JP6604595B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Description
本発明は、処理対象物の表面をプラズマによってエッチングする装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for etching a surface of an object to be processed with plasma.
電子部品や回路基板を製造する様々な工程において、処理室内でプラズマを発生させて、処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置が用いられている。生産性を向上させるため、プラズマ処理を行う1つの工程で、複数のプラズマ処理装置(一般機)を並行して稼働させる場合もある。しかし、同じ構造を有する複数の一般機を同じ条件で稼働させても、そのエッチング速度が互いに異なる場合がある。 In various processes for manufacturing electronic components and circuit boards, a plasma processing apparatus that generates plasma in a processing chamber and etches the surface of an object to be processed is used. In order to improve productivity, a plurality of plasma processing apparatuses (general machines) may be operated in parallel in one process of performing plasma processing. However, even if a plurality of general machines having the same structure are operated under the same conditions, their etching rates may be different from each other.
そのため、特許文献1は、プラズマの強度とプラズマプロセスにおける全ての制御パラメータとの関係を、一般機と、一般機と同じ構造を備え、較正の基準となるプラズマ処理装置(基準装置)との間で比較し、基準装置に基づいて、一般機のプラズマ処理実行中に処理条件を較正することを教示している。特許文献2は、プラズマ状態を把握できるデータを基準装置を用いて取得し、較正すべきパラメータを特定した後、特定されたパラメータに対応する一般機のパラメータを較正することを教示している。これにより、較正するパラメータが少なくなるため、較正に要する時間が短縮される。 Therefore, Patent Document 1 describes the relationship between the intensity of plasma and all control parameters in the plasma process between a general machine and a plasma processing apparatus (reference apparatus) that has the same structure as the general machine and serves as a calibration reference. And, based on the reference device, teach that the processing conditions are calibrated during the plasma processing of the general machine. Patent Document 2 teaches that data that can grasp the plasma state is acquired using a reference device, a parameter to be calibrated is specified, and then a parameter of a general machine corresponding to the specified parameter is calibrated. Thereby, since the parameter to calibrate decreases, the time which a calibration requires is shortened.
しかし、上記の方法では、基準装置と一般機との間および複数の一般機間において、エッチング速度が異なる場合がある。 However, in the above method, the etching rate may be different between the reference apparatus and the general machine and between a plurality of general machines.
本発明の一局面は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に第1の高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、さらに、前記プラズマ処理装置を用いて、第1の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、前記第1の高周波電力と第1のエッチング速度との関係を示す第1のデータベース、前記プラズマ処理装置と同じ構造を備え、較正の基準となる基準プラズマ処理装置を用いて、前記第1の標準試料と同じ組成を含む第2の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、第2の高周波電力と第2のエッチング速度との関係を示す第2のデータベース、および、プロセスレシピ、を保持する記憶部と、前記プロセスレシピで指定された高周波電力であるレシピ指定電力を読み出し、前記第2のデータベースから、前記レシピ指定電力と同じ前記第2の高周波電力における前記第2のエッチング速度である基準装置換算速度を算出するとともに、前記第1のデータベースから、前記基準装置換算速度と同じ前記第1のエッチング速度における前記第1の高周波電力である補正電力を算出する演算部と、前記プロセスレシピで指定された前記レシピ指定電力を、前記演算部で算出された前記補正電力に補正する制御部と、を備える、プラズマ処理装置に関する。 One aspect of the present invention includes a processing chamber, an electrode provided in the processing chamber, and a high-frequency power source that generates plasma in the processing chamber by applying a first high-frequency power to the electrode. A plasma processing apparatus for mounting a processing object on the electrode unit and etching the surface of the processing object, and further using the plasma processing apparatus, in advance with respect to the first standard sample A first database showing the relationship between the first high-frequency power and the first etching rate acquired by the executed plasma processing, and a reference plasma processing having the same structure as the plasma processing apparatus and serving as a calibration reference A second high frequency power and a second etching rate obtained by a plasma process performed in advance on a second standard sample having the same composition as the first standard sample using the apparatus. A storage unit that holds the second database indicating the relationship between the process recipe and the recipe designated power that is the high frequency power designated in the process recipe, and the recipe designated power is read from the second database. A reference device conversion rate that is the second etching rate at the same second high-frequency power is calculated, and the first etching rate at the same first etching rate as the reference device conversion rate is calculated from the first database. A plasma processing apparatus, comprising: a calculation unit that calculates correction power that is high-frequency power; and a control unit that corrects the recipe-designated power specified by the process recipe to the correction power calculated by the calculation unit. .
