KR20160131897A - 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법 및 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성하는 것을 목적으로 한다.
플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법은, 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법으로서, 고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화(着火)하는 착화 공정과, 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하며, 착화 공정과, 각 처리 조건이 적용된 중간 공정과, 처리 공정을 순서대로 실행하고, 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 고주파의 반사파의 파워를 각 처리 조건에 대응시켜 측정하며, 복수의 처리 조건 중에서, 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하는 처리를 포함한다.

Description

플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법 및 플라즈마 처리 장치{METHOD OF PRODUCING PROCESSING CONDITION OF PLASMA PROCESSING APPARATUS, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
고주파에 의한 처리 가스의 여기를 이용한 플라즈마 처리 장치가 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치는, 예컨대, 고주파의 일례인 마이크로파를 방사하는 안테나를 갖는다. 그리고, 플라즈마 처리 장치에서는, 안테나로부터 처리 용기 내에 마이크로파를 방사하고, 처리 용기 내의 처리 가스를 전리(電離)하여 플라즈마를 착화(着火)하며, 플라즈마에 의해 기판 등의 피처리체를 플라즈마 처리한다.
그런데, 이러한 플라즈마 처리 장치에서는, 채용되는 처리 조건에 따라서는, 공정의 전환시에, 마이크로파 등의 고주파의 반사가 발생하는 경우가 있다. 예컨대, 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 착화 공정이, 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 공정으로 전환되는 경우에, 고주파의 반사가 발생한다. 고주파의 반사는 고주파를 공급하는 부품(예컨대, 안테나)보다 상류측에 배치되는 부품에 대해 손상을 부여하는 요인이 되어 바람직하지 않다.
이러한 문제에 대해, 착화 공정을 실행하고 나서 처리 공정을 실행하기까지의 사이에, 착화 공정 및 처리 공정과는 상이한 처리 조건으로 중간 공정을 실행함으로써, 고주파의 반사를 억제하는 기술이 여러 가지 검토되어 있다. 예컨대, 중간 공정에 적용되는 압력과, 처리 공정에 적용되는 압력의 중간의 압력을 처리 조건으로서 이용하여, 중간 공정을 실행하는 기술이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2008-10598호 공보
그러나, 종래 기술에서는, 고주파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성하는 것까지는 고려되어 있지 않다.
즉, 종래 기술에서는, 플라즈마 처리 장치의 사용자가, 중간 공정에 적용되는, 압력 등의 처리 파라미터를 포함하는 처리 조건을 작성한다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 플라즈마 처리 장치의 사용자의 기량에 따라 처리 조건에 포함되는 처리 파라미터의 값이 변동하여, 고주파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건이 생성되지 않을 우려가 있었다. 또한, 종래 기술에서는, 하나의 처리 조건에 관해 고주파의 반사가 억제되지 않는 경우에, 복수의 처리 조건을 작성하고, 또한, 각 처리 조건을 중간 공정에 적용하여 평가를 행하는 작업이 발생하기 때문에, 플라즈마 처리 장치의 사용자의 부담이 증대될 우려가 있었다.
본 발명의 일 측면에 따른 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법은, 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법으로서, 고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 착화 공정과, 상기 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하며, 상기 착화 공정과, 각 상기 처리 조건이 적용된 상기 중간 공정과, 상기 처리 공정을 순서대로 실행하고, 상기 중간 공정이 상기 처리 공정으로 전환되는 경우에, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 고주파의 반사파의 파워를 각 상기 처리 조건에 대응시켜 측정하며, 상기 복수의 처리 조건 중에서, 상기 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하는 처리를 포함한다.
본 발명의 여러 가지 측면 및 실시형태에 의하면, 고주파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성할 수 있는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법 및 플라즈마 처리 장치가 실현된다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략을 도시한 도면이다.
도 2a는 제1 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 생성 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 2b는 제1 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 생성 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 레시피의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 중간 공정에서의 처리 용기의 내부의 압력을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 중간 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 중간 공정에서의 마이크로파의 파워를 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 중간 공정에서의 처리 시간을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 처리 조건 생성 처리에 의해 생성된 각 처리 조건의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 10은 각 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 12는 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 제3 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 플라즈마 처리 장치(1)는, 처리 용기(12), 스테이지(14), PLL(Phase Locked Loop) 발진기(16), 안테나(18), 유전체창(20) 및 제어부(100)를 구비하고 있다.
처리 용기(12)는 플라즈마 처리를 행하기 위한 처리 공간(S)을 구획하고 있다. 처리 용기(12)는 측벽(12a) 및 바닥부(12b)를 갖는다. 측벽(12a)은 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 이하, 측벽(12a)의 통 형상의 중심에 있어서 통 형상의 연장되는 축선(X)을 가상적으로 설정하고, 축선(X)의 연장 방향을 축선(X) 방향이라고 한다. 바닥부(12b)는 측벽(12a)의 하단측에 형성되고, 측벽(12a)의 바닥측 개구를 덮는다. 바닥부(12b)에는, 배기용의 배기 구멍(12h)이 형성되어 있다. 측벽(12a)의 상단부는 개구되어 있다.
측벽(12a)의 상단부 개구는 유전체창(20)에 의해 폐쇄되어 있다. 유전체창(20)과 측벽(12a)의 상단부 사이에는 O링(19)이 개재되어 있다. 유전체창(20)은 O링(19)을 통해 측벽(12a)의 상단부에 설치된다. O링(19)에 의해, 처리 용기(12)의 밀폐가 보다 확실한 것이 된다. 스테이지(14)는 처리 공간(S) 내에 수용되고, 피처리체(W)가 배치된다. 유전체창(20)은 처리 공간(S)에 대향하는 대향면(20a)을 갖는다.
