KR102011522B1 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 정류 월이나 라디칼 소비량이 많은 희생재를 이용하는 일 없이, 피처리 기판의 주변부의 반응성을 저감시켜 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것.
(해결 수단) 기판 G를 수용하여 플라즈마 처리를 실시하기 위한 처리 용기(2)와, 처리 용기(2) 내에서 기판 G를 탑재하는 기판 탑재대(4)와, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구(20, 28)와, 처리 용기(2) 내를 배기하는 배기 기구(30)와, 처리 용기(2) 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마원인 고주파 전원(14a)과, 기판 탑재대(4) 위의 기판 G의 주변부에, 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하는 트랩 가스 공급 기구(16, 19)를 구비한다.(Problem) Provided is a plasma processing apparatus which can perform uniform plasma treatment by reducing the reactivity of the peripheral portion of a substrate to be processed without using a rectifying wall or a sacrificial material with a large amount of radical consumption.
(Solution means) A processing container 2 for accommodating the substrate G and performing plasma processing, a substrate mounting table 4 for mounting the substrate G in the processing container 2, and supplying a processing gas into the processing container. The processing gas supply mechanisms 20 and 28, the exhaust mechanism 30 which exhausts the inside of the processing container 2, the high frequency power supply 14a which is a plasma source which produces the plasma of a processing gas in the processing container 2, and a board | substrate The trap gas supply mechanisms 16 and 19 which supply the trap gas which traps the active species in a plasma are provided in the periphery of the board | substrate G on the mounting table 4.

Figure R1020130139543
Figure R1020130139543

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}Plasma processing apparatus and plasma processing method {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}

본 발명은, 플라즈마 에칭 등의 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing plasma processing such as plasma etching.

플랫 패널 디스플레이(FPD)나 반도체 디바이스의 제조 과정에 있어서는, 피처리 기판에 대하여, 에칭, 스퍼터링, CVD(화학 기상 성장) 등의 플라즈마 처리가 다용되고 있다.In the manufacturing process of a flat panel display (FPD) and a semiconductor device, plasma processing, such as etching, sputtering, CVD (chemical vapor deposition), is used abundantly with respect to a to-be-processed substrate.

예컨대 플라즈마 처리로서 플라즈마 에칭을 행하는 경우에는, 처리 가스를 플라즈마로 해리 활성화시켜, 생성한 라디칼 등의 활성종과 에칭 대상 막을 반응시킨다.For example, when plasma etching is performed as a plasma process, the process gas is dissociated and activated by plasma to cause active species such as generated radicals to react with the etching target film.

에칭 대상 막이 케미컬 반응성이 높은 것인 경우, 로딩의 영향에 의해 피처리 기판의 주변부에 있어서의 에칭 레이트가 높아지는 경향이 보이고, 이것이 에칭의 균일성을 제한하는 일이 많다.When the film to be etched has high chemical reactivity, the etching rate at the periphery of the substrate to be processed tends to increase due to the effect of loading, which often limits the uniformity of etching.

이와 같은 주연부(周緣部)에서 에칭 레이트가 높아지는 경향을 억제하는 기술로서, 피처리 기판을 둘러싸도록 수직의 측벽인 정류 월을 배치하여 피처리 기판 주연부의 처리 가스의 흐름을 억제하는 것이 알려져 있다(예컨대 특허 문헌 1). 또한, 특허 문헌 2에 기재된 것과 같은 라디칼 소비량이 많은 부재를, 피처리 기판의 바깥쪽 영역에 희생재로서 배치하여 로딩의 영향을 저감하는 방법도 생각할 수 있다.
As a technique of suppressing the tendency of the etching rate to increase in such a peripheral part, it is known to arrange | position a rectifying wall which is a vertical side wall so that a processing side may surround a to-be-processed substrate, and to suppress the flow of the processing gas of the periphery of a to-be-processed substrate ( For example, patent document 1). Moreover, the method of reducing the influence of loading by arrange | positioning a member with many radical consumptions as described in patent document 2 as a sacrificial material in the outer area | region of a to-be-processed substrate can also be considered.

(선행 기술 문헌)(Prior art technical literature)

(특허 문헌)(Patent literature)

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2003-243364호 공보(Patent Document 1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-243364

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 평 5-190502호 공보
(Patent Document 2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-190502

그렇지만, 정류 월을 이용하는 경우에는, 에칭 대상 막의 종류나 에칭 조건(레시피)에 맞춰 정류 월의 최적화가 필요하게 되어 번잡하다. 또한, 라디칼 소비량이 많은 희생재를 이용하는 경우에는, 희생재는 소모품이기 때문에 정기적으로 교환할 필요가 있어, 교환이 번거롭고 비용이 든다. 또한, 양 기술 모두, 복수의 에칭층을 연속으로 처리하는 경우 등은, 다른 에칭 대상 막에 영향을 주어 버려, 프로세스적인 문제가 생기는 일이 있다.However, in the case of using a rectifying wall, the rectifying wall needs to be optimized in accordance with the type of etching target film and the etching conditions (recipe), which is complicated. In addition, when using a sacrificial material with a large amount of radical consumption, since the sacrificial material is a consumable, it is necessary to replace it regularly, which is cumbersome and expensive. In both techniques, when a plurality of etching layers are processed continuously, other etching target films may be affected, resulting in a process problem.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 정류 월이나 라디칼 소비량이 많은 희생재를 이용하는 일 없이, 피처리 기판의 주변부의 반응성을 저감시켜 균일한 플라즈마 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
The present invention has been made in view of such circumstances, and the plasma processing apparatus and the plasma processing method which can perform uniform plasma processing by reducing the reactivity of the peripheral portion of the substrate to be processed without using a sacrificial material having a large amount of rectifying wall and radical consumption. The task is to provide.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점에서는, 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하기 위한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대와, 상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와, 상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구와, 상기 처리 용기 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단과, 상기 기판 탑재대 위의 기판의 주변부에, 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하는 트랩 가스 공급 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, in the 1st viewpoint of this invention, it is a plasma processing apparatus which performs a plasma processing with respect to a board | substrate, The processing container for accommodating a board | substrate and performing a plasma processing, The board | substrate is mounted in the said processing container. A substrate mounting table, a processing gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing container, an exhaust mechanism for exhausting the inside of the processing container, plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing container, and A trapping gas supply mechanism for supplying a trapping gas for trapping active species in the plasma is provided at a periphery of the substrate on the substrate mounting table.

본 발명의 제 2 관점에서는, 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법으로서, 처리 용기 내의 기판 탑재대에 기판을 탑재한 상태에서, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하고, 상기 처리 용기 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하고, 그 때에, 기판의 주변부에 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법을 제공한다.In a second aspect of the present invention, as a plasma processing method for performing plasma processing on a substrate, the processing gas is supplied into the processing container while the substrate is mounted on the substrate mounting table in the processing container, and the processing gas is supplied into the processing container. A plasma processing method is provided wherein a plasma is generated to perform plasma processing on a substrate, and a trap gas for trapping active species in the plasma is supplied to the periphery of the substrate.

상기 제 1 관점 및 제 2 관점에 있어서, 상기 플라즈마 처리는, 플라즈마 에칭 처리이더라도 좋다. 또한, 상기 처리 가스는, F, Cl, O 중 적어도 1종을 포함하는 가스이고, 상기 트랩 가스는 수소 가스로 할 수 있다. 또한, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율을 17~80%로 할 수 있다.In the first and second aspects, the plasma treatment may be a plasma etching process. The processing gas may be a gas containing at least one of F, Cl, and O, and the trap gas may be hydrogen gas. Moreover, the ratio of the atomic number of the said trap gas to the atomic number of the active species in the said process gas can be 17 to 80%.

상기 플라즈마 처리가 플라즈마 에칭 처리인 경우에, 에칭 대상은, 기판 위에 형성된 Si막, SiNx막, Al막 중 하나로 할 수 있다. 에칭 대상이 Si막인 경우에, 활성종으로서 F를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%이더라도 좋다. 에칭 대상이 SiNx막인 경우에, 활성종으로서 F와 O를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 17.1~34.3%이더라도 좋다. 에칭 대상이 Al막인 경우에, 활성종으로서 Cl을 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%이더라도 좋다.In the case where the plasma treatment is a plasma etching treatment, the etching target may be one of a Si film, a SiN x film, and an Al film formed on a substrate. When the etching target is a Si film, F may be used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas may be 40 to 80%. When the etching target is a SiN x film, F and O may be used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas may be 17.1 to 34.3%. When the etching target is an Al film, Cl may be used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas may be 40 to 80%.

상기 제 1 관점에 있어서, 상기 트랩 가스 공급 기구는, 상기 기판 탑재대의 기판의 주위에 마련되어 있더라도 좋다. 또한, 상기 처리 가스 공급 기구는, 상기 처리 용기 내에서 처리 가스를 상기 기판 탑재대 위의 기판을 향하여 샤워 형상으로 공급하는 샤워 헤드를 갖고, 상기 트랩 가스 공급 기구는, 상기 샤워 헤드의 주위에 마련되어 있더라도 좋다.In the first aspect, the trap gas supply mechanism may be provided around a substrate of the substrate mounting table. Moreover, the said process gas supply mechanism has a shower head which supplies a process gas in a shower shape toward the board | substrate on the said board mounting table in the said process container, The said trap gas supply mechanism is provided in the circumference | surroundings of the said shower head. You may be.

본 발명의 제 3 관점에서는, 컴퓨터상에서 동작하고, 플라즈마 처리 장치를 제어하기 위한 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 실행시에, 상기 제 2 관점의 플라즈마 처리 방법이 행해지도록, 컴퓨터에 상기 플라즈마 처리 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 기억 매체를 제공한다.
In a third aspect of the present invention, a storage medium storing a program for operating on a computer and controlling a plasma processing apparatus, wherein the program is executed in a computer such that the plasma processing method of the second aspect is executed when executed. A storage medium is provided which controls the plasma processing apparatus.

