JP2020145257A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
Plasma processing apparatus and plasma processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020145257A JP2020145257A JP2019039376A JP2019039376A JP2020145257A JP 2020145257 A JP2020145257 A JP 2020145257A JP 2019039376 A JP2019039376 A JP 2019039376A JP 2019039376 A JP2019039376 A JP 2019039376A JP 2020145257 A JP2020145257 A JP 2020145257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- plasma
- region
- product
- chamber
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
プラズマを利用したドライプロセスは、半導体装置の製造、金属部品の表面硬化、プラスチック部品の表面活性化、無薬剤殺菌など、幅広い技術分野において活用されている。例えば、半導体装置などの製造に際しては、エッチング処理などのプラズマ処理が行われている。プラズマを利用したドライプロセスは、低コストで処理時間が短い。また、薬剤を用いないために、環境汚染を低減できる点でも有利である。 Dry processes using plasma are used in a wide range of technical fields such as manufacturing of semiconductor devices, surface hardening of metal parts, surface activation of plastic parts, and chemical-free sterilization. For example, in the manufacture of semiconductor devices and the like, plasma treatment such as etching treatment is performed. The dry process using plasma is low cost and short processing time. It is also advantageous in that environmental pollution can be reduced because no chemicals are used.
このようなプラズマ処理においては、発生させたプラズマによりプロセスガスを励起、活性化させてラジカル、イオン、電子などのプラズマ生成物を生成する。そして、プラズマ生成物を処理物の表面に供給することでプラズマ処理(例えば、エッチング処理など)を行っている。 In such plasma treatment, the generated plasma excites and activates the process gas to generate plasma products such as radicals, ions, and electrons. Then, the plasma treatment (for example, etching treatment) is performed by supplying the plasma product to the surface of the processed product.
イオンや電子を処理物の表面に供給すれば、物理的な処理を行うことができる。ところが、イオンや電子を処理物の表面に供給すれば、処理物にダメージが発生するおそれがある。そのため、イオンや電子を減衰させ、主に、ラジカルを用いた化学的な処理を行うことができるプラズマ処理装置が実用化されている。
例えば、プラズマによりプラズマ生成物を生成する領域と、プラズマ生成物を用いて処理物を処理する領域とを分離し、これらの領域を輸送管で連結したプラズマ処理装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
この様なプラズマ処理装置においては、イオンや電子は輸送管の内部で減衰するので、主に、ラジカルが処理物の表面に到達することになる。そのため、イオンや電子を用いた物理的な処理に比べてダメージの発生が少ない化学的な処理を行うことができる。
Physical processing can be performed by supplying ions and electrons to the surface of the processed object. However, if ions or electrons are supplied to the surface of the processed product, the processed product may be damaged. Therefore, a plasma processing apparatus capable of attenuating ions and electrons and mainly performing chemical treatment using radicals has been put into practical use.
For example, a plasma processing apparatus has been proposed in which a region for producing a plasma product by plasma and a region for processing a processed product using the plasma product are separated, and these regions are connected by a transport pipe (for example,). See Patent Document 1).
In such a plasma processing apparatus, ions and electrons are attenuated inside the transport tube, so that radicals mainly reach the surface of the processed material. Therefore, it is possible to perform a chemical treatment that causes less damage than a physical treatment using ions or electrons.
本発明が解決しようとする課題は、プラズマ生成物を生成する領域の圧力と、処理物を処理する領域の圧力とを異なるものとすることができるプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of different pressures in a region where a plasma product is generated and a pressure in a region where a processed product is processed. Is.
実施形態に係るプラズマ処理装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な排気部と、前記チャンバの内部に設けられ、処理物を載置可能な載置部と、内部にプラズマ生成物を生成する領域を有し、前記チャンバから離隔された位置に設けられた放電管と、前記プラズマ生成物を生成する領域にプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生部と、前記放電管と、前記チャンバと、を接続する輸送管と、前記輸送管に設けられ、コンダクタンスにより、前記放電管の内部の圧力が、前記チャンバの内部の圧力と異なるようにすることが可能な圧力制御部と、を備えている。 The plasma processing apparatus according to the embodiment is provided with a chamber capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure, an exhaust portion capable of depressurizing the inside of the chamber to a predetermined pressure, and a processed object provided inside the chamber. Plasma is generated in a discharge tube provided at a position separated from the chamber and a region for generating the plasma product, which has a mounting portion on which the plasma product can be placed and a region for generating the plasma product inside. A plasma generating unit capable of causing the plasma to be generated, a transport pipe connecting the discharge pipe and the chamber, and a transport pipe provided in the transport pipe, the pressure inside the discharge pipe is measured inside the chamber by conduction. It is provided with a pressure control unit that can be different from the pressure.