PLL 발진기(16)는 예컨대 2.45 ㎓의 마이크로파를 발진한다. PLL 발진기(16)는 마이크로파 발진기의 일례에 상당한다. PLL 발진기(16)에 의해 발진되는 마이크로파는 고주파의 일례이다.
제1 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)는 마이크로파 증폭기(21), 도파관(22), 아이솔레이터(23), 검출기(24), 검출기(25), 튜너(26), 모드 변환기(27) 및 동축 도파관(28)을 더 구비하고 있다.
PLL 발진기(16)는 마이크로파 증폭기(21)를 통해 도파관(22)에 접속되어 있다. 마이크로파 증폭기(21)는 PLL 발진기(16)에 의해 발진되는 마이크로파를 증폭하고, 증폭한 마이크로파를 도파관(22)에 출력한다. 도파관(22)은 예컨대 직사각형 도파관이다. 도파관(22)은 모드 변환기(27)에 접속되어 있고, 모드 변환기(27)는 동축 도파관(28)의 상단에 접속되어 있다.
아이솔레이터(23)는 방향성 결합기(23a)를 통해 도파관(22)에 접속되어 있다. 방향성 결합기(23a)는 처리 용기(12)측으로부터 반사되는 마이크로파의 반사파를 추출하고, 추출한 마이크로파의 반사파를 아이솔레이터(23)에 출력한다. 아이솔레이터(23)는 방향성 결합기(23a)로부터 입력되는 마이크로파의 반사파를 부하 등에 의해 열로 변환한다.
검출기(24)는 방향성 결합기(24a)를 통해 도파관(22)에 접속되어 있다. 방향성 결합기(24a)는 처리 용기(12)측으로 향하는 마이크로파의 진행파를 추출하고, 추출한 마이크로파의 진행파를 검출기(24)에 출력한다. 검출기(24)는 방향성 결합기(24a)로부터 입력되는 마이크로파의 진행파의 파워를 검출하고, 검출한 진행파의 파워를 제어부(100)에 출력한다.
검출기(25)는 방향성 결합기(25a)를 통해 도파관(22)에 접속되어 있다. 방향성 결합기(25a)는 처리 용기(12)측으로부터 반사되는 마이크로파의 반사파를 추출하고, 추출한 마이크로파의 반사파를 검출기(25)에 출력한다. 검출기(25)는 방향성 결합기(25a)로부터 입력되는 마이크로파의 반사파의 파워를 검출하고, 검출한 반사파의 파워를 제어부(100)에 출력한다.
튜너(26)는 도파관(22)에 설치되고, PLL 발진기(16)와, 처리 용기(12) 사이의 임피던스를 정합하는 기능을 갖는다. 튜너(26)는 도파관(22)의 내부 공간으로 돌출 가능하게 설치된 가동판(26a, 26b)을 갖는다. 튜너(26)는 기준 위치에 대한 가동판(26a, 26b)의 돌출 위치를 제어함으로써, PLL 발진기(16)와, 처리 용기(12) 사이의 임피던스를 정합한다.
동축 도파관(28)은 축선(X)을 따라 연장되어 있다. 이 동축 도파관(28)은 외측 도체(28a) 및 내측 도체(28b)를 포함하고 있다. 외측 도체(28a)는 축선(X) 방향으로 연장되는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 내측 도체(28b)는 외측 도체(28a)의 내부에 설치되어 있다. 이 내측 도체(28b)는 축선(X)을 따라 연장되는 대략 원통 형상을 갖고 있다.
PLL 발진기(16)에 의해 발생된 마이크로파는 튜너(26) 및 도파관(22)을 통해 모드 변환기(27)에 도파된다. 모드 변환기(27)는 마이크로파의 모드를 변환하고, 모드 변환 후의 마이크로파를 동축 도파관(28)에 공급한다. 동축 도파관(28)으로부터의 마이크로파는 안테나(18)에 공급된다.
안테나(18)는 PLL 발진기(16)에 의해 발생되는 마이크로파에 기초하여, 플라즈마 여기용의 마이크로파를 방사한다. 안테나(18)는 슬롯판(30), 유전체판(32) 및 냉각 재킷(34)을 갖는다. 안테나(18)는 유전체창(20)의 대향면(20a)의 반대측의 면(20b) 상에 설치되고, PLL 발진기(16)에 의해 발생되는 마이크로파에 기초하여, 유전체창(20)을 통해 플라즈마 여기용의 마이크로파를 처리 공간(S)에 방사한다. 한편, PLL 발진기(16) 및 안테나(18) 등은 처리 공간(S) 내에 도입된 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 고주파(전자 에너지)를 공급하는 고주파 공급부의 일례에 상당한다.
슬롯판(30)은 축선(X)에 판면이 직교하는 대략 원판형으로 형성된다. 슬롯판(30)은 유전체창(20)의 대향면(20a)의 반대측의 면(20b) 상에, 유전체창(20)과 서로 판면을 맞춰 배치된다. 슬롯판(30)에는, 축선(X)을 중심으로 하여 둘레 방향으로 복수의 슬롯(30a)이 배열된다. 슬롯판(30)은 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 구성하는 슬롯판이다. 슬롯판(30)은 도전성을 갖는 금속제의 원판형으로 형성된다. 슬롯판(30)에는, 복수의 슬롯(30a)이 형성된다. 또한, 슬롯판(30)의 중앙부에는, 후술하는 도관(36)이 관통 가능한 관통 구멍(30d)이 형성된다.
