KR20070112031A - Inductively coupled plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for processing an inductively coupled plasma are provided to control a plasma density distribution simply and accurately by adjusting impedances of antenna units. An apparatus for processing an inductively coupled plasma includes a process chamber(4), a mounting unit(23), a process gas supply system(20), a ventilating system(30), a high frequency antenna(13), and an impedance adjusting unit. The process chamber contains a substrate to be processed therein. The substrate to be processed is mounted on the mount unit. The process gas supply system supplies a process gas inside the process chamber. The ventilating system ventilates the process chamber. The high frequency antenna is arranged outside the process chamber and includes plural antenna units for forming induction electric fields with different electric field intensities in the process chamber. The impedance adjusting unit is connected to one of the antenna circuits. The impedance adjusting unit controls a current of the antenna units and a plasma density distribution formed in the process chamber.

Description

유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도, 1 is a cross-sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나를 나타내는 평면도, 2 is a plan view showing a high frequency antenna used in the inductively coupled plasma processing apparatus of FIG.

도 3은 도 1의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 급전 회로를 나타내는 도면, 3 is a diagram illustrating a power supply circuit of a high frequency antenna used in the inductively coupled plasma processing apparatus of FIG. 1;

도 4는 도 3의 급전 회로에서의 임피던스 변화에 따르는 외측 안테나 회로의 전류 Iout 및 내측 안테나 회로의 전류 Iin의 변화를 나타내는 도면, 4 is a diagram illustrating a change in current I out of an outer antenna circuit and a current I in of an inner antenna circuit according to an impedance change in the power supply circuit of FIG. 3;

도 5는 도 3의 급전 회로에서의 임피던스 변화에 따르는 외측 안테나 회로의 전류 Iout 및 내측 안테나 회로의 전류 Iin의 변화를 나타내는 도면, 5 is a view showing a change in current I out of the outer antenna circuit and the current I in of the inner antenna circuit according to the impedance change in the feeder circuit of FIG. 3;

도 6은 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 실제로 가변 콘덴서의 위치를 변화시켜 플라즈마를 생성했을 때의 전자 밀도 분포를 측정한 결과를 나타내는 도면, FIG. 6 is a view showing a result of measuring an electron density distribution when a plasma is generated by actually changing the position of a variable capacitor using the apparatus shown in FIG. 1;

도 7은 도 1의 장치를 이용하여, 가변 콘덴서의 위치를 변화시켰을 때의, 유리 기판의 애싱 레이트를 측정한 결과를 나타내는 도면, 7 is a view showing a result of measuring an ashing rate of a glass substrate when the position of the variable capacitor is changed using the apparatus of FIG. 1;

도 8은 도 7의 급전 회로에서의 임피던스 변화에 따르는 외측 안테나 회로의 전류 Iout 및 내측 안테나 회로의 전류 Iin의 변화를 나타내는 도면, FIG. 8 is a diagram illustrating a change in current I out of an outer antenna circuit and a current I in of an inner antenna circuit according to a change in impedance in the power supply circuit of FIG. 7;

도 9는 고주파 안테나의 급전 회로의 다른 예를 나타내는 도면, 9 is a diagram illustrating another example of a power supply circuit of a high frequency antenna;

도 10은 도 9의 급전 회로에서의 임피던스 변화에 따르는 외측 안테나 회로의 전류 Iout 및 내측 안테나 회로의 전류 Iin의 변화를 나타내는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating changes in current I out of the outer antenna circuit and current I in of the inner antenna circuit according to the impedance change in the power supply circuit of FIG. 9.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 본체 용기 2 : 유전체벽(유전체 부재)1 body container 2 dielectric wall (dielectric member)

3 : 안테나실 4 : 처리실3: antenna chamber 4: processing chamber

13 : 고주파 안테나 13a : 외측 안테나부13: high frequency antenna 13a: outer antenna portion

13b : 내측 안테나부 14 : 정합기13b: inner antenna portion 14: matching device

15 : 고주파 전원 16a, 16b : 급전 부재15: high frequency power supply 16a, 16b: power supply member

20 : 처리 가스 공급계 21 : 가변 콘덴서20 process gas supply system 21 variable capacitor

23 : 탑재대 30 : 배기 장치23: mounting table 30: exhaust device

50 : 제어부 51 : 사용자 인터페이스50: control unit 51: user interface

52 : 기억부 61a : 외측 안테나 회로52: Memory 61a: External Antenna Circuit

61b : 내측 안테나 회로 G : 기판61b: inner antenna circuit G: substrate

본 발명은, 액정 표시 장치(LCD) 등의 FPD(Flat Panel Display) 제조용 유리 기판 등의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing plasma processing on a substrate such as a glass substrate for manufacturing a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD).

액정 표시 장치(LCD) 등의 제조 공정에서는, 유리 기판에 소정의 처리를 실시하기 위해, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 여러 가지 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 이러한 플라즈마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 많이 이용되어 왔지만, 최근, 고진공도로 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma : ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.In manufacturing processes, such as a liquid crystal display device (LCD), in order to perform a predetermined process to a glass substrate, various plasma processing apparatuses, such as a plasma etching apparatus and a plasma CVD film-forming apparatus, are used. Conventionally, such a capacitively coupled plasma processing apparatus has been widely used as such a plasma processing apparatus. In recent years, an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus having a great advantage of being able to obtain a high density plasma with high vacuum has attracted attention. .

유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기의 유전체창의 외측에 고주파 안테나를 배치하고, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하며, 또한 이 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급함으로써, 처리 용기 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 이 유도 결합 플라즈마에 의해 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이다. 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 고주파 안테나로서는, 평면 형상의 소정 패턴을 이루는 평면 안테나가 많이 이용되고 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus induces into a processing container by arranging a high frequency antenna outside of a dielectric window of a processing container containing a substrate to be processed, supplying processing gas into the processing container, and supplying high frequency power to the high frequency antenna. A combined plasma is generated, and a predetermined plasma treatment is performed on the substrate to be processed by the inductively coupled plasma. As the high frequency antenna of the inductively coupled plasma processing apparatus, a planar antenna forming a planar predetermined pattern is often used.

이러한, 평면 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기 내의 평면 안테나 바로 아래의 공간에 플라즈마가 생성되지만, 그 때에, 안테나 바로 아래의 각 위치에서의 전계 강도에 비례하여 고플라즈마 밀도 영역과 저플 라즈마 영역의 분포를 가지므로, 평면 안테나의 패턴 형상이 플라즈마 밀도 분포를 정하는 중요한 요소로 되어 있다.In such an inductively coupled plasma processing apparatus using a planar antenna, plasma is generated in a space immediately below the planar antenna in the processing container, but at that time, a high plasma density region and a low waffle are proportional to the electric field intensity at each position immediately below the antenna. Since it has a distribution of the lasma region, the pattern shape of the planar antenna is an important factor for determining the plasma density distribution.

그런데, 한 대의 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 대응해야 할 애플리케이션은 하나로 한정되지 않고, 복수의 애플리케이션에 대응할 필요가 있다. 그 경우에는, 각각의 애플리케이션에서 균일한 처리를 행하기 위해 플라즈마 밀도 분포를 변화시킬 필요가 있으며, 그 때문에 고밀도 영역 및 저밀도 영역의 위치를 서로 다르게 하도록 서로 다른 형상의 안테나를 복수로 준비하여 애플리케이션에 따라 안테나를 전환하는 것이 행해지고 있다.By the way, the application which one inductively coupled plasma processing apparatus should respond is not limited to one, but needs to correspond to several application. In such a case, it is necessary to change the plasma density distribution in order to perform uniform processing in each application, and therefore, a plurality of antennas having different shapes are prepared for the application by different positions of the high density region and the low density region. Therefore, switching the antenna is performed.

그러나, 복수의 애플리케이션에 대응하여 복수의 안테나를 준비하고, 서로 다른 애플리케이션마다 교환하는 것은 매우 많은 노동력이 필요하고, 또한, 최근, LCD용 유리 기판이 현저히 대형화하고 있으므로 안테나 제조 비용도 고가인 것으로 되어 있다. 또한, 이와 같이 복수의 안테나를 준비했다고 해도, 인가된 애플리케이션에서 반드시 최적 조건으로 한정되지 않고, 프로세스 조건의 조정에 의해 대응하지 않을 수 없다.However, preparing a plurality of antennas corresponding to a plurality of applications and exchanging them for different applications requires a great deal of labor. In addition, since the glass substrates for LCDs have been significantly increased in recent years, antenna manufacturing costs are also expensive. have. In addition, even if a plurality of antennas are prepared in this manner, the application is not necessarily limited to the optimum condition, and it is necessary to cope by adjusting the process conditions.

