波プラズマ処理装置100の各部を制御する制御部の一例である。また、制御装置3は、タッチパネル7及びディスプレイ8を有し、プロセスシーケンス及びプロセスレシピに従って所定の制御を行う際の入力や結果の表示が可能になっている。   Each part of the microwave plasma processing apparatus 100 is controlled by the control device 3. The control device 3 includes a microprocessor 4, a read only memory (ROM) 5, and a random access memory (RAM) 6. The ROM 5 and the RAM 6 store a process sequence which is a process sequence and control parameters of the microwave plasma processing apparatus 100. The microprocessor 4 is an example of a control unit that controls each unit of the microwave plasma processing apparatus 100 based on a process sequence and a process recipe. In addition, the control device 3 has a touch panel 7 and a display 8, and can perform input when performing predetermined control in accordance with the process sequence and the process recipe, and display of the result.

かかる構成のマイクロ波プラズマ処理装置100においてプラズマ処理を行う際には、まず、ウェハWが、搬送アーム上に保持された状態で、開口したゲートバルブ18から搬入出口17を通り処理容器1内に搬入される。ゲートバルブ18はウェハWを搬入後に閉じられる。ウェハWは、載置台11の上方まで搬送されると、搬送アームからプッシャーピンに移され、プッシャーピンが降下することにより載置台11に載置される。処理容器1の内部の圧力は、排気装置16により所定の真空度に保持される。処理ガスがガス導入部21からシャワー状に処理容器1内に導入される。周縁マイクロ波導入部43aおよび中央マイクロ波導入部43bを介してマイクロ波放射機構50から放射されたマイクロ波が天井壁の内部表面を伝播する。表面波となって伝播するマイクロ波の電界により、ガスが励起され、処理容器1側の天井壁下のプラズマ生成空間Uに生成された表面波プラズマによってウェハWにプラズマ処理が施される。   When plasma processing is performed in the microwave plasma processing apparatus 100 having such a configuration, the wafer W is first held from the opened gate valve 18 through the loading / unloading port 17 into the processing container 1 while being held on the transfer arm. It is carried in. The gate valve 18 is closed after the wafer W is loaded. When the wafer W is transported to the upper side of the mounting table 11, the wafer W is transferred from the transfer arm to the pusher pin, and the wafer W is mounted on the mounting table 11 by lowering the pusher pin. The pressure inside the processing container 1 is maintained at a predetermined degree of vacuum by the exhaust device 16. A processing gas is introduced into the processing container 1 from the gas introduction unit 21 in the form of a shower. The microwaves radiated from the microwave radiation mechanism 50 through the peripheral microwave introduction part 43a and the central microwave introduction part 43b propagate on the inner surface of the ceiling wall. The gas is excited by the electric field of the microwaves that propagate as surface waves, and the wafer W is subjected to plasma processing by surface wave plasma generated in the plasma generation space U under the ceiling wall on the processing container 1 side.

[プラズマプローブ装置]
処理容器1の側壁には円周方向に複数の開口部1bが形成され、複数のプラズマプローブ装置70が取り付けられている。ただし、処理容器1に取り付けられるプラズマプローブ装置70は1つであってもよい。プラズマプローブ装置70は、プラズマ生成空間Uにて生成されるプラズマをセンシングする。センシング結果に基づき、例えば、プラズマ電子温度Tやプラズマ電子密度Nを算出し、これにより、プラズマの挙動を推定することができる。
[Plasma probe device]
A plurality of openings 1 b are formed in the circumferential direction on the side wall of the processing container 1, and a plurality of plasma probe devices 70 are attached. However, the number of plasma probe devices 70 attached to the processing container 1 may be one. The plasma probe device 70 senses the plasma generated in the plasma generation space U. Based on the sensing result, for example, the plasma electron temperature Te and the plasma electron density Ne can be calculated to estimate the behavior of the plasma.

プラズマプローブ装置70は、マイクロ波プラズマ処理装置100の外部にてモニタ装置80に接続されている。モニタ装置80は、信号発信器を有し、信号発信器により発信した所定周波数の信号を出力する。該信号は、同軸ケーブル81を伝送され、プラズマプローブ装置70に伝送され、プラズマプローブ装置70の先端のアンテナ部71からプラズマに伝送される。   The plasma probe device 70 is connected to the monitor device 80 outside the microwave plasma processing apparatus 100. The monitor device 80 has a signal transmitter and outputs a signal of a predetermined frequency emitted by the signal transmitter. The signal is transmitted through the coaxial cable 81, transmitted to the plasma probe device 70, and transmitted from the antenna unit 71 at the tip of the plasma probe device 70 to plasma.

プラズマプローブ装置70は、プラズマ側に伝送する信号に対して、プラズマ側から反射する信号の電流値を検出し、モニタ装置80に送る。検出した信号の電流値は、モニタ装置80から制御装置3に送信され、制御装置3のマイクロプロセッサ4によりFFT(周波数)解析される。これにより、プラズマ電子温度Tやプラズマ電子密度Nが算出される。 The plasma probe device 70 detects the current value of the signal reflected from the plasma side in response to the signal transmitted to the plasma side, and sends it to the monitor device 80. The current value of the detected signal is transmitted from the monitoring device 80 to the control device 3 and is subjected to FFT (frequency) analysis by the microprocessor 4 of the control device 3. Thereby, the plasma electron temperature Te and the plasma electron density Ne are calculated.

[プラズマプローブ装置の構成]
次に、プラズマプローブ装置70の構成の一例について、図3を参照しながら説明する。図3は、一実施形態に係るプラズマプローブ装置70の構成の一例を示す図である。プラズマプローブ装置70は、処理容器1の側壁に形成された開口部1bに、Oリング73を介して取り付けられるアンテナ部71と、アンテナ部71に接続される電極72と、アンテナ部71を周囲から支持する誘電体支持部74とを有する。
[Configuration of plasma probe device]
Next, an example of the configuration of the plasma probe device 70 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing an example of the configuration of a plasma probe apparatus 70 according to an embodiment. The plasma probe apparatus 70 includes an antenna unit 71 attached to the opening 1 b formed in the side wall of the processing container 1 via an O-ring 73, an electrode 72 connected to the antenna unit 71, and the antenna unit 71 from the periphery. And a dielectric support 74 for supporting.

アンテナ部71は、プラズマプローブ装置70の先端に設けられている。本実施形態では、アンテナ部71の先端は、円盤状部材71aであり、Oリング73を介して開口部1bの開口を塞ぐように配置される。Oリング73は、樹脂等の誘電体で形成されている。ただし、アンテナ部71の先端は、円盤状に限らず、例えば、矩形状であってもよい。   The antenna unit 71 is provided at the tip of the plasma probe device 70. In the present embodiment, the tip of the antenna unit 71 is a disk-like member 71 a, and is disposed so as to close the opening of the opening 1 b via the O-ring 73. The O-ring 73 is formed of a dielectric such as resin. However, the tip of the antenna unit 71 is not limited to the disk shape, and may be, for example, a rectangular shape.