本発明の他の一局面は、処理室と、前記処理室に設けられる電極部と、前記電極部に第1の高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、プロセスレシピを保持する記憶部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、前記記憶部が、さらに、前記プラズマ処理装置を用いて、第1の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、前記第1の高周波電力と第1のエッチング速度との関係を示す第1のデータベースと、前記プラズマ処理装置と同じ構造を備え、較正の基準となる基準プラズマ処理装置を用いて、前記第1の標準試料と同じ組成を含む第2の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、第2の高周波電力と第2のエッチング速度との関係を示す第2のデータベースと、を保持しており、前記プロセスレシピで指定された高周波電力であるレシピ指定電力を読み出し、前記第2のデータベースから、前記レシピ指定電力と同じ前記第2の高周波電力における前記第2のエッチング速度である基準装置換算速度を算出するとともに、前記第1のデータベースから、前記基準装置換算速度と同じ前記第1のエッチング速度における前記第1の高周波電力である補正電力を算出する演算工程と、前記プロセスレシピで指定された前記レシピ指定電力を、前記演算工程で算出された前記補正電力に補正する補正工程と、を備える、プラズマ処理方法に関する。 Another aspect of the present invention includes a processing chamber, an electrode portion provided in the processing chamber, and a high-frequency power source that generates plasma in the processing chamber by applying a first high-frequency power to the electrode portion. A plasma processing method for etching a surface of a processing object placed on the electrode unit using a plasma processing apparatus including a storage unit that holds a process recipe, and the storage unit further includes: A first database showing a relationship between the first high-frequency power and the first etching rate, which is obtained by a plasma process performed in advance on a first standard sample using a plasma processing apparatus; Using a reference plasma processing apparatus having the same structure as the plasma processing apparatus and serving as a calibration reference, a pre-executed process is performed on a second standard sample containing the same composition as the first standard sample. A second database indicating the relationship between the second high-frequency power and the second etching rate, which is acquired by the process, and stores the recipe-designated power that is the high-frequency power designated in the process recipe. Read, calculate from the second database a reference device conversion speed that is the second etching speed at the second high frequency power that is the same as the recipe specified power, and convert the reference device conversion from the first database. A calculation step of calculating a correction power that is the first high-frequency power at the first etching rate that is the same as a velocity, and the correction power calculated in the calculation step by using the recipe-specified power specified in the process recipe. And a correction step of correcting to a plasma processing method.
本発明によれば、非常に簡便な方法により、基準装置と一般機との間および複数の一般機間におけるエッチング速度のばらつきが抑制される。 According to the present invention, the variation in the etching rate between the reference device and the general machine and between the plurality of general machines is suppressed by a very simple method.
(プラズマ処理装置)
プラズマ処理装置は、処理室と、処理室に設けられ、処理対象物が載置される電極部と、電極部に第1の高周波電力を印加する高周波電源部と、を備える。処理室にプラズマ発生用ガスを供給し、電極部に第1の高周波電力を印加すると、処理室内にプラズマが発生する。発生したプラズマにより、電極部に載置された処理対象物の表面はエッチングされる。
(Plasma processing equipment)
The plasma processing apparatus includes a processing chamber, an electrode unit that is provided in the processing chamber and on which a processing target is placed, and a high-frequency power source unit that applies a first high-frequency power to the electrode unit. When a plasma generating gas is supplied to the processing chamber and the first high frequency power is applied to the electrode portion, plasma is generated in the processing chamber. The surface of the processing object placed on the electrode part is etched by the generated plasma.
処理対象物のエッチングの深さは、エッチング速度および処理時間により決定される。エッチング速度は、電極部に印加される高周波電力(第1の高周波電力)、プラズマ発生用ガスの種類や濃度、処理室内の圧力等の様々なパラメータにより制御される。そのため、特許文献1および2では、一般機に配備された各種測定機器を用いて上記パラメータに関する多数のデータを取得して、一般機において実行されているプラズマ処理の状態を把握している。そして、一般機における各種データを、較正の基準となるプラズマ処理装置(基準装置)の対応するデータに基づいてリアルタイムで補正することにより、一般機で実行中のプラズマ処理の状態を基準装置に近付けている。しかし、このように一般機の各パラメータを補正する場合であっても、プラズマ処理装置(一般機および基準装置を含む)間でエッチング速度にばらつきが生じ、エッチングの深さに差が生じる。プラズマ処理装置間でエッチング速度にばらつきが生じるのは、エッチング速度が、上記以外のパラメータ、例えば、各プラズマ処理装置の構成部品の組み付け状態の違いや、設計公差内でのわずかな寸法の違い、あるいは、プラズマ処理の履歴の違いによる処理室内の構成部品の磨耗の程度の差など、各プラズマ処理装置に固有のパラメータの影響を受けるためだと考えられる。 The depth of etching of the object to be processed is determined by the etching rate and the processing time. The etching rate is controlled by various parameters such as high-frequency power (first high-frequency power) applied to the electrode section, the type and concentration of the plasma generating gas, and the pressure in the processing chamber. For this reason, in Patent Documents 1 and 2, a large number of data relating to the above parameters is acquired using various measuring devices provided in a general machine, and the state of plasma processing being performed in the general machine is grasped. Then, various data in the general machine are corrected in real time based on the corresponding data of the plasma processing apparatus (reference apparatus) serving as a reference for calibration, thereby bringing the state of the plasma processing being executed in the general machine closer to the reference apparatus. ing. However, even when the parameters of the general machine are corrected in this way, the etching rate varies among plasma processing apparatuses (including the general machine and the reference apparatus), and the etching depth varies. Variations in the etching rate between plasma processing apparatuses occur because the etching rate is a parameter other than the above, for example, the difference in assembly state of the components of each plasma processing apparatus, or a slight difference in dimensions within design tolerances, Alternatively, it is considered that this is due to the influence of parameters unique to each plasma processing apparatus such as a difference in the degree of wear of components in the processing chamber due to a difference in plasma processing history.