유전체판(32)은 판면이 축선(X)에 직교하는 대략 원판형으로 형성된다. 유전체판(32)은 슬롯판(30)과 냉각 재킷(34)의 하측 표면 사이에 설치되어 있다. 유전체판(32)은 예컨대 석영제이고, 대략 원판 형상을 갖고 있다.
냉각 재킷(34)의 표면은 도전성을 갖는다. 냉각 재킷(34)은 내부에 냉매가 통류(通流) 가능한 유로(34a)가 형성되어 있고, 냉매의 통류에 의해 유전체판(32) 및 슬롯판(30)을 냉각한다. 냉각 재킷(34)의 상부 표면에는, 외측 도체(28a)의 하단이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 내측 도체(28b)의 하단은, 냉각 재킷(34) 및 유전체판(32)의 중앙 부분에 형성된 구멍을 통과하여, 슬롯판(30)에 전기적으로 접속되어 있다.
동축 도파관(28)으로부터의 마이크로파는 유전체판(32)에 전파되고, 슬롯판(30)의 슬롯(30a)으로부터 유전체창(20)을 통해, 처리 공간(S) 내에 도입된다. 제1 실시형태에서는, 동축 도파관(28)의 내측 도체(28b)의 내측 구멍에는, 도관(36)이 통과하고 있다. 슬롯판(30)의 중앙부에는, 도관(36)이 관통 가능한 관통 구멍(30d)이 형성되어 있다. 도관(36)은 축선(X)을 따라 연장되어 있고, 가스 공급계(38)에 접속된다.
가스 공급계(38)는 도관(36)에 피처리체(W)를 처리하기 위한 처리 가스를 공급한다. 가스 공급계(38)는 가스원(38a), 밸브(38b) 및 유량 제어기(38c)를 포함할 수 있다. 가스원(38a)은 처리 가스의 가스원이다. 밸브(38b)는 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 공급 및 공급 정지를 전환한다. 유량 제어기(38c)는 예컨대 매스 플로우 컨트롤러이고, 가스원(38a)으로부터의 처리 가스의 유량을 조정한다. 한편, 가스 공급계(38)는 플라즈마 반응에 이용되는 처리 가스를 처리 공간(S)에 도입하는 가스 공급 기구의 일례에 상당한다.
제1 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)는 인젝터(41)를 더 구비할 수 있다. 인젝터(41)는 도관(36)으로부터의 가스를 유전체창(20)에 형성된 관통 구멍(20h)에 공급한다. 유전체창(20)의 관통 구멍(20h)에 공급된 가스는 처리 공간(S)에 공급된다. 이하의 설명에서는, 도관(36), 인젝터(41) 및 관통 구멍(20h)에 의해 구성되는 가스 공급 경로를, 「중앙 가스 도입부」라고 하는 경우가 있다.
스테이지(14)는 축선(X) 방향에 있어서 유전체창(20)과 대면하도록 설치되어 있다. 이 스테이지(14)는 유전체창(20)과 상기 스테이지(14) 사이에 처리 공간(S)을 사이에 두도록 설치되어 있다. 스테이지(14) 상에는 피처리체(W)가 배치된다. 제1 실시형태에서는, 스테이지(14)는 대(臺; 14a), 포커스 링(14b) 및 정전 척(14c)을 포함한다. 스테이지(14)는 배치대의 일례에 상당한다.
대(14a)는 통형 지지부(48)에 의해 지지되어 있다. 통형 지지부(48)는 절연성의 재료로 구성되어 있고, 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 연장되어 있다. 또한, 통형 지지부(48)의 외주에는, 도전성의 통형 지지부(50)가 설치되어 있다. 통형 지지부(50)는 통형 지지부(48)의 외주를 따라 처리 용기(12)의 바닥부(12b)로부터 수직 상방으로 연장되어 있다. 이 통형 지지부(50)와 측벽(12a) 사이에는, 환형의 배기로(51)가 형성되어 있다.
배기로(51)의 상부에는, 복수의 관통 구멍이 형성된 환형의 배플판(52)이 부착되어 있다. 배기 구멍(12h)의 하부에는 배기관(54)을 통해 배기 장치(56)가 접속되어 있다. 배기 장치(56)는 자동 압력 제어 밸브(APC: Automatic Pressure Control valve)와, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있다. 배기 장치(56)에 의해, 처리 용기(12) 내의 처리 공간(S)을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다.
대(14a)는 고주파 전극을 겸하고 있다. 대(14a)에는, 급전봉(給電棒; 62) 및 매칭 유닛(60)을 통해, RF 바이어스용의 고주파 전원(58)이 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(58)은 피처리체(W)에 인입하는 이온의 에너지를 제어하는 데 적합한 일정한 주파수, 예컨대, 13.65 ㎒의 고주파를 미리 정해진 파워로 출력한다. 고주파 전원(58)에 의해 출력되는 고주파는 다른 고주파의 일례이다. 고주파 전원(58)은 고주파의 반사파의 파워를 검출하고, 검출한 고주파의 반사파의 파워를 제어부(100)에 출력한다.
매칭 유닛(60)은 고주파 전원(58)측의 임피던스와, 주로 전극, 플라즈마, 처리 용기(12)와 같은 부하측의 임피던스 사이에서 정합을 취하기 위한 정합기를 수용하고 있다. 이 정합기 중에 자기 바이어스 생성용의 블로킹 커패시터가 포함되어 있다.