본 발명에 의하면, 플라즈마 처리할 때에, 기판 탑재대 위의 기판의 주변부에, 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급한다. 그 때문에, 기판의 외주부에 있어서 플라즈마 처리 레이트가 큰 경우에, 그 부분의 처리 레이트를 저하시킬 수 있고, 플라즈마 처리 분포의 균일성을 높일 수 있다.
According to the present invention, a trap gas for trapping active species in the plasma is supplied to the periphery of the substrate on the substrate mounting table during the plasma treatment. Therefore, when the plasma treatment rate is large in the outer peripheral portion of the substrate, the treatment rate of the portion can be reduced, and the uniformity of the plasma treatment distribution can be improved.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 기판 탑재대를 부분적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 기판 탑재대를 나타내는 평면도이다.
도 4는 트랩 가스 토출 노즐의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 트랩 가스 토출 노즐의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 실험예 1을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 a-Si막을 플라즈마 에칭하는 경우의 트랩 가스로서의 H2 가스의 기판 주변부로의 공급량과 에칭 분포의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 SiNx막을 플라즈마 에칭하는 경우의 트랩 가스로서의 H2 가스의 기판 주변부로의 공급량과 에칭 분포의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 Al막을 플라즈마 에칭하는 경우의 트랩 가스로서의 H2 가스의 기판 주변부로의 공급량과 에칭 분포의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 a-Si막을 에칭할 때의 기판 주변부에 공급하는 H2 가스의 양과, 플라즈마의 발광 스펙트럼의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 실험예 2에서 상정하는 LTPS 콘택트 에칭을 할 때의 에칭 대상의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 13은 실험예 2에 있어서의 트랩 가스인 H2 가스의 공급의 유무에 따른 SiO2막의 에칭 분포를 나타내는 도면이다.
도 14는 실험예 2에 있어서의 트랩 가스인 H2 가스의 공급의 유무에 따른 SiNx막의 에칭 분포를 나타내는 도면이다.
도 15는 실험예 2에 있어서의 트랩 가스인 H2 가스의 공급의 유무에 따른 a-Si막의 에칭 분포를 나타내는 도면이다.
도 16은 실험예 3의 결과를 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view partially showing a substrate mounting table in the plasma etching apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a plan view illustrating the substrate mounting table in the plasma etching apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing another example of a trap gas discharge nozzle.
5 is a cross-sectional view showing still another example of a trap gas discharge nozzle.
6 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic view for explaining Experimental Example 1. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the supply amount of the H 2 gas as a trap gas and the etching distribution in the case of plasma etching the a-Si film.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the supply amount of the H 2 gas as a trap gas and the etching distribution in the case of plasma etching the SiN x film. FIG.
10 is a view showing the relationship between the supply amount and the distribution of etching in the substrate peripheral portion of the H 2 gas as a gas trap in the case of plasma etching Al film.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the amount of H 2 gas supplied to the periphery of the substrate when etching the a-Si film and the emission spectrum of the plasma.
It is sectional drawing which shows the laminated structure of the etching target at the time of LTPS contact etching assumed in Experimental example 2. FIG.
13 is a view showing an SiO 2 film is etched distribution with and without the supply of trapped gas is H 2 gas in the Experimental Example 2.
14 is a view showing a SiN x film is etched distribution with and without the supply of trapped gas is H 2 gas in the Experimental Example 2.
FIG. 15 is a diagram showing an etching distribution of an a-Si film with or without supply of H 2 gas, which is a trap gas in Experimental Example 2. FIG.
16 is a diagram showing the results of Experimental Example 3. FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

본 발명에서는 플라즈마 처리 장치의 일례로서 플라즈마 에칭 장치에 대하여 설명한다.In this invention, a plasma etching apparatus is demonstrated as an example of a plasma processing apparatus.

<제 1 실시형태>First Embodiment

최초로 제 1 실시형태에 대하여 설명한다.First, the first embodiment will be described.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도, 도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 기판 탑재대를 부분적으로 나타내는 단면도, 도 3은 도 1의 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 기판 탑재대를 나타내는 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view partially showing a substrate mounting table in the plasma etching apparatus of FIG. 1, FIG. It is a top view which shows the board | substrate mounting table in a plasma etching apparatus.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 플라즈마 에칭 장치(1)는, FPD용의 유리 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 적는다) G에 대하여 에칭을 행하는 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네선스(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 플라즈마 에칭 장치(1)는, 피처리 기판인 기판 G를 수용하는 처리 용기로서의 챔버(2)를 구비하고 있다. 챔버(2)는, 예컨대, 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지고, 기판 G의 형상에 대응하여 직육면체 형상으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, this plasma etching apparatus 1 is configured as a capacitively coupled plasma etching apparatus which performs etching on a glass substrate (hereinafter simply referred to as "substrate") G for FPD. Examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electro luminescence (EL) display, a plasma display panel (PDP), and the like. The plasma etching apparatus 1 is equipped with the chamber 2 as a processing container which accommodates the board | substrate G which is a to-be-processed substrate. The chamber 2 is made of, for example, aluminum whose surface is anodized (anodic oxidation), and is formed into a rectangular parallelepiped corresponding to the shape of the substrate G.

챔버(2) 내의 바닥에는 절연재로 이루어지는 절연판(3)을 사이에 두고 하부 전극으로서 기능하는 기판 탑재대(4)가 마련되어 있다. 기판 탑재대(4)는, 금속, 예컨대 알루미늄으로 이루어지고, 상부의 중앙부에 형성된 볼록부(5a) 및 볼록부(5a)의 주위의 플런지(5b)를 갖는, 금속, 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 기재(5)와, 볼록부(5a)의 위에 마련된, 기판 G의 탑재면을 갖는 절연 부재(6)를 구비하고 있다. 절연 부재(6)의 내부에는 평면 형상의 흡착 전극(6a)이 마련되어 있고, 이들에 의해 기판 G를 정전 흡착하기 위한 정전 척이 구성되어 있다. 플런지(5b)의 위에는, 탑재된 기판 G를 둘러싸도록 액자 형상의 절연체로 이루어지는 실드 링(7)이 마련되어 있다. 또한, 기재(5)의 주위를 둘러싸도록 절연 링(8)이 마련되어 있다. 절연 부재(6), 실드 링(7), 절연 링(8)은, 예컨대, 알루미나와 같은 절연성 세라믹스로 구성되어 있다.In the bottom of the chamber 2, the board | substrate mounting stand 4 which functions as a lower electrode across the insulating plate 3 which consists of an insulating material is provided. The board | substrate mounting base 4 consists of metal, such as aluminum, and has the convex part 5a formed in the center part of the upper part, and the base material which consists of metal, for example, aluminum with the plunge 5b around the convex part 5a. (5) and the insulating member 6 provided with the mounting surface of the board | substrate G provided on the convex part 5a. Inside the insulating member 6, the planar adsorption electrode 6a is provided, and the electrostatic chuck for electrostatic attraction of the board | substrate G is comprised by these. On the plunge 5b, the shield ring 7 which consists of a frame-shaped insulator is provided so that the board | substrate G may be mounted. Moreover, the insulating ring 8 is provided so that the circumference | surroundings of the base material 5 may be enclosed. The insulating member 6, the shield ring 7, and the insulating ring 8 are made of, for example, insulating ceramics such as alumina.

기재(5)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(12)이 접속되어 있고, 이 급전선(12)은 분기하고, 한쪽의 분기선에 정합기(13a)와 플라즈마 생성(소스)용의 제 1 고주파 전원(14a)이 접속되고, 다른 쪽의 분기선에 정합기(13b)와 바이어스 인가용의 제 2 고주파 전원(14b)이 접속되어 있다. 제 1 고주파 전원(14a)으로부터는 플라즈마 생성용의 예컨대 13.56㎒의 고주파 전력이 기재(5)에 인가되고, 이것에 의해, 기판 탑재대(4)가 하부 전극으로서 기능한다. 또한, 제 2 고주파 전원(14b)으로부터는 바이어스용의 예컨대 3.2㎒의 고주파 전력이 기재(5)에 인가되고, 이것에 의해 플라즈마 중의 이온을 효과적으로 기판 G에 끌어들일 수 있다. 또, 플라즈마 생성과 바이어스 인가를 겸한 하나의 고주파 전원을 마련하더라도 좋다. 흡착 전극(6a)에는, 직류 전원(15)이 접속되어 있고, 흡착 전극(6a)에 직류 전압이 인가되고, 쿨롱력에 의해 기판 G를 절연 부재(6)의 탑재면에 흡착하게 되어 있다.A feed line 12 for supplying high frequency power is connected to the base material 5, and the feed line 12 branches and the first high frequency for matching 13a and plasma generation (source) to one branch line. The power supply 14a is connected, and the matching circuit 13b and the second high frequency power supply 14b for bias application are connected to the other branch line. From the first high frequency power supply 14a, a high frequency power of 13.56 MHz for plasma generation is applied to the base 5, whereby the substrate mounting table 4 functions as a lower electrode. In addition, from the second high frequency power source 14b, a high frequency power of 3.2 MHz for bias is applied to the substrate 5, whereby ions in the plasma can be effectively attracted to the substrate G. In addition, one high frequency power supply that combines plasma generation and bias application may be provided. The DC power supply 15 is connected to the adsorption electrode 6a, the DC voltage is applied to the adsorption electrode 6a, and the board | substrate G is made to adsorb | suck the board | substrate G to the mounting surface of the insulating member 6 by coulomb force.

실드 링(7)의 상면에는, 그 전체 둘레에 기판 G의 탑재면을 둘러싸도록, 플라즈마 중의 활성종(라디칼)을 트랩하기 위한 트랩 가스로서 수소 가스(H2 가스)를 토출하는, 액자 형상을 이루는 트랩 가스 토출 노즐(16)이 마련되어 있다. 트랩 가스 토출 노즐(16)의 상면에는, 전체 둘레에 걸쳐 복수의 가스 토출구(17)가 형성되어 있다. 트랩 가스 토출 노즐(16)에는 가스 유로(18)가 접속되어 있고, 가스 유로(18)의 다른 쪽 끝에는 트랩 가스인 수소 가스를 공급하는 트랩 가스 공급원(19)이 접속되어 있다. 그리고, 트랩 가스인 수소 가스는, 트랩 가스 공급원(19)으로부터 가스 유로(18)를 통해 트랩 가스 토출 노즐(16)에 이르고, 복수의 가스 토출구(17)로부터 토출되어, 기판 탑재대(4) 위의 기판 G의 주변부에 공급된다.The upper surface of the shield ring 7 has a frame shape for discharging hydrogen gas (H 2 gas) as a trap gas for trapping active species (radicals) in the plasma so as to surround the mounting surface of the substrate G around its entire circumference. A trap gas discharge nozzle 16 is provided. On the upper surface of the trap gas discharge nozzle 16, a plurality of gas discharge ports 17 are formed over the entire circumference. A gas flow passage 18 is connected to the trap gas discharge nozzle 16, and a trap gas supply source 19 for supplying hydrogen gas as a trap gas is connected to the other end of the gas flow passage 18. And the hydrogen gas which is trap gas reaches the trap gas discharge nozzle 16 from the trap gas supply source 19 through the gas flow path 18, is discharged from the some gas discharge port 17, and the board | substrate mounting table 4 is carried out. It is supplied to the periphery of the substrate G above.

기판 탑재대(4)에는, 기판 G를 주고받기 위한 복수의 리프터 핀(도시하지 않음)이 기판 탑재대(4)의 상면(즉 절연 부재(6)의 상면)에 대하여 드나들 수 있게 마련되어 있고, 기판 G를 주고받는 것은, 기판 탑재대(4)의 상면으로부터 위쪽으로 돌출한 상태의 리프터 핀에 대하여 행해진다.In the board | substrate mounting stand 4, the some lifter pin (not shown) for sending and receiving board | substrate G is provided so that the upper surface of the board | substrate mounting board 4 (namely, the upper surface of the insulating member 6) can enter and exit. The exchange of the substrate G is performed with respect to the lifter pins which protrude upward from the upper surface of the substrate mounting table 4.

챔버(2)의 상부에는, 챔버(2) 내에 처리 가스를 공급함과 아울러 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(20)가, 기판 탑재대(4)와 대향하도록 마련되어 있다. 샤워 헤드(20)는, 내부에 처리 가스를 확산시키는 가스 확산 공간(21)이 형성되어 있음과 아울러, 하면 또는 기판 탑재대(4)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(22)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(20)는 접지되어 있고, 기판 탑재대(4)와 함께 한 쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.In the upper part of the chamber 2, the shower head 20 which functions as an upper electrode while supplying process gas into the chamber 2 is provided so that the board | substrate mounting table 4 may be opposed. The shower head 20 is provided with a gas diffusion space 21 for diffusing the processing gas therein and a plurality of discharge holes 22 for discharging the processing gas to the lower surface or the surface facing the substrate mounting table 4. ) Is formed. This shower head 20 is grounded and comprises a pair of parallel flat electrodes with the board | substrate mounting table 4.

