JP6002365B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
高周波電力を印加することで発生させるプラズマに誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)がある。誘導結合型プラズマは、広い領域に高密度なプラズマを発生させることができるため各種のプラズマ処理に広く利用されている。
この様な誘導結合型プラズマを発生可能なプラズマ処理装置には、高周波電力が印加されるプラズマ励起用の負荷部(アンテナなどとも称される)が設けられている。また、負荷部は、処理容器の外部に設けられ、処理容器に設けられた誘電体などからなる窓部を介して電磁場を処理容器の内部に発生させることができるようになっている。
Plasma generated by applying high-frequency power includes inductively coupled plasma (ICP). Inductively coupled plasma is widely used for various plasma processes because it can generate high-density plasma over a wide area.
A plasma processing apparatus capable of generating such inductively coupled plasma is provided with a plasma excitation load section (also referred to as an antenna) to which high-frequency power is applied. The load section is provided outside the processing container, and can generate an electromagnetic field inside the processing container through a window made of a dielectric or the like provided in the processing container.
ここで、高密度なプラズマを発生させるために、負荷部に印加する高周波電力を大きくすると絶縁破壊を起こしたり、生成されたイオンが窓部側に引き寄せられて窓部に衝突して窓部が損傷したりするおそれがある。 Here, in order to generate a high-density plasma, if the high-frequency power applied to the load portion is increased, dielectric breakdown occurs, or the generated ions are attracted to the window portion side and collide with the window portion, so that the window portion is There is a risk of damage.
そのため、負荷部における電位差が最大となる点の電位差の値が小さくなるように、負荷部に設けられた導体部(部分アンテナなどとも称される)のインダクタンスやコンデンサの容量を規定する技術が提案されている(特許文献1を参照)。
特許文献1に記載された技術によれば、窓部の損傷を低減させることができる。
しかしながら、窓部の損傷をなくすことができないため、窓部の損傷をさらに低減させることができる技術の開発が望まれている。
For this reason, a technique for defining the inductance of the conductor portion (also referred to as a partial antenna) provided in the load portion and the capacitance of the capacitor is proposed so that the value of the potential difference at the point where the potential difference at the load portion is maximized becomes small. (See Patent Document 1).
According to the technique described in
However, since damage to the window portion cannot be eliminated, development of a technique that can further reduce damage to the window portion is desired.
本発明が解決しようとする課題は、窓部の損傷を低減させ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。 The problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of reducing damage to a window portion.
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処理容器と、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器に設けられ、電磁波を透過させる窓部と、
前記窓部の外方に配置され、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部とを有した負荷部と、
前記負荷部に電力を印加する電源と、
を備え、
前記負荷部と前記電源とは、前記負荷部の一方の端部に設けられた第1の端子と、他方の端部に設けられた第2の端子と、を介して電気的に接続され、
前記導体部と前記容量部とは、前記負荷部の両端側に導体部が設けられるように電気的に交互に直列接続され、
被処理物のプラズマ処理を行う場合には、
前記容量部同士の間に設けられた前記導体部のインダクタンスは、前記第1の端子および前記第2の端子にそれぞれ接続された前記導体部のインダクタンスの2倍とされ、
前記すべての容量部の容量がそれぞれ等しいものとされている。
The plasma processing apparatus according to the embodiment
A treatment container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
A decompression section for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure;
A placement unit that is provided inside the processing container and places a workpiece;
A gas supply unit for supplying gas into the processing container;
A window that is provided in the processing container and transmits electromagnetic waves;
A load portion disposed outside the window portion and having a plurality of conductor portions and a plurality of capacitance portions for generating an electromagnetic field;
A power supply for applying power to the load section;
With
The load part and the power source are electrically connected via a first terminal provided at one end of the load part and a second terminal provided at the other end,
The conductor portion and the capacitor portion are electrically connected in series so that a conductor portion is provided on both ends of the load portion ,
When performing plasma treatment of workpieces,
The capacitor portion inductance of the conductor part provided between each other, is twice the first terminal and the inductance of said conductor portions connected respectively to the second terminal,
The capacities of all the capacities are equal.
また、実施形態に係るプラズマ処理方法は、
誘導結合型プラズマを用いたプラズマ処理方法であって、
両端側に導体部が設けられるように前記導体部と容量部とが電気的に交互に直列接続された負荷部に、電源から電力を印加する工程と、
前記導体部のインダクタンス、前記容量部の容量、前記電力の周波数からなる群より選ばれた少なくとも1つの制御を行う工程と、
を備え、
被処理物のプラズマ処理を行う場合には、前記制御を行う工程において、
前記負荷部と前記電源とは、前記負荷部の一方の端部に設けられた第1の端子と、
他方の端部に設けられた第2の端子と、を介して電気的に接続され、
前記容量部同士の間に設けられた前記導体部のインダクタンスは、前記第1の端子および前記第2の端子にそれぞれ接続された前記導体部のインダクタンスの2倍とされ、
前記すべての容量部の容量がそれぞれ等しいものとなるように制御される。
In addition, the plasma processing method according to the embodiment includes:
A plasma processing method using inductively coupled plasma,
A step of applying power from a power source to a load part in which the conductor part and the capacitor part are electrically alternately connected in series so that a conductor part is provided on both end sides;
Performing at least one control selected from the group consisting of the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitance portion, and the frequency of the power;
With
In the case of performing plasma processing of an object to be processed, in the step of performing the control,
The load unit and the power source are a first terminal provided at one end of the load unit,
Electrically connected via a second terminal provided at the other end,
The inductance of the conductor portion provided between the capacitor portions is twice the inductance of the conductor portion connected to the first terminal and the second terminal, respectively.
Control is performed so that the capacities of all the capacities are equal.
本発明の実施形態によれば、窓部の損傷を低減させ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 embodiment of the present invention, a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of reducing damage to a window portion are provided.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、特に断らない限り、電位差と電流の振幅や位相はフェーザ表示を使って表し、フェーザ表示の基準を電流が実数成分のみの場合、すなわち位相が0の場合とする。
また、本明細書において、電位が0(ゼロ)は接地電位を意味し、特に断らない限り、電位差は接地電位に対するものとしている。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
図2は、図1におけるA−A矢視図である。
図1に示すように、プラズマ処理装置1には、処理容器2、窓部3、載置部4、電源6a、電源6b、減圧部9、ゲートバルブ17、ガス供給部18、負荷部20、制御部24、測定部25などが設けられている。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
Unless otherwise specified, the potential difference and the amplitude and phase of the current are expressed using phasor display, and the phasor display is based on the case where the current is only a real component, that is, the phase is zero.
In this specification, a potential of 0 (zero) means a ground potential, and unless otherwise specified, the potential difference is relative to the ground potential.
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic view for illustrating the plasma processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 2 is an AA arrow view in FIG.
