JP6667343B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
Plasma processing apparatus and plasma processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6667343B2 JP6667343B2 JP2016067103A JP2016067103A JP6667343B2 JP 6667343 B2 JP6667343 B2 JP 6667343B2 JP 2016067103 A JP2016067103 A JP 2016067103A JP 2016067103 A JP2016067103 A JP 2016067103A JP 6667343 B2 JP6667343 B2 JP 6667343B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflected wave
- frequency power
- wave power
- pulse
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 96
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 80
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
- H01J37/32183—Matching circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32944—Arc detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明は、基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing a plasma process on a substrate.
フラットパネルディスプレイ(FPD)の製造過程においては、被処理基板に対して、エッチング、スパッタリング、CVD(化学気相成長)等のプラズマ処理が行われる。 In a manufacturing process of a flat panel display (FPD), a plasma process such as etching, sputtering, or CVD (chemical vapor deposition) is performed on a substrate to be processed.
このようなプラズマ処理を施すプラズマ処理装置としては、例えば、処理容器内に一対の平行平板電極(上部および下部電極)を配置し、下部電極として機能する金属製の基板載置台に被処理基板を載置し、チャンバー内を真空に保持した状態で、電極の少なくとも一方に高周波電力を印加して電極間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成して被処理基板に対してプラズマ処理を施すものが知られている。 As a plasma processing apparatus for performing such plasma processing, for example, a pair of parallel plate electrodes (upper and lower electrodes) are arranged in a processing container, and a substrate to be processed is placed on a metal substrate mounting table functioning as a lower electrode. With the chamber placed in a vacuum state, a high-frequency electric power is applied to at least one of the electrodes to form a high-frequency electric field between the electrodes, and a plasma of a processing gas is formed by the high-frequency electric field on the substrate to be processed. A plasma processing is known to perform plasma processing.
このようなプラズマ処理装置においては、電極と高周波電源との間に、負荷(プラズマ)のインピーダンスを高周波電源側の伝送線路のインピーダンスに整合させる整合回路を有する整合器が設けられており、これにより反射波を抑制して効率的に高周波の伝送を行っている。しかし、高周波電力を印加した直後は、整合器によるインピーダンス整合が間に合わず、プラズマ側から高周波電源へ向かう反射波が発生してしまう。これとは別に、高周波電力を印加して十分整合がとれた後に、プラズマの面内不均一等により基板面内パターンに電圧不均一が生じ、プラズマ側から高周波電源へ向かう反射波が発生し、これに起因してチャンバー内、特に被処理基板面内でアーク放電(異常放電)が発生することがある。 In such a plasma processing apparatus, a matching device having a matching circuit for matching the impedance of a load (plasma) to the impedance of the transmission line on the high-frequency power supply side is provided between the electrode and the high-frequency power supply. High-frequency transmission is performed efficiently by suppressing reflected waves. However, immediately after the application of the high-frequency power, the impedance matching by the matching device cannot be made in time, and a reflected wave from the plasma side to the high-frequency power supply is generated. Separately from this, after applying high frequency power and achieving sufficient matching, voltage non-uniformity occurs in the pattern on the substrate surface due to in-plane non-uniformity of the plasma, etc., and a reflected wave from the plasma side to the high-frequency power source is generated, This may cause an arc discharge (abnormal discharge) in the chamber, particularly in the surface of the substrate to be processed.
このようなアーク放電が持続すると、被処理基板に損傷を与えるおそれがあるため、このようなアーク放電の発生またはその蓋然性を検知し、高周波電力の供給を遮断することが一般的に行われている。 If such an arc discharge continues, there is a possibility that the substrate to be processed may be damaged. Therefore, it is generally performed to detect the occurrence or the probability of such an arc discharge and cut off the supply of high-frequency power. I have.
このようなアーク放電の発生を正確に検知することができる技術として、特許文献1には、チャンバーへ向かう高周波電力の進行波電圧を時間的に微分する第1の時間微分回路と、チャンバーから戻る高周波電力の反射波電圧を時間的に微分する第2の時間微分部回路と、反射波電圧の時間微分値および進行波電圧の時間微分値の差分に対応する値を算出し、算出された差分に対応する値が所定の閾値を上回る場合に処理室内でアーク放電が発生したと判定するコンパレータと、進行波電圧の時間微分値が負となる場合、差分に対応する値が所定の閾値よりも小さくなるように、少なくとも反射波電圧の時間微分値および前記進行波電圧の時間微分値のいずれかを変更するダイオードとを有するものが開示されている。これにより、進行波電圧の時間微分値が負となる場合、高周波電力の反射波電圧の時間微分値及び進行波電圧の時間微分値の差分に対応する値が小さくなるように、少なくとも反射波電圧の時間微分値及び進行波電圧の時間微分値のいずれかが変更されるので、アーク放電の発生を正確に検知することができる。
As a technique capable of accurately detecting the occurrence of such arc discharge,
一方、上述のようなプラズマ処理装置として、上部電極または下部電極にプラズマ生成用の高周波電を印加し、下部電極にプラズマ中のイオンを被処理基板に引き込むためのバイアス用電力を印加し、バイアス用電力をパルス変調することにより、被処理基板面内でのアーク放電を抑制する技術も用いられている(例えば特許文献2)。この技術は、バイアス用電力をパルス変調することにより、バイアス実効パワーを低下させ、Vdcを低下させるものである。すなわち、Vdcが低下することによりVdc面内均一性のマージンが広くなり、被処理基板面内のアーク放電を抑制することができる。 On the other hand, as the plasma processing apparatus as described above, a high-frequency power for plasma generation is applied to the upper electrode or the lower electrode, and a bias power for drawing ions in the plasma to the substrate to be processed is applied to the lower electrode, and a bias is applied. A technique for suppressing arc discharge in the surface of a substrate to be processed by pulse-modulating the power for use is also used (for example, Patent Document 2). This technique reduces the effective bias power and Vdc by pulse-modulating the bias power. That is, the reduction in Vdc increases the margin of Vdc in-plane uniformity and suppresses arc discharge in the surface of the substrate to be processed.
