KR20150101928A - High-frequency plasma processing apparatus and high-frequency plasma processing method - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a high-frequency plasma processing apparatus and a high-frequency plasma processing method where it is difficult to make surface discharge at a part of an insulation contacting an electrode where a high-frequency power is applied. The high-frequency plasma processing apparatus has an electrode (13) contacting an insulation (17), applies high-frequency power to the electrode (13), and performs plasma processing of a substrate (G) by plasma generated by the same. The high-frequency plasma processing apparatus comprises: a processing room (4) where plasma processing as to the substrate (G) is performed; an electrode accommodation part (3) which accommodates the electrode (13) under the state of contacting the insulation (17); a high-frequency power source (15) which applies the high-frequency power to the electrode (13); and a humidity adjustment unit (58) which adjusts the humidity in the electrode accommodation part (3), in order to prevent surface discharge in the electrode accommodation part (3).

Description

고주파 플라즈마 처리 장치 및 고주파 플라즈마 처리 방법{HIGH-FREQUENCY PLASMA PROCESSING APPARATUS AND HIGH-FREQUENCY PLASMA PROCESSING METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high frequency plasma processing apparatus and a high frequency plasma processing method,

본 발명은, 피처리 기판에 고주파 전력을 이용하여 플라즈마 처리를 실시하는 고주파 플라즈마 처리 장치 및 고주파 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency plasma processing apparatus and a high-frequency plasma processing method for performing plasma processing on a substrate to be processed using high-frequency power.

반도체 기판이나 액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에 있어서는, 기판에 플라즈마 에칭이나 성막 처리 등의 플라즈마 처리를 실시하는 공정이 존재하고, 이러한 플라즈마 처리를 실시하기 위해서 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 장치 등의 각종 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 플라즈마 처리 장치로서는, 고주파 전력을 이용하여 플라즈마를 생성하는 것이 일반적이다.BACKGROUND ART [0002] In a manufacturing process of a flat panel display (FPD) such as a semiconductor substrate or a liquid crystal display (LCD), there is a step of performing plasma processing such as plasma etching or film forming processing on a substrate. Various plasma processing apparatuses such as an etching apparatus and a plasma CVD apparatus are used. As a plasma processing apparatus, plasma is generally generated by using high-frequency power.

고주파 전력을 이용한 플라즈마 처리 장치로서는, 최근, 고진공도로 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 가지는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma : ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus has been attracting attention as a plasma processing apparatus using high frequency power, which has a great advantage of obtaining a high density plasma with high vacuum.

유도 결합 플라즈마 처리 장치로서는, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기의 천장 벽을 구성하는 유전체 창의 위쪽에 안테나실을 마련하고, 그 안에 고주파 안테나를 배치하고, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급함과 아울러 이 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급함으로써, 처리 용기 내에 유도 결합 플라즈마를 발생시켜, 이 유도 결합 플라즈마에 의해서 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 1).
As an inductively coupled plasma processing apparatus, an antenna chamber is provided above a dielectric window constituting a ceiling wall of a processing vessel housing a substrate to be processed, a high frequency antenna is arranged therein, a processing gas is supplied into the processing vessel, It is known that inductively coupled plasma is generated in a processing container by supplying high-frequency power to an antenna, and a predetermined plasma processing is performed on the substrate to be processed by the inductively coupled plasma (for example, Patent Document 1).

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 공보 제2004－55895호(Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-55895

그런데, 안테나실 내의 고주파 안테나는, 절연물로 눌려져 있지만, 고주파 안테나에 고주파 전력을 인가했을 때에, 주로 절연물의 부분에서 연면 방전(creeping discharge)이 발생하는 경우가 있다는 것이 판명되었다. 연면 방전이 발생하면, 절연물의 열화가 진행되어 절연 파괴 등으로 연결될 가능성이 있다.However, although the high-frequency antenna in the antenna chamber is pressed by an insulator, it has been found that a creeping discharge occurs mainly in a portion of the insulator when high-frequency power is applied to the high-frequency antenna. If a surface discharge occurs, the deterioration of the insulating material may proceed and lead to insulation breakdown or the like.

이러한 연면 방전은, 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 한정되지 않고, 평행 평판형의 용량 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서, 고주파 전력이 인가되는 전극을 누르는 절연물의 부분에도 발생하는 경우가 있다.Such surface discharge is not limited to the inductively coupled plasma processing apparatus, but may also occur in a portion of the insulating material pressing the electrode to which the high-frequency power is applied in the parallel plate type capacitively coupled plasma processing apparatus.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 고주파 전력이 인가되는 전극에 접촉하는 절연물의 부분에서 연면 방전이 생기기 어려운 고주파 플라즈마 처리 장치 및 고주파 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a high-frequency plasma processing apparatus and a high-frequency plasma processing method in which surface discharge is hardly generated in a portion of an insulator contacting an electrode to which a high-frequency power is applied.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 관점은, 절연물에 접촉한 전극을 갖고, 상기 전극에 고주파 전력을 인가하고, 그것에 의해 생긴 플라즈마에 의해 기판을 플라즈마 처리하는 고주파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 기판에 대해서 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 절연물에 접촉한 상태의 상기 전극을 수용하는 전극 수용부와, 상기 전극에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원과, 상기 전극 수용부 내의 습도를, 상기 전극 수용부 내에서 연면 방전이 생기지 않도록 조정하는 습도 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a high-frequency plasma processing apparatus having an electrode in contact with an insulator, applying a high-frequency power to the electrode, and subjecting the substrate to plasma processing by the plasma generated by the high- A high frequency power source for applying a high frequency power to the electrode; and a high frequency power source for applying a high frequency power to the electrode, And a humidity adjusting means for adjusting so as to prevent surface discharge from occurring in the accommodating portion.

상기 제 1 관점에 있어서, 상기 습도 조정 수단으로서, 상기 전극 수용부에 건조 기체를 공급하는 건조 기체 공급 기구를 가지는 것을 이용할 수 있다.In the first aspect, it is possible to use, as the humidity adjusting means, a device having a drying gas supplying mechanism for supplying a drying gas to the electrode accommodating portion.

상기 전극 수용부 내의 습도를 측정하는 습도계와, 상기 건조 기체 공급 기구로부터 상기 전극 수용부에 건조 기체가 공급되었을 때에, 상기 습도계의 측정치가 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 습도계의 측정치가 상기 임계치 이하인 경우에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는 방전 방지부를 더 구비하고 있어도 좋다.And a controller for controlling the operation of the high frequency power supply when the measured value of the hygrometer exceeds a predetermined threshold value when the drying gas is supplied from the drying gas supply mechanism to the electrode containing portion And an electric discharge preventing section for permitting the operation of the radio frequency power supply when the measured value of the hygrometer is below the threshold value.

또, 상기 전극 수용부에 상기 건조 기체가 공급될 때의 유량을 측정하는 유량 센서와, 건조 기체 공급 기구로부터 상기 전극 수용부에 소정 유량으로 건조 기체를 흘렸을 때에 있어서의, 상기 전극 수용부 내의 습도가 소정의 임계치 이하가 될 때까지의 필요 시간이 설정되고, 상기 유량 센서가 상기 소정 유량이 된 후, 상기 필요 시간 경과할 때까지는 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 필요 시간 경과 후에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는 방전 방지부를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우에, 상기 방전 방지부는, 상기 유량 센서에 의해 건조 기체의 유량 이상이 검출되고, 그 이상 시간이 소정 시간을 초과했을 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않게 할 수 있다.The flow rate sensor measures the flow rate of the dry gas when the dry gas is supplied to the electrode accommodating portion. The flow rate sensor measures the humidity in the electrode accommodating portion when the dry gas flows from the dry gas supply mechanism to the electrode accommodating portion at a predetermined flow rate. Is set to a predetermined threshold or less and the operation of the radio frequency power source is not permitted until the required time elapses after the flow rate sensor reaches the predetermined flow rate, And a discharge preventing section for permitting operation of the high-frequency power supply. In this case, the discharge preventing section can prevent the operation of the high frequency power source from being permitted when the flow rate sensor detects the flow rate of the drying gas or more and the abnormal time exceeds a predetermined time.