図3の下側に、Oリング73の周辺のアンテナ部71(円盤状部材71a)と処理容器1の壁との対向面の拡大図を示す。アンテナ部71の先端面と処理容器1の壁の開口部1b付近の裏面は隔離され、所定の幅の隙間1dが形成されている。   The enlarged view of the opposing surface of the antenna part 71 (disk-shaped member 71a) of the periphery of the O-ring 73 and the wall of the processing container 1 is shown on the lower side of FIG. The tip end surface of the antenna unit 71 and the back surface near the opening 1 b of the wall of the processing container 1 are separated, and a gap 1 d of a predetermined width is formed.

このようにアンテナ部71の先端面と処理容器1の壁の間に隙間1dが形成されていないと、アンテナ部71が処理容器1の壁とDC的に接続されてしまう。そうすると、モニタ装置80から伝送された信号の電流が処理容器1の壁に流れてしまい、プラズマに流れる電流の割合が低くなる。その結果、アンテナ部71が、プラズマプローブ装置70のアンテナとして機能しなくなる。このため、アンテナ部71の先端面と処理容器1の壁の開口部1b付近の裏面には、所定の幅の隙間1dが形成されている。なお、アンテナ部71から処理容器1の壁に流れる信号の電流を「浮遊電流」という。   As described above, if the gap 1 d is not formed between the tip end surface of the antenna unit 71 and the wall of the processing container 1, the antenna unit 71 is DC-connected to the wall of the processing container 1. Then, the current of the signal transmitted from the monitoring device 80 flows to the wall of the processing vessel 1, and the ratio of the current flowing to the plasma becomes low. As a result, the antenna unit 71 does not function as an antenna of the plasma probe device 70. For this reason, a gap 1d of a predetermined width is formed on the tip surface of the antenna unit 71 and the back surface near the opening 1b of the wall of the processing container 1. The current of the signal flowing from the antenna unit 71 to the wall of the processing container 1 is referred to as “floating current”.

交流電流が処理容器1の壁側に流れてもアンテナ部71は、プラズマプローブ装置70のアンテナとして機能する。ただし、プラズマプローブ装置70の感度を上げるためには、直流電流だけでなく、交流電流も含めて浮遊電流が処理容器1の壁側に流れない方が良い。   Even when the alternating current flows to the wall side of the processing container 1, the antenna unit 71 functions as an antenna of the plasma probe device 70. However, in order to increase the sensitivity of the plasma probe apparatus 70, it is preferable that the floating current does not flow to the wall side of the processing vessel 1 including not only direct current but also alternating current.

一方、前記隙間1dが広すぎると、隙間1dにガスやプラズマが入り込み、プラズマによる腐食、ガスの侵入によるパーティクル及び異常放電の問題が生じる。よって、隙間1dは、アンテナ部71が処理容器1の壁とDC的に接続されない程度に広い空間であって、プラズマやガスが入り込まない程度に狭い空間に設計される。   On the other hand, if the gap 1d is too wide, gas or plasma enters the gap 1d, causing problems of corrosion due to plasma, particles due to gas intrusion and abnormal discharge. Therefore, the gap 1 d is a space large enough to prevent the antenna portion 71 from being connected to the wall of the processing container 1 in a DC manner, and is designed to be narrow enough not to allow plasma or gas to enter.

アンテナ部71は、開口部1bが形成された処理容器1の内壁面よりも凹んだ位置に配置され、アンテナ部71の表面は、内壁面よりも凹んだ位置でプラズマ生成空間U側に露出する。アンテナ部71の表面を凹ませることで、パーティクルの発生源となるアンテナ部71と処理容器1の壁の隙間1dが設けられる位置をウェハWから遠ざけるようにする。これにより、パーティクルの発生とガスのプラズマプローブ装置70への侵入を防ぎ、パーティクルによるプラズマ処理の特性への影響を減らし、プラズマによるプラズマプローブ装置70の腐食を低減することができる。また、アンテナ部71の表面を処理容器1の内壁面と同じ高さにせずに凹ませることで、処理容器1の内壁面を伝播する表面波プラズマのモードジャンプを生じさせ難くし、異常放電を回避することができる。   The antenna unit 71 is disposed at a position recessed from the inner wall surface of the processing container 1 in which the opening 1 b is formed, and the surface of the antenna unit 71 is exposed to the plasma generation space U at a recessed position from the inner wall surface. . By denting the surface of the antenna unit 71, the position where the gap 1d between the antenna unit 71 serving as a particle generation source and the wall of the processing container 1 is provided is separated from the wafer W. Thereby, generation of particles and intrusion of gas into the plasma probe device 70 can be prevented, the influence of the particles on the characteristics of plasma processing can be reduced, and corrosion of the plasma probe device 70 by plasma can be reduced. In addition, the surface of the antenna unit 71 is recessed without being at the same height as the inner wall surface of the processing container 1, thereby making it difficult to cause mode jump of surface wave plasma propagating in the inner wall surface of the processing container 1 and causing abnormal discharge. It can be avoided.

また、アンテナ部71の表面(先端面)であって、少なくとも開口部1bからOリング73までの領域は、Yの溶射により絶縁体の膜76で覆われている。また、処理容器1の壁面であって、少なくとも開口部1bの側面から開口部1bの裏面を通りOリング73までの領域は、Yの溶射により絶縁体の膜1cで覆われている。 In addition, at least the region from the opening 1 b to the O-ring 73, which is the surface (tip surface) of the antenna unit 71, is covered with the insulator film 76 by thermal spraying of Y 2 O 3 . In addition, the region from the side surface of the opening 1b to the O-ring 73, which is a wall surface of the processing container 1 and passes through the back surface of the opening 1b, is covered with the insulator 1c by thermal spraying of Y 2 O 3 .

これにより、更にアンテナ部71から処理容器1の壁側へ直流電流が流れないようにすることができる。加えて、プラズマ耐性を高めることができる。なお、アンテナ部71のOリング73よりも大気側の面や処理容器1の内壁面を、絶縁体の膜77によりコーティングすると、プラズマ耐性が向上し更に好ましい。絶縁体の膜76,77,1cは、アルマイト加工により形成されてもよい。   As a result, it is possible to prevent direct current from flowing from the antenna unit 71 to the wall side of the processing container 1. In addition, plasma resistance can be enhanced. When the surface on the air side of the O-ring 73 of the antenna unit 71 and the inner wall surface of the processing container 1 are coated with the film 77 of an insulator, the plasma resistance is further improved, which is more preferable. The insulator films 76, 77, 1c may be formed by anodizing.

Oリング73は、開口部1b側の真空空間とプラズマプローブ装置70の取付け側の大気空間との間をシールする。Oリング73は、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材の一例である。   The O-ring 73 seals between the vacuum space on the opening 1 b side and the atmospheric space on the mounting side of the plasma probe device 70. The O-ring 73 is an example of a seal member that seals between the vacuum space and the atmosphere space.

