KR20080087738A - Plasma processing apparatus, plasma processing method and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 고주파 전력에 의해 처리 가스를 플라즈마화하여, 그 플라즈마에 의해 기판에 대하여 에칭 등의 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 디바이스나 액정 표시 장치 등의 플랫 패널의 제조 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리 기판에 에칭 처리나 성막 처리 등의 프로세스 처리를 실시하기 위해서, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 플라즈마 처리 장치가 이용된다.In the manufacturing process of flat panels, such as a semiconductor device and a liquid crystal display device, in order to perform process processes, such as an etching process and a film-forming process, to a to-be-processed substrate, such as a semiconductor wafer and a glass substrate, a plasma etching apparatus, a plasma CVD film-forming apparatus, etc. Plasma processing apparatus is used.
플라즈마 처리 장치로서는 일반적으로 평행 평판형의 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 도 11은 이러한 종류의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 등가 회로이며, 처리 용기(11)의 벽부는 고주파에 대하여 인덕턴스 성분으로 된다. 따라서, 처리 용기(11) 내에 플라즈마가 발생하고 있을 때에는 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 사이는 용량 결합되기 때문에, 고주파 전원(14)으로부터의 고주파 전류의 경로는 정합 회로(15)→하부 전극(13)→플라즈마→상부 전극(12)→처리 용기(11)의 벽부→매칭 박스(16)→접지로 된다.In general, a parallel plate type capacitively coupled plasma processing apparatus is used as the plasma processing apparatus. Fig. 11 is an equivalent circuit in this type of plasma processing apparatus, and the wall portion of the
그런데, 처리 대상인 기판 중에서 액정 모니터 등의 플랫 패널용의 유리 기판은 더욱더 대형화되는 경향이 있어, 이것에 따라 처리 용기(11)가 대형화되어 가면, 처리 용기(11)의 인덕턴스 성분이 커지고, 이 때문에 상부 전극(12) 및 하부 전극(13)간의 결합이 약해져, 하부 전극(13)과 처리 용기(11)의 벽부와의 사이에 플라즈마가 발생할(도 11에서 용량 결합으로서 기재하고 있음) 우려가 생긴다. 이러한 플라즈마가 발생하면 처리 용기(11) 내의 플라즈마는 주변으로 편중되게 되어, 이 결과 기판(10)에 대하여 면내 균일성이 높은 처리를 행할 수 없어지는 것이나, 또한 처리 용기(11)의 내벽이나 내부 부품이 손상되거나, 또는 소모가 진행되기 쉬워진다는 문제가 있다.By the way, the glass substrate for flat panels, such as a liquid crystal monitor, tends to become larger in a board | substrate which is a process target, and when the
그래서, 본원의 출원인은, 이러한 문제를 해결하기 위해서 임피던스 조정부를 마련하는 기술을 제안하고 있다(특허 문헌 1). 도 12는 하부 전극을 캐소드 전극으로 한 경우에 있어서, 인덕터(17a) 및 용량 가변 콘덴서(17b)를 포함한 임피던스 조정부(17)를 마련한 플라즈마 에칭 장치(1)를 나타내고 있으며, 고주파의 경로는 고주파 전원(14)→도전로(14A)→정합 회로(15)→하부 전극(13)→플라즈마→상부 전극(12)→도전로(12A)→임피던스 조정부(17)→처리 용기(11)의 벽부→매칭 박스(16)→접지로 된다. 그리고, 특허 문헌 1에서는, 애노드 전극(특허 문헌 1에서는 하부 전극)에 흐르는 전류값이 최대로 되도록 임피던스 조정부(17)의 임피던스값을 조정함으로써, 애노드 전극과 처리 용기 사이의 임피던스값이 최대로 되면 촉 진시켜, 이상 방전을 억제하고 있다. 또 도 12에서는 생략하고 있지만, 하부 전극(13)에 고주파 바이어스를 인가하여, 플라즈마 에칭 처리를 행하는 경우도 있다.Therefore, the applicant of this application proposes the technique of providing an impedance adjustment part in order to solve such a problem (patent document 1). FIG. 12 shows a
그런데 실제의 전류값의 측정은, 도 13에 도시하는 바와 같이 상부 전극(12) 및 용량 가변 콘덴서(17b)와 인덕터(17a)와의 사이에 각각 고(高)전압 측정용의 프로브(18a, 18a)를 접속하고, 이들 프로브(18a, 18a)에 전용의 소프트웨어가 인스톨된 컴퓨터(18)에 접속된 광대역 오실로스코프(18b)를 접속한 뒤에, 소정의 처리 조건을 설정하여 플라즈마를 형성한다. 그리고 장치의 오퍼레이터가 용량 가변 콘덴서(17b)의 정전 용량을 수동으로 변화시키면서, 상기 프로브(18a, 18a), 컴퓨터(18) 및 광대역 오실로스코프(18b)를 이용하여 용량 가변 콘덴서(17b)의 각 위치에서, 고주파 전원(14)의 주파수에 상당하는 전압 파형 데이터를 측정해서, 이 데이터에 근거하여 상부 전극(12)으로 흐르는 전류[I-total]를 연산하고, 또한 형성된 플라즈마를 눈으로 보고, 그 눈으로 보는 것에 의한 방전 상태와 연산된 상기 전류값으로부터 용량 가변 콘덴서(17b)의 정전 용량을 결정하고 있어, 손이 많이 가고 있었다.By the way, as shown in FIG. 13, the actual current value is measured between the
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-340760호 공보 : 단락 0027∼0030, 0058, 0061[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-340760: Paragraphs 0027 to 0030, 0058, and 0061
본 발명은, 이러한 사정에 근거하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 애노드 전극과 처리 용기 사이에 임피던스 조정부를 마련한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 이상 방전을 억제하기 위한 임피던스 조정부의 임피던스 조정을 용이하고 적절히 행할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an impedance adjusting unit provided between an anode electrode and a processing container, whereby impedance adjustment of the impedance adjusting unit for suppressing abnormal discharge can be easily and appropriately performed. Is to provide the technology.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기 내에 당해 처리 용기와는 절연되고, 플라즈마 발생용의 고주파를 출력하는 고주파 전원에 정합 회로를 거쳐서 접속된 캐소드 전극과, 이 캐소드 전극에 대해 대향하여 마련되고, 상기 처리 용기와는 절연체를 거쳐서 절연된 애노드 전극을 구비하되, 상기 캐소드 전극 및 애노드 전극 중의 한쪽의 전극 상에 기판이 탑재되고, 고주파 전력에 의해 처리 가스를 플라즈마화하여 그 플라즈마에 의해 기판에 대해서 플라즈마 처리되는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 플라즈마 발생시에, 기판이 탑재되는 쪽의 전극에 플라즈마 발생용의 고주파의 주파수보다도 낮은 바이어스용의 고주파를 인가하는 바이어스용의 고주파 전원과, 그 일단(一端)측이 상기 애노드 전극에 접속됨과 아울러 타단측이 상기 처리 용기에 접속되고, 캐소드 전극으로부터 플라즈마, 애노드 전극 및 처리 용기의 벽부를 거쳐서 상기 정합 회로의 접지 하우징에 이르기까지의 임피던스값을 제어하기 위한 임피던스 조정부와, 상기 임피던스 조정부의 전압을 측정하는 전압 측정부와, 상기 임피던스 조정부와 전압 측정부 사이에 개재되고, 임피던스 조정부의 전압에서, 플라즈마 발생용의 고주파의 주파수를 f1, 바이어스용의 고주파의 주파수를 f2라고 하면, f1을 통과 대역으로 하고, f1-f2 및 f1+f2를 감쇠 대역으로 하는 밴드패스 필터와, 플라즈마 발생시에 상기 임피던스 조정부의 임피던스값을 변화시키면서 상기 전압 측정부에 의해 측정된 전압값을 취입하고, 이 전압값에 근거하여, 상기 애노드 전극에 유입되는 전류의 값을 연산해서, 이 전류의 값이 최대값 또는 그 근방의 값으로 되도록 상기 임피던스 조정부의 임피던스값을 설정하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus of the present invention is provided with a cathode electrode which is insulated from the processing container in a processing container and connected to a high frequency power source for outputting a high frequency