本発明によれば、プラズマ生成物を生成する領域の圧力と、処理物を処理する領域の圧力とを異なるものとすることができるプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of making the pressure in a region where a plasma product is generated different from the pressure in a region where a processed product is processed.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated with reference to the drawings.
(プラズマ処理装置)
図1は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置1を例示するための模式断面図である。 図1に例示をするプラズマ処理装置1は、一般に、「CDE(Chemical Dry Etching;ケミカルドライエッチング)装置」と呼ばれるマイクロ波励起型のプラズマ処理装置である。すなわち、プラズマ処理装置1は、プラズマ生成物を生成する領域と、処理物を処理する領域とが離隔されたリモートプラズマ処理装置である。
(Plasma processing equipment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for exemplifying the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. The plasma processing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a microwave excitation type plasma processing apparatus generally called a “CDE (Chemical Dry Etching) apparatus”. That is, the plasma processing device 1 is a remote plasma processing device in which a region for generating a plasma product and a region for processing the processed product are separated from each other.
図1に示すように、プラズマ処理装置1には、生成部10、処理部20、輸送管30、排気部40、圧力制御部50、およびコントローラ60を設けることができる。
生成部10は、プラズマを発生させ、発生させたプラズマによりプロセスガスGを励起、活性化させてラジカル、イオン、電子などのプラズマ生成物を生成する。
生成部10には、マイクロ波発生部11、放電管12、導入導波管13、およびガス供給部14を設けることができる。
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 may be provided with a
The
The
マイクロ波発生部11は、導入導波管13の、放電管12側とは反対側の端部に設けることができる。マイクロ波発生部11は、所定の周波数(例えば2.45GHz)のマイクロ波Mを発生させ、導入導波管13の内部に放射することができる。
The
放電管12は、管状を呈し、内部にプラズマPを発生させる領域(プラズマ生成物を生成する領域)を有することができる。放電管12は、後述のチャンバ21から離隔された位置に設けることができる。放電管12は、マイクロ波Mに対する透過率が高く、プラズマ生成物によりエッチングされにくい材料から形成することができる。例えば、放電管12は、酸化アルミニウムや石英などの誘電体から形成することができる。
The
導入導波管13は、管状を呈し、マイクロ波発生部11から放射されたマイクロ波Mを伝播させて、放電管12の内部のプラズマPを発生させる領域にマイクロ波Mを導入する。
導入導波管13の、放電管12との接続部分には、遮蔽部13aを設けることができる。遮蔽部13aは、管状を呈し、放電管12の外周面を覆うように設けることができる。遮蔽部13aは、放電管12が延びる方向とほぼ直交する方向に延びるものとすることができる。遮蔽部13aは、放電管12とほぼ同軸となるように設けることができる。遮蔽部13aの内周面と放電管12の外周面との間には所定の隙間を設けることができる。なお、この隙間は、マイクロ波Mが漏洩しない程度の寸法とされている。そのため、遮蔽部13aによりマイクロ波Mが漏洩することを抑制することができる。
The
A
導入導波管13の、マイクロ波発生部11側とは反対側の端部には、整合器13bを設けることができる。導入導波管13の、遮蔽部13aとマイクロ波発生部11との間には、スタブチューナ13cを設けることができる。
A
遮蔽部13aには、環状のスロット13a1を設けることができる。導入導波管13の内部を伝播したマイクロ波Mは、スロット13a1を介して、放電管12の内部に導入される。導入されたマイクロ波Mにより、放電管12の内部にプラズマPが発生する。この場合、放電管12の内部の、スロット13a1に対向する位置がプラズマPを発生させる領域のほぼ中心となる。
本実施の形態に係るプラズマ処理装置1においては、マイクロ波発生部11および導入導波管13が、プラズマ生成物を生成する領域にプラズマPを発生させることができるプラズマ発生部となる。
An annular slot 13a1 can be provided in the
