KR20200099474A - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

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유스케 아오키
후미야 다카타
도시카츠 도바나
신야 모리키타
가즈노부 후지와라
준 아베
고이치 나가미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 기판에 대한 플라즈마 처리 중에는 챔버 내의 내벽면의 손상을 억제하고, 또한, 내벽면 상에 형성된 퇴적물을 플라즈마 클리닝에 의해 효율적으로 제거하는 것이 가능한 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치는, 기판에 대한 플라즈마 처리 및 플라즈마 클리닝에 있어서, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하고, 직류 전원 장치로부터 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가한다. 기판에 대한 플라즈마 처리 때의 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비는, 플라즈마 클리닝 때의 상기 듀티 비보다 작다. 기판에 대한 플라즈마 처리 때의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치의 절대치는, 플라즈마 클리닝 때의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치의 절대치보다 작다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLASMA PROCESSING}
본 개시의 예시적 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
전자 디바이스의 제조에서는, 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치의 일종으로서, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 상부 전극, 및 하부 전극을 포함한다. 하부 전극은, 탑재대의 일부를 구성하고, 챔버 내에 마련되어 있다. 상부 전극은, 하부 전극의 위쪽에 마련되어 있다. 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치에서는, 상부 전극 또는 하부 전극에 RF 전력이 공급되는 것에 의해, 챔버 내의 가스가 여기되어, 플라즈마가 생성된다. 탑재대 상의 기판은, 생성된 플라즈마로부터의 화학종에 의해 처리된다.
용량 결합형의 플라즈마 처리 장치는, 직류 전원을 구비하고, 챔버 내에서 플라즈마가 생성되고 있을 때에 상부 전극에 직류 전원으로부터의 음극성의 직류 전압을 인가하도록 구성되어 있는 일이 있다. 이와 같은 직류 전원을 구비한 플라즈마 처리 장치는, 특허문헌 1에 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2006-270019호 공보
기판에 대한 플라즈마 처리 중에는 챔버 내의 내벽면의 손상을 억제하고, 또한, 내벽면 상에 형성된 퇴적물을 플라즈마 클리닝에 의해 효율적으로 제거하는 것을 가능하게 하는 것이 요구되고 있다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 상부 전극, RF 전원, 직류 전원 장치, 및 제어부를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련된 하부 전극을 포함한다. 상부 전극은, 기판 지지기의 위쪽에 마련되어 있다. RF 전원은, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 직류 전원 장치는, 상부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제어부는, RF 전원 및 직류 전원 장치를 제어하도록 구성되어 있다. 챔버는 접지되어 있다. 직류 전원 장치는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있다. 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 직류 전원 장치의 출력 전압은, 주기에 있어서의 제 1 기간에서는, 음극성의 직류 전압이고, 주기에 있어서의 나머지의 제 2 기간에서는, 0V이다. 제어부는, 제 1 제어 및 제 2 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 제 1 제어는, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 기판 지지기 상에 탑재된 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하기 위해 실행된다. 제 1 제어에 있어서, 제어부는, RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 직류 전원 장치로 하여금 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가하게 한다. 제 2 제어는, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 챔버 내의 내벽면에 대한 플라즈마 클리닝을 실행하기 위해 실행된다. 제 2 제어에 있어서, 제어부는, RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 직류 전원 장치로 하여금 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가하게 한다. 제어부는, 제 1 제어에 있어서 이용되는 듀티 비(duty ratio)(즉, 제 1 듀티 비)를, 제 2 제어에 있어서 이용되는 듀티 비(즉, 제 2 듀티 비)보다 작은 값으로 설정하도록 구성되어 있다. 듀티 비는, 주기에 있어서 제 1 기간이 차지하는 비율이다. 제어부는, 제 1 제어에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치를, 제 2 제어에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치보다 작은 값으로 설정한다.
하나의 예시적 실시형태에 따르면, 기판에 대한 플라즈마 처리 중에는 챔버 내의 내벽면의 손상을 억제하고, 또한, 내벽면 상에 형성된 퇴적물을 플라즈마 클리닝에 의해 효율적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 직류 전원 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행되는 플라즈마 처리 방법의 타이밍 차트이다.