for plasma generation via a matching circuit, facing the cathode electrode, An anode electrode insulated from the processing container via an insulator; a substrate is mounted on one of the cathode electrode and the anode electrode, and plasma treatment of the processing gas is carried out by high-frequency power; A plasma processing apparatus of a parallel plate type plasma processing comprising: a high frequency power source for bias for applying a high frequency wave for bias lower than a high frequency frequency for plasma generation to an electrode on the side where a substrate is mounted during plasma generation; One side is connected to the anode electrode and the other end is An impedance adjusting unit connected to the processing vessel and controlling an impedance value from the cathode electrode to the ground housing of the matching circuit via the plasma, the anode electrode and the wall of the processing vessel, and a voltage measurement for measuring the voltage of the impedance adjusting unit; Interposed between the impedance adjusting unit and the voltage measuring unit. When the frequency of the high frequency for plasma generation is f1 and the frequency of the high frequency for bias is f2 at the voltage of the impedance adjusting unit, f1 is a pass band, and f1 a bandpass filter having -f2 and f1 + f2 as the attenuation bands, and a voltage value measured by the voltage measuring unit while varying the impedance value of the impedance adjusting unit at the time of plasma generation, and based on the voltage value, The value of the current flowing into the anode electrode is calculated so that the value of this current is at or near the maximum value. As such is characterized in that it includes a control unit for setting an impedance value of the impedance adjusting section.
예컨대 상기 임피던스 조정부는 용량 가변 콘덴서를 포함하며, 상기 용량 가변 콘덴서의 정전 용량을 조정하는 트리머 기구를 구동하는 구동 기구가 마련되고, 상기 제어부는 상기 구동 기구를 거쳐서 용량 가변 콘덴서의 용량값을 설정하여, 임피던스 조정부의 임피던스값을 설정하도록 하여도 좋고, 또한 상기 제어부는, 전압 측정부에 의해 측정된 전압값과, 상기 용량 가변 콘덴서의 정전 용량값과, 상기 용량 가변 콘덴서 이외의 임피던스 조정부를 구성하는 소자의 임피던스값과, 상기 애노드 전극을 처리 용기로부터 절연하는 절연체의 절연 용량값에 근거하여 상기 애노드 전류에 유입되는 전류의 값을 연산하도록 구성되어도 좋다.For example, the impedance adjusting unit includes a variable capacitance capacitor, and a driving mechanism for driving a trimmer mechanism for adjusting the capacitance of the variable capacitance capacitor is provided, and the control unit sets the capacitance value of the variable capacitance capacitor via the driving mechanism. The impedance adjusting unit may set an impedance value of the impedance adjusting unit, and the control unit may constitute an impedance adjusting unit other than the voltage value measured by the voltage measuring unit, the capacitance value of the variable capacitance capacitor, and the capacitance variable capacitor. The value of the current flowing into the anode current may be calculated based on the impedance value of the element and the insulation capacitance value of the insulator insulating the anode electrode from the processing vessel.
상기 제어부는, 예컨대 상기 용량 가변 콘덴서의 정전 용량값이 순차적으로 커지도록 상기 구동 기구를 제어하여, 상기 애노드 전극에 유입되는 전류값이 낮아지기 시작한 때에 상기 구동 기구를 정지함으로써 상기 용량 가변 콘덴서의 용량값을 설정한다. 또한, 상기 임피던스 조정부는 상기 용량 가변 콘덴서를 포함하는 제 1 소자부와, 콘덴서 또는 인덕터로 이루어지는 제 2 소자부와의 직렬 회로로 이루어지며, 상기 전압 측정부는 상기 제 1 소자부의 양단 전압 또는 제 2 소자부의 양단 전압을 측정하도록 하여도 좋고, 또 상기 임피던스 조정부는 애노드 전극의 면 방향으로 복수 마련되어 있고, 상기 제어부는, 1개의 임피던스 조정부의 용량 가변 콘덴서에 대하여 용량값을 설정하거나, 또는 2개 이상의 임피던스 조정부의 용량 가변 콘덴서에 대하여 용량값을 동시에 설정하도록 하여도 좋다. 또한, 예컨대 플라즈마 처리를 행할 때의 처리 조건과, 그 처리 조건에서 결정된 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치가 기억되는 기억부가 마련되고, 상기 제어부는 기판에 플라즈마 처리를 행할 때에는 그 처리 조건에 대응하는 트리머 위치를 기억부로부터 판독하여 구동 기구를 제어하여도 좋다.The control unit controls the drive mechanism such that, for example, the capacitance value of the variable capacitance capacitor is sequentially increased, and stops the drive mechanism when the current value flowing into the anode electrode starts to decrease, thereby causing the capacitance value of the variable capacitor. Set. The impedance adjusting unit may include a series circuit between a first element unit including the capacitive variable capacitor and a second element unit including a capacitor or an inductor, and the voltage measuring unit includes a voltage at both ends of the first element unit, or a second circuit. The voltage at both ends of the element portion may be measured, and a plurality of impedance adjusting portions are provided in the plane direction of the anode electrode, and the control portion sets capacitance values for the capacitance variable capacitor of one impedance adjusting portion, or two or more. The capacitance value may be set simultaneously for the capacitance variable capacitor of the impedance adjusting unit. Further, for example, a storage unit for storing the processing conditions when performing plasma processing and the trimmer position of the capacitive variable capacitor determined in the processing conditions is provided, and the control unit positions the trimmer position corresponding to the processing conditions when performing plasma processing on the substrate. May be read from the storage to control the drive mechanism.