대(14a)의 상면에는 정전 척(14c)이 설치되어 있다. 정전 척(14c)은 피처리체(W)를 정전 흡착력으로 유지한다. 정전 척(14c)의 직경 방향 외측에는, 피처리체(W)의 주위를 환형으로 둘러싸는 포커스 링(14b)이 설치되어 있다. 정전 척(14c)은 전극(14d), 절연막(14e) 및 절연막(14f)을 포함하고 있다. 전극(14d)은 도전막에 의해 구성되어 있고, 절연막(14e)과 절연막(14f) 사이에 설치되어 있다. 전극(14d)에는, 고압의 직류 전원(64)이 스위치(66) 및 피복선(68)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척(14c)은 직류 전원(64)으로부터 인가되는 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱의 힘에 의해, 피처리체(W)를 흡착 유지할 수 있다.
대(14a)의 내부에는, 둘레 방향으로 연장되는 환형의 냉매실(14g)이 형성되어 있다. 이 냉매실(14g)에는, 칠러 유닛(도시하지 않음)으로부터 배관(70, 72)을 통해 미리 정해진 온도의 냉매, 예컨대, 냉각수가 순환 공급된다. 냉매의 온도에 의해 정전 척(14c)의 상면 온도가 제어된다. 전열 가스, 예컨대, He 가스가 가스 공급관(74)을 통해 정전 척(14c)의 상면과 피처리체(W)의 이면 사이에 공급되어 있고, 이 정전 척(14c)의 상면 온도에 의해 피처리체(W)의 온도가 제어된다.
제1 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)는 분광 센서(80)를 더 구비한다. 분광 센서(80)는 처리 용기(12)의 내부에 있어서의 특정 파장의 플라즈마의 발광 강도를 검출하고, 검출한 플라즈마의 발광 강도를 제어부(100)에 출력한다.
제어부(100)는 플라즈마 처리 장치(1)를 구성하는 각부에 접속되어, 각부를 통괄 제어한다. 제어부(100)는 CPU(Central Processing Unit)를 구비한 컨트롤러(101)와, 사용자 인터페이스(102)와, 기억부(103)를 구비한다.
컨트롤러(101)는 기억부(103)에 기억된 프로그램 및 처리 레시피를 실행함으로써, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 통괄 제어한다.
사용자 인터페이스(102)는 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 터치 패널, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 갖고 있다.
기억부(103)에는, 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(101)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건 데이터 등이 기록된, 프로세스를 실행하기 위한 레시피 등이 보존되어 있다. 컨트롤러(101)는 사용자 인터페이스(102)로부터의 지시 등, 필요에 따라, 각종의 제어 프로그램을 기억부(103)로부터 불러내어 컨트롤러(101)에 실행시킴으로써, 컨트롤러(101)의 제어하에서, 플라즈마 처리 장치(1)에서의 원하는 처리가 행해진다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터로 판독 가능한 컴퓨터 기록 매체(예컨대, 하드디스크, CD, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태의 것을 이용하거나, 혹은, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 수시로 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.
예컨대, 제어부(100)는 후술하는 플라즈마 처리 장치(1)의 처리 조건 생성 방법을 행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 제어한다. 상세한 일례를 들면, 제어부(100)는 마이크로파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 착화 공정과, 플라즈마에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성한다. 그리고, 제어부(100)는 착화 공정과, 각 처리 조건이 적용된 중간 공정과, 처리 공정을 순서대로 실행한다. 그리고, 제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다. 그리고, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다. 여기서, 마이크로파의 반사파의 파워로서는, 예컨대, 검출기(25)에 의해 검출되는 마이크로파의 반사파의 파워가 이용되는 것으로 한다. 또한, 처리 파라미터란, 마이크로파 등의 고주파의 반사파의 파워를 변동시키는 요인이 되는 파라미터이다. 처리 파라미터는 예컨대 마이크로파가 방사되는 처리 용기(12)의 내부의 압력, 처리 가스의 종류, 처리 가스의 유량, 마이크로파의 파워, 마이크로파의 주파수, 스테이지(14)에 공급되는 고주파의 파워, 상기 고주파의 주파수 및 처리 시간 중 적어도 어느 하나이다.
다음으로, 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)의 처리 조건 생성 방법에 대해 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 제1 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 생성 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다. 한편, 처리 조건 생성 처리는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하는 처리이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(100)는 프로세스를 실행하기 위한 레시피가 생성된 경우(단계 S101 긍정), 사용자 인터페이스(102)를 통해, 착화 공정과, 처리 공정 사이에 중간 공정을 실행할지의 여부의 지시를 접수한다(단계 S102). 여기서는, 도 3에 도시된 레시피가 생성된 것으로 한다.
도 3은 레시피의 일례를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 레시피는 프로세스를 실행하기 위한 연속되는 복수의 공정과, 각 공정에 대응하는 처리 조건을 대응시켜 관리하고 있다. 도 3에 있어서, 「가스 공급 공정」은 플라즈마 반응에 이용되는 처리 가스를 처리 용기(12)의 내부에 공급하는 공정이다. 「착화 공정」은 마이크로파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 공정이다. 「처리 공정」은 처리 가스의 플라즈마에 의해 피처리체를 플라즈마 처리하는 공정이다.
또한, 도 3에 있어서, 「공정 내용」은 각 공정의 처리의 내용을 나타낸다. 「시간(sec)」은 각 공정에서의 처리 시간을 나타낸다. 「압력(mTorr)」은 각 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력을 나타낸다. 「MW(W)」는 각 공정에서의, PLL 발진기(16)로부터 출력되는 마이크로파의 파워를 나타낸다. 「RF(W)」는 각 공정에서의, 고주파 전원(58)으로부터 스테이지(14)에 공급되는 고주파의 파워를 나타낸다. 「Gas」는 각 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량을 나타낸다. 한편, 「압력(mTorr)」, 「MW(W)」, 「RF(W)」 및 「Gas」가, 각 공정에 대응하는 처리 조건에 포함되는 처리 파라미터에 상당한다.