このように、本実施形態では、アンテナ部71の先端面にて開口部1b付近の処理容器1の壁の裏面にOリング73を押し当てることで、真空空間と大気空間の間をシールしつつ、アンテナ部71と処理容器1の壁との隙間にガスが入り込み難くする。これにより、パーティクルの発生を低減させることができる。   As described above, in the present embodiment, the O-ring 73 is pressed against the back surface of the wall of the processing container 1 near the opening 1 b at the front end surface of the antenna unit 71 to seal the vacuum space and the atmosphere space. The gas hardly enters the gap between the antenna unit 71 and the wall of the processing container 1. Thereby, generation of particles can be reduced.

また、アンテナ部71と処理容器1の壁との隙間に腐食性のガスが入り込むと、アンテナ部71を腐食して、プラズマプローブ装置70の性能を低下させてしまう。以上から、プラズマプローブ装置70を処理容器1の開口部1bに配置したときに、なるべくプラズマプローブ装置70の奥側にガスが入りこまないように、Oリング73による真空シールをより開口部1bの開口付近で行うようになっている。   In addition, if a corrosive gas enters the gap between the antenna unit 71 and the wall of the processing container 1, the antenna unit 71 is corroded and the performance of the plasma probe device 70 is degraded. From the above, when the plasma probe device 70 is disposed in the opening 1 b of the processing container 1, the vacuum seal by the O-ring 73 is further reduced as much as possible so that the gas does not enter the back side of the plasma probe device 70. It is done around the opening.

開口部1bの大きさについては、広く開口されるほど、モニタ装置80から伝送された信号の電流が浮遊電流とならずにプラズマに流れる割合が高くなるため、アンテナ部71の感度は良くなる。その一方で、広く開口されるほど、プラズマやガスがアンテナ部71側に侵入し易くなるため、耐食性のガスやプラズマによりアンテナ部71が腐食し、プラズマプローブ装置70の性能を低下させたり、異常放電が発生したりする恐れがある。また、プラズマプローブ装置70の感度が良すぎると、例えばプラズマ処理において生成された反応生成物がプラズマプローブ装置70の表面等に付着する等、処理容器1内の経時的変化にプラズマプローブ装置70の測定結果が影響を受けてしまう。これにより、かえってプラズマの状態を精度良く測定できないことがある。よって、開口部1bの開口は、アンテナ部71の感度とガスやプラズマの侵入とを考慮して、プラズマの状態を精度良く測定できる範囲で適正値に設計される。また、開口部1bの形状は、円であってもよいし、矩形やその他の形状であってもよい。   As for the size of the opening 1b, the wider the opening, the higher the ratio of the current of the signal transmitted from the monitor device 80 to the plasma without being a floating current, so the sensitivity of the antenna unit 71 is improved. On the other hand, the wider the opening is, the easier it is for plasma and gas to intrude into the antenna unit 71 side, so that the antenna unit 71 is corroded by corrosion resistant gas and plasma, which lowers the performance of the plasma probe device 70 or abnormality. Discharge may occur. In addition, if the sensitivity of the plasma probe device 70 is too good, for example, reaction products generated in plasma processing adhere to the surface of the plasma probe device 70 etc. Measurement results are affected. As a result, the state of the plasma may not be measured accurately. Therefore, in consideration of the sensitivity of the antenna unit 71 and the penetration of gas or plasma, the opening of the opening 1 b is designed to an appropriate value within a range where the state of plasma can be measured with high accuracy. Further, the shape of the opening 1 b may be a circle, a rectangle, or another shape.

電極72は、アンテナ部71に挿通され、プラズマの状態を示す電流値を測定し、モニタ装置80に伝える。誘電体支持部74は、例えばPTFE(polytetrafluoroethylene)により形成されてもよい。誘電体支持部74は、アンテナ部71を囲み、アンテナ部71とOリング73を固定する固定部材の一例である。誘電体支持部74は、アンテナ部71とOリング73を開口部1b付近に固定した状態で、アルミニウム等の金属の部材1aを処理容器1の壁にネジ止めして固定される。   The electrode 72 is inserted into the antenna unit 71, measures a current value indicating the state of plasma, and transmits it to the monitor device 80. The dielectric support portion 74 may be made of, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene). The dielectric support portion 74 is an example of a fixing member that surrounds the antenna portion 71 and fixes the antenna portion 71 and the O-ring 73. The dielectric support portion 74 is fixed by screwing a metal member 1a such as aluminum to the wall of the processing container 1 with the antenna portion 71 and the O-ring 73 fixed in the vicinity of the opening 1b.

本実施形態では、誘電体支持部74は、2つの誘電体支持パーツ74a、74bに分離されているが、これに限らず、一体となっていてもよい。また、例えば、誘電体支持部74は、アンテナ部71の円盤状部材71aを外周側から固定する誘電体支持パーツ74aのみであってもよい。この場合、部材1aによって、アンテナ部71、誘電体支持パーツ74a及びOリング73を固定する。この場合、誘電体支持パーツ74bは、空間であってもよいし、PTFEを充填してもよい。   In the present embodiment, the dielectric support portion 74 is separated into the two dielectric support parts 74a and 74b, but is not limited to this and may be integrated. Also, for example, the dielectric support portion 74 may be only the dielectric support part 74 a that fixes the disk-shaped member 71 a of the antenna portion 71 from the outer peripheral side. In this case, the antenna portion 71, the dielectric support part 74a and the O-ring 73 are fixed by the member 1a. In this case, the dielectric support part 74b may be a space or may be filled with PTFE.

図3の円盤状部材71aの直径Bに対する誘電体支持部74の深さ方向の長さCの比は約1/2、具体的には0.44〜0.54の範囲のいずれかの値に形成される。直径B及び長さCが小さかったり、その比率が適正でなかったりすると、電極72からの電流がアンテナ部71を通ってプラズマに届かず、感度が悪くなる。よって、長さB及び長さCを所定の範囲にすることで、感度のよいプラズマプローブ装置70を提供することができる。   The ratio of the length C of the dielectric support portion 74 in the depth direction to the diameter B of the disk-like member 71a in FIG. 3 is about 1/2, specifically, any value in the range of 0.44 to 0.54. Is formed. If the diameter B and the length C are small or the ratio thereof is not appropriate, the current from the electrode 72 does not reach the plasma through the antenna portion 71, and the sensitivity becomes worse. Therefore, by setting the length B and the length C within the predetermined range, it is possible to provide the plasma probe device 70 with high sensitivity.