In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, the
ガス供給部14は、放電管12の内部の、プラズマPを発生させる領域にプロセスガスGを供給することができる。
ガス供給部14には、収納部14a、および流量制御部14bを設けることができる。 収納部14aは、プロセスガスGを収納することができる。また、収納部14aは、プロセスガスGを放電管12の内部に供給することができる。収納部14aは、例えば、プロセスガスGを収納したボンベ、工場配管などとすることができる。なお、プロセスガスGには特に限定がなく、処理の内容や、処理物Wの処理部分の材料などに応じて適宜選択することができる。
The
The
流量制御部14bは、収納部14aと放電管12との間に設けることができる。流量制御部14bは、放電管12の内部に供給するプロセスガスGの流量(供給量)を制御することができる。流量制御部14bは、例えば、MFC(Mass Flow Controller)などとすることができる。
The flow
処理部20には、チャンバ21、載置部22、および整流板23を設けることができる。
チャンバ21は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有することができる。チャンバ21は、例えば、円筒状を呈するものとすることができる。チャンバ21の上端部には、天板21aを一体に設けることができる。チャンバ21の下端部には、底板21bを一体に設ることができる。
The
The
チャンバ21の側壁には、処理物Wを搬入搬出するための図示しない搬入搬出口を設けることができる。搬入搬出口は、例えば、図示しないゲートバルブにより開閉可能とすることができる。チャンバ21は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。
On the side wall of the
載置部22は、チャンバ21の内部であって、チャンバ21の底板21bの上に設けることができる。載置部22は、整流板23と底板21bとの間に設けることができる。載置部22の上面には、処理物Wを載置することができる。
載置部22には、図示しない静電チャックを設けることができる。静電チャックが設けられていれば、載置された処理物Wを保持することができる。処理物Wは、例えば、板状を呈するものとすることができる。処理物Wは、例えば、半導体ウェーハやガラス基板などとすることができる。ただし、処理物Wは、例示をしたものに限定されるわけではない。
The mounting portion 22 is inside the
The mounting portion 22 may be provided with an electrostatic chuck (not shown). If the electrostatic chuck is provided, the placed processed object W can be held. The processed product W may have a plate shape, for example. The processed material W can be, for example, a semiconductor wafer, a glass substrate, or the like. However, the processed product W is not limited to the illustrated one.
また、載置部22には、加熱部22aを設けることができる。加熱部22aは、載置部22の上面に載置された処理物Wを加熱することができる。加熱部22aは、例えば、ジュール熱を用いるものとすることもできるし、加熱された熱媒体を循環させるものとすることもできる。
Further, the mounting portion 22 may be provided with a
整流板23は、チャンバ21の内部であって、載置部22の上方に設けることができる。整流板23は、載置部22の上面と対向させることができる。整流板23は、輸送管30とチャンバ21の側壁との接続部分よりは下方に設けることができる。整流板23は、輸送管30から導入されたラジカルを含んだガスの流れを整流する。ラジカルを含んだガスの流れを整流すれば、処理物Wの表面におけるラジカルの量の分布を均一化することができる。
The straightening
整流板23は、板状を呈し、厚み方向を貫通する複数の孔23aを有することができる。整流板23は、チャンバ21の内壁に固定することができる。整流板23と載置部22の上面(載置面)との間の領域が、処理物Wに対する処理が行われる処理空間24となる。整流板23の表面は、ラジカルと反応しにくい材料(例えば、四弗化樹脂(PTFE)または酸化アルミニウムなどのセラミックスなど)で覆うことができる。
The straightening
輸送管30は、管状を呈したものとすることができる。輸送管30の一方の端部は、放電管12の、ガス供給部14側とは反対側の端部に接続することができる。輸送管30の他方の端部は、チャンバ21の側壁に接続することができる。すなわち、輸送管30は、放電管12とチャンバ21とを接続することができる。輸送管30は、ラジカルと反応し難い材料、例えば、石英、ステンレス鋼、セラミックス、四弗化樹脂などから形成することができる。
The
排気部40は、チャンバ21の内部を所定の圧力まで減圧することができる。
排気部40には、排気ポンプ41、圧力制御部42、および圧力測定部43を設けることができる。
排気ポンプ41は、チャンバ21の内部のガスを排気することができる。排気ポンプ41は、例えば、ドライポンプなどとすることができる。また、より低い圧力において処理を行う場合には、排気ポンプ41は、例えば、ターボ分子ポンプ(TMP:turbomolecular pump)などとすることもできる。