ところで、上記特許文献2に記載されたバイアス用電力をパルス変調する技術により、被処理基板面内のアーク放電を抑制することはできるものの、アーク放電が生じないわけではない。このため、バイアス用電力をパルス変調する技術においてもアーク放電の発生またはその蓋然性を検知することが求められる。
By the way, although the technique of pulse-modulating the bias power described in
そこで、バイアス用電力をパルス変調する場合にも上記特許文献1のようなアーク放電を検知する技術を適用することが考えられるが、この場合にはバイアス用電力のパルスごとに発生する反射波をアーク放電として検知してしまい、アーク放電を有効に検知することができない。このようにアーク放電を検知することができないと、被処理基板面内でアーク放電が発生した場合にアーク放電を止めることができず、処理後に基板を搬送する際に、アーク放電によるダメージにより基板割れを誘発してしまうこともある。
Therefore, it is conceivable to apply a technique for detecting arc discharge as described in
したがって、本発明は、バイアス用電力をパルス変調する場合にも、アーク放電発生の蓋然性、または実際にアーク放電が発生したことを検知することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of detecting the probability of arc discharge occurrence or the actual occurrence of arc discharge even when pulse power of bias power is modulated. Make it an issue.
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点は、被処理基板に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内に配置された電極と、前記電極に、パルス変調された高周波電力を供給する高周波電源部と、前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定する反射波電力測定部と、反射波電力の閾値が設定され、前記反射波電力測定部で測定された反射波電力の値が前記閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定する判定部とを備え、前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力測定部における測定周期を異ならせて、前記反射波電力測定部の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, a first aspect of the present invention is a plasma processing apparatus that performs a predetermined plasma process on a substrate to be processed, the processing container accommodating the substrate to be processed, and A gas supply unit for supplying a processing gas, an electrode disposed in the processing container, a high-frequency power supply unit for supplying pulse-modulated high-frequency power to the electrode, and a high-frequency power supply unit from the processing container. A reflected wave power measurement unit that measures the reflected wave power to be returned at a predetermined cycle, and a threshold of the reflected wave power is set, and when the value of the reflected wave power measured by the reflected wave power measurement unit exceeds the threshold, A determination unit for determining that arc discharge is likely to occur in the processing container or that arc discharge has actually occurred , wherein the reflected wave power gradually increases, and the pulse-modulated high frequency Electric power And pulse period and the measurement period different et allowed in the reflected wave power measuring section, wherein the measurement timing of the reflected wave power measuring unit, the reflection generated every pulse of the pulse-modulated high-frequency power is not generated timing And a plasma processing apparatus characterized in that:
本発明の第2の観点は、被処理基板に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、前記処理容器内に配置された基板を載置する基板載置台と、前記基板載置台に、パルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給する高周波電源部と、前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定する反射波電力測定部と、反射波電力の閾値が設定され、前記反射波電力測定部で測定された反射波電力の値が前記閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定する判定部とを備え、前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力測定部における測定周期を異ならせて、前記反射波電力測定部の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma process on a substrate to be processed, comprising: a processing container accommodating the substrate to be processed; and a gas supply for supplying a processing gas into the processing container. A plasma generating means for generating plasma in the processing chamber; a substrate mounting table for mounting a substrate disposed in the processing chamber; and a high-frequency power for pulse-modulated bias on the substrate mounting table. A high-frequency power supply unit that supplies the reflected-wave power, a reflected-wave power measuring unit that measures the reflected-wave power returning from the processing container toward the high-frequency power unit at a predetermined cycle, and a threshold value of the reflected-wave power is set. If the value of the reflected wave power measured by the unit exceeds the threshold, there is a probability that arc discharge occurs in the processing container, or comprising a determination unit that determines that arc discharge has actually occurred , Said Reflected wave power are those gradually increased, and the pulse period of the high frequency power the pulse-modulated, said measurement period different et allowed in the reflected wave power measuring unit, the measuring timing of the reflected wave power measuring unit, A plasma processing apparatus is provided, wherein the timing is set to a timing at which no reflection occurs for each pulse of the pulse-modulated high-frequency power .
上記第2の観点において、前記プラズマ生成手段は、前記基板載置台に対向して設けられた上部電極と、該上部電極、または下部電極として機能する前記基板載置台のいずれかにプラズマ生成用の高周波電力を供給するプラズマ生成用高周波電源部を有し、前記上部電極と下部電極として機能する前記基板載置台の間に高周波電界を形成して容量結合プラズマを生成する構成とすることができる。 In the second aspect, the plasma generation means may include an upper electrode provided to face the substrate mounting table, and the upper electrode or the substrate mounting table functioning as a lower electrode. A high-frequency power supply for generating high-frequency power may be provided, and a high-frequency electric field may be formed between the substrate mounting table functioning as the upper electrode and the lower electrode to generate capacitively coupled plasma.
上記第1および第2の観点において、前記判定部の閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、前記閾値設定部は、高周波電力の供給を開始する際、または出力を変化させる際に前記閾値を相対的に高い値に設定し、高周波電力の供給が安定した後に前記閾値を相対的に低い値に設定するようにしてもよい。 The Te first and second aspects smell, before Symbol further comprising a threshold setting unit that sets the threshold of the determination unit, the threshold setting unit, the when changing the time of starting the supply of high frequency power, or the output The threshold may be set to a relatively high value, and the threshold may be set to a relatively low value after the supply of the high-frequency power is stabilized.
前記判定部は、前記反射波電力が前記閾値を超えたとの判定の回数をカウントするカウンタ部を有し、前記カウンタ部のカウント値が所定の値を超えたときに、前記判定部が、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定するようにすることができる。前記カウンタ部は、前記反射波電力が所定の値を超えない場合は、前記カウンタ部のカウント回数を0に戻すようにすることができる。
The determining unit has a counter unit that counts the number of times that the reflected wave power exceeds the threshold, and when the count value of the counter unit exceeds a predetermined value, the determining unit is It can be determined that there is a probability that an arc discharge will occur in the processing vessel or that an arc discharge has actually occurred. When the reflected wave power does not exceed a predetermined value, the counter may return the count of the counter to zero.
前記判定部が、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定した際に、高周波電力を停止するまたは装置を停止する信号を出力する停止制御部をさらに備えてもよい。前記反射波電力測定部は、測定周期が可変であってもよい。 A stop control unit that outputs a signal to stop high-frequency power or stop the apparatus when the determination unit determines that arc discharge is likely to occur in the processing container, or when it is determined that arc discharge has actually occurred. May be further provided. The reflected wave power measurement unit may have a variable measurement cycle.