상기 고주파 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합 플라즈마 처리 장치이며, 상기 전극은, 상기 처리실 내에 유도 자계를 형성하는 고주파 안테나이며, 상기 전극 수용부는, 상기 처리실의 위쪽에 설치된, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실인 구성으로 할 수 있다.Wherein the electrode is a high frequency antenna that forms an induction magnetic field in the treatment chamber, and the electrode accommodating portion includes an antenna chamber for accommodating the high frequency antenna provided above the treatment chamber, the high frequency plasma processing apparatus being an inductively coupled plasma processing apparatus .

본 발명의 제 2 관점은, 절연물에 접촉한 전극에 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가하고, 그것에 의해 생긴 플라즈마에 의해 처리실 내의 기판을 플라즈마 처리하는 고주파 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 절연물에 접촉한 상태의 상기 전극을 전극 수용부에 수용하고, 상기 전극 수용부 내의 습도를, 상기 전극 수용부 내에서 연면 방전이 생기지 않도록 조정하면서, 플라즈마 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법을 제공한다.A second aspect of the present invention is a high-frequency plasma processing method for applying a high-frequency power from a high-frequency power source to an electrode in contact with an insulator and subjecting the substrate in the processing chamber to plasma processing by the plasma generated by the high- The plasma processing is carried out while accommodating the electrode in the electrode accommodating portion and adjusting the humidity in the electrode accommodating portion such that a surface discharge does not occur in the electrode accommodating portion.

상기 제 2 관점에 있어서, 상기 습도의 조정은, 상기 전극 수용부에 건조 기체를 공급함으로써 행할 수 있다.In the second aspect, the adjustment of the humidity can be performed by supplying a drying gas to the electrode containing portion.

상기 전극 수용부 내의 습도를 습도계에 의해 측정하고, 상기 전극 수용부에 건조 기체가 공급되었을 때에, 상기 습도계의 측정치가 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 습도계의 측정치가 상기 임계치 이하인 경우에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하도록 할 수 있다.The humidity is measured by a hygrometer and the operation of the high frequency power supply is not permitted when the measured value of the hygrometer exceeds a predetermined threshold when the drying gas is supplied to the electrode containing portion, The operation of the high frequency power supply can be permitted when the measured value of the hygrometer is equal to or lower than the threshold value.

또, 상기 전극 수용부에 상기 건조 기체가 공급될 때의 유량을 유량 센서에 의해 측정하고, 상기 전극 수용부에 소정 유량으로 건조 기체를 흘렸을 때에 있어서의, 상기 전극 수용부 내의 습도가 소정의 임계치 이하가 될 때까지의 필요 시간을 설정해 두고, 상기 유량 센서가 상기 소정 유량이 된 후, 상기 필요 시간 경과할 때까지는 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 필요 시간 경과 후에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하도록 해도 좋다. 이 경우에, 상기 유량 센서에 의해 건조 기체의 유량 이상이 검출되고, 그 이상 시간이 소정 시간을 초과했을 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않게 할 수 있다.It is also preferable that the flow rate of the dry gas supplied to the electrode accommodating portion is measured by a flow rate sensor and the humidity in the electrode accommodating portion when the dry gas is flowed into the electrode accommodating portion at a predetermined flow rate is a predetermined threshold value Of the high-frequency power supply is set to be equal to or less than a predetermined flow rate, the operation of the high-frequency power supply is not permitted until the necessary time elapses after the flow rate sensor reaches the predetermined flow rate, . In this case, it is possible to prevent the operation of the high-frequency power supply from being permitted when the flow rate sensor detects the flow rate of the drying gas and the abnormal time exceeds a predetermined time.

상기 고주파 플라즈마는, 유도 결합 플라즈마이며, 상기 전극은, 상기 처리실 내에 유도 자계를 형성하는 고주파 안테나이며, 상기 전극 수용부는, 상기 처리실의 위쪽에 설치된, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실인 구성으로 할 수 있다.
Wherein the high frequency plasma is an inductively coupled plasma and the electrode is a high frequency antenna that forms an induction magnetic field in the treatment chamber and the electrode accommodation portion is an antenna chamber provided above the treatment chamber and accommodating the high frequency antenna have.

본 발명에 의하면, 전극 수용부 내의 습도를, 상기 전극 수용부 내에서 연면 방전이 생기지 않도록 조정하는 습도 조정 수단을 마련했으므로, 전극 수용부 내에서 연면 방전이 생기는 것을 상당히 유효하게 억제할 수 있다.According to the present invention, the humidity adjusting means for adjusting the humidity in the electrode accommodating portion so as not to cause the surface discharge in the electrode accommodating portion is provided, so that generation of the surface discharge in the electrode accommodating portion can be effectively suppressed.

도 1은 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 고주파 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 연면 방전을 확인하는 실험에 이용한 테스트 피스의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 안테나실 내의 습도와 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 온도를 변경했을 경우의 수증기량(절대 습도)과 내압의 관계를 나타내는 도면이며, 도 4(b)는 온도를 변경했을 경우의 습도(상대 습도)와 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 전극간 거리가 20mm 및 30mm일 때의 습도와 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 안테나실의 배기 포트에 펀칭 플레이트를 마련했을 경우의 드라이 에어 공급 시간과 습도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 안테나실의 배기 포트에 배기 팬을 마련했을 경우의 드라이 에어 공급 시간과 습도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 드라이 에어의 압력을 변화시켰을 경우의, 드라이 에어의 공급 시간과 습도의 관계를 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a high-frequency plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a structure of a test piece used in an experiment for checking surface discharge.
3 is a graph showing the relationship between humidity and internal pressure in the antenna chamber.
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the amount of water vapor (absolute humidity) and the internal pressure when the temperature is changed, FIG. 4B is a graph showing the relationship between the humidity (relative humidity) to be.
5 is a graph showing the relationship between humidity and internal pressure when the distance between electrodes is 20 mm and 30 mm.
6 is a diagram showing the relationship between the dry air supply time and the humidity when the punching plate is provided in the exhaust port of the antenna chamber.
7 is a diagram showing the relationship between the dry air supply time and humidity when an exhaust fan is provided in the exhaust port of the antenna chamber.
8 is a graph showing the relationship between the supply time of dry air and the humidity when the pressure of the dry air is changed.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 고주파 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a high-frequency plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이 고주파 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합 플라즈마 장치로서 구성되고, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD), 전계 발광(Electro Luminescence ; EL) 디스플레이 등의 FPD용 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 금속막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스터막의 애싱 처리에 이용된다.This high frequency plasma processing apparatus is constructed as an inductively coupled plasma apparatus and includes a metal film for forming a thin film transistor on an FPD substrate such as a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL) An ITO film, an oxide film, or the like, or an ashing process of a resistor film.

