JP2021125656A - Substrate-processing device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基板処理装置及び基板処理装置の制御方法に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a control method of the substrate processing apparatus.
基板処理装置のチャンバ内の消耗部品を復旧させることができる技術が提案されている。例えば、特許文献1は、内側部材と内側部材の周囲を囲むように環状に構成された外側部材とを備える上部電極であって、プラズマ処理を行うことによって消耗した時点で内側部材のみを交換できることを提案する。
A technique has been proposed that can restore consumable parts in the chamber of a substrate processing apparatus. For example,
本開示は、基板処理装置のチャンバ内の密閉状態を維持したまま、チャンバ内の消耗部品を修復することができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technique capable of repairing consumable parts in a chamber while maintaining a sealed state in the chamber of a substrate processing apparatus.
本開示の一の態様によれば、反応チャンバと、前記反応チャンバ内に設けられた載置台であって、前記載置台は第1の台と、前記第1の台の周囲に前記第1の台と電気的に分離して設けられた第2の台と、を有する載置台と、前記第1の台に接続され、高周波電力を印加する高周波電源と、前記第1の台に接続され、直流電圧を印加する直流電源と、前記載置台に対向する対向電極と、前記対向電極に設けられたガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、制御部とを有し、前記制御部は、前記第1の台の上にターゲット基板を提供する工程と、前記ガス供給部から前記ガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給する工程と、前記高周波電源から高周波電力を前記第1の台に供給する工程と、前記直流電源からパルス状の直流電圧を前記第1の台に印加し、前記対向電極の上に前記ターゲット基板からのスパッタ粒子を付着して前記対向電極を再生する工程と、を制御するように構成される、基板処理装置が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a reaction chamber and a mounting table provided in the reaction chamber, wherein the above-mentioned table is a first table and the first table around the first table. A mounting table having a second table electrically separated from the table, a high-frequency power supply connected to the first table and applying high-voltage power, and connected to the first table. It has a DC power supply to which a DC voltage is applied, a counter electrode facing the above-mentioned stand, a gas supply unit for supplying gas into the reaction chamber through a gas hole provided in the counter electrode, and a control unit. The control unit provides a target substrate on the first table, supplies gas from the gas supply unit through the gas hole into the reaction chamber, and supplies high-frequency power from the high-frequency power source. The step of supplying to the first table and the step of applying a pulsed DC voltage from the DC power supply to the first table, and adhering sputter particles from the target substrate onto the counter electrode to attach the counter electrode. A substrate processing apparatus is provided that is configured to control the process of regeneration.
一の側面によれば、基板処理装置のチャンバ内の密閉状態を維持したまま、チャンバ内の消耗部品を修復することができる。 According to one aspect, consumable parts in the chamber can be repaired while maintaining the sealed state in the chamber of the substrate processing apparatus.
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.
[基板処理装置]
図1は、実施形態に係る基板処理装置1の一例を示す図である。実施形態にかかる基板処理装置1は、容量結合型の平行平板プラズマ処理装置であり、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる円筒状の反応チャンバ10(以下、「チャンバ」ともいう。)を有している。チャンバ10は接地されている。
[Board processing device]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the