도 4는 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이고, 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)는 비교 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 제 2 실험으로 구한 실리콘 함유 퇴적물량 비를 나타내는 그래프이다.
이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 상부 전극, RF 전원, 직류 전원 장치, 및 제어부를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련된 하부 전극을 포함한다. 상부 전극은, 기판 지지기의 위쪽에 마련되어 있다. RF 전원은, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 직류 전원 장치는, 상부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제어부는, RF 전원 및 직류 전원 장치를 제어하도록 구성되어 있다. 챔버는 접지되어 있다. 직류 전원 장치는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있다. 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 직류 전원 장치의 출력 전압은, 주기에 있어서의 제 1 기간에서는, 음극성의 직류 전압이고, 주기에 있어서의 나머지의 제 2 기간에서는, 0V이다. 제어부는, 제 1 제어 및 제 2 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 제 1 제어는, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 기판 지지기 상에 탑재된 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하기 위해 실행된다. 제 1 제어에 있어서, 제어부는, RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 직류 전원 장치로 하여금 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가하게 한다. 제 2 제어는, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하여 챔버 내의 내벽면에 대한 플라즈마 클리닝을 실행하기 위해 실행된다. 제 2 제어에 있어서, 제어부는, RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 직류 전원 장치로 하여금 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가하게 한다. 제어부는, 제 1 제어에 있어서 이용되는 듀티 비(즉, 제 1 듀티 비)를, 제 2 제어에 있어서 이용되는 듀티 비(즉, 제 2 듀티 비)보다 작은 값으로 설정하도록 구성되어 있다. 듀티 비는, 주기에 있어서 제 1 기간이 차지하는 비율이다. 제어부는, 제 1 제어에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치를, 제 2 제어에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치보다 작은 값으로 설정한다.
챔버 내의 내벽면에 있어서의 바이어스(전위)는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 절대치, 및 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치(즉, 평균 전압)의 절대치의 각각의 증가에 따라 증가한다. 상기 실시형태의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 제어에 있어서 듀티 비 및 평균 전압의 절대치가 비교적 작은 값으로 설정되므로, 챔버 내의 내벽면에 있어서의 바이어스가 비교적 작아진다. 따라서, 기판에 대한 플라즈마 처리 중의 챔버 내의 내벽면의 손상이 억제될 수 있다. 또한, 제 2 제어에 있어서 듀티 비 및 평균 전압의 절대치가 비교적 큰 값으로 설정되므로, 챔버 내의 내벽면에 있어서의 바이어스가 비교적 커진다. 따라서, 챔버 내의 내벽면 상에 형성된 퇴적물이 플라즈마 클리닝에 의해 효율적으로 제거될 수 있다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 주기의 역수인 주파수는, 400㎑ 이상이더라도 좋다. 하나의 예시적 실시형태에 있어서, 상기 주파수는, 1㎒ 이하이더라도 좋다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 제 1 듀티 비 및 제 2 듀티 비의 각각은, 20% 이상, 50% 이하이더라도 좋다.
다른 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 상부 전극, RF 전원, 및 직류 전원 장치를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 마련된 하부 전극을 포함한다. 상부 전극은, 기판 지지기의 위쪽에 마련되어 있다. RF 전원은, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 직류 전원 장치는, 상부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 챔버는 접지되어 있다. 직류 전원 장치는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있다. 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 직류 전원 장치의 출력 전압은, 주기에 있어서의 제 1 기간에서는, 음극성의 직류 전압이고, 주기에 있어서의 나머지의 제 2 기간에서는, 0V이다. 플라즈마 처리 방법은, 기판 지지기 상에 탑재된 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하는 공정을 포함한다. 플라즈마 처리 방법은, 챔버 내의 내벽면에 대한 플라즈마 클리닝을 실행하는 공정을 더 포함한다. 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하기 위해, RF 전원이 RF 전력을 공급하고, 또한, 직류 전원 장치가 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가한다. 플라즈마 클리닝을 실행하는 공정에 있어서, 챔버 내에서 플라즈마를 생성하기 위해, RF 전원이 RF 전력을 공급하고, 또한, 직류 전원 장치가 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상부 전극에 인가한다. 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서 이용되는 제 1 듀티 비는, 플라즈마 클리닝을 실행하는 공정에 있어서 이용되는 제 2 듀티 비보다 작다. 듀티 비는, 주기에 있어서 제 1 기간이 차지하는 비율이다. 플라즈마 처리를 실행하는 공정에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치의 절대치는, 플라즈마 클리닝을 실행하는 공정에 있어서의 주기 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치의 절대치보다 작다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일한 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 그 안에 내부 공간(10s)을 제공하고 있다.