As shown in FIG. 1, the
処理容器2は、両端が閉塞された略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気が維持可能な気密構造となっている。
処理容器2の内部には、被処理物Wをプラズマ処理するための空間である処理空間15が設けられている。被処理物Wは、例えば、半導体ウェーハ、フォトマスク基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板などとすることができる。
The
A
処理容器2の天井中央部分には、ガスGを導入するためのガス導入口12が設けられている。
窓部3は、誘電体材料(例えば、石英など)などから形成されており、後述する負荷部20にて発生した電磁場を透過させる。窓部3は、処理容器2の天井中央部分であって、ガス導入口12の周囲に設けられている。
載置部4は、処理容器2の内部であって、処理空間15の下方に設けられている。載置部4の上面は被処理物Wを載置するための載置面となっており、載置部4の内部に内蔵された図示しない静電チャックなどにより載置された被処理物Wを保持することができるようになっている。
絶縁リング5は、誘電体材料(例えば、石英など)などから形成され、載置部4の周囲を覆うようにして設けられている。
A
The
The
The
電源6aは、整合器16aを介して載置部4に電気的に接続されている。電源6aは、いわゆるバイアス制御用の高周波電源である。すなわち、電源6aは、載置部4に載置、保持された被処理物Wに引き込むイオンのエネルギーを制御するために設けられている。 電源6aは、イオンを引き込むために適した比較的低い周波数(例えば、13.56MHz以下の周波数)を有する高周波電力を載置部4に印加するものとすることができる。 整合器16aには、電源6a側のインピーダンスと、プラズマP側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。
The
電源6bは、整合器16bを介して負荷部20に電気的に接続されている。電源6bは、プラズマPを発生させるための高周波電源である。すなわち、電源6bは、処理空間15において高周波放電を生じさせてプラズマPを発生させるために設けられている。
電源6bは、100KHz〜100MHz程度の周波数を有する高周波電力を負荷部20に印加するものとすることができる。この場合、プラズマPの発生に適した比較的高い周波数(例えば、13.56MHzの周波数)を有する高周波電力を負荷部20に印加するものとすることができる。
また、電源6bは、出力する高周波電力の周波数を変化させることができるものとすることができる。
整合器16bには、電源6b側のインピーダンスと、プラズマP側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。
The
The
Moreover, the
The
減圧部9は、処理容器2の内部が所定の圧力となるように減圧する。減圧部9は、例えば、ターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)などとすることができる。減圧部9は、処理容器2の底部に設けられた排気口7に圧力制御部8を介して接続されている。 圧力制御部8は、処理容器2の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器2の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部8は、例えば、APC(Auto Pressure Controller)などとすることができる。
The decompression unit 9 decompresses so that the inside of the
処理容器2の側壁には、被処理物Wを搬入搬出するための搬入搬出口19が設けられ、搬入搬出口19を気密に閉鎖できるようゲートバルブ17が設けられている。
ゲートバルブ17は、O(オー)リングのようなシール部材14を備える扉13を有し、図示しないゲート開閉機構により開閉される。扉13が閉まった時には、シール部材14が搬入搬出口19の壁面に押しつけられ、搬入搬出口19が気密に閉鎖されるようになっている。
A loading / unloading
The
ガス供給部18は、ガス導入口12を介して処理容器2の内部にガスGを供給する。ガス供給部18は、例えば、ガスGを収納した高圧ボンベなどとすることができる。
また、処理容器2の内部に供給するガスGの種類を切り替える切換部21を設けるようにすることができる。
例えば、エッチング処理などのような被処理物Wのプラズマ処理に用いられるガスを供給するガス供給部18aと、クリーニング処理などに用いられるガスを供給するガス供給部18bとを備え、プラズマ処理の種類に応じて処理容器2の内部に供給するガスGの種類を切り替える切換部21を例示することができる。
また、ガス供給部18から処理容器2の内部にガスGを供給する際に流量や圧力などを制御する図示しないMFC(Mass Flow Controller)などを設けるようにすることができる。
負荷部20は、窓部3の外方に配置され、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部(コンデンサ)とを有している。また、導体部と容量部とが電気的に交互に接続されている。そのため、負荷部20は、処理容器2に設けられた誘電体などからなる窓部3を介して電磁場を処理容器2の内部に導入することができる。
なお、負荷部20の構成に関する詳細は後述する。
The
Moreover, the switching
For example, a
Further, an MFC (Mass Flow Controller) (not shown) that controls the flow rate, pressure, and the like when the gas G is supplied from the
The
Details regarding the configuration of the
また、負荷部20と窓部3との間にはファラデーシールド10が設けられている。負荷部20とファラデーシールド10との間には絶縁部11が設けられている。
Further, a
図2に示すように、ファラデーシールド10には、金属などの導体から形成された本体部10aと、複数のスリット10bとが設けられている。
ファラデーシールド10の本体部10aは、電気的に接地することができる。
なお、後述するクリーニング処理などの場合に本体部10aに電圧を印加するようにすることもできる。ファラデーシールド10の本体部10aに電圧を印加する場合には、図示しない電源を本体部10aに電気的に接続すればよい。
スリット10bは、放射状に配置することができる。この場合、放射状のスリット10bの中心は、環状に設けられた負荷部20の導体部の中心と一致するようにすることができる。この様にすれば、負荷部20による高周波電界方向に対して実質的に直角な方向に延在するスリット10bとすることができる。
As shown in FIG. 2, the
The
Note that a voltage may be applied to the
The
ファラデーシールド10にこの様なスリット10bを設けるものとすれば、負荷部20の導体部による高周波電界の方向と同一方向に電流経路が形成されることを抑制することができる。そのため、処理容器2の内部に高周波電界を発生させることができるとともに、負荷部20の導体部とプラズマPとの間の容量結合を抑制することができる。その結果、負荷部20から導入される電磁場のエネルギーをプラズマPの生成に効率よく利用することができる。
また、負荷部20の導体部とプラズマPとの間の容量結合を抑制することができるので、プラズマ処理中に窓部3などに負のバイアスがかかることを抑制することができる。そのため、窓部3にプラズマP中のイオンが衝突することを抑制することができるので、窓部3の損傷を抑制することができる。
絶縁部11は、誘電体からなるものとすることができる。絶縁部11は、例えば、樹脂材料、石英、セラミックス、空気(空間)などや、これらを組み合わせたものからなるものとすることができる。
絶縁部11に樹脂材料を用いる場合は、例えば電気絶縁性が高く且つ耐熱温度が100℃を超える樹脂材料(PTFE、PCTFE、PI、PEEKポリエーテルエーテルケトン、ULTEM)を用いることができる。
また、負荷部20から流れる電流の一部がファラデーシールド10に漏れることで処理容器2内のプラズマPの密度分布に影響を及ぼす場合がある。このような場合、絶縁部11の厚みや材料、構造を選択し絶縁部11の静電容量を小さくすることによって、負荷部20からファラデーシールド10への漏れ電流を抑制し、プラズマPの密度分布を均一にすることができる。この場合、例えば、絶縁部11は誘電率の低いポーラス材料とすることができる。または、漏れ電流が発生する場所に応じて絶縁部の厚みを決定し、静電容量の分布を調整することにより、プラズマPの密度分布を均一にすることができる。
If such a
Moreover, since the capacitive coupling between the conductor part of the
The insulating
In the case of using a resin material for the insulating
In addition, a part of the current flowing from the
制御部24は、導体部のインダクタンス、容量部の容量、電力の周波数の少なくとも1つを制御する。
測定部25は、容量部同士の間に設けられた導体部の電位を測定する。測定部25としては、例えばネットワークアナライザを用いることができる。
そして、制御部24は、測定部25による測定結果に基づいて、導体部のインダクタンス、容量部の容量、電力の周波数の少なくとも1つの制御を実行する。
また、制御部24は、エッチング処理などのような被処理物Wのプラズマ処理を行う場合には、容量部同士の間に設けられた導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるように制御する。
この場合、正側と負側における電位の最大値の絶対値が同程度となるように制御することが好ましい。
例えば、導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるように制御すれば、正側と負側における電位の最大値の絶対値が同程度となるようにすることができる。
そのようにすれば、電位差の最大値が小さくなるようにすることができる。
また、クリーニング処理を行う場合には、容量部同士の間に設けられた導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生じないように制御する。
なお、制御部24、測定部25に関する詳細は後述する。
The
The
Then, the
Further, when the plasma processing of the workpiece W such as an etching process is performed, the
In this case, it is preferable to control so that the absolute value of the maximum value of the potential on the positive side and the negative side is approximately the same.