이에 대하여, 특허문헌 1에는, 소용돌이 형태 안테나를 내측 부분과 외측 부분의 2개로 분할하여, 각각에 독립된 고주파 전류를 흐르도록 한 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 내측 부분으로 공급하는 파워와 외측 부분으로 공급하는 파워를 조정함으로써, 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있다.On the other hand, Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus in which a vortex antenna is divided into two, an inner portion and an outer portion, so that high frequency currents flow independently from each other. According to such a structure, plasma density distribution can be controlled by adjusting the power supplied to an inner part, and the power supplied to an outer part.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 소용돌이 형태 안테나의 내측 부분용 고주파 전원과 외측 부분용 고주파 전원의 2개의 고주파 전원을 마련하거나, 또는 전력 분배 회로를 마련할 필요가 있으며, 장치가 대규모가 되어, 장치 비용이 높아진다. 또한, 이 경우는 전력 손실이 커 전력 비용이 높아지고, 또한 높은 정밀도의 플라즈마 밀도 분포 제어를 행하는 것이 곤란하다.However, in the technique described in Patent Literature 1, it is necessary to provide two high-frequency power sources, a high-frequency power supply for the inner portion and a high-frequency power supply for the outer portion of the vortex antenna, or to provide a power distribution circuit. This increases the cost of the device. In this case, the power loss is large, the power cost is high, and it is difficult to perform plasma density distribution control with high precision.

(특허문헌 1) 일본 특허 공보 제 3077009호(도 5, 단락 0026∼0028)(Patent Document 1) Japanese Patent Publication No. 3077009 (Fig. 5, Paragraphs 0026 to 0028)

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 안테나를 교환하지 않고, 장치 비용 및 전력 비용을 높이지 않으며, 또한 높은 정밀도의 플라즈마 밀도 분포 제어를 행할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and the inductively coupled plasma processing apparatus and the inductively coupled plasma processing method capable of controlling plasma density distribution with high precision without exchanging antennas, increasing device cost and power cost The purpose is to provide.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점에서는, 피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐 배치되고, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내에 각각 서로 다른 전계 강도 분포를 갖는 유도 전계를 형성하는 복수의 안테나부를 갖는 고주파 안테나와, 상기 각 안테나부를 포함하는 안테나 회로 중 적어도 하나에 접속되고, 그 접속된 안테나 회로의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 수단을 구비하되, 상기 임피던스 조절 수단에 의한 임피던스 조절에 의해, 상기 복수의 안테나부의 전류값을 제어하 고, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, in the 1st viewpoint of this invention, the processing chamber which accommodates a to-be-processed board | substrate and performs a plasma process, the mounting table in which a to-be-processed board | substrate is mounted in the said process chamber, and a process gas are supplied into the said process chamber. A plurality of process gas supply systems, an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, and an induction electric field disposed in the outside of the process chamber via a dielectric member and having high frequency power supplied to form induction electric fields having different electric field intensity distributions in the process chamber, respectively, And an impedance adjusting means connected to at least one of an antenna circuit including each of the antenna parts, and an impedance adjusting means for adjusting an impedance of the connected antenna circuit, by impedance adjustment by the impedance adjusting means. Controlling the current values of the plurality of antenna units, and It provides an inductively coupled plasma processing apparatus characterized by controlling the plasma density distribution of the inductively coupled plasma to be formed.

상기 제 1 관점에서, 상기 임피던스 조절 수단은, 가변 콘덴서를 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 임피던스 조절 수단의 조절 파라미터가 미리 설정되고, 소정의 애플리케이션이 선택되었을 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 임피던스 조절 수단의 조절 파라미터가 미리 설정된 최적의 값이 되도록 상기 임피던스 조절 수단을 제어하는 제어 수단을 더 가져도 좋다.In the first aspect, the impedance adjusting means may have a variable capacitor. In addition, an adjustment parameter of the impedance adjusting means for obtaining an optimum plasma density distribution for each application is set in advance, and when a predetermined application is selected, an optimum value for which the adjustment parameter of the impedance adjusting means corresponding to the application is preset is set in advance. It may further have a control means for controlling the impedance adjusting means so as to.

본 발명의 제 2 관점에서는, 피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실의 위쪽에 유전체 부재를 거쳐 배치되고, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내의 주로 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나부와 주로 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나부를 갖는 고주파 안테나와, 상기 외측 안테나부와 상기 내측 안테나부 중 한쪽에 접속된 가변 콘덴서를 구비하되, 상기 가변 콘덴서의 용량을 조절함으로써 상기 외측 안테나부를 포함하는 외측 안테나 회로 및 상기 내측 안테나부를 포함하는 내측 안테나 회로 중 어느 하나의 임피던스를 조정하고, 상기 외측 안테나부 및 상기 내측 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.In the second aspect of the present invention, there is provided a processing chamber for receiving a substrate to be subjected to plasma processing, a mounting table on which the substrate to be processed is mounted in the processing chamber, a processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber, An exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, an outer antenna portion disposed above the process chamber via a dielectric member, and supplying high frequency power to form an induction electric field mainly in the outer part of the process chamber, and an induction electric field mainly in the inner part. A high frequency antenna having an inner antenna portion, and a variable capacitor connected to one of the outer antenna portion and the inner antenna portion, wherein the outer antenna circuit and the inner antenna include the outer antenna portion by adjusting the capacitance of the variable capacitor. Adjust the impedance of any one of the inner antenna circuit including the And, it is providing an inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that by controlling the outer antenna section and said inner antenna section having a current value, which controls the inductively coupled plasma of the plasma density distribution formed in the processing chamber.

상기 제 2 관점에서, 상기 외측 안테나부는 상기 처리실의 외측 부분에 대응하는 위치에 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지며, 상기 내측 안테나부는 상기 처리실의 내측 부분에 대응하는 위치에 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 외측 안테나부 및 상기 내측 안테나부는, 복수의 안테나 선을 갖는 다중 안테나로 할 수 있다. 또한, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 설정되고, 소정의 애플리케이션이 선택되었을 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 설정된 최적의 값이 되도록 가변 콘덴서의 위치를 제어하는 제어 수단을 더 가져도 좋다.In the second aspect, the outer antenna portion is formed by densely arranging antenna lines at positions corresponding to outer portions of the processing chamber, and the inner antenna portion is densely arranged antenna lines at positions corresponding to inner portions of the processing chamber. It can be set as the structure comprised. The outer antenna portion and the inner antenna portion may be multiple antennas having a plurality of antenna lines. In addition, the position of the variable capacitor capable of obtaining an optimum plasma density distribution for each application is preset, and when a predetermined application is selected, the variable capacitor is arranged such that the position of the variable capacitor corresponding to the application becomes a predetermined optimal value. You may further have a control means for controlling the position of.

본 발명의 제 3 관점에서는, 처리실의 내부에 마련된 탑재대에 기판을 탑재하고, 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내에 각각 서로 다른 전계 강도 분포를 갖는 유도 전계를 형성하는 복수의 안테나부를 갖는 고주파 안테나를 마련하며, 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 또한 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하면서 상기 각 안테나부를 포함하는 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조절하고, 상기 복수의 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공한다.In the third aspect of the present invention, a substrate is mounted on a mounting table provided inside the processing chamber, and high frequency electric power is supplied to the outside of the processing chamber via a dielectric member to form an induction field having a different electric field intensity distribution in the processing chamber. And providing a high frequency antenna having a plurality of antenna units, supplying a processing gas into the processing chamber, and supplying a high frequency power to the high frequency antenna to adjust the impedance of at least one of the antenna circuits including the respective antenna units, The present invention provides an inductively coupled plasma processing method characterized by controlling a plasma density distribution of an inductively coupled plasma formed in the processing chamber by controlling a current value of an antenna unit.

상기 제 3 관점에서, 상기 임피던스가 조정되는 안테나 회로에서, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 임피던스의 조절 파라미터를 미리 구해 두고, 소정의 애플리케이션이 선택되었을 때에 그 애플리케이션에 대응 하는 상기 조절 파라미터를 미리 구한 최적의 값이 되도록 하여 플라즈마 처리를 행할 수 있다.In the third aspect, in the antenna circuit in which the impedance is adjusted, an impedance adjustment parameter for obtaining an optimum plasma density distribution for each application is obtained in advance, and when the predetermined application is selected, the adjustment parameter corresponding to the application. Plasma processing can be performed by making it become the optimal value previously calculated | required.

본 발명의 제 4 관점에서는, 처리실의 내부에 마련된 탑재대에 기판을 탑재하고, 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내의 주로 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나부와 주로 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나부를 갖는 고주파 안테나를 마련하며, 상기 외측 안테나부를 포함하는 외측 안테나 회로와 상기 내측 안테나부를 포함하는 내측 안테나 회로 중 어느 하나에 가변 콘덴서를 마련하고, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 또한 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하면서, 상기 가변 콘덴서의 용량을 조절함으로써 그 안테나 회로의 임피던스를 조절하며, 상기 외측 안테나부와 상기 내측 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공한다.In a fourth aspect of the present invention, an outer antenna portion for mounting a substrate on a mounting table provided inside the processing chamber and supplying high frequency power through a dielectric member outside the processing chamber to form an induction electric field mainly in the outer portion of the processing chamber. And a high frequency antenna having an inner antenna portion that mainly forms an induction electric field in the inner portion, and providing a variable capacitor in any one of an outer antenna circuit including the outer antenna portion and an inner antenna circuit including the inner antenna portion, By supplying a processing gas into the processing chamber and supplying high frequency power to the high frequency antenna, by adjusting the capacitance of the variable capacitor, the impedance of the antenna circuit is adjusted, and the current values of the outer antenna portion and the inner antenna portion are controlled. Inductively coupled plasma formed in the process chamber It provides a method for inductively coupled plasma treatment characterized in that to control the plasma density distribution.