샤워 헤드(20)의 상면에는 가스 도입구(24)가 마련되고, 이 가스 도입구(24)에는, 처리 가스 공급관(25)이 접속되어 있고, 이 처리 가스 공급관(25)에는 처리 가스 공급원(28)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급관(25)에는, 밸브(26) 및 매스 플로 컨트롤러(27)가 마련되어 있다. 처리 가스 공급원(28)으로부터는, 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로서는, 이 분야에서 통상 이용되는 처리 가스를 이용할 수 있고, 처리하는 막에 따라 최적의 물질이 이용된다. 이와 같은 처리 가스로서는 전형적으로는, F, Cl, O 중 적어도 1종을 포함하는 가스를 이용할 수 있다. 이들은 각각, 반응성이 높은 F, Cl, O를 포함하는 활성종(라디칼)을 형성한다.A gas inlet 24 is provided on an upper surface of the shower head 20, a process gas supply pipe 25 is connected to the gas inlet 24, and a process gas supply source (25) is provided in the process gas supply pipe 25. 28) is connected. The valve 26 and the mass flow controller 27 are provided in the process gas supply pipe 25. The process gas for etching is supplied from the process gas supply source 28. As the processing gas, a processing gas usually used in this field can be used, and an optimum material is used depending on the film to be treated. As such a processing gas, the gas containing at least 1 sort (s) of F, Cl, and O can be used typically. These each form active species (radicals) containing highly reactive F, Cl and O.

챔버(2)의 저벽(底壁)의 네 구석에는 배기관(29)(2개만 도시)이 접속되어 있고, 이 배기관(29)에는 배기 장치(30)가 접속되고, 도시하지 않는 압력 조정 밸브가 마련되어 있다. 배기 장치(30)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이것에 의해 챔버(2) 내를 배기하여 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인 가능하도록 구성되어 있다. 챔버(2)의 측벽에는, 기판 G를 반입출하기 위한 반입출구(31)가 형성되어 있음과 아울러, 이 반입출구(31)를 개폐하는 게이트 밸브(32)가 마련되어 있고, 반입출구(31)의 개방시에, 도시하지 않는 반송 수단에 의해 기판 G가 챔버(2) 내외로 반입출되도록 구성되어 있다.Exhaust pipes 29 (only two are shown) are connected to four corners of the bottom wall of the chamber 2, and an exhaust device 30 is connected to the exhaust pipes 29. It is prepared. The exhaust device 30 is provided with a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is thereby configured to exhaust the inside of the chamber 2 and to allow vacuum suction to a predetermined reduced pressure atmosphere. On the side wall of the chamber 2, a carry-in and out port 31 for carrying in and out of the substrate G is formed, and a gate valve 32 for opening and closing the carry-in and out ports 31 is provided. At the time of opening, the board | substrate G is carried in and out of the chamber 2 by the conveyance means which is not shown in figure.

또한, 플라즈마 에칭 장치(1)는, 플라즈마 에칭 장치(1)의 각 구성부를 제어하기 위한 마이크로프로세서(컴퓨터)를 구비한 프로세스 컨트롤러를 갖는 제어부(40)를 구비하고 있다. 제어부(40)는, 오퍼레이터에 의한 플라즈마 에칭 장치(1)를 관리하기 위한 커맨드 입력 등의 입력 조작을 행하는 키보드나, 플라즈마 에칭 장치(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스 및 플라즈마 에칭 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 더 갖고 있다. 처리 레시피는 기억부 중의 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 내장된 하드디스크나 반도체 메모리이더라도 좋고, CDROM, DVD, 플래시메모리 등의 휴대성을 갖는 것이더라도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 레시피를 적당히 전송시키도록 하더라도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스로부터의 지시 등으로 임의의 처리 레시피를 기억부로부터 불러내어 프로세스 컨트롤러에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러의 제어 아래에서, 플라즈마 에칭 장치에서의 소망하는 처리가 행해진다.In addition, the plasma etching apparatus 1 is provided with the control part 40 which has a process controller provided with the microprocessor (computer) for controlling each structural part of the plasma etching apparatus 1. The control unit 40 includes a keyboard for performing an input operation such as a command input for managing the plasma etching apparatus 1 by an operator, a user interface including a display that visualizes and displays the operation state of the plasma etching apparatus 1, and the like. And a control program for realizing various processes executed in the plasma etching apparatus 1 under the control of the process controller, or a storage unit in which a program for executing the processes in each component of the plasma processing apparatus, i.e., a processing recipe, is stored. I have more. The processing recipe is stored in the storage medium in the storage unit. The storage medium may be a hard disk or a semiconductor memory built into a computer, or may have portability such as a CDROM, a DVD, a flash memory, or the like. Further, the recipe may be appropriately transmitted from another device, for example, via a dedicated line. Then, if desired, an arbitrary process recipe is retrieved from the storage unit by an instruction from a user interface and executed in the process controller, so that a desired process in the plasma etching apparatus is performed under the control of the process controller.

다음으로, 상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대하여 설명한다. 이하의 처리 동작은 제어부(40)의 동작의 제어 아래에서 행해진다.Next, the process operation in the plasma etching apparatus 1 of the said structure is demonstrated. The following processing operation is performed under the control of the operation of the control unit 40.

우선, 배기 장치(30)에 의해 챔버(2) 내를 배기하여 소정의 압력으로 하고, 게이트 밸브(32)를 개방하여 반입출구(31)를 통해 인접하는 진공으로 유지된 반송실(도시하지 않음)로부터 반송 수단(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 반입하고, 도시하지 않는 리프터 핀을 상승시킨 상태에서 그 위로 기판 G를 주고받고, 리프터 핀을 하강시키는 것에 의해 기판 탑재대(4) 위에 기판 G를 탑재시킨다. 반송 수단을 챔버(2)로부터 퇴피시킨 후, 게이트 밸브(32)를 닫는다.First, the conveyance chamber (not shown) which exhausts the inside of the chamber 2 by the exhaust apparatus 30, and makes it into predetermined | prescribed pressure, opened the gate valve 32, and was maintained at the adjacent vacuum through the inlet-outlet 31. Board | substrate G is carried in by the conveying means (not shown), the board | substrate G is exchanged in the state which lifter pin (not shown) is raised, and the board | substrate G is lowered on the board | substrate base 4 by lowering a lifter pin. Mount G. After the conveying means is withdrawn from the chamber 2, the gate valve 32 is closed.

이 상태에서, 처리 가스 공급원(28)으로부터, 처리 가스 공급관(25) 및 샤워 헤드(20)를 통해 처리 가스를 챔버(2) 내에 공급함과 아울러, 압력 조정 밸브에 의해 챔버(2) 내의 압력을 소정의 진공도로 조정한다.In this state, the process gas is supplied from the process gas source 28 through the process gas supply pipe 25 and the shower head 20 into the chamber 2, and the pressure in the chamber 2 is controlled by a pressure regulating valve. The degree of vacuum is adjusted.

그리고, 제 1 고주파 전원(14a)으로부터 정합기(13a)를 통해 기판 탑재대(4)(기재(5))에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 인가하고, 하부 전극으로서의 기판 탑재대(4)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(20)의 사이에 고주파 전계를 생기게 하여 챔버(2) 내의 처리 가스를 플라즈마화시킨다. 또한, 제 2 고주파 전원(14b)으로부터 정합기(13b)를 통해 기판 탑재대(4)(기재(5))에 바이어스용의 고주파 전력을 인가하고, 플라즈마 중의 이온을 효과적으로 기판 G에 끌어들인다. 이때에, 직류 전원(15)으로부터 흡착 전극(6a)에 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 플라즈마를 통해 쿨롱력에 의해 기판 탑재대(4)(절연 부재(6))의 탑재면에 기판 G를 흡착 고정한다.Then, the high frequency power for plasma generation is applied from the first high frequency power source 14a to the substrate mounting table 4 (base material 5) via the matching unit 13a, and the substrate mounting table 4 as the lower electrode is provided. A high frequency electric field is generated between the shower heads 20 as the upper electrodes to plasma the process gas in the chamber 2. In addition, the high frequency power for bias is applied to the board | substrate mounting base 4 (base material 5) from the 2nd high frequency power supply 14b through the matcher 13b, and the ion in plasma is attracted to the board | substrate G effectively. At this time, by applying a DC voltage from the DC power supply 15 to the adsorption electrode 6a, the substrate G is placed on the mounting surface of the substrate mounting table 4 (insulation member 6) by a Coulomb force through plasma. Adsorption fixation.

이것에 의해, 기판 G의 소정의 막에 대한 플라즈마 에칭 처리가 진행된다. 이때, 처리 가스로서는, 처리하는 막에 따라 최적의 물질이 이용되고, 예컨대, 플라즈마에 의해 반응성이 높은 F, Cl, O를 포함하는 활성종(라디칼)을 생성하는, F, Cl, O 중 적어도 1종을 포함하는 가스를 이용할 수 있다.Thereby, the plasma etching process with respect to the predetermined | prescribed film | membrane of the board | substrate G advances. At this time, as the processing gas, an optimum material is used depending on the film to be treated, and for example, at least among F, Cl, and O, which generates active species (radicals) containing highly reactive F, Cl, and O by plasma. Gas containing 1 type can be used.

플라즈마 에칭 처리를 할 때에는, 기판 G의 주변부에서는 미반응의 처리 가스가 많이 존재하기 때문에, 에칭 대상 막이 케미컬 반응성이 높은 것이면, 로딩 효과에 의해, 기판 G의 주변부에 있어서의 에칭 레이트가 높아져 버린다.In the plasma etching process, since there are many unreacted process gases at the periphery of the substrate G, the etching rate at the periphery of the substrate G is increased by the loading effect if the etching target film has high chemical reactivity.

그래서, 본 실시형태에서는, 플라즈마 중의 활성종(라디칼)을 트랩하는 트랩 가스로서 수소 가스를, 트랩 가스 공급원(19)으로부터 가스 유로(18)를 통해 트랩 가스 토출 노즐(16)에 마련된 복수의 가스 토출구(17)로부터 기판 G의 주변부에 공급한다. 이것에 의해, 기판 G의 주변부에 있어서 활성종(라디칼)이 트랩된다. 구체적으로는, 반응성이 높은 F, Cl, O를 포함하는 활성종(라디칼)이 존재하는 경우에는, 이들은 기판 G의 주변부에서 수소 가스와 반응하여 HF, HCl, H2O와 같은 에칭에 기여하지 않는 성분이 되고, 챔버(2)로부터 배출된다. 이 때문에, 에칭 레이트가 높아진 기판 G의 주변부에서는 활성종(라디칼)의 양이 감소하여 에칭 레이트가 저하하고, 기판 G의 면 내에 있어서 에칭 레이트가 균일화된다.Thus, in the present embodiment, a plurality of gases provided in the trap gas discharge nozzle 16 from the trap gas supply source 19 through the gas flow path 18 by using hydrogen gas as a trap gas for trapping active species (radicals) in the plasma. It supplies to the peripheral part of the board | substrate G from the discharge port 17. FIG. As a result, active species (radicals) are trapped in the periphery of the substrate G. Specifically, when active species (radicals) containing highly reactive F, Cl, O are present, they do not contribute to etching such as HF, HCl, H 2 O by reacting with hydrogen gas at the periphery of the substrate G. Become components, and are discharged from the chamber 2. For this reason, in the peripheral part of the board | substrate G with which the etching rate became high, the quantity of active species (radicals) decreases and an etching rate falls, and the etching rate becomes uniform in the surface of the board | substrate G.