本発明の第3の観点は、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内に配置された電極と、前記電極に、パルス変調された高周波電力を供給する高周波電源部とを有するプラズマ処理装置によりプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定し、測定された前記反射波電力の値が所定の閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定し、前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力の測定周期を異ならせて、前記反射波電力の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a processing container accommodating a substrate to be processed, a gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container, an electrode disposed in the processing container, and a pulse applied to the electrode. A plasma processing method for performing plasma processing by a plasma processing apparatus having a high-frequency power supply unit that supplies modulated high-frequency power, wherein a reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit is measured at a predetermined cycle. , when the value of said measured reflected wave power exceeds a predetermined threshold value, there is a probability that the arc discharge in the processing chamber is generated, or actually determine the constant arc discharge is generated, the reflected wave power is intended gradually increased, and the pulse period of the high frequency power the pulse-modulated, the at different measurement periods of the reflected wave power, the measurement timing of the reflected wave power, varying the pulse To provide a plasma processing method characterized in that reflections occurring every high-frequency power pulses is set to a timing that does not occur.
本発明の第4の観点は、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、前記処理容器内に配置された基板を載置する基板載置台と、前記基板載置台に、パルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給する高周波電源部とを有するプラズマ処理装置によりプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定し、測定された前記反射波電力の値が所定の閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定し、前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力の測定周期を異ならせて、前記反射波電力の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a processing container for accommodating a substrate to be processed, a gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container, a plasma generating unit for generating plasma in the processing container, Plasma processing in which plasma processing is performed by a plasma processing apparatus having a substrate mounting table for mounting a substrate disposed in a container and a high-frequency power supply unit for supplying high-frequency power for pulse-modulated bias to the substrate mounting table A method, wherein the reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit is measured at a predetermined cycle, and when the measured value of the reflected wave power exceeds a predetermined threshold, the inside of the processing container in there is likely to arc discharge occurs, or indeed determines that an arc discharge is generated, the reflected power are those gradually increased, the pulse-modulated high-frequency power pulse Features and period, said at different measurement periods of the reflected wave power, said measuring timing of the reflected wave power, reflection generated every pulse of the pulse-modulated high-frequency power is set to a timing that does not occur And a plasma processing method.
上記第3および第4の観点において、高周波電力の供給を開始する際、または出力を変化させる際に前記閾値を相対的に高い値に設定し、高周波電力の供給が安定した後に前記閾値を相対的に低い値に設定することができる。 The Te third and fourth aspects odor, high frequency power at the start of the supply of, or is set to a relatively high value the threshold when changing the output, the threshold after the supply of the high-frequency power is stable Can be set to a relatively low value.
前記反射波電力が前記閾値を超えたとの判定の回数をカウントし、そのカウント値が所定の値を超えたときに、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定するようにすることができる。前記反射波電力が所定の値を超えない場合は、前記カウント値を0にすることができる。 Count the number of times that the reflected wave power exceeds the threshold, and when the count value exceeds a predetermined value, there is a probability that arc discharge will occur in the processing container, or arc discharge actually occurs. Is determined to have occurred. If the reflected wave power does not exceed a predetermined value, the count value can be set to zero.
前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定した際に、高周波電力を停止するまたは装置を停止する信号を出力するようにすることができる。前記反射波電力の測定周期が可変であってもよい。 When it is determined that arc discharge is likely to occur in the processing container or that arc discharge has actually occurred, a signal for stopping high-frequency power or stopping the apparatus may be output. The measurement cycle of the reflected wave power may be variable.