상기 제 4 관점에서, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 가변 콘덴서의 위치를 미리 구해 두고, 소정의 애플리케이션이 선택되었을 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 구한 최적의 값이 되도록 가변 콘덴서의 위치를 조정하여 플라즈마 처리를 행하도록 할 수 있다.From the fourth point of view, the position of the variable capacitor capable of obtaining an optimum plasma density distribution for each application is obtained in advance, and when a predetermined application is selected, the optimum value previously determined by the position of the variable capacitor corresponding to the application is selected. Plasma processing can be performed by adjusting the position of the variable capacitor so as to achieve this.

본 발명의 제 5 관점에서는, 컴퓨터상에서 동작하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서, 상기 제어 프로그램은, 실행시에, 상기 제 3 또는 제 4 방법이 행해지도록 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 제공한다.In a fifth aspect of the present invention, a computer-readable storage medium storing a control program operating on a computer, wherein the control program controls the inductively coupled plasma processing apparatus such that the third or fourth method is executed at execution time. A computer readable storage medium is provided.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도, 도 2는 이 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나를 나타내는 평면도이다. 이 장치는, 예컨대, FPD용 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 금속막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리에 이용된다. 여기서, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, EL(Electroluminescence) 디스플레이, 형광 표시관(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing. 1 is a cross-sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view showing a high frequency antenna used in the inductively coupled plasma processing apparatus. This apparatus is used for etching of a metal film, an ITO film, an oxide film, etc., and an ashing process of a resist film, for example, when forming a thin film transistor on a glass substrate for FPD. Here, examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an EL (Electroluminescence) display, a fluorescent fluorescent display (VFD), a plasma display panel (PDP), and the like.

이 플라즈마 처리 장치는, 도전성 재료, 예컨대, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상의 내기성(air proof)인 본체 용기(1)를 갖는다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립할 수 있으며, 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 본체 용기(1)는, 유전체벽(2)에 의해 상하로 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 따라서, 유전체벽(2)은 처리실(4)의 천장벽을 구성하고 있다. 유전체벽(2)은, Al2O3 등의 세라믹, 석영 등으로 구성되어 있다.This plasma processing apparatus has a main body container 1 which is air proof in a prismatic shape made of a conductive material, for example, an aluminum wall whose inner wall surface is anodized. This main body container 1 can be assembled so that it can be decomposed | disassembled, and is grounded by the ground wire 1a. The main body container 1 is divided into the antenna chamber 3 and the processing chamber 4 up and down by the dielectric wall 2. Therefore, the dielectric wall 2 constitutes the ceiling wall of the process chamber 4. The dielectric wall 2 is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz, or the like.

유전체벽(2)의 아래쪽 부분에는, 처리 가스 공급용 샤워 하우징(11)이 끼워 져 있다. 샤워 하우징(11)은 십자 형상으로 마련되어 있으며, 유전체벽(2)을 아래로부터 지지하는 구조로 되어 있다. 또, 상기 유전체벽(2)을 지지하는 샤워 하우징(11)은, 복수 라인의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천장에 매달린 상태로 되어 있다.A lower portion of the dielectric wall 2 is fitted with a shower housing 11 for supplying a processing gas. The shower housing 11 is provided in a cross shape, and has a structure which supports the dielectric wall 2 from below. The shower housing 11 supporting the dielectric wall 2 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by a plurality of lines of suspenders (not shown).

이 샤워 하우징(11)은 도전성 재료, 바람직하게는 금속, 예컨대, 오염물이 발생하지 않도록 그 내면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 하우징(11)에는 수평으로 연장하는 가스 유로(12)가 형성되어 있으며, 이 가스 유로(12)에는, 아래쪽을 향해 연장하는 복수의 가스 토출 구멍(12a)이 연통하고 있다. 한편, 유전체벽(2)의 상면 중앙에는, 이 가스 유로(12)에 연통하도록 가스 공급관(20a)이 마련되어 있다. 가스 공급관(20a)은, 본체 용기(1)의 천장으로부터 그 외측으로 관통하여, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함하는 처리 가스 공급계(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 처리에서는, 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(20a)을 거쳐 샤워 하우징(11) 내에 공급되고, 그 하면의 가스 공급 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내에 토출된다.The shower housing 11 is made of a conductive material, preferably a metal such as aluminum whose inner surface is anodized so that no contaminants are generated. A gas flow passage 12 extending horizontally is formed in the shower housing 11, and a plurality of gas discharge holes 12a extending downward communicate with the gas flow passage 12. On the other hand, the gas supply pipe 20a is provided in the center of the upper surface of the dielectric wall 2 so that it may communicate with this gas flow path 12. The gas supply pipe 20a penetrates from the ceiling of the main body container 1 to the outside thereof and is connected to a processing gas supply system 20 including a processing gas supply source, a valve system, and the like. Therefore, in the plasma processing, the processing gas supplied from the processing gas supply system 20 is supplied into the shower housing 11 via the gas supply pipe 20a, and is introduced into the processing chamber 4 from the gas supply hole 12a on the bottom surface thereof. Discharged.

본체 용기(1)에서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a) 사이에는 내측으로 돌출하는 지지 선반(5)이 마련되어 있으며, 이 지지 선반(5)의 위에 유전체벽(2)이 탑재된다.A support shelf 5 protruding inward is provided between the side wall 3a of the antenna chamber 3 and the side wall 4a of the processing chamber 4 in the main body container 1, and on the top of the support shelf 5. The dielectric wall 2 is mounted.

안테나실(3) 내에는 유전체벽(2)의 위에 유전체벽(2)에 접하도록 고주파(RF) 안테나(13)가 배치되어 있다. 이 고주파 안테나(13)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(17)에 의해 유전체벽(2)으로부터 이격되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 외 측 부분에서 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 외측 안테나부(13a)와, 내측 부분에서 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 내측 안테나부(13b)를 갖고 있다. 이들 외측 안테나부(13a) 및 내측 안테나부(13b)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 소용돌이 형상의 다중(4중) 안테나를 구성하고 있다. 또, 다중 안테나의 구성은, 내측과 외측 모두 2중의 구성, 혹은 내측 2중, 외측 4중의 구성이라도 좋다.In the antenna chamber 3, a radio frequency (RF) antenna 13 is disposed on the dielectric wall 2 so as to contact the dielectric wall 2. The high frequency antenna 13 is spaced apart from the dielectric wall 2 by a spacer 17 made of an insulating member. The high frequency antenna 13 has an outer antenna portion 13a formed by densely arranging antenna lines in the outer portion, and an inner antenna portion 13b formed by densely arranged antenna lines in the inner portion. These outer antenna part 13a and inner antenna part 13b comprise the vortex-shaped multiple (quadruple) antenna as shown in FIG. In addition, the structure of a multiple antenna may be a double structure in both inside and outside, or a structure of inside double and outside quad.

외측 안테나부(13a)는 4개의 안테나 선을 90°씩 위치를 비키어 놓아 전체가 대략 직사각형 형상이 되도록 배치하여 이루어지며, 그 중앙부는 공간으로 되어 있다. 또한, 각 안테나 선에는 중앙의 4개의 단자(22a)를 거쳐 급전되도록 되어 있다. 또한, 각 안테나 선의 외단(outer end)부는 안테나 선의 전압 분포를 변화시키기 위해 콘덴서(18a)를 거쳐 안테나실(3)의 측벽에 접속되어 접지되어 있다. 단, 콘덴서(18a)를 거치지 않고 직접 접지하는 것도 가능하며, 또한 단자(22a)의 부분이나 안테나 선의 도중, 예컨대, 굴곡부(100a)에 콘덴서를 삽입하더라도 좋다.The outer antenna portion 13a is formed by arranging the four antenna wires in positions of 90 [deg.] By 90 [deg.] So that the entire antenna becomes substantially rectangular in shape, and the center portion thereof is a space. In addition, power is supplied to each antenna line via four center terminals 22a. In addition, an outer end portion of each antenna line is connected to the side wall of the antenna chamber 3 and grounded through a capacitor 18a to change the voltage distribution of the antenna line. However, it is also possible to ground directly without passing through the capacitor 18a, and a capacitor may be inserted into the bent portion 100a, for example, in the middle of the portion of the terminal 22a or the antenna line.

또한, 내측 안테나부(13b)는 외측 안테나부(13a)의 중앙부의 공간에 4개의 안테나 선을 90°씩 위치를 비키어 놓아 전체가 대략 직사각형 형상이 되도록 배치하여 이루어져 있다. 또한, 각 안테나 선에는 중앙의 4개의 단자(22b)를 거쳐 급전되도록 되어 있다. 또한, 각 안테나 선의 외단부는 안테나 선의 전압 분포를 변화시키기 위해 콘덴서(18b)를 거쳐 안테나실(3)의 위쪽 벽에 접속되어 접지되어 있다. 단, 콘덴서(18b)를 거치지 않고 직접 접지하는 것도 가능하며, 또한 단자(22b)의 부분이나 안테나 선의 도중, 예컨대, 굴곡부(100b)에 콘덴서를 삽입하더 라도 좋다. 그리고, 내측 안테나부(13b)의 가장 외측의 안테나 선과 외측 안테나부(13a)의 가장 내측의 안테나 선 사이에는 큰 공간이 형성되어 있다.In addition, the inner antenna portion 13b is arranged so that the entirety of the four antenna lines is positioned by 90 degrees in the space of the center portion of the outer antenna portion 13a so as to have a substantially rectangular shape. In addition, power is supplied to each antenna line via four center terminals 22b. In addition, the outer end of each antenna line is connected to the upper wall of the antenna chamber 3 through the capacitor 18b and grounded to change the voltage distribution of the antenna line. However, it is also possible to ground directly without passing through the capacitor 18b, and a capacitor may be inserted into the bent portion 100b, for example, in the middle of the terminal 22b or the antenna line. A large space is formed between the outermost antenna line of the inner antenna portion 13b and the innermost antenna line of the outer antenna portion 13a.