The exhaust unit 40 can reduce the pressure inside the
The exhaust unit 40 may be provided with an
The
圧力制御部42は、チャンバ21と排気ポンプ41との間に設けることができる。圧力制御部42は、チャンバ21の底板21bに接続することができる。圧力制御部42は、チャンバ21の内部の圧力が所定の圧力となるように制御することができる。圧力制御部42は、例えば、自動圧力コントローラ(APC:Automatic Pressure Controller)などとすることができる。
圧力測定部43は、処理物Wを処理する領域の圧力(チャンバ21の内部の圧力)を測定し、測定された圧力を電気信号に変換することができる。圧力測定部43は、例えば、真空計などとすることができる。
The pressure control unit 42 can be provided between the
The
圧力制御部50は、輸送管30に設けることができる。圧力制御部50は、コンダクタンスにより、プラズマ生成物を生成する領域の圧力(放電管12の内部の圧力)が、処理物Wを処理する領域の圧力(チャンバ21の内部の圧力)と異なるようにすることができる。例えば、圧力制御部50は、放電管12の内部の圧力が、チャンバ21の内部の圧力よりも高くなるようにすることができる。
The
放電管12の内部で生成されたラジカルは残余のプロセスガスGと共に、輸送管30を介して、チャンバ21の内部に供給される。圧力制御部50は輸送管30に設けられているため、ラジカルを含むガスが圧力制御部50の内部を通過する。そのため、圧力制御部50の内部のラジカルを含むガスと接触する部分は、ラジカルによる損傷が発生し難く、且つ、ラジカルが失活し難い材料から形成することができる。例えば、圧力制御部50の内部のラジカルを含むガスと接触する部分は、四弗化樹脂やセラミックス(例えば、酸化アルミニウム)などから形成したり、これらの材料でコーティングしたりすることができる。
The radicals generated inside the
また、必要に応じて、圧力測定部51を設けることができる。圧力測定部51は、放電管12と圧力制御部50とを接続する輸送管30に設けることができる。圧力測定部51は、プラズマ生成物を生成する領域の圧力(放電管12の内部の圧力)を測定し、測定された圧力を電気信号に変換することができる。圧力測定部51は、例えば、真空計などとすることができる。
Further, the
ここで、処理物Wを処理する領域の圧力が低くなれば、ラジカルと反応することで生成された揮発性の生成物を処理物Wの外部に放出しやすくなる。そのため、エッチングレートの向上、ひいては処理の迅速化を図ることができる。また、近年においては、トレンチや孔などのアスペクト比が高くなる傾向にある。例えば、イメージセンサなどの製造においては、トレンチや孔などのアスペクト比が50以上となる場合がある。半導体メモリなどの製造においては、トレンチや孔などのアスペクト比が100以上となる場合がある。アスペクト比が高くなると、トレンチや孔などの内部にある揮発性の生成物が外部に放出されにくくなる。この場合、処理物Wを処理する領域の圧力を従来よりも低くすれば、トレンチや孔などの内部にある揮発性の生成物が外部に放出されやすくなる。 Here, if the pressure in the region where the processed product W is processed becomes low, the volatile product produced by reacting with radicals is likely to be released to the outside of the processed product W. Therefore, it is possible to improve the etching rate and, by extension, speed up the processing. Further, in recent years, the aspect ratio of trenches and holes tends to increase. For example, in the manufacture of an image sensor or the like, the aspect ratio of a trench or a hole may be 50 or more. In the manufacture of semiconductor memories and the like, the aspect ratio of trenches and holes may be 100 or more. The higher the aspect ratio, the less likely it is that volatile products inside trenches, holes, etc. will be released to the outside. In this case, if the pressure in the region where the processed product W is processed is made lower than before, the volatile products inside such as trenches and holes are likely to be released to the outside.
処理物Wを処理する領域と、プラズマ生成物を生成する領域とは、輸送管30を介して接続されているので、処理物Wを処理する領域の圧力を低くすると、プラズマ生成物を生成する領域の圧力も低くなる。ところが、プラズマ生成物を生成する領域の圧力が低くなるとプラズマPが発生しにくくなったり、プラズマ密度が低くなったりして、プラズマ生成物の生成が阻害されるおそれがある。
Since the region for processing the processed product W and the region for producing the plasma product are connected via the
そこで、本実施の形態に係るプラズマ処理装置1には、圧力制御部50が設けられている。
圧力制御部50は、例えば、圧力測定部51からの出力に基づいて、コントローラ60により、コンダクタンスが制御されるものとすることができる。
また、圧力制御部50は、例えば、予め定められたコンダクタンスを有するものとすることもできる。圧力制御部50は、例えば、固定絞りなどとすることができる。この場合、コンダクタンスは、実験やシミュレーションを行うことで予め決定することができる。
また、圧力制御部50は、例えば、手動によりコンダクタンスを変化させるものとすることができる。この場合、オペレータは、圧力測定部51からの出力に基づいて、圧力制御部50を操作することができる。圧力制御部50は、例えば、可変絞り弁などとすることができる。
すなわち、圧力制御部50が有するコンダクタンスは、一定とすることができる。
圧力制御部50が有するコンダクタンスは、可変とすることもできる。この場合、圧力制御部50が有するコンダクタンスは、放電管12の内部の圧力に応じて変更することができる。また、圧力制御部50が有するコンダクタンスは、圧力測定部51による測定値に基づいて変更することもできる。
Therefore, the plasma processing device 1 according to the present embodiment is provided with a
The
Further, the
Further, the
That is, the conductance of the
The conductance of the
プラズマ生成物を生成する領域と、処理物Wを処理する領域との間にコンダクタンスを有する圧力制御部50が設けられていれば、放電管12の内部の圧力が、チャンバ21の内部の圧力よりも高くなるようにすることができる。そのため、チャンバ21の内部の圧力を、ラジカルにより生成された生成物の揮発に適した低い圧力としても、放電管12の内部の圧力をプラズマPの発生に適した高い圧力に維持することができる。
例えば、チャンバ21の内部の圧力を30Pa以下、好ましくは20Pa以下としても、放電管12の内部の圧力を30Pa以上に維持することができる。
またさらに、プロセスガスGの供給量を多くすることで、プラズマ生成物を生成する領域の圧力を高くするのを容易とすることもできる。
If a
For example, even if the pressure inside the
Furthermore, by increasing the supply amount of the process gas G, it is possible to easily increase the pressure in the region where the plasma product is generated.
コントローラ60には、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、およびメモリなどの記憶部を設けることができる。
プロセッサは、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、プラズマ処理装置1に設けられた各要素の動作を制御する。例えば、プロセッサは、各要素の動作を制御して、処理物Wにエッチング処理を施すことができる。
この際、プロセッサは、圧力測定部43からの出力に基づいて圧力制御部42を制御して、チャンバ21の内部の圧力が所定の圧力となるようすることができる。
また、プロセッサは、圧力測定部51からの出力に基づいて圧力制御部50を制御して、放電管12の内部の圧力が所定の圧力となるようすることができる。
The
The processor controls the operation of each element provided in the plasma processing device 1 based on the control program stored in the storage unit. For example, the processor can control the operation of each element to perform the etching process on the processed object W.
At this time, the processor can control the pressure control unit 42 based on the output from the
Further, the processor can control the
(プラズマ処理方法)
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示する。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、例えば、半導体装置などの微細加工品の製造に用いることができる。また、本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、例えば、処理物Wの表面(例えば、半導体ウェーハの表面)に開口するトレンチや孔などの内壁面にあるダメージ層を除去する際に好適に用いることができる。
(Plasma processing method)
Next, the plasma processing method according to the present embodiment will be illustrated.
The plasma processing method according to the present embodiment can be used, for example, for manufacturing a finely processed product such as a semiconductor device. Further, the plasma treatment method according to the present embodiment is suitably used for removing, for example, a damaged layer on an inner wall surface such as a trench or a hole that opens on the surface of the processed material W (for example, the surface of a semiconductor wafer). be able to.
例えば、半導体装置を製造する際に、半導体ウェーハの表面に開口するトレンチや孔などが形成される場合がある。一般的に、トレンチや孔などは、RIE(Reactive Ion Etching)により形成される。RIEにより、イオンを半導体ウェーハに打ち込めば、アスペクト比の高いトレンチや孔などを形成することができる。ところが、トレンチや孔などを形成する際に、トレンチや孔などの内壁面にイオンが打ち込まれることで、内壁面に、表面荒れや結晶欠陥などを含んでいるダメージ層が発生する場合がある。ダメージ層は、半導体装置の電気特性を悪化させる要因となる。そのため、一般的には、ダメージの発生の少ないラジカルを用いた処理を施すことで、ダメージ層を除去するようにしている。 For example, when manufacturing a semiconductor device, trenches or holes that open on the surface of the semiconductor wafer may be formed. Generally, trenches and holes are formed by RIE (Reactive Ion Etching). By driving ions into a semiconductor wafer by RIE, trenches and holes having a high aspect ratio can be formed. However, when forming a trench or a hole, ions are driven into the inner wall surface of the trench or the hole, so that a damaged layer containing surface roughness or crystal defects may be generated on the inner wall surface. The damaged layer becomes a factor that deteriorates the electrical characteristics of the semiconductor device. Therefore, in general, the damaged layer is removed by performing a treatment using radicals that generate less damage.