本発明によれば、パルス変調された高周波電力のパルス周期と、反射波電力測定部における測定周期とを異ならせたので、アーク放電の発生の指標となる反射波電力を測定する際に、バイアス用電力のパルスによる反射波の影響を受けることがない。このため、バイアス用電力をパルス変調する場合にも、反射波電力によりアーク放電の発生の蓋然性または実際のアーク放電の発生を検知することができる。 According to the present invention, since the pulse cycle of the pulse-modulated high-frequency power and the measurement cycle in the reflected wave power measurement unit are different, when measuring the reflected wave power that is an index of the occurrence of arc discharge, the bias It is not affected by the reflected wave due to the power pulse. Therefore, even when the bias power is pulse-modulated, the probability of occurrence of an arc discharge or the actual occurrence of an arc discharge can be detected by the reflected wave power.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention.
図1に示すように、このプラズマエッチング装置1は、FPD用のガラス基板(以下、単に「基板」と記す)Gに対してプラズマ処理、例えばプラズマエッチング処理を行う容量結合型プラズマ処理装置として構成されている。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。
As shown in FIG. 1, the
プラズマエッチング装置1は、被処理基板である基板Gを収容する処理容器としてのチャンバー2を備えている。チャンバー2は、例えば、表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムからなり、基板Gの形状に対応して四角筒形状に形成されている。
The
チャンバー2内の底部には絶縁材からなる絶縁部材4を介して下部電極として機能する基板載置台3が設けられている。基板載置台3は、金属、例えばアルミニウムからなる基材5と、基材5の上部の周囲に設けられた絶縁性のシールドリング7と、基材5の側面の周囲に設けられた絶縁リング8とを備えている。図示していないが、基板載置台3の表面には基板Gを静電吸着する静電チャックが設けられ、基板載置台3の内部には、基板Gの搬送に用いられる昇降ピンが挿通されている。また、やはり図示しないが、基板載置台3内には、基板Gの温度を制御するための温調機構と、温度センサーとが設けられている。
A substrate mounting table 3 functioning as a lower electrode is provided at the bottom of the
チャンバー2の上部には、チャンバー2内に処理ガスを供給するとともに上部電極として機能するシャワーヘッド20が、基板載置台3と対向するように設けられている。シャワーヘッド20は、内部に処理ガスを拡散させるガス拡散空間21が形成されているとともに、基板載置台3との対向面に処理ガスを吐出する複数の吐出孔22が形成されている。
A
シャワーヘッド20の上面にはガス導入口24が設けられ、このガス導入口24には、処理ガス供給管25が接続されており、この処理ガス供給管25は処理ガス供給源28に接続されている。また、処理ガス供給管25には、開閉バルブ26およびマスフローコントローラ27が介在されている。実際には処理ガス供給源28は処理ガスの数に応じて複数設けられており、各処理ガス供給源28からそれぞれ処理ガス供給管25が延びている。処理ガス供給源28からは、プラズマエッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ハロゲン系のガス、O2ガス、Arガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
A
チャンバー2の底壁の縁部または隅部には複数の排気口29(2つのみ図示)が形成されており、各排気口29には排気部30が設けられている。排気部30は、排気口29に接続された排気配管31と、排気配管31の開度を調整することによりチャンバー2内の圧力を制御する自動圧力制御バルブ(APC)32と、チャンバー2内を排気配管31を介して排気するための真空ポンプ33とを有している。そして、真空ポンプ33によりチャンバー2内が排気され、プラズマエッチング処理中、自動圧力制御バルブ(APC)32の開度を調整することによりチャンバー2内を所定の真空雰囲気に設定、維持する。
A plurality of exhaust ports 29 (only two are shown) are formed at the edges or corners of the bottom wall of the
チャンバー2の一つの側壁には、基板Gを搬入出するための搬入出口35およびそれを開閉するゲートバルブ36が設けられている。
A loading / unloading
上部電極として機能するシャワーヘッド20には、高周波電力を供給するための伝送線路41が接続されており、この伝送線路41には整合器42および第1高周波電源部43が接続されている。そして、第1高周波電源部43からシャワーヘッド20へは、4〜100MHzの範囲の周波数、例えば13.56MHzのプラズマ生成用の高周波電力が供給される。これにより、上部電極として機能するシャワーヘッド20と下部電極として機能する基板載置台3との間に高周波電界が生成され、これらの間に容量結合プラズマが生成する。
A
基板載置台3の基材5には、高周波電力を供給するための伝送線路51が接続されている。伝送線路51は、チャンバー2の底部に設けられた孔部2aを通ってチャンバー2の外部に延びており、この伝送線路51には整合器52および第2高周波電源部53が接続されている。そして、第2高周波電源部53から基板載置台3へは、0.4〜6MHzの範囲の周波数、例えば3.2MHzの高周波電力が、基板Gにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力(バイアス用電力)として供給される。第2高周波電源部53にはパルス変調部が内蔵されており、出力されるバイアス用電力をデューティー比が5〜95%の範囲でパルス変調するようになっている。なお、伝送線路51は、チャンバー2の底部に設けられた孔部2aを通って、
A
整合器42は、伝送線路41を介して一端が第1高周波電源部43に接続され、他端がシャワーヘッド20に接続された、コンデンサおよびコイルを組み合わせた整合回路を有している。また、整合器52は、伝送線路51を介して一端が第2高周波電源部53に接続され、他端が基板載置台3の基材5に接続された、コンデンサおよびコイルを組み合わせた整合回路を有している。これらの整合回路は、負荷(プラズマ)のインピーダンスを対応する電源部側の伝送線路のインピーダンスに整合させ、チャンバー2から電源部に戻る反射波を抑制する機能を有している。
The matching
第1高周波電源部43と整合器42との間の伝送線路41には、チャンバー2から第1高周波電源部43に戻る反射波電力を測定する反射波電力測定部44が接続されている。第2高周波電源部53と整合器52との間の伝送線路51には、チャンバー2から第2高周波電源部53に戻る反射波電力を測定する反射波電力測定部54が接続されている。反射波電力測定部54は、第2高周波電源部53の高周波電力のパルス周期と異なる所定の周期で反射波電力をサンプリングするようになっている。このとき、反射波電力測定部54はサンプリング周期を可変にすることが好ましい。
The
プラズマエッチング装置1は、制御部100をさらに有している。図2に示すように、制御部100には、プラズマエッチング装置1を構成する各構成部、例えば第1高周波電源部43、第2高周波電源部53、真空ポンプ33、自動圧力制御バルブ(APC)32、開閉バルブ26、マスフローコントローラ27、温調機構等がI/Oポート等を介して接続されており、制御部100がこれらを制御するようになっている。
The
図3に示すように、制御部100は、主制御部101と、キーボード等の入力装置102と、プリンタ等の出力装置103と、表示装置104と、記憶装置105と、外部インターフェース106と、これらを互いに接続するバス107とを有している。主制御部101は、CPU108、RAM109およびROM110を有している。記憶装置105は、情報を記憶するためのものであり、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体111に記憶された情報を読み取るようになっている。記憶媒体111は特に限定されないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等が用いられる。制御部100の主制御部101では、CPU108が、ROM110または記憶装置105に格納されたプログラムを実行することによりプラズマエッチング装置1の制御が行われる。また、記憶媒体111として処理レシピが記憶されたものを用いることにより、記憶媒体から呼び出された処理レシピに基づいて、CPU108により本実施形態のプラズマ処理装置であるプラズマエッチング装置1における基板Gのプラズマ処理が実行される。
As shown in FIG. 3, the
図4は、本実施形態における制御部100の主制御部101の主要な構成を示すブロック図である。本実施形態においては、主制御部101は、各構成部に対して所定の制御を実行させるための制御領域の他、判定部121、閾値設定部122、停止制御部124を有する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a main configuration of the
判定部121は、反射波電力測定部44、54で測定された反射波電力をそれぞれの反射波電力が測定されるタイミングで所定の閾値と比較し、反射波電力が所定の閾値を超えていれば、チャンバー2内でアーク放電が発生する条件となったと判定する。すなわち、チャンバー2内のアーク放電は、反射波電力が大きくなると発生するようになるため、予め閾値を設定し、それを超えたときにアーク放電が発生する蓋然性ありと判定し、高周波電力を停止または装置を停止するのである。なお、判定部121によって、実際にアーク放電が発生したことを判定してもよい。判定部121はカウンタ部123を有している。
The
カウンタ部123は、判定部121が、反射波電力測定部54で測定された反射波電力が閾値を超えたと判定した回数をカウントし、そのカウントが設定した所定の回数(設定値)を超えた際に、判定部121の閾値を超えたと判定した判定信号を停止制御部124へ送る。例えば、カウンタ部123の設定値を1に設定した場合は、判定部121の反射波電力が閾値を超えたとの判定を2回カウントした際に、判定信号を停止制御部124へ送る。
The
このようにカウンタ部123を用いるのは以下の理由による。