안테나실(3)의 중앙부 부근에는, 외측 안테나부(13a)에 급전하는 4개의 제 1 급전 부재(16a) 및 내측 안테나부(13b)에 급전하는 4개의 제 2 급전 부재(16b)(도 1에서는 모두 1개만 도시)가 마련되어 있으며, 각 제 1 급전 부재(16a)의 하단은 외측 안테나부(13a)의 단자(22a)에 접속되고, 각 제 2 급전 부재(16b)의 하단은 내측 안테나부(13b)의 단자(22b)에 접속되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 급전 부재(16a, 16b)에는 정합기(14)를 거쳐 고주파 전원(15)이 접속되어 있다. 고주파 전원(15) 및 정합기(14)는 급전선(19)에 접속되어 있으며, 급전선(19)은 정합기(14)의 하류측에서 급전선(19a)과 급전선(19b)으로 분기하여, 급전선(19a)이 4개의 제 1 급전 부재(16a)에 접속되고, 급전선(19b)이 4개의 제 2 급전 부재(16b)에 접속되어 있다. 급전선(19a)에는 가변 콘덴서(21)가 개재되어 있다. 따라서, 이 가변 콘덴서(21)와 외측 안테나부(13a)에 의해 외측 안테나 회로가 구성된다. 한편, 내측 안테나 회로는 내측 안테나부(13b)만으로 구성된다. 그리고, 가변 콘덴서(21)의 용량을 조절함으로써, 후술하는 바와 같이, 외측 안테나 회로의 임피던스가 제어되어, 외측 안테나 회로와 내측 안테나 회로에 흐르는 전류의 대소 관계를 조정할 수 있다.Near the center of the antenna chamber 3, four first feed members 16a feeding the outer antenna portion 13a and four second feed members 16b feeding the inner antenna portion 13b (FIG. 1). In the drawing, only one is provided), and a lower end of each first feed member 16a is connected to a terminal 22a of the outer antenna part 13a, and a lower end of each second feed member 16b is an inner antenna part. It is connected to the terminal 22b of 13b. The high frequency power supply 15 is connected to these 1st and 2nd power supply members 16a and 16b via the matching machine 14. The high frequency power supply 15 and the matcher 14 are connected to the feeder line 19, and the feeder line 19 branches into the feeder line 19a and the feeder line 19b on the downstream side of the matcher 14, thereby feeding the feeder line ( 19a) is connected to four first feed members 16a, and a feed line 19b is connected to four second feed members 16b. The variable capacitor 21 is interposed in the feed line 19a. Therefore, the outer antenna circuit is configured by the variable capacitor 21 and the outer antenna portion 13a. On the other hand, the inner antenna circuit is composed of only the inner antenna portion 13b. By adjusting the capacitance of the variable capacitor 21, as described later, the impedance of the outer antenna circuit is controlled to adjust the magnitude relationship between the current flowing through the outer antenna circuit and the inner antenna circuit.

플라즈마 처리 중, 고주파 전원(15)으로부터는, 유도 전계 형성용의 예컨대, 주파수가 13.56㎒인 고주파 전력이 고주파 안테나(13)에 공급되고, 이와 같이 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(13)에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성되 며, 이 유도 전계에 의해 샤워 하우징(11)으로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 이 때의 플라즈마의 밀도 분포는, 가변 콘덴서(21)에 의한 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 임피던스를 제어함으로써 제어한다.During the plasma processing, the high frequency power source for induction field formation, for example, a frequency of 13.56 MHz, is supplied from the high frequency power supply 15 to the high frequency antenna 13, and the high frequency power source 13 is supplied with the high frequency power. An induction electric field is formed in the processing chamber 4, and the processing gas supplied from the shower housing 11 is converted into plasma by the induction electric field. The density distribution of the plasma at this time is controlled by controlling the impedances of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b by the variable capacitor 21.

처리실(4) 내의 아래쪽에는, 유전체벽(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, LCD 유리 기판 G를 탑재하기 위한 탑재대(23)가 마련되어 있다. 탑재대(23)는, 도전성 재료, 예컨대, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 LCD 유리 기판 G는, 정전척(도시하지 않음)에 의해 흡착 유지된다.Below the process chamber 4, the mounting table 23 for mounting the LCD glass substrate G is provided so as to face the high frequency antenna 13 with the dielectric wall 2 interposed therebetween. The mounting table 23 is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized. The LCD glass substrate G mounted on the mounting table 23 is attracted and held by an electrostatic chuck (not shown).

탑재대(23)는 절연체 프레임(24) 내에 수납되고, 또한, 공중의 지주(25)에 지지된다. 지주(25)는 본체 용기(1)의 바닥부를 내기성 상태를 유지하면서 관통하고, 본체 용기(1) 밖에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)에 지지되며, 기판 G의 반입출시에 승강 기구에 의해 탑재대(23)가 상하 방향으로 구동된다. 또, 탑재대(23)를 수납하는 절연체 프레임(24)과 본체 용기(1)의 바닥부 사이에는, 지주(25)를 내기성으로 포위하는 벨로즈(26)가 배치되어 있으며, 이에 따라, 탑재대(23)의 상하 움직임에 의해서도 처리실(4) 내의 내기성이 보증된다. 또한 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 기판 G를 반입출하기 위한 반입출구(27a) 및 이를 개폐하는 게이트 밸브(27)가 마련되어 있다.The mounting table 23 is housed in the insulator frame 24 and is supported by the air column 25. The strut 25 penetrates the bottom portion of the main body container 1 while maintaining the airtight state, is supported by a lifting mechanism (not shown) disposed outside the main body container 1, and is supported by the lifting mechanism at the time of carrying in and out of the substrate G. As a result, the mounting table 23 is driven in the vertical direction. Moreover, between the insulator frame 24 which accommodates the mounting base 23, and the bottom part of the main body container 1, the bellows 26 which surrounds the support | pillar 25 with air resistance is arrange | positioned, Air resistance in the processing chamber 4 is also guaranteed by the vertical movement of the mounting table 23. In addition, the sidewall 4a of the processing chamber 4 is provided with a carry-in / out port 27a for carrying in and out of the substrate G and a gate valve 27 for opening and closing it.

탑재대(23)에는, 공중의 지주(25) 내에 마련된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 거쳐 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(29)은, 플라즈마 처리 중에, 바이어스용 고주파 전력, 예컨대, 주파수가 6㎒인 고주파 전력을 탑 재대(23)에 인가한다. 이 바이어스용 고주파 전력에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 기판 G에 끌려 들어간다.The high frequency power supply 29 is connected to the mounting table 23 via the matching device 28 by the feed line 25a provided in the air | strand 25 of the air. The high frequency power supply 29 applies the high frequency power for bias, for example, the high frequency power of 6 MHz to the mounting table 23 during the plasma processing. By this bias high frequency power, ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are attracted to the substrate G effectively.

또한, 탑재대(23) 내에는, 기판 G의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은, 모두 공중의 지주(25)를 통해 본체 용기(1) 밖으로 도출된다.Moreover, in the mounting table 23, in order to control the temperature of the board | substrate G, the temperature control mechanism which consists of heating means, such as a ceramic heater, a refrigerant | coolant flow path, etc., and a temperature sensor are provided (all are not shown). Piping and wiring to these mechanisms and members are all led out of the main body container 1 through the air | gas props 25.

처리실(4)의 바닥부에는, 배기관(31)을 거쳐 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속되고, 이 배기 장치(30)에 의해, 처리실(4)이 배기되고, 플라즈마 처리 중, 처리실(4) 내가 소정의 진공 분위기(예컨대, 1.33㎩)로 설정, 유지된다.An exhaust device 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the processing chamber 4 via an exhaust pipe 31, and the processing chamber 4 is exhausted by the exhaust device 30, and the plasma processing is performed. The inside of the processing chamber 4 is set and maintained in a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 kPa).

탑재대(23)에 탑재된 기판 G의 이면 쪽에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 일정한 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(41)가 마련되어 있다. 이와 같이 기판 G의 이면 쪽에 열전달용 가스를 공급함으로써, 진공하에서 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피할 수 있도록 되어 있다.A cooling space (not shown) is formed on the back side of the substrate G mounted on the mounting table 23, and a He gas flow passage 41 for supplying He gas as a gas for heat transfer at a constant pressure is provided. By supplying the heat transfer gas to the rear surface of the substrate G in this manner, it is possible to avoid the temperature rise and the temperature change of the substrate G under vacuum.