이와 같이, 반응성이 높은 F, Cl, O를 포함하는 활성종(라디칼)을 이용할 때에, 기판 G의 주변부에 트랩 가스로서 수소 가스를 공급하는 것에 의해, 이들 활성종(라디칼)을 트랩할 수 있지만, 수소 라디칼 등의 다른 수소원(水素源)이더라도 트랩 가스로서 기능할 수 있다. 또한, 활성종(라디칼)과 반응하여 에칭에 기여하지 않는 성분을 생성할 수 있으면, 수소 이외의 트랩 가스를 이용할 수도 있다.Thus, when using active species (radicals) containing highly reactive F, Cl, and O, these active species (radicals) can be trapped by supplying hydrogen gas as a trap gas to the periphery of the substrate G. Even other hydrogen sources, such as hydrogen radicals, can function as a trap gas. In addition, a trap gas other than hydrogen may be used as long as it can react with active species (radicals) to produce a component that does not contribute to etching.

트랩 가스의 유량이 많을수록, 활성종(라디칼)을 트랩하는 효과가 높아지기 때문에, 트랩 가스의 유량을 억제하는 것에 의해, 기판 G의 에칭 레이트의 분포 제어가 가능하게 된다. 이 경우에, 트랩 가스의 유량은, 활성종의 원자량에 대하여 트랩 가스의 원자량이 17~80%가 되는 유량으로 하는 것이 바람직하다.The greater the flow rate of the trap gas, the higher the effect of trapping active species (radicals). Therefore, by controlling the flow rate of the trap gas, distribution control of the etching rate of the substrate G becomes possible. In this case, the flow rate of the trap gas is preferably a flow rate such that the atomic weight of the trap gas is 17 to 80% with respect to the atomic weight of the active species.

구체예로서는, 비정질 실리콘(a-Si)막을 에칭할 때에는, 처리 가스로서 SF6 가스를 적합하게 이용할 수 있지만, 트랩 가스로서 수소(H2) 가스를 이용한 경우에, 활성종(라디칼)인 F 원자량에 대하여 H 원자량이 40~80%가 되는 유량으로 수소 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, SiNx막의 에칭에는, 반응종으로서 SF6 가스 및 산소(O2) 가스의 혼합 가스를 적합하게 이용할 수 있지만, 트랩 가스로서 수소(H2) 가스를 이용한 경우에, 활성종(라디칼)인 F, O의 원자량에 대하여 H 원자량이 17.1~34.3%가 되는 유량으로 수소 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, Al막을 에칭할 때에는, BCl3, Cl2를 적합하게 이용할 수 있지만, 트랩 가스로서 수소(H2) 가스를 이용한 경우에, 활성종(라디칼)인 Cl 원자량에 대하여 H 원자량이 40~80%가 되는 유량으로 수소 가스를 공급하는 것이 바람직하다.Specific examples include an amorphous silicon (a-Si) when film is etched, as the process gas, if suitably can be used as a trap gas using hydrogen (H 2) gas of SF 6 gas, the active species (radicals) of F atomic weight It is preferable to supply hydrogen gas at a flow rate such that the atomic weight of H is 40 to 80%. In addition, although the mixed gas of SF 6 gas and oxygen (O 2 ) gas can be suitably used for etching the SiN x film, the active species (radical) when hydrogen (H 2 ) gas is used as the trap gas. It is preferable to supply hydrogen gas at the flow volume which becomes 17.1 to 34.3% with respect to the atomic weight of phosphorus F and O. When etching the Al film, BCl 3 and Cl 2 can be suitably used. However, when hydrogen (H 2 ) gas is used as the trap gas, the H atomic weight is 40 to 80 relative to the atomic weight of Cl as the active species (radical). It is preferable to supply hydrogen gas at a flow rate of%.

처리 종료 후, 제 1 고주파 전원(14a) 및 제 2 고주파 전원(14b)을 오프로 함과 아울러, 흡착 전극(6a)으로의 급전을 정지하여 정전 흡착을 해제하고, 리프트 핀(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 리프트업하고, 게이트 밸브(32)를 열어 처리 후의 기판 G를 반입출구(31)로부터 반출한다.After the end of the processing, the first high frequency power supply 14a and the second high frequency power supply 14b are turned off, the power supply to the adsorption electrode 6a is stopped, the electrostatic adsorption is released, and a lift pin (not shown). The board | substrate G is lifted up, the gate valve 32 is opened, and the board | substrate G after a process is carried out from the carrying in / out port 31. FIG.

본 실시형태에서는, 기판 G의 주변부에 활성종(라디칼)을 트랩하는 트랩 가스를 공급하여, 기판 G의 주변부에 있어서의 활성종(라디칼)의 양을 저감하므로, 기판 G의 주변부에 있어서의 에칭 레이트를 저감시켜 면 내 균일성이 높은 플라즈마 에칭을 행할 수 있다. 이와 같이, 정류 월이나 희생재를 이용하는 일 없이, 기판 G의 주변부의 에칭 레이트를 저감시킬 수 있으므로, 정류 월을 이용하는 경우의 에칭 대상 막의 종류나 에칭 조건(레시피)에 맞춰 정류 월의 최적화가 필요하게 된다고 하는 문제나, 희생재를 이용하는 경우의 정기적인 교환에 의해 번거롭고 비용이 든다고 하는 문제나, 이들 양쪽에서 문제가 되는, 복수의 에칭층을 연속으로 처리하는 경우 등에 다른 에칭 대상 막에 영향을 주어 버린다고 하는 문제를 해소할 수 있다.In this embodiment, since the trap gas which traps active species (radicals) is supplied to the periphery of the board | substrate G, and the quantity of active species (radicals) in the periphery of the board | substrate G is reduced, the etching in the periphery of the board | substrate G is carried out. By reducing the rate, plasma etching with high in-plane uniformity can be performed. Thus, since the etching rate of the periphery of the substrate G can be reduced without using the rectifying wall or the sacrificial material, the rectifying wall needs to be optimized according to the type of etching target film and the etching conditions (recipe) when the rectifying wall is used. Other etched films, such as a problem of being troublesome and expensive due to regular replacement of the sacrificial material, and a case of continuously processing a plurality of etching layers that are both of these problems. We can solve problem to give.

트랩 가스인 수소 가스의 공급 형태는, 기판 G의 주변부에 공급할 수 있으면 도 1의 형태로 한정하지 않는다. 예컨대, 도 4에 나타내는 바와 같이, 트랩 가스 토출 노즐(16)을 실드 링(7)의 측면에 설치하도록 하더라도 좋고, 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 트랩 가스 토출 노즐(16)을 샤워 헤드(20)의 외주부에 마련하여 기판 G의 위쪽으로부터 기판 G의 주변부에 수소 가스를 공급하도록 하더라도 좋다.The supply form of hydrogen gas which is a trap gas is not limited to the form of FIG. 1 as long as it can supply to the peripheral part of the board | substrate G. FIG. For example, as shown in FIG. 4, the trap gas discharge nozzle 16 may be provided in the side surface of the shield ring 7, and as shown in FIG. It may be provided in the outer peripheral portion of 20) to supply hydrogen gas to the periphery of the substrate G from above the substrate G.

<제 2 실시형태><2nd embodiment>

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치로서의 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 6에 나타내는 바와 같이, 이 플라즈마 에칭 장치(1')는 유도 결합형 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. 도 6에 있어서 도 1과 공통 부분에는 같은 부호를 붙이고 설명을 간략화한다.As shown in FIG. 6, this plasma etching apparatus 1 ′ is configured as an inductively coupled plasma etching apparatus. In FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 1 and the description is simplified.

이 플라즈마 에칭 장치(1')의 챔버(2')는, 천벽(天壁)(52)이 예컨대 Al2O3 등의 세라믹스나 석영과 같은 유전체로 되어 있고, 천벽(52)의 아래쪽 부분에, 처리 가스 공급용의 십자 형상을 이루는 샤워 하우징(51)이 끼워진 것 외에는, 챔버(2)와 같이 구성되어 있다.In the chamber 2 'of the plasma etching apparatus 1', the top wall 52 is made of ceramics such as Al 2 O 3 or a dielectric such as quartz, and the bottom wall 52 It is comprised like the chamber 2 except the shower housing 51 which forms the cross shape for process gas supply being fitted.

샤워 하우징(51)은 도전성 재료, 예컨대 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 하우징(51)에는 수평으로 연장되는 가스 유로(53)가 형성되어 있고, 이 가스 유로(53)에는, 아래쪽을 향해 연장되는 복수의 가스 토출 구멍(54)이 연통하고 있다. 한편, 천벽(52)의 상면 중앙에는, 가스 도입구(24)가 마련되고, 도 1의 장치와 같이, 가스 도입구(24)에는, 처리 가스 공급관(25)이 접속되어 있고, 이 처리 가스 공급관(25)에는 처리 가스 공급원(28)이 접속되어 있다.The shower housing 51 is made of a conductive material such as anodized aluminum. A gas flow passage 53 extending horizontally is formed in the shower housing 51, and a plurality of gas discharge holes 54 extending downward communicate with the gas flow passage 53. On the other hand, the gas inlet 24 is provided in the center of the upper surface of the ceiling wall 52, and the process gas supply pipe 25 is connected to the gas inlet 24 like the apparatus of FIG. The process gas supply source 28 is connected to the supply pipe 25.

천벽(52)의 상면을 따라 고주파(RF) 안테나(55)가 마련되어 있고, 고주파 안테나(55)에는, 급전선(56)이 접속되어 있고, 이 급전선(56)에 정합기(57) 및 플라즈마 생성(소스)용의 제 1 고주파 전원(58)이 접속되어 있다. 고주파 안테나(55)에, 제 1 고주파 전원(58)으로부터 예컨대 주파수가 13.56㎒인 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 챔버(2') 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 샤워 하우징(51)으로부터 토출된 처리 가스가 플라즈마화된다.A high frequency (RF) antenna 55 is provided along the upper surface of the ceiling wall 52, and a feed line 56 is connected to the high frequency antenna 55, and a matcher 57 and plasma generation are formed on the feed line 56. The first high frequency power supply 58 for the (source) is connected. The induction electric field is formed in the chamber 2 'by supplying the high frequency antenna 55 from the first high frequency power source 58, for example, with a high frequency power of 13.56 MHz, and the shower housing 51 by the induction electric field. ), The processing gas discharged from the plasma is converted into plasma.

한편, 기판 탑재대(4)의 기재(5)에는 급전선(12)이 접속되고, 이 급전선(12)에는, 정합기(13b) 및 바이어스 인가용의 제 2 고주파 전원(14b)만이 접속되어 있다.On the other hand, a feed line 12 is connected to the base 5 of the substrate mounting table 4, and only the matching device 13b and the second high frequency power supply 14b for bias application are connected to the feed line 12. .