본 발명의 플라즈마 처리 방법은, 처리 용기 내에 당해 처리 용기와는 절연되고, 플라즈마 발생용의 고주파를 출력하는 고주파 전원에 정합 회로를 거쳐서 접속된 캐소드 전극과, 이 캐소드 전극에 대해 대향하여 마련되고, 상기 처리 용기와는 절연체를 거쳐서 절연된 애노드 전극과, 그 일단측이 상기 애노드 전극에 접속됨과 아울러 타단측이 상기 처리 용기에 접속되고, 캐소드 전극으로부터 플라즈마, 애노드 전극 및 처리 용기의 벽부를 거쳐서 상기 정합 회로의 접지 하우징에 이르기까지의 임피던스값을 제어하기 위한 임피던스 조정부를 구비한 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 처리 용기 내에서 고주파 전력에 의해 처리 가스를 플라즈마화하여, 그 플라즈마에 의해 캐소드 전극 및 애노드 전극의 한쪽에 탑재된 기판에 대해서 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 캐소드 전극 및 애노드 전극 사이에 플라즈마 발생용의 고주파를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 공정과, 이 공정시에, 기판이 탑재되어 있는 전극에 플라즈마 발생용의 고주파의 주파수보다도 낮은 바이어스용의 고주파를 인가하는 공정과, 플라즈마 발생용의 고주파의 주파수를 f1, 바이어스용의 고주파의 주파수를 f2라고 하면, 상기 임피던스 조정부와, 당해 임피던스 조정부의 전압을 측정하기 위한 전압 측정부와의 사이에 개재되는 밴드패스 필터에 의해, 임피던스 조정부의 전압 중 f1의 전압을 통과시켜, f1-f2 이하의 주파수 성분의 전압 및 f1+f2 이상의 고주파 성분의 전압을 억압하는 공정과, 플라즈마 발생시에 제어부에 의해 임피던스 조정부의 임피던스값을 변화시키면서, 상기 전압 측정부에 의해 측정된 전압값을 취입하는 공정과, 이 공정에서 취입한 전압값에 근거하여, 상기 애노드 전극에 유입되는 전류의 값을 연산하는 공정과, 이 공정에서 연산된 전류의 값이 최대값 또는 그 근방의 값으로 되도록 상기 임피던스 조정부의 임피던스값을 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The plasma processing method of the present invention is provided so as to face the cathode and the cathode which are insulated from the processing container and connected to a high frequency power source for outputting high frequency for plasma generation via a matching circuit, An anode insulated from the processing container via an insulator; one end thereof is connected to the anode electrode, and the other end thereof is connected to the processing container; and from the cathode electrode through the plasma, the anode electrode, and the wall of the processing container, Using a plasma processing apparatus equipped with an impedance adjusting unit for controlling the impedance value up to the ground housing of the matching circuit, plasma treatment of the processing gas by high-frequency power in the processing vessel, and the cathode and the anode by the plasma To process the substrate mounted on one side of the electrode In the plasma processing method, a step of generating a plasma by applying a high frequency for plasma generation between the cathode electrode and the anode electrode, and at this step, lower than the frequency of the high frequency for plasma generation to the electrode on which the substrate is mounted If the step of applying a high frequency for bias, the frequency of the high frequency for plasma generation f1 and the frequency of the high frequency for bias is f2, the impedance adjusting unit and the voltage measuring unit for measuring the voltage of the impedance adjusting unit A step of passing a voltage of f1 among the voltages of the impedance adjusting unit by a band pass filter interposed therebetween to suppress the voltage of the frequency component of f1-f2 or less and the voltage of the high frequency component of f1 + f2 or more, Side by the voltage measuring section while changing the impedance value of the impedance adjusting section by A step of taking in the calculated voltage value, a step of calculating the value of the current flowing into the anode electrode based on the voltage value taken in this step, and a value of the current calculated in this step is the maximum value or the vicinity thereof. And setting the impedance value of the impedance adjusting unit to be a value.
상기 임피던스 조정부는, 구동 기구를 거쳐서 그 정전 용량이 조정되는 용량 가변 콘덴서를 구비하고, 상기 용량 가변 콘덴서의 용량값이 순차적으로 커지도록 상기 구동 기구를 제어하는 공정을 포함하며, 상기 용량 가변 콘덴서의 용량값의 설정은 상기 애노드 전극에 유입되는 전류값이 낮아지기 시작한 때에 상기 구동 기구를 정지하여 실행하도록 하여도 좋고, 또한, 상기 애노드 전극에 유입되는 전류의 값을 연산하는 공정은, 전압 측정부에 의해 측정된 전압값과, 상기 용량 가변 콘덴서의 정전 용량값과, 상기 용량 가변 콘덴서 이외의 임피던스 조정부를 구성하는 소자의 임피던스값과, 상기 애노드 전극을 처리 용기로부터 절연하는 절연체의 절연 용량값에 근거하여 행하여지도록 하여도 좋다.The impedance adjusting unit includes a capacitive variable capacitor whose capacitance is adjusted via a driving mechanism, and includes a step of controlling the driving mechanism so that the capacitance value of the capacitive variable capacitor is sequentially increased. The setting of the capacitance value may be performed by stopping the drive mechanism when the current value flowing into the anode electrode begins to decrease, and the step of calculating the value of the current flowing into the anode electrode may include: Based on the measured voltage value, the capacitance value of the capacitive variable capacitor, the impedance value of the elements constituting the impedance adjusting unit other than the capacitive variable capacitor, and the insulation capacitance value of the insulator insulating the anode electrode from the processing container. May be performed.
또한, 본 발명의 기억 매체는, 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 이용되고, 컴퓨터 상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기 억 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 상술한 플라즈마 처리 방법을 실시하도록 스텝 그룹이 편성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the storage medium of the present invention is used in a plasma processing apparatus that performs a plasma processing on a substrate, and is a storage medium storing a computer program running on a computer, wherein the computer program is configured to perform the above-described plasma processing method. The group is organized.
본 발명의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제어부에 의해 임피던스 조정부의 임피던스값을 변화시키면서, 임피던스 조정부의 전압을 밴드패스 필터를 거쳐서 측정하고, 그 측정 전압을 취입하여, 임피던스 조정부가 적절한 임피던스값을 설정하고 있기 때문에, 자동으로 임피던스값의 적정 포인트를 취득할 수 있음과 아울러, 기판측에 인가하는 고주파 바이어스에 영향받지 않고, 적절한 임피던스 조정을 행할 수 있어, 양호한 플라즈마 처리를 실현할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the present invention, the voltage of the impedance adjusting unit is measured through a bandpass filter while changing the impedance value of the impedance adjusting unit by the control unit, the measured voltage is taken in, and the impedance adjusting unit sets an appropriate impedance value. Therefore, an appropriate point of the impedance value can be obtained automatically, and appropriate impedance adjustment can be performed without being influenced by the high frequency bias applied to the substrate side, so that good plasma processing can be realized.