チャンバ10の底部には、セラミックス等からなる絶縁板12を介して載置台STが配置されている。載置台STは、静電チャック20及び電極プレート16を有する。載置台STは、さらに支持プレート14を有している。ただし、載置台STは、支持プレート14を有していなくてもよい。絶縁板12の上に支持プレート14が配置され、支持プレート14の上に電極プレート16が設けられている。支持プレート14及び電極プレート16は、例えばアルミニウムから形成される。電極プレート16は下部電極として機能する。支持プレート14は、円柱状の中央側支持プレート14aと中央側支持プレート14aの外周に配置された、環状の外周側支持プレート14bとに電気的に分離して構成されている。電極プレート16は、円柱状の中央側電極プレート16aと中央側電極プレート16aの外周に配置された、環状の外周側電極プレート16bとに電気的に分離して構成されている。
At the bottom of the
中央側支持プレート14aと中央側電極プレート16aの直径は等しい。外周側支持プレート14bと外周側電極プレート16bの内径及び外径は等しい。中央側支持プレート14aの上に中央側電極プレート16aが設けられ、中央側電極プレート16aの上に静電チャック20が設けられる。静電チャック20の上に基板Wが載置される。基板Wの一例としてはウエハが挙げられる。外周側支持プレート14bの上に外周側電極プレート16bが設けられ、外周側電極プレート16bの上に例えばシリコンからなるエッジリング24(フォーカスリングともいう。)が載置される。これにより、エッジリング24は、基板Wの周囲に配置される。
The diameters of the central support plate 14a and the
静電チャック20は、導電膜からなる電極20aを絶縁層20bで挟んだ構造を有し、電極20aには電源22が接続されている。そして、電源22からの直流電圧により生じたクーロン力により基板Wが静電チャック20に吸着保持される。載置台STの外周には、例えば石英からなる円筒状の内壁部材26が配置されている。エッジリング24の外周にはインシュレータリング25が配置されている。
The
支持プレート14の内部には、流路が設けられてもよい。流路は、チラーユニットから予め定められた温度の伝熱媒体を循環供給し、伝熱媒体の温度によって基板Wの温度が制御される。さらに、伝熱ガス、例えばHeガスを、ガス供給ライン32を介して静電チャック20と基板Wの裏面との間に供給する。伝熱ガスを、載置台ST上のエッジリング24載置領域とエッジリング24の裏面との間に供給してもよい。
A flow path may be provided inside the support plate 14. The flow path circulates and supplies a heat transfer medium having a predetermined temperature from the chiller unit, and the temperature of the substrate W is controlled by the temperature of the heat transfer medium. Further, a heat transfer gas, for example, He gas, is supplied between the
なお、中央側電極プレート16aは、第1の台の一例であり、外周側電極プレート16bは、第1の台の周囲に第1の台と電気的に分離して設けられた第2の台の一例である。中央側電極プレート16a及び中央側支持プレート14aを第1の台の一例とし、外周側電極プレート16b及び外周側支持プレート14bを第2の台の一例としてもよい。以下では、中央側電極プレート16aを「第1の台」とし、外周側電極プレート16bを「第2の台」として説明する。
The
載置台STの上方には、上部電極34が設けられている。上部電極34と載置台STの間はプラズマ処理空間となる。上部電極34は、載置台ST上の基板Wと対向してプラズマ処理空間と接する面、つまり対向面を形成する。上部電極34は、載置台STの対向電極である。
An
上部電極34は、絶縁性の遮蔽部材42を介して、チャンバ10の上部に支持されている。上部電極34は、載置台STとの対向面を構成しかつ複数のガス孔37(ガス穴)を有する電極板36と、電極板36を着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる電極支持体38とを有する。電極板36は、シリコンやSiCで構成されることが好ましい。電極支持体38の内部には、ガス拡散室40が設けられ、このガス拡散室40からはガス孔37に連通する複数のガス通流孔41が下方に延びている。
The
電極支持体38には、ガス拡散室40へプロセスガスを導くガス導入口62が形成されており、このガス導入口62にはガス供給管64が接続され、ガス供給管64にはガス供給部66が接続されている。ガス供給管64には、上流側から順にマスフローコントローラ(MFC)68および開閉バルブ70が設けられている。プロセスガスは、ガス供給部66から出力され、ガス供給管64を通ってガス拡散室40に至り、ガス通流孔41を介しガス孔37からシャワー状にプラズマ処理空間に導入される。このようにして上部電極34はプロセスガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。ガス供給部66は、載置台STの対向電極に設けられた複数のガス孔からガスを供給するガス供給部の一例である。
The
第1の台には、給電ライン47及び整合器46を介して第1の高周波(Radio Frequency: RF)電源48が接続されている。第1の高周波電源48は、第1の台に第1の周波数のプラズマ励起用の高周波電力(以下、「第1の高周波電力」ともいう。)を印加する。また、第1の高周波電源48は、給電ライン47、スイッチ105を介して第2の台に第1の高周波電力を印加してもよい。これにより、基板Wの上方にてプラズマが生成される。第1の周波数は、13.56MHz以上、例えば、40MHz、100MHzであってもよい。整合器46は、第1の高周波電源48の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとを整合させる。なお、第1の高周波電源48から供給される第1の高周波電力を上部電極34に印加してもよい。
A first radio frequency (RF)
載置台STには、給電ライン89及び整合器88を介して第2の高周波電源90が接続されている。第2の高周波電源90は、載置台STに第2の周波数のバイアス用の高周波電力(以下、「第2の高周波電力」ともいう。)を印加する。これにより、載置台ST上の基板Wにプラズマ中のイオンが引き込まれる。第2の高周波電源90は、200kHz〜13.56MHzの範囲内の周波数の高周波電力を出力する。第2の周波数は第1の周波数とは異なり、例えば400kHzであってもよい。整合器88は第1の高周波電源48の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとを整合させる。