이와 같은 플라즈마 에칭 장치(1')에 있어서는, 제 1 실시형태와 같게 하여 기판 G를 기판 탑재대(4) 위에 탑재하고, 처리 가스 공급원(28)으로부터, 처리 가스 공급관(25) 및 샤워 하우징(51)을 통해 처리 가스를 챔버(2') 내에 공급함과 아울러, 압력 조정 밸브에 의해 챔버(2') 내의 압력을 소정의 진공도로 조정한다. 그 다음에, 제 1 고주파 전원(58)으로부터 고주파 전력을 고주파 안테나(55)에 인가하고, 이것에 의해 유전체로 이루어지는 천벽(52)을 통해 챔버(2') 내에 유도 전계를 형성한다. 이와 같이 하여 형성된 유도 전계에 의해, 챔버(2') 내에서 처리 가스가 플라즈마화하고, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성되고, 기판 G에 대하여 플라즈마 에칭 처리가 행해진다. 이때, 제 2 고주파 전원(14b)으로부터 정합기(13b)를 통해 기판 탑재대(4)(기재(5))에 바이어스용의 고주파 전력을 인가하고, 플라즈마 중의 이온을 효과적으로 기판 G에 끌어들이고, 직류 전원(15)으로부터 흡착 전극(6a)에 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 기판 G는 플라즈마를 통해 쿨롱력에 의해 기판 탑재대(4)(절연 부재(6))의 탑재면에 흡착 고정된다.In such a plasma etching apparatus 1 ', the substrate G is mounted on the substrate mounting table 4 in the same manner as in the first embodiment, and the processing gas supply pipe 25 and the shower housing (from the processing gas supply source 28) The process gas is supplied into the chamber 2 'via 51, and the pressure in the chamber 2' is adjusted to a predetermined vacuum degree by a pressure regulating valve. Next, high frequency power is applied from the first high frequency power supply 58 to the high frequency antenna 55, thereby forming an induction electric field in the chamber 2 'via the ceiling wall 52 made of a dielectric material. By the induction electric field thus formed, the processing gas is plasma-formed in the chamber 2 ', a high density inductively coupled plasma is generated, and a plasma etching process is performed on the substrate G. At this time, the high frequency power for bias is applied to the board | substrate mounting base 4 (base material 5) from the 2nd high frequency power supply 14b through the matching machine 13b, and the ion in plasma is attracted to the board | substrate G effectively, By applying a DC voltage from the DC power supply 15 to the adsorption electrode 6a, the substrate G is adsorbed and fixed to the mounting surface of the substrate mounting table 4 (insulation member 6) by coulomb force through the plasma. .

이와 같은 유도 결합 플라즈마에 의해 에칭하는 경우에도, 기판 G의 주변부에서는 미반응의 처리 가스가 많이 존재하기 때문에, 에칭 대상 막이 케미컬 반응성이 높은 것이면, 로딩 효과에 의해, 기판 G의 주변부에 있어서의 에칭 레이트가 높아져 버린다.Even when etching with such an inductively coupled plasma, since there are many unreacted process gases in the periphery of the substrate G, if the film to be etched has high chemical reactivity, the etching in the periphery of the substrate G is performed by the loading effect. Rate rises.

이 때문에, 제 1 실시형태와 같이, 플라즈마 중의 활성종(라디칼)을 트랩하는 트랩 가스로서 수소 가스를 기판 G의 주변부에 공급한다. 이것에 의해, 기판 G의 주변부에 있어서 활성종(라디칼)이 트랩된다. 이 때문에, 에칭 레이트가 높아진 기판 G의 주변부에서는 활성종(라디칼)의 양이 감소하여 에칭 레이트가 저하하고, 기판 G의 면 내에 있어서 에칭 레이트가 균일화된다.For this reason, hydrogen gas is supplied to the periphery of the board | substrate G as a trap gas which traps active species (radicals) in plasma like 1st Embodiment. As a result, active species (radicals) are trapped in the periphery of the substrate G. For this reason, in the peripheral part of the board | substrate G with which the etching rate became high, the quantity of active species (radicals) decreases and an etching rate falls, and the etching rate becomes uniform in the surface of the board | substrate G.

<실험예>Experimental Example

다음으로, 실험예에 대하여 설명한다.Next, an experimental example is demonstrated.

(실험예 1)Experimental Example 1

여기서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 550×650㎜의 기판을 에칭하는 용량 결합형 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 기판 탑재대의 짧은 변의 실드 링에 대응하는 부분에, 500㎜의 범위로 수소 가스를 토출시키기 위한 가스 토출 노즐(16)을 마련하고, 이 가스 토출 노즐에 형성된 복수의 가스 토출구로부터, 소정의 유량으로 수소 가스를 공급하면서 소정의 처리 가스에 의해 이하에 나타내는 막의 에칭 처리를 행했다. 이때의 기판의 수소 가스를 공급하고 있는 끝머리로부터 기판 중앙에 걸친 에칭 레이트의 분포를 측정했다.Here, as shown in FIG. 7, in the capacitively coupled plasma etching apparatus which etches a board | substrate of 550x650 mm, hydrogen gas is discharged to the part corresponding to the shield ring of the short side of a board | substrate mount in the range of 500 mm. The gas discharge nozzle 16 was provided, and the following process was etched by a predetermined process gas while supplying hydrogen gas at a predetermined flow rate from a plurality of gas discharge ports formed in the gas discharge nozzle. The distribution of the etching rate over the board | substrate center was measured from the edge which supplies the hydrogen gas of the board | substrate at this time.

ㆍa-Si막 에칭A-Si film etching

F 라디칼의 영향을 받기 쉬운 a-Si막에 대하여, 베이스 조건을 이하와 같이 하고, 수소 가스(H2 가스) 유량을 0, 25, 50sccm으로 변화시켜 에칭을 행했다.With respect to the a-Si film susceptible to the F radical, etching was performed by changing the flow rate of hydrogen gas (H 2 gas) to 0, 25, and 50 sccm as follows.

베이스 조건Base condition

압력 : 60mTorrPressure: 60mTorr

소스 파워 : 3000WSource power: 3000 W

바이어스 파워 : 300WBias Power: 300W

처리 가스 및 유량 :Process gas and flow rate:

SF6 100sccmSF 6 100 sccm

Ar 200sccmAr 200sccm

이와 같은 a-Si막을 에칭할 때의 에칭 레이트의 분포를 도 8에 나타낸다.The distribution of the etching rate at the time of etching such a-Si film is shown in FIG.

이 도면에 나타내는 바와 같이, H2 가스를 공급하지 않는 종래의 수법으로 에칭한 경우에는, 기판 외주부의 에칭 레이트가 매우 높아지고, 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 17.9%였다. 이것에 비하여, 기판 주변부에 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 중앙부로의 에칭 레이트에 거의 영향없이, 기판 외주부의 에칭 레이트만을 컨트롤할 수 있고, H2 가스의 유량이 증가할수록 기판 외주부의 에칭 레이트가 저하하는 것을 알 수 있다. 그리고, H2 가스 유량이 25sccm일 때에 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 5.8%로 매우 작아진다. H2 가스 유량이 50sccm이 되면 기판 외주부의 에칭 레이트는 더 저하하고, 균일성(변동성)은 17.2%로 커진다. 기판 중앙부의 에칭 레이트보다 낮게 하는 것이 가능하게 되어 있고, H2 유량에 의해 에칭 분포가 제어 가능한 것을 알 수 있다.As shown in the drawing, when the etching in a conventional method that does not supply the H 2 gas, the etching rate of the substrate peripheral portion is very high, and uniformity (volatility) of the etching rate was 17.9%. On the other hand, by supplying H 2 gas to the periphery of the substrate, only the etching rate of the outer periphery of the substrate can be controlled with little influence on the etching rate to the center portion, and as the flow rate of the H 2 gas increases, the etching rate of the outer periphery of the substrate is increased. It can be seen that the lowering. And, H 2 homogeneity (volatility) of the etching rate when the gas flow rate is 25sccm becomes very small as 5.8%. When the H 2 gas flow rate is 50 sccm, the etching rate of the outer peripheral portion of the substrate is further lowered, and the uniformity (variability) is increased to 17.2%. And it is possible to lower than the etching rate of the substrate central portion, the distribution of etching by the H 2 flow rate can be seen that Control.

ㆍSiNx막 에칭SiN x film etching

F 라디칼 및 O 라디칼의 영향을 받기 쉬운 SiNx막에 대하여, 베이스 조건을 이하와 같이 하고, 수소 가스(H2 가스) 유량을 0, 25, 50sccm으로 변화시켜 에칭을 행했다.For the SiN x film susceptible to the F radical and the O radical, etching was performed by changing the flow rate of hydrogen gas (H 2 gas) to 0, 25 and 50 sccm as follows.

베이스 조건Base condition

압력 : 60mTorrPressure: 60mTorr

소스 파워 : 3000WSource power: 3000 W

바이어스 파워 : 300WBias Power: 300W

처리 가스 및 유량 :Process gas and flow rate:

SF6 200sccmSF 6 200 sccm

O2 100sccmO 2 100 sccm

이와 같은 SiNx막을 에칭할 때의 에칭 레이트의 분포를 도 9에 나타낸다.The distribution of the etching rate at the time of etching such a SiN x film is shown in FIG.

이 도면에 나타내는 바와 같이, H2 가스를 공급하지 않는 종래의 수법으로 에칭한 경우에는, 기판 외주부의 에칭 레이트가 매우 높아지고, 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 15.8%였다. 이것에 비하여, 기판 주변부에 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 중앙부로의 에칭 레이트에 거의 영향없이, 기판 외주부의 에칭 레이트만을 컨트롤할 수 있고, H2 가스의 유량이 증가할수록 기판 외주부의 에칭 레이트가 저하하는 것을 알 수 있다. 그리고, H2 가스 유량이 50sccm일 때에 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 5.3%로 매우 작아진다. H2 가스 유량이 25sccm이더라도 효과는 크고, 균일성(변동성)은 6.4%이다.As shown in the drawing, when the etching in a conventional method that does not supply the H 2 gas, the etching rate of the substrate peripheral portion is very high, and uniformity (volatility) of the etching rate was 15.8%. On the other hand, by supplying H 2 gas to the periphery of the substrate, only the etching rate of the outer periphery of the substrate can be controlled with little influence on the etching rate to the center portion, and the etching rate of the outer periphery of the substrate increases as the flow rate of the H 2 gas increases. It can be seen that the lowering. And, H 2 homogeneity (volatility) of the etching rate when the gas flow rate is 50sccm becomes very small as 5.3%. Even if the H 2 gas flow rate is 25 sccm, the effect is large, and the uniformity (variability) is 6.4%.

ㆍAl막 에칭ㆍ Al film etching

Cl 라디칼의 영향을 받기 쉬운 Al막에 대하여, 베이스 조건을 이하와 같이 하고, 수소 가스(H2 가스) 유량을 0, 50, 100sccm으로 변화시켜 에칭을 행했다.With respect to the Al film which is easy to be influenced by Cl radicals, etching was performed by changing the flow rate of hydrogen gas (H 2 gas) to 0, 50 and 100 sccm as follows.

베이스 조건Base condition

압력 : 20mTorrPressure: 20mTorr

소스 파워 : 1500WSource power: 1500 W

바이어스 파워 : 50WBias Power: 50W

처리 가스 및 유량 :Process gas and flow rate:

BCl3 200sccmBCl 3 200 sccm

Cl2 300sccmCl 2 300 sccm

이와 같은 Al막을 에칭할 때의 에칭 레이트의 분포를 도 10에 나타낸다.The distribution of the etching rate at the time of etching such Al film is shown in FIG.