또한, 예컨대 상기 임피던스 조정부를, 상기 용량 가변 콘덴서를 포함하는 제 1 소자부와, 콘덴서 또는 인덕터로 이루어지는 제 2 소자부와의 직렬 회로에 의해 구성하고, 이들 소자부의 한쪽의 전압을 측정함으로써, 임피던스 조정부와 절연체의 병렬 회로 전체의 전압을 측정하는 경우에 비해서, 병렬 공진 등의 영향으로 전압이 크게 변동하는 것을 회피할 수 있기 때문에, 보다 적절한 임피던스 조정을 행할 수 있다.Further, for example, the impedance adjusting unit is constituted by a series circuit of a first element portion including the capacitive variable capacitor and a second element portion formed of a capacitor or an inductor, and the impedance is measured by measuring the voltage of one of these element portions. Compared with the case of measuring the voltage of the entire parallel circuit of the adjusting unit and the insulator, since the voltage can be largely prevented from being affected by the parallel resonance, more appropriate impedance adjustment can be performed.
본 발명의 플라즈마 처리 장치를, 액정 모니터용의 유리 기판(10)을 에칭하는 장치에 적용한 실시예에 대하여 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 플라즈마 에 칭 장치(2)는 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각통(角筒) 형상의 처리 용기(20)를 구비하고 있다. 이 처리 용기(20)의 중앙 하부에는 하부 전극(31)이 마련되어 있고, 하부 전극(31)은 도시하지 않은 반송 수단에 의해 처리 용기(20) 내로 반송된 기판(10)을 탑재하는 탑재대를 겸용하고 있다. 이 하부 전극(31)의 하부에는 후술하는 매칭 박스(matching box)의 개구(開口) 둘레를 따라 절연체(32)가 마련되어 있다. 이 절연체(32)에 의해 하부 전극(3l)은 처리 용기(20)로부터 전기적으로 충분히 플로팅된 상태로 되어 있다. 절연체(32)의 하부에는 지지부(33)를 거쳐서 처리 용기(20)의 바닥벽에 형성된 개구부(21)를 관통하여, 아래쪽으로 연장되는 매칭 박스(34)가 마련되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The Example which applied the plasma processing apparatus of this invention to the apparatus which etches the
매칭 박스(34)의 상부 및 하부는 개구되어 있고, 또한 그 내부에는 정합 회로(35)가 마련되어 있다. 상기 하부 전극(31)에는 도전로(36)의 일단이 접속되고, 도전로(36)의 타단은 분기되어 있으며, 그 한쪽은 정합 회로(35)를 거쳐서 매칭 박스(34)의 외부에 마련된, 플라즈마 형성용의 13.56㎒의 고주파 전원(37)에 접속되고, 그 다른쪽은 정합 회로(38)를 거쳐서 매칭 박스(34)의 외부에 마련된, 바이어스 인가용의 3.2㎒의 고주파 전원(39)에 접속되어 있다. 또한, 매칭 박스(34)의 하부는 분기한 도전로(36)와 함께 동축 케이블(3A, 3A)을 구성하는 외층부(3B, 3B)로서 신장되어 있고, 각 외층부(3B)는 접지되어 있다. 이와 같이 매칭 박스(34)는 정합 회로(35, 38)의 접지 하우징으로서 구성되어 있다.Upper and lower portions of the matching
또한, 처리 용기(20)의 측벽에는 배기로(22)가 접속되고, 이 배기로(22)에는 진공 배기 수단(23)이 접속되어 있다. 또, 처리 용기(20)의 측벽에는, 기판(10)의 반송구(24)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(25)가 마련되어 있다.In addition, an
하부 전극(31)의 위쪽에는, 당해 하부 전극(31)과 대향하도록 가스 공급부인 가스 샤워 헤드를 겸용하는 상부 전극(41)이 마련되어 있고, 이 플라즈마 에칭 장치(2)에서는 하부 전극(31), 상부 전극(41)이 각기 캐소드 전극 및 애노드 전극에 상당한다. 또한, 상부 전극(41)은, 처리 용기(20)의 상측에 마련된 개구부(26)의 개구 둘레를 따라 마련된 절연체(42)를 거쳐서 처리 용기(20)의 천장부에 접속되어 있고, 이 절연체(42)에 의해 상부 전극(41)은 처리 용기(20)로부터 전기적으로 충분히 플로팅된 상태로 되어 있다. 가스 공급로(43)를 거쳐서 처리 가스 공급부(44)에 접속됨과 아울러 가스 공급로(43)로부터 공급된 처리 가스를 다수의 가스 구멍(45)으로부터 처리 용기(20) 내로 공급하도록 구성되어 있다.The
처리 용기(20) 상에는, 개구부(26)를 덮도록, 상측이 막힌 커버 부재(46)가 마련되어 있고, 상부 전극(41), 커버 부재(46)에는 도전로(51)의 일단, 타단이 각기 접속되어 있다. 도전로(51)에는 서로 직렬로 접속된 제 1 소자부인 용량 가변 콘덴서(53)와 제 2 소자부인 인덕터(52)에 의해 구성되는 임피던스 조정부(5)가 그 사이에 마련되어 있고, 용량 가변 콘덴서(53)는 커버 부재(46)측에, 인덕터(52)는 상부 전극(41)측에, 각기 마련되어 있다. 용량 가변 콘덴서(53)는 트리머 기구를 구비하고, 그 트리머 위치를 조정함으로써 그 정전 용량이 변화된다. 용량 가변 콘덴서(53)와 인덕터(52)의 접속점과 접지 사이에는 도전로(54), 밴드패스 필터(56) 및 전압 측정부(57)가 접속되어 있다.On the
여기서 상기 임피던스 조정부(5)에는 플라즈마 발생용의 13.56㎒의 바이어스 용의 3.2㎒의 고주파가 흐르기 때문에, 용량 가변 콘덴서(53)의 전압(상기 접속점의 전위)에는, 13.56㎒의 전압 외에 양자의 주파수의 합인 16.76(13.56+3.2)㎒의 전압과 양자의 주파수의 차인 10.36(13.56-3.2)㎒의 전압이 나타난다. 이 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이 밴드패스 필터(56)는 13.53㎒를 통과 대역으로 하고, 16.76㎒ 이상 및 10.36㎒ 이하를 감쇠 대역으로 한다. 즉 13.56㎒로 큰 Q값을 갖는 구성으로 되어 있다.Here, since the high frequency of 3.2 MHz for the 13.56 MHz bias for plasma generation flows into the said
전압 측정부(57)는 용량 가변 콘덴서(53)의 전압을 측정하고, 그 전압 측정값을 후술하는 제어부(6)에 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 기구는 구동 기구인 모터(58)에 의해 구동되게 되어 있으며, 제어부(6)가 모터(58)를 구동 제어함으로써, 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치가 조작되어, 그 정전 용량이 조정된다.The