A second high-
第1の高周波電源48は、第1の台に接続され、高周波電力を印加する高周波電源の一例である。高周波電源は、第2の高周波電源90を含んでもよい。実施形態では、以下、第1の高周波電源48を「高周波電源」ともいう。給電ライン47に接続される接続ライン107aと接続ライン107aに繋がる接続ライン107bとを介してフィルタ101が接続され、さらに接続ライン107cを介して第1の直流電源100が接続されている。第1の直流電源100は、パルス状の直流電圧を出力する機能を有する。第1の直流電源100は、第1の台に接続され、直流電圧を印加する直流電源の一例である。また、第1の直流電源100は、接続ライン107c、107b、スイッチ105及び第2の台を介してエッジリング24に直流電圧を印加する。フィルタ101は、高周波電力の高周波成分を遮断又は低減し、第1の直流電源100を保護する。
The first high-
第1の直流電源100は、接続ライン106cを介して第2の直流電源102に接続される。第2の直流電源102は、接続ライン106bを介してフィルタ103に接続され、フィルタ103は、接続ライン106aを介して上部電極34に接続され、上部電極34に直流電圧を印加する。フィルタ103は、高周波電力の高周波成分を遮断又は低減し、第2の直流電源102を保護する。なお、第2の直流電源102は、パルス状の直流電圧を出力する機能を有していても、有さなくてもよい。第2の直流電源102は、第1の台に接続され、直流電圧を印加する直流電源の一例である。
The first
スイッチ105は、第1の高周波電源48及び第1の直流電源100と、第2の台との接続のオン・オフを切り替える。例えば、スイッチ105をオンすると、第1の高周波電源48及び第1の直流電源100と第2の台とが接続され、スイッチ105をオフすると、第1の高周波電源48及び第1の直流電源100と第2の台とが非接続になる。
The
例えば、基板の処理時には、スイッチ105をオンし、第1の高周波電源48から第1の高周波電力を第1の台と第2の台に印加する。このとき、第1の直流電源100から第1の直流電圧を供給しない。なお、このとき、第2の高周波電源90から第2の高周波電力を第1の台と第2の台に印加してもよい。また、スパッタ時には、スイッチ105をオフし、第1の高周波電力と直流電圧とを第1の台に印加し、第2の台には印加しないようにする。すなわち、スパッタ時には、スイッチ105を操作して第1の高周波電源48及び第1の直流電源100と第2の台とを非接続の状態にする。その後の基板処理時には、再びスイッチ105を操作して第1の高周波電源48及び第1の直流電源100と第2の台とを接続状態にする。
For example, at the time of processing the substrate, the
接続ライン106cは、第1の直流電源100と第2の直流電源102とを接続する。第2の直流電源102は、接続ライン106b、フィルタ103及び接続ライン106aを介して上部電極34に接続されている。フィルタ103は、高周波電力の高周波成分を遮断または低減し、第2の直流電源102を保護する。
The
チャンバ10の底部には排気口80が設けられ、排気口80に排気管82を介して排気装置84が接続されている。排気装置84は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ10内を所望の真空度まで減圧可能となる。また、チャンバ10の側壁には搬入出口85が設けられ、搬入出口85はゲートバルブ86により開閉可能である。また、チャンバ10の内壁に沿ってエッチング時に生成された副生成物(デポ)が付着することを防止するためのデポシールド11が着脱自在に設けられている。すなわち、デポシールド11がチャンバ10の壁部を構成している。また、デポシールド11は、内壁部材26の外周にも設けられている。チャンバ10の底部のチャンバ壁側のデポシールド11と内壁部材26側のデポシールド11との間にはバッフル板83が設けられている。デポシールド11およびバッフル板83としては、アルミニウム材にY2O3等のセラミックスを被覆したものを用いることができる。
An exhaust port 80 is provided at the bottom of the
基板処理装置1には、装置全体の動作を制御する制御部200が設けられている。制御部200は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリに格納されたプロセスレシピに従って、所望のプラズマ処理を実行する。プロセスレシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力(ガスの排気)、第1の高周波電力、第2の高周波電力、直流電圧、各種ガス流量が設定されてもよい。また、プロセスレシピには、チャンバ内温度(上部電極温度、チャンバの側壁温度、基板W温度、静電チャック温度等)、チラーユニットから出力される伝熱媒体の温度などが設定されてもよい。なお、これらのプログラムやプロセス条件を示すプロセスレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、プロセスレシピは、CD−ROM、DVD等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
The
[基板処理と消耗]
かかる構成の基板処理装置1を用いて実行する、基板Wのプラズマ処理(基板処理)と基板処理装置1内の部品(消耗部品)の消耗について、図2〜図4を参照しながら説明する。図2は、実施形態に係る基板処理時の電源系の動作を説明するための図である。図3は、実施形態に係る基板処理装置1の消耗部品の消耗の一例を示す図である。図4は、実施形態に係る基板処理の一例を示すフローチャートである。
[Board processing and consumption]
The plasma processing (board processing) of the substrate W and the consumption of the components (consumable parts) in the
図2に示すように、基板処理装置1では、第1の直流電源100は、第1の台にパルス状の直流電圧を印加する。第2の直流電源102は、上部電極34に直流電圧を印加する。
As shown in FIG. 2, in the
また、実施形態に係る基板処理装置1では、図2のA枠内の構成(スイッチ105、第1の直流電源100、フィルタ101)により、第2の台に第1の高周波電力及びパルス状の直流電圧を選択的に印加することができる。第2の台への第1の高周波電力及びパルス状の直流電圧の印加及び印加の停止は、スイッチ105のオン・オフにより切り替えが可能である。