이 도면에 나타내는 바와 같이, H2 가스를 공급하지 않는 종래의 수법으로 에칭한 경우에는, 기판 외주부의 에칭 레이트가 매우 높아지고, 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 34.0%였다. 이것에 비하여, 기판 주변부에 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 기판 외주부의 에칭 레이트를 컨트롤할 수 있고, H2 가스의 유량이 증가할수록 기판 외주부의 에칭 레이트가 저하하는 것을 알 수 있다. 그리고, H2 가스 유량이 100sccm일 때에 에칭 레이트의 균일성(변동성)은 19.5%로 크게 개선되어 있는 것을 알 수 있다. H2 가스 유량이 50sccm이더라도 균일성(변동성)은 28.8%로 개선 효과가 얻어진다. 로딩의 영향을 받기 쉬운 Al막에서는 정류 월을 이용하는 일이 많지만, 기판 주변부에 트랩 가스인 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 정류 월을 마련하지 않더라도 균일성이 개선되는 것이 확인되었다.As shown in the drawing, when the etching in a conventional method that does not supply the H 2 gas, the etching rate of the substrate peripheral portion is very high, and uniformity (volatility) of the etching rate was 34.0%. On the other hand, by supplying the H 2 gas to the substrate periphery, the etching rate of the outer peripheral portion of the substrate can be controlled, and it can be seen that the etching rate of the outer peripheral portion of the substrate decreases as the flow rate of the H 2 gas increases. And, H 2 homogeneity (volatility) of the etching rate when the gas flow rate is 100sccm it can be seen that it is significantly improved to 19.5%. Even when the H 2 gas flow rate is 50 sccm, the uniformity (variability) is 28.8%, and an improvement effect is obtained. In Al films that are susceptible to loading, a rectifying wall is often used. However, by supplying H 2 gas, which is a trap gas, to the periphery of the substrate, it was confirmed that uniformity is improved even without providing a rectifying wall.

(트랩 가스의 공급량의 검증)(Verification of Supply of Trap Gas)

다음으로, 이상의 결과로부터, 처리 가스 유량에 대한 트랩 가스의 공급량의 적정 범위를 검증한 결과에 대하여 설명한다.Next, the result of having verified the appropriate range of the supply amount of the trap gas with respect to a process gas flow volume from the above result is demonstrated.

상기 결과는 기판의 한 변에 트랩 가스인 H2 가스를 토출하는 가스 토출 노즐을 마련하여, 그곳으로부터 트랩 가스인 H2 가스를 공급하여 에칭 레이트에 미치는 트랩 가스의 영향을 파악한 것이지만, 실제로는 공급된 처리 가스는 기판의 중앙부로부터 네 변(전체 둘레 2400㎜)을 통해 배출된다. 이 때문에, 이하의 검증은, 처리 가스량을, 트랩 가스를 공급한 변마다로 환산하여 처리 가스에 대하여 상대적으로 필요하게 되는 트랩 가스 유량을 산출하는 수법을 취했다.The results, but by providing a gas discharging nozzle for discharging the trapped gas, H 2 gas to one side of the substrate, supplying a trapped gas, H 2 gas from there identify the effect of the trapped gas on the etching rate, in practice, supply The processed process gas is discharged from the center of the substrate through four sides (total circumference 2400 mm). For this reason, the following verification took the method of converting the amount of process gas into each side which supplied the trap gas, and calculating the trap gas flow volume required relatively with respect to process gas.

또한, 상기 결과는, 처리 가스 중 반응성이 높은 반응종(활성종)인 F, Cl, O를, 기판 주변부에 공급된 트랩 가스인 H2 가스와 반응시키는 것에 의해, HF, HCl, H2O 등의 에칭에 기여하지 않는 화합물로 하여 챔버로부터 배출시키고, 기판 주변부의 반응종을 감소시키는 것이라고 생각할 수 있다. 사실, 도 11의 상기 a-Si막을 에칭할 때의 기판 주변부의 플라즈마의 발광 스펙트럼에 나타내는 바와 같이, H2 가스의 유량이 증가할수록, 파장이 656.5㎚인 H의 발광이 증가하고, 파장이 704㎚인 F의 발광이 감소하고 있다. 따라서, 이하의 검증 결과는 그 점을 전제로 한다.In addition, the above result was obtained by reacting F, Cl, and O, which are highly reactive reactive species (active species), in the processing gas with H 2 gas, which is a trap gas supplied to the periphery of the substrate, thereby providing HF, HCl, and H 2 O. It is thought that it is made to discharge | release from a chamber as a compound which does not contribute to etching etc., and to reduce the reactive species of the board | substrate peripheral part. In fact, as shown in the emission spectrum of the plasma around the substrate when etching the a-Si film in FIG. 11, as the flow rate of the H 2 gas increases, the emission of H having a wavelength of 656.5 nm increases, and the wavelength is 704. Light emission of F, which is nm, is decreasing. Therefore, the following verification results assume that.

ㆍa-Si막의 에칭ㆍ etching of a-Si film

상기 실험예에서는, 처리 가스로서 SF6 가스를 100sccm 사용하고 있기 때문에, 플라즈마에 의해 모두 해리한 것으로 하면, 체적은 7배가 되고, 체적 유량은 S가 100sccm, F가 600sccm인 것이 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 기판에 공급된 처리 가스는, 네 변을 통해 배기되기 때문에, 기판 전체 둘레 2400㎜로 하면, 기판의 변 500㎜당 F의 환산량은 125sccm이 된다. 한편, 트랩 가스인 H2 가스는 25~50sccm이기 때문에, 이들이 모두 해리하면, 체적은 2배가 되고, H가 50~100sccm이 된다. 원자량의 비율로 환산하면, F 원자량에 대하여 H 원자량은 40~80%의 범위가 된다.In the above experimental example, since 100 sccm of SF 6 gas is used as the processing gas, the volume is increased by 7 times and the volume flow rate is 100 sccm and S is 600 sccm. In addition, as mentioned above, since the process gas supplied to the board | substrate is exhausted through four sides, when it is set as 2400 mm of the board | substrate whole circumference, the conversion amount of F per 500 mm of board | substrates becomes 125 sccm. On the other hand, since H 2 gas which is a trap gas is 25-50 sccm, when they dissociate all, the volume will double and H will be 50-100 sccm. When it converts by the ratio of atomic weight, H atomic weight becomes 40 to 80% of range with respect to F atomic weight.

ㆍSiNx막의 에칭Etching of SiN x Film

상기 실험예에서는, 처리 가스로서 SF6 가스를 200sccm 사용하고, O2 가스를 100sccm 사용하고 있기 때문에, 이들이 플라즈마에 의해 모두 해리한 것으로 하면, S가 200sccm, F가 1200sccm, O가 200sccm인 것이 되고, F 및 O의 체적 유량은 1400sccm인 것이 된다. 따라서, 기판의 변 500㎜당 활성종(라디칼)의 환산량은 291.7sccm이 된다. 한편, 트랩 가스인 H2 가스는 25~50sccm이기 때문에, 이들이 모두 해리하면, H가 50~100sccm이 된다. 원자량의 비율로 환산하면, 활성종(라디칼) 원자량에 대하여 H 원자량은 17.1~34.3%의 범위가 된다.In the above experimental example, since 200 sccm of SF 6 gas is used and 100 sccm of O 2 gas is used as the processing gas, if they are all dissociated by plasma, S is 200 sccm, F is 1200 sccm, and O is 200 sccm. The volume flow rates of, F and O are 1400 sccm. Therefore, the conversion amount of the active species (radicals) per 500 mm of the substrate is 291.7 sccm. On the other hand, since H 2 gas which is a trap gas is 25-50 sccm, when they all dissociate, H will be 50-100 sccm. In terms of the atomic weight ratio, the H atomic weight is in the range of 17.1 to 34.3% with respect to the active species (radical) atomic weight.

ㆍAl막의 에칭ㆍ Al film etching

상기 실험예에서는, 처리 가스로서 BCl3 가스를 200sccm 사용하고, Cl2 가스를 300sccm 사용하고 있기 때문에, 이들이 플라즈마에 의해 모두 해리한 것으로 하면, Cl의 체적 유량은 1200sccm이 된다. 따라서, 기판의 변 500㎜당 Cl의 환산량은 250sccm이 된다. 한편, 트랩 가스인 H2 가스는 50~100sccm이기 때문에, 이들이 모두 해리하면, H가 100~200sccm이 된다. 원자량의 비율로 환산하면, Cl 원자량에 대하여 H 원자량은 40~80%의 범위가 된다.In the above experimental example, since 200 sccm of BCl 3 gas is used and 300 sccm of Cl 2 gas are used as the processing gas, the volume flow rate of Cl is 1200 sccm if these are all dissociated by plasma. Therefore, the converted amount of Cl per 500 mm of the substrate is 250 sccm. On the other hand, since the gas trap the H 2 gas is 50 ~ 100sccm, both when they are dissociated, and the H is 100 ~ 200sccm. When it converts by the ratio of atomic weight, H atomic weight becomes 40 to 80% of range with respect to Cl atomic weight.

상기 실험예에서는, 처리 가스량을 기판 변당 공급되는 원자 유량으로 환산하여, 상대적으로 필요하게 되는 트랩 가스 유량을 산출했다. 실제는 트랩 가스 공급 영역은, 기판 주위에 설치되기 때문에, 필요하게 되는 트랩 가스 유량은, 처리 가스 투입량에 대하여 상대적으로 정의할 수 있다.In the said experiment example, the amount of process gas was converted into the atomic flow volume supplied per board | substrate side, and the comparatively required trap gas flow volume was computed. In reality, since the trap gas supply region is provided around the substrate, the required trap gas flow rate can be defined relatively to the processing gas input amount.

이상으로부터, 단위 시간에 공급되는, 처리 가스 중 F, Cl, O의 원자량에 대하여, H 원자량의 비율이 17~80%의 범위가 되도록, 트랩 가스인 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 기판 주변부에 있어서의 에칭 레이트의 제어에 효과가 있는 것이 확인되었다.From the above, the substrate periphery is supplied by supplying the H 2 gas, which is a trap gas, so that the ratio of the H atomic weight is in the range of 17 to 80% with respect to the atomic weight of F, Cl, and O in the processing gas supplied in unit time. It was confirmed that it is effective for the control of the etching rate in.

(실험예 2)Experimental Example 2

다음으로, 도 1과 같은 구성을 갖는 용량 결합형의 플라즈마 에칭 장치에 의해, 실제 프로세스를 상정한 실험을 행한 결과에 대하여 설명한다. 기판 사이즈는 730×920㎜이고, 트랩 가스는 기판 주위에 공급된다.Next, the result of having performed the experiment which assumed the actual process by the capacitively coupled plasma etching apparatus which has a structure like FIG. 1 is demonstrated. The substrate size is 730 x 920 mm, and trap gas is supplied around the substrate.

여기서는, LTPS(저온 폴리실리콘) 콘택트 에칭을 상정한 실험을 행했다. 저온 폴리실리콘 콘택트 에칭은, 도 12에 나타내는 것과 같은 폴리실리콘(p-Si)막(101)의 위에 SiO2막(102), SiNx막(103), SiO2막(104)을 적층한 적층 구조에 대하여 에칭을 행하는 것이고, 종래에는 폴리실리콘층의 에칭에 있어서 외주부의 에칭 레이트가 높은 에칭 분포가 되고, 기판 외주부에서 폴리실리콘막의 에치 오프가 생기기 쉬워 문제가 되고 있었다. 그래서, 본 실험예에서는, SiO2막, SiNx막 및 폴리실리콘막과 동등한 에칭 특성을 나타내는 a-Si막에 대하여, H2 가스를 다른 가스와 함께 샤워 헤드로부터 공급한 경우와, H2 가스를 트랩 가스로서 기판의 주변부에 공급한 경우에, 이하에 나타내는 조건으로 에칭을 행했다.Here, the experiment which assumed LTPS (low temperature polysilicon) contact etching was performed. Low-temperature polysilicon contact etching is a laminate in which a SiO 2 film 102, a SiN x film 103, and a SiO 2 film 104 are laminated on a polysilicon (p-Si) film 101 as shown in FIG. 12. In the etching of the polysilicon layer, the etching rate of the outer periphery is high in the etching distribution of the structure, and the etching of the polysilicon film is likely to occur at the outer periphery of the substrate. Therefore, in the present experimental example, the H 2 gas was supplied from the shower head together with the other gas to the a-Si film exhibiting the etching characteristics equivalent to that of the SiO 2 film, the SiN x film, and the polysilicon film, and the H 2 gas. Was supplied as a trap gas to the periphery of a board | substrate, it etched on the conditions shown below.

