JP2022110892A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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均 齊藤
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Abstract

To stably ignite plasma.SOLUTION: A plasma processing apparatus that generates plasma by inductive coupling in a processing chamber includes: a VUV lamp attached to a wall of the processing chamber so as to communicate with the processing chamber; a shutter provided between the VUV lamp and the processing chamber and opening and closing between the VUV lamp and the processing chamber; and a bypass line connecting between the shutter and the VUV lamp and the inside of the processing chamber.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。 The present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

例えば、特許文献１は、所望のプロセス条件を変えることなくプラズマ着火性を向上させるために、紫外線光源からパルス変調された紫外線を処理室内に照射させることを提案する。紫外線光源から出力される紫外線を処理室内に伝搬させるために光ファイバが用いられている。 For example, Patent Literature 1 proposes irradiating pulse-modulated ultraviolet rays from an ultraviolet light source into a processing chamber in order to improve plasma ignitability without changing desired process conditions. An optical fiber is used to propagate the ultraviolet light output from the ultraviolet light source into the processing chamber.

特開２０２０－１７５８６号公報JP 2020-17586 A

ところで、紫外線の減衰を最小限に抑えて処理室内に紫外線を照射し、処理室内に励起させた電子を供給させることで、安定したプラズマ着火が可能となる。 By the way, stable plasma ignition can be achieved by irradiating ultraviolet rays into the processing chamber while minimizing attenuation of the ultraviolet rays and supplying excited electrons into the processing chamber.

本開示は、誘導結合によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置において安定してプラズマを着火させることができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technology capable of stably igniting plasma in a plasma processing apparatus that generates plasma by inductive coupling.

本開示の一の態様によれば、処理室内にて誘導結合によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、前記処理室の壁に前記処理室内と連通可能に取り付けられたＶＵＶランプと、前記ＶＵＶランプと前記処理室との間に設けられ、前記ＶＵＶランプと前記処理室との間を開閉するシャッターと、前記シャッターと前記ＶＵＶランプとの間と、前記処理室内とを接続するバイパスラインと、を有するプラズマ処理装置が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, a plasma processing apparatus for generating plasma by inductive coupling in a processing chamber, comprising: a VUV lamp attached to a wall of the processing chamber so as to communicate with the processing chamber; a shutter provided between the lamp and the processing chamber for opening and closing between the VUV lamp and the processing chamber; a bypass line connecting between the shutter and the VUV lamp and the processing chamber; A plasma processing apparatus is provided.

一の側面によれば、誘導結合によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置において安定してプラズマを着火させることができる。 According to one aspect, plasma can be stably ignited in a plasma processing apparatus that generates plasma by inductive coupling.

実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The cross-sectional schematic diagram which shows an example of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＵＶ光源ユニットの拡大斜視図の一例を示す図。The figure which shows an example of the expansion perspective view of the VUV light source unit which concerns on embodiment. 実施形態に係るＶＵＶ光源ユニットによるプラズマ着火の実施例１を示す図。FIG. 4 is a diagram showing Example 1 of plasma ignition by the VUV light source unit according to the embodiment; 実施形態に係るＶＵＶ光源ユニットによるプラズマ着火の実施例２を示す図。FIG. 7 is a diagram showing Example 2 of plasma ignition by the VUV light source unit according to the embodiment; 実施形態に係る静電チャックとＶＵＶ光源ユニットによるプラズマ着火の実施例３を示す図。FIG. 11 is a diagram showing Example 3 of plasma ignition by the electrostatic chuck and the VUV light source unit according to the embodiment; 実施形態に係るＶＵＶ光の照射とプラズマ着火とを説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining VUV light irradiation and plasma ignition according to the embodiment; 実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すタイムチャート。4 is a time chart showing an example of the plasma processing method according to the embodiment;

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 are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

［プラズマ処理装置］
まず、実施形態に係るプラズマ処理装置１０について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置１０の一例を示す断面模式図である。実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、処理室４内で誘導結合によりプラズマを発生させ、被処理基板Ｇを処理する装置である。実施形態に係るプラズマ処理装置１０は、例えばＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際のメタル膜、ＩＴＯ膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング処理等に用いられる。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。 [Plasma processing equipment]
First, a plasma processing apparatus 10 according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing an example of a plasma processing apparatus 10 according to an embodiment. The plasma processing apparatus 10 according to the embodiment is an apparatus for processing a substrate G to be processed by generating plasma by inductive coupling within the processing chamber 4 . The plasma processing apparatus 10 according to the embodiment is used, for example, for etching a metal film, an ITO film, an oxide film, etc. when forming a thin film transistor on a glass substrate for FPD (Flat Panel Display), and for ashing processing of a resist film. be done. Examples of FPDs include liquid crystal displays (LCDs), electroluminescence (EL) displays, plasma display panels (PDPs), and the like.

プラズマ処理装置１０は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な処理容器１を有する。処理容器１は、接地線１ａにより接地されている。処理容器１は、処理容器１と絶縁されて形成された金属窓２により上部のアンテナ室３と、下部の処理室４とに区画されている。金属窓２は、本例では処理室４の天井壁を構成する。金属窓２は、例えば、非磁性体で導電性の金属で構成される。非磁性体で導電性の金属の例は、アルミニウム、又はアルミニウムを含む合金である。金属窓２は、処理容器１の側壁に支持されている。 The plasma processing apparatus 10 has an airtight prismatic processing container 1 made of a conductive material, for example, aluminum whose inner wall surface is anodized (anodized). The processing container 1 is grounded by a ground wire 1a. The processing container 1 is partitioned into an upper antenna chamber 3 and a lower processing chamber 4 by a metal window 2 which is insulated from the processing container 1 . The metal window 2 constitutes the ceiling wall of the processing chamber 4 in this example. The metal window 2 is made of, for example, a non-magnetic and conductive metal. An example of a non-magnetic, electrically conductive metal is aluminum or an alloy containing aluminum. The metal window 2 is supported by the side wall of the processing vessel 1 .

アンテナ室３の中央にて貫通し、ガス流路１２に連通するようにガス供給管２０ａが設けられている。ガス流路１２は、複数の分岐配管に分岐し（不図示）、絶縁物６により複数に分割された金属窓２の部分窓に接続され、それぞれの部分窓にガスを供給する。それぞれの部分窓は、内部にガス空間を有し（不図示）、処理室４に面した面に複数のガス吐出口を有し、複数のガス吐出孔から処理室４内にガスを供給する。ガス供給管２０ａは、処理容器１の天井からその外側へ貫通し、処理ガス供給源及びバルブシステム等を含む処理ガス供給部２０に接続されている。したがって、プラズマ処理においては、処理ガス供給部２０から供給された処理ガスがガス供給管２０ａを介して処理室４内へ吐出される。 A gas supply pipe 20 a is provided so as to penetrate through the center of the antenna room 3 and communicate with the gas flow path 12 . The gas flow path 12 branches into a plurality of branch pipes (not shown) and is connected to the partial windows of the metal window 2 divided by the insulator 6 to supply gas to each of the partial windows. Each partial window has a gas space inside (not shown), has a plurality of gas outlets on the surface facing the processing chamber 4, and supplies gas into the processing chamber 4 from the plurality of gas outlets. . The gas supply pipe 20a penetrates from the ceiling of the processing container 1 to the outside thereof and is connected to a processing gas supply unit 20 including a processing gas supply source, a valve system, and the like. Therefore, in plasma processing, the processing gas supplied from the processing gas supply unit 20 is discharged into the processing chamber 4 through the gas supply pipe 20a.

アンテナ室３内には金属窓２の上に、金属窓２に面するように高周波（ＲＦ）アンテナ１３が配設されている。高周波アンテナ１３は絶縁部材からなるスペーサ１７により金属窓２から離間している。高周波アンテナ１３は、渦巻状のアンテナを構成しており（不図示）、金属窓２は、渦巻状のアンテナの下部で、例えば２４の部分窓に分割されている。高周波アンテナ１３は、アンテナ室３において、絶縁部材のスペーサ１７を介して金属窓２の上部に配置され、処理室４に誘導結合プラズマを生成する誘導結合アンテナの一例である。 A radio frequency (RF) antenna 13 is arranged on the metal window 2 in the antenna room 3 so as to face the metal window 2 . The high-frequency antenna 13 is separated from the metal window 2 by a spacer 17 made of an insulating material. The high-frequency antenna 13 constitutes a spiral antenna (not shown), and the metal window 2 is divided into, for example, 24 partial windows below the spiral antenna. The high-frequency antenna 13 is an example of an inductively coupled antenna that is arranged above the metal window 2 in the antenna chamber 3 via a spacer 17 that is an insulating member and generates inductively coupled plasma in the processing chamber 4 .

プラズマ処理中、第一の高周波電源（ソース電源）１５からは、誘導電界形成用の、例えば、周波数が１ＭＨｚ～２７ＭＨｚの高周波電力が整合器１４及び給電部材１６を介して高周波アンテナ１３へ供給される。本例の高周波アンテナ１３は、図示しないが、同心状に外側環状アンテナ、中間環状アンテナ、内側環状アンテナで構成されており、それぞれ給電部材１６に接続される給電部４１、４２、４３を有する。これら各給電部４１、４２、４３からアンテナ線が周方向に延びて、３環状の高周波アンテナ１３が構成される。各アンテナ線の終端にはコンデンサ１８が接続され、各アンテナ線はコンデンサ１８を介して高周波アンテナ１３の側壁３ａに接続され、接地される。このように高周波アンテナ１３に供給された高周波電力により、金属窓２を介して処理室４内に誘導電界が形成され、この誘導電界により処理室４内に供給された処理ガスがプラズマ化される。 During plasma processing, high-frequency power for forming an induced electric field, for example, with a frequency of 1 MHz to 27 MHz, is supplied from the first high-frequency power supply (source power supply) 15 to the high-frequency antenna 13 via the matching box 14 and the feeding member 16. be. Although not shown, the high-frequency antenna 13 of this example is configured concentrically with an outer ring-shaped antenna, an intermediate ring-shaped antenna, and an inner ring-shaped antenna. Antenna wires extend in the circumferential direction from the feeding portions 41 , 42 , 43 to form the three ring-shaped high-frequency antennas 13 . A capacitor 18 is connected to the end of each antenna line, and each antenna line is connected to the side wall 3a of the high-frequency antenna 13 via the capacitor 18 and grounded. The high-frequency power supplied to the high-frequency antenna 13 in this way forms an induced electric field in the processing chamber 4 through the metal window 2, and the induced electric field converts the processing gas supplied into the processing chamber 4 into plasma. .