He 가스 유로(41)에는 He 가스 라인(42)이 접속되어 있으며, 이 He 가스 라인(42)에는 도시하지 않은 He원이 접속되어 있다. 이 He 가스 라인(42)에는 압력 제어 밸브(44)가 마련되어 있으며, 그 하류 쪽에는 He 가스 탱크(47)에 연결되는 배관(43)이 마련되어 있다. He 가스 라인(42)의 배관(43) 접속부의 하류 쪽에는 개폐 밸브(45)가 마련되고, 또한 그 하류 쪽에는 개방 라인(48)이 접속되어 있으며, 이 개방 라인(48)에는 릴리프 밸브(49)가 마련되어 있다. 탱크(47)에는, 기판 G의 이면 쪽의 냉각 공간을 설정 압력으로 채운 때와 같은 압력이 되도록, 탱크(47)의 용량에 대하여 최적의 압력인 He 가스가 충전되어 있으며, 이 탱크(47)로부터 신속히 냉각 공간에 열전달용 He 가스가 공급 가능해지고 있다. 또, 열전달용 가스는 He 가스에 한정되지 않고 다른 가스라도 좋다.A He gas line 42 is connected to the He gas flow path 41, and a He source (not shown) is connected to the He gas line 42. The pressure control valve 44 is provided in this He gas line 42, and the pipe 43 connected to the He gas tank 47 is provided downstream. An open / close valve 45 is provided downstream of the pipe 43 connection portion of the He gas line 42, and an open line 48 is connected downstream thereof, and the open line 48 is provided with a relief valve ( 49). The tank 47 is filled with He gas, which is an optimum pressure with respect to the capacity of the tank 47, so as to have the same pressure as when the cooling space on the rear surface side of the substrate G is filled with the set pressure. From this, the He gas for heat transfer can be supplied to the cooling space quickly. The heat transfer gas is not limited to He gas but may be another gas.

이 플라즈마 처리 장치의 각 구성부는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(51)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(50)의 제어로써 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉, 레시피가 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다. 레시피는 하드디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있어도 좋고, CDROM, DVD 등의 가반성 기억 매체에 수용된 상태로 기억부(52)의 소정 위치에 세팅되어 있어도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대, 전용 회선을 거쳐 레시피를 적절히 전송시키도록 하여도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(51)로부터의 지시 등으로써 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출하여 제어부(50)에 실행시킴으로써, 제어부(50)의 제어하에, 플라즈마 처리 장치에서의 소망하는 처리가 행해진다.Each component of this plasma processing apparatus is connected to the control part 50 which consists of computers, and is controlled. In addition, the control unit 50 is connected to a user interface 51 including a keyboard on which a process manager performs an operation for inputting a command to manage the plasma processing apparatus, a display for visualizing and displaying the operation status of the plasma processing apparatus, and the like. It is. In addition, the control unit 50 includes a control program for realizing various processes executed in the plasma processing apparatus under the control of the control unit 50, a program for executing the processing in each component of the plasma processing apparatus according to the processing conditions, That is, the storage unit 52 in which the recipe is stored is connected. The recipe may be stored in a hard disk or a semiconductor memory, or may be set in a predetermined position of the storage unit 52 in a state accommodated in a portable storage medium such as a CDROM or a DVD. In addition, the recipe may be appropriately transmitted from another device via, for example, a dedicated line. Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the storage unit 52 and executed by the control unit 50 by an instruction from the user interface 51 or the like, and under the control of the control unit 50, the desired process in the plasma processing apparatus can be achieved. Processing is performed.

다음으로, 고주파 안테나(13)의 임피던스 제어에 대하여 설명한다. 도 3은 고주파 안테나(13)의 급전 회로를 나타내는 도면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(15)으로부터의 고주파 전력은 정합기(14)를 지나 외측 안테나 회로(61a)와 내측 안테나 회로(61b)에 공급된다. 여기서, 외측 안테나 회로(61a)는, 외측 안테나부(13a)와 가변 콘덴서(21)로 구성되어 있으므로, 외측 안테나 회로(61a)의 임피던스 Zout은, 가변 콘덴서(21)의 위치를 조절하여 그 용량을 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다. 한편, 내측 안테나 회로(61b)는 내측 안테나부(13b)만으로 이루어지며, 그 임피던스 Zin은 고정이다. 이 때, 외측 안테나 회로(61a)의 전류 Iout은 임피던스 Zout의 변화에 대응하여 변화시킬 수 있다. 그리고, 내측 안테나 회로(61b)의 전류 Iin은 Zout과 Zin의 비율에 따라 변화된다. 이 때의 Iout 및 Iin의 변화를 도 4에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서(21)의 용량 조절에 의해 Zout을 변화시킴으로써, 외측 안테나 회로(61a)의 전류 Iout과 내측 안테나 회로(61b)의 전류 Iin을 자유롭게 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 외측 안테나부(13a)에 흐르는 전류와 내측 안테나부(13b)에 흐르는 전류를 제어할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있다.Next, the impedance control of the high frequency antenna 13 will be described. 3 is a diagram illustrating a power supply circuit of the high frequency antenna 13. As shown in this figure, the high frequency power from the high frequency power supply 15 is supplied to the outer antenna circuit 61a and the inner antenna circuit 61b via the matching unit 14. Here, since the outer antenna circuit 61a is constituted by the outer antenna portion 13a and the variable capacitor 21, the impedance Z out of the outer antenna circuit 61a is adjusted by adjusting the position of the variable capacitor 21. It can be changed by changing the dose. On the other hand, the inner antenna circuit 61b is composed of only the inner antenna portion 13b, and its impedance Z in is fixed. At this time, the current I out of the outer antenna circuit 61a can be changed in response to the change in the impedance Z out . The current I in of the inner antenna circuit 61b changes depending on the ratio of Z out and Z in . The change of I out and I in at this time is shown in FIG. As shown in this figure, the current I out of the outer antenna circuit 61a and the current I in of the inner antenna circuit 61b can be freely changed by changing Z out by adjusting the capacitance of the variable capacitor 21. . For this reason, the electric current which flows in the outer antenna part 13a and the electric current which flows in the inner antenna part 13b can be controlled, and a plasma density distribution can be controlled by this.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 LCD 유리 기판 G에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대하여 설명한다.Next, the processing operation | movement at the time of performing a plasma etching process with respect to LCD glass substrate G using the inductively coupled plasma etching apparatus comprised as mentioned above is demonstrated.

우선, 게이트 밸브(27)를 연 상태로 그로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 처리실(4) 내에 반입하고, 탑재대(23)의 탑재면에 탑재한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 탑재대(23)상에 고정한다. 다음으로, 처리실(4) 내에 처리 가스 공급계(20)로부터 처리 가스를 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12)으로부터 처리실(4) 내에 토출시키고, 또한 배기 장치(30)에 의해 배기관(31)을 거쳐 처리실(4) 내를 진공 배기함으로써, 처리실 내를, 예컨대, 0.66∼26.6㎩ 정도의 압력 분위기로 유지한다.First, the board | substrate G is carried in in the process chamber 4 by the conveyance mechanism (not shown) from the gate valve 27 opened, and it mounts on the mounting surface of the mounting table 23, and then the electrostatic chuck (not shown) Board | substrate G is fixed to the mounting table 23 by the said process. Next, the processing gas is discharged from the gas discharge hole 12 of the shower housing 11 into the processing chamber 4 from the processing gas supply system 20 in the processing chamber 4, and the exhaust pipe 30 is discharged by the exhaust device 30. By evacuating the inside of the process chamber 4 through 31), the inside of the process chamber is maintained in a pressure atmosphere of, for example, about 0.66 to 26.6 kPa.

또한, 이 때 기판 G의 이면 쪽의 냉각 공간에는, 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해, He 가스 라인(42), He 가스 유로(41)를 거쳐, 열전달용 가스로서 He 가스를 공급한다. 이 경우에, 종래에는, 가스 봄베로부터 직접 He 가스 라인(42)에 He 가스를 공급하고, 압력 제어 밸브로써 압력을 제어 했었지만, 기판의 대형화에 따른 장치의 대형화에 의해 가스 라인의 거리가 길어져, 가스로 채우는 공간 용량이 커짐으로써, 가스 공급으로부터 조압이 완료하기까지의 시간이 길어져 버리고 있었지만, 여기서는 압력 제어 밸브(44)의 하류 쪽에 He 가스의 탱크(47)를 마련하고, 거기에 미리 He 가스를 충전해 놓으므로, 매우 단시간에 조압을 행할 수 있다. 즉, 기판 G의 이면에 열전달용 가스인 He 가스를 공급할 때에는, 우선, 탱크(47)로부터 He 가스를 공급하고, 모자란 만큼을 종래의 가스 봄베로부터의 라인으로부터 보충함으로써 순간적으로 설정 압력에 가까운 압력을 얻을 수 있고, 또한 압력 제어 밸브를 거쳐 보충되는 가스량도 미량이므로, 매우 단시간 중으로 조압을 완료하는 것이 가능해진다. 이 경우에, 탱크(47)에 충전하는 가스의 압력은, 냉각 공간을 설정 압력으로 채운 때와 같아지도록, 탱크(47)의 용량에 대하여 최적의 압력으로 하는 것이 바람직하다. 또, 탱크(47)에 가스를 충전시키는 동작은 기판 G의 반송시 등, 기판 처리 시간에 영향을 미치지 않을 때에 행하는 것이 바람직하다.In this case, in order to avoid the temperature rise and the temperature change of the substrate G, the He gas is used as the heat transfer gas through the He gas line 42 and the He gas flow passage 41 in order to avoid the temperature rise and the temperature change of the substrate G. Supply. In this case, although He gas was conventionally supplied to the He gas line 42 directly from the gas cylinder, and the pressure was controlled by the pressure control valve, the distance of the gas line becomes longer by the enlargement of the apparatus according to the enlargement of the substrate, As the space capacity to be filled with gas has increased, the time from the gas supply to the completion of the pressure regulation has been long, but here the tank 47 of the He gas is provided downstream of the pressure control valve 44, and the He gas in advance The pressure can be adjusted in a very short time. That is, when supplying the He gas which is a heat transfer gas to the back surface of the board | substrate G, first, He gas is supplied from the tank 47, and the pressure close | similar to a set pressure is instantaneously by replenishing the shortage from the line from the conventional gas cylinder. In addition, since the amount of gas replenished through the pressure control valve is also very small, it is possible to complete the pressure regulation in a very short time. In this case, it is preferable that the pressure of the gas to be filled in the tank 47 is set to an optimum pressure with respect to the capacity of the tank 47 so as to be the same as when the cooling space is filled with the set pressure. Moreover, it is preferable to perform operation which fills the tank 47 with gas, when it does not affect substrate processing time, such as conveyance of the board | substrate G.