ダメージ層にラジカルが供給されると、ダメージ層とラジカルとが反応し、ダメージ層が揮発、除去される。前述したように、処理物Wを処理する領域の圧力が低くなれば、生成された揮発性の生成物がトレンチや孔などの外部に放出されやすくなる。ここで、近年においては、トレンチや孔などのアスペクト比が高くなる傾向にある。アスペクト比が高くなると、トレンチや孔などの内部にある揮発性の生成物が外部に放出されにくくなる。そのため、処理物Wを処理する領域の圧力をさらに低くすることが好ましい。 When radicals are supplied to the damaged layer, the damaged layer reacts with the radicals, and the damaged layer is volatilized and removed. As described above, when the pressure in the region where the processed product W is processed becomes low, the generated volatile product is likely to be released to the outside such as a trench or a hole. Here, in recent years, the aspect ratio of trenches and holes tends to increase. The higher the aspect ratio, the less likely it is that volatile products inside trenches, holes, etc. will be released to the outside. Therefore, it is preferable to further reduce the pressure in the region where the processed product W is processed.
この場合、一般的には、処理物Wを処理する領域と、プラズマ生成物を生成する領域との圧力がほぼ同一とされる。そのため、処理物Wを処理する領域の圧力を低くすると、プラズマ生成物を生成する領域の圧力も低くなることになる。プラズマ生成物を生成する領域の圧力が低くなるとプラズマPが発生しにくくなったり、プラズマ密度が低くなったりして、プラズマ生成物の生成が阻害されるおそれがある。 In this case, in general, the pressures of the region for processing the processed product W and the region for producing the plasma product are substantially the same. Therefore, when the pressure in the region where the processed product W is processed is lowered, the pressure in the region where the plasma product is generated is also lowered. When the pressure in the region where the plasma product is generated becomes low, the plasma P is less likely to be generated, the plasma density becomes low, and the generation of the plasma product may be hindered.
この場合、処理物Wを処理する領域に排気装置を設け、プラズマ生成物を生成する領域に別の排気装置を設け、それぞれの領域の圧力を個別に制御することができる。しかしながら、この様にすると、プラズマ生成物を生成する領域において生成されたラジカルの一部が排気装置により外部に放出され、処理物Wを処理する領域に供給されるラジカルの量がその分少なくなる。
そこで、本実施の形態に係るプラズマ処理方法においては、以下のようにしてプラズマ処理を行うようにしている。
In this case, an exhaust device can be provided in the region where the processed product W is processed, another exhaust device can be provided in the region where the plasma product is generated, and the pressure in each region can be controlled individually. However, in this way, a part of the radicals generated in the region where the plasma product is generated is released to the outside by the exhaust device, and the amount of radicals supplied to the region where the processed product W is processed is reduced by that amount. ..
Therefore, in the plasma treatment method according to the present embodiment, the plasma treatment is performed as follows.
図2は、本実施の形態に係るプラズマ処理方法を例示するためのフローチャートである。
まず、処理物Wを処理する領域の圧力、および、処理物Wを処理する領域に接続されたプラズマ生成物を生成する領域の圧力、を所定の圧力まで減圧する。(ステップS1)
次に、処理物Wを処理する領域と、プラズマ生成物を生成する領域と、の接続部分に設けられたコンダクタンスにより、プラズマ生成物を生成する領域の圧力が、処理物Wを処理する領域の圧力と異なるようにする。(ステップS2)
例えば、プラズマ生成物を生成する領域の圧力が、処理物Wを処理する領域の圧力よりも高くなるようにする。例えば、処理物Wを処理する領域の圧力を30Pa以下、好ましくは20Pa以下とすることができる。プラズマ生成物を生成する領域の圧力を30Pa以上にすることができる。
この様にすれば、トレンチや孔などの内部にある揮発性の生成物を外部に放出させるのが容易となる。また、プラズマPを安定的に発生させることができる。また、プラズマ密度が高くなるので、プラズマ生成物の生成効率を向上させることができる。
FIG. 2 is a flowchart for exemplifying the plasma processing method according to the present embodiment.