そこで、本実施形態では、一般機を用いてあらかじめ取得された、所定の条件における第1のエッチング速度、および、基準装置を用いてあらかじめ取得された、一般機と同じ条件における第2のエッチング速度に基づいて、一般機のプラズマ処理条件を補正する。第1のエッチング速度および第2のエッチング速度は、所定の条件下、一般機および基準装置により実際に処理されたエッチングの深さおよび高周波電力の印加時間から算出される。つまり、第1および第2のエッチング速度は、実測値に基づいて算出されている。よって、第1および第2のエッチング速度には、特許文献1または2で用いられたようなプラズマ処理状態に関する各種パラメータに加えて、各プラズマ処理装置に固有のパラメータが反映されている。このように、プラズマ処理条件の補正に、エッチング速度の実測値を用いることで、従来のプラズマ処理状態に関する各種パラメータを用いた補正では解消することが困難であった、各プラズマ処理装置に固有のパラメータに起因するばらつきを解消することができる。そのため、基準装置と一般機との間、一般機が複数ある場合にはさらに各一般機の間におけるエッチング速度のばらつきが抑制される。よって、一般機が複数ある場合であっても、いずれの一般機も、基準装置と同等のプラズマ処理を行うことができる。 Therefore, in the present embodiment, the first etching rate under a predetermined condition acquired in advance using a general machine, and the second etching rate under the same conditions as the general machine acquired in advance using a reference apparatus. Based on the above, the plasma processing conditions of the general machine are corrected. The first etching rate and the second etching rate are calculated from the etching depth actually processed by the general machine and the reference apparatus and the application time of the high frequency power under a predetermined condition. That is, the first and second etching rates are calculated based on the actually measured values. Therefore, the first and second etching rates reflect parameters unique to each plasma processing apparatus in addition to various parameters related to the plasma processing state as used in Patent Document 1 or 2. Thus, by using the measured value of the etching rate for correction of the plasma processing conditions, it is difficult to eliminate by correction using various parameters related to the conventional plasma processing state. Variations caused by parameters can be eliminated. Therefore, when there are a plurality of general machines between the reference device and the general machines, the variation in the etching rate among the general machines is further suppressed. Therefore, even if there are a plurality of general machines, any general machine can perform plasma processing equivalent to that of the reference apparatus.
さらに、一般機のプラズマ処理条件の補正は、一般機の電極部に印加される第1の高周波電力に対してのみ行われる。プラズマ発生用ガスの種類や濃度、処理室内の圧力等のパラメータが同じ条件である場合、エッチング速度は、電極部に印加される高周波電力に大きく依存する。そこで、エッチング速度に影響を与える他の条件を変えずに、第1の高周波電力のみを補正する。これにより、生産現場における工程管理が非常に容易となる。 Further, the plasma processing conditions of the general machine are corrected only for the first high-frequency power applied to the electrode unit of the general machine. When the parameters such as the type and concentration of the plasma generating gas and the pressure in the processing chamber are the same, the etching rate greatly depends on the high frequency power applied to the electrode portion. Therefore, only the first high-frequency power is corrected without changing other conditions that affect the etching rate. Thereby, process management at the production site becomes very easy.