Further, in the
図2のA枠内の構成がない場合、第1の高周波電源48は、第1の高周波電力を第1の台及び第2の台に印加する。第1の台及び第2の台に流れる高周波電流により生成された電界によって、上部電極34の複数のガス孔37から導入されたガスをプラズマ化する。これにより、静電チャック20上の基板Wの上方の空間にプラズマ2が生成される。プラズマ2は導体であるため、高周波電流は、プラズマ2を介してチャンバ10の側壁から接続ライン106cに流れるとともに、プラズマ2を介して上部電極34から接続ライン106a、フィルタ103及び接続ライン106bを介して接続ライン106cに流れる。このとき、フィルタ103によって高周波電力の高周波成分は遮断又は低減され、第2の直流電源102には高周波電流は流れない。これにより、第2の直流電源102は保護される。
When there is no configuration in the A frame of FIG. 2, the first high-
第2の直流電源102は、直流電圧を上部電極34に印加する。これにより、上部電極34にイオンを引き込む。直流電流は、上部電極34及びプラズマ2を介してチャンバ10の側壁から接続ライン106cへ流れる。上部電極34にイオンを引き込むことで、図3(a)に示す電極板36がエッチング(または消耗)され、図3(b)に示すように、電極板36を形成するシリコンが打ち出される。その結果、上部電極34のプラズマ処理空間と接する面が消耗し、ガス孔37の開口が広がる等、プロセスを重ねるごとに電極板36の消耗量が多くなる。同様に、プラズマに暴露されるエッジリング24やインシュレータリング25もプロセスを重ねるごとに消耗する。このように上部電極34、エッジリング24及びインシュレータリング25は、プロセスにより消耗する消耗部品の一例であり、消耗の程度に応じて交換される部品である。
The second
従来、電極板36及びエッジリング24等が消耗すると、チャンバ10を大気開放して、これらの消耗部品を交換する必要があった。特に、電極板36の直径はエッジリング24の外径よりも大きい。このため、エッジリング24が搬送アームを用いて搬入出口85から自動搬送可能な場合にも、電極板36を搬入出口85から自動搬送することができない。よって、チャンバ10の蓋を開け、チャンバ10内を大気開放して電極板36を交換し、例えば1日又はそれ以上の時間をかけてチャンバ10を復旧させていた。また、電極板36は、チャンバ10内で機械的に固定していることや、天井部に配置していることから、交換作業に時間がかかっていた。このため、基板処理装置1の稼働率が大きく低下し、生産性に影響を与えていた。
Conventionally, when the
これに対して、実施形態に係る基板処理装置1では、図2のA枠内の構成を有する。これにより、チャンバ10を大気開放せず、電極板36及びエッジリング24等の消耗部品の修復を可能とする技術を提案する。これにより、チャンバ10内の雰囲気を維持し、生産性の向上を図ることができる。以下では、消耗部品の修復処理を説明する前に、実施形態に係る基板処理装置1で実行される基板処理の一例として基板へのエッチング処理を、図4を参照しながら説明する。なお、図4に示す基板処理は、基板処理装置1の制御方法の一例である。
On the other hand, the
本処理が開始されると、制御部200は、製品用の基板Wをチャンバ10内に提供する(ステップS1)。制御部200は、搬送アームを用いて基板Wをチャンバ10内に搬入し、載置台ST上に載置する。次に、制御部200は、スイッチ105を制御して高周波電源と直流電源と、第2の台との接続をオンする(ステップS2)。高周波電源としては、第1の高周波電源48が挙げられるが、これに限られず、第2の高周波電源90であってもよいし、第1の高周波電源48及び第2の高周波電源90であってもよい。直流電源としては、第1の直流電源100が挙げられるが、これに限られず、第2の直流電源102であってもよいし、第1の直流電源100及び第2の直流電源102であってもよい。ここでは、第1の直流電源100から直流電圧を出力する。
When this process is started, the
次に、制御部200は、ガス供給部66からエッチングガスなどのプロセスガスを供給し、複数のガス孔37からチャンバ10内へ導入する(ステップS3)。なお、制御部200は、排気装置84によりチャンバ10内を排気し、所定の減圧状態にする。
Next, the
次に、制御部200は、高周波電源から高周波電力を供給し(ステップS4)、直流電源から直流電圧を供給する(ステップS5)。高周波電力としては、第1の高周波電源48から第1の高周波電力を第1の台及び第2の台に印加し、第2の高周波電源90から第2の高周波電力を第1の台及び第2の台に印加する。直流電圧としては、第2の直流電源102から上部電極34に直流電圧を印加する。
Next, the
基板Wの処理が完了すると、制御部200は、基板Wをチャンバ10から取り出し(ステップS6)、本処理を終了する。
When the processing of the substrate W is completed, the
[修復処理]
次に、消耗部品の一例として電極板36を挙げて、電極板36の修復処理の一例を、図5〜図7を参照しながら説明する。図5は、実施形態に係る消耗部品(上部電極34)の修復時の電源系の動作を説明するための図である。図6は、実施形態に係る基板処理装置の消耗部品の修復の一例を示す図である。図7は、実復処理の一例を示すフローチャートである。なお、図7に示す修復処理は、基板処理装置1の制御方法の一例である。
[Repair process]
Next, the
基板の処理により、電極板36は徐々に消耗する。そこで、実施形態に係る修復処理は、上部電極34の厚さを測定し、上部電極34が予め定められた厚さ以下になった場合に開始してもよい。実施形態に係る修復処理は、基板処理装置1のアイドリングのタイミングに行ってもよいし、予め定められたメンテナンス周期毎に行ってもよい。
The
図5に示すように、修復処理時、つまり、スパッタ時には、ターゲット基板TWを載置台ST上に載置する。ターゲット基板TWは、上部電極と同じ材料であることが好ましい。例えば、ターゲット基板TWは、シリコンで形成される。 As shown in FIG. 5, the target substrate TW is placed on the mounting table ST during the repair process, that is, during sputtering. The target substrate TW is preferably made of the same material as the upper electrode. For example, the target substrate TW is made of silicon.