도 3은 플라즈마 에칭 장치(2)를 모식적으로 나타낸 것으로, 이 도면도 참조하면서 설명한다. 또 도 3에는 편의상 바이어스용의 고주파 전원(39)은 도시하지 않고 있다. 고주파 전원(37)이 온으로 되면, 고주파 전원(37)→정합 회로(35)→하부 전극(31)→플라즈마→상부 전극(41)의 경로로 고주파 전류가 흐른다. 상부 전극(41)에 흐른 고주파 전류는, 주로 임피던스 조정부(5)→처리 용기(20)의 경로로 흐르지만, 일부는 절연체(42)→처리 용기(20)의 경로로 흐른다. 그리고 처리 용기(20)에 흐른 고주파 전류는 접지 하우징인 매칭 박스(34)→동축 케이블(3A)의 외층부(3B)→접지의 경로로 고주파 전류가 흐르게 되지만, 배경기술의 란에서 기재한 바와 같이, 하부 전극(31)으로부터 플라즈마를 거쳐서 처리 용기(20)의 벽부로와 이상한 경로로 고주파 전류가 흐를 우려가 있기 때문에, 상부 전극(41)으로부터 처리 용기(20)의 상부에 이르기까지의 경로(복귀 경로)의 임피던스값을 임피던스 조정부(5)에 의해 조정하도록 하고 있다.3 schematically shows the
도 3에 있어서 [Co]로 나타내고 있는 용량은 처리 용기(20)와 상부 전극(41) 사이에 개재되는 절연체(42)의 절연 용량에 상당한다. 또한, 도면 중 [ICo]는 절연체(42)에 흐르는 전류, [Cs]는 용량 가변 콘덴서(53)의 정전 용량, [ICs]는 임피던스 조정부(5)에 흐르는 전류, [VCs]는 전압 측정부(57)에 의해 측정되는 용량 가변 콘덴서(53)의 양단 전압, [I-total]은 하부 전극(31)으로부터 상부 전극(41)으로 흐르는 전류, [Ls]는 인덕터(52)의 인덕턴스를 각기 나타내고 있다.In FIG. 3, the capacitance indicated by [Co] corresponds to the insulation capacity of the
상기 상부 전극(41)에 흐르는 전류 [I-total]이 최대로 될 때에 상술한 하부 전극(31)→플라즈마→처리 용기(20)의 경로를 흐르는 고주파가 가장 적어지기 때문에, 후술하는 처리에 있어서는 용량 가변 콘덴서(53)의 위치를 변경하여, 그 정전 용량 Cs를 변화시킴으로써 임피던스 조정부(5)의 임피던스값을 변화시켜, 이와 같이 [I-total]이 최대로 되는 용량 가변 콘덴서(53)의 위치를 결정한다.When the current [I-total] flowing in the
계속해서 제어부(6)의 구성에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다. 제어부(6)는 예컨대 컴퓨터에 의해 구성되어 있으며, 입력 화면(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 이 입력 화면은 가스종, 처리 용기(20) 내의 압력, 고주파 전원(37)의 전력 등의 처리 조건을 임의로 입력하여 설정할 수 있도록 구성됨과 아울러 임피던스 조정부(5)의 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치를 결정하는 임피던스 설정 모드 또는 기판에 플라즈마 에칭 처리를 행하는 기판 처리 모드를 선택할 수 있도록 구성되어 있다. (61)은 버스이다. 또한, 버스(61)에는 프로그램 저장부(62)에 저장된, 후술하는 작용을 실행하기 위한 프로그램(63), 상부 전극(41)에 흐르는 전류 [I-total]을 연산하는 워크 메모리(64)가 접속되어 있다. 또한 버스(61)에는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치와 그 정전 용량 [Cs]를 대응화한 테이블(65), 상기 전류 [I-total]과 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치와의 관계를 취득한 데이터(66) 및 처리 조건과 최적 트리머 위치를 대응화한 테이블(67)을 기억하는 메모리가 접속되어 있지만, 편의상 도 4에서는 테이블(65), 데이터(66) 및 테이블(67)을 도시하고 있다.Next, the structure of the
프로그램(63)은, 후술하는 처리를 실행하여, [I-total]이 최대값 또는 최대값 부근으로 되는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치를 결정할 수 있도록 스텝 그룹이 편성되어 있고, 상기 프로그램(63)은, 예컨대 플렉서블 디스크, 콤팩트디스크, MO(광자기디스크) 등에 의해 구성되는 기억 매체로부터 제어부(6)에 인스톨되어, 프로그램 저장부(62)에 저장된다.In the
워크 메모리(64)에서는 각종의 연산이 행하여지고, 상기 [Co] 및 [Ls]의 값이 미리 기억되어 있고, 이들의 값과 전압 측정부(57)로부터 출력되는 [VCs]의 값과, 그 [VCs]가 얻어졌을 때의 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치에 대응하는 [Cs]의 값으로부터 [I-total]의 값이 연산된다.Various operations are performed in the
테이블(65)에는, 미리 설정된 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 소정의 각 위치와 그 각 위치에 있어서의 용량 가변 콘덴서(53)의 정전 용량 [Cs]의 값이 기억되어 있다. 또, 트리머 위치란, 상세하게는 예컨대 모터(58)에 연결된 인코더의 펄스 수이다. 데이터(66)는, 용량 가변 콘덴서(53)의 각 트리머 위치와, 용량 가변 콘덴서(53)의 각 트리머 위치에서 연산된 [I-total]과의 관계를 나타내는 데이터이며, 후술하는 바와 같이 용량 가변 콘덴서(53)의 각 트리머 위치에서 [I-total]이 연산되면, 그 연산 결과가 트리머 위치에 대응화되어 기억된다. 이 데이터는 실질적으로 도 4에 나타내는 그래프로서 파악된다. 또한 이 데이터(66), 테이블(65, 67)은 예컨대 상기 입력 화면에 표시되게 되어 있다. 테이블(67)은, 설정된 처리 조건과 그 처리 조건에서 연산된 [I-total]이 최대로 되는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 최적 위치가 기입되고, 기억되게 되어 있다.In the table 65, predetermined predetermined positions of the trimmer of the capacitive
이하에 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 최적 위치가 구해지는 순서에 대하여 도 5에 나타내는 플로우를 참조하면서 설명한다.The procedure for obtaining the optimum position of the trimmer of the capacitive
(단계 S1)(Step S1)
오퍼레이터가 입력 화면으로부터 가스종, 처리 용기(20) 내의 압력, 고주파 전원(37)의 전력 등의 처리 조건을 입력 화면으로부터 입력하면, 제어부(6)가 테이블(65)로부터 예컨대 그 정전 용량 [Cs]가 최소로 되는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치를 판독하여, 모터(58)를 거쳐서 용량 가변 콘덴서(53)의 [Cs]가 최소로 되는 위치로 조정된다.When the operator inputs processing conditions such as gas species, pressure in the
(단계 S2)(Step S2)