에칭 조건Etching conditions

압력 : 10mTorrPressure: 10mTorr

소스 파워 : 5000WSource power: 5000 W

바이어스 파워 : 5000WBias Power: 5000W

처리 가스 및 유량(샤워 헤드) :Process gas and flow rate (shower head):

C4F8 60sccmC 4 F 8 60 sccm

Ar 100sccmAr 100sccm

H2 100sccm, 0sccmH 2 100sccm, 0sccm

트랩 가스(H2 가스) 유량(기판 주변부) : 0sccm, 100sccmTrap Gas (H 2 Gas) Flow Rate (Board perimeter): 0sccm, 100sccm

또, 이 경우의 활성종인 F의 원자량에 대한 트랩 가스인 H의 원자량의 비율은 41.7%이다.In this case, the ratio of the atomic weight of H as the trap gas to the atomic weight of F as the active species is 41.7%.

이들의 막을 에칭할 때의 에칭 레이트(에칭량)의 분포를 도 13~15에 나타낸다. 도 13, 14는, 각각 SiO2막 및 SiNx막의 결과이지만, 모두 기판 주변부로의 H2 가스 공급의 유무에 관계없이, 에칭 레이트의 면 내 균일성은 양호하다. 한편, 도 15는 a-Si막의 결과이지만, 기판 주변부에 H2 가스를 공급하지 않는 경우에는, 기판 외주부의 에칭 레이트가 상승하고 에칭 레이트의 면 내 균일성은 44%였던 것이, 기판 주변부에 H2 가스를 공급하는 것에 의해, 균일성이 10%까지 대폭으로 개선되었다.The distribution of the etching rate (etching amount) when etching these films is shown in FIGS. 13-15. 13 and 14 are results of SiO 2 films and SiN x films, respectively, but in-plane uniformity of the etching rate is good regardless of the presence or absence of H 2 gas supply to the periphery of the substrate. On the other hand, Figure 15 is a-Si, but the membrane results, it was the case that does not supply the H 2 gas to the substrate perimeter, a plane of the substrate peripheral portion etching rate rises and the etching rate of the uniformity was 44%, H 2 to a substrate peripheral portion By supplying the gas, the uniformity was greatly improved to 10%.

이것으로부터, H2 가스를 트랩 가스로서 기판 주변부에 공급하는 것에 의해, SiO2막이나 SiNx막의 에칭에는 거의 영향을 주지 않고서, 케미컬 반응성이 강하고, 기판 외주부의 에칭 레이트가 높은 a-Si막만 에칭 분포를 개선할 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 본 수법은, LTPS(저온 폴리실리콘) 콘택트 에칭에 있어서, 기판 외주부에서 생기기 쉬운 폴리실리콘막의 에치 오프에 대하여 매우 유효한 수법이라고 말할 수 있다.From this, by supplying the H 2 gas as a trap gas to the periphery of the substrate, only the a-Si film having high chemical reactivity and high etching rate at the outer periphery of the substrate has little effect on the etching of the SiO 2 film or the SiN x film. It was confirmed that the distribution could be improved. Therefore, it can be said that this method is a very effective method for the etch-off of the polysilicon film which is easy to produce in a board | substrate outer peripheral part in LTPS (low temperature polysilicon) contact etching.

(실험예 3)Experimental Example 3

다음으로, 트랩 가스인 H2 가스를 공급하는 트랩 가스 공급 노즐을 도 4에 나타내는 바와 같이 실드 링의 측면에 마련한 것 외에는, 도 6과 같은 구성을 갖는 유도 결합형의 플라즈마 에칭 장치에 의해, 에칭을 행한 결과에 대하여 설명한다. 기판 사이즈는 1850×1500㎜이다.Next, the trapped gas is, etching by a trapped gas plasma etching in an inductively coupled type having a configuration such as Fig. 6 except that provided at the sides of the shield ring, as shown for the nozzle in Figure 4 device for supplying H 2 gas The result of having performed is demonstrated. The substrate size is 1850 x 1500 mm.

본 실험예에 있어서도, LTPS(저온 폴리실리콘) 콘택트 에칭을 상정한 실험을 행했다. 구체적으로는, 처리 가스로서 C2HF5 가스, H2 가스, Ar 가스를 이용하여, 트랩 가스로서의 H2 가스의 유무에 따른 SiO2막 및 Si막의 에칭 분포를 조사했다.Also in this experiment example, the experiment which assumed LTPS (low temperature polysilicon) contact etching was performed. Specifically, using the C 2 HF 5 gas, the H 2 gas, and the Ar gas as the processing gas, the etching distribution of the SiO 2 film and the Si film with or without the H 2 gas as the trap gas was examined.

그 결과를 도 16에 나타낸다. 도 16은 기판의 1/4의 부분의 에칭 레이트를 나타내는 것이고, C는 기판의 중심, LC는 긴 변의 중심, SC는 짧은 변의 중심, Edge는 기판의 구석이다. 도 16(a)는, 처리 가스를 C2HF5 : 300sccm, H2 : 180sccm, Ar : 240sccm으로 하고, 트랩 가스를 사용하지 않고서 에칭을 행한 결과이다. 도 16(b), (c)는, 처리 가스 중의 H2 : 180sccm을 없애고, 기판 주변부의 트랩 가스 토출 노즐로부터 유출시킨 결과이다. 또, 도 16(b), (c)의 경우의 활성종인 F의 원자량에 대한 트랩 가스인 H의 원자량의 비율은 24% 및 72%이다.The result is shown in FIG. Fig. 16 shows the etching rate of one quarter of the substrate, where C is the center of the substrate, LC is the center of the long side, SC is the center of the short side, and Edge is the corner of the substrate. FIG. 16 (a) shows the result of etching the process gas without using a trap gas using C 2 HF 5 : 300 sccm, H 2 : 180 sccm, Ar: 240 sccm. 16B and 16C show the result of removing H 2 : 180 sccm in the processing gas and flowing out from the trap gas discharge nozzle in the periphery of the substrate. Moreover, the ratio of the atomic weight of H which is a trap gas with respect to the atomic weight of F which is active species in the case of FIG. 16 (b), (c) is 24% and 72%.

도 16(a)에 나타내는 바와 같이, 트랩 가스인 H2 가스를 기판 주변부에 공급하지 않는 경우는, SiO2막은 에칭 분포가 비교적 균일하지만, Si막에서는 기판 외주부의 에칭 레이트가 높아지고 있다. 한편, 도 16(a)의 처리 가스에 포함되는 H2 가스를 트랩 가스로서 기판 주변부에 공급한 도 16(b), (c)에서는, SiO2막의 에칭 분포를 흐트러뜨리는 일 없이, Si막의 에칭 분포가 개선되고 있다. 또한, 그 결과는, 기판 주변부로의 H2 가스의 유량이 180sccm인 (b)의 경우보다, 540sccm인 (c) 쪽이 큰 것이 확인되었다.As shown in Fig. 16A, when the H 2 gas, which is a trap gas, is not supplied to the periphery of the substrate, the SiO 2 film has a relatively uniform etching distribution, but in the Si film, the etching rate of the outer peripheral part of the substrate is high. On the other hand, in Figs. 16 (b) and (c) in which the H 2 gas contained in the processing gas of Fig. 16 (a) is supplied as a trap gas to the periphery of the substrate, the etching of the Si film is performed without disturbing the etching distribution of the SiO 2 film. The distribution is improving. In addition, the results, than in the case of (b) the flow rate of H 2 gas to the substrate peripheral portion 180sccm, it was confirmed that the 540sccm (c) is larger.

또, 케미컬성이 높은 에칭 대상 막을 포함하는 적층막 등을 에칭하는 경우에는, 기판 외주부의 에칭 레이트의 제어가 필요하게 되는 막의 에칭 단계에만 트랩 가스를 공급하는 레시피로 에칭을 행하도록 할 수도 있다.Moreover, when etching the laminated film etc. which contain the etching object film with high chemical property, you may make it etch by the recipe which supplies a trap gas only to the etching step of the film which needs control of the etching rate of a board | substrate outer peripheral part.

또, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 일 없이 여러 가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 플라즈마 처리로서 플라즈마 에칭을 예로 들어 설명했지만, 플라즈마 에칭으로 한정하지 않고 플라즈마 CVD 등의 다른 플라즈마 처리이더라도 좋다.In addition, various modifications are possible for this invention, without being limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, although plasma etching has been described as an example of plasma processing, other plasma processing such as plasma CVD may be used without being limited to plasma etching.

또한, 상기 실시형태에서는, 용량 결합형 및 유도 결합의 플라즈마 처리 장치를 예시했지만, 이것에 한하지 않고, 챔버 내에 플라즈마를 생성할 수 있으면, 마이크로파 플라즈마 등, 다른 방식으로 플라즈마를 생성하는 장치이더라도 좋다.Moreover, although the said embodiment demonstrated the plasma processing apparatus of capacitive coupling type and inductive coupling, it is not limited to this, If the plasma can be generated in a chamber, the apparatus which produces | generates plasma by other methods, such as a microwave plasma, may be sufficient. .

또한, 트랩 가스로서는 H2 가스에 한하지 않고, 라디칼 등의 활성종과 반응하여 트랩할 수 있는 것이면 된다. 에칭 대상 막도 상기 실시형태의 것으로 한정되지 않는다.In addition, the trap gas is not limited to H 2 gas, and may be trapped by reacting with active species such as radicals. The etching target film is also not limited to that of the above embodiment.

또한, 상기 실시형태에서는 본 발명을 FPD용 유리 기판에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 이것에 한하지 않고, 반도체 기판 등, 다른 기판에 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다.
In addition, although the said embodiment demonstrated the example which applied this invention to the glass substrate for FPD, it is not limited to this, It goes without saying that it is applicable to other board | substrates, such as a semiconductor substrate.