도 2a 및 도 2b의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 착화 공정과, 처리 공정 사이에 중간 공정을 실행하는 지시를 접수하고 있지 않은 경우(단계 S103 부정), 처리를 종료한다.
한편, 제어부(100)는 착화 공정과, 처리 공정 사이에 중간 공정을 실행하는 지시를 접수한 경우(단계 S103 긍정), 생성된 레시피를 참조하여(단계 S104), 착화 공정에 적용되는 처리 조건과, 처리 공정에 적용되는 처리 조건이 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S105). 한편, 착화 공정에 적용되는 처리 조건과, 처리 공정에 적용되는 처리 조건이 동일하다는 것은, 착화 공정에서의 처리 파라미터와, 처리 공정에서의 처리 파라미터가 모두 동일한 것을 가리킨다.
제어부(100)는 착화 공정에 적용되는 처리 조건과, 처리 공정에 적용되는 처리 조건이 동일한 경우(단계 S105 긍정), 중간 공정을 실행할 필요가 없기 때문에, 처리를 종료한다.
한편, 제어부(100)는 착화 공정에 적용되는 처리 조건과, 처리 공정에 적용되는 처리 조건이 동일하지 않은 경우(단계 S105 부정), 중간 공정을 실행할 필요가 있기 때문에, 처리를 단계 S106으로 이행한다.
제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력과, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력이 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S106). 제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력과, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력이 동일한 경우(단계 S106 긍정), 처리 파라미터로서, 착화 공정 및 처리 공정과 동일한 압력을 취득한다(단계 S107).
한편, 제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력과, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력이 동일하지 않은 경우(단계 S106 부정), 중간 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력을 입력하기 위한 입력 화면을 사용자 인터페이스(102)에 표시한다(단계 S108).
도 4는 중간 공정에서의 처리 용기의 내부의 압력을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 화면은 중간 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력으로서, 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 100 mTorr)과, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 20 mTorr)의 중간의 압력(예컨대 60 mTorr)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 100 mTorr)으로부터, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 20 mTorr)에 이르는 범위에 있어서, 10 mTorr마다의 압력(예컨대, 90, 80, …, 30 mTorr)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 착화 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 100 mTorr)으로부터, 처리 공정에서의 처리 용기(12)의 내부의 압력(예컨대 20 mTorr)에 이르는 범위에 있어서, 5 mTorr마다의 압력(예컨대, 95, 90, …, 25 mTorr)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 임의의 압력의 입력을 접수한다.
도 2a 및 도 2b의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 처리 파라미터로서, 입력 화면에서 입력된 압력을 취득한다(단계 S109).
계속해서, 제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량과, 처리 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량이 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S110). 제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량과, 처리 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량이 동일한 경우(단계 S110 긍정), 처리 파라미터로서, 착화 공정 및 처리 공정과 동일한 처리 가스의 종류 및 유량을 취득한다(단계 S111).
한편, 제어부(100)는 착화 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량과, 처리 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량이 동일하지 않은 경우(단계 S110 부정), 중간 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량을 입력하기 위한 입력 화면을 사용자 인터페이스(102)에 표시한다(단계 S112).
도 5는 중간 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 입력 화면은 중간 공정에서의 처리 가스의 종류 및 유량으로서, 착화 공정에서의 처리 가스의 종류(예컨대 O2/Ar)와, 처리 공정에서의 처리 가스의 종류(예컨대 O2)를 조합함으로써 얻어지는 처리 가스의 종류 및 그 유량의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 임의의 처리 가스의 종류 및 그 유량의 입력을 접수한다.
도 2a 및 도 2b의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 처리 파라미터로서, 입력 화면에서 입력된 처리 가스의 종류 및 유량을 취득한다(단계 S113).
계속해서, 제어부(100)는 착화 공정에서의 마이크로파의 파워와, 처리 공정에서의 마이크로파의 파워가 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S114). 제어부(100)는 착화 공정에서의 마이크로파의 파워와, 처리 공정에서의 마이크로파의 파워가 동일한 경우(단계 S114 긍정), 처리 파라미터로서, 착화 공정 및 처리 공정과 동일한 마이크로파의 파워를 취득한다(단계 S115).
한편, 제어부(100)는 착화 공정에서의 마이크로파의 파워와, 처리 공정에서의 마이크로파의 파워가 동일하지 않은 경우(단계 S114 부정), 중간 공정에서의 마이크로파의 파워를 입력하기 위한 입력 화면을 사용자 인터페이스(102)에 표시한다(단계 S116).
도 6은 중간 공정에서의 마이크로파의 파워를 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 입력 화면은 중간 공정에서의 마이크로파의 파워로서, 착화 공정과 동일한 마이크로파의 파워(예컨대 2000 W)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 중간 공정에서의 마이크로파의 파워로서, 착화 공정에서의 마이크로파의 파워(예컨대 2000 W)와, 처리 공정에서의 마이크로파의 파워(예컨대 3000 W)의 중간의 파워(2500 W)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 중간 공정에서의 마이크로파의 파워로서, 처리 공정에서의 마이크로파의 파워(예컨대 3000 W)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 임의의 마이크로파의 파워의 입력을 접수한다.
도 2a 및 도 2b의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 처리 파라미터로서, 입력 화면에서 입력된 마이크로파의 파워를 취득한다(단계 S117).
계속해서, 제어부(100)는 착화 공정에서의 고주파의 파워와, 처리 공정에서의 고주파의 파워가 동일한지의 여부를 판정한다(단계 S118). 제어부(100)는 착화 공정에서의 고주파의 파워와, 처리 공정에서의 고주파의 파워가 동일한 경우(단계 S118 긍정), 처리 파라미터로서, 착화 공정 및 처리 공정과 동일한 고주파의 파워를 취득한다(단계 S119).