以下、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置100を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構造を断面で示す概念図である。
Hereinafter, a
処理室103aは、水平なベース部101と、蓋部102とにより構成される真空チャンバ103を密閉状態にすることにより形成される。蓋部102は、昇降手段(図示せず)によって昇降自在に配設されている。蓋部102が下降して、ベース部101の上面に当接することにより、真空チャンバ103は密閉状態になる。このとき、蓋部102とベース部101との間にはシール部材104が介在しており、これによって、処理室103aの密閉状態が担保される。処理室103aでは、処理対象物109がプラズマ処理される。ベース部101には開口部101aが設けられており、開口部101aを塞ぐように、絶縁部材106を介して電極部105が嵌め込まれている。電極部105の上面は、絶縁層107で覆われている。絶縁層107の上面には、処理対象物109を位置決めするためのガイド部材108が配置されている。
The
ベース部101の開口部101aの周縁には、貫通孔101bが形成されている。貫通孔101bには、管路111が挿入されており、管路111には、ベントバルブ112、ガス供給バルブ113、真空バルブ114および真空計115が接続されている。ガス供給バルブ113および真空バルブ114には、さらにガス供給部116および真空ポンプ117がそれぞれ接続されている。真空バルブ114を開くとともに真空ポンプ117を稼働させることにより、処理室103a内のガスが排出されて、減圧状態になる。処理室103a内の真空度は真空計115によって測定される。一方、ガス供給バルブ113を開けると、プラズマ発生用ガスが、ガス供給部116から処理室103a内に供給される。ガス供給部116は流量調整機能を内蔵しており、処理室103a内に供給されるプラズマ発生用ガスの流量が調整される。ベントバルブ112を開けると、処理室103a内に大気が供給される。
A through
電極部105には、整合器118を介して高周波電源部119が電気的に接続されている。一方、蓋部102は接地部110に接地されている。処理室103a内にプラズマ発生用ガスを供給するとともに高周波電源部119を稼働させると、電極部105と蓋部102との間に高周波電圧が印加される。これにより、処理室103a内にはプラズマが発生する。整合器118は、プラズマを発生させるプラズマ放電回路(図示せず)と高周波電源部119とのインピーダンスを整合させる。ベントバルブ112、ガス供給バルブ113、真空バルブ114、真空計115、ガス供給部116、真空ポンプ117、高周波電源部119は、制御部120により制御される。
A high frequency
さらに、制御部120には、入力部121、補正選択部122、記憶部123、演算部124、表示部125が接続される。入力部121には、プロセスレシピと、第1および第2のデータベースを作成するための各データとが入力される。補正選択部122は、例えば、切り替えスイッチを備えている。作業者はこのスイッチを切り替えて、プロセスレシピの補正を行うか否かを選択することができる。補正選択部122は、上記のような機械的なスイッチに限らない。例えば、入力部121にプロセスレシピの補正を行うか否かを入力することで、補正選択部122を操作してもよい。
Furthermore, an
入力部121に入力されたデータベースを作成するための各データは、第1または第2のデータベースとして記憶部123に格納される。入力部121に入力されたプロセスレシピもまた、記憶部123に格納される。補正選択部122において、プロセスレシピを補正することが選択されている場合、演算部124は、各データベースに基づき、プロセスレシピで指定された高周波電力(レシピ指定電力P0)を補正する演算を行い、補正された第1の高周波電力(補正電力P1)を算出し、制御部120に結果を伝達する。制御部120は、プロセスレシピで指定されたレシピ指定電力P0を補正電力P1に補正し、補正されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理を開始するよう、上記各部に指示する。表示部125は、入力されたプロセスレシピ、第1および第2のデータベース、演算部124から制御部120にエラーが通知されたことを示すエラーメッセージ等を表示する。制御部120、入力部121、記憶部123および演算部124の具体的な機能については、後述する。
Each data for creating a database input to the
[第1実施形態]
以下、図2〜図4を用いて、第1実施形態に係るプラズマ処理工程を説明する。図2は、本実施形態に係るプラズマ処理の工程を説明するフローチャートである。図3は、第1のデータベースが保持する情報を概念的に示すグラフである。図4は、第2のデータベースが保持する情報を概念的に示すグラフである。
[First Embodiment]
Hereinafter, the plasma treatment process according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart for explaining the steps of the plasma processing according to the present embodiment. FIG. 3 is a graph conceptually showing information held in the first database. FIG. 4 is a graph conceptually showing information held in the second database.