処理室４内の下方には、金属窓２を挟んで高周波アンテナ１３と対向するように、被処理基板Ｇ、例えば、ガラス基板を載置するためのステージＳＴが設けられている。ステージＳＴは、基台２３及び絶縁体枠２４を有する。基台２３は、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で構成されている。 A stage ST for mounting a substrate G to be processed, such as a glass substrate, is provided in the lower part of the processing chamber 4 so as to face the high-frequency antenna 13 with the metal window 2 interposed therebetween. The stage ST has a base 23 and an insulator frame 24 . The base 23 is made of a conductive material such as aluminum with an anodized surface.

基台２３は絶縁体枠２４内に収納され、さらに、処理室４の底面に支持される。また、処理室４の側壁４ａには、被処理基板Ｇを搬入出するための搬入出口２７ａおよびそれを開閉するゲートバルブ２７が設けられている。 The base 23 is accommodated in the insulator frame 24 and supported on the bottom surface of the processing chamber 4 . A side wall 4a of the processing chamber 4 is provided with a loading/unloading port 27a for loading and unloading the substrate G to be processed and a gate valve 27 for opening and closing the port.

基台２３には、中空の支柱２５内に設けられた給電線２５ａにより、整合器２８を介して第二の高周波電源（バイアス電源）２９が接続されている。第二の高周波電源２９は、プラズマ処理中に、バイアス電圧用の高周波電力、例えば、周波数が１ＭＨｚ～６ＭＨｚの高周波電力を基台２３に印加する。このバイアス電圧用の高周波電力により被処理基板Ｇ上にバイアス電圧を生成し、処理室４内に生成されたプラズマ中のイオンが被処理基板Ｇに引き込まれる。 A second high-frequency power supply (bias power supply) 29 is connected to the base 23 via a matching box 28 via a feeder line 25 a provided in a hollow support 25 . The second high-frequency power supply 29 applies high-frequency power for bias voltage, for example, high-frequency power with a frequency of 1 MHz to 6 MHz, to the base 23 during plasma processing. A bias voltage is generated on the substrate to be processed G by the high-frequency power for the bias voltage, and ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are attracted to the substrate to be processed G. FIG.

静電チャック２６は、基台２３の上に設けられ、被処理基板Ｇを載置する。静電チャック２６は、絶縁体の間にチャック電極２６ａを挟み込んだ構造になっている。チャック電極２６ａには直流電源４７が接続されている。直流電源４７からチャック電極２６ａに直流電圧が印加されることでクーロン力が発生し、被処理基板Ｇは、静電チャック２６により吸着保持される。 The electrostatic chuck 26 is provided on the base 23, and the substrate G to be processed is placed thereon. The electrostatic chuck 26 has a structure in which a chuck electrode 26a is sandwiched between insulators. A DC power supply 47 is connected to the chuck electrode 26a. A DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a to generate a coulomb force, and the substrate G to be processed is attracted and held by the electrostatic chuck 26 .

さらに、基台２３内には、被処理基板Ｇの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と温度センサーとが設けられてもよい。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも中空の支柱２５を通して処理容器１外に導出される。 Furthermore, in order to control the temperature of the substrate G to be processed, a temperature control mechanism including a heating means such as a ceramic heater, a coolant flow path, and the like, and a temperature sensor may be provided in the base 23 . Piping and wiring for these mechanisms and members are all led out of the processing chamber 1 through hollow struts 25 .

ステージＳＴと処理室４の側壁４ａとの間には、バッフル板３２が連続的或いは断続的に環状にステージＳＴを囲んで設けられ、処理室４から排気空間にガスを通す。処理室４の底部には、排気管３１を介して真空ポンプ等を含む排気装置３０が接続される。排気装置３０により、バッフル板３２下の排気空間が排気され、プラズマ処理中、処理室４内が所定の真空雰囲気（例えば１．３３Ｐａ）に設定及び維持される。 Between the stage ST and the side wall 4a of the processing chamber 4, a baffle plate 32 is continuously or intermittently annularly provided to surround the stage ST, and allows gas to pass from the processing chamber 4 to the exhaust space. An exhaust device 30 including a vacuum pump and the like is connected to the bottom of the processing chamber 4 through an exhaust pipe 31 . The evacuation space under the baffle plate 32 is evacuated by the evacuation device 30, and the inside of the processing chamber 4 is set and maintained at a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 Pa) during plasma processing.

静電チャック２６と被処理基板Ｇとの間に熱伝達用ガスとしてＨｅガスを供給するためのＨｅガス流路５５が設けられている。Ｈｅガス流路５５には、Ｈｅガスライン５６が接続され、圧力制御バルブ５７を介してＨｅ源に接続される。 A He gas flow path 55 for supplying He gas as a heat transfer gas is provided between the electrostatic chuck 26 and the substrate G to be processed. A He gas line 56 is connected to the He gas flow path 55 and connected to a He source via a pressure control valve 57 .

プラズマ処理装置１０の各構成部は、コンピュータからなる制御部５０に接続され、制御部５０により制御される構成となっている。また、制御部５０には、工程管理者がプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。さらに、制御部５０には記憶部５２が接続されている。記憶部５２には、プラズマ処理装置１０において実行される各種処理を制御部５０の制御により実現するための制御プログラム、及び処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラムであるレシピが格納されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部５２の所定位置にセットするようにしてもよい。さらに、他方の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出して制御部５０に実行させることで、プラズマ処理装置１０の処理室４内で被処理基板Ｇに所望の処理が行われる。 Each component of the plasma processing apparatus 10 is connected to a control unit 50 comprising a computer and controlled by the control unit 50 . The control unit 50 also includes a user interface including a keyboard for inputting commands for the process manager to manage the plasma processing apparatus 10 and a display for visualizing and displaying the operating status of the plasma processing apparatus 10. 51 are connected. Furthermore, a storage unit 52 is connected to the control unit 50 . The storage unit 52 stores a control program for realizing various types of processing executed in the plasma processing apparatus 10 under the control of the control unit 50, and a control program for causing each constituent unit of the plasma processing apparatus 10 to execute processing according to processing conditions. A recipe, which is a program of The recipe may be stored in a hard disk or semiconductor memory, or may be stored in a portable storage medium such as a CD-ROM or DVD and set at a predetermined position in the storage section 52 . Furthermore, the recipe may be appropriately transmitted from the other device via, for example, a dedicated line. Then, if necessary, an arbitrary recipe is called up from the storage unit 52 according to an instruction from the user interface 51 or the like, and is executed by the control unit 50. The desired processing is performed.

［ＶＵＶ光源ユニット］
係る構成のプラズマ処理装置１０では、高周波アンテナ１３に供給された高周波電力により、金属窓２を介して処理室４内に誘導電界が形成される。この誘導電界により処理室４内に供給された処理ガスがプラズマ化され、誘導結合プラズマを用いて被処理基板Ｇに所望の処理が行われる。 [VUV light source unit]
In the plasma processing apparatus 10 having such a configuration, an induced electric field is formed in the processing chamber 4 through the metal window 2 by high-frequency power supplied to the high-frequency antenna 13 . The induced electric field converts the processing gas supplied into the processing chamber 4 into plasma, and the substrate G to be processed is subjected to desired processing using the inductively coupled plasma.

プラズマ処理装置１０が小型になると、金属窓２のサイズが小さくなるため、誘導電界による窓電位が十分に上がらず、処理室４内のガス分子を励起させる力が弱くなる。さらに静電チャック２６によりガラス基板（被処理基板Ｇ）を静電吸着させると、処理室４内に存在する電子が被処理基板Ｇ側に引かれて拘束される。このため、誘導電界で加速する電子の数が減少し、プラズマの着火が困難になる。 As the plasma processing apparatus 10 becomes smaller, the size of the metal window 2 becomes smaller, so that the window potential due to the induced electric field does not rise sufficiently, and the force for exciting the gas molecules in the processing chamber 4 becomes weaker. Further, when the glass substrate (substrate G to be processed) is electrostatically attracted by the electrostatic chuck 26, the electrons present in the processing chamber 4 are attracted to the substrate G to be processed and restrained. As a result, the number of electrons accelerated by the induced electric field decreases, making it difficult to ignite the plasma.

そこで、実施形態に係るプラズマ処理装置１０では、処理室４の側壁４ａに形成された観察窓３３にＶＵＶ光源ユニット３４を取り付け、真空紫外光（ＶＵＶ（Vacuum Ultra Violet）、以下、「ＶＵＶ光」という。）によりプラズマの着火をアシストする。ＶＵＶ光源ユニット３４はＶＵＶランプ３５を有する。ＶＵＶランプ３５は、処理室４と連通可能に取り付けられ、処理室４内にＶＵＶ光を直接照射する。ＶＵＶランプ３５は、１００～２００ｎｍの波長のＶＵＶ光を処理室４内に入射する。入射されたＶＵＶ光が処理室４内に供給されたガス分子に照射されると、ガス分子は、光エネルギーを吸収し、電子が乖離される。 Therefore, in the plasma processing apparatus 10 according to the embodiment, the VUV light source unit 34 is attached to the observation window 33 formed in the side wall 4a of the processing chamber 4, and vacuum ultraviolet light (VUV (Vacuum Ultra Violet), hereinafter referred to as "VUV light") is mounted. ) assists plasma ignition. The VUV light source unit 34 has a VUV lamp 35 . The VUV lamp 35 is attached so as to communicate with the processing chamber 4 and directly irradiates the processing chamber 4 with VUV light. The VUV lamp 35 irradiates VUV light with a wavelength of 100 to 200 nm into the processing chamber 4 . When the incident VUV light is applied to the gas molecules supplied into the processing chamber 4, the gas molecules absorb the light energy and the electrons are separated.

この電子の乖離により、プラズマ着火を促進させる。つまり、処理室４内のガス分子から電子を乖離させ、誘導電界で加速する電子の数を増やし、安定したプラズマ着火を可能とする。これにより、ＶＵＶ光を処理室４内に入射することで、処理室内のガス分子から電子が供給され、被処理基板Ｇの静電吸着による電子の拘束によって不足する電子を補い、安定してプラズマ着火を行うことができる。 This electron divergence promotes plasma ignition. That is, the electrons are separated from the gas molecules in the processing chamber 4, the number of electrons accelerated by the induced electric field is increased, and stable plasma ignition is made possible. As a result, when the VUV light is incident on the processing chamber 4, electrons are supplied from the gas molecules in the processing chamber, and the lack of electrons due to the restraint of the electrons due to the electrostatic adsorption of the substrate G to be processed is compensated for. Ignition can be performed.

特に、本実施形態では、ＶＵＶランプ３５を処理室４の側壁４ａに取り付け、観察窓３３を介して処理室４と連通するように構成し、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光を処理室４内に直接照射する。このため、比較例として遠隔に設けられたＶＵＶランプから光ファイバ等を介してＶＵＶ光を処理室４内に照射する場合と比べてＶＵＶ光の減衰量が少なく、高いエネルギーを持ったＶＵＶ光により効率的に処理室４内のガス分子から電子を乖離させることができる。 In particular, in this embodiment, the VUV lamp 35 is attached to the side wall 4a of the processing chamber 4 and communicates with the processing chamber 4 through the observation window 33, so that the VUV light from the VUV lamp 35 enters the processing chamber 4. Direct irradiation. For this reason, as a comparative example, compared with the case where the VUV light is irradiated into the processing chamber 4 from a remotely installed VUV lamp through an optical fiber or the like, the amount of attenuation of the VUV light is small, and the VUV light with high energy is used. Electrons can be efficiently separated from gas molecules in the processing chamber 4 .

ＶＵＶ光は、例えば光源に重水素ランプ（イオナイザー）であるＶＵＶランプ３５を使用する。ＶＵＶランプ３５は、処理室４内と連通可能に配置されている。このため、処理室４内にてプラズマによる基板処理時に発生する反応生成物が観察窓３３を介してＶＵＶランプ３５に付着することで、ＶＵＶランプ３５が曇り、ＶＵＶ光の光量が減少することが生じ得る。 For VUV light, for example, a VUV lamp 35, which is a deuterium lamp (ionizer), is used as a light source. The VUV lamp 35 is arranged so as to be able to communicate with the inside of the processing chamber 4 . Therefore, reaction products generated during plasma substrate processing in the processing chamber 4 adhere to the VUV lamp 35 through the observation window 33, causing the VUV lamp 35 to fog up and reduce the amount of VUV light. can occur.

そこで、ＶＵＶ光源ユニット３４は、処理室４とＶＵＶランプ３５との間にシャッター３７を有する。これにより、プラズマによる基板処理時にはシャッター３７を閉じることで、プラズマによる基板処理時に発生した反応生成物がＶＵＶランプ３５に付着して性能が劣化することを抑制できる。 Therefore, the VUV light source unit 34 has a shutter 37 between the processing chamber 4 and the VUV lamp 35 . Accordingly, by closing the shutter 37 during substrate processing with plasma, it is possible to prevent reaction products generated during substrate processing with plasma from adhering to the VUV lamp 35 and deteriorating performance.

シャッター３７は、ＶＵＶランプ３５と処理室４との間にて、ＶＵＶランプ３５と処理室４内とを連通する通路Ｐの開閉を行う。ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光は常に出力され、シャッター３７の開閉によりＶＵＶ光の処理室４への照射が制御される。ＶＵＶランプ３５は、オフからオンにする際には余熱時間を必要とし、素早い点灯が出来ない。したがって、シャッター３７の開閉によって常時出力されたＶＵＶ光の照射を制御する構成は、ＶＵＶランプ３５のオン・オフによりＶＵＶ光の処理室４への照射を制御するよりも、瞬時にＶＵＶ光の処理室４への照射及び照射の停止を制御できる。これにより、タイミング良く、かつ効率的にＶＵＶ光によるプラズマ着火のアシストを実現することができる。 The shutter 37 opens and closes a passage P between the VUV lamp 35 and the processing chamber 4 that communicates between the VUV lamp 35 and the processing chamber 4 . The VUV light from the VUV lamp 35 is always output, and the irradiation of the VUV light to the processing chamber 4 is controlled by opening and closing the shutter 37 . The VUV lamp 35 requires preheating time when it is turned on from off, and cannot be turned on quickly. Therefore, the configuration for controlling the irradiation of the VUV light that is constantly output by opening and closing the shutter 37 can process the VUV light instantaneously rather than controlling the irradiation of the VUV light to the processing chamber 4 by turning on and off the VUV lamp 35. Irradiation to chamber 4 and termination of irradiation can be controlled. As a result, it is possible to efficiently assist the plasma ignition with the VUV light with good timing.

シャッター３７の制御は、制御部５０により行われる。制御部５０は、シャッター３７の開閉を制御することにより、ＶＵＶランプ３５から処理容器１内へのＶＵＶ光の照射及び照射の停止を制御する。 Control of the shutter 37 is performed by the controller 50 . The control unit 50 controls opening and closing of the shutter 37 to control irradiation of VUV light from the VUV lamp 35 into the processing container 1 and stop of irradiation.

制御部５０は、ＶＵＶ光の処理室４への照射をプラズマ着火前のみに限定するようにシャッター３７を制御する。制御部５０は、プラズマを発生させるために処理室４内に第一の高周波電源１５から高周波電力を供給させる前の予め定められた時間、シャッター３７を開け、ＶＵＶランプ３５から処理室４内にＶＵＶ光を照射するように制御する。また、制御部５０は、予め定められた時間が経過した後、第一の高周波電源１５から高周波電力を供給させる前にシャッター３７を閉じ、ＶＵＶランプ３５から処理容器１内にＶＵＶ光を照射することを停止するように制御する。第一の高周波電源１５から高周波電力を供給させる前の予め定められた時間の一例として、後述される調圧ステップの時間が挙げられる（図７参照）。 The control unit 50 controls the shutter 37 so as to limit irradiation of the processing chamber 4 with VUV light only before plasma ignition. The control unit 50 opens the shutter 37 for a predetermined time before supplying high-frequency power from the first high-frequency power supply 15 to the processing chamber 4 to generate plasma, and allows the VUV lamp 35 to flow into the processing chamber 4. Control to irradiate VUV light. After a predetermined time has elapsed, the control unit 50 closes the shutter 37 before supplying high-frequency power from the first high-frequency power supply 15, and irradiates the processing container 1 with VUV light from the VUV lamp 35. control to stop it. An example of the predetermined time before the high-frequency power is supplied from the first high-frequency power supply 15 is the time of the pressure regulation step, which will be described later (see FIG. 7).

これにより、プラズマによる基板処理時にはシャッター３７を閉じることで、ＶＵＶランプ３５に基板処理時に発生した反応生成物が付着して性能が劣化することを抑制できる。 As a result, by closing the shutter 37 during substrate processing with plasma, it is possible to suppress performance degradation due to adhesion of reaction products generated during substrate processing to the VUV lamp 35 .

ＶＵＶ光源ユニット３４について、図１とともに図２を参照しながら更に説明する。図２は、実施形態に係るＶＵＶ光源ユニット３４の拡大斜視図の一例を示す図である。ＶＵＶ光源ユニット３４は、処理容器１の外部から処理室４の側壁４ａに直接取り付けられている。ＶＵＶ光源ユニット３４は、ＶＵＶランプ３５に加えて更に固定部３６と連結部４５とを有する。固定部３６は、ＶＵＶランプ３５を側壁４ａに取り付ける。連結部４５は、シャッター３７を収納し、垂直方向の移動及び水平方向の若干の移動を可能とする。シャッター３７は、駆動部４６に接続され、駆動部４６により駆動される。 The VUV light source unit 34 is further described with reference to FIG. 2 in conjunction with FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of an enlarged perspective view of the VUV light source unit 34 according to the embodiment. The VUV light source unit 34 is directly attached to the side wall 4 a of the processing chamber 4 from the outside of the processing container 1 . The VUV light source unit 34 further includes a fixing portion 36 and a connecting portion 45 in addition to the VUV lamp 35 . The fixing part 36 attaches the VUV lamp 35 to the side wall 4a. The connector 45 accommodates the shutter 37 and allows vertical movement and some horizontal movement. The shutter 37 is connected to the driving section 46 and driven by the driving section 46 .

固定部３６はフランジ３６ａを有し、フランジ３６ａを介して側壁４ａに固定されている。固定部３６には水平方向に貫通穴３６ｂが形成されている。貫通穴３６ｂは、側壁４ａに形成された観察窓３３の直径と同じ又はそれよりもやや小さい直径を有し、観察窓３３と同心円状に形成され、観察窓３３とＶＵＶランプ３５とを連通する通路Ｐの一部を形成する。 The fixed portion 36 has a flange 36a and is fixed to the side wall 4a via the flange 36a. A through hole 36b is formed in the fixing portion 36 in the horizontal direction. The through hole 36b has a diameter equal to or slightly smaller than the diameter of the observation window 33 formed in the side wall 4a, is formed concentrically with the observation window 33, and communicates the observation window 33 and the VUV lamp 35. forming part of the passage P;

固定部３６には、連結部４５が嵌め込まれている。連結部４５は、中空構造になっており、垂直方向に貫通する貫通穴４５ａと水平方向に貫通する貫通穴４５ｂとを有する。貫通穴４５ｂは、側壁４ａに形成された観察窓３３の直径と同じ又はそれよりもやや小さい直径を有し、観察窓３３及び貫通穴３６ｂと同心円状に形成され、観察窓３３とＶＵＶランプ３５とを連通する通路Ｐの一部を形成する。 A connecting portion 45 is fitted in the fixed portion 36 . The connecting portion 45 has a hollow structure, and has a through hole 45a penetrating in the vertical direction and a through hole 45b penetrating in the horizontal direction. The through hole 45b has a diameter equal to or slightly smaller than the diameter of the observation window 33 formed in the side wall 4a, and is formed concentrically with the observation window 33 and the through hole 36b. forming part of a passage P communicating with the

シャッター３７は、連結部４５の内部に収納されている。シャッター３７は、垂直方向に伸びる支持部３７ａと、支持部３７ａの先端部に設けられた弁体３７ｂとを有する。支持部３７ａは、貫通穴４５ａを貫通し、垂直方向に延在し、駆動部４６に接続される。シャッター３７は、弁体３７ｂの先端が連結部４５の先端に設けられた凹部４５ｃの空間に収められるまで駆動部４６により上昇させることができる。つまり、貫通穴４５ｂは段差を有し、弁体３７ｂを収納する凹部４５ｃにおける貫通穴４５ｂの直径は、それ以外の貫通穴４５ｂの直径よりも大きくなっている。弁体３７ｂの直径は、弁体３７ｂを収納する凹部４５Ｃにおける貫通穴４５ｂの直径よりもやや小さく形成されている。 The shutter 37 is housed inside the connecting portion 45 . The shutter 37 has a vertically extending support portion 37a and a valve body 37b provided at the tip of the support portion 37a. The support portion 37 a extends vertically through the through hole 45 a and is connected to the driving portion 46 . The shutter 37 can be raised by the driving portion 46 until the tip of the valve body 37b is accommodated in the space of the recess 45c provided at the tip of the connecting portion 45. As shown in FIG. That is, the through-hole 45b has a step, and the diameter of the through-hole 45b in the recess 45c accommodating the valve body 37b is larger than the diameter of the other through-holes 45b. The diameter of the valve body 37b is slightly smaller than the diameter of the through hole 45b in the recess 45C that accommodates the valve body 37b.

弁体３７ｂの観察窓３３側の側面には、通路Ｐよりもやや外側の位置に溝が形成され、溝にＯリング４０が嵌め込まれている。駆動部４６は、シャッター３７を観察窓３３の方向に水平方向に若干移動させ、Ｏリング４０を連結部４５の内壁に当接させる。これにより、Ｏリング４０によって気密を保持した状態でシャッター３７により観察窓３３とＶＵＶランプ３５との間を遮断する。シャッター３７により、図２に示す観察窓３３からシャッター３７への空間ｓと、シャッター３７からＶＵＶランプ３５への空間ｔとが仕切られる。 A groove is formed at a position slightly outside the passage P on the side surface of the valve body 37b on the observation window 33 side, and an O-ring 40 is fitted in the groove. The driving portion 46 slightly moves the shutter 37 in the direction of the observation window 33 in the horizontal direction, and brings the O-ring 40 into contact with the inner wall of the connecting portion 45 . As a result, the observation window 33 and the VUV lamp 35 are blocked by the shutter 37 while the O-ring 40 maintains airtightness. The shutter 37 partitions the space s from the observation window 33 to the shutter 37 shown in FIG. 2 and the space t from the shutter 37 to the VUV lamp 35 .

駆動部４６によるシャッター３７の開閉動作について説明する。シャッター３７を開くときには、駆動部４６は、シャッター３７を図２に示す状態から観察窓３３と反対方向に水平方向に若干移動させてから、シャッター３７を下降させる。シャッター３７を閉じるときには、駆動部４６は、シャッター３７の弁体３７ｂが連結部４５の先端に設けられた凹部４５Ｃの空間に収められるまでシャッター３７を上昇させた後、観察窓３３の方向に水平方向に若干移動させ、Ｏリング４０を連結部４５の内壁に当接させる。 The opening/closing operation of the shutter 37 by the drive unit 46 will be described. When opening the shutter 37, the drive unit 46 slightly moves the shutter 37 horizontally in the direction opposite to the observation window 33 from the state shown in FIG. When closing the shutter 37 , the drive unit 46 raises the shutter 37 until the valve body 37 b of the shutter 37 is accommodated in the space of the concave portion 45 C provided at the tip of the connecting portion 45 , and then moves it horizontally in the direction of the observation window 33 . direction to bring the O-ring 40 into contact with the inner wall of the connecting portion 45 .

本実施形態では、ＶＵＶランプ３５は処理室４の側壁４ａに取り付け、さらに観察窓３３を介して処理室４と連通するように取り付けられている。このため、ＶＵＶランプ３５が光ファイバを介して処理容器１に接続される場合と比べて、ＶＵＶ光の減衰量を減らすことができる。これにより、直接処理室４内にＶＵＶ光を照射し、処理室４内にてガス分子から励起させた電子を供給させることで、安定したプラズマ着火を実現できる。 In this embodiment, the VUV lamp 35 is attached to the side wall 4 a of the processing chamber 4 and is attached so as to communicate with the processing chamber 4 through the observation window 33 . Therefore, compared to the case where the VUV lamp 35 is connected to the processing container 1 via an optical fiber, the amount of attenuation of VUV light can be reduced. As a result, by directly irradiating the processing chamber 4 with VUV light and supplying electrons excited from gas molecules in the processing chamber 4, stable plasma ignition can be realized.

また、制御部５０は、ＶＵＶ光の処理室４への照射をプラズマ着火前のみに限定するようにシャッター３７を制御する。よって、処理室４内に高周波電力を印加するときには、シャッター３７は閉じられている。このため、高周波電力がＶＵＶランプ３５側に漏れることはない。更に、シャッター３７を閉じた状態でシャッター３７により処理室４内を真空に保持したままＶＵＶランプ３５を取り外すことができる。 Further, the control unit 50 controls the shutter 37 so as to limit irradiation of the processing chamber 4 with VUV light only before plasma ignition. Therefore, the shutter 37 is closed when high-frequency power is applied to the inside of the processing chamber 4 . Therefore, high-frequency power does not leak to the VUV lamp 35 side. Furthermore, the VUV lamp 35 can be removed while the inside of the processing chamber 4 is maintained in vacuum by the shutter 37 in a closed state.

ＶＵＶ光源ユニット３４は、更にバイパスライン３８を有する。バイパスライン３８は、シャッター３７とＶＵＶランプ３５との間の空間ｔと処理室４内とを接続する。バイパスライン３８は、通路Ｐとは別のラインである。図２の例では、バイパスライン３８は、シャッター３７とＶＵＶランプ３５との間の凹部４５ｃに接続されているが、これに限られない。バイパスライン３８は、シャッター３７とＶＵＶランプ３５との間の貫通穴４５ｂに接続されてもよい。すなわち、バイパスライン３８は、シャッター３７とＶＵＶランプ３５との間の空間ｔと連通する。バイパスライン３８には、バイパスライン３８を開閉するバイパスバルブ３９が設けられていることが好ましい。バイパスバルブ３９の開閉により、バイパスライン３８を介してシャッター３７とＶＵＶランプ３５との空間ｔと処理室４との連通が制御される。空間ｔは、ＶＵＶランプ３５の外周と固定部３６との間に設けられたＯリング４９により大気側から気密にシールされ、バイパスライン３８により空間ｔと処理室４内とを接続することで処理室４の雰囲気とすることができる。 The VUV light source unit 34 also has a bypass line 38 . A bypass line 38 connects the space t between the shutter 37 and the VUV lamp 35 and the inside of the processing chamber 4 . The bypass line 38 is a separate line from the passage P. Although the bypass line 38 is connected to the recess 45c between the shutter 37 and the VUV lamp 35 in the example of FIG. 2, it is not limited to this. Bypass line 38 may be connected to through hole 45b between shutter 37 and VUV lamp 35 . That is, the bypass line 38 communicates with the space t between the shutter 37 and the VUV lamp 35 . The bypass line 38 is preferably provided with a bypass valve 39 for opening and closing the bypass line 38 . By opening and closing the bypass valve 39 , communication between the space t between the shutter 37 and the VUV lamp 35 and the processing chamber 4 is controlled via the bypass line 38 . The space t is hermetically sealed from the atmospheric side by an O-ring 49 provided between the outer periphery of the VUV lamp 35 and the fixed portion 36, and the space t and the inside of the processing chamber 4 are connected by a bypass line 38. It can be the atmosphere of room 4.