이 고주파 플라즈마 처리 장치는, 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각통(角筒) 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 가진다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있고, 접지선(1a)에 의해 전기적으로 접지되어 있다. 본체 용기(1)는, 유전체벽(유전체 창)(2)에 의해 상하로 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되고 있다. 따라서, 유전체벽(2)은 처리실(4)의 천장 벽으로서 기능한다. 유전체벽(2)은, Al2O3 등의 세라믹스, 석영 등으로 구성되어 있다.This high frequency plasma processing apparatus has an airtight main body container 1 of a conductive material, for example, an angular cylinder made of aluminum whose inner wall surface is anodized. The main body container 1 is assembled in a disassemblable manner, and is electrically grounded by the ground wire 1a. The main body vessel 1 is partitioned into an antenna chamber 3 and a treatment chamber 4 up and down by a dielectric wall (dielectric window) 2. Thus, the dielectric wall 2 functions as a 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 공급용의 샤워 케이스(11)가 끼워져 있다. 샤워 케이스(11)는 예를 들면 十자 형상으로 설치되어 있고, 유전체벽(2)을 아래로부터 지지하는 빔(beam)으로서의 기능을 가진다. 유전체벽(2)은 샤워 케이스(11)에 의해 분할되어 있어도 좋다. 샤워 케이스(11)는, 복수개의 서스펜더(suspender)(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천정에 매달려 있다.In the lower portion of the dielectric wall 2, a shower case 11 for supplying a process gas is inserted. The shower case 11 is provided, for example, in a cross shape and has a function as a beam for supporting the dielectric wall 2 from below. The dielectric wall 2 may be divided by the shower case 11. The shower case 11 is suspended from the ceiling of the main container 1 by a plurality of suspenders (not shown).

이 샤워 케이스(11)는 도전성 재료로 구성되어 있다. 이 샤워 케이스(11)는 전기적으로 접지되어 있다.The shower case 11 is made of a conductive material. The shower case 11 is electrically grounded.

이 샤워 케이스(11)에는 수평으로 연장하는 가스 유로(12)가 형성되어 있고, 이 가스 유로(12)에는, 아래쪽을 향해서 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 설치되어 있다. 가스 공급관(20a)은, 본체 용기(1)의 천정으로부터 그 외측으로 관통하고, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함한 처리 가스 공급계(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 처리에 있어서는, 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(20a)을 통해서 샤워 케이스(11) 내에 공급되고, 그 하면의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내로 토출된다.A gas flow path 12 extending horizontally is formed in the shower case 11. A plurality of gas discharge holes 12a extending downward are communicated with the gas flow path 12. On the other hand, a gas supply pipe 20a is provided at the center of the upper surface of the dielectric wall 2 so as to communicate with the gas flow path 12. The gas supply pipe 20a penetrates from the ceiling of the main container 1 to the outside thereof and is connected to a process gas supply system 20 including a process gas supply source and a valve system. Therefore, in the plasma processing, the process gas supplied from the process gas supply system 20 is supplied into the shower case 11 through the gas supply pipe 20a, and the process gas is supplied from the gas discharge hole 12a on the lower surface thereof, Respectively.

본체 용기(1)에 있어서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a)의 사이에는 내측으로 돌출하는 지지 선반(5)이 설치되어 있고, 이 지지 선반(5) 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 treatment chamber 4 in the main body container 1. The support shelf 5 The dielectric wall 2 is mounted.

안테나실(3) 내에는, 고주파 전극인 고주파(RF) 안테나(13)가 설치되어 있다. 고주파 안테나(13)에는, 급전선(19)이 접속되어 있고, 급전선에는 정합기(14) 및 고주파 전원(15)이 접속되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 예를 들면 소용돌이 형상을 이루는 평면 안테나로서 구성되어 있다. 이 고주파 안테나(13)를 구성하는 안테나선(13a)은, 절연물(17)에 지지됨과 아울러 절연물(17)에 눌려, 서로 절연되도록 되어 있다. 그리고, 고주파 안테나(13)에, 고주파 전원(15)으로부터 예를 들면 주파수가 13.56MHz의 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 생성되고, 이 유도 전계에 의해 샤워 케이스(11)로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 절연물(17)의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 비교적 강성이 높은 수지 재료, 예를 들면 폴리에테르이미드(PEI) 수지(상품명 : 울템(등록 상표))를 매우 적합하게 이용할 수 있다.In the antenna chamber 3, a high frequency (RF) antenna 13 which is a high frequency electrode is provided. A feeder line 19 is connected to the high frequency antenna 13 and a matching device 14 and a high frequency power source 15 are connected to the feeder line. The high-frequency antenna 13 is, for example, a planar antenna having a spiral shape. The antenna line 13a constituting the high frequency antenna 13 is supported by the insulator 17 and pressed by the insulator 17 to be insulated from each other. A high frequency electric power of, for example, 13.56 MHz is supplied to the high frequency antenna 13 from the high frequency electric power source 15 to generate an induced electric field in the treatment chamber 4, 11 are plasmatized. A material of the insulator 17 is not particularly limited, but a resin material having relatively high rigidity such as polyetherimide (PEI) resin (trade name: ULTIM (registered trademark)) can be suitably used.

처리실(4) 내의 하부에는, 유전체벽(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, 직사각형의 FPD용 기판(이하 단순히 기판이라고 적는다)(G)를 탑재하기 위한 탑재대(23)가 설치되어 있다. 탑재대(23)는, 도전성 재료, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 기판(G)은, 정전척(도시하지 않음)에 의해 흡착 보지된다.A mounting table 23 for mounting a rectangular FPD substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) G to face the high frequency antenna 13 with the dielectric wall 2 therebetween is provided in the lower part of the processing chamber 4, Respectively. The mounting table 23 is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized. The 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, 추가로, 중공의 지주(25)에 지지된다. 지주(25)는 본체 용기(1)의 저부를 관통하고, 본체 용기(1) 외에 배설된 승강 기구(도시하지 않음)에 지지되고, 기판(G)의 반입출시에 승강 기구에 의해 탑재대(23)가 상하 방향으로 구동된다. 탑재대(23)를 수납하는 절연체 프레임(24)과 본체 용기(1)의 저부의 사이에는, 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로우즈(26)가 배설되어 있고, 이것에 의해, 탑재대(23)의 상하 이동에 의해서도 처리실(4) 내의 기밀성이 보증된다. 또 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 기판(G)을 반입출하기 위한 반입출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 설치되어 있다.The mount table 23 is accommodated in the insulator frame 24 and further supported by the hollow struts 25. [ The support 25 penetrates the bottom of the main body container 1 and is supported by a lifting mechanism (not shown) disposed outside the main body container 1 and is supported by a lifting mechanism 23 are driven in the vertical direction. A bellows 26 for airtightly surrounding the column 25 is disposed between the insulator frame 24 that houses the mount table 23 and the bottom of the main body container 1, The airtightness in the processing chamber 4 is ensured even by the upward and downward movement of the processing chamber 23. The side wall 4a of the processing chamber 4 is provided with a loading / unloading port 27a for loading / unloading the substrate G and a gate valve 27 for opening / closing it.

탑재대(23)에는, 중공의 지주(25) 내에 설치된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 통해서 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(29)은, 플라즈마 처리중에, 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면 주파수가 6MHz의 고주파 전력을 탑재대(23)에 인가한다. 이 바이어스용의 고주파 전력에 의해 생성된 셀프 바이어스에 의해서, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 기판(G)으로 인입된다.A radio frequency power source 29 is connected to the mounting table 23 by a feeder line 25a provided in a hollow support 25 through a matching device 28. [ The high frequency power supply 29 applies a high frequency power for bias, for example, a high frequency power having a frequency of 6 MHz, to the stage 23 during plasma processing. The ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are effectively introduced into the substrate G by the self-bias generated by the high-frequency power for the bias.

추가로, 탑재대(23) 내에는, 기판(G)의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은, 모두 중공의 지주(25)를 통해 본체 용기(1) 외측으로 도출된다.Further, in order to control the temperature of the substrate G, a temperature control mechanism including a heating means such as a ceramic heater or a refrigerant passage and a temperature sensor are provided in the mounting table 23 ). Pipes and wiring for these mechanisms and members are led out to the outside of the main container 1 through the hollow pillars 25.

처리실(4)의 저부에는, 배기관(31)을 통해서 진공 펌프 등을 포함한 배기 장치(30)가 접속된다. 이 배기 장치(30)에 의해, 처리실(4)이 배기되고, 플라즈마 처리중, 처리실(4) 내가 소정의 진공 분위기(예를 들면 1.33Pa)로 설정, 유지된다.An exhaust device 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the process chamber 4 through an exhaust pipe 31. The treatment chamber 4 is evacuated by the evacuation device 30 and the treatment chamber 4 is set and maintained in a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 Pa) during the plasma treatment.