계속해서 설정한 가스가 상부 전극(41)으로부터 처리 용기(20) 내로 공급됨과 아울러 처리 용기(20) 내가 진공 흡인되어, 설정한 압력으로 된다. 그런 후, 고주파 전원(37)이 온으로 되어, 설정한 전력의 고주파가 하부 전극(31)에 공급되 어, 하부 전극(31)과 상부 전극(41) 사이에 플라즈마가 형성되어, 고주파 전류가 기술한 바와 같이 임피던스 조정부(5)를 거쳐서 처리 용기(20)로 흐른다.Subsequently, the set gas is supplied from the
(단계 S3)(Step S3)
전압 측정부(57)에 의해 용량 가변 콘덴서(53)를 흐르는 전류의 전압 [VCs]가 측정되고, 제어부(6)는 그 전압 측정값 [VCs]를 워크 메모리(64)에 기입함과 아울러 테이블(65)로부터 상기 [Cs]의 값을 판독하여, 이들 [VCs] 및 [Cs]에 근거해서 임피던스 조정부(5)에 흐르는 전류의 값 [ICs]를 연산한다.The
(단계 S4)(Step S4)
그 후, 제어부(6)는 연산된 [ICs]로부터 임피던스 조정부(5)가 접속된 상부 전극(41)의 전위 [VCo]의 값을 연산하여, 이 [VCo]와 미리 입력되어 있는 절연체(42)의 절연 용량 [Co]의 값으로부터, 절연체(42)에 흐르는 전류 [ICo]의 값을 연산한다.Then, the
(단계 S5)(Step S5)
또한, 제어부(6)는 [ICs]+[IC0]을 연산하여, [I-total]의 값을 산출하고, 그 산출된 [I-total]과 트리머 위치를 대응화하여 기억한다. 이 공정은 데이터(66)로서 나타내는 그래프에 플롯하는 것에 상당한다.The
(단계 S6)(Step S6)
플롯 종료 후, 제어부(6)는, 테이블(65)로부터 현재의 [Cs]보다도 1단 큰 [Cs]의 값, 이 단계에서는 2번째로 큰 [Cs]의 값에 대응하는 트리머 위치를 판독하여, 그 위치에 용량 가변 콘덴서(53)를 세트한다. 이후는 단계 S3 내지 단계 S6이 실시된다. 또 실제로는 경험 등에 의해 미리 [Cs]의 대강의 적정값을 파악할 수 있기 때문에, [Cs]의 최소값보다는 큰 [Cs]에 상당하는 트리머 위치로부터 시작되도록 하여도 좋다.After the end of the plot, the
(단계 S7)(Step S7)
상기 단계 S3 내지 단계 S7이 반복되고, 테이블(65)에 설정된 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치에 대하여 순차적으로 [I-total]이 측정되어, 양자의 관계 데이터인 그래프가 그려진다. 그리고, 신규로 연산된 [I-total]의 값이 하나 전의 타이밍에서 연산된 [I-total]의 값보다도 낮게 되면, 트리머 위치의 변경 작업은 그 시점에서 중지되고, 그 시점의 트리머 위치를 최적 위치로 하여, 그 최적 위치와 최초로 입력된 처리 조건이 테이블(67)에 기억되어, 예컨대 입력 화면에 그 내용이 표시된다.Steps S3 to S7 are repeated, [I-total] is sequentially measured with respect to the trimmer position of the capacitive
그리고, 오퍼레이터가 먼저 입력한 처리 조건과는 다른 처리 조건을 입력 화면에 입력하면, 마찬가지로 상기 단계 S1∼S7이 진행되어, 테이블(67)에는 그 처리 조건과 그 처리 조건에 대응하는 용량 가변 콘덴서(53)의 최적 위치가 더 기억된다.When the operator inputs a processing condition different from the processing condition input by the operator on the input screen, the steps S1 to S7 are similarly performed, and the table 67 shows the processing variable and the capacitance variable capacitor corresponding to the processing condition. 53) is optimally stored.
계속해서 기판(10)에 플라즈마 에칭 처리를 행하는 순서에 대하여 설명한다. 오퍼레이터가 입력 화면으로부터 기판 처리 모드를 선택하여, 처리 조건을 설정하면, 제어부(6)는 테이블(67)로부터 그 처리 조건에 대응하는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 최적 위치를 판독해서, 용량 가변 콘덴서(53)를 그 최적 위치로 세트한다.Next, the procedure of performing a plasma etching process on the board |
계속해서 처리 용기(20) 내에 기판(10)이 반입되어, 하부 전극(31)에 탑재되고, 설정한 처리 조건에 대응하도록 처리 용기 내가 소정의 압력으로 진공 흡인됨과 아울러 상부 전극(41)으로부터 처리 용기(20) 내로 가스가 공급된다. 그 후 고주파 전원(37, 39)이 온이 되어, 설정된 전력값으로 고주파 전원(37)으로부터 처리 용기(20) 내로 고주파가 도입되어, 하부 전극(31)과 상부 전극(41) 사이에 플라즈마가 형성됨과 아울러 기판(10)에 바이어스가 인가되어 기판(10)이 에칭 처리된다. 예컨대 플라즈마가 형성되고 나서 소정 시간 경과 후에 고주파 전원(37, 39)이 오프가 됨과 아울러 처리 용기(20) 내로의 가스 공급이 정지되어, 에칭 처리가 종료하고, 처리 용기(20) 내가 소정의 압력으로 된다.Subsequently, the
이 플라즈마 에칭 장치(2)에 의하면, 상부 전극(41)과 처리 용기(20) 사이에 마련되는 임피던스 조정부(5)에 포함되는 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치를 변경하면서 용량 가변 콘덴서(53)의 전압을 밴드패스 필터(56)를 거쳐서 측정하고, 그 측정 전압에 근거하여 용량 가변 콘덴서(53)의 적절한 트리머 위치를 설정하고 있기 때문에, 자동으로 임피던스값의 적정 포인트를 취득할 수 있음과 아울러, 바이어스용의 고주파에 영향받지 않고, 적절한 임피던스 조정을 행할 수 있어, 이 임피던스 조정에 소요되는 시간을 억제하여, 양호한 플라즈마 처리를 실현할 수 있다.According to the
또한, 상기 임피던스 조정부(5)를 용량 가변 콘덴서(53)와 인덕터(52)로 이루어지는 직열 회로에 의해 구성하고, 상기 용량 가변 콘덴서(53)의 전압을 측정함으로써, 임피던스 조정부(5)와 절연체(42)의 병렬 회로 전체의 전압을 측정하는 경 우에 비하여, 병렬 공진이나 병렬 회로의 임피던스값이 영(zero)으로 되는 것에 의한 전압의 큰 변동이 회피되기 때문에, 보다 적절한 임피던스 조정을 행할 수 있다.In addition, the
상부 전극(41)에 흐르는 전류 [I-total]이 최대값을 넘어 감소해 가는 영역에서는 이상 방전이 일어나기 쉽지만, 상기한 실시예에서는 전류 [I-total]이 감소한 시점에서, 그 처리 조건에서의 정전 용량의 변경을 정지하고 있기 때문에, 이상 방전에 의한 처리 용기(20)의 내벽이나 내부 부품의 손상을 방지할 수 있다.In the region where the current [I-total] flowing through the
또한, 제어부(6)의 테이블(67)에 처리 조건과, 그 처리 조건에 대응하는 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치가 기억되고, 기판의 플라즈마 처리시에는 그 트리머 위치가 자동으로 판독되어, 당해 위치에 용량 가변 콘덴서(53)가 세트되어 처리가 행하여지기 때문에, 오퍼레이터의 시간을 생략할 수 있다.In addition, the processing conditions and the trimmer positions of the capacitive variable capacitors corresponding to the processing conditions are stored in the table 67 of the