First, the pressure in the region where the processed product W is processed and the pressure in the region where the plasma product is generated connected to the region where the processed product W is processed are reduced to a predetermined pressure. (Step S1)
Next, due to the conductance provided at the connection portion between the region for processing the processed product W and the region for producing the plasma product, the pressure in the region for producing the plasma product is the region for processing the processed product W. Make it different from the pressure. (Step S2)
For example, the pressure in the region where the plasma product is generated is set to be higher than the pressure in the region where the processed product W is processed. For example, the pressure in the region where the processed product W is processed can be 30 Pa or less, preferably 20 Pa or less. The pressure in the region where the plasma product is generated can be 30 Pa or more.
In this way, it becomes easy to release the volatile products inside such as trenches and holes to the outside. Moreover, plasma P can be stably generated. In addition, since the plasma density is increased, the production efficiency of plasma products can be improved.
前述したように、コンダクタンスは一定としてもよいし、プラズマ生成物を生成する領域の圧力に基づいて変更してもよい。またさらに、プロセスガスGの供給量を多くすることで、プラズマ生成物を生成する領域の圧力を高くするのを容易とすることもできる。 As mentioned above, the conductance may be constant or may be changed based on the pressure in the region where the plasma product is produced. Furthermore, by increasing the supply amount of the process gas G, it is possible to easily increase the pressure in the region where the plasma product is generated.
次に、プラズマ生成物を生成する領域にプラズマPを発生させ、プロセスガスGを励起、活性化させて、ラジカルを含むプラズマ生成物を生成する。(ステップS3)
なお、プロセスガスGには特に限定がなく、処理物Wの処理部分の材料などに応じて適宜選択することができる。
Next, the plasma P is generated in the region where the plasma product is generated, and the process gas G is excited and activated to generate the plasma product containing radicals. (Step S3)
The process gas G is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the material of the processed portion of the processed product W.
次に、プラズマ生成物を、前述した接続部分を介して処理物Wを処理する領域に供給する。(ステップS4)
この際、プラズマ生成物に含まれているイオンや電子は、処理物Wを処理する領域に到達するまでの間に減衰するので、主に、ラジカルが処理物Wを処理する領域に供給される。
Next, the plasma product is supplied to the region where the processed product W is processed via the connection portion described above. (Step S4)
At this time, the ions and electrons contained in the plasma product are attenuated until they reach the region where the processed product W is processed, so that radicals are mainly supplied to the region where the processed product W is processed. ..
次に、ラジカルを処理物Wの表面に供給して、所望の処理を行う。(ステップS5)
この際、処理物Wの温度を上昇させることもできる。処理物Wの温度が高ければ、トレンチや孔などの内部にある揮発性の生成物を外部に放出させるのがさらに容易となる。処理物Wの温度は、例えば、100℃以上とすることが好ましい。
以上の様にして、処理物Wに所望の処理を施すことができる。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、アスペクト比が高いトレンチや孔などに対しても適切な処理を施すことができる。また、プラズマPの発生を安定させたり、プラズマ密度を高くすることでプラズマ生成物の生成効率を向上させたりすることができる。
Next, radicals are supplied to the surface of the processed product W to perform the desired treatment. (Step S5)
At this time, the temperature of the processed product W can be raised. The higher the temperature of the processed product W, the easier it is to release the volatile products inside such as trenches and holes to the outside. The temperature of the processed product W is preferably 100 ° C. or higher, for example.
As described above, the processed product W can be subjected to a desired treatment.
According to the plasma treatment method according to the present embodiment, appropriate treatment can be applied to trenches and holes having a high aspect ratio. In addition, the generation efficiency of plasma products can be improved by stabilizing the generation of plasma P and increasing the plasma density.
以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置1が備える各要素の形状、寸法、材料、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
The embodiment of the present embodiment has been illustrated above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
With respect to the above-described embodiment, those skilled in the art with appropriate design changes are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention.