탑재대(23)에 탑재된 기판(G)의 이면 측에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 일정한 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(41)가 설치되어 있다. 이와 같이 기판(G)의 이면 측에 열전달용 가스를 공급함으로써, 진공하에서 기판(G)의 온도 상승이나 온도 변화를 회피할 수 있도록 되어 있다.A cooling space (not shown) is formed on the back surface of the substrate G mounted on the mounting table 23 and an He gas flow path 41 for supplying He gas as a heat transfer gas having a constant pressure is provided . By supplying the heat transfer gas to the back side of the substrate G in this manner, temperature rise and temperature change of the substrate G under vacuum can be avoided.

본 실시 형태의 고주파 플라즈마 처리 장치는, 안테나실(3) 내의 습도를 조정하는 습도 조정 수단으로서 드라이 에어 공급 기구(58)를 가지고 있다. 드라이 에어 공급 기구(58)는, 드라이 에어 공급원(51)과, 드라이 에어 배관(52)과, 유량 조절 밸브(53)를 가지고 있다. 드라이 에어 공급 기구(58)에서는, 드라이 에어 공급원(51)으로부터 드라이 에어 배관(52)을 통해서 안테나실(3) 내에 드라이 에어를 공급하고, 유량 조절 밸브(53)로 드라이 에어의 유량을 조절함으로써, 안테나실(3) 내의 습도를 저하시키는 것이 가능하도록 되어 있다.The high frequency plasma processing apparatus of the present embodiment has a dry air supply mechanism 58 as humidity adjusting means for adjusting the humidity in the antenna chamber 3. The dry air supply mechanism 58 has a dry air supply source 51, a dry air pipe 52, and a flow control valve 53. In the dry air supply mechanism 58, dry air is supplied from the dry air supply source 51 to the antenna chamber 3 through the dry air pipe 52 and the flow rate of the dry air is adjusted by the flow rate control valve 53 , And the humidity in the antenna chamber 3 can be lowered.

드라이 에어 배관(52)에는 유량 센서(54)가 설치되어 있다. 유량 센서(54)는, 실제로 필요량의 드라이 에어가 공급되고 있는지를 모니터하는 모니터 수단으로서 이용된다. 안테나실(3)에는, 그 내부의 습도를 측정하는 습도계(56)가 설치되어 있다.The dry air pipe 52 is provided with a flow rate sensor 54. The flow rate sensor 54 is used as monitor means for monitoring whether a necessary amount of dry air is actually supplied. The antenna chamber 3 is provided with a hygrometer 56 for measuring the humidity inside thereof.

안테나실(3)에는 개폐 가능한 커버(33)가 설치되어 있고, 그 측부에는 배기 포트(55)가 설치되어 있다. 배기 포트(55)에는, 안테나실(3) 내에 공급되는 고주파를 차단하기 위한 펀칭 플레이트 또는 배기 팬 등이 설치되고, 외부로부터 고습도의 에어의 유입을 상당히 억제하면서 배기할 수 있는 구조로 되어 있다. 배기 포트(55)를 마련하지 않고 안테나실(3)을 밀폐해도 좋다.The antenna chamber 3 is provided with a cover 33 which can be opened and closed, and an exhaust port 55 is provided on the side of the cover 33. The exhaust port 55 is provided with a punching plate or an exhaust fan for blocking high frequency supplied into the antenna chamber 3 and has a structure capable of exhausting air from the outside with considerable suppression of the inflow of high-humidity air. The antenna chamber 3 may be closed without providing the exhaust port 55. [

유량 센서(54)의 정보 및 습도계(56)의 정보는, 방전 방지부(57)에 입력되고, 드라이 에어의 유량이 규정량 이하일 때, 또는 안테나실(3) 내의 습도가 소정의 임계치를 넘었을 때, 고주파 전원(15)이 작동하지 않도록 고주파 전원(15)에 인터록 신호를 출력하도록 되어 있다. 추가로, 방전 방지부(57)로부터 유량 조절 밸브(53)로 제어 신호를 주는 것이 가능하도록 되어 있다.The information of the flow rate sensor 54 and the information of the hygrometer 56 are inputted to the discharge preventing section 57. When the flow rate of the dry air is less than the specified amount or when the humidity in the antenna chamber 3 exceeds the predetermined threshold Frequency power supply 15 so that the high-frequency power supply 15 does not operate. In addition, it is possible to give a control signal from the discharge preventing section 57 to the flow rate regulating valve 53.

고주파 플라즈마 처리 장치의 각 구성부, 예를 들면 가스 공급계, 고주파 전원(15 및 29), 배기 장치(30) 등은, 전체 제어부(60)에 의해 제어되도록 되어 있다. 전체 제어부(60)는, 마이크로 프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 본체부와, 본체부에 접속된 유저 인터페이스부 및 기억부를 가진다. 유저 인터페이스부는, 오퍼레이터에 의한 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위한 커멘드 입력 등의 입력 조작을 실시하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어진다. 기억부는, 고주파 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 본체부의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 처리 레시피가 저장되어 있다. 처리 레시피 등의 프로그램은, 기억부 내의 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 내장된 하드 디스크이어도 좋고, CDROM나 플래쉬 메모리 등의 가반성인 것이어도 좋다. 또, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용회선을 통해서 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 좋다. 그리고, 유저 인터페이스로부터의 지시 등으로 소정의 처리 레시피가 기억부로부터 호출되어 고주파 플라즈마 처리 장치에 의해 소정의 처리가 실행된다.The respective components of the high-frequency plasma processing apparatus, for example, the gas supply system, the high-frequency power supplies 15 and 29, the exhaust apparatus 30, and the like are controlled by the overall control unit 60. The overall control section 60 has a main body section composed of a microprocessor (computer), a user interface section connected to the main body section, and a storage section. The user interface unit includes a keyboard that performs an input operation such as a command input for managing a plasma processing apparatus by an operator, a display that visually displays the operating state of the plasma processing apparatus, and the like. The storage unit stores a control program for realizing various processes to be executed in the high-frequency plasma processing apparatus under the control of the main body, and a program for executing processing in each constituent unit of the plasma processing apparatus, that is, a process recipe according to processing conditions. A program such as a processing recipe is stored in a storage medium in the storage section. The storage medium may be a hard disk built in a computer, or a portable medium such as a CD ROM or a flash memory. Also, the recipe may be appropriately transmitted from another apparatus through, for example, a dedicated line. Then, a predetermined process recipe is called from the storage unit by an instruction or the like from the user interface, and a predetermined process is executed by the high-frequency plasma processing apparatus.

다음에, 이상과 같이 구성되는 고주파 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판(G)에 대해서 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대해 설명한다.Next, the processing operation when the plasma processing, for example, the plasma etching processing, is performed on the substrate G using the high-frequency plasma processing apparatus configured as described above will be described.

우선, 게이트 밸브(27)를 개방한 상태에서 반입출구(27a)로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 처리실(4) 내에 반입하고, 탑재대(23)의 탑재면에 탑재한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 탑재대(23) 상에 고정한다. 다음에, 처리실(4) 내에 처리 가스 공급계(20)로부터 공급되는 처리 가스를 샤워 케이스(11)의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내에 토출시킴과 아울러, 배기 장치(30)에 의해 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기함으로써, 처리실 내를 예를 들면 0.66~26.6Pa 정도의 압력 분위기로 유지한다.First, the substrate G is carried into the process chamber 4 by a transfer mechanism (not shown) from the loading / unloading port 27a while the gate valve 27 is opened and mounted on the mounting surface of the loading table 23 The substrate G is fixed on the mounting table 23 by an electrostatic chuck (not shown). Next, the process gas supplied from the process gas supply system 20 in the process chamber 4 is discharged from the gas discharge hole 12a of the shower case 11 into the process chamber 4, The inside of the treatment chamber 4 is evacuated through the exhaust pipe 31 to maintain the inside of the treatment chamber at a pressure of, for example, about 0.66 to 26.6 Pa.