For example, if the imaginary number component of the impedance at the intermediate position between the capacitive parts of the conductor part is controlled to be 0 (zero), the absolute value of the maximum value of the potential on the positive side and the negative side will be approximately the same. Can be.
By doing so, the maximum value of the potential difference can be reduced.
When performing the cleaning process, control is performed so that a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) does not occur in the conductor portion provided between the capacitor portions.
Details regarding the
次に、負荷部20についてさらに例示する。
図3は、比較例に係る負荷部を例示するための模式図である。なお、図3(a)は比較例に係る負荷部の構成を例示するための模式図、図3(b)は比較例に係る負荷部における電位の分布を例示するための模式グラフ図である。
図3(a)に示すように、比較例に係る負荷部220には電磁場を発生させる3個の導体部222と、3個の容量部223とが設けられている。また、端子B1(第1の端子の一例に相当する)、端子B2(第2の端子の一例に相当する)には導体部222が電気的にそれぞれ接続され、導体部222と容量部223とが電気的に交互に接続されている。そして、3個の導体部222のインダクタンスは等しいものとされ、3個の容量部223の容量は等しいものとされている。
Next, the
FIG. 3 is a schematic diagram for illustrating a load unit according to a comparative example. 3A is a schematic diagram for illustrating the configuration of the load unit according to the comparative example, and FIG. 3B is a schematic graph for illustrating the distribution of potentials in the load unit according to the comparative example. .
As shown in FIG. 3A, the
この様な構成を有する負荷部220の端子B1と端子B2とに高周波電力を印加すると、負荷部220における電位の分布は図3(b)に示すもののようになる。
この場合、容量部223が設けられていない場合には、負荷部220における電位差の虚数成分の分布は図3(b)中の破線D1に示すもののようになる。
When high frequency power is applied to the terminals B1 and B2 of the
In this case, when the
これに対し、容量部223を設けるようにすれば、負荷部220における電位差の虚数成分の分布は図3(b)中の実線D2に示すもののようになる。また、負荷部220における電位差の実数成分の分布は図3(b)中の一点鎖線D3に示すようになる。すなわち、容量部223における電位の上昇と、導体部222における電位の下降とが交互に行われることになるため負荷部220の両端子間における電位差の虚数成分V2を低減させることができる。
しかしながら、負荷部220における電位が最大となる点の電位差の虚数成分V1が高ければ、生成されたイオンの窓部3への衝突が激しくなり窓部3の損傷が激しくなるおそれがある。
そのため、負荷部220における電位が最大となる点の電位差の虚数成分V1をさらに低下させるようにすることが望ましい。
On the other hand, if the
However, if the imaginary number component V1 of the potential difference at the point where the potential at the
Therefore, it is desirable to further reduce the imaginary component V1 of the potential difference at the point where the potential in the
図4は、他の比較例に係る負荷部の一例を例示するための模式図である。なお、図4(a)は他の比較例に係る負荷部の構成を例示するための模式図、図4(b)は他の比較例に係る負荷部における電位の分布を例示するための模式グラフ図である。
図4(a)に示すように、負荷部20aには電磁場を発生させる3個の導体部22aと、計3個の容量部23a、23bとが設けられている。また、導体部22aと容量部23a、23bとが電気的に交互に接続されており、容量部23bは端子B2に電気的に接続されている。また、1個の導体部22aは端子B1に電気的に接続されている。そして、3個の導体部22aのインダクタンスは等しいものとされ、容量部23bの容量は他の2個の容量部23aの容量の2倍とされている。
FIG. 4 is a schematic diagram for illustrating an example of a load unit according to another comparative example. 4A is a schematic diagram for illustrating the configuration of a load unit according to another comparative example, and FIG. 4B is a schematic diagram for illustrating a potential distribution in the load unit according to another comparative example. FIG.
As shown in FIG. 4A, the
この様な構成を有する負荷部20aの端子B1と端子B2とに高周波電力を印加すると、負荷部20aにおける電位の分布は図4(b)に示すもののようになる。
この場合、容量部23a、23bが設けられていない場合には、図3(b)において例示をしたものと同様に負荷部20aにおける電位差の虚数成分の分布は図4(b)中の破線D1に示すもののようになる。
これに対し、容量部23a、23bを設けるようにすれば、負荷部20aにおける電位差の虚数成分の分布は図4(b)中の実線D4に示すもののようになる。また、負荷部20aにおける電位差の実数成分の分布は図4(b)中の一点鎖線D5に示すもののようになる。すなわち、容量部23a、23bにおける電位の上昇と、導体部22aにおける電位の下降とが交互に行われることになるため負荷部20aの両端子間における電位差の虚数成分V3を低減させることができる。この場合、容量部23bは端子B2に電気的に接続されており、容量部23bの容量は容量部23aの容量の2倍とされている。
そのため、容量部同士の間に設けられた導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるようにすることができる。また、図4(b)に示したものの場合には、導体部22aの容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるようになっているので、正側と負側における電位の最大値の絶対値が同程度となるようにすることができる。その結果、図3において例示をした負荷部220の場合に比べて、負荷部20aにおける電位が最大となる点の電位差を大幅に低下させることができるので、窓部3の損傷を抑制することができる。しかしながら、この場合、負荷部20aにおける電位が最大となる点の電位差の虚数成分と両端子間における電位差の虚数成分V3とがほぼ同じであり、電位差の虚数成分V3がまだ大きいため、その高い電位差により両端子間において異常放電が発生するおそれがある。
When high frequency power is applied to the terminals B1 and B2 of the
In this case, when the
On the other hand, if the
Therefore, a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) can be generated in the conductor portion provided between the capacitor portions. In the case shown in FIG. 4B, the imaginary component of the impedance at the intermediate position between the capacitive portions of the
図5は、本実施の形態に係る負荷部の例を例示するための模式図である。なお、図5は負荷部の構成を例示するための模式図である。
図5に示すように、負荷部20bには電磁場を発生させるN個の導体部と、(N−1)個の容量部とが設けられている。また、導体部と容量部とが電気的に交互に接続されており、1番目の導体部が端子B1に電気的に接続され、N番目の導体部が端子B2に電気的に接続されている。なお、Nは正の整数である。
FIG. 5 is a schematic diagram for illustrating an example of the load unit according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram for illustrating the configuration of the load section.