이어서, 고주파 전원(15)으로부터, 예컨대 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(13)에 인가하고, 이에 따라 유전체벽(2)을 거쳐 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 하여 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 처리 가스가 플라즈마화하여, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다.Subsequently, a high frequency of 13.56 MHz is applied to the high frequency antenna 13 from the high frequency power source 15, thereby forming a uniform induction field in the processing chamber 4 via the dielectric wall 2. By the induction electric field thus formed, the processing gas is converted into plasma in the processing chamber 4 to generate a high density inductively coupled plasma.

이 경우에, 고주파 안테나(13)는, 상술한 바와 같이, 외측 부분에서 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 외측 안테나부(13a)와, 내측 부분에서 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 내측 안테나부(13b)를 갖는 구조로 하고, 외측 안테나부(13a)에 가변 콘덴서(21)를 접속하여, 외측 안테나 회로(61a)의 임피던스 조절을 가능하게 했으므로, 도 4에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 외측 안테나 회로(61a)의 전류 Iout과 내측 안테나 회로(61b)의 전류 Iin을 자유롭게 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 가변 콘덴서(21)의 위치를 조절함으로써, 외측 안테나부(13a)에 흐르는 전류와 내측 안테나부(13b)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 유도 결합 플라즈마는, 고주파 안테나(13) 바로 아래의 공간에서 플라즈마를 생성시키지만, 그 때의 각 위치에서의 플라즈마 밀도는, 각 위치에서의 전계 강도에 비례하므로, 이와 같이 외측 안테나부(13a)에 흐르는 전류와 내측 안테나부(13b)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것이 가능해진다.In this case, the high frequency antenna 13 has an outer antenna portion 13a formed by densely arranging antenna lines in the outer portion and an inner antenna portion formed by densely arranged antenna lines in the inner portion (as described above). 13b), and the variable capacitor 21 was connected to the outer antenna portion 13a to enable the impedance adjustment of the outer antenna circuit 61a. Therefore, as shown schematically in FIG. 4, the outer antenna the current I in the current I out and the inner antenna circuit (61b) of the circuit (61a) can be freely changed. For this reason, by adjusting the position of the variable capacitor 21, it is possible to control the current flowing through the outer antenna portion 13a and the current flowing through the inner antenna portion 13b. The inductively coupled plasma generates plasma in the space immediately below the high frequency antenna 13, but the plasma density at each position at that time is proportional to the electric field strength at each position. By controlling the current flowing through and the current flowing through the inner antenna portion 13b, the plasma density distribution can be controlled.

이 경우에, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 파악하여, 미리 그 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 가변 콘덴서(21)의 위치를 기억부(52)에 설정해 놓음으로써, 제어부(50)에 의해 애플리케이션마다 최적의 가변 콘덴서(21)의 위치를 선택하여 플라즈마 처리를 행할 수 있도록 할 수 있다.In this case, the controller 50 determines the optimum plasma density distribution for each application and sets the position of the variable condenser 21 in which the plasma density distribution can be obtained in advance in the storage unit 52. The optimum position of the variable capacitor 21 can be selected so that plasma processing can be performed.

이렇게 하여 가변 콘덴서(21)에 의한 임피던스 제어에 의해 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있으므로, 안테나를 교환할 필요가 없고, 안테나 교환의 노동력이나 애플리케이션마다 안테나를 준비해 놓는 비용이 불필요하게 된다. 또한, 가변 콘덴서(21)의 위치 조절에 의해 섬세한 전류 제어를 행할 수 있어, 애플리케이션에 따라 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있도록 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 고주파 전원을 이용하거나, 고주파 전력의 파워를 분배하는 것이 아니고, 단지 가변 콘덴서(21)에 의해 임피던스 조정을 행하여 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 전류 제어를 행할 뿐이므로, 장치가 대규모이고 고비용인 것이 되거나, 전력 비용이 높아지는 것 등의 문제는 존재하지 않고, 제어의 정밀도도 복수의 고주파 전원을 이용하거나 파워를 분배하는 경우보다 높다.In this way, since the plasma density distribution can be controlled by the impedance control by the variable capacitor 21, there is no need to replace the antenna, and the labor of the antenna replacement and the cost of preparing the antenna for each application are unnecessary. In addition, fine current control can be performed by adjusting the position of the variable capacitor 21, and it becomes possible to control so as to obtain an optimum plasma density distribution depending on the application. Further, instead of using a plurality of high frequency power supplies or distributing the power of the high frequency power, the impedance is adjusted by the variable capacitor 21 to control the current of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b. As a result, there is no problem that the apparatus is large and expensive, or the power cost is high, and the control accuracy is higher than when using a plurality of high frequency power supplies or distributing power.

다음으로, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 실제로 가변 콘덴서(21)의 위치를 변화시켰을 때의 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 전류값의 변화를 측정했다. 도 5는, 그 때의 가변 콘덴서(21)의 위치와 외측 안테나부(13a) 및 내측 안테나부(13b)의 전류값의 관계를 나타내는 도면이다. 여기서, 가변 콘덴서(21)의 위치 0∼100%는 100∼500㎊의 용량 변화에 상당한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서(21)의 위치를 변화시킴으로써 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 전류값을 변화시키는 것이 가능한 것이 확인되었다. 구체적으로 는, 가변 콘덴서(21)의 위치가 50%까지는 외측 안테나부(13a) 쪽이 내측 안테나부(13b)보다 전류값이 커, 50%로 거의 같게 되며, 50%를 초과하면 반대로 내측 안테나부(13b) 쪽이 외측 안테나부(13a)보다 전류값이 커졌다.Next, using the apparatus shown in FIG. 1, the change of the electric current value of the outer antenna part 13a and the inner antenna part 13b when the position of the variable capacitor 21 was actually changed was measured. 5 is a diagram showing a relationship between the position of the variable capacitor 21 and the current values of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b at that time. Here, the 0 to 100% position of the variable capacitor 21 corresponds to a capacity change of 100 to 500 kHz. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the current values of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b can be changed by changing the position of the variable capacitor 21. Specifically, when the position of the variable capacitor 21 is 50%, the outer antenna portion 13a has a larger current value than the inner antenna portion 13b, and is almost equal to 50%. The portion 13b has a larger current value than the outer antenna portion 13a.

이와 같이 가변 콘덴서(21)에 의해 임피던스 조절을 행한 각 조건에서, O2 가스를 이용하여(애싱 조건) 플라즈마를 생성했을 때의 플라즈마의 발광 상태를 파악했다. 그 결과, 외측 안테나부(13a)의 전류값이 큰 가변 콘덴서(21)의 위치가 30%일 때에는 외측 쪽이 발광 강도가 강하고, 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 전류값이 같은 50%일 때에는 외측과 내측이 발광 강도가 거의 같으며, 내측 안테나부(13b)의 전류값이 큰 100%일 때에는 내측 쪽이 발광 강도가 강해졌다. 즉, 가변 콘덴서(21)에 의한 임피던스 조절에 의해, 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 전류값의 제어가 가능하며, 그 전류값 상태와 플라즈마 상태가 일치하는 것이 확인되었다. 즉, 가변 콘덴서에 의한 임피던스 제어에 의해 플라즈마 상태를 제어할 수 있는 것이 확인되었다.Thus each condition subjected to impedance adjustment by the variable capacitor 21, with the O 2 gas (ashing conditions) has identified the light-emitting state of the plasma when the plasma generated. As a result, when the position of the variable capacitor 21 having the large current value of the outer antenna portion 13a is 30%, the light emission intensity is strong on the outer side, and the current value of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b. In the case of 50%, the light emission intensity was almost the same on the outside and the inside, and when the current value of the internal antenna portion 13b was 100%, the inside intensity was stronger. In other words, by controlling the impedance by the variable capacitor 21, it is possible to control the current value of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b, and the current value state and the plasma state are confirmed to coincide. That is, it was confirmed that the plasma state can be controlled by the impedance control by the variable capacitor.

다음으로, 가변 콘덴서의 위치를 20%, 50%, 100%로 하고, 각 위치에서 O2 가스를 이용하여(애싱 조건) 플라즈마를 생성했을 때의 전자 밀도 분포를 측정한 결과를 도 6에 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서(21)에 의한 임피던스 제어에 의해, 전자 밀도 분포(플라즈마 밀도 분포)도 제어 가능한 것이 확인되었다.Next, 20% of the position of the variable capacitor, 50%, and 100%, which represents the result of measuring the electron density distribution when generating the (ashing conditions) plasma using an O 2 gas in each position in Fig. 6 . As shown in this figure, it was confirmed that the electron density distribution (plasma density distribution) can also be controlled by the impedance control by the variable capacitor 21.