反射波電力測定部54では、第2高周波電源部53の高周波電力のパルス周期と異なる所定の周期で反射波電力をサンプリングして、パルスに起因する反射波と重ならないようにしているが、これらが偶発的に重なった場合に、誤って高周波電力または装置を停止するおそれがある。しかし、このように反射波電力が閾値を超えたと判定した回数をカウントしその回数が設定値を超えてから判定信号を発するようにすることにより、このようなことを回避することができる。このとき、カウンタ部123において、閾値を超えたとの判定を2回以上連続してカウントした場合に、判定信号を停止制御部124へ送ることが好ましい。
The reason for using the
The reflected wave power measuring section 54 samples the reflected wave power at a predetermined cycle different from the pulse cycle of the high frequency power of the second high frequency
なお、反射波電力が閾値を超えていない場合は、カウンタ部123のカウント回数を0に戻せばよい。また、第1高周波電源部43はパルス変調されていないので、反射波電力測定部44では上記問題は生じない。そのため、反射波電力測定部44に基づいてアーク放電を検知する場合は、対応するカウンタ部123の設定値を0に設定し、閾値を超えたとの判定を1回でもカウントした場合に、判定信号を停止制御部124へ送るようにすればよい。
If the reflected wave power does not exceed the threshold, the count of the
閾値設定部122は、判定部121における反射波電力の閾値を設定する。閾値としては、相対的に高いレベルの閾値と、相対的に低いレベルの閾値の少なくとも2種類を設定することができる。また、閾値設定部122は、第1高周波電源部43または第2高周波電源部53から高周波の供給を開始するタイミング、または、出力を変化させるタイミングで、閾値を、それぞれ、相対的に高いレベルに設定する。そして、第2高周波電源部53からの高周波電力の供給が安定した後、すなわち、整合器52によるインピーダンス整合が完了し、反射波電力が低い値で安定したときに閾値のレベルを相対的に低いレベルに切り替える。相対的に高いレベルの閾値は、プラズマの立ち上げ時に不可避的に発生する反射波によって、判定部121がチャンバー2内でアーク放電が発生する条件となったと判定しないようにするためのものである。また、相対的に低いレベルの閾値は、アーク放電につながる可能性がある反射波への対応を速やかに行うため、極力低い方が好ましい(例えば定格電力値の5%以下、好ましくは2〜5%が好ましい)。
The
停止制御部124は、判定部121からの信号を受けると、高周波電力停止信号または装置停止信号を出力し、第1高周波電源部43および第2高周波電源部53を停止させるか、またはプラズマエッチング装置1のエッチング処理を停止させる。
Upon receiving the signal from the
なお、第1高周波電源部43への反射波電力を測定する反射波電力測定部44を設けず、反射波電力測定部54のみを設けて第2高周波電源部53への反射波電力のみを測定するようにしてもよい。
Note that the reflected wave
次に、以上のように構成されたプラズマエッチング装置1における処理動作について説明する。以下の処理動作は制御部100の制御のもとに行われる。
まず、排気部30によってチャンバー2内を排気して所定の圧力とし、ゲートバルブ36を開放して搬入出口35から図示しない搬送手段によって基板Gを搬入し、図示しないリフタピンを上昇させた状態でその上に基板Gを受け取り、リフタピンを下降させることにより基板載置台3上に基板Gを載置させる。搬送手段をチャンバー2から退避させた後、ゲートバルブ36を閉じる。
Next, a processing operation in the
First, the inside of the
この状態で、基板載置台3を温調機構により温調し、基板Gの温度を所定温度に制御し、真空ポンプ33で排気しつつ、自動圧力制御バルブ(APC)32によりチャンバー2内の圧力を所定の真空度に調整し、処理ガス供給源28から、マスフローコントローラ27により流量調節して処理ガス供給管25およびシャワーヘッド20を介して処理ガスをチャンバー2内に供給する。
In this state, the temperature of the substrate mounting table 3 is controlled by a temperature control mechanism, the temperature of the substrate G is controlled to a predetermined temperature, and the pressure inside the
そして、第1高周波電源部43から整合器42を介して上部電極としてのシャワーヘッド20にプラズマ生成用の高周波(RF)電力を印加する。これにより、下部電極としての基板載置台3と上部電極としてのシャワーヘッド20との間に高周波電界を生じさせてチャンバー2内の処理ガスをプラズマ化させ、基板Gのエッチング処理を進行させる。
Then, high frequency (RF) power for plasma generation is applied from the first high frequency
一方、このようなプラズマエッチングの間、第2高周波電源部53から整合器52を介して下部電極としての基板載置台3(基材5)にバイアス用電力が供給される。これにより、プラズマ中のイオンが基板Gへ引き込まれ、異方性の高いプラズマエッチングが実現される。このとき、出力されるバイアス用電力はパルス変調されている。
On the other hand, during such plasma etching, bias power is supplied from the second high-frequency
所定時間プラズマエッチング処理を施した後、第1高周波電源部43および第2高周波電源部53からの高周波電力の供給、および処理ガスの供給を停止し、チャンバー2内を真空引きするとともにチャンバー2内をパージガスによりパージする。そして、ゲートバルブ36を開放し、搬入出口35から図示しない搬送手段によって基板Gを搬出する。これにより、一枚の基板Gに対するプラズマエッチング処理が終了する。
After performing the plasma etching process for a predetermined time, the supply of the high-frequency power from the first high-frequency
このようなプラズマエッチングにおいて、処理中の条件変化等により整合器によりインピーダンス整合がとれなくなって、プラズマ側から高周波電源へ向かう反射波が増大し、これに起因してチャンバー内でアーク放電が生じることがある。アーク放電が持続すると、基板Gが損傷し、処理後に基板Gが割れることもあるため、反射波電力を測定することによりアーク放電の発生またはその蓋然性を検知することが必要であり、その手法として、上記特許文献1の技術が知られている。
In such plasma etching, impedance matching can no longer be achieved by the matching unit due to changes in conditions during processing, etc., and reflected waves from the plasma side to the high frequency power supply increase, resulting in arc discharge in the chamber. There is. If the arc discharge continues, the substrate G may be damaged, and the substrate G may be broken after the processing. Therefore, it is necessary to detect the occurrence of the arc discharge or its probability by measuring the reflected wave power. The technique of
一方、本実施形態では、バイアス用電力はパルス変調されている。これにより、バイアス実効パワーを低下させ、Vdcを低下させることができるため、Vdc面内均一性のマージンが広くなり、ESD等のアーク放電を抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, the bias power is pulse-modulated. As a result, the effective bias power can be reduced and Vdc can be reduced, so that the margin of Vdc in-plane uniformity is widened and arc discharge such as ESD can be suppressed.
しかし、上記特許文献1の技術では、短時間に急峻に発生するアーク放電を検出するため、サンプリング周期は通常2μsec程度であり、バイアス用電力がパルス変調されている場合、バイアス用電力のパルスごとに発生する反射波をアーク放電と誤認識し、アーク放電を有効に検知することができない。
However, in the technique of the above-mentioned
本実施形態では、基板面内のアーク放電は、徐々に上昇する反射波電力によってもたらされ、そのような反射波電力が持続的に閾値を超えることにより基板の割れに繋がるという事実に基づき、反射波電力の値がこのような基板面内のアーク放電をもたらす値になる前の所定の値、またはそのような値になったことを検知することに主眼を置く。 In this embodiment, based on the fact that the arc discharge in the plane of the substrate is caused by the gradually rising reflected wave power, and such a reflected wave power continuously exceeds the threshold value, which leads to cracking of the substrate. The focus is on detecting a predetermined value before the value of the reflected wave power reaches a value that causes such arc discharge in the substrate surface, or detecting that the value has reached such a value.