도 6은 임피던스 조정부(5)의 변형예인 임피던스 조정부(8)를 나타낸 것이며, 이 임피던스 조정부(8)에 있어서는 인덕터(52)와 용량 가변 콘덴서(53)가 반대로 마련되어 있다. 그리고, 전압 측정부(57)는 인덕터(52)의 전압 [VCc]를 측정하고, 상기 연산에서 [VCs] 대신에 [VCc]를 이용하여 [I-total]이 연산되도록 되어 있다. 여기서, 인덕터(52)는 특허청구범위에서 말하는 제 2 소자부에 상당하지만, 인덕터라는 파트를 마련하지 않는 경우에도, 임피던스 조정부(5)를 접속 동판(銅版)을 거쳐서 처리 용기에 설치하는 경우에는, 이 접속 동판이 인덕터를 이루는 제 2 소자부에 상당하는 것이 된다.FIG. 6 shows an impedance adjusting section 8 which is a modification of the
또한, 임피던스 조정부(5)는 복수 설치되더라도 좋다. 이 경우, 각 임피던 스 조정부(5)의 용량 가변 콘덴서(53)의 정전 용량 [Cs]가 동시에 동일한 값으로 되도록 동작하면서, 그 중의 하나의 가변 용량 콘덴서의 전압을 이전의 실시예와 동일하게 측정하고, 마찬가지로 그 측정값에 근거하여 최적의 트리머 위치를 구하도록 하여도 좋다. 또는 1개의 용량 가변 콘덴서(53)의 [Cs]만을 조정하고, 그 이외의 [Cs]는 고정해 두고, 당해 1개의 용량 가변 콘덴서(53)의 전압에 근거하여, 마찬가지로 최적의 트리머 위치를 설정하도록 하더라도 좋다.In addition, a plurality of
또한, 각 고주파 전원(37, 39)과 임피던스 조정부(5)는 상하 반대로 마련되어 있어도 좋고, 즉 처리 용기(20)와 하부 전극(31) 사이에 임피던스 조정부(5)가 마련되고, 상부 전극(41)에 고주파 전원(37, 39)이 접속되더라도 좋다.In addition, each of the high
(평가 시험 1-1)(Evaluation test 1-1)
평가 시험 1-1로서, 우선 상술한 플라즈마 에칭 장치(2)를 이용하여, [I-total]과 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치와의 관계를 조사하여, 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 최적 위치를 검출했다. 상부 전극(41)으로부터 처리 용기(20) 내로 공급하는 처리 가스로서는 Cl2/SF6을 이용하였다. 단 이 평가 시험 1에서 이용한 플라즈마 에칭 장치(2)에 밴드패스 필터(56)를 마련하지 않고, 또한 고주파 전원(39)으로부터의 바이어스용의 고주파를 인가하고 있지 않다. 또 도 7(a)는 미리 측정한, 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치를 변경했을 때의 각 위치에 있어서의 임피던스 조정부(5)의 임피던스값을 나타내고 있다.As the evaluation test 1-1, first, the relationship between [I-total] and the trimmer position of the capacitive
(평가 시험 1-2)(Evaluation examination 1-2)
또한, 평가 시험 1-2로서 배경기술의 란에서 나타낸 플라즈마 에칭 장치(1) 및 프로브(18a), 오실로스코프(18b) 및 컴퓨터(18)를 이용한 종래 방법으로, [I-total]과 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치와의 관계를 조사함과 아울러 형성된 플라즈마의 상태를 눈으로 확인하였다. 각 처리 조건은 평가 시험 1-1과 마찬가지로 설정하고 있으며, 이 평가 시험 1-2에서도 바이어스용의 고주파는 인가하고 있지 않다.In addition, in the conventional method using the
도 7(b)의 그래프는 평가 시험 1-1의 결과를, 도 7(c)의 그래프는 평가 시험 1-2의 결과를 각기 나타내고 있으며, 또한 하기의 표 1은 평가 시험 1-2에서 용량 가변 콘덴서의 각 위치와 눈에 의해 확인된 플라즈마의 상태와의 관계를 나타내고 있다. 도 7(b)의 그래프로부터 플라즈마 에칭 장치(2)에서 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머 위치가 70% 부근일 때에 가장 [I-total]이 높아진 것을 알 수 있다. 또한 도 7(c)의 그래프로부터, 종래 방법에 있어서도 트리머 위치가 70% 부근일 때에 가장 [I-total]이 높아져 있다는 것을 알 수 있고, 그리고 표 1에 나타낸 바와 같이 플라즈마의 상태는 70%일 때에 가장 양호했다. 이것으로부터 플라즈마 에칭 장치(2)에 있어서, 용량 가변 콘덴서(53)의 트리머의 최적 위치는 적절히 검출되고 있다는 것이 확인되어, 본 발명에 의해서 임피던스 조정부(5)의 임피던스값을 최적으로 설정할 수 있다는 것이 뒷받침되었다.The graph of Fig. 7 (b) shows the results of the evaluation test 1-1, and the graph of Fig. 7 (c) shows the results of the evaluation test 1-2, and Table 1 below shows the doses in the evaluation test 1-2. The relationship between each position of the variable capacitor and the state of the plasma confirmed by the eye is shown. It can be seen from the graph of FIG. 7B that the most [I-total] becomes higher when the trimmer position of the capacitive
(평가 시험 2-1)(Evaluation test 2-1)
계속해서 처리 용기(20) 내에 공급하는 가스를 Cl2/SF6으로부터 O2 가스로 변경한 외에는 평가 시험 1-1과 마찬가지로 플라즈마 에칭 장치(2)를 이용하여 용량 가변 콘덴서(53)의 각 트리머 위치에 있어서의 [I-total]을 측정했다. 또 각 위치에 있어서의 임피던스 조정부(5)의 임피던스값은 평가 시험 1-1과 마찬가지이다.Subsequently, except for changing the gas supplied into the
(평가 시험 2-2)(Evaluation test 2-2)
또한, 평가 시험 2-2로서 평가 시험 1-2와 마찬가지로 종래 방법으로, [I-total]과 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치와의 관계를 조사함과 아울러 형성된 플라즈마의 상태를 눈으로 확인하였다. 각 처리 조건은 평가 시험 2-1과 같이 설정했다.In addition, as the evaluation test 2-2, the relationship between [I-total] and the trimmer position of the capacitive variable capacitor was examined in the same manner as in the evaluation test 1-2, and the state of the formed plasma was visually confirmed. Each processing condition was set like the evaluation test 2-1.