다음으로, 가변 콘덴서(21)를 내장한 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 가 변 콘덴서(21)의 위치를 변화시켜 유리 기판에 대하여 애싱 처리를 행한 결과에 대하여 설명한다. 여기서는, 가변 콘덴서(21)의 위치를 20∼100%의 범위로 10단계 변화시켜, 유리 기판의 센터 1부분, 에지 3부분, 중간 위치 1부분의 총 5부분에 대하여 애싱 레이트를 측정했다. 또, 애싱 조건으로서는, O2 가스 유량 : 750㎖／min(sccm), 압력 : 2.67㎩(20mTorr), 고주파 파워 : 6㎾로 했다. 그 결과를 도 7에 나타낸다. 또한, 이 때의 애싱 레이트를 측정한 부분을 도 8에 나타낸다. 또, 에지의 애싱 레이트는 3부분의 최대값과 최소값을 나타내고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따라 가변 콘덴서에 의한 임피던스 조절을 행하여, 외측 부분과 내측 부분의 플라즈마 밀도 분포의 제어를 행함으로써, 애싱 레이트의 균일성이 높은 애싱 처리를 행할 수 있는 것이 확인되었다. 이 예의 경우에는, 가변 콘덴서(21)의 위치가 36%일 때에 애싱 레이트의 평균값이 260.7㎚이고 편차가 ±6.2%라는 양호한 균일성을 얻을 수 있었다.Next, the result of having ashed the glass substrate by changing the position of the variable capacitor 21 using the apparatus shown in FIG. 1 incorporating the variable capacitor 21 will be described. Here, the position of the variable capacitor 21 was changed in 10 steps in the range of 20 to 100%, and the ashing rate was measured for a total of five portions of one center portion, three edge portions, and one intermediate position portion of the glass substrate. As ashing conditions, O 2 gas flow rate: 750 ml / min (sccm), pressure: 2.67 kPa (20 mTorr), and high frequency power: 6 kPa. The result is shown in FIG. In addition, the part which measured the ashing rate at this time is shown in FIG. Moreover, the ashing rate of the edge has shown the maximum value and minimum value of three parts. As shown in FIG. 7, it is confirmed that the ashing process with high uniformity of ashing rate can be performed by performing impedance control by the variable capacitor according to the present invention and controlling the plasma density distribution of the outer and inner portions. It became. In this case, when the position of the variable capacitor 21 was 36%, good uniformity of an average ashing rate of 260.7 nm and a deviation of ± 6.2% was obtained.

마찬가지로, 불소계 가스를 사용한 텅스텐 등의 고융점 금속막의 에칭에서는, 가변 콘덴서(21)의 위치가 40%일 때에 양호한 균일성을 얻을 수 있는 것이 확인되고 있다. 이 때문에, 동일 처리 챔버에서, 텅스텐 등의 고융점 금속의 에칭 처리를 행한 후, 포토 레지스트의 애싱 처리를 행하는 것 등, 서로 다른 애플리케이션을 연속하여 실시하는 경우는, 각 애플리케이션에 대응한 가스나 압력 등의 종래의 처리 조건의 변경 이외에, 미리 구해 놓은 각 애플리케이션마다의 최적의 가변 콘덴서(21)의 위치를 선택한 후에 각 애플리케이션의 처리를 행함으로써, 가령 동일 처리 챔버의 처리이더라도, 양호한 균일성을 갖는 프로세스 특성을 얻는 것이 가능해진다.Similarly, in etching of a high melting point metal film such as tungsten using fluorine-based gas, it is confirmed that good uniformity can be obtained when the position of the variable capacitor 21 is 40%. For this reason, in the same process chamber, after performing the etching process of a high melting point metal, such as tungsten, and carrying out different applications, such as ashing of a photoresist, the gas or pressure corresponding to each application is carried out. In addition to changing the conventional processing conditions such as the above, by selecting the optimum position of the variable capacitor 21 for each application that has been obtained in advance, the processing of each application is carried out, so that even if the processing is performed in the same processing chamber, it has good uniformity. It is possible to obtain process characteristics.

또, 상기 실시예에서는, 100∼500㎊의 범위에서 가변 콘덴서를 사용했지만, 안테나 선 외단에 접지한 콘덴서(18a, 18b)의 값, 혹은 안테나 선 도중에 콘덴서를 삽입하는 경우는, 그 콘덴서의 값을 적당히 선택함으로써, 플라즈마 밀도 분포 제어에 유효한 가변 콘덴서의 가변 범위를 변경할 수 있고, 예컨대, 10∼2000㎊의 범위의 일부 또는 모든 영역에서 가변하는 콘덴서라면 충분히 적용 가능하다.In the above embodiment, the variable capacitor is used in the range of 100 to 500 kHz, but the value of the capacitors 18a and 18b grounded at the outer end of the antenna line or the value of the capacitor when the capacitor is inserted in the middle of the antenna line. By appropriately selecting, it is possible to change the variable range of the variable capacitor effective for the plasma density distribution control. For example, if the capacitor varies in part or all of the range of 10 to 2000 kHz, it is sufficiently applicable.

또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 여러 가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는, 가변 콘덴서를 외측 안테나부에 접속한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 내측 안테나부(13b) 쪽에 가변 콘덴서(21′)를 마련하도록 하더라도 좋다. 이 경우에는, 가변 콘덴서(21′)의 위치를 조절하여 그 용량을 변화시킴으로써, 내측 안테나 회로(61b)의 임피던스 Zin을 변화시킬 수 있고, 이에 따라, 도 10과 같이 외측 안테나 회로(61a)의 전류 Iout과, 내측 안테나 회로(61b)의 전류 Iin을 변화시킬 수 있다.In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. For example, although the example which connected the variable capacitor to the outer antenna part was shown in the said Example, it is not limited to this, As shown in FIG. 9, even if the variable capacitor 21 'is provided in the side of the inner antenna part 13b. good. In this case, the impedance Z in of the inner antenna circuit 61b can be changed by adjusting the position of the variable capacitor 21 'and changing its capacitance, and accordingly, the outer antenna circuit 61a as shown in FIG. The current I out of and the current I in of the internal antenna circuit 61b can be changed.

또한, 고주파 안테나의 구조는 상기 구조에 한정되는 것이 아니고, 동일한 기능을 갖는 다른 여러 가지의 패턴인 것을 채용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는, 고주파 안테나를 외측에 플라즈마를 형성하는 외측 안테나부와 내측에 플라즈마를 형성하는 내측 안테나부로 나누었지만, 반드시 외측과 내측으로 나눌 필요는 없고, 여러 가지의 나누는 방법을 채용하는 것이 가능하다. 또한, 플라즈마를 형성하는 위치가 서로 다른 안테나부로 나누는 경우에 한정되지 않고, 플라즈마 분포 특성이 서로 다른 안테나부로 나누도록 하더라도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 고주파 안테나를 외측과 내측의 2개로 나눈 경우에 대하여 나타냈지만, 3개 이상으로 나누도록 하더라도 좋다. 예컨대, 외측 부분과 중앙 부분과 이들의 중간 부분의 3개로 나누는 것을 들 수 있다.In addition, the structure of a high frequency antenna is not limited to the said structure, It can employ | adopt the other various patterns which have the same function. Further, in the above embodiment, the high frequency antenna is divided into an outer antenna portion for forming a plasma on the outside and an inner antenna portion for forming a plasma on the inside, but it is not necessary to divide them into the outside and the inside, and various dividing methods are employed. It is possible. In addition, the position at which the plasma is formed is not limited to being divided into different antenna units, and the plasma distribution characteristics may be divided into different antenna units. In addition, in the said embodiment, although the case where the high frequency antenna was divided into two outside and inside is shown, you may divide into three or more. For example, it divides into three of an outer part, a center part, and these middle parts.

또한, 임피던스를 조정하기 위해 가변 콘덴서를 마련했지만, 가변 코일 등 다른 임피던스 조정 수단이더라도 좋다.Moreover, although the variable capacitor was provided in order to adjust impedance, other impedance adjusting means, such as a variable coil, may be sufficient.

또한, 본 발명을 애싱 장치에 적용한 경우에 대하여 나타냈지만, 애싱 장치에 한정되지 않고, 에칭이나, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한, 피처리 기판으로서 FPD 기판을 이용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등 다른 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하다.Moreover, although the case where this invention was applied to the ashing apparatus was shown, it is not limited to an ashing apparatus, It can apply to other plasma processing apparatuses, such as an etching and CVD film-forming. In addition, although an FPD board | substrate was used as a to-be-processed substrate, this invention is not limited to this, It is applicable also when processing other board | substrates, such as a semiconductor wafer.