1, 1' : 플라즈마 에칭 장치(플라즈마 처리 장치)
2, 2' : 챔버(처리 용기)
4 : 기판 탑재대 5 : 기재
6 : 절연 부재 7 : 실드 링
14a, 58 : 제 1 고주파 전원 14b : 제 2 고주파 전원
16 : 트랩 가스 토출 노즐 17 : 가스 토출구
18 : 가스 유로 19 : 트랩 가스 공급원
20 : 샤워 헤드 25 : 처리 가스 공급관
28 : 처리 가스 공급원 29 : 배기관
30 : 배기 장치 31 : 반입출구
40 : 제어부 55 : 고주파 안테나
G : 기판1, 1 ': plasma etching apparatus (plasma processing apparatus)
2, 2 ': chamber (process container)
4 substrate mounting base 5 substrate
6: insulation member 7: shield ring
14a, 58: 1st high frequency power supply 14b: 2nd high frequency power supply
16 trap gas discharge nozzle 17 gas discharge port
18 gas passage 19 trap gas supply source
20: shower head 25: process gas supply pipe
28 process gas supply source 29 exhaust pipe
30 exhaust device 31 inlet and outlet
40: control unit 55: high frequency antenna
G: Substrate

Claims (23)

기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서,
기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하기 위한 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대와,
상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와,
상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구와,
상기 처리 용기 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단과,
상기 기판 탑재대 위의 기판의 주변부에, 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하는 트랩 가스 공급 기구
를 구비하되,
상기 트랩 가스 공급 기구는 상기 기판 탑재대의 기판의 주위에 마련되어 있고,
상기 트랩 가스 공급 기구는
트랩 가스 공급원으로부터 가스 유로를 통해서 상기 트랩 가스가 공급되는, 액자 형상을 이루는 트랩 가스 토출 노즐과,
상기 트랩 가스 토출 노즐의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 상기 트랩 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구를
구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
A plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate,
A processing container for accommodating a substrate and performing plasma processing;
A substrate mounting table for mounting a substrate in the processing container;
A processing gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing container;
An exhaust mechanism for exhausting the inside of the processing container;
Plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing container;
A trap gas supply mechanism for supplying a trap gas for trapping active species in the plasma to the periphery of the substrate on the substrate mounting table.
Provided with
The trap gas supply mechanism is provided around a substrate of the substrate mounting table,
The trap gas supply mechanism
A trap gas discharge nozzle having a frame shape in which the trap gas is supplied from a trap gas supply source through a gas flow path;
A plurality of gas discharge ports provided over the entire circumference of the trap gas discharge nozzle for discharging the trap gas
Plasma processing apparatus comprising:
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는, 플라즈마 에칭 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
The plasma processing is a plasma etching apparatus.
제 2 항에 있어서,
상기 처리 가스는, F, Cl, O 중 적어도 1종을 포함하는 가스이고,
상기 트랩 가스는 수소 가스인
것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 2,
The processing gas is a gas containing at least one of F, Cl, and O,
The trap gas is hydrogen gas
Plasma processing apparatus, characterized in that.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 17~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 2 or 3,
The ratio of the atomic number of the said trap gas to the atomic number of the active species in the said processing gas is 17 to 80%, The plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned.
제 3 항에 있어서,
상기 플라즈마 에칭 처리의 에칭 대상은, 기판 위에 형성된 Si막, SiNx막, Al막 중 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 3, wherein
The plasma etching apparatus is an etching target of one of a Si film, a SiN x film, and an Al film formed on a substrate.
제 5 항에 있어서,
에칭 대상이 Si막인 경우에, 활성종으로서 F를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The method of claim 5,
In the case where the etching target is a Si film, F is used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 40 to 80%. 제 5 항에 있어서,
에칭 대상이 SiNx막인 경우에, 활성종으로서 F와 O를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 17.1~34.3%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 5,
In the case where the etching target is a SiN x film, F and O are used as active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 17.1 to 34.3%. Device.
제 5 항에 있어서,
에칭 대상이 Al막인 경우에, 활성종으로서 Cl을 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 5,
When the etching target is an Al film, Cl is used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 40 to 80%.
삭제delete 삭제delete 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법으로서,
처리 용기 내의 기판 탑재대에 기판을 탑재한 상태에서, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하고, 상기 처리 용기 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하고, 그 때에, 상기 기판 탑재대의 기판의 주위에 마련된 트랩 가스 공급 기구로부터, 기판의 주변부에 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하되,
상기 트랩 가스 공급 기구는 트랩 가스 공급원으로부터 가스 유로를 통해서 상기 트랩 가스가 공급되는, 액자 형상을 이루는 트랩 가스 토출 노즐과, 상기 트랩 가스 토출 노즐의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 상기 트랩 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
A plasma processing method for performing plasma processing on a substrate,
In the state where the substrate is mounted on the substrate mounting table in the processing container, the processing gas is supplied into the processing container, the plasma of the processing gas is generated in the processing container, and the plasma processing is performed on the substrate. A trap gas for trapping the active species in the plasma from the trap gas supply mechanism provided around the substrate to the periphery of the substrate,
The trap gas supply mechanism includes a frame-shaped trap gas discharge nozzle through which the trap gas is supplied from a trap gas supply source through a gas flow path, and a plurality of trap gas discharge nozzles provided over the entire circumference of the trap gas discharge nozzle. And a gas discharge port.
제 11 항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는, 플라즈마 에칭 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 11,
The plasma treatment is a plasma etching treatment.
제 12 항에 있어서,
상기 처리 가스는, F, Cl, O 중 적어도 1종을 포함하는 가스이고,
상기 트랩 가스는 수소 가스인
것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 12,
The processing gas is a gas containing at least one of F, Cl, and O,
The trap gas is hydrogen gas
Plasma processing method characterized in that.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 17~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method according to claim 12 or 13,
The ratio of the atomic number of the said trap gas to the atomic number of the active species in the said processing gas is 17 to 80%, The plasma processing method characterized by the above-mentioned.
제 13 항에 있어서,
상기 플라즈마 에칭 처리의 에칭 대상은, 기판 위에 형성된 Si막, SiNx막, Al막 중 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 13,
The etching target of the plasma etching process is one of a Si film, a SiN x film, and an Al film formed on a substrate.
제 15 항에 있어서,
에칭 대상이 Si막인 경우에, 활성종으로서 F를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 15,
In the case where the etching target is a Si film, F is used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 40 to 80%.
제 15 항에 있어서,
에칭 대상이 SiNx막인 경우에, 활성종으로서 F와 O를 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 17.1~34.3%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 15,
In the case where the etching target is a SiN x film, F and O are used as active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 17.1 to 34.3%. Way.
제 15 항에 있어서,
에칭 대상이 Al막인 경우에, 활성종으로서 Cl을 이용하고, 상기 처리 가스 중의 활성종의 원자수에 대한 상기 트랩 가스의 원자수의 비율이 40~80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
The method of claim 15,
In the case where the etching target is an Al film, Cl is used as the active species, and the ratio of the atomic number of the trap gas to the atomic number of the active species in the processing gas is 40 to 80%.
컴퓨터상에서 동작하고, 플라즈마 처리 장치를 제어하기 위한 프로그램이 기억된 기억 매체로서,
상기 프로그램은, 실행시에, 청구항 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 방법이 행해지도록, 컴퓨터에 상기 플라즈마 처리 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 기억 매체.A storage medium operating on a computer and storing a program for controlling the plasma processing apparatus,
When the program is executed, the computer controls the plasma processing apparatus so that the plasma processing method according to any one of claims 11, 12, 13, 15, 16, 17, and 18 is performed. . 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서,
기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하기 위한 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대와,
상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와,
상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 기구와,
상기 처리 용기 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단과,
상기 기판 탑재대 위의 기판의 주변부에, 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하는 트랩 가스 공급 기구를 구비하되,
상기 기판 탑재대 상에는, 탑재된 기판을 둘러싸도록 실드 링이 마련되어 있고,
상기 트랩 가스 공급 기구는 상기 실드 링의 측면에 마련되어 있고,
상기 트랩 가스 공급 기구는
트랩 가스 공급원으로부터 가스 유로를 통해서 상기 트랩 가스가 공급되는, 액자 형상을 이루는 트랩 가스 토출 노즐과,
상기 트랩 가스 토출 노즐의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 상기 트랩 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구
를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
A plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate,
A processing container for accommodating a substrate and performing plasma processing;
A substrate mounting table for mounting a substrate in the processing container;
A processing gas supply mechanism for supplying a processing gas into the processing container;
An exhaust mechanism for exhausting the inside of the processing container;
Plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing container;
A trap gas supply mechanism for supplying a trap gas for trapping active species in the plasma to a periphery of the substrate on the substrate mounting table,
On the substrate mounting table, a shield ring is provided to surround the mounted substrate.
The trap gas supply mechanism is provided on the side of the shield ring,
The trap gas supply mechanism
A trap gas discharge nozzle having a frame shape in which the trap gas is supplied from a trap gas supply source through a gas flow path;
A plurality of gas discharge ports provided over an entire circumference of the trap gas discharge nozzle to discharge the trap gas
Plasma processing apparatus comprising a.
기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 방법으로서,
처리 용기 내의 기판 탑재대에 기판을 탑재한 상태에서, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하고, 상기 처리 용기 내에 처리 가스의 플라즈마를 생성하여 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하고, 그 때에, 트랩 가스 공급 기구로부터 기판의 주변부에 상기 플라즈마 중의 활성종을 트랩하는 트랩 가스를 공급하며,
상기 기판 탑재대 상에는, 탑재된 기판을 둘러싸도록 실드 링이 마련되어 있고,
상기 트랩 가스 공급 기구는 상기 실드 링의 측면에 마련되어 있고,
상기 트랩 가스 공급 기구는
트랩 가스 공급원으로부터 가스 유로를 통해서 상기 트랩 가스가 공급되는, 액자 형상을 이루는 트랩 가스 토출 노즐과,
상기 트랩 가스 토출 노즐의 전체 둘레에 걸쳐 마련되어 상기 트랩 가스를 토출하는 복수의 가스 토출구
를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.A plasma processing method for performing plasma processing on a substrate,
In the state where the substrate is mounted on the substrate mounting table in the processing container, the processing gas is supplied into the processing container, the plasma of the processing gas is generated in the processing container, and the plasma processing is performed on the substrate. Supplying a trap gas for trapping active species in the plasma to the periphery of the substrate,
On the substrate mounting table, a shield ring is provided to surround the mounted substrate.
The trap gas supply mechanism is provided on the side of the shield ring,
The trap gas supply mechanism
A trap gas discharge nozzle having a frame shape in which the trap gas is supplied from a trap gas supply source through a gas flow path;
A plurality of gas discharge ports provided over an entire circumference of the trap gas discharge nozzle to discharge the trap gas
Plasma processing method comprising the. 삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101649947B1 (en) * 2014-07-08 2016-08-23 피에스케이 주식회사 Apparatus for generating plasma using dual plasma source and apparatus for treating substrate comprising the same
CN112530776B (en) * 2019-09-18 2024-02-09 中微半导体设备(上海)股份有限公司 Plasma processing device
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KR102587571B1 (en) * 2020-11-10 2023-10-10 세메스 주식회사 Apparatus and method for treating surface of component

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002045683A (en) * 2000-08-08 2002-02-12 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing device
JP2003243364A (en) * 2002-02-15 2003-08-29 Seiko Epson Corp Rectifying wall, dry etching apparatus, and manufacturing method for electrooptical apparatus using the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2625072B2 (en) * 1992-09-08 1997-06-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Plasma reactor using electromagnetic RF coupling and method thereof
JP3612158B2 (en) * 1996-11-18 2005-01-19 スピードファム株式会社 Plasma etching method and apparatus
US6313042B1 (en) * 1999-09-03 2001-11-06 Applied Materials, Inc. Cleaning contact with successive fluorine and hydrogen plasmas
KR20010062209A (en) * 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 Processing apparatus with a chamber having therein a high-etching resistant sprayed film
US6872281B1 (en) * 2000-09-28 2005-03-29 Lam Research Corporation Chamber configuration for confining a plasma
TW200414344A (en) * 2002-09-06 2004-08-01 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for etching Si
JP2006344701A (en) * 2005-06-08 2006-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Etching device and etching method
JP2008016479A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Philtech Inc Manufacturing method of semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002045683A (en) * 2000-08-08 2002-02-12 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing device
JP2003243364A (en) * 2002-02-15 2003-08-29 Seiko Epson Corp Rectifying wall, dry etching apparatus, and manufacturing method for electrooptical apparatus using the same

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