すなわち、このような徐々に上昇する反射波電力を検知するためには、特許文献1で想定されるような高速での反射波電力の測定は不要であり、バイアス用電力のパルスごとに発生する反射波が発生していないときに、高周波電源部へ向かう反射波電力を検知すれば十分である。そこで、本実施形態では、反射波電力の値を判定する際に、パルス変調された第2高周波電源部53のバイアス用電力のパルス周期と、反射波電力測定部54における反射波電力のサンプリング周期(測定周期)とを異なるようにする。
That is, in order to detect such a gradually rising reflected wave power, it is not necessary to measure the reflected wave power at high speed as assumed in
これにより、アーク放電の発生の指標となる反射波電力を測定する際に、バイアス用電力のパルスによる反射波の影響を受けることがない。したがって、バイアス用電力をパルス変調する場合にも、反射波電力によりアーク放電の発生の蓋然性または実際のアーク放電の発生を検知することができる。 Accordingly, when measuring the reflected wave power serving as an index of the occurrence of arc discharge, there is no influence of the reflected wave due to the bias power pulse. Therefore, even when the bias power is pulse-modulated, the probability of occurrence of arc discharge or the actual occurrence of arc discharge can be detected by the reflected wave power.
このとき、バイアス用電力のパルスの周期を反射波電力測定部54の測定周期に応じて変化させたり、パルス変調の周期に応じて反射波電力測定部54として適切なサンプリング周期のものを選択することにより、バイアス用電力のパルス周期と反射波電力のサンプリング周期を調整することができるが、反射波電力測定部54のサンプリング周期を可変にすることにより、反射波電力測定部54の交換が不要になるとともに、バイアス用電力のパルスの設定幅を広げることができる。 At this time, the cycle of the bias power pulse is changed according to the measurement cycle of the reflected power measuring section 54, or an appropriate sampling cycle is selected as the reflected power measuring section 54 according to the pulse modulation cycle. This makes it possible to adjust the pulse cycle of the bias power and the sampling cycle of the reflected power, but it is not necessary to replace the reflected power measuring section 54 by making the sampling cycle of the reflected power measuring section 54 variable. And the setting width of the bias power pulse can be widened.
本実施形態では、判定部121により反射波電力が閾値を超えたか否かを所定の周期にて判定し、判定部121において反射波電力が閾値を超えたと判定した回数を内蔵するカウンタ部123でカウントし、カウント値が所定値を超えたときに停止制御部124に反射波電力が閾値を超えたことを示す判定信号を送り、信号を受けた停止制御部124が高周波電力または装置を停止するための停止信号を出力する。
In the present embodiment, the
判定部121による判定は、反射波電力測定部44、54で測定された反射波電力を所定の閾値と比較し、反射波電力が所定の閾値を超えているかで判定する。このときの閾値は、閾値設定部122で設定されるが、閾値設定部122では、閾値を複数設定することができるので、反射波が不安定な、高周波の供給を開始するタイミング、または、出力を変化させるタイミングで、閾値を高いレベルとし、反射波電力が低い値で安定したときに閾値のレベルを相対的に低いレベルに切り替えるようにすることができる。これにより、プラズマの立ち上げ時に不可避的に発生する反射波によってアーク放電が発生する条件となったと誤判定することが防止されるとともに、反射波電力が低い値で安定した後は、閾値を極力低くして、実際にアーク放電が発生する前に対応することができる。
The determination by the
また、カウンタ部123は、判定部121が、反射波電力測定部54で測定された反射波電力が閾値を超えたと判定した回数をカウントし、そのカウントが設定した回数を超えた際に、反射波電力が閾値を超えたことを示す判定信号を停止制御部124へ送り、これを受けた停止制御部124が高周波電力または装置を停止する停止信号を出力するので、高周波電力のパルス周期と反射波電力のサンプリング周期が偶発的に重なった場合に、誤って高周波電力または装置を停止することを防止することができる。この場合に、閾値を超えたとの判定を2回以上連続してカウントした場合に、信号を停止制御部124へ送ることにより、誤って高周波電力または装置を停止することをより確実に防止することができる。
Further, the
また、判定部121により反射波電力が閾値を超えたことを判定した場合に、停止制御部124が高周波電力または装置を停止する停止信号を出力するので、基板G面内でのアーク放電による基板の割れが生じる前に確実に高周波電力または装置自体を停止することができ、基板の割れをより確実に防止することができる。
In addition, when the
次に、本実施形態のプラズマ処理装置において、実際にアーク放電の蓋然性を検知した状態を、図5を参照して説明する。
図5では、プラズマ生成用の第1高周波電源部は連続出力であり、バイアス用の第2高周波電源部はパルス変調されており、周期:220μsec、デューティー比:90%である。反射波電力は初期に高くなり、途中から安定する。これに対応して、閾値は、初期では高い値に設定し、反射波電力が低く安定した後は低い値に設定している。第2高周波電源部のパルスの立ち上がりで大きい反射波が発生し、特許文献1では、これを検知してしまう。これに対して、本例では、反射波電力のサンプリング周期を200μsecにしているので、バイアス用電力のパルス周期と、反射波電力のサンプリング周期が異なり、バイアス用電力のパルスによる反射波の影響を受けずに、反射波電力を測定することができる。また、本例では、反射波電力が徐々に増加し、反射波電力が閾値を超えており、そのまま放置すると基板面内でのアーク放電が発生し、アーク放電の持続により基板の割れにつながるおそれがある。そこで、本例では、反射波電力が閾値を超えたことを2回連続検知した時点で装置を停止している。これにより、基板面内でのアーク放電を生じさせず、基板の割れを未然に防止することができた。
Next, a state in which the probability of arc discharge is actually detected in the plasma processing apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, the first high-frequency power supply for plasma generation has a continuous output, and the second high-frequency power supply for bias has been pulse-modulated, and has a period of 220 μsec and a duty ratio of 90%. The reflected wave power increases in the beginning and stabilizes in the middle. Correspondingly, the threshold value is set to a high value at the initial stage, and is set to a low value after the reflected wave power becomes low and stable. A large reflected wave is generated at the rise of the pulse of the second high-frequency power supply unit, and in
<他の適用>
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、プラズマエッチング装置に本発明を適用した場合について示したが、これに限らず、プラズマアッシング、プラズマCVD等の他のプラズマ処理装置にも適用することができる。
<Other applications>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the concept of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the plasma etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other plasma processing apparatuses such as plasma ashing and plasma CVD.