(プラズマ処理方法)
まず、入力部121に、あらかじめ一般機および基準装置を用いて取得された、所定の高周波電力により発生させたプラズマによるエッチング速度を、当該高周波電力とともに入力しておく。例えば、入力部121に、一般機の電極部に印加された高周波電力およびそのときのエッチング速度を1セットとして、複数セット、入力しておく。同様に、基準装置の電極部に印加された高周波電力およびそのときのエッチング速度を1セットとして、複数セット、入力しておく。入力されたデータは、それぞれ第1のデータベースおよび第2のデータベースを作成するために、記憶部123に格納される(データ格納工程)。データ格納工程は、後述する入力工程(ステップ1)の前に行われてもよいし、後であってもよい。
(Plasma treatment method)
First, an etching rate by plasma generated by a predetermined high-frequency power, which is acquired in advance using a general machine and a reference device, is input to the
記憶部123には、入力されたデータに基づき、例えば、図3に示すような情報を保持する第1のデータベースが保持される。図3のグラフは、横軸が第1の高周波電力を示し、縦軸が第1のエッチング速度を示している。図3では、4パターンの高周波電力P1を一般機の電極部に印加したときのエッチングの深さと印加時間とから算出されたエッチング速度R1が、プロットされている。データの数は4パターンに限らない。また、データベースは入力部121から入力されたデータのみで構成されていてもよいし、入力部121から入力されたデータを補間するデータを含んでもよい。入力されたデータの補間は、例えば、入力されたデータの近似直線や近似曲線を引いて行われる。このようにして、一般機を用いて実測された高周波電力P1とそのときのエッチング速度R1との関係が、第1データベースとして記憶部123に保持される。
The
さらに、記憶部123には、一般機と同じ構造を備える基準装置における第2の高周波電力P2と第2のエッチング速度R2との関係が、例えば図4に示すような情報を保持する第2のデータベースとして保持される。第2のデータベースは、一般機と同じ構造を備える基準装置を用いたこと以外は、第1のデータベース場合と同様にして得られる。
Furthermore, the
各データベースを作成するためのデータは、あらかじめ、基準装置および一般機を用いて、同じ物質をエッチングの対象として、所定のデータベース作成用の処理条件でプラズマ処理を行うことにより取得される。データベースの作成は、少なくとも1つの所定の処理条件によるプラズマ処理の結果に基づいて行われる。補正の精度を高めるためには、高周波電力の異なる複数の処理条件によるプラズマ処理の結果を用いて、データベースが作成されることが望ましい。 Data for creating each database is acquired in advance by performing plasma processing using a reference apparatus and a general machine, using the same substance as an object of etching, under processing conditions for creating a predetermined database. The database is created based on the result of plasma processing under at least one predetermined processing condition. In order to increase the accuracy of correction, it is desirable to create a database using the results of plasma processing under a plurality of processing conditions with different high-frequency power.
データを取得する際のエッチングの対象となる物質は、実際の一般機によるプラズマ処理に供される処理対象物に含まれることが望ましく、プラズマによってエッチングされる対象の物質(エッチング対象物)と同じ組成を有する物質であることが望ましい。すなわち、処理対象物と、一般機のデータを取得する際の試料(第1の標準試料)と、基準装置のデータを取得する際の試料(第2の標準試料)とは、エッチング対象物として、いずれも同じ組成を有する物質を含んでいることが望ましい。第1の標準試料および第2の標準試料は、エッチング対象物のみで形成されていてもよいし、エッチング対象物と、当該プラズマ処理条件ではエッチングされない他の物質と、を含んでいてもよい。また、第1の標準試料および第2の標準試料は、処理対象物と同じ構造を有していてもよい。 It is desirable that the material to be etched when acquiring data is included in the processing object to be subjected to plasma processing by an actual general machine, and is the same as the material to be etched by the plasma (etching object). A substance having a composition is desirable. That is, the object to be processed, the sample (first standard sample) when acquiring the data of the general machine, and the sample (second standard sample) when acquiring the data of the reference device are the etching objects. It is desirable that both include substances having the same composition. The 1st standard sample and the 2nd standard sample may be formed only with an etching subject, and may contain an etching subject and other substances which are not etched on the plasma treatment conditions concerned. Further, the first standard sample and the second standard sample may have the same structure as the object to be processed.
処理対象物としては、特に限定されず、例えば、電子機器の製造に用いられる基板、基板上に回路が形成された回路基板、回路基板に電子部品が実装された実装基板、半導体基板等が挙げられる。エッチング対象物も特に限定されず、例えば、基板、基板上に形成された絶縁膜、基板上のレジスト、回路を構成するための金属材料、半導体材料等が挙げられる。プラズマ発生用ガスは、エッチング対象物に応じて、適宜選択される。例えば、金をエッチングする場合にはアルゴンガス、レジスト等の有機物をエッチングする場合には酸素ガス、SiO2等の絶縁膜をエッチングする場合にはCF4等のフッ化炭素含有ガスを用いることができる。 The processing object is not particularly limited, and examples thereof include a substrate used for manufacturing an electronic device, a circuit substrate on which a circuit is formed on a substrate, a mounting substrate on which electronic components are mounted on a circuit substrate, a semiconductor substrate, and the like. It is done. The object to be etched is not particularly limited, and examples thereof include a substrate, an insulating film formed on the substrate, a resist on the substrate, a metal material for configuring a circuit, and a semiconductor material. The plasma generating gas is appropriately selected according to the object to be etched. For example, when etching gold, argon gas, when etching organic substances such as resist, oxygen gas is used, and when etching an insulating film such as SiO 2 , a fluorocarbon-containing gas such as CF 4 is used. it can.