또, 이때 기판(G)의 이면측의 냉각 공간에는, 기판(G)의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해서, He 가스 유로(41)를 통해서, 열전달용 가스로서 He 가스를 공급한다.He gas is supplied to the cooling space on the back side of the substrate G as a heat transfer gas through the He gas flow path 41 in order to avoid temperature rise and temperature change of the substrate G. [

그 다음에, 고주파 전원(15)으로부터 예를 들면 13.56MHz의 고주파를 고주파 전극인 고주파 안테나(13)에 인가하고, 이것에 의해 유전체벽(2)을 통해서 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계를 생성한다. 이와 같이 하여 생성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 처리 가스가 플라즈마화되어, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마에 의해, 기판(G)에 대해서 플라즈마 처리로서 예를 들면 플라즈마 에칭 처리를 행한다.A high frequency wave of, for example, 13.56 MHz is applied to the high-frequency antenna 13 as a high-frequency electrode from the high-frequency power source 15 to thereby generate a uniform induction field in the treatment chamber 4 through the dielectric wall 2 . The induced electric field generated in this manner causes the process gas in the process chamber 4 to be plasmaized to generate a high-density inductively coupled plasma. By this plasma, the substrate G is subjected to, for example, a plasma etching treatment as a plasma treatment.

그러나, 이러한 플라즈마 처리를 실시할 때에, 종래부터, 안테나실 내에 있어서 고주파 전극인 고주파 안테나에 연면 방전이 생기는 경우가 문제로 되고 있었다. 연면 방전이란, 절연물 상에 위치한 전극에 고전압을 인가했을 때에, 절연물의 표면을 따라서 방전이 생기는 현상이다. 즉, 도 1의 장치에 있어서, 안테나실(3) 내에 있어, 고주파 안테나(13)는, 안테나선(13a)이 절연물(17)에 지지된 상태로 장착되어 있기 때문에, 고주파 전원(15)으로부터 고전압의 고주파 전력이 인가되면, 절연물(17)을 따라서 방전이 생기는 경우가 있다.However, there has been a problem in that when the plasma processing is performed, surface discharge is generated in the high frequency antenna which is a high frequency electrode in the antenna chamber. Surface discharge is a phenomenon in which a discharge occurs along the surface of an insulator when a high voltage is applied to an electrode located on the insulator. That is, in the apparatus of Fig. 1, since the antenna wire 13a is mounted in the state of being supported by the insulator 17 in the antenna chamber 3, the high frequency power supply 15 When a high-frequency high-frequency electric power is applied, a discharge may occur along the insulator 17 in some cases.

이 연면 방전이 생기는 원인은, 장치가 설치되는 클린룸 내의 습도가 높은 것에 있다는 것이 판명되었다. 즉, 클린룸 내는, 정전기를 방지하기 위해서, 비교적 높은 습도로 유지되고 있고, 그 때문에, 안테나실에 있어, 연면 방전이 쉽게 발생한다는 것이 판명되었다.It has been found that this cause of the surface discharge is a high humidity in the clean room where the apparatus is installed. That is, it has been found that the clean room is maintained at a relatively high humidity in order to prevent static electricity, and as a result, surface discharge easily occurs in the antenna chamber.

저습도에서는, 전극간에 있어 공간 방전이 발생한다. 그때의 전극간의 내압은 공간 거리에 의해 정해지고, 대략 1kV/mm이며, 그것을 넘으면 방전이 생긴다. 그러나, 습도가 높아지면 공간 방전의 내압이 저하하고, 추가로 습도가 높아지면 공간 방전이 생기는 전압의 1/5 정도의 전압으로 연면 방전이 생기게 된다. 이것을 확인하기 위해서, 도 2와 같이, 절연물(101) 위에 20mm의 간격을 두고 전극(102)을 배치하고, 그 위에 슬릿(103)을 가지는 절연물(104)을 배치한 테스트 피스를 이용하여 온도 25℃에서 전극(102) 사이에 전압을 인가하고, 연면 방전이 생기게 되는 습도에 대해 실험했다. 또, 절연물(101, 104)로서는, 폴리에테르이미드(PEI) 수지(상품명 : 울템(등록 상표))를 이용했다. 그 결과, 도 3에 나타내는 바와 같이, 습도(상대 습도)가 50%를 넘으면 급격하게 내압이 저하하고, 연면 방전이 생기는 것이 확인되었다. 또, 온도를 변화시켜 수증기량(절대 습도)과 내전압의 관계를 조사한 결과, 도 4(a) 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 25℃에서 내압이 저하하는(연면 방전이 생기는) 수증기량에서도, 온도를 상승시켜 상대 습도를 저하시키면 내압이 높게 유지되고 있는 것이 확인되었다. 이로부터, 연면 방전에 기여하는 것은 절대 습도가 아니고, 상대 습도인 것이 판명되었다. 추가로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 연면 방전이 생기는 습도가 되면, 전극(도전체) 간 거리를 넓게 해도 내압은 별로 변화하지 않는 것이 판명되었다.At low humidity, a spatial discharge occurs between the electrodes. The breakdown voltage between the electrodes at this time is determined by the space distance, and is approximately 1 kV / mm. However, when the humidity is high, the inner pressure of the space discharge is lowered, and when the humidity is further increased, the surface discharge is generated at a voltage about 1/5 of the voltage at which the spatial discharge occurs. In order to confirm this, a test piece having an electrode 102 disposed at an interval of 20 mm on the insulator 101 and an insulator 104 having a slit 103 disposed thereon was used to measure the temperature 25 Lt; RTI ID = 0.0 > C, < / RTI > and the humidity at which the surface discharge is generated. As the insulators 101 and 104, a polyetherimide (PEI) resin (trade name: ULTIM (registered trademark)) was used. As a result, as shown in FIG. 3, it was confirmed that when the humidity (relative humidity) exceeded 50%, the breakdown voltage was abruptly lowered to cause a surface discharge. As a result of examining the relationship between the amount of steam (absolute humidity) and the withstanding voltage by changing the temperature, as shown in Figs. 4A and 4B, the amount of water vapor , It was confirmed that when the temperature was raised to lower the relative humidity, the withstand voltage remained high. From this, it was found that the contribution to the surface discharge was not an absolute humidity but a relative humidity. Further, as shown in Fig. 5, it has been found that when the humidity becomes such that the surface discharge is generated, the inner pressure does not change much even if the distance between the electrodes (conductors) is increased.

그래서, 본 실시 형태에서는, 안테나실(3) 내의 습도를 조정하는 습도 조정 수단으로서 드라이 에어 공급 기구(58)를 마련하고, 안테나실(3) 내의 습도(상대 습도)를 연면 방전이 생기기 어려운 값이 되도록 관리한다.Therefore, in the present embodiment, the dry air supply mechanism 58 is provided as the humidity adjusting means for adjusting the humidity in the antenna chamber 3, and the humidity (relative humidity) in the antenna chamber 3 is set to a value .

구체적인 수법으로서 제 1 수법은, 안테나실(3)의 커버(33)를 닫고, 드라이 에어 공급원(51)으로부터 소정 유량으로 드라이 에어를 흘리고, 습도계(56)에 의해 안테나실(3)의 습도(상대 습도)를 측정하고, 그 측정치를 방전 방지부(57)에 전달하고, 방전 방지부(57)에 있어서 그 습도의 측정치가 안테나실(3) 내에서 연면 방전하지 않는 임계치로서 설정된 값을 초과하는지 아닌지를 판단하고, 그 값이 임계치 이하로 될 때까지는, 방전 방지부(57)로부터 고주파 전원(15)이 작동하지 않도록 인터록 신호를 출력하고, 습도계(56)의 측정치가 임계치 이하가 되면 인터록 해제 신호를 출력하고, 고주파 전원(15)을 작동 가능 상태(레이디 상태)로 한다.The first method is a method in which the cover 33 of the antenna chamber 3 is closed and dry air is supplied from the dry air supply source 51 at a predetermined flow rate and the humidity of the antenna chamber 3 And the measured value of the humidity in the discharge preventing section 57 exceeds a value set as a threshold value at which the surface discharge does not occur in the antenna chamber 3 And outputs an interlock signal so that the radio frequency generator 15 does not operate from the discharge preventing section 57. When the measured value of the hygrometer 56 is lower than the threshold value, Outputs a release signal, and turns the high-frequency power supply 15 into an operable state (a lady state).

습도계(56)의 측정치가 임계치 이하가 된 후, 계속해서 습도계(56)에 의해 안테나실(3) 내의 습도를 측정하고, 그 측정치가 안테나실(3) 내에서 연면 방전하지 않는 임계치로서 설정된 값을 초과하지 않는 소정치로 되도록, 방전 방지부(57)에 의해 유량 조정 밸브(53)를 제어하여 드라이 에어 공급원(51)으로부터의 드라이 에어의 유량을 실시간으로 제어하도록 해도 좋다.The humidity in the antenna chamber 3 is measured by the hygrometer 56 continuously after the measured value of the hygrometer 56 is lower than the threshold value and the measured value is set to a value set as a threshold value The flow rate control valve 53 may be controlled by the discharge preventing section 57 to control the flow rate of the dry air from the dry air supply source 51 in real time.

제 2 수법은, 안테나실(3)의 커버(33)를 닫고, 드라이 에어 공급원(51)으로부터 소정 유량으로 드라이 에어를 흘렸을 때에, 안테나실(3) 내의 습도가 소정의 임계치 이하로 될 때까지의 시간을 미리 파악하여 방전 방지부(57)에 설정해 두고, 실제로 안테나실(3)의 커버를 닫고, 드라이 에어 공급원(51)으로부터 드라이 에어를 공급하고, 유량 센서(54)가 소정 유량으로 된 후, 설정 시간 경과할 때까지는, 방전 방지부(57)로부터 고주파 전원(15)이 작동하지 않도록 인터록 신호를 출력하고, 설정 시간 경과 후에 인터록 해제 신호를 출력하여, 고주파 전원(15)을 작동 가능 상태(레이디 상태)로 한다.In the second method, when the cover 33 of the antenna chamber 3 is closed and dry air is flowed from the dry air supply source 51 at a predetermined flow rate, until the humidity in the antenna chamber 3 becomes a predetermined threshold value or less The cover of the antenna chamber 3 is actually closed and the dry air is supplied from the dry air supply source 51. When the flow rate sensor 54 is set at the predetermined flow rate The interlock signal is outputted from the discharge preventing section 57 so that the high frequency electric power source 15 does not operate until the setting time elapses and the interlock releasing signal is outputted after the elapse of the set time so that the high frequency electric power source 15 can be operated State (ready state).

한편, 유량 센서(54)에 의해 드라이 에어 유량 이상(드라이 에어가 흐르지 않거나, 또는 드라이 에어의 유량이 규정량보다 적음)을 검출했을 경우, 그 이상 시간이 소정 시간을 넘으면, 습도가 임계치를 넘어 버리기 때문에, 미리 그 시간을 방전 방지부(57)에 설정해 두고, 이상 시간이 설정 시간을 초과했을 경우에 고주파 전원(15)을 작동시키지 않도록(플라즈마를 생성시키지 않도록) 인터록 신호를 출력한다.On the other hand, when it is detected by the flow rate sensor 54 that the dry air flow rate is exceeded (the dry air does not flow or the flow rate of the dry air is less than the specified amount), if the time exceeds the predetermined time, The time is set in advance in the discharge preventing section 57 and an interlock signal is outputted so as not to operate the high frequency power supply 15 (so as not to generate plasma) when the abnormal time exceeds the set time.

이 제 2 수법에서는, 제 1 수법에서 이용한 습도계를 이용하지 않고 습도 관리를 실시할 수 있다. 또, 제 1 수법과 제 2 수법을 병용해도 좋다.In this second method, humidity control can be performed without using a hygrometer used in the first method. The first technique and the second technique may be used in combination.

이상의 제 1 수법 또는 제 2 수법을 이용하여 안테나실(3) 내의 습도를 임계치 이하로 관리함으로써, 안테나실(3) 내에서 연면 방전이 생기는 것을 상당히 유효하게 억제할 수 있다.By controlling the humidity in the antenna chamber 3 to be equal to or less than the threshold value by using the first technique or the second technique described above, generation of surface discharge in the antenna chamber 3 can be effectively suppressed.

상기 어떤 수법에 있어서도, 상술한 도 3에 나타내는 바와 같이, 습도(상대 습도)가 50% 이하이면 연면 방전의 발생을 억제할 수 있다. 도 3의 결과는, 절연물로서 폴리에테르이미드(PEI) 수지(상품명 : 울템(등록 상표))를 이용했을 경우의 결과이며, 연면 방전이 생기기 쉬운 정도는, 절연물의 재질(흡수율 등)에 의해서도 변화하지만, 재료에 관계없이, 거의 습도가 50% 이하이면 연면 방전이 생기기 어려운 것이 판명되어 있다.In any of the above methods, as shown in Fig. 3, if the humidity (relative humidity) is 50% or less, generation of surface discharge can be suppressed. 3 shows the results when polyetherimide (PEI) resin (product name: ULTIM (registered trademark)) was used as an insulating material, and the degree to which surface discharge easily occurred varies depending on the material of the insulating material However, regardless of the material, it has been found that when the humidity is approximately 50% or less, surface discharge is unlikely to occur.

따라서, 안테나실(3) 내의 습도는 50% 이하로 하면 좋지만, 재료에 의존하지 않고, 안정적으로 연면 방전을 억제하는 효과를 얻는 관점에서는, 습도 40% 이하가 바람직하고, 30% 이하가 더 바람직하다. 추가로, 연면 방전을 확실히 방지하는 관점에서, 20% 이하가 더 바람직하다.Therefore, the humidity in the antenna chamber 3 may be 50% or less. However, from the viewpoint of obtaining an effect of stably suppressing surface discharge without depending on the material, the humidity is preferably 40% or less, more preferably 30% Do. In addition, from the viewpoint of reliably preventing the surface discharge, it is more preferable that it is 20% or less.

또, 절연물(17)로서는, 흡수율이 작을수록 연면 방전이 생기기 어려운 경향이 있고, 그 점에서는 흡수율이 0.18~0.28%의 울템(등록 상표)보다 흡수율이 거의 0인 테플론(등록 상표) 쪽이 바람직하지만, 테플론(등록 상표)은, 열팽창 계수가 크고 부드러운 재료이기 때문에, 고주파 안테나(13)를 누르는 용도에 적절하지 않았다. 이 때문에 안테나를 누르는 용도로는 울템(등록 상표) 쪽이 바람직하다.As for the insulating material 17, the smaller the water absorption rate, the less the surface discharge tends to occur. From this viewpoint, it is preferable to use Teflon (registered trademark) in which the water absorption rate is almost zero as compared with Ultem (registered trademark) with a water absorption rate of 0.18 to 0.28% However, Teflon (registered trademark) is not suitable for use in pressing the high-frequency antenna 13 because it is a soft material having a large thermal expansion coefficient. For this reason, ULTEM (registered trademark) is preferable for pressing the antenna.

본 실시 형태에 있어서, 안테나실(3) 내의 습도를 관리할 때, 안테나실(3)의 커버를 닫은 상태에서, 드라이 에어 공급원(51)으로부터 드라이 에어를 공급하면서, 펀칭 플레이트 또는 배기 팬 등을 마련한 배기 포트(55)로부터 드라이 에어를 배기한다. 이것에 의해, 안테나실(3) 내를 충분히 낮은 습도로 유지할 수 있다. 배기 포트(55)에 펀칭 플레이트를 마련했을 경우, 및 배기 팬을 마련했을 경우의 습도의 경시 변화를 각각 도 6 및 도 7에 나타낸다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 어느 경우도, 드라이 에어를 소정 유량으로 계속 흘리는 것에 의해, 충분히 낮은 습도를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 이와 같이 드라이 에어를 소정 유량으로 흘리는 것에 의해, 안테나실(3) 내를 냉각하는 효과도 얻을 수 있다. 이 때문에, 안테나실(3) 내의 연면 방전을 억제하면서, 온도의 상승에 의한 악영향을 방지할 수 있다. 다만, 배기 포트로서 단지 통로를 마련했을 경우에는, 통로로부터 고습도의 에어가 안테나실(3) 내에 유입하기 때문에, 습도가 상승하는 경향이 있어 바람직하지 않다.In the present embodiment, when the humidity in the antenna chamber 3 is controlled, while the cover of the antenna chamber 3 is closed and the dry air is supplied from the dry air supply source 51, the punching plate, And exhausts the dry air from the exhaust port 55 provided. Thereby, the inside of the antenna chamber 3 can be maintained at a sufficiently low humidity. Figs. 6 and 7 show changes in humidity with time when the punching plate is provided in the exhaust port 55 and when an exhaust fan is provided. As shown in these drawings, in any case, it can be seen that sufficiently low humidity can be obtained by continuously flowing the dry air at a predetermined flow rate. In addition, an effect of cooling the inside of the antenna chamber 3 can be obtained by flowing the dry air at a predetermined flow rate in this way. Therefore, it is possible to prevent an adverse effect due to an increase in temperature while suppressing the surface discharge in the antenna chamber 3. [ However, in the case where only the passage is provided as the exhaust port, since the high-humidity air flows into the antenna chamber 3 from the passage, the humidity tends to rise, which is not preferable.

안테나실(3) 내를 냉각할 필요가 없는 경우에는, 배기 포트(55)를 마련하지 않고 안테나실(3)을 거의 밀폐 공간으로 해도 좋다. 이 경우는, 드라이 에어를 상시 흘릴 필요는 없고, 안테나실(3) 내가 소정 압력의 드라이 에어 분위기로 된 후에는, 드라이 에어 공급원(51)으로부터의 드라이 에어의 공급은, 안테나실(3)로부터 누출된 드라이 에어를 보충하는 정도로 좋다. 도 8에, 드라이 에어의 압력을 변화시켰을 경우의, 드라이 에어의 공급 시간과 습도의 관계를 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 드라이 에어의 압력이 0.05MPa일 때보다 0.1MPa인 쪽이 도달 습도가 낮아지지만, 압력을 0.19MPa로 올려도 도달 습도는 저하하지 않고, 압력 0.1MPa 정도에서 도달 습도가 포화한다. 또, 안테나실(3) 내가 소정의 압력에 도달하고 나서 습도가 저하하기까지는 일정한 시간이 걸리는 것을 알 수 있다.In the case where it is not necessary to cool the inside of the antenna chamber 3, the antenna chamber 3 may be substantially a closed space without providing the exhaust port 55. [ In this case, there is no need to constantly flow dry air, and after the antenna chamber 3 has reached the dry air atmosphere of the predetermined pressure, the supply of the dry air from the dry air supply source 51 is started from the antenna chamber 3 It is good enough to replenish dry air. Fig. 8 shows the relationship between the supply time of dry air and the humidity when the pressure of the dry air is changed. As shown in this figure, the reaching humidity is lowered when the pressure of the dry air is 0.1 MPa than when the pressure of the dry air is 0.05 MPa. However, even when the pressure is raised to 0.19 MPa, the reaching humidity does not decrease. do. It is also understood that it takes a certain time until the humidity decreases after the antenna chamber 3 reaches the predetermined pressure.

또, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 일 없이 각종 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 습도 조정 수단으로서 드라이 에어 공급 기구를 이용했지만, 드라이 에어 이외의 건조 기체를 이용하여도 좋다. 또, 건조 기체에 한정하지 않고, 예를 들면 온도를 변화시키는 것에 의해 습도를 조정하는 것 등, 다른 수단을 이용할 수도 있다. 또, 안테나의 형상으로서 소용돌이 형상의 것을 예시했지만, 이것에 한정하지 않고, 생성하려고 하는 플라즈마에 따라, 임의의 형상의 것을 이용할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the dry air supply mechanism is used as the humidity adjusting means, but a dry gas other than dry air may be used. It is also possible to use other means such as adjusting the humidity by changing the temperature, for example, not limited to the dry gas. Although the shape of the antenna is a vortex shape, the shape of the antenna is not limited to this, and an arbitrary shape can be used depending on the plasma to be generated.

추가로, 상기 실시 형태에서는, 본 발명을 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나실에 적용했을 경우에 대해 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, 고주파 전력이 인가되는 전극이 절연물 상에 배치되어 연면 방전이 생길 수 있는 상태로 되어 있는 고주파 플라즈마 장치이면, 예를 들면 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치 등, 다른 고주파 플라즈마 장치에도 적용 가능하다.Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the antenna chamber of the inductively coupled plasma processing apparatus. However, the present invention is not limited to this, and an electrode to which high frequency power is applied may be disposed on the insulating material, Frequency plasma apparatus can be applied to other high-frequency plasma apparatuses such as a capacitively coupled plasma processing apparatus.

또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명을 에칭 처리에 적용했을 경우에 대해 나타냈지만, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한, 기판으로서 FPD용의 직사각형 기판을 이용한 예를 나타냈지만, 태양 전지 등의 다른 직사각형 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하고, 직사각형에 한정하지 않고 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 원형의 기판에도 적용 가능하다.
In the above embodiment, the present invention is applied to an etching process, but the present invention can be applied to other plasma processing apparatuses such as a CVD film forming apparatus. The present invention is not limited to a rectangular substrate. For example, the present invention can be applied to a circular substrate such as a semiconductor wafer. Do.

1 ; 본체 용기 2 ; 유전체벽
3 ; 안테나실 4 ; 처리실
13 ; 고주파 안테나 13a ; 안테나선
14 ; 정합기 15 ; 고주파 전원
17 ; 절연물 19 ; 급전선
20 ; 처리 가스 공급계 23 ; 탑재대
30 ; 배기 장치 51 ; 드라이 에어 공급원
52 ; 드라이 에어 배관 53 ; 유량 조절 밸브
54 ; 유량 센서 55 ; 배기 포트
56 ; 습도계 57 ; 방전 방지부
58 ; 드라이 에어 공급 기구 60 ; 전체 제어부
G ; 기판One ; A main container 2; Dielectric wall
3; An antenna chamber 4; Treatment room
13; A high frequency antenna 13a; Antenna line
14; A matching device 15; High frequency power source
17; Insulation 19; Feeder line
20; A process gas supply system 23; Mount
30; An exhaust device 51; Dry air source
52; Dry air piping 53; Flow control valve
54; Flow sensor 55; Exhaust port
56; Hygrometer 57; Discharge prevention portion
58; A dry air supply mechanism 60; Whole control section
G; Board

Claims (12)