As shown in FIG. 5, the
そして、各導体部のインダクタンスと、各容量部の容量と、高周波電力の周波数とが、負荷部20bにおける合計インピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるような関係となっている。すなわち、動作周波数において負荷部20b全体が共振するような関係となっている。
またさらに、端子B1、B2に電気的に接続された導体部以外の(N−2)個の各導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるようになっている。すなわち、容量部同士の間に設けられた導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるようになっている。
また、負荷部20bの端子B1、B2の間におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるようになっている。
And the inductance of each conductor part, the capacity | capacitance of each capacity | capacitance part, and the frequency of high frequency electric power have the relationship that the imaginary component of the total impedance in the
Furthermore, a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) occurs in each of the (N−2) conductor portions other than the conductor portions electrically connected to the terminals B1 and B2. That is, a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) occurs in the conductor portion provided between the capacitance portions.
Further, the imaginary component of the impedance between the terminals B1 and B2 of the
動作周波数において負荷部20b全体が共振し、負荷部20bの端子B1、B2の間におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となり、また、端子B1、B2に電気的に接続された導体部以外の(N−2)個の各導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるようになっている。
なお、図5に例示をしたものの場合には、(N−2)個の各導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるようになっている。
この場合、(N−2)個の各導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるようにするためには、導体部のインダクタンスと、容量部の容量と、高周波電力の周波数とが以下の(1)式〜(3)式を満足するような関係となればよい。なお、角周波数をω、周波数をfとすれば、ω=2πfと表すことができる。
The
In the case illustrated in FIG. 5, the imaginary component of the impedance at an intermediate position between the capacitive portions of the (N−2) conductor portions is 0 (zero).
In this case, in order to make the imaginary component of the impedance at the intermediate position between the capacitance portions of the (N−2) conductor portions be 0 (zero), the inductance of the conductor portion and the capacitance portion It is only necessary that the capacity and the frequency of the high frequency power satisfy the following expressions (1) to (3). If the angular frequency is ω and the frequency is f, it can be expressed as ω = 2πf.
例えば、端子B1に一番近い容量部の容量C1が以下の(1)式を満足するようにすればよい。
ここで、C1は端子B1側から見て1番目に設けられた容量部の容量、L1は端子B1側から見て1番目に設けられた導体部のインダクタンス、L2は端子B1側から見て2番目に設けられた導体部のインダクタンス、fは前記電力の周波数である。
For example, the capacitance C 1 of the nearest capacitor unit to the terminal B1 may be so as to satisfy the following equation (1).
Here, C 1 is the capacitance of the first capacitor portion viewed from the terminal B 1 side, L 1 is the inductance of the first conductor portion viewed from the terminal B 1 side, and L 2 is from the
そして、端子B1側から見てn番目の容量部の容量Cnが以下の(2)式を満足するようにすればよい。なお、nは正の整数である。
ここで、Cnは端子B1側から見てn番目に設けられた容量部の容量、Lnは端子B1側から見てn番目に設けられた導体部のインダクタンス、Ln+1は端子B1側から見て(n+1)番目に設けられた導体部のインダクタンス、fは電力の周波数である。
Then, the capacitance C n of the n-th capacitance unit as viewed from the terminal B1 side may satisfy the following expression (2). Note that n is a positive integer.
Here, C n is the capacitance of the nth capacitor section viewed from the terminal B1 side, L n is the inductance of the nth conductor section viewed from the terminal B1 side, and L n + 1 is from the terminal B1 side. The inductance of the conductor portion provided at the (n + 1) th look, f is the frequency of power.
またさらに、端子B1側から見て(N−1)番目の容量部の容量CN−1が以下の(3)式を満足するようにすればよい。すなわち、端子B2に一番近い容量部の容量CN−1が以下の(3)式を満足するようにすればよい。
ここで、CN−1は端子B1側から見て(N−1)番目に設けられた容量部の容量、LNは端子B1側から見てN番目に設けられた導体部のインダクタンス、LN−1は端子B1側から見て(N−1)番目に設けられた導体部のインダクタンス、fは電力の周波数である。
Furthermore, the capacitance C N−1 of the (N−1) th capacitance unit viewed from the terminal B1 side may satisfy the following expression (3). That is, the capacitance C N−1 of the capacitance portion closest to the terminal B2 may satisfy the following expression (3).
Here, C N−1 is the capacitance of the (N−1) th capacitor section viewed from the terminal B1 side, L N is the inductance of the Nth conductor section viewed from the terminal B1 side, L N-1 is the inductance of the (N-1) th conductor portion viewed from the terminal B1 side, and f is the frequency of power.
また、この様にすれば、1個の導体部と1個の容量部とで構成される部分的なLC直列回路がすべてω2・L・C=1を満たすようにすることができるので、負荷部20b全体を共振させることができる。
In this way, all the partial LC series circuits composed of one conductor portion and one capacitance portion can satisfy ω 2 · L · C = 1. The
次に、図5に例示をした負荷部20bについてさらに例示をする。
図6は、図5に例示をした負荷部の一例を例示するための模式図である。なお、図6(a)は負荷部の構成を例示するための模式図、図6(b)は負荷部における電位の分布を例示するための模式グラフ図である。
図6(a)に示すように、負荷部20b1には電磁場を発生させる4個の導体部22b1〜22b4と、3個の容量部23b1〜23b3とが設けられている。また、導体部と容量部とが電気的に交互に接続されており、1番目の導体部22b1が端子B1に電気的に接続され、4番目の導体部22b4が端子B2に電気的に接続されている。
Next, the
FIG. 6 is a schematic diagram for illustrating an example of the load unit illustrated in FIG. 5. 6A is a schematic diagram for illustrating the configuration of the load section, and FIG. 6B is a schematic graph for illustrating the distribution of potentials in the load section.
As shown in FIG. 6A, the load portion 20b1 is provided with four conductor portions 22b1 to 22b4 that generate an electromagnetic field and three capacitance portions 23b1 to 23b3. In addition, the conductor portions and the capacitor portions are electrically connected alternately, the first conductor portion 22b1 is electrically connected to the terminal B1, and the fourth conductor portion 22b4 is electrically connected to the terminal B2. ing.
そして、導体部22b2と導体部22b3とのインダクタンスが等しいものとされ、導体部22b1と導体部22b4とのインダクタンスが等しいものとされている。また、導体部22b2または導体部22b3のインダクタンスは、導体部22b1または導体部22b4のインダクタンスの2倍とされている。すなわち、容量部同士の間に設けられた導体部22b2、22b3のインダクタンスは、端子B1および端子B2にそれぞれ接続された導体部22b1、22b4のインダクタンスの2倍とされている。 The inductances of the conductor part 22b2 and the conductor part 22b3 are equal, and the inductances of the conductor part 22b1 and the conductor part 22b4 are equal. In addition, the inductance of the conductor portion 22b2 or the conductor portion 22b3 is set to be twice the inductance of the conductor portion 22b1 or the conductor portion 22b4. That is, the inductance of the conductor portions 22b2 and 22b3 provided between the capacitor portions is twice the inductance of the conductor portions 22b1 and 22b4 connected to the terminal B1 and the terminal B2, respectively.
この様なインダクタンスの関係を(1)式〜(3)式に代入して容量部23b1〜23b3の容量を求めるといずれの容量もCa=ω−2/Lとなる。すなわち、3個の容量部23b1〜23b3の容量は等しいものとなる。 By substituting such inductance relationships into the equations (1) to (3) to obtain the capacitances of the capacitance portions 23b1 to 23b3, all the capacitances are Ca = ω −2 / L. That is, the three capacitors 23b1 to 23b3 have the same capacity.
この様な構成を有する負荷部20b1の端子B1と端子B2とに高周波電力を印加すると、負荷部20b1における電位の分布は図6(b)に示すもののようになる。
この場合、容量部23b1〜23b3が設けられていない場合には、図3(b)において例示をしたものと同様に負荷部20b1における電位差の虚数成分の分布は図6(b)中の破線D1に示すもののようになる。
これに対し、前述した関係を満足する導体部22b1〜22b4と、容量部23b1〜23b3とを設けるようにすれば、負荷部20b1における電位差の虚数成分の分布は図6(b)中の実線D6に示すもののようになる。また、負荷部20b1における電位の実数成分の分布は図6(b)中の一点鎖線D7に示すもののようになる。
すなわち、負荷部20b1における電位が最大となる点の電位差を大幅に低下させることができるので、窓部3の損傷を抑制することができる。
さらに、負荷部20b1の端子B1、B2における電位差の虚数成分と、導体部22b2、22b3の中心位置における電位差の虚数成分とが0(ゼロ)となるようにすることができる。
ここで、電位差の虚数成分は実数成分に比べて極めて大きく、窓部3がスパッタされることに関して支配的である。
そのため、両端子間における電位差の虚数成分を0(ゼロ)とすれば、負荷部20b1の両端子間における電位差V4は実数成分となるのでその値を極めて低くすることができる。その結果両端子間における異常放電を抑制することができ、窓部3の損傷を抑制することもできる。
この場合、両端子間における電位差の虚数成分は制御可能な限り0(ゼロ)となるようにすることが好ましいが、電位差の虚数成分の値が電位差の実数成分の値以下となればよい。
また、この様にすれば1個の導体部と1個の容量部とで構成される部分的なLC直列回路がすべてω2・L・C=1を満たすようにすることができるので、負荷部20b1全体を共振させることもできる。
When high frequency power is applied to the terminals B1 and B2 of the load unit 20b1 having such a configuration, the potential distribution in the load unit 20b1 is as shown in FIG. 6B.
In this case, when the capacitor portions 23b1 to 23b3 are not provided, the distribution of the imaginary number component of the potential difference in the load portion 20b1 is the broken line D1 in FIG. 6B as in the case illustrated in FIG. It looks like that shown in
On the other hand, if the conductor portions 22b1 to 22b4 and the capacitance portions 23b1 to 23b3 satisfying the above-described relationship are provided, the distribution of the imaginary component of the potential difference in the load portion 20b1 is the solid line D6 in FIG. It looks like that shown in Further, the distribution of the real number component of the potential in the load portion 20b1 is as shown by the alternate long and short dash line D7 in FIG.
That is, since the potential difference at the point where the potential in the load portion 20b1 becomes maximum can be greatly reduced, damage to the
Furthermore, the imaginary number component of the potential difference at the terminals B1 and B2 of the load portion 20b1 and the imaginary number component of the potential difference at the center position of the conductor portions 22b2 and 22b3 can be set to 0 (zero).
Here, the imaginary number component of the potential difference is extremely larger than the real number component, and is dominant with respect to the fact that the
Therefore, if the imaginary component of the potential difference between both terminals is set to 0 (zero), the potential difference V4 between both terminals of the load portion 20b1 becomes a real component, so that the value can be made extremely low. As a result, abnormal discharge between the two terminals can be suppressed, and damage to the
In this case, the imaginary number component of the potential difference between both terminals is preferably 0 (zero) as long as it can be controlled, but the value of the imaginary number component of the potential difference may be equal to or less than the value of the real number component of the potential difference.
Further, in this way, all the partial LC series circuits composed of one conductor portion and one capacitance portion can satisfy ω 2 · L · C = 1. The entire part 20b1 can be resonated.
ここで、発生したプラズマPの状態により、導体部のインダクタンスが変化して前述した関係が満たされなくなる場合がある。
その様な場合には、発生したプラズマPの状態に基づいて、導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御して、前述した関係が満たされるようにすればよい。
例えば、プラズマPの電子密度に基づいて導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御するようにすることができる。
この場合、導体部22b2や導体部22b3などの電位を測定部25により測定し、測定部25による測定結果に基づいて、制御部24によりこのインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるように導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御するようにすることができる。なお、測定部25により導体部22b2や導体部22b3などの中間位置における電位を測定するようにすることができる。
なお、測定部25による測定結果に基づいて、作業者などが導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを調整するようにすることもできる。
Here, depending on the state of the generated plasma P, the inductance of the conductor portion may change and the above-described relationship may not be satisfied.
In such a case, based on the state of the generated plasma P, it is necessary to control at least one of the inductance of the conductor part, the capacity of the capacitor part, and the frequency of the high frequency power so that the above-described relationship is satisfied. Good.
For example, it is possible to control at least one of the inductance of the conductor, the capacitance of the capacitor, and the frequency of the high-frequency power based on the electron density of the plasma P.
In this case, the potential of the conductor part 22b2 and the conductor part 22b3 is measured by the
Note that an operator or the like can adjust at least one of the inductance of the conductor part, the capacity of the capacitor part, and the frequency of the high-frequency power based on the measurement result by the
導体部においては、例えば、インダクタンスの異なる導体部に取り替えたり、導体部に接続点を設けて導体部と容量部との接続位置を変化させたりすることで導体部のインダクタンスを制御するようにすることができる。
また、容量部においては、例えば、容量の異なる容量部に取り替えたり、可変容量のコンデンサを容量部に用いて容量を変化させたりすることで容量部の容量を制御するようにすることができる。
なお、導体部のインダクタンスや容量部の容量を制御部24により制御する場合には、ステップモータなどの制御モータなどにより可変範囲内の各制御位置を選択することで制御を行うようにすることができる。
また、高周波電力の周波数においては、例えば、可変周波数の高周波電源を用いて高周波電力の周波数を制御するようにすることができる。
In the conductor section, for example, the inductance of the conductor section is controlled by replacing the conductor section with a different inductance, or by changing the connection position between the conductor section and the capacitor section by providing a connection point on the conductor section. be able to.
In the capacity section, for example, the capacity of the capacity section can be controlled by changing to a capacity section having a different capacity or changing the capacity by using a variable capacity capacitor for the capacity section.
In addition, when controlling the inductance of a conductor part and the capacity | capacitance part by the
In addition, for the frequency of the high frequency power, for example, the frequency of the high frequency power can be controlled using a variable frequency high frequency power source.
次に、プラズマ処理装置1の作用について例示する。
この場合、一例として、被処理物Wをエッチング処理する場合について例示する。
ゲートバルブ17の扉13を、図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、搬入搬出口19から被処理物Wを処理容器2内に搬入する。搬入された被処理物Wは載置部4上に載置され、載置部4に内蔵された図示しない静電チャックなどにより保持される。
図示しない搬送部を処理容器2の外に退避させる。
図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ17の扉13を閉じる。
減圧部9により処理容器2内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器2の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器2内が所定の圧力となるように圧力制御部8により制御される。
Next, the operation of the
In this case, as an example, a case where the workpiece W is etched is illustrated.
The
The workpiece W is carried into the
A transport unit (not shown) is retracted out of the
The
The decompression unit 9 decompresses the inside of the
次に、ガス供給部18aから切換部21、ガス導入口12を介して処理空間15内にエッチング処理に用いられるガスを供給する。この際、図示しないMFC(Mass Flow Controller)などにより供給するガスの流量や圧力などが制御される。エッチング処理に用いられるガスとしては、例えば、CF4、CHF3、NF3などやこれらの混合ガスなどを例示することができる。
Next, the gas used for the etching process is supplied from the
次に、電源6bにより所定の周波数(例えば、13.56MHzの周波数)を有する高周波電力が負荷部20に印加される。また、電源6aにより所定の周波数(例えば、13.56MHz以下の周波数)を有する高周波電力が載置部4に印加される。
Next, high frequency power having a predetermined frequency (for example, a frequency of 13.56 MHz) is applied to the
すると、負荷部20の導体部が誘導結合型電極を構成するので、負荷部20の導体部から窓部3を介して電磁場が処理容器2の内部に導入される。そのため、処理容器2の内部に導入された電磁場により処理空間15にプラズマPが発生する。発生したプラズマPによりエッチング処理に用いられるガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物が、処理空間15内を下降して被処理物Wの表面に到達し、エッチング処理が施される。
Then, since the conductor part of the
この場合、負荷部を図4において例示をした構成とすれば、負荷部における電位が最大となる点の電位差を大幅に低下させることができるので、窓部3の損傷を抑制することができる。
負荷部を図5、図6において例示をした構成とすれば、負荷部における電位が最大となる点の電位差を大幅に低下させることができるので、窓部3の損傷を抑制することができる。さらに、負荷部の両端子間における電位差を極めて低くすることができるので両端子間における異常放電を抑制することができるとともに窓部3の損傷を抑制することができる。
In this case, if the load portion is configured as illustrated in FIG. 4, the potential difference at the point where the potential at the load portion is maximized can be greatly reduced, so that damage to the
If the load portion is configured as illustrated in FIGS. 5 and 6, the potential difference at the point where the potential at the load portion becomes maximum can be significantly reduced, and thus damage to the
ここで、発生したプラズマPの状態により、導体部のインダクタンスが変化して図4〜図6において例示をした関係が満たされなくなる場合がある。
その様な場合には、測定部25による測定結果に基づいて、制御部24により導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御して、前述した関係が満たされるようにする。
Here, depending on the state of the generated plasma P, the inductance of the conductor portion may change, and the relationships illustrated in FIGS. 4 to 6 may not be satisfied.
In such a case, based on the measurement result by the
また、ファラデーシールド10の作用により、負荷部20の導体部とプラズマPとの間の容量結合が抑制される。そのため、エッチング処理中に窓部3などに負のバイアスがかかることを抑制することができるので、窓部3にプラズマP中のイオンが衝突することを抑制することができる。その結果、窓部3の損傷を抑制することができる。また、負荷部20から導入される電磁場のエネルギーをプラズマPの生成に効率よく利用することもできる。
Moreover, the capacitive coupling between the conductor part of the
また、電源6aにより高周波電力が載置部4に印加されることにより、被処理物Wにバイアスが印加される。そのため、被処理物Wの表面に生成されたイオンを引き込むことができるので、効率の良い異方性エッチング処理を行うことができる。なお、電源6aによる高周波電力の印加を行わずにエッチング処理を行うこともできる。
In addition, a bias is applied to the workpiece W by applying high frequency power to the
残余のガス、反応生成物、副生成物などの多くは、排気口7から処理容器2外に排出される。
Most of the remaining gas, reaction products, by-products, etc. are discharged out of the
被処理物Wのエッチング処理が終了すると、処理容器2内の圧力とゲートバルブ17の扉13の外側の圧力とがほぼ等しくなるように、ガス導入口12からパージガスなどが導入される。
そして、ゲートバルブ17の扉13を図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、エッチング処理が施された被処理物Wを搬出する。
以上のようにして、被処理物Wのエッチング処理が終了する。
When the etching process of the workpiece W is completed, a purge gas or the like is introduced from the
Then, the
The workpiece W subjected to the etching process is carried out by a transport unit (not shown).
As described above, the etching process of the workpiece W is completed.
次に、クリーニング処理を行う場合について例示をする。
ここで、生成されたイオンを窓部3などに衝突させることができれば、副生成物が付着することで形成されたデポ物を除去することができる。
そのため、クリーニング処理を行う場合には、負荷部における電位差が最大となる点の電位差の値を所定の範囲内で大きくしたり、負荷部の両端子間における電位差を所定の範囲内で大きくしたりするようにする。
Next, the case where the cleaning process is performed will be illustrated.
Here, if the generated ions can collide with the
Therefore, when performing the cleaning process, the value of the potential difference at the point where the potential difference at the load portion becomes maximum is increased within a predetermined range, or the potential difference between both terminals of the load portion is increased within a predetermined range. To do.
この場合、測定部25による測定結果に基づいて、制御部24により導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御することで、負荷部における電位差が最大となる点の電位差の値を所定の範囲内で大きくする。
In this case, the potential difference in the load portion is maximized by controlling at least one of the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitance portion, and the frequency of the high frequency power by the
クリーニング処理を行う場合には、まず、図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ17の扉13を閉じる。
次に、減圧部9により処理容器2内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器2の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器2内が所定の圧力となるように圧力制御部8により制御される。
When performing the cleaning process, first, the
Next, the pressure in the
次に、切換部21により供給されるガスの種類が切り換えられる。そして、ガス供給部18bから切換部21、ガス導入口12を介して処理空間15内にクリーニング処理に用いられるガスを供給する。この際、図示しないMFC(Mass Flow Controller)などにより供給するガスの流量や圧力などが制御される。クリーニング処理に用いられるガスとしては、例えば、O2、SF6、NF3、ClF3、Cl2、HCl、Arなどを例示することができる。
Next, the type of gas supplied by the switching
次に、電源6bにより所定の周波数(例えば、13.56MHzの周波数)を有する高周波電力が負荷部20に印加される。
すると、負荷部20の導体部が誘導結合型電極を構成するので、負荷部20の導体部から窓部3を介して高周波電力が処理容器2の内部に導入される。そのため、処理容器2の内部に導入された高周波電力により処理空間15にプラズマPが発生する。発生したプラズマPによりクリーニング処理に用いられるガスが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などの反応生成物が生成される。この生成された反応生成物により処理容器2内に付着しているデポ物が除去される。
Next, high frequency power having a predetermined frequency (for example, a frequency of 13.56 MHz) is applied to the
Then, since the conductor part of the
ここで、測定部25による測定結果に基づいて、制御部24により導体部のインダクタンス、容量部の容量、高周波電力の周波数の少なくとも1つを制御することで、負荷部における電位差が最大となる点の電位差の値を所定の範囲内で大きくしたり、負荷部の両端子間における電位差を所定の範囲内で大きくしたりする。
すなわち、負荷部における電位差を制御することで前述した関係が満たされないようにして、窓部3などに衝突するイオンを増やすようにする。
なお、窓部3などに衝突するイオンを増加させすぎると窓部3などが損傷するおそれがある。そのため、デポ物の付着量などに基づいて予め実験などにより求められた制御範囲内において制御を行うようにする。
Here, the potential difference in the load portion is maximized by controlling at least one of the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitance portion, and the frequency of the high-frequency power based on the measurement result by the
That is, by controlling the potential difference in the load portion, the above-described relationship is not satisfied, and the number of ions colliding with the
Note that if the number of ions colliding with the
またさらに、ファラデーシールド10の本体部10aに電圧を印加することで、クリーニング処理中に窓部3などに負のバイアスを印加するようにすることもできる。そのようにすれば、窓部3などにより多くのイオンを衝突させることができるので、クリーニング処理の効率を向上させることができる。
Furthermore, a negative bias can be applied to the
残余のガス、反応生成物、除去されたデポ物などは、排気口7から処理容器2外に排出される。
なお、載置部4の載置面を保護するためにダミーの被処理物Wを載置した状態で前述したクリーニング処理を行うようにすることもできる。
以上のようにして、クリーニング処理が終了する。
The remaining gas, reaction products, removed deposits, etc. are discharged out of the
In addition, in order to protect the mounting surface of the mounting
As described above, the cleaning process ends.
本実施の形態によれば、窓部3の損傷を低減させることができる。また、プラズマ処理の種類によって負荷部における電位差を制御することができる。そのため、例えば、エッチング処理などのように被処理物Wをプラズマ処理する場合には窓部3の損傷や異常放電の発生を抑制することができ、クリーニング処理などの場合には付着しているデポ物を効率よく除去することができる。
According to the present embodiment, damage to the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、誘導結合型プラズマを用いたプラズマ処理方法であって、導体部と容量部とが電気的に交互に接続された負荷部に電力を印加する工程と、導体部のインダクタンス、容量部の容量、電力の周波数からなる群より選ばれた少なくとも1つの制御を行う工程と、を備えている。そして、前記制御を行う工程において、導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるように制御される。例えば、導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるように制御される。
[Second Embodiment]
Next, the plasma processing method according to the second embodiment is illustrated.
The plasma processing method according to the present embodiment is a plasma processing method using inductively coupled plasma, and a step of applying power to a load portion in which a conductor portion and a capacitor portion are electrically connected, and And a step of performing at least one control selected from the group consisting of the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitor portion, and the frequency of power. In the step of performing the control, control is performed so that a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) occurs in the conductor portion. For example, the impedance is controlled so that the imaginary component of the impedance at the intermediate position between the capacitor portions of the conductor portion becomes 0 (zero).
この場合、前記制御を行う工程において、負荷部の端子B1と端子B2との間におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるように制御されるようにすることができる。
また、導体部はN個設けられ、容量部は(N−1)個設けられ、端子B1および端子B2にはそれぞれ導体部が接続され、前記制御を行う工程において、導体部のインダクタンスと、容量部の容量と、電力の周波数との関係が前述した以下の(1)式乃至(3)式を満たすように制御されるようにすることができる。
In this case, in the step of performing the control, it is possible to control so that the imaginary component of the impedance between the terminal B1 and the terminal B2 of the load unit becomes 0 (zero).
Further, N conductor portions are provided, (N-1) capacitor portions are provided, and the conductor portions are connected to the terminals B1 and B2, respectively. In the step of performing the control, the inductance and capacitance of the conductor portions are provided. The relationship between the capacity of the unit and the frequency of power can be controlled so as to satisfy the following expressions (1) to (3).
また、端子B1および端子B2にはそれぞれ導体部が接続され、前記制御を行う工程において、容量部同士の間に設けられた導体部のインダクタンスは、端子B1および端子B2にそれぞれ接続された導体部のインダクタンスの2倍となり、容量部の容量が等しいものとなるように制御されるようにすることができる。
また、容量部同士の間に設けられた導体部の電位を測定する工程を備え、前記制御を行う工程において、前記測定を行う工程における測定結果に基づいて制御を実行するようにすることができる。この場合、前記測定を行う工程において、導体部の容量部同士の間の中間位置における電位を測定するようにすることができる。
In addition, a conductor portion is connected to each of the terminal B1 and the terminal B2, and in the step of performing the control, the inductance of the conductor portion provided between the capacitor portions is a conductor portion connected to the terminal B1 and the terminal B2, respectively. It is possible to control so that the capacitance of the capacitor portion becomes equal to twice the inductance of the capacitor.
Further, the method includes a step of measuring a potential of a conductor portion provided between the capacitor portions, and in the step of performing the control, the control can be executed based on a measurement result in the step of performing the measurement. . In this case, in the step of performing the measurement, the potential at an intermediate position between the capacitor portions of the conductor portion can be measured.
また、前記制御を行う工程において、被処理物のプラズマ処理を行う場合には、導体部おいてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生ずるように制御し、クリーニング処理を行う場合には、導体部においてインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生じないように制御するようにすることができる。
この場合、被処理物のプラズマ処理を行う場合には、導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となるように制御し、クリーニング処理を行う場合には、導体部の容量部同士の間の中間位置におけるインピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)とならないように制御するようにすることができる。
Further, in the step of performing the control, when performing the plasma processing of the workpiece, the cleaning is performed by controlling the conductor portion so that the position where the imaginary component of the impedance becomes 0 (zero) is generated. Can be controlled so that a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) does not occur in the conductor portion.
In this case, when performing the plasma processing of the workpiece, when performing the cleaning processing by controlling the imaginary component of the impedance at the intermediate position between the capacitive portions of the conductor portion to be 0 (zero). Further, it is possible to control so that the imaginary component of the impedance at the intermediate position between the capacitive portions of the conductor portion does not become 0 (zero).
また、負荷部と電磁波を透過させる窓部との間に設けられたファラデーシールドの電位を制御する工程を備え、被処理物のプラズマ処理を行う場合には、ファラデーシールドの電位を接地電位とし、クリーニング処理を行う場合には、ファラデーシールドにバイアス電源を接続し、バイアス電圧を印加するようにしたものとすることができる。
なお、各工程における内容や作用、効果などは、前述したプラズマ処理装置1において例示をしたものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
In addition, the method includes a step of controlling the potential of the Faraday shield provided between the load portion and the window portion through which electromagnetic waves are transmitted, and when performing plasma processing of the workpiece, the potential of the Faraday shield is set to the ground potential, When performing the cleaning process, a bias power supply may be connected to the Faraday shield to apply a bias voltage.
In addition, since the content, operation | movement, effect, etc. in each process can be made the same as that of what was illustrated in the
以上、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、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、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、材質、配置、数などは、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。
例えば、プラズマ処理装置1の天井部分に平面的に配置された負荷部20を例示したが、プラズマ処理装置に螺旋状に巻きつけられた負荷部とすることもできる。
また、プラズマ処理の一例として、エッチング処理、クリーニング処理を例示したがこれらに限定されるわけではない。誘導結合型プラズマを用いて行うプラズマ処理に広く適用させることができる。
また同様に、エッチング処理を行うプラズマエッチング処理装置に限定されるわけではない。誘導結合型プラズマを発生可能なプラズマ処理装置に広く適用させることができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiment has been illustrated above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
Regarding the above-described embodiment, those in which those skilled in the art appropriately added, deleted, or changed the design, or added the process, omitted, or changed the conditions also have the features of the present invention. As long as it is within the scope of the present invention.