도 8(a)의 그래프는 평가 시험 2-1의 결과를, 도 8(b)의 그래프는 평가 시험 2-2의 결과를 각기 나타내고 있으며, 또한 하기의 표 2는 평가 시험 2-2에 있어서 용량 가변 콘덴서(53)의 각 위치와 눈에 의해 확인된 플라즈마의 상태와의 관계를 나타내고 있다. 도 8(a)의 그래프로부터 트리머 위치가 0% 및 90%일 때에 피크가 관찰되었다. 또한, 도 8(b)의 그래프로부터, 종래 방법에서는 트리머 위치가 90% 부근일 때에 가장 [I-total]이 높아져 있다는 것을 알 수 있고, 그리고 표 2에 나타낸 바와 같이 플라즈마의 상태는 90%일 때에 가장 양호하였다. 도 8(a)의 그래프에서 트리머 위치가 0%에 있어서도 피크가 관찰된 것은, 플라즈마 형성용의 고주파의 13.56㎒의 성분뿐만 아니라, 그것의 고주파인 27.12㎒의 주파수 성분의 전압도 측정되었기 때문이다. 따라서 이 실험으로부터, 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이 밴드패스 필터를 마련하고, 고조파 등의 영향을 배제하는 것이 [I-total]의 피크의 오검출을 막는 데에 있어 유효하다는 것을 알 수 있다.The graph of FIG. 8 (a) shows the result of the evaluation test 2-1, and the graph of FIG. 8 (b) shows the result of the evaluation test 2-2, respectively, and Table 2 below shows the evaluation test 2-2. The relationship between each position of the capacitive
(평가 시험 3)(Evaluation examination 3)
평가 시험 3으로서 플라즈마 에칭 장치(2)를 이용하여, 평가 시험 1-1과 동일한 순서로, 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치를 변화시켰을 때의 [I-total]을 산출하였다. 이 평가 시험 3에서는 바이어스용의 고주파를 인가하고 있지만, 평가 시험 1-1과 마찬가지로 밴드패스 필터(56)는 마련하고 있지 않다. 가스는 Cl2/SF6 가스를 사용하고 있으며, 각 트리머 위치에서의 임피던스 조정부(5)의 임피던스값은 평가 시험 1-1과 마찬가지이다. 또한 상술한 종래의 측정 방법에 의해서도 각 트리머 위치의 [I-total]을 측정함과 아울러 눈에 의한 플라즈마의 상태를 확인하였다. 이 종래의 측정 방법에 있어서도 바이어스용의 고주파를 인가하였다.As the
도 9의 그래프는 평가 시험 3의 결과를 나타낸 것이며, 이 그래프에 나타내는 바와 같이 [I-total]의 피크는 복수 출현하고 있다. 종래의 측정 방법에 의한 [I-total]의 피크는 트리머 위치가 70%일 때에 나타나고, 이 위치일 때에 눈에 의한 플라즈마의 상태도 가장 좋았다. 따라서 고주파를 중첩하면 [I-total]의 피크를 오검출하게 되는 것을 알 수 있다.The graph of FIG. 9 shows the result of the
(평가 시험 4)(Evaluation examination 4)
평가 시험 4로서 플라즈마 에칭 장치(2)에 있어서, 용량 가변 콘덴서의 트리머 위치를 변화시켰을 때의 각 주파수 성분의 전압을 조사하였다. 이 평가 시험 4에 있어서도 바이어스용의 고주파를 하부 전극(31)에 인가했지만, 에칭 장치(2)에는 밴드패스 필터(73)를 마련하고 있지 않다. 도 10(a)∼(c)는 이 때의 결과를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에 의하면 하부 전극(31)에 인가하는 고주파를 중첩하면, 가변 용량 콘덴서(53)의 트리머 위치에 따라서는 플라즈마 형성용의 고주파의 13.56㎒의 성분뿐만 아니라, 13.56+3.2=16.76㎒나 13.56㎒+2×3.2=19.96㎒ 성분의 전압이 커진다. 그리고 전압 측정부의 출력값이 불안정하게 되어, 정확한 [I-total]을 연산할 수 없고, 이 [I-total]이 최대 또는 최대 부근으로 되는 트리머 위치를 검출할 수 없을 우려가 있다. 평가 시험 3 및 평가 시험 4의 결과로부터 상술한 실시예에서 나타낸 바와 같이 밴드패스 필터를 마련하는 것이 유효하다는 것을 알 수 있다.In the
도 1은 본 발명의 실시예인 플라즈마 에칭 장치의 종단 측면도,1 is a longitudinal side view of a plasma etching apparatus of an embodiment of the present invention;
도 2는 상기 에칭 장치에 마련된 밴드패스 필터의 대역 특성을 나타낸 그래프,2 is a graph showing band characteristics of a band pass filter provided in the etching apparatus;
도 3은 상기 플라즈마 에칭 장치에 있어서 방전이 행하여진 상태를 나타내는 모식도,3 is a schematic diagram showing a state in which discharge is performed in the plasma etching apparatus;
도 4는 플라즈마 에칭 장치에 마련된 제어부를 나타내는 구성도,4 is a configuration diagram showing a control unit provided in the plasma etching apparatus;
도 5는 상기 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 용량 가변 콘덴서의 트리머의 최적 위치를 결정하는 공정을 나타낸 흐름도,5 is a flowchart illustrating a process of determining an optimum position of a trimmer of a capacitive variable capacitor in the plasma etching apparatus;
도 6은 플라즈마 에칭 장치에 마련된 다른 임피던스 조정부를 나타낸 구성도,6 is a configuration diagram showing another impedance adjusting unit provided in the plasma etching apparatus;
도 7은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프,7 is a graph showing the results of an evaluation test;
도 8은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프,8 is a graph showing the results of an evaluation test;
도 9는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프,9 is a graph showing the results of an evaluation test;
도 10은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프,10 is a graph showing the results of an evaluation test;
도 11은 종래의 플라즈마 에칭 장치의 등가 회로를 나타낸 도면,11 is a view showing an equivalent circuit of a conventional plasma etching apparatus,
도 12는 종래의 플라즈마 에칭 장치의 구성을 나타내는 종단 측면도,12 is a vertical side view showing the structure of a conventional plasma etching apparatus;
도 13은 상기 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 임피던스를 설정하는 모양을 나타낸 모식도.Fig. 13 is a schematic diagram showing how to set impedance using the plasma etching apparatus.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2 : 플라즈마 에칭 장치 20 : 처리 용기2: plasma etching apparatus 20: processing container
31 : 하부 전극 35, 38 : 정합 회로31:
37, 39 : 고주파 전원 41 : 상부 전극37, 39: high frequency power supply 41: upper electrode
5 : 임피던스 조정부 53 : 용량 가변 콘덴서5: impedance adjusting unit 53: capacitor variable capacitor
56 : 밴드패스 필터 57 : 전압 측정부56
6 : 제어부 63 : 프로그램6: control unit 63: program
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