また、修復処理時には、ガス供給部66からアルゴンガス等の不活性ガスを供給し、アルゴンのプラズマ2を生成する。不活性ガスをガス孔37に流すことでガス孔37を塞がずに電極板36にシリコンを堆積し、そのシリコンで電極板36を修復する。
Further, during the repair process, an inert gas such as argon gas is supplied from the
修復処理時には、図5に示すように、スイッチ105をオフにし、高周波電力と直流電圧の第2の台への印加を停止し、エッジリング24がスパッタされることを回避する。
During the repair process, as shown in FIG. 5, the
つまり、高周波電力とパルス状の直流電圧とは、第1の台に印加され、第2の台には印加されない。これにより、ターゲット基板TWにプラズマ2中のイオンが引き込まれ、基板TWがスパッタされる。これにより、図6(a)に示すように、基板TWからシリコンのスパッタ粒子をはじき出して、電極板36に付着させる。これにより、図6(b)に示すように、基板TWが消費され、上部電極34に堆積したシリコン膜により、上部電極34を再生及び修復できる。また、修復処理時には、ガス孔37からアルゴンガスを噴出しながら、基板TWをスパッタする。これにより、電極板36上へ堆積するシリコンによりガス孔37が塞がれることを防止できる。
That is, the high frequency power and the pulsed DC voltage are applied to the first table and not to the second table. As a result, the ions in the plasma 2 are drawn into the target substrate TW, and the substrate TW is sputtered. As a result, as shown in FIG. 6A, sputtered silicon particles are ejected from the substrate TW and adhered to the
なお、パルス状の直流電圧のみを第1の台に印加した場合、基板TWのスパッタは困難である。このため、高周波電力とパルス状の直流電圧とは、第1の台に重畳印加し、高周波電力によりプラズマを生成する。なお、高周波電力のみを第1の台に印加した場合、基板TWのスパッタは可能である。よって、高周波電力とパルス状の直流電圧を、第1の台に印加する替わりに、高周波電力のみを第1の台に印加してもよい。また、修復処理時には、第2の直流電源102から上部電極34への直流電圧の印加は行わなくてもよい。よって、修復処理時に第2の直流電源102はなくてもよい。
When only a pulsed DC voltage is applied to the first table, it is difficult to sputter the substrate TW. Therefore, the high-frequency power and the pulsed DC voltage are superposed and applied to the first table, and plasma is generated by the high-frequency power. When only high frequency power is applied to the first table, the substrate TW can be sputtered. Therefore, instead of applying the high-frequency power and the pulsed DC voltage to the first table, only the high-frequency power may be applied to the first table. Further, during the repair process, it is not necessary to apply a DC voltage from the second
修復処理時、高周波電流は、高周波電源から出力され、第1の台及びプラズマ2を介してチャンバ10の側壁から接続ライン106cへ流れるとともに、プラズマ2を介して上部電極34から接続ライン106a、106b、106cへと流れる。このとき、フィルタ101,103によって高周波電源が発生する高周波電力の高周波成分は遮断又は低減されるため、第1の直流電源100及び第2の直流電源102に高周波電流は流れず、第1の直流電源100及び第2の直流電源102は保護される。
During the repair process, the high-frequency current is output from the high-frequency power supply, flows from the side wall of the
パルス状の直流電圧は、第1の直流電源100から出力され、第1の台及びプラズマ2を介してチャンバ10の側壁から接続ライン106cへ流れるとともに、プラズマ2を介して上部電極34から接続ライン106a、106b、106cへと流れる。
The pulsed DC voltage is output from the first
実施形態に係る電極板36の修復処理の流れについて、図7のフローチャートを参照しながら説明する。電極板36の修復処理が開始されると、制御部200は、ターゲット基板TWをチャンバ10内に提供する(ステップS11)。制御部200は、搬送アームを用いてターゲット基板TWをチャンバ10内に搬入し、載置台ST上に載置する。次に、制御部200は、スイッチ105を制御して高周波電源と直流電源と、第2の台との接続をオフに切り替える(ステップS12)。
The flow of the repair process of the
次に、制御部200は、ガス供給部66からアルゴンガスを供給し、複数のガス孔37からチャンバ10内へ導入する(ステップS13)。なお、制御部200は、排気装置84によりチャンバ10内を排気し、所定の減圧状態にする。
Next, the
次に、制御部200は、高周波電源から第1の台に高周波電力を供給し(ステップS14)、直流電源から第1の台にパルス状の直流電圧を供給する(ステップS15)。高周波電力としては、第1の高周波電源48から第1の高周波電力を載置台STに印加する。第2の高周波電源90から第2の高周波電力を載置台STに印加してもよい。直流電圧としては、第1の直流電源100から第1の台にパルス状の直流電圧を印加する。このとき、高周波電力及びパルス状の直流電圧は、第2の台に印加されない。
Next, the
高周波電力によりアルゴンガスをプラズマ化し、また、第1の台にパルス状の直流電圧を印加することで、ターゲット基板TWをアルゴンプラズマのイオンでスパッタする。これにより、ターゲット基板TWからシリコンを飛散させて、電極板36上に堆積させることができる。これにより、電極板36を修復することができる。修復処理が完了すると、制御部200は、ターゲット基板TWをチャンバ10から取り出し(ステップS16)、本処理を終了する。
Argon gas is turned into plasma by high-frequency power, and a pulsed DC voltage is applied to the first table to sputter the target substrate TW with argon plasma ions. As a result, silicon can be scattered from the target substrate TW and deposited on the