また、上記実施形態では、上部電極にプラズマ生成用の高周波電力を印加し、下部電極にバイアス用の高周波電力を印加した場合を示したが、基板載置台にパルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給するものであればよく、下部電極にバイアス用とプラズマ生成用の2周波の高周波電力を印加してもよい。また、基板載置台にパルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給するものであれば、プラズマ生成手段としては上記実施形態に示したような容量結合プラズマに限らず、誘導結合プラズマなど他のプラズマを生成するプラズマ生成手段を有するプラズマ処理装置にも適応することができる。
ない。
Further, in the above embodiment, the case where the high frequency power for plasma generation is applied to the upper electrode and the high frequency power for bias is applied to the lower electrode has been described. Any high-frequency power for bias and plasma generation may be applied to the lower electrode. In addition, as long as it supplies a pulse-modulated bias high frequency power to the substrate mounting table, the plasma generating means is not limited to the capacitively coupled plasma as described in the above embodiment, but may be another plasma such as an inductively coupled plasma. Can be applied to a plasma processing apparatus having a plasma generating means for generating the plasma.
Absent.
さらに、本発明は、高周波電源部として電力をパルス変調したものを使用する場合であれば適用することができ、バイアス用高周波電力をパルス変調した場合に限るものではない。 Furthermore, the present invention can be applied to a case where a pulse-modulated power is used as the high-frequency power supply unit, and is not limited to a case where the bias high-frequency power is pulse-modulated.
さらに、上記実施形態では本発明をFPD用のガラス基板に適用した例について説明したが、FPD用のガラス基板に限らず、半導体基板等、他の基板に適用可能であることはいうまでもない。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a glass substrate for an FPD has been described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to a glass substrate for an FPD, but may be applied to other substrates such as a semiconductor substrate. .
1;プラズマエッチング装置(プラズマ処理装置)
2;チャンバー(処理容器)
3;基板載置台
5;基材
20;シャワーヘッド
25:処理ガス供給管
28:処理ガス供給源
30;排気部
42,52;整合器
43;第1高周波電源部
44,54;反射波電力測定部
53;第2高周波電源部
100;制御部
101;主制御部
121;判定部
122;閾値設定部
123;カウンタ部
124;停止制御部
G;基板
1: Plasma etching equipment (plasma processing equipment)
2; chamber (processing vessel)
3: substrate mounting table 5;
Claims (15)
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内に配置された電極と、
前記電極に、パルス変調された高周波電力を供給する高周波電源部と、
前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定する反射波電力測定部と、
反射波電力の閾値が設定され、前記反射波電力測定部で測定された反射波電力の値が前記閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定する判定部と
を備え、
前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、
前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力測定部における測定周期を異ならせて、前記反射波電力測定部の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma processing on the substrate to be processed,
A processing container for storing a substrate to be processed,
A gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container,
An electrode disposed in the processing container,
A high-frequency power supply for supplying pulse-modulated high-frequency power to the electrode;
A reflected wave power measurement unit that measures the reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit at a predetermined cycle,
A threshold value of the reflected wave power is set, and when the value of the reflected wave power measured by the reflected wave power measurement unit exceeds the threshold value, there is a possibility that arc discharge occurs in the processing container, or actually A determination unit that determines that an arc discharge has occurred , and
The reflected wave power gradually increases,
And the pulse period of the high frequency power the pulse-modulated, said measurement period different et allowed in the reflected wave power measuring unit, generates a measurement timing of the reflected wave power measuring unit for each pulse of the pulse-modulated high-frequency power The plasma processing apparatus is set at a timing at which no reflection occurs .
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記処理容器内に配置された基板を載置する基板載置台と、
前記基板載置台に、パルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給する高周波電源部と、
前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定する反射波電力測定部と、
反射波電力の閾値が設定され、前記反射波電力測定部で測定された反射波電力の値が前記閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定する判定部と
を備え、
前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、
前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力測定部における測定周期を異ならせて、前記反射波電力測定部の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma processing on the substrate to be processed,
A processing container for storing a substrate to be processed,
A gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container,
Plasma generation means for generating plasma in the processing container,
A substrate mounting table for mounting a substrate disposed in the processing container,
A high-frequency power supply unit for supplying high-frequency power for pulse-modulated bias to the substrate mounting table;
A reflected wave power measurement unit that measures the reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit at a predetermined cycle;
The threshold value of the reflected wave power is set, and when the value of the reflected wave power measured by the reflected wave power measurement unit exceeds the threshold value, there is a possibility that arc discharge occurs in the processing container, or actually A determination unit that determines that an arc discharge has occurred , and
The reflected wave power gradually increases,
And the pulse period of the high frequency power the pulse-modulated, said measurement period different et allowed in the reflected wave power measuring unit, generates a measurement timing of the reflected wave power measuring unit for each pulse of the pulse-modulated high-frequency power The plasma processing apparatus is set at a timing when no reflection occurs .
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内に配置された電極と、
前記電極に、パルス変調された高周波電力を供給する高周波電源部と
を有するプラズマ処理装置によりプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定し、測定された前記反射波電力の値が所定の閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定し、
前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、
前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力の測定周期を異ならせて、前記反射波電力の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理方法。 A processing container for storing a substrate to be processed,
A gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container,
An electrode disposed in the processing container,
A plasma processing method for performing plasma processing on the electrode by a plasma processing apparatus having a high-frequency power supply unit that supplies a pulse-modulated high-frequency power,
The reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit is measured at a predetermined cycle, and when the measured value of the reflected wave power exceeds a predetermined threshold , an arc discharge occurs in the processing container. there is a probability that, or actually determine the constant arc discharge is generated,
The reflected wave power gradually increases,
By making the pulse cycle of the pulse-modulated high-frequency power different from the measurement cycle of the reflected-wave power, a reflection occurs in which the measurement timing of the reflected-wave power is generated for each pulse of the pulse-modulated high-frequency power. A plasma processing method characterized in that the timing is not set .