For example, the shape, size, material, arrangement, number, and the like of each element included in the
For example, although the
Moreover, although an etching process and a cleaning process were illustrated as an example of a plasma process, it is not necessarily limited to these. The present invention can be widely applied to plasma processing performed using inductively coupled plasma.
Similarly, the present invention is not limited to a plasma etching apparatus that performs an etching process. The present invention can be widely applied to plasma processing apparatuses capable of generating inductively coupled plasma.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is combined can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.
1 プラズマ処理装置、2 処理容器、3 窓部、4 載置部、6a 電源、6b 電源、9 減圧部、10 ファラデーシールド、17 ゲートバルブ、18 ガス供給部、20 負荷部、20a 負荷部、20b1 負荷部、21 切換部、22a 導体部、22b1〜22b4 導体部、23a 容量部、23b 容量部、23b1〜23b3 容量部、24 制御部、25 測定部、G ガス、P プラズマ、W 被処理物
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器に設けられ、電磁波を透過させる窓部と、
前記窓部の外方に配置され、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部とを有した負荷部と、
前記負荷部に電力を印加する電源と、
を備え、
前記負荷部と前記電源とは、前記負荷部の一方の端部に設けられた第1の端子と、他方の端部に設けられた第2の端子と、を介して電気的に接続され、
前記導体部と前記容量部とは、前記負荷部の両端側に導体部が設けられるように電気的に交互に直列接続され、
被処理物のプラズマ処理を行う場合には、
前記容量部同士の間に設けられた前記導体部のインダクタンスは、前記第1の端子および前記第2の端子にそれぞれ接続された前記導体部のインダクタンスの2倍とされ、
前記すべての容量部の容量がそれぞれ等しいものとされたことを特徴とするプラズマ処理装置。 A treatment container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
A decompression section for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure;
A placement unit that is provided inside the processing container and places a workpiece;
A gas supply unit for supplying gas into the processing container;
A window that is provided in the processing container and transmits electromagnetic waves;
A load portion disposed outside the window portion and having a plurality of conductor portions and a plurality of capacitance portions for generating an electromagnetic field;
A power supply for applying power to the load section;
With
The load part and the power source are electrically connected via a first terminal provided at one end of the load part and a second terminal provided at the other end,
The conductor portion and the capacitor portion are electrically connected in series so that a conductor portion is provided on both ends of the load portion,
When performing plasma treatment of workpieces,
The inductance of the conductor portion provided between the capacitor portions is twice the inductance of the conductor portion connected to the first terminal and the second terminal, respectively.
The plasma processing apparatus characterized in that the capacities of all of the capacities are equal.
前記第1の端子および前記第2の端子にはそれぞれ前記導体部が接続され、
前記導体部のインダクタンスと、前記容量部の容量と、前記電力の周波数との関係が以下の(4)式乃至(6)式を満たしたことを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
ここで、C1は前記第1の端子側から見て1番目に設けられた前記容量部の容量、L1は前記第1の端子側から見て1番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、L2は前記第1の端子側から見て2番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、fは前記電力の周波数である。
ここで、Cnは前記第1の端子側から見てn番目に設けられた前記容量部の容量、Lnは前記第1の端子側から見てn番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、Ln+1は前記第1の端子側から見て(n+1)番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、fは前記電力の周波数である。
ここで、CN−1は前記第1の端子側から見て(N−1)番目に設けられた前記容量部の容量、LNは前記第1の端子側から見てN番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、LN−1は前記第1の端子側から見て(N−1)番目に設けられた前記導体部のインダクタンス、fは前記電力の周波数である。 The load portion includes N conductor portions and (N−1) capacitor portions,
The conductor portion is connected to each of the first terminal and the second terminal,
3. The plasma according to claim 1, wherein the relationship between the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitance portion, and the frequency of the power satisfies the following equations (4) to (6): 4. Processing equipment.
Here, C1 is the capacitance of the capacitor portion provided first when viewed from the first terminal side, L1 is the inductance of the conductor portion provided first when viewed from the first terminal side, L2 Is the inductance of the conductor provided second when viewed from the first terminal side, and f is the frequency of the power.
Here, Cn is a capacitance of the capacitor portion provided nth when viewed from the first terminal side, Ln is an inductance of the conductor portion provided nth when viewed from the first terminal side, and Ln + 1 Is the inductance of the conductor portion provided at the (n + 1) th as viewed from the first terminal side, and f is the frequency of the power.
Here, C N-1 is the capacitance of the capacitor unit provided at the (N-1) th as viewed from the first terminal side, and L N is provided at the Nth as viewed from the first terminal side. Further, the inductance of the conductor part, L N-1 is the inductance of the conductor part provided at the (N-1) th as viewed from the first terminal side, and f is the frequency of the power.
前記制御部は、前記測定部による測定結果に基づいて制御を実行することを特徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。 A measuring unit for measuring the potential of the conductor provided between the capacitors;
The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the control unit performs control based on a measurement result by the measurement unit.
クリーニング処理を行う場合には、前記容量部同士の間に設けられた、それぞれの前記導体部において前記インピーダンスの虚数成分が0(ゼロ)となる位置が生じないように制御することを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理装置。 When performing the plasma processing of the workpiece, the control unit is provided between the capacitor units so that a position where the imaginary component of the impedance is 0 (zero) occurs in each of the conductor units. Control to
When performing the cleaning process, control is performed so that a position where the imaginary number component of the impedance is 0 (zero) does not occur in each of the conductor portions provided between the capacitor portions. The plasma processing apparatus according to claim 5.
前記負荷部と前記ファラデーシールドとの間に設けられた絶縁部と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。 A Faraday shield provided between the load portion and the window portion;
An insulating part provided between the load part and the Faraday shield;
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising:
両端側に導体部が設けられるように前記導体部と容量部とが電気的に交互に直列接続された負荷部に、電源から電力を印加する工程と、
前記導体部のインダクタンス、前記容量部の容量、前記電力の周波数からなる群より選ばれた少なくとも1つの制御を行う工程と、
を備え、
被処理物のプラズマ処理を行う場合には、前記制御を行う工程において、
前記負荷部と前記電源とは、前記負荷部の一方の端部に設けられた第1の端子と、
他方の端部に設けられた第2の端子と、を介して電気的に接続され、
前記容量部同士の間に設けられた前記導体部のインダクタンスは、前記第1の端子および前記第2の端子にそれぞれ接続された前記導体部のインダクタンスの2倍とされ、
前記すべての容量部の容量がそれぞれ等しいものとなるように制御されることを特徴とするプラズマ処理方法。 A plasma processing method using inductively coupled plasma,
A step of applying power from a power source to a load part in which the conductor part and the capacitor part are electrically alternately connected in series so that a conductor part is provided on both end sides;
Performing at least one control selected from the group consisting of the inductance of the conductor portion, the capacitance of the capacitance portion, and the frequency of the power;
With
In the case of performing plasma processing of an object to be processed, in the step of performing the control,
The load unit and the power source are a first terminal provided at one end of the load unit,
Electrically connected via a second terminal provided at the other end,
The inductance of the conductor portion provided between the capacitor portions is twice the inductance of the conductor portion connected to the first terminal and the second terminal, respectively.
The plasma processing method is characterized in that control is performed so that the capacities of all the capacities are equal.
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