プラズマプローブ装置70の感度を良くするためには、アンテナ部71から処理容器1の壁に流れる浮遊電流を最小限にする必要がある。つまり、浮遊電流に対するプラズマに流れる電流の比率を高める程プラズマプローブ装置70の感度が良くなる。そこで、浮遊電流に対するプラズマに流れる電流の比率を高めるために、開口部1bに露出するアンテナ部71の表面積は大きいほうが好ましい。   In order to improve the sensitivity of the plasma probe apparatus 70, it is necessary to minimize the floating current flowing from the antenna unit 71 to the wall of the processing vessel 1. That is, the sensitivity of the plasma probe apparatus 70 is improved as the ratio of the current flowing in the plasma to the floating current is increased. Therefore, in order to increase the ratio of the current flowing in the plasma to the floating current, it is preferable that the surface area of the antenna portion 71 exposed to the opening 1 b be large.

そこで、本実施形態では、アンテナ部71の先端面の開口部1bから露出する側の領域に凹部又は凸部の少なくともいずれかを形成してもよい。あるいは、アンテナ部71の先端面を凹状又は凸状に湾曲させてもよい。これにより、アンテナ部71の表面積を大きくすることができる。この結果、モニタ装置80から同じ電力の信号を発信した場合にも、プラズマに流れる電流を高めることができ、プラズマプローブ装置70の感度をより良好にすることができる。   Therefore, in the present embodiment, at least one of the concave portion and the convex portion may be formed in the region of the tip surface of the antenna portion 71 which is exposed from the opening 1b. Alternatively, the distal end surface of the antenna unit 71 may be curved in a concave or convex shape. Thereby, the surface area of the antenna unit 71 can be increased. As a result, even when a signal of the same power is transmitted from the monitoring device 80, the current flowing to the plasma can be increased, and the sensitivity of the plasma probe device 70 can be further improved.

[プラズマプローブ装置の配置]
次に、プラズマプローブ装置70の配置の一例について、図4を参照しながら説明する。図4は、本実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置100に対するプラズマプローブ装置70の配置の一例を示す図である。本実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置100では、処理容器1の側壁の一部をリング状に分離し、その円周方向に等間隔に複数の開口部1bが形成され、それらの開口部1bにOリング73を介してプラズマプローブ装置70がそれぞれ取り付けられている。複数の開口部1bからは、プラズマ生成空間側に、アンテナ部71をコーティングするYの絶縁体の膜76が露出している。開口部1bは、処理容器1の壁に複数個設けられるスリットであってもよい。なお、開口部1bは、処理容器1の側壁をリング状に分離させずに、該側壁に形成されてもよい。
[Placement of plasma probe device]
Next, an example of the arrangement of the plasma probe device 70 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view showing an example of the arrangement of the plasma probe device 70 with respect to the microwave plasma processing apparatus 100 according to the present embodiment. In the microwave plasma processing apparatus 100 according to the present embodiment, a part of the side wall of the processing container 1 is separated in a ring shape, and a plurality of openings 1 b are formed at equal intervals in the circumferential direction. The plasma probe apparatus 70 is attached to each through the O-ring 73. From the plurality of openings 1 b, a film 76 of an insulator of Y 2 O 3 for coating the antenna unit 71 is exposed on the plasma generation space side. The opening 1 b may be a slit provided in plural on the wall of the processing container 1. The opening 1 b may be formed in the side wall of the processing container 1 without separating the side wall in a ring shape.

本実施形態では、複数の開口部1bは、処理容器1の側壁の円周方向に設けられ、各開口部1bにOリング73を介してアンテナ部71が誘電体支持パーツ74aにより押し付けられるようにして各プラズマプローブ装置70が取り付けられる。ただし、プラズマプローブ装置70が配置される部材は、処理容器1の側壁に限らず、処理容器1の天井壁又は載置台11の外周部の少なくともいずれかに取り付けることができる。   In the present embodiment, the plurality of openings 1b are provided in the circumferential direction of the side wall of the processing container 1, and the antenna portion 71 is pressed by the dielectric support parts 74a through the O-ring 73 in each opening 1b. Each plasma probe device 70 is attached. However, the member on which the plasma probe device 70 is disposed is not limited to the side wall of the processing container 1, and can be attached to at least one of the ceiling wall of the processing container 1 or the outer peripheral portion of the mounting table 11.

例えば、図5に示すように、載置台11の外周部にて、例えば円周方向に等間隔に複数の開口部1bを形成し、それらの開口部1bに複数のプラズマプローブ装置70を取り付けてもよい。   For example, as shown in FIG. 5, a plurality of openings 1b are formed at equal intervals in, for example, the circumferential direction at the outer peripheral portion of the mounting table 11, and a plurality of plasma probe devices 70 are attached to the openings 1b. It is also good.

また、処理容器1の天井壁すなわち本体部10にて、例えば円周方向に複数の開口部1bを形成し、それらの開口部1bに複数のプラズマプローブ装置70を取り付けてもよい。天井壁にプラズマプローブ装置70を取り付ける場合には、アンテナ部71をコーティングする絶縁体の膜は、Yの替わりにAlを用いてもよい。 Further, a plurality of openings 1 b may be formed, for example, in the circumferential direction on the ceiling wall of the processing container 1, that is, the main body 10, and a plurality of plasma probe devices 70 may be attached to the openings 1 b. When the plasma probe device 70 is attached to the ceiling wall, Al 2 O 3 may be used instead of Y 2 O 3 as the insulator film for coating the antenna unit 71.

[プラズマプローブ装置の測定]
以上に説明した、本実施形態のプラズマプローブ装置70により、マイクロ波プラズマ処理装置100にて生成したプラズマの状態を測定した結果の一例を図6に示す。図6の上側の電流測定結果のグラフに示す電流値Iは、プラズマプローブ装置70からモニタ装置80を介して制御装置3に転送され、制御装置3のマイクロプロセッサ4によりFFT(フーリエ変換)される。これにより、図6の下側のグラフに示すように、各周波数に対する振幅成分に変換される。
[Measurement of plasma probe device]
An example of the result of measuring the state of plasma generated by the microwave plasma processing apparatus 100 by the plasma probe apparatus 70 of the present embodiment described above is shown in FIG. The current value I shown in the graph of the current measurement result on the upper side of FIG. 6 is transferred from the plasma probe device 70 to the control device 3 via the monitor device 80 and is FFT (Fourier Transform) by the microprocessor 4 of the control device 3 . As a result, as shown in the lower graph of FIG. 6, the amplitude component for each frequency is converted.

プラズマでは、所定の電圧に対して指数関数的に電流が流れる。測定した電流値には、基本周波数を有する基本波の成分と、基本波に対して波長が2倍の第1高調波、波長が3倍の第2高調波等の高調波成分とが含まれている。そこで、FFTにより基本波及び高調波の振幅のピークを用いて、プラズマ電子密度、プラズマ電子温度を算出できる。なお、FFT後のグラフの「1ω」は基本波の成分を示し、「2ω」は第1高調波の成分を示し、「3ω」は第2高調波の成分を示す。   In a plasma, current flows exponentially with respect to a predetermined voltage. The measured current value includes the component of the fundamental wave having the fundamental frequency, and harmonic components such as the first harmonic whose wavelength is twice that of the fundamental wave and the second harmonic whose wavelength is three times. ing. Therefore, plasma electron density and plasma electron temperature can be calculated by using the peak of the amplitude of the fundamental wave and the harmonics by FFT. In the graph after FFT, “1 ω” indicates the component of the fundamental wave, “2 ω” indicates the component of the first harmonic, and “3 ω” indicates the component of the second harmonic.