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記処理容器内に配置された基板を載置する基板載置台と、
前記基板載置台に、パルス変調されたバイアス用の高周波電力を供給する高周波電源部と
を有するプラズマ処理装置によりプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記処理容器から前記高周波電源部に向けて戻る反射波電力を所定周期で測定し、測定された前記反射波電力の値が所定の閾値を超えた場合に、前記処理容器内でアーク放電が発生する蓋然性がある、または実際にアーク放電が発生したと判定し、
前記反射波電力は徐々に上昇するものであり、
前記パルス変調された高周波電力のパルス周期と、前記反射波電力の測定周期を異ならせて、前記反射波電力の測定タイミングを、前記パルス変調された高周波電力のパルスごとに発生する反射が発生していないタイミングに設定することを特徴とするプラズマ処理方法。 A processing container for storing a substrate to be processed,
A gas supply unit for supplying a processing gas into the processing container,
Plasma generation means for generating plasma in the processing container,
A substrate mounting table for mounting a substrate disposed in the processing container,
A plasma processing method for performing plasma processing by a plasma processing apparatus having a high-frequency power supply unit that supplies high-frequency power for pulse-modulated bias to the substrate mounting table,
The reflected wave power returning from the processing container toward the high-frequency power supply unit is measured at a predetermined cycle, and when the measured value of the reflected wave power exceeds a predetermined threshold , an arc discharge occurs in the processing container. It is determined that there is a possibility that an arc discharge has actually occurred,
The reflected wave power gradually increases,
By making the pulse cycle of the pulse-modulated high-frequency power different from the measurement cycle of the reflected-wave power, a reflection occurs in which the measurement timing of the reflected-wave power is generated for each pulse of the pulse-modulated high-frequency power. A plasma processing method characterized in that the timing is not set .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016067103A JP6667343B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
TW106109192A TWI732834B (en) | 2016-03-30 | 2017-03-20 | Plasma processing device and plasma processing method |
CN201710196398.4A CN107275179B (en) | 2016-03-30 | 2017-03-29 | Plasma processing apparatus and method of plasma processing |
KR1020170040565A KR101902107B1 (en) | 2016-03-30 | 2017-03-30 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016067103A JP6667343B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017183030A JP2017183030A (en) | 2017-10-05 |
JP6667343B2 true JP6667343B2 (en) | 2020-03-18 |
Family
ID=60007140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016067103A Active JP6667343B2 (en) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6667343B2 (en) |
KR (1) | KR101902107B1 (en) |
CN (1) | CN107275179B (en) |
TW (1) | TWI732834B (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7064895B2 (en) * | 2018-02-05 | 2022-05-11 | 株式会社日立ハイテク | Plasma processing equipment |
JP2019161157A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
JP7101096B2 (en) * | 2018-10-12 | 2022-07-14 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing method and plasma processing equipment |
KR102223876B1 (en) * | 2019-10-28 | 2021-03-05 | 주식회사 뉴파워 프라즈마 | Multiple voltage control method and high frequency power device with multiple voltage control function, for resolving mismatching aspect |
WO2021124427A1 (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 株式会社日立ハイテク | Plasma processing apparatus and method for operating plasma processing apparatus |
US11536755B2 (en) * | 2020-05-29 | 2022-12-27 | Mks Instruments, Inc. | System and method for arc detection using a bias RF generator signal |
JP2023134139A (en) * | 2022-03-14 | 2023-09-27 | キオクシア株式会社 | Semiconductor manufacturing device |
CN115020178A (en) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司 | Plasma chamber arc suppression method and device and radio frequency power supply system |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4837368B2 (en) * | 2005-11-30 | 2011-12-14 | 株式会社ダイヘン | Arc detector for plasma processing system |
US7733095B2 (en) * | 2007-08-15 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for wafer level arc detection at an RF bias impedance match to the pedestal electrode |
JP4905304B2 (en) * | 2007-09-10 | 2012-03-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and storage medium |
JP5319150B2 (en) * | 2008-03-31 | 2013-10-16 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and computer-readable storage medium |
JP2010238881A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
JP5839921B2 (en) * | 2011-09-30 | 2016-01-06 | 株式会社ダイヘン | High frequency power supply |
JP2013098177A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Semes Co Ltd | Substrate processing device and impedance matching method |
JP6144917B2 (en) * | 2013-01-17 | 2017-06-07 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing apparatus and method of operating plasma processing apparatus |
JP6374647B2 (en) * | 2013-11-05 | 2018-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing equipment |
KR101980281B1 (en) * | 2013-12-27 | 2019-05-21 | 주식회사 원익아이피에스 | Plasma processing apparatus, and plasma processing method |
-
2016
- 2016-03-30 JP JP2016067103A patent/JP6667343B2/en active Active
-
2017
- 2017-03-20 TW TW106109192A patent/TWI732834B/en active
- 2017-03-29 CN CN201710196398.4A patent/CN107275179B/en active Active
- 2017-03-30 KR KR1020170040565A patent/KR101902107B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101902107B1 (en) | 2018-09-27 |
JP2017183030A (en) | 2017-10-05 |
TW201811122A (en) | 2018-03-16 |
CN107275179B (en) | 2019-06-14 |
CN107275179A (en) | 2017-10-20 |
TWI732834B (en) | 2021-07-11 |
KR20170113391A (en) | 2017-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6667343B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP5059792B2 (en) | Plasma processing equipment | |
US9011636B2 (en) | Automatic matching method, computer-readable storage medium, automatic matching unit, and plasma processing apparatus | |
TWI646569B (en) | Plasma processing device and operation method of plasma processing device | |
JP5709505B2 (en) | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and storage medium | |
JP5712741B2 (en) | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and storage medium | |
TW201530651A (en) | Particle generation suppressor by DC bias modulation | |
KR20140105455A (en) | Plasma treatment method and plasma treatment device | |
KR20150051897A (en) | Plasma processing apparatus | |
US9653317B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
JP5689283B2 (en) | Substrate processing method and storage medium storing program for executing the method | |
US10854430B2 (en) | Plasma etching method | |
TWI641711B (en) | Film forming device and film forming method | |
TW202127964A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
CN111435635B (en) | Processing method and plasma processing apparatus | |
JP6670672B2 (en) | Etching method | |
JP7401313B2 (en) | Treatment method and plasma treatment equipment | |
US11721595B2 (en) | Processing method and plasma processing apparatus | |
JP2001250811A (en) | Method and device for plasma treatment | |
KR20130058837A (en) | Impedance matching apparatus and substrate treaing apparatus using the same | |
TWI416998B (en) | Plasma processing device | |
JP2022132091A (en) | Substrate processing apparatus and substrate temperature correction method | |
JP2020200511A (en) | Control device and control method | |
KR20230119605A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP2022163865A (en) | Plasma processing system and plasma processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190910 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6667343 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |