KR20120037485A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 소정의 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 마련된 피처리물을 배치하는 배치부와, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 마련된 방전관과, 마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 방전관과, 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과, 상기 방전관의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부를 구비한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
플라즈마를 이용한 드라이 프로세스는, 반도체 장치의 제조, 금속 부품의 표면 경화, 플라스틱 부품의 표면 활성화, 무약제 살균 등, 폭 넓은 기술 분야에서 활용되고 있다. 예컨대, 반도체 장치나 액정 디스플레이 등의 제조에 있어서는, 애싱 처리, 에칭 처리, 박막 퇴적(성막) 처리 혹은 표면 개질 처리 등의 각종 플라즈마 처리가 행해지고 있다. 플라즈마를 이용한 드라이 프로세스는, 저비용이며, 고속이고, 약제를 이용하지 않기 때문에 환경 오염을 저감할 수 있는 점에서도 유리하다.
이러한 플라즈마 처리에서는, 발생시킨 플라즈마에 의해 프로세스 가스를 여기, 활성화시켜 중성 활성종이나 이온 등의 플라즈마 생성물을 생성한다. 그리고, 이 생성한 중성 활성종이나 이온 등에 의해 피처리물에 대한 플라즈마 처리(예컨대, 에칭 처리나 애싱 처리 등)를 행한다.
그런데, 최근에는, 플라즈마 처리의 안정성에 대한 요구가 엄격해지고 있다. 예컨대, 플라즈마 처리에서의 처리 정밀도(예컨대, 에칭 처리에서의 치수 정밀도 등)의 안정성에 대한 요구가 엄격해지고 있다. 이 경우, 플라즈마 처리의 안정성은, 플라즈마 처리 장치의 상태에 따라 변동한다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치의 처리 용기 등의 요소의 온도, 처리 용기의 내부에 퇴적한 퇴적물의 양 등에 따라 변동한다.
이 때문에, 피처리물에 대한 플라즈마 처리를 반복하는 경우 등에서는, 처리 용기 등의 요소의 온도를 제어하는 「예열 처리」, 처리 용기의 내부에 퇴적한 퇴적물을 제거하는 「클리닝 처리」 등의 「전처리(前處理)」를 적절하게 행하도록 하고 있다.
여기서, 피처리물에 대한 플라즈마 처리에 앞서, 미리 설정해 놓은 시간 동안 플라즈마를 발생시켜 처리 용기의 내벽면을 가열하고, 내벽면 온도를 제어하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1을 참조).
이 특허문헌 1에 개시된 기술에 따르면, 피처리물에 대한 플라즈마 처리에 앞서 처리 용기의 내벽면 온도를 제어할 수 있기 때문에, 플라즈마 처리 장치의 온도 상태를 안정시킬 수 있다. 그 결과, 플라즈마 처리의 안정성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 미리 설정해 놓은 시간에 기초하여 처리 용기의 내벽면 온도를 간접적으로 제어하도록 하고 있다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치 또는 플라즈마 처리에서의 온도 상태의 관리를 보다 정확하게 행한다고 하는 점에 개선의 여지를 남기고 있었다.
본 발명은, 온도 상태의 관리를 보다 정확하게 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 소정의 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 마련된 피처리물을 배치하는 배치부와, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 마련된 방전관과, 마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 방전관과, 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과, 상기 방전관의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 소정의 압력까지 감압하는 감압부와, 상기 처리 용기의 내부에 마련된 피처리물을 배치하는 배치부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자(電磁) 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 대기압보다도 감압된 분위기에서 플라즈마를 발생시키며, 상기 플라즈마를 향하여 공급된 프로세스 가스를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하고, 상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법으로서, 플라즈마를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재의 온도에 기초하여 플라즈마의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제1 처리 공정과, 상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 플라즈마 처리를 행하는 제2 처리 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 온도 상태의 관리를 보다 정확하게 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 예시한다. 또한, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 적절하게 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 1에 예시하는 플라즈마 처리 장치(1)는, 일반적으로 「CDE(Chemical Dry Etching; 케미컬 드라이 에칭) 장치」라고 불리는 마이크로파 여기형의 플라즈마 처리 장치이다. 즉, 마이크로파에 의해 여기, 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 일례이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)는 플라즈마 발생부(2), 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 처리 용기(6), 온도 검출부(7), 제어부(8) 등을 구비하고 있다.
플라즈마 발생부(2)에는 방전관(9), 도입 도파관(10)이 마련되어 있다.
방전관(9)은, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 처리 용기(6)로부터 이격된 위치에 마련된다. 또한, 방전관(9)은 관 형상을 띠고, 마이크로파(M)에 대한 투과율이 높으며 에칭되기 어려운 재료로 이루어진다. 예컨대, 방전관(9)을 알루미나나 석영 등의 유전체로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
방전관(9)의 외주면을 덮도록 하여 관 형상의 차폐부(18)가 마련되어 있다. 차폐부(18)의 내주면과 방전관(9)의 외주면의 사이에는 소정의 간극이 마련되고, 차폐부(18)와 방전관(9)이 대략 동축이 되도록 하여 배치되어 있다. 또한, 이 간극은, 마이크로파(M)가 누설되지 않을 정도의 치수로 되어 있다. 따라서, 차폐부(18)에 의해 마이크로파(M)가 누설되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 차폐부(18)에는, 방전관(9)과 대략 직교하도록 도입 도파관(10)이 접속되어 있다. 도입 도파관(10)의 종단에는 종단 정합기(11a)가 마련되어 있다. 또한, 도입 도파관(10)의 입구측[마이크로파(M)의 도입측]에는 스터브 튜너(11b)가 마련되어 있다. 도입 도파관(10)은, 후술하는 마이크로파 발생부(5)로부터 방사된 마이크로파(M)를 전파시켜, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(M)를 도입한다.
도입 도파관(10)과 차폐부(18)의 접속 부분에는, 환형의 슬롯(12)이 마련되어 있다. 슬롯(12)은, 도입 도파관(10)의 내부에서 도파되어 온 마이크로파(M)를 방전관(9)을 향하여 방사하기 위한 것이다. 후술하는 바와 같이, 방전관(9)의 내부에는 플라즈마(P)가 발생하는데, 슬롯(12)에 대향하는 부분이 플라즈마(P)를 발생시키는 영역의 대략 중심이 된다.
방전관(9)의 외부에는, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역과 대향하게 온도 검출부(7)가 마련되어 있다. 온도 검출부(7)는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 열전대, 측온 저항체, 서미스터 등을 이용한 접촉식의 것으로 하여도 좋으며, 방사 온도계와 같은 비접촉식의 것으로 하여도 좋다. 또한, 도 1에서는, 일례로서, 비접촉식의 것을 예시하는 것으로 하였다.
이 경우, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미칠 우려가 있는 부분의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련되며, 어느 정도의 열용량을 갖는 부재의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시형태에서는 방전관(9)의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하고 있다.
여기서, 온도 검출부(7)를 방전관(9)의 내부에 마련하도록 하면, 플라즈마(P)에 의해 온도 검출부(7)가 손상되거나, 금속 오염 등이 야기될 우려가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 방전관(9)의 외부에 온도 검출부(7)를 마련하여 방전관(9)의 온도를 검출하도록 하고 있다.
또한, 온도 검출부(7)에 의해 검출된 방전관(9)의 온도를, 필요에 따라 보정할 수도 있다. 즉, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 미치는 영향을 고려하여, 가장 적절한 온도, 예컨대 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 보다 가까운 방전관(9)의 내벽면 온도나 방전관(9)의 평균 온도 등으로 보정할 수도 있다. 검출 위치에서의 온도와 이들 온도 사이에는 일정한 상관 관계가 있기 때문에, 이 상관 관계를 미리 실험 등에 의해 구함으로써 보정값을 구할 수 있다.
또한, 온도 검출부(7)는, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역과 대향하게 마련되어 있다. 이 때문에, 차폐부(18)가 마련되는 영역에 온도 검출부(7)가 마련되게 된다. 이 경우, 차폐부(18)의 내주면과 방전관(9)의 외주면의 사이에 마련된 간극에 온도 검출부(7), 또는 온도 검출부(7)의 프로브 부분을 마련하도록 할 수 있다. 단, 전술한 바와 같이 이 간극은 마이크로파(M)가 누설되지 않을 정도의 치수로 되어 있기 때문에, 소형의 온도 검출부(7), 또는 소형의 프로브 부분이 아니면 설치하기가 어렵다.
따라서, 본 실시형태에서는, 차폐부(18)의 외측에 온도 검출부(7)를 마련하도록 하고 있다. 그리고, 차폐부(18)의 외측에 온도 검출부(7)를 마련하도록 하고 있으므로, 차폐부(18)의 온도 검출부(7)에 면하는 부분에는 검출용의 구멍부(18a)가 마련되어 있다. 이 경우, 구멍부(18a)의 개폐를 행하기 위한 개폐부(19)를 마련할 수도 있다. 이 개폐부(19)에는 도시하지 않는 구동부가 접속되어 있다. 그리고, 도시하지 않는 구동부에 의해 개폐부(19)를 차폐부(18)의 축 방향으로 이동시킬 수 있게 되어 있다. 따라서, 개폐부(19)를 이동시킴으로써 구멍부(18a)의 개폐를 행할 수 있다.
개폐부(19)를 마련하면, 온도 검출을 행하지 않을 때에는 구멍부(18a)를 막을 수 있다. 따라서, 구멍부(18a)로부터 마이크로파가 누설되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 차폐부(18)의 내벽면측에 개폐부(19)를 마련하는 경우를 예시하였지만, 외벽면측에 개폐부(19)를 마련할 수도 있다. 또한, 차폐부(18)의 축 방향으로 개폐부(19)를 이동시키는 경우를 예시하였지만, 차폐부(18)의 원주 방향을 따르도록 개폐부(19)를 이동시킬 수도 있다.
또한, 온도 검출부(7)가 접촉식의 것인 경우에는, 차폐부(18)에 프로브 부분을 유지시킬 수도 있다. 이와 같이 하면, 유지된 프로브 부분에 의해 구멍이 막히기 때문에 개폐부(19)를 필요로 하지 않을 수 있다.
도입 도파관(10)의 일단에는, 마이크로파 발생부(5)가 마련되어 있다. 이 마이크로파 발생부(5)는, 소정 주파수(예컨대 2.75 ㎓)의 마이크로파(M)를 발생시키며, 도입 도파관(10)을 향하여 방사할 수 있게 되어 있다.
방전관(9)의 일단에는 유량 제어부(Mass Flow Controller : MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 유량 제어부(13)를 통해, 가스 공급부(4)로부터 방전관(9) 내의 플라즈마를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(8)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
방전관(9)의 타단에는 수송관(14)의 일단이 접속되고, 수송관(14)의 타단은 처리 용기(6)에 접속되어 있다. 즉, 수송관(14)은, 방전관(9)과 처리 용기(6)를 연통시키고 있다. 수송관(14)은, 중성 활성종에 의한 부식에 견딜 수 있는 재료, 예컨대 석영, 스테인리스강, 세라믹스, 불소 수지 등으로 이루어진다.
처리 용기(6)는, 바닥을 갖는 대략 원통 형상을 띠고, 그 상단이 상판(6a)으로 막혀 있다. 처리 용기(6)의 내부에는, 도시하지 않는 정전 척을 내장한 배치부(15)가 마련되고, 그 상면(배치면)에 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 배치, 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(6)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller : APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는, 처리 용기(6)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는, 처리 용기(6)의 내압(內壓)을 검출하는 도시하지 않는 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(6)의 내압이 소정의 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(6)는, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리물(W)을 수용하고 대기압보다도 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
수송관(14)과의 접속 부분보다는 하측이며 배치부(15)의 상측인 곳에는, 배치부(15)의 상면(배치면)과 대향하게 정류판(17)이 마련되어 있다. 정류판(17)은, 수송관(14)으로부터 도입되는 중성 활성종을 포함한 가스의 흐름을 정류하고, 피처리물(W)의 처리면 상에서의 중성 활성종의 양이 대략 균일하게 되도록 하기 위한 것이다. 정류판(17)은, 다수의 구멍부(17a)가 마련된 대략 원형의 판형체이며, 처리 용기(6)의 내벽에 고정되어 있다. 그리고, 정류판(17)과 배치부(15)의 상면(배치면) 사이의 영역이, 피처리물에 대한 처리가 행해지는 처리 공간(20)이 된다. 또한, 처리 용기(6)의 내벽면, 정류판(17)의 표면은, 중성 활성종과 반응하기 어려운 재료[예컨대, 4불화 수지(PTFE) 또는 알루미나 등의 세라믹 재료 등]로 덮어져 있다.
제어부(8)는 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13) 등의 제어를 행한다. 또한, 제어부(8)는, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]를 판정한다. 그리고, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 방전관(9)의 온도를 제어한다. 이 경우, 방전관(9)의 온도의 제어는, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 행해지도록 할 수 있다.
또한, 제어부(8)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 나타내고, 이 표시에 기초하여 작업자가 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다.
방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]의 판정은, 미리 실험 등에 의해 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
다음에, 플라즈마 처리 장치(1)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 대해서 예시한다.
우선, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 「전처리」가 행해진다. 또한, 본 실시형태에서는, 「전처리」로서 방전관(9)의 온도를 제어하는 「예열 처리」를 예로 들어 설명을 한다.
「예열 처리」는, 처리 용기(6) 내에 피처리물(W)이 반입되어 있지 않은 상태에서 행하도록 할 수 있다. 이 경우, 배치부(15)의 상면(배치면)이 손상을 받지 않도록 소위 더미 웨이퍼를 배치, 유지시키도록 할 수도 있다.
우선, 방전관(9)의 온도가 온도 검출부(7)에 의해 검출되고, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)가 제어부(8)에 보내진다. 또한, 전술한 개폐부(19)가 마련되어 있는 경우에는, 개폐부(19)가 개방되고, 구멍부(18a)를 통해 방전관(9)의 온도가 검출된다.
제어부(8)는, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]를 판정한다. 이 경우, 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]의 판정은, 미리 실험 등으로 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
방전관(9)의 온도가 낮다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)를 발생시켜 방전관(9)의 온도를 상승시킨다. 우선, 처리 용기(6) 안이 감압부(3)에 의해 소정 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(6) 내의 압력이 조정된다. 또한, 처리 용기(6)와 연통하는 방전관(9)의 내부도 감압된다.
그리고, 플라즈마 발생부(2)에 의해 방전관(9) 내에 플라즈마(P)를 발생시키고, 발생시킨 플라즈마(P)의 열로 방전관(9)의 온도를 상승시킨다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 소정 유량의 가스[예컨대, 후술하는 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 이용되는 프로세스 가스(G), Ar(아르곤) 가스 등의 불활성 가스 등]가 방전관(9) 내에 공급되도록 할 수도 있다. 또한, 플라즈마(P)의 발생에 관한 상세한 설명을 후술한다.
제어부(8)에 의해, 방전관(9)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「예열 처리」를 종료시킨다. 또한, 제어부(8)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 표시하고, 이 표시에 기초하여 작업자가 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 작업자가 플라즈마(P)의 발생을 정지시키기 위한 지령을 제어부(8)에 입력하게 된다.
한편, 방전관(9)의 온도가 높다고 판정된 경우에는, 가스 공급부(4)로부터 방전관(9) 내에 가스를 공급함으로써 방전관(9)을 냉각하도록 할 수 있다. 혹은, 방전관(9)의 외주벽에 권취된 도시하지 않는 냉각관의 내부에 냉각 매체를 흐르게 함으로써 방전관(9)을 냉각하도록 하여도 좋다.
이상은, 「전처리」가 방전관(9)의 온도를 제어하는 「예열 처리」인 경우이다. 「전처리」로서 「클리닝 처리」를 행하는 경우도 동일한 순서로 할 수 있다. 이 경우, 방전관(9) 내에 공급되는 가스는 클리닝 가스[예컨대, 산소를 함유한 가스, Ar(아르곤) 등의 불활성 가스 등]가 된다. 또한, 도시하지 않는 분광기 등을 마련하여 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 즉, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 단, 「전처리」의 주목적이 「클리닝 처리」여도 방전관(9)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태]를 적정한 범위 내로 수습할 필요가 있다. 따라서, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」가 종료되었다고 판정된 경우라도, 방전관(9)의 온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에는, 방전관(9)의 온도가 적정한 범위 내로 수습될 때까지는 플라즈마(P)를 계속 발생시키도록 한다. 그리고, 제어부(8)에 의해, 방전관(9)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「클리닝 처리」를 종료시킨다. 또한, 「클리닝 처리」의 종료 시에 있어서 방전관(9)의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는, 「클리닝 처리」를 종료시켜 방전관(9)의 온도가 적정한 범위 내로 수습되는 것을 기다려 「전처리」를 종료시키도록 한다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 방전관(9) 내에 가스를 공급함으로써 방전관(9)을 냉각하도록 할 수도 있다. 혹은, 방전관(9)의 외주벽에 권취된 도시하지 않는 냉각관의 내부에 냉각 매체를 흐르게 함으로써 방전관(9)을 냉각하도록 하여도 좋다.
다음에, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 행해진다.
피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에서는, 우선 도시하지 않는 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이, 처리 용기(6) 내에 반입되고, 배치부(15) 상에 배치, 유지된다.
다음에, 처리 용기(6) 안이 감압부(3)에 의해 소정 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(6) 내의 압력이 조정된다. 또한, 처리 용기(6)와 연통하는 방전관(9)의 내부도 감압된다.
다음에, 플라즈마 발생부(2)에 의해 중성 활성종을 포함하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 소정 유량의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가 방전관(9) 내에 공급된다. 한편, 마이크로파 발생부(5)로부터 소정의 파워의 마이크로파(M)가 도입 도파관(10) 내에 방사된다. 방사된 마이크로파(M)는 도입 도파관(10) 내에서 도파되고, 슬롯(12)을 통해 방전관(9)을 향하여 방사된다.
방전관(9)을 향하여 방사된 마이크로파(M)는, 방전관(9)의 표면에서 전파되어, 방전관(9) 내에 방사된다. 이와 같이 하여 방전관(9) 내에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해, 플라즈마(P)가 발생한다. 그리고, 발생한 플라즈마(P) 중 전자 밀도가, 방전관(9)을 통해 공급되는 마이크로파(M)를 차폐할 수 있는 밀도(컷오프 밀도) 이상이 되면, 마이크로파(M)는 방전관(9)의 내벽면으로부터 방전관(9) 내의 공간을 향하여 일정 거리(스킨 깊이)만큼 들어가기까지의 동안에 반사되게 된다. 이 때문에, 이 마이크로파(M)의 반사면과 슬롯(12)의 하면의 사이에는 마이크로파(M)의 정재파가 형성되게 된다. 그 결과, 마이크로파(M)의 반사면이 플라즈마 여기면이 되어, 이 플라즈마 여기면에서 안정적으로 플라즈마(P)가 여기, 발생하게 된다. 이 플라즈마 여기면에서 여기, 발생한 플라즈마(P) 중에서, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온 등의 플라즈마 생성물이 생성된다.
생성된 플라즈마 생성물을 포함하는 가스는, 수송관(14)을 통해 처리 용기(6) 내에 반송된다. 이때, 수명이 짧은 이온 등은 처리 용기(6)까지 도달할 수 없고, 수명이 긴 중성 활성종만이 처리 용기(6)에 도달하게 된다. 처리 용기(6) 내에 도입된 중성 활성종을 포함하는 가스는, 정류판(17)에서 정류되어 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 에칭 처리 등의 플라즈마 처리가 행해진다. 본 실시형태에서는, 주로 중성 활성종에 의한 등방성 처리(예컨대, 등방성 에칭 등)가 행해지게 된다.
처리가 종료된 피처리물(W)은, 도시하지 않는 반송 장치에 의해 처리 용기(6) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요하다면, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 반복된다. 또한, 전술한 「전처리」는, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 개시 시, 로트의 전환 시 등에 행하도록 할 수 있다. 또한, 생산 과정에서 「전처리」를 적절하게 행하도록 할 수도 있다. 이 경우, 정기적으로 「전처리」를 행하도록 할 수도 있고, 온도 검출부(7)나 도시하지 않는 분광기 등으로부터의 신호에 기초하여 「전처리」의 필요성을 판정할 수도 있다.
이상에 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 대기압보다도 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키며, 플라즈마(P)를 향하여 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하고, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법으로서, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재[방전관(9)]의 온도에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제1 처리 공정(「전처리」 공정)과, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 제2 처리 공정을 갖고 있다.
본 실시형태에 따르면, 온도 검출부(7)를 마련함으로써, 피처리물에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미치는 부분의 온도를 직접적으로 검출할 수 있다. 이 때문에, 시간 관리 등에 의해 플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태를 추측하는 경우 등과 비교하여 보다 정확하게 플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태를 알 수 있다. 그리고, 보다 적절한 「전처리」를 행할 수 있게 되기 때문에, 플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행할 수 있다.
이 경우, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성은, 플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태에 따라 변동한다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(1)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행함으로써, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
또한, 도 3은 도 2에서의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 2에 예시하는 플라즈마 처리 장치(30)는, 일반적으로 「SWP(Surface Wave Plasma : 표면파 플라즈마) 장치」라고 불리는 마이크로파 여기형의 플라즈마 처리 장치이다. 즉, 마이크로파에 의해 여기, 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 일례이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(30)는 플라즈마 발생부(31), 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 처리 용기(32), 온도 검출부(7), 제어부(33) 등을 구비하고 있다.
플라즈마 발생부(31)는, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 마이크로파(전자 에너지)를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킨다.
플라즈마 발생부(31)에는 투과창(34), 도입 도파관(35)이 마련되어 있다. 투과창(34)은 평판형을 띠고, 마이크로파(M)에 대한 투과율이 높으며 에칭되기 어려운 재료로 이루어진다. 예컨대, 투과창(34)을 알루미나나 석영 등의 유전체로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 투과창(34)은 처리 용기(32)의 상단에 기밀하게 되도록 마련되어 있다.
처리 용기(32)의 외측으로서, 투과창(34)의 상면에는 도입 도파관(35)이 마련되어 있다. 또한, 도시는 생략하였지만 종단 정합기나 스터브 튜너를 적절하게 마련할 수도 있다. 도입 도파관(35)은, 마이크로파 발생부(5)로부터 방사된 마이크로파(M)를 투과창(34)을 향하여 도파한다.
도입 도파관(35)과 투과창(34)의 접속 부분에는, 슬롯(36)이 마련되어 있다. 슬롯(36)은, 도입 도파관(35)의 내부에서 도파되어 온 마이크로파(M)를 투과창(34)을 향하여 방사하기 위한 것이다.
전술한 바와 같이, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미칠 우려가 있는 부분의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련되며, 어느 정도의 열용량을 갖는 부재의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 투과창(34)의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치하고 있다. 또한, 정류판(17)이나 처리 용기(32)의 벽면 등의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(7)를 배치할 수도 있다. 이하에서는, 투과창(34)의 온도를 검출하는 경우에 대해서 예시한다.
도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 도입 도파관(35)의 측방에는, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역과 대향하게 온도 검출부(7)가 마련되어 있다.
또한, 온도 검출부(7)에 의해 검출된 투과창(34)의 온도를, 필요에 따라 보정할 수도 있다. 즉, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 미치는 영향을 고려하여, 가장 적절한 온도, 예컨대 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 보다 가까운 투과창(34)의 내벽면 온도나 투과창(34)의 평균 온도 등으로 보정할 수 있다. 검출 위치에서의 온도와 이들 온도 사이에는 일정한 상관 관계가 있기 때문에, 이 상관 관계를 미리 실험 등에 의해 구함으로써 보정값을 구할 수 있다.
또한, 도 1에 예시한 것과 마찬가지로, 투과창(34)의 외측에 마련되며, 마이크로파(M)의 누설을 억제하는 차폐부(28)와, 차폐부(28)의 온도 검출부(7)에 면하는 부분에 마련된 구멍부(28a)와, 구멍부(28a)의 개폐를 행하는 개폐부(29)를 마련할 수도 있다.
도입 도파관(35)의 일단에는, 마이크로파 발생부(5)가 마련되어 있다. 이 마이크로파 발생부(5)는, 소정 주파수(예컨대 2.75 ㎓)의 마이크로파(M)를 발생시키고, 도입 도파관(35)을 향하여 방사할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)의 측벽 상부에는, 유량 제어부(Mass Flow Controller : MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(33)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)는, 바닥을 갖는 대략 원통 형상을 띠고, 그 내부에는, 도시하지 않는 정전 척을 내장한 배치부(15)가 마련되어 있다. 그리고, 배치부(15)의 상면(배치면)에 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 배치, 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(32)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller : APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는, 처리 용기(32)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는, 처리 용기(32)의 내압을 검출하는 도시하지 않는 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(32)의 내압이 소정의 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(32)는, 내부에 플라즈마(P)를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
가스 공급부(4)와의 접속 부분보다는 하측이며 배치부(15)의 상측인 곳에는, 배치부(15)의 상면(배치면)과 대향하게 정류판(17)이 마련되어 있다. 정류판(17)은, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에서 생성된 플라즈마 생성물을 포함한 가스의 흐름을 정류하고, 피처리물(W)의 처리면 상에서의 플라즈마 생성물의 양이 대략 균일하게 되도록 하기 위한 것이다.
또한, 정류판(17)은, 다수의 구멍부(17a)가 마련된 대략 원형의 판형체이며, 처리 용기(32)의 내벽에 고정되어 있다. 그리고, 정류판(17)과 배치부(15)의 상면(배치면) 사이의 영역이, 피처리물에 대한 처리가 행해지는 처리 공간(20)이 된다. 또한, 처리 용기(32)의 내벽면, 정류판(17)의 표면은, 중성 활성종과 반응하기 어려운 재료[예컨대, 4불화 수지(PTFE) 또는 알루미나 등의 세라믹 재료 등]로 덮어져 있다.
제어부(33)는, 감압부(3), 가스 공급부(4), 마이크로파 발생부(5), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13) 등의 제어를 행한다. 또한, 제어부(33)는, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]를 판정한다. 그리고, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 투과창(34)의 온도를 제어한다. 이 경우, 투과창(34)의 온도 제어는, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 행해지도록 할 수 있다.
또한, 제어부(33)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 표시하고, 이 표시에 기초하여 작업자가 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다.
이 경우, 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]의 판정은, 미리 실험 등으로 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
다음에, 플라즈마 처리 장치(30)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 대해서 예시한다.
본 실시형태에서도 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 「전처리」가 행해진다. 또한, 본 실시형태에서는, 「전처리」로서 투과창(34)의 온도를 제어하는 「예열 처리」를 예로 들어 설명을 한다.
「예열 처리」는, 처리 용기(32) 내에 피처리물(W)이 반입되어 있지 않은 상태에서 행하도록 할 수 있다. 이 경우, 배치부(15)의 상면(배치면)이 손상을 받지 않도록 소위 더미 웨이퍼를 배치, 유지시키도록 할 수도 있다.
우선, 투과창(34)의 온도가 온도 검출부(7)에 의해 검출되고, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)가 제어부(33)에 보내진다. 또한, 전술한 개폐부(29)가 마련되는 경우에는, 개폐부(29)가 개방되어 구멍부(28a)를 통해 투과창(34)의 온도가 검출된다.
제어부(33)는, 온도 검출부(7)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]를 판정한다. 이 경우, 투과창(34)의 온도 상태(플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태)의 판정은, 미리 실험 등으로 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
투과창(34)의 온도가 낮다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)를 발생시켜 투과창(34)의 온도를 상승시킨다. 우선, 처리 용기(32) 안이 감압부(3)에 의해 소정의 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(32) 내의 압력이 조정된다.
그리고, 플라즈마 발생부(31)에 의해 플라즈마(P)를 발생시키고, 발생시킨 플라즈마(P)의 열로 투과창(34), 정류판(17), 처리 용기(32)의 벽면 등의 온도를 상승시킨다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 소정 유량의 가스[예컨대, 후술하는 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 이용되는 프로세스 가스(G), Ar(아르곤) 가스 등의 불활성 가스 등]가 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급되도록 할 수도 있다. 또한, 플라즈마(P)의 발생에 관한 상세한 사항은 후술한다.
제어부(33)에 의해, 투과창(34)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「예열 처리」를 종료시킨다. 또한, 제어부(33)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 표시하고, 이 표시에 기초하여 작업자가 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 작업자가 플라즈마(P)의 발생을 정지시키기 위한 지령을 제어부(33)에 입력하게 된다.
한편, 투과창(34)의 온도가 높다고 판정된 경우에는, 가스 공급부(4)로부터 처리 용기(32) 내에 가스를 공급함으로써 투과창(34)을 냉각하도록 할 수 있다.
이상은, 「전처리」가 투과창(34)의 온도를 제어하는 「예열 처리」인 경우이다. 「전처리」로서 「클리닝 처리」를 행하는 경우도 동일한 순서로 할 수 있다. 이 경우, 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급되는 가스는 클리닝 가스[예컨대, 산소를 함유한 가스, Ar(아르곤) 등의 불활성 가스 등]가 된다. 또한, 도시하지 않는 분광기 등을 마련하여 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 즉, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 단, 「전처리」의 주목적이 「클리닝 처리」여도 투과창(34)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태]를 적정한 범위 내로 수습할 필요가 있다. 이 때문에, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」가 종료되었다고 판정된 경우라도, 투과창(34)의 온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에는, 투과창(34)의 온도가 적정한 범위 내로 수습될 때까지는 플라즈마(P)를 계속 발생시키도록 한다. 그리고, 제어부(33)에 의해, 투과창(34)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「클리닝 처리」를 종료시킨다. 또한, 「클리닝 처리」의 종료 시에 있어서 투과창(34)의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는, 「클리닝 처리」를 종료시켜 투과창(34)의 온도가 적정한 범위 내로 수습되는 것을 기다려 「전처리」를 종료시키도록 한다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 처리 용기(32) 내에 가스를 공급함으로써 투과창(34)을 냉각하도록 할 수도 있다.
다음에, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 행해진다.
피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에서는, 우선 도시하지 않는 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이, 처리 용기(32) 내에 반입되고, 배치부(15) 상에 배치, 유지된다.
다음에, 처리 용기(32) 안이 감압부(3)에 의해 소정의 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(32) 내의 압력이 조정된다.
다음에, 플라즈마 발생부(31)에 의해 중성 활성종을 포함하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선 가스 공급부(4)로부터 소정량의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가, 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(32) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급된다. 한편, 마이크로파 발생부(5)로부터 소정의 파워의 마이크로파(M)가 도입 도파관(35) 내에 방사된다. 방사된 마이크로파(M)는, 도입 도파관(35) 내에서 도파되고, 슬롯(36)을 통해 투과창(34)을 향하여 방사된다.
투과창(34)을 향하여 방사된 마이크로파(M)는, 투과창(34)의 표면에서 전파되어, 처리 용기(32) 내에 방사된다. 이와 같이 하여 처리 용기(32) 내에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해, 플라즈마(P)가 발생한다. 그리고, 발생한 플라즈마(P) 중 전자 밀도가, 투과창(34)을 통해 공급되는 마이크로파(M)를 차폐할 수 있는 밀도(컷오프 밀도) 이상이 되면, 마이크로파(M)는 투과창(34)의 하면으로부터 처리 용기(32) 내의 공간을 향하여 일정 거리(스킨 깊이)만큼 들어가기까지의 동안에 반사되게 된다. 이 때문에, 이 마이크로파(M)의 반사면과 슬롯(36)의 하면 사이에는 마이크로파(M)의 정재파가 형성되게 된다. 그 결과, 마이크로파(M)의 반사면이 플라즈마 여기면이 되어, 이 플라즈마 여기면에서 안정적으로 플라즈마(P)가 여기, 발생하게 된다.
이 플라즈마 여기면에서 여기, 발생한 플라즈마(P) 중에서, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온 등의 플라즈마 생성물이 생성된다. 생성된 플라즈마 생성물을 포함하는 가스는, 정류판(17)에서 정류되어 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 에칭 처리 등의 플라즈마 처리가 행해진다.
본 실시형태에서는, 플라즈마 생성물을 포함하는 가스가 정류판(17)을 통과할 때에, 이온이나 전자가 제거된다. 이 때문에, 주로 중성 활성종에 의한 등방성 처리(예컨대, 등방성 에칭 등)가 행해지게 된다. 또한, 바이어스 전압을 부가하여 이온이 정류판(17)을 통과할 수 있도록 함으로써, 이방성 처리(예컨대, 이방성 에칭 등)를 행하도록 할 수도 있다.
처리가 종료된 피처리물(W)은, 도시하지 않는 반송 장치에 의해 처리 용기(32) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요하다면, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 반복된다. 또한, 전술한 「전처리」는, 플라즈마 처리 장치(30)의 가동 개시 시, 로트의 전환 시 등에 행하도록 할 수 있다. 또한, 생산 과정에서 「전처리」를 적절하게 행하도록 할 수도 있다. 이 경우, 정기적으로 「전처리」를 행하도록 할 수도 있고, 온도 검출부(7)나 도시하지 않는 분광기 등으로부터의 신호에 기초하여 「전처리」의 필요성을 판정할 수도 있다.
이상에 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 대기압보다도 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키며, 플라즈마(P)를 향하여 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하고, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법으로서, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재[예컨대, 투과창(34) 등]의 온도에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제1 처리 공정(「전처리」 공정)과, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 제2 처리 공정을 갖고 있다.
본 실시형태에 따르면, 온도 검출부(7)를 마련함으로써, 피처리물에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미치는 부분의 온도를 직접적으로 검출할 수 있다. 이 때문에, 시간 관리 등에 의해 플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태를 추측하는 경우 등과 비교하여 보다 정확하게 플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태를 알 수 있다. 그리고, 보다 적절한 「전처리」를 행할 수 있게 되기 때문에, 플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행할 수 있다.
이 경우, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성은, 플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태에 따라 변동한다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(30)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행함으로써, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4에 예시하는 플라즈마 처리 장치(40)는, 일반적으로 「평행 평판형 RIE(Reactive Ion Etching) 장치」라고 불리는 용량 결합형 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma) 처리 장치이다. 즉, 평행 평판 전극에 고주파 전력을 인가함으로써 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로세스 가스(G)로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 피처리물의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 일례이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(40)는 플라즈마 발생부(43), 감압부(3), 가스 공급부(4), 전원부(44), 처리 용기(42), 온도 검출부(47), 제어부(41) 등을 구비하고 있다.
처리 용기(42)는, 양단이 폐색된 대략 원통 형상을 띠고, 감압 분위기가 유지 가능한 기밀 구조로 되어 있다.
처리 용기(42)의 내부에는 플라즈마(P)를 발생시키는 플라즈마 발생부(43)가 마련되어 있다. 플라즈마 발생부(43)에는 하부 전극(48), 상부 전극(49)이 마련되어 있다.
하부 전극(48)은, 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역의 하측에 마련되어 있다. 하부 전극(48)에는, 피처리물(W)을 유지하기 위한 도시하지 않는 유지부가 마련되어 있다. 도시하지 않는 유지부는, 예컨대 정전 척 등으로 할 수 있다. 따라서, 하부 전극(48)은, 상면(배치면)에 피처리물(W)을 배치, 유지하는 배치부도 된다.
상부 전극(49)은, 하부 전극(48)에 대향하게 마련되어 있다. 그리고, 하부 전극(48)에는 블로킹 콘덴서(46)를 통해 전원(45)이 접속되고, 상부 전극(49)은 접지되어 있다. 따라서, 플라즈마 발생부(43)는, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 전자 에너지를 공급함으로써 플라즈마(P)를 발생시킬 수 있다.
여기서, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미칠 우려가 있는 부분의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(47)를 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련되고, 어느 정도의 열용량을 갖는 부재의 온도를 검출할 수 있도록 온도 검출부(47)를 배치하는 것이 바람직하다. 이하에서는, 상부 전극(49)의 온도를 검출하는 경우에 대해서 예시한다.
상부 전극(49)에는, 온도 검출부(47)가 내장되어 있다. 온도 검출부(47)는, 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 열전대, 측온 저항체, 서미스터 등을 이용한 접촉식의 것으로 하여도 좋고, 방사 온도계와 같은 비접촉식의 것으로 하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 온도 검출부(47)를 상부 전극(49)에 내장시키기 위해 접촉식의 것을 이용하고 있다.
여기서, 온도 검출부(47)를 처리 용기(42)의 내부에 노출되도록 설치하면, 플라즈마(P)에 의해 온도 검출부(47)가 손상되거나, 금속 오염 등이 야기될 우려가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 상부 전극(49)에 온도 검출부(47)를 내장하고 있다. 또한, 온도 검출부(47)를 하부 전극(48)에 내장할 수도 있고, 온도 검출부(47)를 처리 용기(42)의 벽면에 내장할 수도 있다. 또한, 온도 검출부(47)를 처리 용기(42)의 외부에 마련하고, 처리 용기(42)의 벽면 온도 등을 검출하도록 할 수도 있다. 또한, 온도 검출부(47)를 접촉식의 것으로 하여도 좋고, 전술한 온도 검출부(7)와 마찬가지로 비접촉식의 것으로 하여도 좋다.
또한, 온도 검출부(47)에 의해 검출된 상부 전극(49)의 온도를, 필요에 따라 보정할 수도 있다. 즉, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 미치는 영향을 고려하여, 가장 적절한 온도, 예컨대 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 보다 가까운 상부 전극(49)의 표면 온도나 상부 전극(49)의 평균 온도 등으로 보정할 수 있다. 검출 위치에서의 온도와 이들 온도 사이에는 일정한 상관 관계가 있기 때문에, 이 상관 관계를 미리 실험 등에 의해 구함으로써 보정값을 구할 수 있다.
전원부(44)에는 전원(45), 블로킹 콘덴서(46)가 마련되어 있다.
전원(45)은, 100 ㎑?100 ㎒ 정도의 고주파 전력을 하부 전극(48)에 인가한다. 블로킹 콘덴서(46)는, 플라즈마(P) 중에서 발생하며 하부 전극(48)에 도달한 전자의 이동을 저지하기 위해 마련되어 있다.
처리 용기(42)의 바닥면에는, 압력 제어부(Auto Pressure Controller : APC)(16)를 통해 터보 분자 펌프(TMP) 등의 감압부(3)가 접속되어 있다. 감압부(3)는, 처리 용기(42)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 압력 제어부(16)는, 처리 용기(42)의 내압을 검출하는 도시하지 않는 진공계의 출력에 기초하여, 처리 용기(42)의 내압이 소정의 압력이 되도록 제어한다. 즉, 처리 용기(42)는, 내부에 플라즈마(P)를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지할 수 있게 되어 있다.
처리 용기(42)의 측벽 상부에는, 유량 제어부(Mass Flow Controller : MFC)(13)를 통해 가스 공급부(4)가 접속되어 있다. 그리고, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 제어부(41)에 의해 유량 제어부(13)를 제어함으로써, 프로세스 가스(G)의 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.
제어부(41)는, 감압부(3), 가스 공급부(4), 전원(45), 압력 제어부(16), 유량 제어부(13) 등의 제어를 행한다.
또한, 제어부(41)는, 온도 검출부(47)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]를 판정한다. 그리고, 온도 검출부(47)로부터의 검출 신호에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 상부 전극(49)의 온도를 제어한다. 이 경우, 상부 전극(49)의 온도의 제어는, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 행해지도록 할 수 있다.
또한, 제어부(41)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 표시하고, 이 표시에 기초하여 작업자가 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다.
이 경우, 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]의 판정은, 미리 실험 등으로 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
다음에, 플라즈마 처리 장치(40)의 작용과 함께 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법에 대해서 예시한다.
본 실시형태에서도 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 앞서 「전처리」가 행해진다. 또한, 본 실시형태에서는, 「전처리」로서 상부 전극(49)의 온도를 제어하는 「예열 처리」를 예로 들어 설명을 한다.
「예열 처리」는, 처리 용기(42) 내에 피처리물(W)이 반입되어 있지 않은 상태에서 행하도록 할 수 있다. 이 경우, 하부 전극(48)의 상면(배치면)이 손상을 받지 않도록 소위 더미 웨이퍼를 배치, 유지시키도록 할 수도 있다.
우선, 상부 전극(49)의 온도가 온도 검출부(47)에 의해 검출되고, 온도 검출부(47)로부터의 검출 신호(온도 검출값)가 제어부(41)에 보내진다.
제어부(41)는, 온도 검출부(47)로부터의 검출 신호(온도 검출값)에 기초하여 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]를 판정한다. 이 경우, 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]의 판정은, 미리 실험 등으로 구한 임계값(예컨대, 에칭 레이트의 안정성에 관한 온도의 한계값 등) 등에 기초하여 행하도록 할 수 있다.
상부 전극(49)의 온도가 낮다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)를 발생시켜 상부 전극(49)의 온도를 상승시킨다. 우선, 처리 용기(42) 안이 감압부(3)에 의해 소정 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(42) 내의 압력이 조정된다.
그리고, 플라즈마 발생부(43)에 의해 플라즈마(P)를 발생시키며, 발생시킨 플라즈마(P)의 열로 상부 전극(49), 하부 전극(48), 처리 용기(42)의 벽면 등의 온도를 상승시킨다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 유량 제어부(13)를 통해 소정 유량의 가스[예컨대, 후술하는 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에 이용되는 프로세스 가스(G), Ar(아르곤) 가스 등의 불활성 가스 등]가 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급되도록 할 수도 있다. 또한, 플라즈마(P)의 발생에 관한 상세한 사항은 후술한다.
제어부(41)에 의해, 상부 전극(49)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「예열 처리」를 종료시킨다. 또한, 제어부(41)에 전기적으로 접속된 도시하지 않는 표시 장치에 온도 정보를 표시하고, 이 표시에 기초하여 작업자가 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]를 판정하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 작업자가 플라즈마(P)의 발생을 정지시키기 위한 지령을 제어부(41)에 입력하게 된다.
한편, 상부 전극(49)의 온도가 높다고 판정된 경우에는, 가스 공급부(4)로부터 처리 용기(42) 내에 가스를 공급함으로써 상부 전극(49)을 냉각하도록 할 수 있다.
이상은, 「전처리」가 상부 전극(49)의 온도를 제어하는 「예열 처리」인 경우이다. 「전처리」로서 「클리닝 처리」를 행하는 경우도 동일한 순서로 할 수 있다. 이 경우, 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급되는 가스는 클리닝 가스[예컨대, 산소를 함유한 가스, Ar(아르곤) 등의 불활성 가스 등]가 된다. 또한, 도시하지 않는 분광기 등을 마련하여 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 즉, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」의 종점 판정을 할 수도 있다. 단, 「전처리」의 주목적이 「클리닝 처리」여도 상부 전극(49)의 온도 상태[플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태]를 적정한 범위 내로 수습할 필요가 있다. 따라서, 소정의 파장의 광의 발광 강도로부터 「클리닝 처리」가 종료되었다고 판정된 경우라도, 상부 전극(49)의 온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에는, 상부 전극(49)의 온도가 적정한 범위 내로 수습될 때까지는 플라즈마(P)를 계속 발생시키도록 한다. 그리고, 제어부(41)에 의해, 상부 전극(49)의 온도가 적정한 범위 내에 들어갔다고 판정된 경우에는, 플라즈마(P)의 발생을 정지시켜 「클리닝 처리」를 종료시킨다. 또한, 「클리닝 처리」의 종료 시에 있어서 상부 전극(49)의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에는, 「클리닝 처리」를 종료시켜 상부 전극(49)의 온도가 적정한 범위 내로 수습되는 것을 기다려 「전처리」를 종료시키도록 한다. 이 경우, 가스 공급부(4)로부터 처리 용기(42) 내에 가스를 공급함으로써 상부 전극(49)을 냉각하도록 할 수도 있다.
다음에, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 행해진다.
피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리에서는, 우선 도시하지 않는 반송 장치에 의해 피처리물(W)(예컨대, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)이, 처리 용기(42) 내에 반입되고, 하부 전극(48) 상에 배치, 유지된다.
다음에, 처리 용기(42) 안이 감압부(3)에 의해 소정 압력까지 감압된다. 이때, 압력 제어부(16)에 의해 처리 용기(42) 내의 압력이 조정된다.
다음에, 플라즈마 발생부(43)에 의해 중성 활성종을 포함하는 플라즈마 생성물이 생성된다. 즉, 우선, 가스 공급부(4)로부터 소정량의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가, 유량 제어부(13)를 통해 처리 용기(42) 내의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급된다.
한편, 전원부(44)로부터 100 ㎑?100 ㎒ 정도의 고주파 전력이 하부 전극(48)에 인가된다. 그렇게 하면, 하부 전극(48)과 상부 전극(49)이 평행 평판 전극을 구성하기 때문에, 전극 사이에 방전이 일어나 플라즈마(P)가 발생한다. 발생한 플라즈마(P)에 의해 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온, 전자 등의 플라즈마 생성물이 생성된다. 이 생성된 플라즈마 생성물이, 처리 용기(42) 내에서 하강하여 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 에칭 처리 등의 플라즈마 처리가 행해진다.
이 경우, 생성된 이온과 전자 중, 질량이 가벼운 전자는 움직임이 빨라, 하부 전극(48)과 상부 전극(49)에 곧 도달한다. 하부 전극(48)에 도달한 전자는, 블로킹 콘덴서(46)에 의해 이동이 저지되며 하부 전극(48)을 대전(帶電)시킨다. 하부 전극(48)의 대전압은 400 V?1000 V 정도에 달하는데, 이것을 「음극 강하」라고 한다. 한편, 상부 전극(49)은 접지되어 있기 때문에, 도달한 전자는 이동이 저지되지 않고, 상부 전극(49)은 거의 대전되지 않는다.
그리고, 음극 강하에 의해 발생하는 수직인 전계를 따라 이온이 하부 전극(48)[피처리물(W)] 방향으로 이동하고, 피처리물(W)의 표면에 입사함으로써 물리적인 플라즈마 처리(이방성 처리)가 행해진다. 또한, 중성 활성종은, 가스류나 중력에 의해 하강하여 피처리물(W)의 표면에 도달하고, 화학적인 플라즈마 처리(등방성 처리)가 행해진다.
처리가 종료된 피처리물(W)은, 도시하지 않는 반송 장치에 의해 처리 용기(42) 밖으로 반출된다. 이 후, 필요하다면, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리가 반복된다. 또한, 전술한 「전처리」는, 플라즈마 처리 장치(40)의 가동 개시 시, 로트의 전환 시 등에 행하도록 할 수 있다. 또한, 생산 과정에서 「전처리」를 적절하게 행하도록 할 수도 있다. 이 경우, 정기적으로 「전처리」를 행하도록 할 수도 있고, 온도 검출부(47)나 도시하지 않는 분광기 등으로부터의 신호에 기초하여 「전처리」의 필요성을 판정할 수도 있다.
이상에 예시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 대기압보다도 감압된 분위기에서 플라즈마(P)를 발생시키며, 플라즈마(P)를 향하여 공급된 프로세스 가스(G)를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하고, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법으로서, 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재[예컨대, 상부 전극(49) 등]의 온도에 기초하여 플라즈마(P)의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제1 처리 공정(「전처리」 공정)과, 생성된 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리를 행하는 제2 처리 공정을 갖고 있다.
본 실시형태에 따르면, 온도 검출부(47)를 마련함으로써, 피처리물에 대한 플라즈마 처리의 안정성에 영향을 미치는 부분의 온도를 직접적으로 검출할 수 있다. 이 때문에, 시간 관리 등에 의해 플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태를 추측하는 경우 등과 비교하여 보다 정확하게 플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태를 알 수 있다. 그리고, 보다 적절한 「전처리」를 행할 수 있게 되기 때문에, 플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행할 수 있다.
이 경우, 피처리물(W)에 대한 플라즈마 처리의 안정성은, 플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태에 따라 변동한다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(40)의 온도 상태 관리를 보다 정확하게 행함으로써, 생산성, 수율, 품질 등의 향상을 도모할 수 있다.
이상, 본 실시형태에 대해서 예시하였다. 그러나, 본 발명은 예시한 실시형태에 한정되는 것이 아니다.
전술한 실시형태에 관해서, 당업자가 적절하게 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
예컨대, 플라즈마 처리 장치(1), 플라즈마 처리 장치(30), 플라즈마 처리 장치(40)가 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치 등은, 예시한 것에 한정되는 것이 아니며 적절하게 변경할 수 있다.
또한, 마이크로파 여기형, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치를 예로 들어 설명하였지만, 플라즈마의 발생 방식은 이들에 한정되는 것이 아니며 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리는, 에칭 처리나 애싱 처리 등에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 표면 활성화 처리, 성막 처리[스퍼터링이나 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등], 무약제 살균 처리 등 각종 플라즈마 처리로 할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 범위에서 조합할 수 있고, 이들을 조합시킨 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
1 : 플라즈마 처리 장치 2 : 플라즈마 발생부
3 : 감압부 4 : 가스 공급부
5 : 마이크로파 발생부 6 : 처리 용기
7 : 온도 검출부 8 : 제어부
9 : 방전관 10 : 도입 도파관
14 : 수송관 15 : 배치부
16 :압력 제어부 30 : 플라즈마 처리 장치
31 : 플라즈마 발생부 32 : 처리 용기
33 : 제어부 34 : 투과창
35 : 도입 도파관 40 : 플라즈마 처리 장치
41 : 제어부 42 :처리 용기
43 : 플라즈마 발생부 44 : 전원부
45 : 전원 46 : 블로킹 콘덴서
47 : 온도 검출부 48 : 하부 전극
49 : 상부 전극 M : 마이크로파
P : 플라즈마 W : 피처리물
3 : 감압부 4 : 가스 공급부
5 : 마이크로파 발생부 6 : 처리 용기
7 : 온도 검출부 8 : 제어부
9 : 방전관 10 : 도입 도파관
14 : 수송관 15 : 배치부
16 :압력 제어부 30 : 플라즈마 처리 장치
31 : 플라즈마 발생부 32 : 처리 용기
33 : 제어부 34 : 투과창
35 : 도입 도파관 40 : 플라즈마 처리 장치
41 : 제어부 42 :처리 용기
43 : 플라즈마 발생부 44 : 전원부
45 : 전원 46 : 블로킹 콘덴서
47 : 온도 검출부 48 : 하부 전극
49 : 상부 전극 M : 마이크로파
P : 플라즈마 W : 피처리물
Claims (7)
- 대기압보다도 감압된 분위기를 유지 가능한 처리 용기와,
상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
상기 처리 용기의 내부에 마련된 피처리물을 배치하는 배치부와,
내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 상기 처리 용기로부터 이격된 위치에 마련된 방전관과,
마이크로파 발생부로부터 방사된 마이크로파를 전파시켜, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 마이크로파를 도입하는 도입 도파관과,
상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 방전관과 상기 처리 용기를 연통시키는 수송관과,
상기 방전관의 온도를 검출하는 제1 온도 검출부, 그리고
상기 제1 온도 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 플라즈마의 발생을 제어함으로써, 상기 방전관의 온도를 제어하는 제1 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제1 온도 검출부는, 상기 방전관의 온도를 상기 피처리물의 생산 과정에서 검출하고,
상기 제1 제어부는, 상기 제1 온도 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 방전관의 온도를 제어할 필요성을 판정하며, 상기 방전관의 온도 제어를 행할 필요가 있다고 판정한 경우에는 상기 방전관의 온도의 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 가스 공급부는, 플라즈마 처리를 행하는 경우에는 프로세스 가스를 공급하며, 클리닝 처리를 행하는 경우에는 클리닝 가스를 공급하고,
상기 제1 제어부는, 상기 방전관의 온도 제어를 상기 클리닝 처리 중에 실행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖고, 대기압보다도 감압된 분위기를 유지 가능한 처리 용기와,
상기 처리 용기의 내부를 정해진 압력까지 감압하는 감압부와,
상기 처리 용기의 내부에 마련된 피처리물을 배치하는 배치부와,
상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 전자(電磁) 에너지를 공급함으로써 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와,
상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부, 그리고
상기 제2 온도 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 플라즈마의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제2 제어부
를 구비하며,
상기 제2 온도 검출부는, 상기 부재의 온도를 상기 피처리물의 생산 과정에서 검출하고,
상기 제2 제어부는, 상기 제2 온도 검출부로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 부재의 온도를 제어할 필요성을 판정하며, 상기 부재의 온도 제어를 행할 필요가 있다고 판정한 경우에는 상기 부재의 온도의 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제4항에 있어서, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재는, 상기 전자 에너지를 투과시키는 투과창이고,
상기 제2 제어부는, 상기 제2 온도 검출부에 의해 검출된 온도가 상기 투과창의 내벽면 온도 또는 상기 투과창에서의 평균 온도가 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 제4항에 있어서, 상기 가스 공급부는, 플라즈마 처리를 행하는 경우에는 프로세스 가스를 공급하며, 클리닝 처리를 행하는 경우에는 클리닝 가스를 공급하고,
상기 제2 제어부는, 상기 부재의 온도 제어를 상기 클리닝 처리 중에 실행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치. - 대기압보다도 감압된 분위기에서 플라즈마를 발생시키며, 상기 플라즈마를 향하여 공급된 프로세스 가스를 여기시켜 플라즈마 생성물을 생성하고, 상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 방법으로서,
플라즈마를 발생시키는 영역에 면하는 위치에 마련된 부재의 온도에 기초하여 플라즈마의 발생을 제어함으로써, 상기 부재의 온도를 제어하는 제1 처리 공정과,
상기 플라즈마 생성물을 이용하여 피처리물에 대한 플라즈마 처리를 행하는 제2 처리 공정
을 포함하고, 상기 부재는, 내부에 플라즈마를 발생시키는 영역을 갖는 방전관인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.
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