For example, the shape, dimensions, materials, arrangement, and the like of each element included in the plasma processing apparatus 1 are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
1 プラズマ処理装置、10 生成部、11 マイクロ波発生部、12 放電管、13 導入導波管、14 ガス供給部、20 処理部、21 チャンバ、22 載置部、30 輸送管、40 排気部、41 排気ポンプ、42 圧力制御部、43 圧力測定部、50 圧力制御部、51 圧力測定部、60 コントローラ、W 処理物 1 Plasma processing device, 10 generating section, 11 microwave generating section, 12 discharge tube, 13 introduction waveguide tube, 14 gas supply section, 20 processing section, 21 chamber, 22 mounting section, 30 transport tube, 40 exhaust section, 41 Exhaust pump, 42 Pressure control unit, 43 Pressure measurement unit, 50 Pressure control unit, 51 Pressure measurement unit, 60 Controller, W processed product
Claims (8)
前記チャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な排気部と、
前記チャンバの内部に設けられ、処理物を載置可能な載置部と、
内部にプラズマ生成物を生成する領域を有し、前記チャンバから離隔された位置に設けられた放電管と、
前記プラズマ生成物を生成する領域にプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生部と、
前記放電管と、前記チャンバと、を接続する輸送管と、
前記輸送管に設けられ、コンダクタンスにより、前記放電管の内部の圧力が、前記チャンバの内部の圧力と異なるようにすることが可能な圧力制御部と、
を備えたプラズマ処理装置。 A chamber that can maintain an atmosphere decompressed from atmospheric pressure,
An exhaust unit that can reduce the pressure inside the chamber to a predetermined pressure,
A mounting portion provided inside the chamber on which the processed material can be mounted,
A discharge tube having a region for generating plasma products inside and provided at a position separated from the chamber,
A plasma generating unit capable of generating plasma in the region where the plasma product is generated,
A transport pipe connecting the discharge pipe and the chamber,
A pressure control unit provided in the transport pipe and capable of making the pressure inside the discharge pipe different from the pressure inside the chamber by conductance.
Plasma processing equipment equipped with.
前記圧力制御部が有するコンダクタンスは、前記圧力測定部による測定値に基づいて変更可能である請求項4または5に記載のプラズマ処理装置。 A pressure measuring unit for measuring the pressure inside the discharge tube is further provided.
The plasma processing apparatus according to claim 4 or 5, wherein the conductance of the pressure control unit can be changed based on a value measured by the pressure measurement unit.
前記処理物を処理する領域と、前記プラズマ生成物を生成する領域と、の接続部分に設けられたコンダクタンスにより、前記プラズマ生成物を生成する領域の圧力が、前記処理物を処理する領域の圧力と異なるようにする工程と、
生成された前記プラズマ生成物を、前記処理物を処理する領域と、前記プラズマ生成物を生成する領域との接続部分を介して、前記処理物を処理する領域に供給する工程と、
を備えたプラズマ処理方法。 A step of reducing the pressure in the region for processing the processed material and the pressure in the region for producing the plasma product connected to the region for processing the processed material to a predetermined pressure.
Due to the conductance provided at the connection portion between the region for processing the processed product and the region for producing the plasma product, the pressure in the region for producing the plasma product is the pressure in the region for processing the processed product. And the process of making it different from
A step of supplying the generated plasma product to a region for processing the processed product via a connecting portion between a region for processing the processed product and a region for producing the plasma product.
Plasma processing method equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019039376A JP2020145257A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019039376A JP2020145257A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020145257A true JP2020145257A (en) | 2020-09-10 |
Family
ID=72353722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019039376A Pending JP2020145257A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020145257A (en) |
-
2019
- 2019-03-05 JP JP2019039376A patent/JP2020145257A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011013702A1 (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
JP6876158B2 (en) | Plasma processing equipment | |
US20130323916A1 (en) | Plasma doping method and apparatus | |
KR101289617B1 (en) | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and electronic device manufacturing method | |
KR100936550B1 (en) | Quartz member surface treatment method, plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP2008235611A (en) | Plasma processing equipment and method for processing plasma | |
KR101768761B1 (en) | High-frequency plasma processing apparatus and high-frequency plasma processing method | |
JP6277041B2 (en) | Organic substance removing device and organic substance removing method | |
JP2020145257A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP2980856B2 (en) | Plasma processing equipment | |
KR101140694B1 (en) | Plasma oxidizing method, storage medium, and plasma processing apparatus | |
JP2022083015A (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
JP6473525B2 (en) | Organic substance removing device and organic substance removing method | |
JP2012069657A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
TWI785987B (en) | Inspection method of plasma treatment equipment | |
JP7337868B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP6501519B2 (en) | Multilayer resist removal method and plasma processing apparatus | |
JP2011187507A (en) | Apparatus and method of plasma processing | |
US20090008362A1 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP6427628B2 (en) | PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD | |
TWI835044B (en) | Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and computer-readable recording medium | |
JPH1126187A (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
JP6173743B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
CN114628213A (en) | Wafer processing system, gas injection system and method for controlling temperature of gas | |
JP6366307B2 (en) | Cleaning system and cleaning method |