절연물에 접촉한 전극을 갖고, 상기 전극에 고주파 전력을 인가하고, 그것에 의해 생긴 플라즈마에 의해 기판을 플라즈마 처리하는 고주파 플라즈마 처리 장치에 있어서,
기판에 대해서 플라즈마 처리를 행하는 처리실과,
상기 절연물에 접촉한 상태의 상기 전극을 수용하는 전극 수용부와,
상기 전극에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원과,
상기 전극 수용부 내의 습도를, 상기 전극 수용부 내에서 연면 방전(creeping discharge)이 생기지 않도록 조정하는 습도 조정 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
A high-frequency plasma processing apparatus having an electrode in contact with an insulator, applying a high-frequency power to the electrode, and subjecting the substrate to plasma processing using the generated plasma,
A processing chamber for performing a plasma process on the substrate,
An electrode accommodating portion for accommodating the electrode in contact with the insulator;
A high frequency power source for applying high frequency power to the electrode,
A humidity adjusting means for adjusting the humidity in the electrode accommodating portion such that creeping discharge does not occur in the electrode accommodating portion;
Wherein the plasma processing apparatus further comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 습도 조정 수단은, 상기 전극 수용부에 건조 기체를 공급하는 건조 기체 공급 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the humidity adjusting means has a drying gas supplying mechanism for supplying a drying gas to the electrode accommodating portion.
제 2 항에 있어서,
상기 전극 수용부 내의 습도를 측정하는 습도계와,
상기 건조 기체 공급 기구로부터 상기 전극 수용부로 건조 기체가 공급되었을 때에, 상기 습도계의 측정치가 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 습도계의 측정치가 상기 임계치 이하인 경우에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는 방전 방지부
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
3. The method of claim 2,
A hygrometer for measuring the humidity in the electrode accommodating portion,
Wherein when the measured value of the hygrometer exceeds a predetermined threshold value when the drying gas is supplied from the drying gas supply mechanism to the electrode containing portion and the measured value of the hygrometer is below the threshold value Frequency power source for allowing the operation of the high-
Wherein the plasma processing apparatus further comprises:
제 2 항에 있어서,
상기 전극 수용부에 상기 건조 기체가 공급될 때의 유량을 측정하는 유량 센서와,
건조 기체 공급 기구로부터 상기 전극 수용부로 소정 유량으로 건조 기체를 흘렸을 때에 있어서의, 상기 전극 수용부 내의 습도가 소정의 임계치 이하가 될 때까지의 필요 시간이 설정되고, 상기 유량 센서가 상기 소정 유량으로 된 후, 상기 필요 시간 경과할 때까지는 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 필요 시간 경과 후에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는 방전 방지부
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
3. The method of claim 2,
A flow rate sensor for measuring a flow rate when the drying gas is supplied to the electrode accommodating portion,
A time required for the drying gas to flow from the drying gas supplying mechanism to the electrode containing portion at a predetermined flow rate until the humidity in the electrode containing portion becomes equal to or less than a predetermined threshold value is set, Frequency power source, the operation of the high-frequency power source is not permitted until the necessary time elapses after the elapse of the necessary time, and the operation of the high-
Wherein the plasma processing apparatus further comprises:
제 4 항에 있어서,
상기 방전 방지부는, 상기 유량 센서에 의해 건조 기체의 유량 이상이 검출되고, 그 이상 시간이 소정 시간을 초과했을 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the discharge preventing section does not permit the operation of the high frequency power supply when an abnormality in flow rate of the drying gas is detected by the flow rate sensor and the abnormal time exceeds a predetermined time.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합 플라즈마 처리 장치이며,
상기 전극은, 상기 처리실 내에 유도 자계를 형성하는 고주파 안테나이며,
상기 전극 수용부는, 상기 처리실의 위쪽에 설치된, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실인
것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The high frequency plasma processing apparatus is an inductively coupled plasma processing apparatus,
Wherein the electrode is a high frequency antenna that forms an induction magnetic field in the treatment chamber,
Wherein the electrode accommodating portion includes an antenna chamber for accommodating the high frequency antenna provided above the processing chamber
Wherein the plasma processing apparatus is a plasma processing apparatus.
절연물에 접촉한 전극에 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 인가하고, 그것에 의해 생긴 플라즈마에 의해 처리실 내의 기판을 플라즈마 처리하는 고주파 플라즈마 처리 방법에 있어서,
상기 절연물에 접촉한 상태의 상기 전극을 전극 수용부에 수용하고,
상기 전극 수용부 내의 습도를, 상기 전극 수용부 내에서 연면 방전이 생기지 않도록 조정하면서, 플라즈마 처리를 행하는
것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.
A high-frequency plasma processing method for applying high-frequency power from a high-frequency power source to an electrode in contact with an insulator and subjecting the substrate in the processing chamber to plasma processing by the generated high-
The electrode in contact with the insulator is received in the electrode accommodating portion,
The humidity in the electrode accommodating portion is adjusted in such a manner that a surface discharge does not occur in the electrode accommodating portion,
Wherein the plasma processing method further comprises the steps of:
제 7 항에 있어서,
상기 습도의 조정은, 상기 전극 수용부에 건조 기체를 공급함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the adjustment of the humidity is performed by supplying a drying gas to the electrode containing portion.
제 8 항에 있어서,
상기 전극 수용부 내의 습도를 습도계에 의해 측정하고,
상기 전극 수용부에 건조 기체가 공급되었을 때에, 상기 습도계의 측정치가 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 습도계의 측정치가 상기 임계치 이하인 경우에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는
것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.
9. The method of claim 8,
The humidity in the electrode accommodating portion is measured by a hygrometer,
Wherein when the measurement value of the hygrometer exceeds a predetermined threshold value when the drying gas is supplied to the electrode accommodating portion, operation of the high frequency power source is not permitted, and when the measured value of the hygrometer is below the threshold value, Authorized to operate
Wherein the plasma processing method further comprises the steps of:
제 8 항에 있어서,
상기 전극 수용부에 상기 건조 기체가 공급될 때의 유량을 유량 센서에 의해 측정하고,
상기 전극 수용부에 소정 유량으로 건조 기체를 흘렸을 때에 있어서의, 상기 전극 수용부 내의 습도가 소정의 임계치 이하가 될 때까지의 필요 시간을 설정해 두고, 상기 유량 센서가 상기 소정 유량으로 된 후, 상기 필요 시간 경과할 때까지는 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않고, 상기 필요 시간 경과 후에 상기 고주파 전원의 작동을 허가하는
것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.
9. The method of claim 8,
A flow rate sensor for measuring the flow rate when the drying gas is supplied to the electrode accommodating portion,
Wherein a necessary time until the humidity in the electrode accommodating portion becomes equal to or less than a predetermined threshold value when a drying gas is flowed in the electrode accommodating portion at a predetermined flow rate is set and after the flow rate sensor reaches the predetermined flow rate, The operation of the high-frequency power source is not permitted until the necessary time elapses, and the operation of the high-frequency power source is permitted after the elapse of the necessary time
Wherein the plasma processing method further comprises the steps of:
제 10 항에 있어서,
상기 유량 센서에 의해 건조 기체의 유량 이상이 검출되고, 그 이상 시간이 소정 시간을 초과했을 경우에, 상기 고주파 전원의 작동을 허가하지 않는 것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the operation of the high frequency power supply is not permitted when a flow rate of the drying gas is detected by the flow rate sensor and the abnormal time exceeds a predetermined time.
제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 플라즈마는, 유도 결합 플라즈마이며,
상기 전극은, 상기 처리실 내에 유도 자계를 형성하는 고주파 안테나이며,
상기 전극 수용부는, 상기 처리실의 위쪽에 설치된, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실인
것을 특징으로 하는 고주파 플라즈마 처리 방법.12. The method according to any one of claims 7 to 11,
Wherein the high frequency plasma is an inductively coupled plasma,
Wherein the electrode is a high frequency antenna that forms an induction magnetic field in the treatment chamber,
Wherein the electrode accommodating portion includes an antenna chamber for accommodating the high frequency antenna provided above the processing chamber
Wherein the plasma processing method further comprises the steps of:
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