制御部５０は、少なくともシャッター３７を開ける前にバイパスバルブ３９を開く。これにより、シャッター３７を開けるときに空間ｔと空間ｓとに差圧が生じないようにすることができる。 The controller 50 opens the bypass valve 39 at least before opening the shutter 37 . Thereby, when the shutter 37 is opened, a pressure difference between the space t and the space s can be prevented.

［実施例１］
次に、実施形態に係るＶＵＶ光源ユニット３４によるプラズマ着火の結果を示す実施例１について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係るＶＵＶ光源ユニット３４によるプラズマ着火の実施例１を示す図である。 [Example 1]
Next, Example 1 showing the result of plasma ignition by the VUV light source unit 34 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing Example 1 of plasma ignition by the VUV light source unit 34 according to the embodiment.

図３は、Ｇ４．５世代のサイズ（例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ）の被処理基板ＧをＯ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスで処理したときのプラズマ着火の状態を示す。実施例１では、ＶＵＶ光源ユニット３４を、図３に示した処理容器１の角（Ａ）に設けた場合についてプラズマ着火の状態を測定した。つまり、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光は、処理容器１の角（Ａ）から処理室４内に照射した。 FIG. 3 shows the state of plasma ignition when a substrate G to be processed having a size of G4.5 generation (for example, 730 mm×920 mm) is processed with O 2 gas, Ar gas, and He gas. In Example 1, the state of plasma ignition was measured when the VUV light source unit 34 was provided at the corner (A) of the processing container 1 shown in FIG. That is, the VUV light from the VUV lamp 35 was irradiated into the processing chamber 4 from the corner (A) of the processing container 1 .

処理容器１の圧力は、５ｍＴ（０．６７Ｐａ）、１０ｍＴ（１．３３Ｐａ）、１５ｍＴ（２．００Ｐａ）、２０ｍＴ（２．６７Ｐａ）、２５ｍＴ（３．３３Ｐａ）、３０ｍＴ（４．００Ｐａ）、５０ｍＴ（６．６７Ｐａ）、９０ｍＴ（１２．００Ｐａ）に設定した。Ｐｓは、高周波アンテナ１３に印加する高周波電力を示す。図３の表の〇は、Ｐｓ＝１ｋＷでプラズマが着火した場合を示す。図３の表の△は、Ｐｓ＝１ｋＷでは着火しないがＰｓ＝２ｋＷでプラズマが着火した場合を示す。図３の表の×は、Ｐｓ＝２ｋＷでもプラズマ着火しなかった場合を示す。なお、「－」で示す結果は、実験結果がないことを示す。ただし、一般に圧力が高い方がプラズマ着火し易いため、圧力が低い状態でプラズマ着火していれば、それよりも高い圧力ではプラズマ着火すると考えられる。 The pressure of the processing container 1 is 5 mT (0.67 Pa), 10 mT (1.33 Pa), 15 mT (2.00 Pa), 20 mT (2.67 Pa), 25 mT (3.33 Pa), 30 mT (4.00 Pa), 50 mT. (6.67 Pa), set to 90 mT (12.00 Pa). Ps indicates the high frequency power applied to the high frequency antenna 13 . ◯ in the table of FIG. 3 indicates the case where the plasma is ignited at Ps=1 kW. Δ in the table of FIG. 3 indicates the case where the plasma is ignited at Ps=2 kW but not ignited at Ps=1 kW. X in the table of FIG. 3 indicates the case where the plasma was not ignited even at Ps=2 kW. The results indicated with "-" indicate no experimental results. However, since plasma ignition is generally more likely to occur at higher pressures, if plasma is ignited at a low pressure, plasma is ignited at a higher pressure.

Ｏ２ガスを５００ｓｃｃｍの条件でＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光の照射がない場合（図３のＶＵＶなし）、１０ｍＴ、３０ｍＴ、５０ｍＴ、９０ｍＴの圧力においてＰｓ＝２ｋＷでもプラズマは着火しなかった。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がない場合にプラズマは着火しないと考えられる。 When the O 2 gas was 500 sccm and there was no irradiation of VUV light from the VUV lamp 35 (no VUV in FIG. 3), the plasma was not ignited even at Ps=2 kW at pressures of 10 mT, 30 mT, 50 mT, and 90 mT. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is not ignited in the absence of VUV light irradiation.

一方、同一条件でＶＵＶ光の照射がある場合（図３のＡ）、５ｍＴ、１０ｍＴ、３０ｍＴの圧力においてＰｓ＝１ｋＷの印加でプラズマが着火した。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がある場合にプラズマは着火すると考えられる。 On the other hand, when VUV light was irradiated under the same conditions (A in FIG. 3), plasma was ignited by applying Ps=1 kW at pressures of 5 mT, 10 mT, and 30 mT. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is ignited when there is VUV light irradiation.

Ａｒガスを５００ｓｃｃｍの条件でＶＵＶ光の照射がない場合（ＶＵＶなし）、１０ｍＴの圧力においてプラズマはＰｓ＝２ｋＷでも着火しなかったが、１５ｍＴ、２０ｍＴ、３０ｍＴ、５０ｍＴ、９０ｍＴの圧力においてＰｓ＝２ｋＷの印加でプラズマが着火した。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がない場合にＰｓ＝１ｋＷではプラズマは着火しないが、Ｐｓ＝２ｋＷの印加でプラズマが着火すると考えられる。 In the absence of VUV light irradiation (no VUV) under the condition of 500 sccm of Ar gas, the plasma was not ignited even at Ps = 2 kW at a pressure of 10 mT, but Ps = 2 kW at pressures of 15 mT, 20 mT, 30 mT, 50 mT, and 90 mT. was applied to ignite the plasma. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is not ignited at Ps=1 kW when there is no irradiation of VUV light, but plasma is ignited when Ps=2 kW is applied.

一方、ＶＵＶ光の照射がある場合（Ａ）、５ｍＴ、１０ｍＴ、３０ｍＴの圧力においてＰｓ＝１ｋＷの印加でプラズマが着火した。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がある場合にプラズマは着火すると考えられる。 On the other hand, when VUV light was applied (A), plasma was ignited by applying Ps=1 kW at pressures of 5 mT, 10 mT, and 30 mT. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is ignited when there is VUV light irradiation.

Ｈｅガスを５００ｓｃｃｍの条件でＶＵＶ光の照射がない場合（ＶＵＶなし）、１０ｍＴ、３０ｍＴの圧力においてＰｓ＝２ｋＷでもプラズマは着火しなかった。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がない場合にプラズマは着火しないと考えられる。 Under the condition of 500 sccm of He gas and no irradiation of VUV light (no VUV), plasma was not ignited even at Ps=2 kW at pressures of 10 mT and 30 mT. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is not ignited in the absence of VUV light irradiation.

一方、ＶＵＶ光の照射がある場合（Ａ）、１０ｍＴ、１５ｍＴ、３０ｍＴの圧力においてＰｓ＝１ｋＷの印加でプラズマが着火し、５ｍＴの圧力においてＰｓ＝２ｋＷの印加でプラズマが着火した。以上から、上記条件では、ＶＵＶ光の照射がある場合にプラズマは着火すると考えられる。 On the other hand, when VUV light was irradiated (A), plasma was ignited by applying Ps = 1 kW at pressures of 10 mT, 15 mT, and 30 mT, and plasma was ignited by applying Ps = 2 kW at 5 mT. From the above, it is considered that under the above conditions, plasma is ignited when there is VUV light irradiation.

図３の実施例１の実験結果によれば、いずれのガスの場合にもＶＵＶ光を照射しない場合にはプラズマが着火しなかった又はプラズマが着火し難かったのに対し、ＶＵＶ光を照射した（Ａ）の場合、プラズマが着火した又はプラズマがより着火し易くなった。 According to the experimental results of Example 1 in FIG. 3, the plasma did not ignite or was difficult to ignite when VUV light was not irradiated for any gas, whereas VUV light was irradiated. In the case of (A), the plasma was ignited or became easier to ignite.

［実施例２］
次に、実施形態に係るＶＵＶ光源ユニット３４によるプラズマ着火の結果を示す実施例２について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係るＶＵＶ光源ユニット３４によるプラズマ着火の実施例２を示す図である。 [Example 2]
Next, Example 2 showing the results of plasma ignition by the VUV light source unit 34 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing Example 2 of plasma ignition by the VUV light source unit 34 according to the embodiment.

図４は、Ｇ６世代のサイズ（例えば、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）の被処理基板ＧをＯ２ガス、ＣＦ４／Ｏ２ガス、Ｈｅガスで処理したときのプラズマ着火の状態を示す。実施例２では、ＶＵＶ光源ユニット３４を、図４に示した処理容器１の中央（Ｂ）及び角（Ｃ）に設けた場合についてプラズマ着火の状態を測定した。つまり、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光は、処理容器１の中央（Ｂ）又は角（Ｃ）から処理室４内に照射した。 FIG. 4 shows the state of plasma ignition when a substrate G to be processed having a size of G6 generation (for example, 1500 mm×1850 mm) is processed with O 2 gas, CF 4 /O 2 gas and He gas. In Example 2, the state of plasma ignition was measured when the VUV light source units 34 were provided at the center (B) and the corners (C) of the processing container 1 shown in FIG. That is, the VUV light from the VUV lamp 35 was irradiated into the processing chamber 4 from the center (B) or corner (C) of the processing container 1 .