[変形例1]
次に、実施形態の変形例1にかかる修復処理と、基板処理装置1の構成及び電源系の動作について、図8を参照しながら説明する。図8は、実施形態の変形例1に係る基板処理装置1の構成及び電源系の動作の一例を示す図である。
[Modification 1]
Next, the repair process according to the first modification of the embodiment, the configuration of the
変形例1にかかる基板処理装置1は、第1の直流電源100を有さず、第2の直流電源102を、接続ライン106cを介して第1の台に接続し、第2の直流電源102からパルス状の直流電圧を第1の台に供給する。つまり、変形例1では、第2の直流電源102は、パルス状の直流電圧を出力する機能を有する。また、接続ライン107cには、スイッチ109bが設けられ、接続ライン106bには、スイッチ109aが設けられている。変形例1では、第2の直流電源102は、上部電極34に直流電圧を印加する場合、スイッチ109aの接続をオンにし、スイッチ109bの接続をオフにする。第1の台にパルス状の直流電圧を印加する場合、スイッチ109aの接続をオフにし、スイッチ109bの接続をオンにする。これにより、パルス波の直流電圧を第1の台に印加する。これにより、第1の直流電源100を不要とすることができる。
The
以上の実施形態及び変形例1から、直流電源は、第1の直流電源100と第2の直流電源102との少なくともいずれかを有していればよい。そして、第1の直流電源100と第2の直流電源との少なくともいずれかからパルス状の直流電圧を第1の台に供給すればよい。つまり、第1の直流電源100と第2の直流電源102とは、異なる電源であってもよいし、同じ電源であってもよい。
From the above embodiment and the first modification, the DC power supply may have at least one of the first
[変形例2]
次に、実施形態の変形例2の修復処理について、図9を参照しながら説明する。図9は、実施形態の変形例2に係るターゲット基板TWと消耗部品(上部電極34)の修復の一例を示す図である。変形例2では、ターゲット基板TWは、基板TWの中心側が周辺側よりも厚い。なお、電極板36の消耗に合せてターゲット基板TWの形状、厚さが予め設計される。例えば、電極板36の消耗が相対的に大きい部分に対向するターゲット基板TWの厚さは、電極板36の消耗が相対的に小さい部分に対向するターゲット基板TWの厚さよりも厚くする。
[Modification 2]
Next, the repair process of the modified example 2 of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing an example of repairing the target substrate TW and the consumable component (upper electrode 34) according to the second modification of the embodiment. In the second modification, the target substrate TW is thicker on the center side of the substrate TW than on the peripheral side. The shape and thickness of the target substrate TW are designed in advance according to the wear of the
プラズマの状態により、図9(a)に示すように、上部電極34は、中心側が外周側よりも削れ易く、消耗量が多くなる場合がある。そこで、上部電極34の中心側に堆積するシリコン量を、外周側に堆積するシリコン量よりも多くすることによって、上部電極34の下面をフラットに修復できる。
Depending on the state of plasma, as shown in FIG. 9A, the central side of the
そこで、変形例2では、ターゲット基板TWは、基板TWの中心側の厚さが外周側よりも厚く、基板TWの中心側で円弧状に盛り上がっている形状になっている。これにより、上部電極34の中心側では、外周側よりも基板TWとの距離を短くすることができる。これにより、基板TWの中心側のスパッタ量が基板TWの外周側のスパッタ量よりも増え、上部電極34の中心側に堆積するシリコン量が外周側に堆積するシリコン量よりも多くすることができる。これにより、基板TWを使って上部電極34の修復の均一性を調整できる。
Therefore, in the second modification, the target substrate TW has a shape in which the thickness of the center side of the substrate TW is thicker than that of the outer peripheral side and the target substrate TW is raised in an arc shape on the center side of the substrate TW. As a result, the distance between the center side of the
[変形例3]
次に、実施形態の変形例3の修復処理について、エッジリング24の修復を例に挙げて、図10〜図12を参照しながら説明する。図10は、実施形態の変形例3に係る基板処理装置1の構成及び電源系の動作の一例を示す図である。図11は、実施形態の変形例3に係る基板処理装置1の消耗部品(エッジリング24)の修復の一例を示す図である。図12は、実施形態の変形例3に係る修復処理の一例を示すフローチャートである。なお、図12に示す修復処理は、基板処理装置1の制御方法の一例である。図12の変形例3に係る修復処理では、図7の実施形態に係る修復処理と同一処理には同一ステップ番号を付し、同一ステップの説明を省略する。
[Modification 3]
Next, the repair process of the modified example 3 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12 by taking the repair of the
変形例3では、パルス状の直流電圧を第1の台に供給する工程の後に、第2の直流電源102から直流電圧を上部電極34に供給する工程を有する。つまり、実施形態にかかる修復処理で行なったスパッタにより上部電極34にシリコンを堆積させた後、エッジリング24の修復処理を実行する。エッジリング24を修復する処理の際には、図10に示すように、静電チャック20を保護するためにカバー用基板DWを静電チャック20に載置する。また、エッジリング24の修復処理時には、ガス供給部66からアルゴンガス等の不活性ガスを供給し、アルゴンプラズマを生成する。
In the third modification, after the step of supplying the pulsed DC voltage to the first table, there is a step of supplying the DC voltage from the second
また、スイッチ105をオフにし、高周波電力及びパルス状の直流電圧の、第2の台への印加を停止し、エッジリング24がスパッタされることを回避する。
Further, the