[プラズマ電子密度Ne/プラズマプローブ装置の測定]
制御装置3は、プラズマプローブ装置70により測定した電流値のFFT後の基本波及び高調波の振幅を用いてプラズマ電子密度Ne及びプラズマ電子温度Teを算出する。その算出方法の一例を簡単に説明する。プラズマプローブ装置70の電極72に交流を印加すると、アンテナ部71に(1)式に示すプローブ電流iprが流れる。
[Measurement of plasma electron density Ne / plasma probe device]
The control device 3 calculates the plasma electron density Ne and the plasma electron temperature Te using the amplitudes of the fundamental wave and the harmonics after the FFT of the current value measured by the plasma probe device 70. An example of the calculation method will be briefly described. When an alternating current is applied to the electrode 72 of the plasma probe device 70, a probe current ipr shown in the equation (1) flows in the antenna unit 71.

Figure 2019046787

ここで、eは電子素量、nはプラズマシース表面の電子密度、
Figure 2019046787

Here, e is an electron elementary quantity, n s is the electron density of the plasma sheath surface,


Figure 2019046787
は電子の平均速度、Aはアンテナ部71のプラズマに接している面積(つまり、開口部1bの面積)、VBiasはプローブ印加電圧、Φはプラズマ電位、Tはプラズマの電子温度、uはボーム速度である。また、Vdcは自己バイアス電圧、Vはモニタ装置80からプラズマプローブ装置70に印加する交流電圧(例えば、4V〜5V)である。(1)式を第1種変形ベッセル関数Iを用いて変形し、プローブ電流iprを(2)式のようにDC成分とAC成分に分離する。
Figure 2019046787
Is the average velocity of electrons, A is the area of the antenna 71 in contact with the plasma (that is, the area of the opening 1b), V Bias is the voltage applied to the probe, p p is the plasma potential, T e is the electron temperature of the plasma, u B is Baume velocity. Further, V dc is a self bias voltage, and V 0 is an alternating voltage (for example, 4 V to 5 V) applied from the monitor 80 to the plasma probe 70. The equation (1) is transformed using the first modified Bessel function I k to separate the probe current ip r into a DC component and an AC component as in equation (2).

Figure 2019046787

(2)式の右辺の上段の項は、プローブ電流iprのDC成分であり、(2)式の右辺の下段の項は、cos(kωt)に変数を掛け合わせたプローブ電流iprのAC成分である。プローブ電流iprのDC成分は、アンテナ部71とプラズマとの間に流れる直流電流を示す。本実施形態に係るプラズマプローブ装置70の構成では、アンテナ部71と同軸ケーブル81とは、ブロッキングコンデンサによりDC的に接続されていないため、(2)式のプローブ電流iprのDC成分は0とする。その結果、(3)式が導かれる。
Figure 2019046787

(2) upper section of the right side of a DC component of the probe current i pr, (2) is the lower section of the right side, cos (Keiomegati) probe current multiplied by the variable i pr AC of It is an ingredient. The DC component of the probe current ipr indicates a direct current flowing between the antenna unit 71 and the plasma. In the configuration of the plasma probe apparatus 70 according to the present embodiment, the antenna component 71 and the coaxial cable 81 are not connected in a DC manner by a blocking capacitor, so the DC component of the probe current ipr in equation (2) is 0. Do. As a result, equation (3) is derived.

Figure 2019046787

(3)式をフーリエ級数展開すると(4)式が得られる。
Figure 2019046787

Fourier series expansion of equation (3) gives equation (4).

Figure 2019046787

(4)式の左辺は、実測値であり、基本波(1ω)の電流i1ωの振幅との第1高調波(2ω)の電流i2ωの振幅との比を示す。
(4)式の右辺は、プローブ電流を第1種変形ベッセル関数で展開したときの基本波と第1高調波との比を示す。
Figure 2019046787

The left side of the equation (4) is an actual measurement value and represents a ratio of the amplitude of the current i of the fundamental wave (1ω) to the amplitude of the current i of the first harmonic (2ω).
The right side of the equation (4) represents the ratio of the fundamental wave to the first harmonic when the probe current is expanded by the first modified Bessel function.

したがって、(4)式から、FFTにより算出した、基本波(1ω)の振幅と第1高調波(2ω)の振幅の比と、実測値の比とからプラズマ電子温度Tを算出できる。なお、Vはモニタ電圧(例えば4V)である。 Therefore, (4) from the equation, was calculated by FFT, can be calculated and the amplitude ratio of the amplitude and the first harmonic of the fundamental wave (1Omega) (2 [omega), the plasma electron temperature T e from the ratio of the measured value. V 0 is a monitor voltage (for example, 4 V).

更に、基本波(1ω)における電流i1ωのDC成分を(5)式に示す。(5)式は、電流i1ωのDC成分であるため、0となる。 Further, the DC component of the current i in the fundamental wave (1ω) is shown in equation (5). Equation (5) is 0 because it is a DC component of the current i 1 ω .

Figure 2019046787

電流i1ωのAC成分を(6)式に示す。
Figure 2019046787

The AC component of the current i is shown in equation (6).

Figure 2019046787

(6)を用いて算出した基本波(1ω)における電流i1ωの絶対値を(7)式に代入することで、プラズマ中のイオン密度nが算出される。イオン密度nはプラズマ電子密度Nに等しい。以上から、プラズマ電子密度Nが算出される。
Figure 2019046787

The ion density n i in the plasma is calculated by substituting the absolute value of the current i in the fundamental wave (1ω) calculated using (6) into the equation (7). The ion density n i is equal to the plasma electron density N e . From the above, the plasma electron density Ne is calculated.

Figure 2019046787
Figure 2019046787

図7のグラフは、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70により測定したプラズマの電子密度Nと、比較例のラングミュアプローブにより測定したプラズマ電子密度Nの電力依存性を比較した結果の一例である。本グラフによれば、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70により測定した場合と、ラングミュアプローブにて測定した場合とでは、プラズマ電子密度Nの電力依存性はほぼ一致することがわかる。 The graph of FIG. 7 is an example of the result of comparing the power dependency of the plasma electron density N e measured by the plasma probe apparatus 70 according to the present embodiment with the plasma electron density N e measured by the Langmuir probe of the comparative example. is there. According to the graph, and when measured by a plasma probe device 70 according to the present embodiment, in the case of measuring by a Langmuir probe, power dependence of the plasma electron density N e it is seen that substantially match.