処理容器１の圧力は、Ｏ２ガス又はＣＦ４／Ｏ２ガスを供給するとき、６ｍＴ（０．８０Ｐａ）、１０ｍＴ、１５ｍＴ、２０ｍＴ、２５ｍＴ、３０ｍＴ、４０ｍＴ（５．３３Ｐａ）に設定した。一方、Ｈｅガスを供給するとき、処理容器１の圧力は、１０ｍＴ、１５ｍＴ、２０ｍＴ、２５ｍＴ、３０ｍＴ、４０ｍＴ、７０ｍＴ（９．３３Ｐａ）に設定した。Ｐｓは、高周波アンテナ１３に印加する高周波電力を示す。図４の表の〇及び×は、図３の表の〇及び×と同一の意味で用いており、〇はＰｓ＝３ｋＷの高周波電力の印加でプラズマが着火したことを示し、×はＰｓ＝３ｋＷでプラズマが着火しなかったことを示す。なお、「－」で示す結果は、実験結果がないことを示す。ただし、一般に圧力が高い方がプラズマ着火し易いため、圧力が低い状態でプラズマ着火していれば、それよりも高い圧力ではプラズマ着火すると考えられる。 The pressure of the processing container 1 was set to 6 mT (0.80 Pa), 10 mT, 15 mT, 20 mT, 25 mT, 30 mT, and 40 mT (5.33 Pa) when supplying O 2 gas or CF 4 /O 2 gas. On the other hand, when supplying He gas, the pressure of the processing container 1 was set to 10 mT, 15 mT, 20 mT, 25 mT, 30 mT, 40 mT and 70 mT (9.33 Pa). Ps indicates the high frequency power applied to the high frequency antenna 13 . ○ and × in the table of FIG. 4 are used with the same meaning as ○ and × in the table of FIG. It shows that the plasma did not ignite at 3 kW. The results indicated with "-" indicate no experimental results. However, since plasma ignition is generally more likely to occur at higher pressures, if plasma is ignited at a low pressure, plasma is ignited at a higher pressure.

Ｏ２ガスを１２００ｓｃｃｍ供給し、３ｋＷの高周波電力を高周波アンテナ１３に印加したとき、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光の照射がない場合（図４のＶＵＶなし）、２５ｍＴ，３０ｍＴの圧力においてプラズマは着火せず、４０ｍＴの圧力においてプラズマが着火した。 When 1200 sccm of O 2 gas is supplied and 3 kW of high frequency power is applied to the high frequency antenna 13, plasma is ignited at pressures of 25 mT and 30 mT when there is no irradiation of VUV light from the VUV lamp 35 (no VUV in FIG. 4). A plasma was ignited at a pressure of 40 mT.

一方、同一条件でＶＵＶ光を中央から照射した場合（図３のＢ）、６ｍＴ、１０ｍＴ、２０ｍＴ、２５ｍＴ、３０ｍＴの圧力において３ｋＷの高周波電力の印加でプラズマが着火した。また、同一条件でＶＵＶ光を角から照射した場合（図３のＣ）、６ｍＴ、１０ｍＴ、３０ｍＴの圧力においてプラズマが着火した。 On the other hand, when VUV light was irradiated from the center under the same conditions (FIG. 3B), plasma was ignited by applying high frequency power of 3 kW at pressures of 6 mT, 10 mT, 20 mT, 25 mT, and 30 mT. In addition, when VUV light was irradiated from the corner under the same conditions (C in FIG. 3), plasma was ignited at pressures of 6 mT, 10 mT, and 30 mT.

ＣＦ４／Ｏ２ガスを６００／６００ｓｃｃｍ供給し、３ｋＷの高周波電力を高周波アンテナ１３に印加したとき、ＶＵＶ光の照射がない場合（ＶＵＶなし）、１５ｍＴの圧力においてプラズマは着火しなかった。２０ｍＴの圧力においてプラズマが着火した。 When 600/600 sccm of CF 4 /O 2 gas was supplied and 3 kW of high-frequency power was applied to the high-frequency antenna 13, plasma was not ignited at a pressure of 15 mT in the absence of VUV light irradiation (no VUV). A plasma was ignited at a pressure of 20 mT.

一方、ＶＵＶ光を中央から照射した場合（Ｂ）及びＶＵＶ光を角から照射した場合（Ｃ）のいずれも、６ｍＴ、１０ｍＴ、１５ｍＴの圧力においてプラズマが着火した。 On the other hand, when VUV light was irradiated from the center (B) and when VUV light was irradiated from the corners (C), plasma was ignited at pressures of 6 mT, 10 mT, and 15 mT.

Ｈｅガスを１３００ｓｃｃｍ供給し、３ｋＷの高周波電力を高周波アンテナ１３に印加したとき、ＶＵＶ光の照射がない場合（ＶＵＶなし）、３０ｍＴ、７０ｍＴの圧力においてプラズマは着火しなかった。 When 1300 sccm of He gas was supplied and 3 kW of high-frequency power was applied to the high-frequency antenna 13, plasma was not ignited at pressures of 30 mT and 70 mT in the absence of VUV light irradiation (no VUV).

一方、ＶＵＶ光を中央から照射した場合（Ｂ）及びＶＵＶ光を角から照射した場合（Ｃ）のいずれも、２０ｍＴの圧力においてプラズマは着火しなかったが、２５ｍＴの圧力においてプラズマが着火した。 On the other hand, when VUV light was irradiated from the center (B) and when VUV light was irradiated from the corners (C), plasma was not ignited at a pressure of 20 mT, but plasma was ignited at a pressure of 25 mT.

図４の実施例１の実験結果によれば、Ｏ２ガス、ＣＦ４／Ｏ２ガス、Ｈｅガスのいずれの場合においても、ＶＵＶ光を照射した（Ｂ）及び（Ｃ）の場合、ＶＵＶ光を照射しない場合と比較してプラズマが着火した又はプラズマがより着火し易くなった。また、ＶＵＶランプ３５の設置場所に対するプラズマ着火の依存性はほとんどなかった。 According to the experimental results of Example 1 in FIG. 4, in any case of O 2 gas, CF 4 /O 2 gas, and He gas, in the case of (B) and (C) in which VUV light was irradiated, VUV light Plasma ignited or became easier to ignite compared to the case of not irradiating . Also, there was little dependence of plasma ignition on the installation location of the VUV lamp 35 .

［実施例３］
次に、図５を参照しながら実施例３について説明する。図５は、実施形態に係る静電チャックとＶＵＶ光源ユニットによるプラズマ着火の実施例３を示す図である。図５は、直流電源４７から静電チャック２６に直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させたとき（ｂ）～（ｄ）と、静電チャック２６を使用していないとき（ａ）と、についてＶＵＶ光の照射の有無とプラズマ着火の結果を示す。 [Example 3]
Next, Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing Example 3 of plasma ignition by the electrostatic chuck and the VUV light source unit according to the embodiment. FIG. 5 shows (b) to (d) when a DC voltage is applied to the electrostatic chuck 26 from the DC power supply 47 and the substrate G to be processed is electrostatically attracted to the stage ST, and when the electrostatic chuck 26 is used. The results of plasma ignition and the presence or absence of VUV light irradiation are shown for (a) and (a) when there is no VUV light irradiation.

実施例３では、Ｏ２ガスを供給したときのプラズマ着火の状態を示す。処理容器１の圧力は、５ｍＴ、１０ｍＴ、１５ｍＴ、２０ｍＴ、２５ｍＴ、３０ｍＴ、５０ｍＴに設定した。また、高周波アンテナ１３に印加する高周波電力を１ｋＷに設定した。図５の表の〇はプラズマが着火したことを示し、×はプラズマが着火しなかったことを示す。 Example 3 shows the state of plasma ignition when O 2 gas is supplied. The pressure of the processing container 1 was set to 5 mT, 10 mT, 15 mT, 20 mT, 25 mT, 30 mT and 50 mT. Also, the high-frequency power applied to the high-frequency antenna 13 was set to 1 kW. ◯ in the table of FIG. 5 indicates that the plasma was ignited, and x indicates that the plasma was not ignited.

Ｏ２ガスを供給したとき、（ａ）の被処理基板Ｇを静電吸着させていないとき、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光の照射がなくても、いずれの圧力においてもプラズマは着火した。 Plasma was ignited at any pressure when O 2 gas was supplied and when the substrate G to be processed was not electrostatically attracted in (a), even without irradiation of VUV light from the VUV lamp 35 .

また、（ｂ）の直流電源４７からチャック電極２６ａにマイナスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させたとき、ＶＵＶ光の照射がなくても、いずれの圧力においてもプラズマは着火した。 In addition, when a negative DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a in FIG. plasma was ignited.

一方、（ｃ）の直流電源４７からチャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させたとき、ＶＵＶ光の照射がない場合、いずれの圧力においてもプラズマは着火しなかった。 On the other hand, when a positive DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a in (c), and the substrate G to be processed is electrostatically attracted to the stage ST, in the absence of VUV light irradiation, at any pressure, Plasma did not ignite.

これに対して、（ｄ）の直流電源４７からチャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させたときにおいても、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光の照射がある場合、いずれの圧力においてもプラズマが着火した。 On the other hand, even when a positive DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a in (d) and the substrate G to be processed is electrostatically attracted to the stage ST, the VUV light from the VUV lamp 35 is Plasma ignited at both pressures when there was irradiation.

ＶＵＶ光の照射によりプラズマが着火可能になる理由について、図６を参照しながら説明する。図６は、実施形態に係るＶＵＶ光の照射とプラズマ着火とを説明するための図である。図６（ａ）に示すように、直流電源４７からチャック電極２６ａに直流電圧が印加されていない場合、処理室４内の電子は静電チャック２６に拘束されない。そのため、高周波アンテナ１３に供給された高周波電力によって処理室４内に形成された誘導電界Ｅで十分な数の電子が加速し、それらの電子が処理室４内のガス分子に衝突してガス分子から電子を乖離させ、処理室４内に供給された処理ガスがプラズマ化、プラズマＰが着火する。 The reason why plasma can be ignited by VUV light irradiation will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining VUV light irradiation and plasma ignition according to the embodiment. As shown in FIG. 6A, electrons in the processing chamber 4 are not restrained by the electrostatic chuck 26 when no DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a. Therefore, a sufficient number of electrons are accelerated by the induced electric field E formed in the processing chamber 4 by the high-frequency power supplied to the high-frequency antenna 13, and the electrons collide with the gas molecules in the processing chamber 4. , the processing gas supplied into the processing chamber 4 becomes plasma, and the plasma P is ignited.