直流電圧が上部電極34に印加される。これにより、図11(a)に示すように、上部電極34にアルゴンイオンを引き込み、上部電極34に堆積されたシリコンを打ち出して、エッジリング24に付着させる。これにより、図11(b)に示すように、上部電極34に堆積させたシリコンをエッジリング24上へ堆積させることにより、エッジリング24を修復させることができる。修復処理時、静電チャック20はカバー用基板DWにより覆われている。これにより、静電チャック20上にシリコンは堆積しない。これにより、静電チャック20を保護できる。
A DC voltage is applied to the
変形例3に係るエッジリング24の修復処理の流れについて、図12のフローチャートを参照しながら説明する。エッジリング24の修復処理が開始されると、制御部200は、図7の実施形態に係る修復処理と同一のステップS11〜ステップS16の処理を実行する。これにより、ターゲット基板TWからシリコンを打ち出して、上部電極34上に堆積させることができる。これにより、図11(a)に示すように上部電極34の下面にシリコン膜を形成することができる。
The flow of the repair process of the
次に、制御部200は、カバー用基板DWを静電チャック20に載置する(ステップS17)。次に、制御部200は、パルス状の直流電圧の印加を停止する(ステップS18)。次に、制御部200は、上部電極34に直流電圧を印加する(ステップS19)。このとき、高周波電力は、第1の台に印加され、アルゴンプラズマが生成されている。上部電極34に直流電圧を印加することで、アルゴンイオンを上部電極34へ打ち込み、上部電極34のシリコンをエッジリング24上へ堆積させる。これにより、エッジリング24を修復させることができる。修復処理が完了すると、制御部200は、カバー用基板DWをチャンバ10から取り出し(ステップS20)、本処理を終了する。
Next, the
以上に説明したように、実施形態及び変形例1〜3に係る修復処理によれば、基板処理装置1のチャンバ10内の密閉状態を維持したまま、チャンバ10を開けずに、チャンバ10内の消耗部品を修復することができる。これにより、チャンバ10の内部の雰囲気を維持し、生産性の向上を図ることができる。
As described above, according to the repair treatment according to the embodiment and the modified examples 1 to 3, the inside of the
今回開示された実施形態に係る基板処理装置及び基板処理装置の制御方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で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、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 It should be considered that the substrate processing apparatus and the control method of the substrate processing apparatus according to the embodiment disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The above embodiments can be modified and improved in various forms without departing from the scope of the appended claims and their gist. The matters described in the plurality of embodiments may have other configurations within a consistent range, and may be combined within a consistent range.
本開示の基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。 The substrate processing apparatus of the present disclosure is any type of apparatus of Capacitively Coupled Plasma (CCP), Inductively Coupled Plasma (ICP), Radial Line Slot Antenna (RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), and Helicon Wave Plasma (HWP). But it is applicable.
1 基板処理装置
10 反応チャンバ
14 支持プレート
16 電極プレート
20 静電チャック
24 エッジリング
34 上部電極
36 電極板
47、89 給電ライン
66 ガス供給部
48 第1の高周波電源
90 第2の高周波電源
100 第1の直流電源
102 第2の直流電源
106a、106b、106c 接続ライン
107a、107b、107c 接続ライン
200 制御部
W 基板
TW ターゲット基板
DW カバー用基板
ST 載置台
1
Claims (11)
前記反応チャンバ内に設けられた載置台であって、前記載置台は第1の台と、前記第1の台の周囲に前記第1の台と電気的に分離して設けられた第2の台と、を有する載置台と、
前記第1の台に接続され、高周波電力を印加する高周波電源と、
前記第1の台に接続され、直流電圧を印加する直流電源と、
前記載置台に対向する対向電極と、
前記対向電極に設けられたガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
前記第1の台の上にターゲット基板を提供する工程と、
前記ガス供給部から前記ガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給する工程と、
前記高周波電源から高周波電力を前記第1の台に供給する工程と、
前記直流電源からパルス状の直流電圧を前記第1の台に印加し、前記対向電極の上に前記ターゲット基板からのスパッタ粒子を付着して前記対向電極を再生する工程と、
を制御するように構成される、
基板処理装置。 With the reaction chamber
A mounting table provided in the reaction chamber, wherein the above-mentioned table is a first table and a second table electrically separated from the first table around the first table. With a table and a mounting table with
A high-frequency power supply connected to the first stand and applying high-frequency power,
A DC power supply connected to the first stand and applying a DC voltage,
With the counter electrode facing the above-mentioned stand,
A gas supply unit that supplies gas into the reaction chamber through a gas hole provided in the counter electrode, and a gas supply unit.