한편, 제어부(100)는 착화 공정에서의 고주파의 파워와, 처리 공정에서의 고주파의 파워가 동일하지 않은 경우(단계 S118 부정), 중간 공정에서의 고주파의 파워를 입력하기 위한 입력 화면을 표시한다(단계 S120).
제어부(100)는 처리 파라미터로서, 입력 화면에서 입력된 고주파의 파워를 취득한다(단계 S121).
계속해서, 제어부(100)는 중간 공정에서의 처리 시간을 입력하기 위한 입력 화면을 표시한다(단계 S122).
도 7은 중간 공정에서의 처리 시간을 입력하기 위한 입력 화면의 일례를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 입력 화면은 중간 공정에서의 처리 시간으로서, 착화 공정과 동일한 처리 시간(예컨대 2초)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 중간 공정에서의 처리 시간으로서, 착화 공정에서의 처리 시간(예컨대 2초)으로부터, 처리 공정에서의 처리 시간(예컨대 60초)에 이르는 범위에 속하는 처리 시간(예컨대, 2.5초 또는 3초)의 입력을 접수한다. 또한, 입력 화면은 임의의 처리 시간의 입력을 접수한다.
도 2a 및 도 2b의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 처리 파라미터로서, 입력 화면에서 입력된 처리 시간을 취득한다(단계 S123).
제어부(100)는 취득된 처리 파라미터를 포함하는 처리 조건을 생성한다(단계 S124). 생성된 처리 조건은 기억부(103)에 저장된다.
제어부(100)는 기억부(103)를 참조하여, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건의 수가 미리 정해진 수에 도달했는지의 여부를 판정한다(단계 S125). 제어부(100)는 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건의 수가 미리 정해진 수에 도달하지 않은 경우(단계 S125 부정), 처리를 단계 S106으로 복귀시켜, 새로운 처리 조건의 생성을 개시한다. 이와 같이 하여, 제어부(100)는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성한다.
한편, 제어부(100)는 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건의 수가 미리 정해진 수에 도달한 경우(단계 S125 긍정), 필요에 따라, 중간 공정에 적용되는 각 처리 조건을 사용자 인터페이스(102)에 표시하고(단계 S126), 처리를 종료한다.
도 8은 처리 조건 생성 처리에 의해 생성된 각 처리 조건의 일례를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 처리 조건 생성 처리에 의해, 처리 파라미터로서, 처리 가스의 유량이 상이한 4가지 처리 조건인 처리 조건 #1∼#4가 생성된 것으로 한다.
다음으로, 복수의 처리 조건 중에서 최적의 처리 조건을 자동적으로 선택하는 처리 조건 선택 처리에 대해 설명한다. 도 9는 제1 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 9에 도시된 처리 조건 선택 처리는, 예컨대, 사용자 인터페이스(102)에 표시되는 처리 조건 선택 처리 개시 버튼의 누름을 계기로 하여 개시된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(100)는 처리가 개시되면(단계 S131 긍정), 가스 공급 공정과, 착화 공정과, 각 처리 조건이 적용된 중간 공정과, 처리 공정을 순서대로 실행한다(단계 S132).
제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다(단계 S133). 한편, 착화 공정으로부터 처리 공정에 이르는 기간에 있어서, 마이크로파의 반사파의 파워가 측정되어 미리 정해진 메모리에 기억되어도 좋다.
제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워의 측정이 완료되지 않은 경우(단계 S134 부정), 처리를 단계 S132로 복귀시킨다.
한편, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워의 측정이 완료된 경우(단계 S134 긍정), 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다(단계 S135).
여기서, 제어부(100)가 처리 조건을 선택하는 처리의 일례를 설명한다. 도 10은 각 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다. 도 10은 도 8에 도시된 처리 조건 #1∼#4의 각각에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워의 측정 결과를 도시한다. 도 10에 도시된 측정 결과에 있어서, 횡축은 시간(sec)이고, 종축은 마이크로파의 반사파의 파워(W)이다.
도 10에 도시된 측정 결과로부터 명백한 바와 같이, 각 처리 조건에 대응시켜 측정된 마이크로파의 반사파의 파워 중, 처리 조건 #4에 대응시켜 측정된 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 된다. 이 경우, 제어부(100)는 처리 조건 #1∼#4 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건 #4를 선택한다.
도 9의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S136). 여기서, 미리 정해진 값은 임의의 값이면 되고, 예컨대, 마이크로파의 진행파의 파워의 10%로 할 수 있다.
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인 경우(단계 S136 긍정), 선택된 처리 조건을 파기하고(단계 S137), 도 2a 및 도 2b에 도시된 처리 조건 생성 처리를 재차 행한다(단계 S138). 그리고, 제어부(100)는 처리를 단계 S131로 복귀시킨다.
한편, 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 미만인 경우(단계 S136 부정), 선택된 처리 조건이 중간 공정에 적용되도록, 레시피를 재기록한다(단계 S139). 그리고, 제어부(100)는 필요에 따라, 재기록 후의 레시피를 사용자 인터페이스(102)에 표시하고(단계 S140), 처리를 종료한다.
전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 착화 공정과, 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하며, 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다. 이에 의해, 복수의 처리 조건을 작성하고, 또한, 각 처리 조건을 중간 공정에 적용하여 평가를 행하는 작업이 불필요해진다. 그 결과, 제1 실시형태에 의하면, 마이크로파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성할 수 있다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태는 처리 조건의 선택 수법이 제1 실시형태와 상이하다. 그래서, 이하에서는, 처리 조건의 선택 수법에 대해 주로 설명한다.