図8のグラフは、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70により測定したプラズマの電子温度Tと、比較例のラングミュアプローブにより測定したプラズマ電子温度Tの電力依存性を比較した結果の一例である。本グラフによれば、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70により測定した場合と、ラングミュアプローブにて測定した場合とでは、プラズマ電子温度Tの電力依存性はほぼ一致することがわかる。 The graph of FIG. 8 is an example of the result of comparing the power dependency of the plasma electron temperature T e measured by the plasma probe apparatus 70 according to the present embodiment with the plasma electron temperature T e measured by the Langmuir probe of the comparative example. is there. According to the graph, and when measured by a plasma probe device 70 according to the present embodiment, in the case of measuring by a Langmuir probe, power dependence of the plasma electron temperature T e it is seen that substantially match.

つまり、プラズマの電気的特定の測定結果は、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70とラングミュアプローブとでほぼ同一の特性を示し、本実施形態に係るプラズマプローブ装置70は、ラングミュアプローブと同じように機能することが確認できた。なお、ラングミュアプローブによるプラズマの電気的特定の測定の一例が、特開2009−194032号公報に示されている。   That is, the measurement result of the electrical specification of the plasma shows almost the same characteristic between the plasma probe device 70 according to the present embodiment and the Langmuir probe, and the plasma probe device 70 according to the present embodiment is similar to the Langmuir probe. It has been confirmed that it works. In addition, an example of the electric specific measurement of the plasma by a Langmuir probe is shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-194032.

以上に説明したように、本実施形態のプラズマプローブ装置70によれば、プラズマプローブ装置70の内部にガスが侵入することを回避しつつ、浮遊電流の発生を防ぐことが可能な隙間1dを有するアンテナ構造を備える。これにより、測定感度を向上させ、信頼性の高いプラズマの測定が可能になる。また、ガスが侵入しない構造とすることで、プラズマによるプラズマプローブ装置70の腐食を低減し、プラズマプローブ装置70の性能の低下を回避することができる。   As described above, according to the plasma probe device 70 of the present embodiment, the gap 1 d which can prevent the generation of the floating current while preventing the gas from invading the inside of the plasma probe device 70 is provided. An antenna structure is provided. This improves measurement sensitivity and enables reliable measurement of plasma. Further, the structure in which the gas does not intrude can reduce the corrosion of the plasma probe device 70 due to plasma, and can prevent the performance of the plasma probe device 70 from being deteriorated.

[変形例]
プラズマプローブ装置70が測定した、アンテナ部71とプラズマとの間に流れる電流に対してノイズが大きいと、前記信号からノイズ成分を除いた残りの信号の精度が悪くなる。たとえば、浮遊電流が大きくなるほどプラズマプローブ装置70が測定した前記信号の測定感度及び精度が悪くなる。
[Modification]
If noise is large with respect to the current flowing between the antenna unit 71 and the plasma measured by the plasma probe device 70, the accuracy of the remaining signal obtained by removing the noise component from the signal is degraded. For example, as the floating current increases, the measurement sensitivity and accuracy of the signal measured by the plasma probe device 70 deteriorate.

Oリング73は電気的にはキャパシタンスと考えられる。Oリング73により処理容器1の側壁とアンテナ部71の先端の金属間を隔て、該金属間を電気的に接続しないようにすると、真空空間と大気空間の間をシールする際に該金属同士が近接し、漏れ電流(浮遊電流)が大きくなる。これにより、プラズマプローブ装置70の測定感度及び測定精度が十分に取れないことがある。   The O-ring 73 is considered electrically as a capacitance. When the O-ring 73 separates the metal of the side wall of the processing container 1 and the tip of the antenna portion 71 so as not to electrically connect the metals, the metals form a seal when sealing between the vacuum space and the atmosphere space. Adjacent, the leakage current (floating current) becomes large. As a result, the measurement sensitivity and measurement accuracy of the plasma probe device 70 may not be sufficiently obtained.

そこで、一実施形態の変形例にかかるプラズマプローブ装置70では、浮遊電流の発生を概ね0にすることが可能な構成を有する。図9及び図10を参照しながら一実施形態の変形例にかかるプラズマプローブ装置70について説明する。   So, in the plasma probe apparatus 70 concerning the modification of one Embodiment, it has the structure which can make generation | occurrence | production of a floating current zero substantially. A plasma probe apparatus 70 according to a modification of the embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

図9(a)に示すように、変形例にかかるプラズマプローブ装置70は、アンテナ部71と電極75と誘電体支持部74とを有する。アンテナ部71は、処理容器1の側壁に形成された開口部1bに、Oリング73を介して取り付けられる。電極75は、アンテナ部71の先端の円盤状部材71aに埋設される。誘電体支持部74は、アンテナ部71を周囲から支持する。   As shown in FIG. 9A, the plasma probe apparatus 70 according to the modification has an antenna portion 71, an electrode 75, and a dielectric support portion 74. The antenna unit 71 is attached to the opening 1 b formed in the side wall of the processing container 1 via the O-ring 73. The electrode 75 is embedded in the disk-shaped member 71 a at the tip of the antenna unit 71. The dielectric support portion 74 supports the antenna portion 71 from the periphery.

変形例にかかるプラズマプローブ装置70では、アンテナ部71の先端の円盤状部材71aは誘電体により形成されている。例えば、円盤状部材71aはアルミナ等のセラミックスにより形成されてもよい。よって、電極75は、セラミックスの円盤状部材71a中であって、開口部1bから露出する円盤状部材71aの表面71a1の近傍にて電極75が露出しないように埋め込まれている。これにより、開口部1bから電極75が露出しないため、コンタミネーションの発生を防止することができる。   In the plasma probe device 70 according to the modification, the disk-shaped member 71 a at the tip of the antenna unit 71 is formed of a dielectric. For example, the discoid member 71a may be formed of ceramics such as alumina. Therefore, the electrode 75 is embedded in the ceramic discoid member 71a so that the electrode 75 is not exposed in the vicinity of the surface 71a1 of the discoid member 71a exposed from the opening 1b. Thereby, since the electrode 75 is not exposed from the opening part 1b, generation | occurrence | production of a contamination can be prevented.

また、変形例にかかるプラズマプローブ装置70では、Oリング73が配置された処理容器1の側壁と円盤状部材71aの間に隙間が設けられていない。これは、処理容器1の側壁は金属であり、円盤状部材71aはセラミックスであるため、両部材は電気的に導通しない。よって、隙間を設けなくても処理容器1の側壁と円盤状部材71aとが電気的に接続しない状態を作ることができるためである。これにより、Oリング73の付近から漏れる浮遊電流をほぼ0にすることができ、プラズマプローブ装置70の測定感度及び精度を向上させることができる。   Moreover, in the plasma probe apparatus 70 concerning a modification, a clearance gap is not provided between the side wall of the processing container 1 by which the O-ring 73 is arrange | positioned, and the disk shaped member 71a. This is because the side wall of the processing vessel 1 is metal and the disc-like member 71a is ceramic, so that both members do not conduct electricity. Therefore, the side wall of the processing container 1 and the disk-like member 71a can be electrically disconnected without providing a gap. Thus, the floating current leaking from the vicinity of the O-ring 73 can be reduced to almost zero, and the measurement sensitivity and accuracy of the plasma probe device 70 can be improved.