エッチング速度は、高周波電力の印加時間とエッチングの深さとから算出される。エッチングの深さは、標準試料を電極部に載置し、処理室にエッチング対象物に適切なプラズマ発生用ガスを供給した後、所定の高周波電力を所定時間印加することによりエッチング処理された標準試料から測定される。 The etching rate is calculated from the application time of the high frequency power and the etching depth. The etching depth is determined by placing a standard sample on the electrode part, supplying an appropriate plasma generating gas to the object to be etched in the processing chamber, and then applying a predetermined high frequency power for a predetermined time. Measured from the sample.
印加時間は、測定できる程度のエッチング深さが得られる限り、特に限定されない。印加時間は、実際に一般機で行われる印加時間(以下、処理時間)と同じであってもよいし、処理時間より長くてもよい。ここでは、電極部に印加された印加高周波電力とエッチング速度との関係が分かればよいため、実際の処理時間あるいはエッチング深さにかかわらず、データを採取する際の印加時間を決定することができる。例えば、一般機によって行われる工程がクリーニング工程である場合、処理時間は数秒〜数百秒であり、エッチング深さはナノオーダーレベルの場合もある。ナノオーダーレベルのエッチング深さを測定するのは、非常に困難である。しかし、各データベースを作成するためのデータの取得では、例えば、エッチング深さの測定が容易となるレベル(例えば、ミクロンオーダー)にまで達する程度に、印加時間を長くすることができる。よって、エッチング速度がより正確に算出されるため、プラズマ処理装置間のエッチング速度のばらつきが抑制され易くなる。 The application time is not particularly limited as long as a measurable etching depth is obtained. The application time may be the same as the application time (hereinafter referred to as processing time) actually performed in a general machine, or may be longer than the processing time. Here, since it is only necessary to know the relationship between the applied high-frequency power applied to the electrode portion and the etching rate, the application time for collecting data can be determined regardless of the actual processing time or etching depth. . For example, when the process performed by a general machine is a cleaning process, the processing time may be several seconds to several hundred seconds, and the etching depth may be on the nano-order level. It is very difficult to measure a nano-order level etching depth. However, in the acquisition of data for creating each database, the application time can be increased to such an extent that, for example, it reaches a level (for example, on the micron order) that facilitates measurement of the etching depth. Therefore, since the etching rate is calculated more accurately, variations in the etching rate among the plasma processing apparatuses are easily suppressed.
さらに、上記のとおり、データを取得する際に使用する標準試料は、少なくともエッチング対象物を含んでいればよい。そのため、実際の一般機の処理対象物が、複雑な構造(例えば、実装基板)を有しており、エッチング対象物のエッチング深さの測定が困難な場合であっても、エッチング速度をより正確に算出することができる。つまり、予め各データベースを作成しておく本実施形態は、実際のプラズマ処理時間が短い(例えば、数秒〜数百秒)場合や、処理対象物が複雑な構造を有している場合に、特に有用である。具体的には、実装基板のクリーニング工程において、本実施形態のプラズマ処理装置100あるいはプラズマ処理方法は好ましく用いられる。
Furthermore, as described above, the standard sample used when acquiring data only needs to include at least the etching object. Therefore, even if the actual processing object of a general machine has a complicated structure (for example, a mounting substrate) and it is difficult to measure the etching depth of the etching object, the etching rate is more accurate. Can be calculated. That is, this embodiment in which each database is created in advance is particularly effective when the actual plasma processing time is short (for example, several seconds to several hundred seconds) or when the processing target has a complicated structure. Useful. Specifically, the
(1)入力工程
入力工程では、プロセスレシピが入力部121に入力される(ステップ1)。プロセスレシピでは、処理時間、プラズマ発生用ガスの供給量、一般機の電極部に印加するべきレシピ指定電力P0、処理室103a内の圧力等のプラズマ処理を行うための条件が指定されている。
(1) Input process In the input process, a process recipe is input to the input unit 121 (step 1). In the process recipe, conditions for performing plasma processing such as processing time, supply amount of plasma generating gas, recipe-designated power P 0 to be applied to the electrode part of a general machine, pressure in the
(2)補正選択工程
次に、補正選択部122において、プロセスレシピの補正を行うか否かを選択する(ステップ2)。
(2) Correction Selection Step Next, the
プロセスレシピを補正しないと選択した場合、制御部120は、入力されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理を開始するよう、プロセス処理装置100の各部(例えば、ベントバルブ112、ガス供給バルブ113、真空バルブ114、真空計115、ガス供給部116、真空ポンプ117、高周波電源部119等)に指示する(ステップ99)。
When it is selected that the process recipe is not corrected, the
(3)演算工程
一方、プロセスレシピの補正を行うことを選択した場合、制御部120は、記憶部123から第2のデータベースを呼び出して、プロセスレシピで指定されたレシピ指定電力P0に相当する第2の高周波電力P2を読み出す(ステップ3)。続いて、第2のデータベースから、第2の高周波電力P2に対応する第2のエッチング速度(基準装置換算速度R2)を算出する(ステップ4。図4参照)。次に、制御部120は、記憶部123から第1のデータベースを呼び出して、ステップ4で算出された基準装置換算速度R2に相当する第1のエッチング速度R1に対応する第1の高周波電力(補正電力P1)を算出する(ステップ5。図3参照)。