제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워와, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다. 그리고, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다. 그리고, 제어부(100)는 선택한 처리 조건에 대응하는 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우에, 상기 처리 조건을 파기한다. 여기서, 플라즈마의 발광 강도로서는, 분광 센서(80)에 의해 검출되는 플라즈마의 발광 강도가 이용되는 것으로 한다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 11에 도시된 처리 조건 선택 처리는, 예컨대, 사용자 인터페이스(102)에 표시되는 처리 조건 선택 처리 개시 버튼의 누름을 계기로 하여 개시된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(100)는 처리가 개시되면(단계 S141 긍정), 가스 공급 공정과, 착화 공정과, 각 처리 조건이 적용된 중간 공정과, 처리 공정을 순서대로 실행한다(단계 S142).
제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워와, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다(단계 S143). 한편, 착화 공정으로부터 처리 공정에 이르는 기간에 있어서, 마이크로파의 반사파의 파워 및 플라즈마의 발광 강도가 측정되어 미리 정해진 메모리에 기억되어도 좋다.
제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워 및 플라즈마의 발광 강도의 측정이 완료되지 않은 경우(단계 S144 부정), 처리를 단계 S142로 복귀시킨다.
한편, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워 및 플라즈마의 발광 강도의 측정이 완료된 경우(단계 S144 긍정), 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다(단계 S145).
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우(단계 S146 부정), 선택된 처리 조건을 파기하고(단계 S147), 도 2a 및 도 2b에 도시된 처리 조건 생성 처리를 재차 행한다(단계 S148). 그리고, 제어부(100)는 처리를 단계 S141로 복귀시킨다. 한편, 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 이상인 경우(단계 S146 긍정), 선택된 처리 조건을 합격으로 하여, 처리를 단계 S149로 이행한다. 한편, 플라즈마의 소실을 방지하기 위해서, 중간 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우, 선택된 처리 조건이 파기되어도 좋다.
도 12 및 도 13은 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도의 일례를 도시한 도면이다. 도 12 및 도 13에 있어서, 종축은 처리 공정의 실행 중에 있어서의 산소 가스의 플라즈마의 발광 강도를 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값(예컨대 50000) 이상인 경우, 처리 조건은 합격이 된다. 한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값(예컨대 50000) 미만인 경우, 처리 조건은 불합격이 되어 파기된다.
도 11의 설명으로 되돌아간다. 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S149). 여기서, 미리 정해진 값은 임의의 값이면 되고, 예컨대, 마이크로파의 진행파의 파워의 10%로 할 수 있다.
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인 경우(단계 S149 긍정), 처리를 단계 S147로 이행한다.
한편, 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 미만인 경우(단계 S149 부정), 선택된 처리 조건이 중간 공정에 적용되도록, 레시피를 재기록한다(단계 S150). 그리고, 제어부(100)는 필요에 따라, 재기록 후의 레시피를 사용자 인터페이스(102)에 표시하고(단계 S151), 처리를 종료한다.
전술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하고, 선택한 처리 조건에 대응하는 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우에, 상기 처리 조건을 파기한다. 그 결과, 제2 실시형태에 의하면, 마이크로파의 반사를 억제하고, 또한, 플라즈마의 발광 강도를 유지한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성할 수 있다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태는 처리 조건의 선택 수법이 제1 실시형태와 상이하다. 그래서, 이하에서는, 처리 조건의 선택 수법에 대해 주로 설명한다.
제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워와, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 고주파의 반사파의 파워를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다. 그리고, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되고, 또한, 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다. 여기서, 고주파의 반사파의 파워로서는, 예컨대, 고주파 전원(58)에 의해 검출되는 고주파의 반사파의 파워가 이용되는 것으로 한다.
도 14는 제3 실시형태에 따른 처리 조건 생성 방법의 처리 조건 선택 처리의 흐름의 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 14에 도시된 처리 조건 선택 처리는, 예컨대, 사용자 인터페이스(102)에 표시되는 처리 조건 선택 처리 개시 버튼의 누름을 계기로 하여 개시된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)의 제어부(100)는 처리가 개시되면(단계 S161 긍정), 가스 공급 공정과, 착화 공정과, 각 처리 조건이 적용된 중간 공정과, 처리 공정을 순서대로 실행한다(단계 S162).
제어부(100)는 중간 공정이 처리 공정으로 전환되는 경우에, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 마이크로파의 반사파의 파워와, 처리 공정의 실행 중에 있어서의 고주파의 반사파의 파워를 각 처리 조건에 대응시켜 측정한다(단계 S163).
제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워 및 고주파의 반사파의 파워의 측정이 완료되지 않은 경우(단계 S164 부정), 처리를 단계 S162로 복귀시킨다.
한편, 제어부(100)는 복수의 처리 조건 모두에 관해, 마이크로파의 반사파의 파워 및 고주파의 반사파의 파워의 측정이 완료된 경우(단계 S164 긍정), 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되고, 또한, 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다(단계 S165).
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 고주파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인 경우(단계 S166 긍정), 선택된 처리 조건을 파기하고(단계 S167), 도 2a 및 도 2b에 도시된 처리 조건 생성 처리를 재차 행한다(단계 S168). 그리고, 제어부(100)는 처리를 단계 S161로 복귀시킨다. 한편, 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 고주파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 미만인 경우(단계 S166 부정), 처리를 단계 S169로 이행한다. 여기서, 미리 정해진 값은 임의의 값이면 되고, 예컨대, 고주파의 파워의 10%로 할 수 있다.