プラズマプローブ装置70の測定感度を上げるためには、電極75の面積はできるだけ大きく取ったほうがよい。一方、所定のプローブ特性を得るためには、電極75と処理容器1の側壁の金属とは重ならないようにすることが好ましい。   In order to increase the measurement sensitivity of the plasma probe device 70, the area of the electrode 75 should be as large as possible. On the other hand, in order to obtain predetermined probe characteristics, it is preferable that the electrode 75 and the metal on the side wall of the processing container 1 do not overlap.

そこで、図9(a)をB―B面で切断した図である図9(b)に示すように、電極75は、開口部1bの縁部からの距離Wが2〜3mm程度離れるように円形状にすることが好ましい。さらに、電極75は、メッシュ状であることが好ましい。   Therefore, as shown in FIG. 9 (b), which is a view obtained by cutting FIG. 9 (a) along the B-B plane, the electrode 75 is separated by a distance W of about 2 to 3 mm from the edge of the opening 1b. It is preferable to make it circular. Furthermore, the electrode 75 is preferably in the form of a mesh.

なお、開口部1bは、円形状に限られず、矩形やその他の形状であってもよい。電極75の形状は、開口部1bの形状と同一又は類似にすることが好ましい。つまり、電極75の形状は、開口部1bが矩形であれば、矩形にすることが好ましい。また、電極75は開口部1bよりも内側に形成され、そのサイズは開口部1bから2mm以上離れていることが好ましい。   The opening 1 b is not limited to a circular shape, and may be a rectangle or another shape. The shape of the electrode 75 is preferably the same as or similar to the shape of the opening 1 b. That is, the shape of the electrode 75 is preferably rectangular if the opening 1 b is rectangular. Further, the electrode 75 is preferably formed inside the opening 1b, and the size thereof is preferably 2 mm or more away from the opening 1b.

かかる構成により、プラズマプローブ装置70と処理容器1の壁の間の静電容量が小さくなり、浮遊電流を大幅に減少させることができる。さらに、開口部1bから露出する円盤状部材71aの表面71a1がセラミックスのため、処理ガスによる腐食耐性を向上させることができる。したがって、開口部1bから露出する円盤状部材71aの表面71a1に、Y膜等のコーティングは不要である。加えて、かかる構成では、処理容器1の側壁の金属と円盤状部材71aのセラミックスの間の異常放電の可能性を極めて小さくできる。なお、電極75は、セラミックスで形成された円盤状部材71aに埋め込んで一体焼成することができる。 With such a configuration, the capacitance between the plasma probe device 70 and the wall of the processing vessel 1 can be reduced, and the floating current can be significantly reduced. Furthermore, since the surface 71a1 of the disk-like member 71a exposed from the opening 1b is made of ceramics, the corrosion resistance by the processing gas can be improved. Therefore, coating of a Y 2 O 3 film or the like is not necessary on the surface 71 a 1 of the disk-like member 71 a exposed from the opening 1 b. In addition, in such a configuration, the possibility of abnormal discharge between the metal of the side wall of the processing vessel 1 and the ceramic of the disk-shaped member 71a can be extremely reduced. The electrode 75 can be embedded in a disk-shaped member 71a formed of a ceramic and integrally sintered.

円盤状部材71aの表面71a1は、開口部1bが形成された壁のプラズマ生成空間側の面よりも凹んだ位置に配置されてもよい。また、表面71a1は、凸状又は凹状に湾曲してもよい。   The surface 71a1 of the disk-shaped member 71a may be disposed at a position recessed from the surface on the plasma generation space side of the wall in which the opening 1b is formed. In addition, the surface 71a1 may be curved in a convex or concave shape.

また、図10(a)に示すように、円盤状部材71aの表面71a1が、開口部1bが形成された処理容器1の壁面と同一面内にあってもよい。また、図10(b)に示すように、円盤状部材71aに、開口部1bから突出する突出部71a2を設けてもよい。これによっても、プラズマプローブ装置70の測定感度及び精度を向上させることができる、なお、円盤状部材71aがセラミックスで形成されているため、突出部71a2を設けても異常放電の可能性は極めて小さい。   Further, as shown in FIG. 10A, the surface 71a1 of the disk-shaped member 71a may be in the same plane as the wall surface of the processing container 1 in which the opening 1b is formed. Further, as shown in FIG. 10 (b), the disk-like member 71a may be provided with a protrusion 71a2 which protrudes from the opening 1b. Also by this, the measurement sensitivity and accuracy of the plasma probe device 70 can be improved. Furthermore, since the disk-like member 71a is formed of a ceramic, the possibility of abnormal discharge is extremely small even if the protrusion 71a2 is provided. .

以上、プラズマプローブ装置及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明にかかるプラズマプローブ装置及びプラズマ処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。   As mentioned above, although the plasma probe apparatus and the plasma processing apparatus were explained by the above-mentioned embodiment, the plasma probe apparatus and plasma processing apparatus concerning the present invention are not limited to the above-mentioned embodiment, and various modification within the scope of the present invention And improvements are possible. Matters described in the above plurality of embodiments can be combined without contradiction.

本発明に係る基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。   The substrate processing apparatus according to the present invention is applicable to any type of capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), radial line slot antenna, electron cyclotron resonance plasma (ECR), and Helicon Wave Plasma (HWP). .

本明細書では、基板の一例として半導体ウェハWを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、CD基板、プリント基板等であっても良い。   In the present specification, the semiconductor wafer W has been described as an example of the substrate. However, the substrate is not limited to this, and may be various substrates used for LCD (Liquid Crystal Display), FPD (Flat Panel Display), a CD substrate, a printed substrate, and the like.

1 処理容器
1b 開口部
2 マイクロ波プラズマ源
3 制御装置
10 本体部
11 載置台
14 高周波バイアス電源
21 ガス導入部
22 ガス供給源
30 マイクロ波出力部
40 マイクロ波伝送部
43a 周縁マイクロ波導入部
43b 中央マイクロ波導入部
44 マイクロ波伝送路
50 マイクロ波放射機構
52 外側導体
53 内側導体
54 スラグ
60 ガス供給孔
62 ガス拡散室
70 プラズマプローブ装置
71 アンテナ部
71a 円盤状部材
72、75 電極
73 Oリング
74 誘電体支持部
76,77,1c 絶縁体の膜
80 モニタ装置
100 マイクロ波プラズマ処理装置
121,131 誘電体天板
122,132 スロット
123、133 誘電体層
140 インピーダンス調整部材
U プラズマ生成空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 processing container 1b opening part 2 microwave plasma source 3 control apparatus 10 main-body part 11 mounting base 14 high frequency bias power supply 21 gas introduction part 22 gas supply source 30 microwave output part 40 microwave transmission part 43a peripheral microwave introduction part 43b center Microwave introduction portion 44 Microwave transmission line 50 Microwave radiation mechanism 52 Outer conductor 53 Inner conductor 54 Slag 60 Gas supply hole 62 Gas diffusion chamber 70 Plasma probe device 71 Antenna portion 71a Disc-like member 72, 75 Electrode 73 O ring 74 dielectric Body support 76, 77, 1c Insulator film 80 Monitor device 100 Microwave plasma processing device 121, 131 Dielectric top plate 122, 132 Slot 123, 133 Dielectric layer 140 Impedance adjustment member U Plasma generation space