(3) Calculation Step On the other hand, when it is selected to correct the process recipe, the
(4)補正工程
制御部120は、プロセスレシピで指定されたレシピ指定電力P0を、ステップ5で算出された第1の補正電力P1に補正し、補正されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理を開始するよう、プラズマ処理装置の上記各部に指示する(ステップ6)。
(4) Correction Step The
[第2実施形態]
以下、図5を用いて、第2実施形態に係るプラズマ処理の工程を説明する。図5は、本実施形態に係るプラズマ処理の工程を説明するフローチャートである。本実施形態は、演算部124において、ステップ3で読み出された第2の高周波電力P2(すなわち、レシピ指定電力P0)と、ステップ5で読み出された補正電力P1との差が算出され、この差が、予め設定された閾値よりも大きいか否か判定される(ステップ7:判定工程)こと以外、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the plasma processing steps according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart for explaining a plasma processing step according to the present embodiment. In the present embodiment, in the
(5)判定工程
判定工程は、ステップ5の後、ステップ6の前に行えばよい。図5に示すように、補正電力P1とレシピ指定電力P0との差が閾値よりも大きい場合、演算部124から制御部120にエラーが通知される(ステップ999)。エラーが通知されると、制御部120は、第1および/または第2データベースに誤りがある可能性があると判断し、この旨を表示部125に表示し、作業者に報知する。
(5) Determination process The determination process may be performed after step 5 and before step 6. As shown in FIG. 5, the difference between the corrected power P 1 and the recipe specified power P 0 is greater than the threshold, the error is notified to the
一方、補正電力P1とレシピ指定電力P0との差が閾値以下である場合、制御部120は、プロセスレシピで指定されたレシピ指定電力P0を、ステップ5で算出された補正電力P1に補正し、補正されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理を開始するよう、プラズマ処理装置の上記各部に指示する(ステップ6:補正工程)。閾値は、例えば、補正を行わない場合の基準装置と一般機との、同じ高周波電力におけるエッチング速度の差に基づいて設定される。
On the other hand, when the difference between the corrected power P 1 and the recipe designated power P 0 is equal to or smaller than the threshold, the
本発明のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法によれば、基準装置と一般機との間および複数の一般機間におけるエッチング速度のばらつきが抑制されるため、特に電子部品や回路基板を製造する種々の工程に好適に用いられる。 According to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention, variation in etching rate between the reference apparatus and the general machine and between a plurality of general machines is suppressed. It is suitably used for the process.
100:プラズマ処理装置、101:ベース部、101a:開口部、101b:貫通孔、102:蓋部、103:真空チャンバ、103a:処理室、104:シール部材、105:電極部、106:絶縁部材、107:絶縁層、108:ガイド部材、109:処理対象物、110:接地部、111:管路、112:ベントバルブ、113:ガス供給バルブ、114:真空バルブ、115:真空計、116:ガス供給部、117:真空ポンプ、118:整合器、119:高周波電源部、120:制御部、121:入力部、122:補正選択部、123:記憶部、124:演算部、125:表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Plasma processing apparatus, 101: Base part, 101a: Opening part, 101b: Through-hole, 102: Lid part, 103: Vacuum chamber, 103a: Processing chamber, 104: Seal member, 105: Electrode part, 106: Insulating member 107: Insulating layer 108: Guide member 109: Processing object 110: Grounding part 111: Pipe line 112: Vent valve 113: Gas supply valve 114: Vacuum valve 115: Vacuum gauge 116: Gas supply unit, 117: vacuum pump, 118: matching unit, 119: high frequency power supply unit, 120: control unit, 121: input unit, 122: correction selection unit, 123: storage unit, 124: calculation unit, 125: display unit
Claims (7)
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に第1の高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、を備え、
前記電極部に処理対象物を載置して、前記処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理装置であって、
さらに、
前記プラズマ処理装置を用いて、第1の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、前記第1の高周波電力と第1のエッチング速度との関係を示す第1のデータベース、前記プラズマ処理装置と同じ構造を備え、較正の基準となる基準プラズマ処理装置を用いて、前記第1の標準試料と同じ組成を含む第2の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、第2の高周波電力と第2のエッチング速度との関係を示す第2のデータベース、および、プロセスレシピ、を保持する記憶部と、
前記プロセスレシピで指定された高周波電力であるレシピ指定電力を読み出し、前記第2のデータベースから、前記レシピ指定電力と同じ前記第2の高周波電力における前記第2のエッチング速度である基準装置換算速度を算出するとともに、前記第1のデータベースから、前記基準装置換算速度と同じ前記第1のエッチング速度における前記第1の高周波電力である補正電力を算出する演算部と、
前記プロセスレシピで指定された前記レシピ指定電力を、前記演算部で算出された前記補正電力に補正する制御部と、
を備える、プラズマ処理装置。 A processing chamber;
An electrode provided in the processing chamber;
A high frequency power supply unit that generates plasma in the processing chamber by applying a first high frequency power to the electrode unit,
A plasma processing apparatus for mounting a processing object on the electrode unit and etching the surface of the processing object,
further,