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S169). 여기서, 미리 정해진 값은 임의의 값이면 되고, 예컨대, 마이크로파의 진행파의 파워의 10%로 할 수 있다.
제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 이상인 경우(단계 S169 긍정), 처리를 단계 S167로 이행한다.
한편, 제어부(100)는 선택된 처리 조건에 대응하는 마이크로파의 반사파의 파워가 미리 정해진 값 미만인 경우(단계 S169 부정), 선택된 처리 조건이 중간 공정에 적용되도록, 레시피를 재기록한다(단계 S170). 그리고, 제어부(100)는 필요에 따라, 재기록 후의 레시피를 사용자 인터페이스(102)에 표시하고(단계 S171), 처리를 종료한다.
전술한 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 복수의 처리 조건 중에서, 마이크로파의 반사파의 파워가 최소가 되고, 또한, 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택한다. 그 결과, 제3 실시형태에 의하면, 마이크로파의 반사 및 고주파의 반사를 억제한 적절한 처리 조건을 자동적으로 생성할 수 있다.
한편, 상기 설명에서는, 개개의 실시형태마다 개별의 구성 및 동작을 설명하였다. 그러나, 각 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 다른 실시형태에 특유의 구성 요소를 아울러 갖는 것으로 해도 좋다. 또한, 실시형태마다의 조합에 대해서도, 2개에 한하지 않고, 3개 이상의 조합 등, 임의의 형태를 채용하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 제3 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)가, 선택된 처리 조건에 대응하는 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우, 제2 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)와 마찬가지로, 선택된 처리 조건을 파기하고, 처리 조건 생성 처리를 재차 행해도 좋다. 또한, 하나의 플라즈마 처리 장치(1)가, 양립 가능한 범위 내에서, 상기 제1∼3 실시형태에 있어서 설명한 모든 구성 요소를 아울러 갖는 것으로 해도 좋다.
또한, 상기 설명에서는, 착화 공정에 있어서, 고주파의 일례로서 마이크로파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 예를 나타내었으나, 개시 기술은 이것에는 한정되지 않는다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치는 평행 평판형의 한 쌍의 전극 중 적어도 어느 한쪽에 공급되는 고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화해도 좋다. 요컨대, 플라즈마 처리 장치는 고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하면 된다.
1: 플라즈마 처리 장치 12: 처리 용기
14: 스테이지 16: PLL 발진기
18: 안테나 20: 유전체창
25: 검출기 30: 슬롯판
38: 가스 공급계 80: 분광 센서
100: 제어부 101: 컨트롤러
102: 사용자 인터페이스 103: 기억부

Claims (6)

  1. 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법으로서,
    고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화(着火)하는 착화 공정과, 상기 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하며,
    상기 착화 공정과, 각 상기 처리 조건이 적용된 상기 중간 공정과, 상기 처리 공정을 순서대로 실행하고,
    상기 중간 공정이 상기 처리 공정으로 전환되는 경우에, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 고주파의 반사파의 파워를 각 상기 처리 조건에 대응시켜 측정하며,
    상기 복수의 처리 조건 중에서, 상기 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하는
    처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 장치는, 피처리체가 배치되는 배치대에 상기 고주파와는 상이한 다른 고주파를 공급하는 고주파 전원을 더 구비하고,
    상기 측정하는 처리는, 상기 중간 공정이 상기 처리 공정으로 전환되는 경우에, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 고주파의 반사파의 파워와, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 다른 고주파의 반사파의 파워를 각 상기 처리 조건에 대응시켜 측정하며,
    상기 선택하는 처리는, 상기 복수의 처리 조건 중에서, 상기 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되고, 상기 다른 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정하는 처리는, 상기 중간 공정이 상기 처리 공정으로 전환되는 경우에, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 고주파의 반사파의 파워와, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 플라즈마의 발광 강도를 각 상기 처리 조건에 대응시켜 측정하고,
    상기 선택하는 처리는, 상기 복수의 처리 조건 중에서, 상기 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하며, 선택한 처리 조건에 대응하는 상기 플라즈마의 발광 강도가 미리 정해진 값 미만인 경우에, 상기 처리 조건을 파기하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 파라미터는, 상기 고주파가 방사되는 처리 용기의 내부의 압력, 상기 처리 가스의 종류, 상기 처리 가스의 유량, 상기 고주파의 파워, 상기 고주파의 주파수, 피처리체가 배치되는 배치대에 공급되는 다른 고주파의 파워, 상기 다른 고주파의 주파수 및 처리 시간 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 착화 공정, 상기 중간 공정 및 상기 처리 공정을 실행할 때에 이용되는 레시피를 기억하는 기억부를 구비하고,
    상기 선택하는 처리는, 선택된 상기 처리 조건이 상기 중간 공정에 적용되도록, 상기 레시피를 재기록하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치의 처리 조건 생성 방법.
  6. 고주파를 공급하는 고주파 공급부와,
    상기 고주파를 이용하여 처리 가스의 플라즈마를 착화하는 착화 공정과, 상기 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 처리 공정 사이에 실행되는 중간 공정에 적용되고, 처리 파라미터가 상이한 복수의 처리 조건을 생성하며, 상기 착화 공정과, 각 상기 처리 조건이 적용된 상기 중간 공정과, 상기 처리 공정을 순서대로 실행하고, 상기 중간 공정이 상기 처리 공정으로 전환되는 경우에, 상기 처리 공정의 실행 중에 있어서의 상기 고주파의 반사파의 파워를 각 상기 처리 조건에 대응시켜 측정하며, 상기 복수의 처리 조건 중에서, 상기 고주파의 반사파의 파워가 최소가 되는 처리 조건을 선택하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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