図６（ｂ）に示すように、直流電源４７からチャック電極２６ａにプラスの直流電圧（例えば３ｋＶ）が印加された場合、チャック電極２６ａに溜まったプラスの電荷により処理室４内に存在する電子が被処理基板Ｇ側に吸引され拘束される。このため、誘導電界で加速する電子の数が減少し、プラズマの着火が困難になる。 As shown in FIG. 6B, when a positive DC voltage (for example, 3 kV) is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a, electrons existing in the processing chamber 4 are generated by the positive charges accumulated in the chuck electrode 26a. is attracted to the substrate to be processed G side and restrained. As a result, the number of electrons accelerated by the induced electric field decreases, making it difficult to ignite the plasma.

これに対して、直流電源４７からチャック電極２６ａにプラスの直流電圧が印加された場合であっても、図６（ｃ）に示すように、ＶＵＶ光を照射すると、ＶＵＶ光により処理室４内のガス分子（例えばＯ２ガス）から電子を乖離させることができる。この結果、被処理基板Ｇの静電吸着による電子の拘束によって不足する電子を補い、誘導電界で加速する電子の数を増やし、安定したプラズマ着火を可能とする。 On the other hand, even if a positive DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the chuck electrode 26a, as shown in FIG. electrons can be dissociated from gas molecules (eg, O 2 gas). As a result, the lack of electrons due to the restraint of electrons due to the electrostatic attraction of the substrate G to be processed is supplemented, the number of electrons accelerated by the induced electric field is increased, and stable plasma ignition is made possible.

実施例３の結果から、静電チャック２６を使用していないとき、すなわち被処理基板Ｇを静電吸着させていないとき、ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光の照射がなくてもプラズマは着火可能であることがわかった。よって、静電チャック２６を使用しない場合、実施形態に係るプラズマ処理方法は実行されない。また、チャック電極２６ａにマイナスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させた場合にもプラズマ着火は可能である。しかしながら、チャック電極２６ａにマイナスの直流電圧を印加すると吸着力が低下する。 From the results of Example 3, when the electrostatic chuck 26 is not used, that is, when the substrate G to be processed is not electrostatically attracted, plasma can be ignited even without VUV light irradiation from the VUV lamp 35. It turns out there is. Therefore, when the electrostatic chuck 26 is not used, the plasma processing method according to the embodiment is not performed. Plasma ignition is also possible when the substrate G to be processed is electrostatically attracted to the stage ST by applying a negative DC voltage to the chuck electrode 26a. However, when a negative DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, the attracting force decreases.

その理由は、チャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加した場合、被処理基板Ｇの上面にはマイナスの電荷が溜まる。更に被処理基板Ｇの上面にはマイナスの電位の自己バイアスが発生している。このため、自己バイアスによって静電吸着力は高まる。一方、チャック電極２６ａにマイナスの直流電圧を印加した場合、被処理基板Ｇの上面にはプラスの電荷が溜まる。よって、被処理基板Ｇの上面に発生するマイナスの自己バイアスと被処理基板Ｇの上面のプラスの電荷とが打ち消しあい、静電吸着力は弱まる。この結果、チャック電極２６ａにマイナスの直流電圧を印加すると、被処理基板Ｇを静電チャック２６に十分に静電吸着させることが困難になる。一方、チャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加すると、被処理基板Ｇを静電チャック２６に十分に静電吸着させることができる。 The reason for this is that when a positive DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, negative charges accumulate on the upper surface of the substrate G to be processed. Furthermore, a self-bias of negative potential is generated on the upper surface of the substrate G to be processed. Therefore, the self-bias increases the electrostatic attraction force. On the other hand, when a negative DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, positive charges accumulate on the upper surface of the substrate G to be processed. Therefore, the negative self-bias generated on the upper surface of the substrate G to be processed cancels out the positive charges on the upper surface of the substrate to be processed G, and the electrostatic adsorption force is weakened. As a result, when a negative DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, it becomes difficult to sufficiently electrostatically attract the substrate G to be processed to the electrostatic chuck 26a. On the other hand, when a positive DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, the substrate G to be processed can be sufficiently electrostatically attracted to the electrostatic chuck 26. FIG.

よって、チャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させることが好ましい。しかしながら、この場合、図５の実験結果に示すように、プラズマ着火が困難になる。そこで、チャック電極２６ａにプラスの直流電圧を印加したときに本実施形態に係るプラズマ処理を実行し、プラズマ着火をアシストする。つまり、直流電源４７から静電チャック２６にプラスの直流電圧を印加し、被処理基板ＧをステージＳＴに静電吸着させたときに本実施形態に係るプラズマ処理方法が実行される。 Therefore, it is preferable to apply a positive DC voltage to the chuck electrode 26a to electrostatically attract the substrate G to be processed to the stage ST. However, in this case, as shown in the experimental results of FIG. 5, plasma ignition becomes difficult. Therefore, when a positive DC voltage is applied to the chuck electrode 26a, the plasma processing according to the present embodiment is performed to assist plasma ignition. That is, the plasma processing method according to the present embodiment is executed when a positive DC voltage is applied from the DC power supply 47 to the electrostatic chuck 26 and the substrate G to be processed is electrostatically attracted to the stage ST.

［プラズマ処理方法］
図７を参照しながら実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。図７は、実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すタイムチャートである。前述のとおり、図７のＡに示す直流電源４７から静電チャック２６にプラスの直流電圧を印加しているときに実施形態に係るプラズマ処理方法が実行され、所定時間ＶＵＶランプ３５からのＶＵＶ光が照射される。 [Plasma treatment method]
A plasma processing method according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a time chart showing an example of the plasma processing method according to the embodiment. As described above, the plasma processing method according to the embodiment is executed while applying a positive DC voltage from the DC power supply 47 shown in A of FIG. is irradiated.

図７の例では、ステップ１～ステップ９までの９ステップで構成される。タイミングチャートの開始は、被処理基板ＧがステージＳＴに載置された状態である。ステップ１は処理ガスを供給して処理容器１内を調圧するステップ、ステップ２は高周波電力（ＲＦ）を印加し、基板を処理するステップ、ステップ３は処理容器１内を真空排気するステップである。ステップ４は供給する処理ガスを替えて処理容器１に供給し、処理容器１内を調圧するステップ、ステップ５は高周波電力（ＲＦ）を印加し、基板を処理するステップ、ステップ６は処理容器１内を真空排気するステップである。ステップ７は除電ガスを供給して処理容器１内を調圧するステップ、ステップ８は静電チャック２６を除電するステップ、ステップ９はプラズマ処理を終了するステップである。 In the example of FIG. 7, it consists of 9 steps from step 1 to step 9. FIG. The start of the timing chart is a state in which the substrate G to be processed is placed on the stage ST. Step 1 is a step of supplying a processing gas to regulate the pressure inside the processing chamber 1, step 2 is a step of applying high frequency power (RF) to process the substrate, and step 3 is a step of evacuating the processing chamber 1. . Step 4 is the step of changing the supplied processing gas and supplying it to the processing chamber 1 to adjust the pressure inside the processing chamber 1 , Step 5 is the step of applying high frequency power (RF) to process the substrate, and Step 6 is the step of processing the processing chamber 1 . This is the step of evacuating the inside. Step 7 is a step of supplying a static elimination gas to adjust the pressure inside the processing chamber 1, step 8 is a step of statically eliminating the electrostatic chuck 26, and step 9 is a step of ending the plasma processing.

図７のＡに示す静電チャック２６に印加する直流電圧は、ステップ１の開始時にオンされステップ６の終了時にオフされる。Ｂに示す処理容器１内の圧力の調整及び処理ガスの供給は、ステップ１の開始時にオンされ、ステップ２の終了時にオフされる。また、次の処理容器１内の圧力の調整及び処理ガスの供給は、ステップ４の開始時にオンされ、ステップ５の終了時にオフされる。除電ガスの供給及び処理容器１内の圧力の調整は、ステップ７の開始時にオンされ、ステップ８の終了時にオフされる。 The DC voltage applied to the electrostatic chuck 26 shown in A of FIG. 7 is turned on at the start of step 1 and turned off at the end of step 6 . The regulation of the pressure in the processing vessel 1 and the supply of processing gas shown in B are turned on at the beginning of step 1 and turned off at the end of step 2. FIG. Further, the adjustment of the pressure inside the processing container 1 and the supply of the processing gas are turned on at the start of step 4 and turned off at the end of step 5 . The supply of static elimination gas and the adjustment of the pressure in the processing container 1 are turned on at the start of step 7 and turned off at the end of step 8 .

Ｃに示すシャッター３７は、ステップ１の開始時に開き、ステップ１の終了時に閉じる。また、Ｃに示すシャッター３７は、ステップ４の開始時に開き、ステップ４の終了時に閉じる。Ｄに示すバイパスバルブ３９は、ステップ１の開始前から開いており、ステップ１の終了時に閉じ、ステップ３の開始時に開き、ステップ４の終了時に閉じる。更にＤに示すバイパスバルブは、ステップ６の開始時に開き、ステップ７の終了時に閉じ、ステップ９の開始時に開く。 The shutter 37, shown at C, opens at the beginning of step 1 and closes at the end of step 1. Also, the shutter 37 shown at C opens at the start of step 4 and closes at the end of step 4. FIG. The bypass valve 39 shown at D is open before the start of step 1, closes at the end of step 1, opens at the start of step 3, and closes at the end of step 4. Further, a bypass valve, shown at D, opens at the beginning of step 6, closes at the end of step 7, and opens at the beginning of step 9.