Claims (14)

処理容器の壁又は載置台に形成された開口部に、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材を介して取り付けられるアンテナ部と、
前記アンテナ部に接続される電極と、
誘電体から形成され、前記アンテナ部を周囲から支持する誘電体支持部と、を有し、
前記アンテナ部と前記壁又は前記載置台との対向面を所定の幅で隔離し、前記開口部から露出する前記アンテナ部の面は、該開口部が形成された前記壁又は前記載置台のプラズマ生成空間側の面よりも凹んでいる、
プラズマプローブ装置。
An antenna unit attached to an opening formed in a wall or a mounting table of the processing container via a seal member for sealing between a vacuum space and an atmosphere space;
An electrode connected to the antenna unit;
A dielectric support formed of a dielectric and supporting the antenna unit from the periphery;
The facing surface of the antenna unit and the wall or the mounting table is separated by a predetermined width, and the surface of the antenna unit exposed from the opening corresponds to the plasma of the mounting table or the wall on which the opening is formed. It is recessed than the surface on the generation space side,
Plasma probe device.
前記アンテナ部の先端部は円盤状であり、該先端部の直径に対する前記誘電体支持部の深さ方向の寸法は、0.44〜0.54の範囲のいずれかの値に形成される、
請求項1に記載のプラズマプローブ装置。
The tip portion of the antenna portion is disk-shaped, and the dimension in the depth direction of the dielectric support portion with respect to the diameter of the tip portion is formed to any value in the range of 0.44 to 0.54.
The plasma probe device according to claim 1.
前記アンテナ部の先端面に凹部又は凸部の少なくともいずれかが形成される、
請求項1又は2に記載のプラズマプローブ装置。
At least one of a concave portion and a convex portion is formed on the tip end surface of the antenna unit.
The plasma probe device according to claim 1.
前記アンテナ部の先端面は、凹状又は凸状に湾曲する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
The tip surface of the antenna unit is curved in a concave or convex shape,
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 3.
前記アンテナ部の先端面と、該開口部の周囲の前記壁又は前記載置台の面と、のうちの少なくとも前記開口部から前記シール部材までの領域は、Y膜により覆われている、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
A region from at least the opening to the seal member of the tip end surface of the antenna unit and the wall or the surface of the mounting table around the opening is covered with a Y 2 O 3 film ,
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 4.
前記誘電体支持部は、PTFE(polytetrafluoroethylene)により形成されている、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
The dielectric support is formed of PTFE (polytetrafluoroethylene).
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 5.
円周方向に配置された複数の前記開口部に、前記シール部材を介して複数の前記アンテナ部が取り付けられる、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
A plurality of the antenna units are attached to the plurality of circumferentially arranged openings via the seal member.
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 6.
複数の前記開口部は、円周方向に等間隔に配置され、スリット形状を有する、
請求項1〜7いずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
The plurality of openings are equally spaced in the circumferential direction and have a slit shape.
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 7.
複数の前記開口部は、前記処理容器の側壁、前記処理容器の天井壁又は前記載置台の外周部の少なくともいずれかに設けられる、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のプラズマプローブ装置。
The plurality of openings are provided on at least one of a side wall of the processing container, a ceiling wall of the processing container, and an outer peripheral portion of the mounting table.
The plasma probe device according to any one of claims 1 to 8.
マイクロ波プラズマ源における出力部から出力されたマイクロ波を処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射機構と、プラズマプローブ装置とを有するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマプローブ装置は、
前記処理容器の壁又は載置台に形成された開口部に、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材を介して取り付けられるアンテナ部と、
前記アンテナ部に接続される電極と、
誘電体から形成され、前記アンテナ部を周囲から支持する誘電体支持部と、を有し、
前記アンテナ部と前記壁又は前記載置台との対向面を所定の幅で隔離し、前記開口部から露出する前記アンテナ部の面は、該開口部が形成された前記壁又は前記載置台のプラズマ生成空間側の面よりも凹んでいる、
プラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus comprising: a plurality of microwave radiation mechanisms for radiating microwaves output from an output unit of a microwave plasma source into a processing container; and a plasma probe device,
The plasma probe apparatus
An antenna unit attached to an opening formed in a wall or a mounting table of the processing container via a seal member for sealing between a vacuum space and an atmosphere space;
An electrode connected to the antenna unit;
A dielectric support formed of a dielectric and supporting the antenna unit from the periphery;
The facing surface of the antenna unit and the wall or the mounting table is separated by a predetermined width, and the surface of the antenna unit exposed from the opening corresponds to the plasma of the mounting table or the wall on which the opening is formed. It is recessed than the surface on the generation space side,
Plasma processing equipment.
複数の前記プラズマプローブ装置を有し、
円周方向に配置された複数の前記開口部に、前記シール部材を介して複数の前記アンテナ部が取り付けられる、
請求項10に記載のプラズマ処理装置。
Having a plurality of said plasma probe devices,
A plurality of the antenna units are attached to the plurality of circumferentially arranged openings via the seal member.
The plasma processing apparatus according to claim 10.
処理容器の壁又は載置台に形成された開口部に、真空空間と大気空間の間をシールするシール部材を介して取り付けられる誘電体のアンテナ部と、
前記アンテナ部に埋め込まれる電極と、
前記アンテナ部を周囲から支持される誘電体の誘電体支持部と、を有し、
前記電極は、前記開口部よりも内側に形成されている、
プラズマプローブ装置。
A dielectric antenna unit attached to an opening formed in a wall or mounting table of the processing container via a seal member that seals between a vacuum space and an atmospheric space;
An electrode embedded in the antenna unit;
And a dielectric support portion of dielectric material supported from the periphery of the antenna portion,
The electrode is formed inside the opening.
Plasma probe device.
前記電極は、前記開口部から2mm以上離れている、
請求項12に記載のプラズマプローブ装置。
The electrode is at least 2 mm away from the opening.
The plasma probe device according to claim 12.
前記開口部から露出する前記アンテナ部の面は、該開口部が形成された前記壁又は前記載置台のプラズマ生成空間側の面よりも凹んでいる、該面と同一面である又は該面よりも突出する突出部を有する、
請求項12又は13に記載のプラズマプローブ装置。
The surface of the antenna portion exposed from the opening is recessed with respect to the wall on which the opening is formed or the surface on the plasma generation space side of the mounting table, or the same surface as the surface Also has a protruding projection,
The plasma probe device according to claim 12 or 13.
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