본 발명에 의하면, 고주파 안테나를 각각 서로 다른 전계 강도 분포를 갖는 유도 전계를 형성하는 복수의 안테나부를 갖는 것으로 하여, 각 안테나부를 포함하는 안테나 회로 중 적어도 하나에 그 접속된 안테나 회로의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 수단을 마련하여, 임피던스 조절 수단에 의한 임피던스 조절에 의해, 복수의 안테나부의 전류값을 제어하여, 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하므로, 고주파 안테나를 교환할 필요가 없고, 안테나 교환의 노동력이나 애플리케이션마다 안테나를 준비해 놓는 비용이 불필요 하게 된다. 또한, 임피던스 조절에 의해 복수의 안테나부의 전류 제어를 행할 뿐이므로, 장치가 대규모이고 고비용인 것이 되거나, 전력 비용이 높아지는 것 등의 문제는 존재하지 않고, 제어의 정밀도도 높다.According to the present invention, the high-frequency antenna has a plurality of antenna portions each forming an induction electric field having a different electric field intensity distribution, thereby adjusting the impedance of the antenna circuit connected to at least one of the antenna circuits including the respective antenna portions. Impedance adjustment means are provided, and the impedance control by the impedance adjustment means controls the current values of the plurality of antenna portions to control the plasma density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber, so that high frequency antennas do not need to be replaced. Therefore, the labor of the antenna exchange and the cost of preparing the antenna for each application are unnecessary. In addition, since only the current control of the plurality of antenna units is performed by the impedance adjustment, there is no problem that the apparatus becomes large and expensive, the power cost increases, and the control accuracy is high.

Claims (12)

피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과,A processing chamber which accommodates a substrate to be processed and performs plasma processing; 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,A mounting table on which a substrate to be processed is mounted in the processing chamber; 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와,A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와,An exhaust system for exhausting the inside of the processing chamber; 상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐 배치되고, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내에 각각 서로 다른 전계 강도 분포를 갖는 유도 전계를 형성하는 복수의 안테나부를 갖는 고주파 안테나와,A high frequency antenna disposed outside the processing chamber via a dielectric member and having a plurality of antenna units configured to form induction fields having different electric field intensity distributions in the processing chamber by supplying high frequency power; 상기 각 안테나부를 포함하는 안테나 회로 중 적어도 하나에 접속되고, 그 접속된 안테나 회로의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 수단Impedance adjusting means connected to at least one of the antenna circuits including the respective antenna units, and for adjusting the impedance of the connected antenna circuits. 을 구비하되,Provided with 상기 임피던스 조절 수단에 의한 임피던스 조절에 의해, 상기 복수의 안테나부의 전류값을 제어하고, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.Inductively coupled plasma processing apparatus characterized by controlling the current value of the plurality of antenna portion by controlling the impedance by the impedance adjusting means, and the plasma density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 임피던스 조절 수단은, 가변 콘덴서를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.And the impedance adjusting means has a variable capacitor. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 임피던스 조절 수단의 조절 파라미터가 미리 설정되고, 소정의 애플리케이션이 선택된 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 임피던스 조절 수단의 조절 파라미터가 미리 설정된 최적의 값이 되도록 상기 임피던스 조절 수단을 제어하는 제어 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.The adjustment parameter of the impedance adjusting means for obtaining an optimum plasma density distribution for each application is set in advance, and when the predetermined application is selected, the adjustment parameter of the impedance adjusting means corresponding to the application becomes a predetermined optimal value. An inductively coupled plasma processing apparatus further comprising control means for controlling the impedance adjusting means. 피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과,A processing chamber which accommodates a substrate to be processed and performs plasma processing; 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,A mounting table on which a substrate to be processed is mounted in the processing chamber; 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와,A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와,An exhaust system for exhausting the inside of the processing chamber; 상기 처리실의 위쪽에 유전체 부재를 거쳐 배치되고, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내의 주로 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나부와 주로 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나부를 갖는 고주파 안테나와,A high frequency antenna disposed above the processing chamber via a dielectric member and having an outer antenna portion for forming an induction electric field mainly in the outer portion of the processing chamber by supplying high frequency power and an inner antenna portion for forming an induction electric field mainly in the inner portion; 상기 외측 안테나부와 상기 내측 안테나부 중 한쪽에 접속된 가변 콘덴서A variable capacitor connected to one of the outer antenna portion and the inner antenna portion 를 구비하되,Provided with 상기 가변 콘덴서의 용량을 조절함으로써 상기 외측 안테나부를 포함하는 외측 안테나 회로 및 상기 내측 안테나부를 포함하는 내측 안테나 회로 중 어느 하나 의 임피던스를 조정하고, 상기 외측 안테나부 및 상기 내측 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.By adjusting the capacitance of the variable capacitor, the impedance of any one of the outer antenna circuit including the outer antenna unit and the inner antenna circuit including the inner antenna unit is adjusted, and the current values of the outer antenna unit and the inner antenna unit are controlled. And controlling the plasma density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 외측 안테나부는 상기 처리실의 외측 부분에 대응하는 위치에 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지며, 상기 내측 안테나부는 상기 처리실의 내측 부분에 대응하는 위치에 안테나 선을 조밀하게 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.The outer antenna portion is formed by densely placing antenna lines at positions corresponding to the outer portion of the processing chamber, and the inner antenna portion is formed by densely placing antenna lines at positions corresponding to the inner portion of the processing chamber. Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 외측 안테나부 및 상기 내측 안테나부는, 복수의 안테나 선을 갖는 다중 안테나인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.And the outer antenna portion and the inner antenna portion are multiple antennas having a plurality of antenna lines. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 설정되고, 소정의 애플리케이션이 선택된 때에 그 애플리케이 션에 대응하는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 설정된 최적의 값이 되도록 가변 콘덴서의 위치를 제어하는 제어 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.The position of the variable capacitor capable of obtaining an optimal plasma density distribution for each application is preset, and the position of the variable capacitor so that the position of the variable capacitor corresponding to the application becomes a predetermined optimal value when a predetermined application is selected. Inductively coupled plasma processing apparatus further comprising a control means for controlling. 처리실의 내부에 마련된 탑재대에 기판을 탑재하고, 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내에 각각 서로 다른 전계 강도 분포를 갖는 유도 전계를 형성하는 복수의 안테나부를 갖는 고주파 안테나부를 마련하며, 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 또한 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하면서 상기 각 안테나부를 포함하는 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조절하고, 상기 복수의 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.A high frequency antenna having a plurality of antenna units for mounting a substrate on a mounting table provided inside the processing chamber and supplying high frequency power to the outside of the processing chamber via a dielectric member to form induction fields having different electric field intensity distributions in the processing chamber. By providing a processing unit, supplying a processing gas into the processing chamber, and supplying high frequency power to the high frequency antenna, adjusting at least one impedance of the antenna circuit including the respective antenna units, and controlling current values of the plurality of antenna units, Inductively coupled plasma processing method characterized in that for controlling the plasma density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 임피던스가 조정되는 안테나 회로에서, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 임피던스의 조절 파라미터를 미리 구해 두고, 소정의 애플리케이션이 선택된 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 조절 파라미터를 미리 구해진 최적의 값이 되도록 하여 플라즈마 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.In the antenna circuit in which the impedance is adjusted, an impedance adjustment parameter for obtaining an optimum plasma density distribution for each application is obtained in advance, and when a predetermined application is selected, the optimum value obtained in advance for the adjustment parameter corresponding to the application is determined. And inductively coupled plasma treatment. 처리실의 내부에 마련된 탑재대에 기판을 탑재하고, 처리실의 외부에 유전체 부재를 거쳐, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실 내의 주로 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나부와 주로 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나부를 갖는 고주파 안테나를 마련하며, 상기 외측 안테나부를 포함하는 외측 안테나 회로와 상기 내측 안테나부를 포함하는 내측 안테나 회로 중 어느 하나에 가변 콘덴서를 마련하고, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하고, 또한 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하면서, 상기 가변 콘덴서의 용량을 조절함으로써 그 안테나 회로의 임피던스를 조절하며, 상기 외측 안테나부와 상기 내측 안테나부의 전류값을 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 밀도 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.The substrate is mounted on a mounting table provided inside the processing chamber, and a high frequency electric power is supplied to the outside of the processing chamber via a dielectric member to form an induction electric field in the outer antenna portion and mainly in the inner portion which form an induction electric field mainly in the outer portion of the processing chamber. Providing a high frequency antenna having an inner antenna portion to be formed, providing a variable capacitor in any one of an outer antenna circuit including the outer antenna portion and an inner antenna circuit including the inner antenna portion, supplying a processing gas into the processing chamber, Inductive coupling is formed in the processing chamber by adjusting the capacitance of the variable capacitor while supplying high frequency power to the high frequency antenna, controlling the impedance of the antenna circuit, controlling current values of the outer antenna portion and the inner antenna portion. To control the plasma density distribution of the plasma Inductively coupled plasma processing method characterized in that. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 애플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 상기 가변 콘덴서의 위치를 미리 구해 두고, 소정의 애플리케이션이 선택된 때에 그 애플리케이션에 대응하는 상기 가변 콘덴서의 위치가 미리 구해진 최적의 값이 되도록 가변 콘덴서의 위치를 조정하여 플라즈마 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.The positions of the variable capacitors capable of obtaining an optimum plasma density distribution for each application are obtained in advance, and the positions of the variable capacitors are determined so that the positions of the variable capacitors corresponding to the applications become the optimal values obtained in advance when a predetermined application is selected. Inductively coupled plasma processing method characterized by performing a plasma treatment by adjusting. 컴퓨터상에서 동작하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,A computer-readable storage medium storing a control program running on a computer, 상기 제어 프로그램은, 실행시에, 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 방법이 행해지도록 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제어시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.The control program, when executed, controls the inductively coupled plasma processing apparatus such that the method according to any one of claims 8 to 11 is performed.
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