Ｅに示す高周波電力は、ステップ２の開始時にオンされ、ステップ２の終了時にオフされる。また、Ｅに示す高周波電力は、ステップ５の開始時にオンされ、ステップ５の終了時にオフされる。更にＥに示す高周波電力は、ステップ８の除電の開始時にオンされ、ステップ８の終了時にオフされる。 The RF power indicated at E is turned on at the beginning of step 2 and turned off at the end of step 2. FIG. Also, the high frequency power shown at E is turned on at the beginning of step 5 and turned off at the end of step 5. FIG. Furthermore, the high frequency power shown at E is turned on at the start of static elimination in step 8 and turned off at the end of step 8. FIG.

以上に説明したように、本実施形態に係るプラズマ処理方法では、図７のＣに示すシャッター３７を開けている間、ＶＵＶ光を処理室４内に照射する。よって、ＶＵＶ光を処理室４に照射するタイミングは、図７のＥに示す高周波電力を印加する前且つ直流電圧を静電チャック２６に印加する時、すなわちプラズマ着火前の予め定められた時間に限定される。 As described above, in the plasma processing method according to the present embodiment, VUV light is irradiated into the processing chamber 4 while the shutter 37 shown in FIG. 7C is open. Therefore, the timing of irradiating the processing chamber 4 with the VUV light is before applying the high-frequency power shown in FIG. Limited.

これにより、プラズマ着火前にＶＵＶ光を処理室４内に照射することで、ＶＵＶ光によって処理室４内のガス分子から電子を放出させ、その電子が誘導電界で加速されて処理室４のガス分子と衝突し、更に電子を放出させる。これにより、静電吸着による電子の拘束によって不足する電子を補い、誘導電界で加速する電子の数を増やし、プラズマ着火を促進し、次の高周波電力を印加するステップにおいて安定したプラズマ着火及びプラズマ処理を可能とする。 As a result, by irradiating the inside of the processing chamber 4 with VUV light before plasma ignition, electrons are emitted from the gas molecules in the processing chamber 4 by the VUV light, and the electrons are accelerated by the induction electric field and the gas in the processing chamber 4 It collides with molecules and releases more electrons. As a result, the lack of electrons due to the binding of electrons by electrostatic adsorption is compensated, the number of electrons accelerated by the induced electric field is increased, plasma ignition is promoted, and stable plasma ignition and plasma processing are performed in the next step of applying high-frequency power. enable

また、本実施形態に係るプラズマ処理方法では、ステップ２及びステップ５のプラズマによる基板処理時には、シャッター３７が閉じている。これにより、基板処理時に発生した反応生成物がＶＵＶランプ３５に付着してＶＵＶランプ３５の性能が劣化することを抑制できる。 Further, in the plasma processing method according to the present embodiment, the shutter 37 is closed during the substrate processing with plasma in steps 2 and 5 . As a result, it is possible to prevent reaction products generated during substrate processing from adhering to the VUV lamp 35 and deteriorating the performance of the VUV lamp 35 .

なお、シャッター３７を開ける前にバイパスバルブ３９を開く。図７の例では、バイパスバルブ３９は、シャッター３７を開く前の真空排気のステップ３、６から開いている。図３に示す空間ｓと区間ｔとの間の差圧がない状態でシャッター３７を開けるためである。ステップ７の調圧ステップにおいてシャッター３７を開けないのは、ステップ７ではＡに示す静電チャック２６に印加する直流電圧はオフされているため、ステップ７においてＶＵＶ光のアシストがなくてもプラズマは着火するためである。 Before opening the shutter 37, the bypass valve 39 is opened. In the example of FIG. 7, the bypass valve 39 is open from steps 3 and 6 of evacuation before the shutter 37 is opened. This is because the shutter 37 is opened in a state where there is no differential pressure between the space s and the section t shown in FIG. The reason why the shutter 37 cannot be opened in the pressure adjustment step of step 7 is that the DC voltage applied to the electrostatic chuck 26 shown in A is turned off in step 7, so that the plasma is generated even without the assistance of the VUV light in step 7. This is for ignition.

以上に説明したように、本実施形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、誘導結合によりプラズマを発生させるときに安定してプラズマを着火させることができる。 As described above, according to the plasma processing apparatus and the plasma processing method according to the present embodiment, plasma can be stably ignited when plasma is generated by inductive coupling.

今回開示された実施形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、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。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。 The plasma processing apparatus and plasma processing method according to the embodiments disclosed this time should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. Embodiments can be modified and improved in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims. The items described in the above multiple embodiments can take other configurations within a consistent range, and can be combined within a consistent range.

１ 処理容器
２ 金属窓
３ アンテナ室
４ 処理室
６ 絶縁物
１０ プラズマ処理装置
１３ 高周波アンテナ
１５ 第一の高周波電源
１６ 給電部材
２０ 処理ガス供給部
２３ 基台
２６ 静電チャック
２９ 第二の高周波電源
３０ 排気装置
３２ バッフル板
３３ 観察窓
３４ ＶＵＶ光源ユニット
３５ ＶＵＶランプ
３６ 固定部
３７ シャッター
３８ バイパスライン
３９ バイパスバルブ
４７ 直流電源
Ｇ 被処理基板
ＳＴ ステージ 1 Processing Container 2 Metal Window 3 Antenna Chamber 4 Processing Chamber 6 Insulator 10 Plasma Processing Apparatus 13 High-Frequency Antenna 15 First High-Frequency Power Supply 16 Feeding Member 20 Processing Gas Supply Unit 23 Base 26 Electrostatic Chuck 29 Second High-Frequency Power Supply 30 Exhaust device 32 Baffle plate 33 Observation window 34 VUV light source unit 35 VUV lamp 36 Fixed part 37 Shutter 38 Bypass line 39 Bypass valve 47 DC power supply G Substrate to be processed ST Stage

Claims (7)

処理室内にて誘導結合によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置であって、
前記処理室の壁に前記処理室内と連通可能に取り付けられたＶＵＶランプと、
前記ＶＵＶランプと前記処理室との間に設けられ、前記ＶＵＶランプと前記処理室との間を開閉するシャッターと、
前記シャッターと前記ＶＵＶランプとの間と、前記処理室内とを接続するバイパスラインと、
を有するプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for generating plasma by inductive coupling in a processing chamber,
a VUV lamp attached to a wall of the processing chamber so as to communicate with the processing chamber;
a shutter provided between the VUV lamp and the processing chamber for opening and closing between the VUV lamp and the processing chamber;
a bypass line connecting between the shutter and the VUV lamp and the inside of the processing chamber;
A plasma processing apparatus having 前記バイパスラインに設けられ、前記バイパスラインを開閉するバイパスバルブを有する、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。 A bypass valve provided in the bypass line for opening and closing the bypass line,
The plasma processing apparatus according to claim 1. 少なくとも前記シャッターを開けるタイミングに応じて前記バイパスバルブを開く制御部を有する、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。 Having a control unit that opens the bypass valve at least according to the timing of opening the shutter,
The plasma processing apparatus according to claim 2. 前記制御部は、
前記シャッターの開閉により、前記ＶＵＶランプから前記処理室内へのＶＵＶ光の照射及び前記ＶＵＶ光の照射の停止を制御する、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。 The control unit
Controlling irradiation of VUV light from the VUV lamp into the processing chamber and stopping the irradiation of the VUV light by opening and closing the shutter;
The plasma processing apparatus according to claim 3. 前記制御部は、
前記プラズマを発生させるために前記処理室内に高周波電力を供給させる前の予め定められた時間、前記シャッターを開け、前記ＶＵＶランプから前記処理室内にＶＵＶ光を照射するように制御する、
請求項３又は４に記載のプラズマ処理装置。 The control unit
opening the shutter for a predetermined time before supplying high-frequency power to the processing chamber to generate the plasma, and controlling to irradiate VUV light from the VUV lamp into the processing chamber;
5. The plasma processing apparatus according to claim 3 or 4. 前記制御部は、
前記予め定められた時間が経過した後、前記高周波電力を供給させる前に前記シャッターを閉じ、前記ＶＵＶランプから前記処理室内へのＶＵＶ光の照射を停止するように制御する、
請求項５に記載のプラズマ処理装置。 The control unit
After the predetermined time has elapsed, the shutter is closed before the high-frequency power is supplied, and control is performed to stop irradiation of VUV light from the VUV lamp into the processing chamber;
The plasma processing apparatus according to claim 5. 前記請求項1～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマを発生させるために前記処理室内に高周波電力を供給させる前の予め定められた時間、前記シャッターを開け、前記ＶＵＶランプから前記処理室内にＶＵＶ光を照射する工程と、
前記予め定められた時間が経過した後、前記高周波電力を供給させる前に前記シャッターを閉じ、前記ＶＵＶランプから前記処理室内へのＶＵＶ光の照射を停止する工程と、
を有するプラズマ処理方法。 A plasma processing method performed in the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
opening the shutter and irradiating VUV light from the VUV lamp into the processing chamber for a predetermined time before supplying high frequency power to the processing chamber to generate the plasma;
a step of closing the shutter after the predetermined time has elapsed and before supplying the high-frequency power to stop irradiation of VUV light from the VUV lamp into the processing chamber;
A plasma processing method comprising:
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