A first database showing a relationship between the first high-frequency power and a first etching rate, which is obtained by a plasma process performed in advance on a first standard sample using the plasma processing apparatus; Using a reference plasma processing apparatus having the same structure as that of the plasma processing apparatus and serving as a calibration reference, it is acquired by a plasma process performed in advance on a second standard sample containing the same composition as the first standard sample. A storage unit for storing a second database indicating a relationship between the second high-frequency power and the second etching rate, and a process recipe;
A recipe designated power that is a high frequency power designated in the process recipe is read out, and a reference device conversion speed that is the second etching speed at the second high frequency power that is the same as the recipe designated power is read from the second database. A calculation unit that calculates correction power that is the first high-frequency power at the first etching rate that is the same as the reference device conversion rate from the first database;
A control unit that corrects the recipe designated power designated in the process recipe to the corrected power calculated by the computing unit;
A plasma processing apparatus.
前記差が、予め設定された閾値よりも大きい場合、
前記演算部は、前記制御部にエラーを通知する、請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 The calculation unit further calculates a difference between the recipe designated power and the correction power,
If the difference is greater than a preset threshold,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit notifies an error to the control unit.
前記処理室に設けられる電極部と、
前記電極部に第1の高周波電力を印加することにより、前記処理室内でプラズマを発生させる高周波電源部と、
プロセスレシピを保持する記憶部と、
を備えるプラズマ処理装置を用いて、前記電極部に載置された処理対象物の表面をエッチングするプラズマ処理方法であって、
前記記憶部が、さらに、前記プラズマ処理装置を用いて、第1の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、前記第1の高周波電力と第1のエッチング速度との関係を示す第1のデータベースと、前記プラズマ処理装置と同じ構造を備え、較正の基準となる基準プラズマ処理装置を用いて、前記第1の標準試料と同じ組成を含む第2の標準試料に対して予め実行されたプラズマ処理により取得された、第2の高周波電力と第2のエッチング速度との関係を示す第2のデータベースと、を保持しており、
前記プロセスレシピで指定された高周波電力であるレシピ指定電力を読み出し、前記第2のデータベースから、前記レシピ指定電力と同じ前記第2の高周波電力における前記第2のエッチング速度である基準装置換算速度を算出するとともに、前記第1のデータベースから、前記基準装置換算速度と同じ前記第1のエッチング速度における前記第1の高周波電力である補正電力を算出する演算工程と、
前記プロセスレシピで指定された前記レシピ指定電力を、前記演算工程で算出された前記補正電力に補正する補正工程と、
を備える、プラズマ処理方法。 A processing chamber;
An electrode provided in the processing chamber;
A high-frequency power supply unit that generates plasma in the processing chamber by applying a first high-frequency power to the electrode unit;
A storage unit for holding process recipes;
A plasma processing method comprising: etching a surface of a processing object placed on the electrode unit using a plasma processing apparatus comprising:
The storage unit further uses the plasma processing apparatus to obtain a relationship between the first high-frequency power and the first etching rate acquired by plasma processing performed in advance on the first standard sample. First reference database and a second standard sample having the same structure as the plasma processing apparatus and having the same composition as the first standard sample in advance using a reference plasma processing apparatus serving as a reference for calibration A second database showing the relationship between the second high-frequency power and the second etching rate, acquired by the executed plasma treatment,
A recipe designated power that is a high frequency power designated in the process recipe is read out, and a reference device conversion speed that is the second etching speed at the second high frequency power that is the same as the recipe designated power is read from the second database. A calculating step of calculating correction power, which is the first high-frequency power at the first etching rate that is the same as the reference device conversion rate, from the first database;
A correction step of correcting the recipe specified power specified in the process recipe to the correction power calculated in the calculation step;
A plasma processing method.
The plasma processing method according to any one of claims 4 to 6, wherein the processing object is a circuit board on which an electronic component is mounted.
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