Has a control unit
The control unit
The process of providing the target substrate on the first table and
A step of supplying gas from the gas supply unit through the gas hole into the reaction chamber,
The process of supplying high-frequency power from the high-frequency power supply to the first unit, and
A step of applying a pulsed DC voltage from the DC power supply to the first table, adhering sputter particles from the target substrate onto the counter electrode, and regenerating the counter electrode.
Is configured to control
Board processing equipment.
前記制御部は、
前記第1の直流電源と、前記第2の直流電源と、の少なくともいずれかから前記パルス状の直流電圧を前記第1の台に供給するように構成される、
請求項1に記載の基板処理装置。 The DC power supply has at least one of a first DC power supply connected to the first stand and a second DC power supply connected to the counter electrode.
The control unit
It is configured to supply the pulsed DC voltage to the first stand from at least one of the first DC power supply and the second DC power supply.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の基板処理装置。 The first DC power supply and the second DC power supply are the same power supply.
The substrate processing apparatus according to claim 2.
請求項2に記載の基板処理装置。 The first DC power supply and the second DC power supply are different power supplies.
The substrate processing apparatus according to claim 2.
前記第2の直流電源を、接続ラインを介して前記第1の台に接続し、
前記第2の直流電源から前記パルス状の直流電圧を前記第1の台に供給するように構成される、
請求項3に記載の基板処理装置。 The control unit
The second DC power supply is connected to the first stand via a connection line, and the second DC power supply is connected to the first stand.
The second DC power source is configured to supply the pulsed DC voltage to the first stand.
The substrate processing apparatus according to claim 3.
請求項2〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 After the step of supplying the pulsed DC voltage to the first table, there is a step of supplying the DC voltage from the second DC power supply to the counter electrode.
The substrate processing apparatus according to any one of claims 2 to 5.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The center side of the target substrate is thicker than the peripheral side,
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The target substrate is made of the same material as the counter electrode.
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項8に記載の基板処理装置。 The target substrate is made of silicon.
The substrate processing apparatus according to claim 8.
前記第1の台の上に製品用の基板を提供する工程と、
スイッチにより、前記高周波電源及び前記直流電源と、前記第2の台と、の接続をオンにする工程と、
前記ガス供給部からガス孔にガスを供給する工程と、
前記高周波電源から高周波電力を前記第1の台及び前記第2の台に供給する工程と、
前記直流電源から直流電圧を前記第1の台及び前記第2の台に供給する工程と、
を制御するように構成される、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The control unit
The process of providing a substrate for a product on the first table and
A step of turning on the connection between the high frequency power supply, the DC power supply, and the second stand by a switch.
The process of supplying gas from the gas supply unit to the gas hole and
A step of supplying high-frequency power from the high-frequency power source to the first table and the second table, and
A process of supplying a DC voltage from the DC power supply to the first table and the second table, and
Is configured to control
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記反応チャンバ内に設けられた載置台であって、前記載置台は第1の台と、前記第1の台の周囲に前記第1の台と電気的に分離して設けられた第2の台と、を有する載置台と、
前記第1の台に接続され、高周波電力を印加する高周波電源と、
前記第1の台に接続され、直流電圧を印加する直流電源と、
前記載置台に対向する対向電極と、
前記対向電極に設けられたガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給するガス供給部と、を有する基板処理装置の制御方法であって、
前記第1の台の上にターゲット基板を提供する工程と、
前記ガス供給部から前記ガス穴を通して前記反応チャンバ内にガスを供給する工程と、
前記高周波電源から高周波電力を前記第1の台に供給する工程と、
前記直流電源からパルス状の直流電圧を前記第1の台に印加し、前記対向電極の上に前記ターゲット基板からのスパッタ粒子を付着して前記対向電極を再生する工程と、
を有する、
基板処理装置の制御方法。 With the reaction chamber
A mounting table provided in the reaction chamber, wherein the above-mentioned table is a first table and a second table electrically separated from the first table around the first table. With a table and a mounting table with
A high-frequency power supply connected to the first stand and applying high-frequency power,
A DC power supply connected to the first stand and applying a DC voltage,
With the counter electrode facing the above-mentioned stand,
A method for controlling a substrate processing apparatus having a gas supply unit for supplying gas into the reaction chamber through a gas hole provided in the counter electrode.
The process of providing the target substrate on the first table and
A step of supplying gas from the gas supply unit through the gas hole into the reaction chamber,
The process of supplying high-frequency power from the high-frequency power supply to the first unit, and
A step of applying a pulsed DC voltage from the DC power supply to the first table, adhering sputter particles from the target substrate onto the counter electrode, and regenerating the counter electrode.
Have,
Control method of substrate processing equipment.
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