챔버(10)는, 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 챔버 본체(12)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 내부 공간(10s)은, 챔버 본체(12)의 안쪽에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는, 알루미늄이라고 하는 도체로 형성되어 있다. 챔버 본체(12)는, 접지되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면에는, 부식 내성을 갖는 막이 입혀져 있다. 부식 내성을 갖는 막은, 산화알루미늄, 산화이트륨이라고 하는 세라믹으로 형성된 막일 수 있다.
챔버 본체(12)의 측벽에는, 통로(12p)가 형성되어 있다. 기판 W는, 내부 공간(10s)과 챔버(10)의 외부의 사이에서 반송될 때에, 통로(12p)를 통과한다. 통로(12p)는, 게이트 밸브(12g)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브(12g)는, 챔버 본체(12)의 측벽을 따라 마련되어 있다.
챔버 본체(12)의 저부 상에는, 지지부(13)가 마련되어 있다. 지지부(13)는, 절연 재료로 형성되어 있다. 지지부(13)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(13)는, 내부 공간(10s)의 안에서, 챔버 본체(12)의 저부로부터 위쪽으로 연장되어 있다. 지지부(13)는, 기판 지지기(14)를 지지하고 있다. 기판 지지기(14)는, 챔버(10) 내, 즉 내부 공간(10s)의 안에서, 기판 W를 지지하도록 구성되어 있다.
기판 지지기(14)는, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 갖고 있다. 하부 전극(18) 및 정전 척(20)은, 챔버(10) 내에 마련되어 있다. 기판 지지기(14)는, 전극 플레이트(16)를 더 가질 수 있다. 전극 플레이트(16)는, 예컨대 알루미늄이라고 하는 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 하부 전극(18)은, 전극 플레이트(16) 상에 마련되어 있다. 하부 전극(18)은, 예컨대 알루미늄이라고 하는 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 하부 전극(18)은, 전극 플레이트(16)에 전기적으로 접속되어 있다.
정전 척(20)은, 하부 전극(18) 상에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 상면의 위에는, 기판 W가 탑재된다. 정전 척(20)은, 본체 및 전극을 갖는다. 정전 척(20)의 본체는, 유전체로 형성되어 있다. 정전 척(20)의 전극은, 막 형상의 전극이고, 정전 척(20)의 본체 내에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 전극은, 스위치(20s)를 거쳐서 직류 전원(20p)에 접속되어 있다. 정전 척(20)의 전극에 직류 전원(20p)으로부터의 전압이 인가되면, 정전 척(20)과 기판 W의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의해, 기판 W는, 정전 척(20)에 끌어당겨지고, 정전 척(20)에 의해 유지된다.
기판 지지기(14) 상에는, 에지 링 ER이 배치된다. 에지 링 ER은, 한정되는 것은 아니지만, 실리콘, 탄화실리콘, 또는 석영으로 형성될 수 있다. 챔버(10) 내에 있어서 기판 W의 처리가 행하여질 때에는, 기판 W는, 정전 척(20) 상, 또한, 에지 링 ER에 의해 둘러싸인 영역 내에, 배치된다.
하부 전극(18)의 내부에는, 유로(18f)가 마련되어 있다. 유로(18f)에는, 칠러 유닛(22)으로부터 배관(22a)을 거쳐서 열 교환 매체(예컨대 냉매)가 공급된다. 칠러 유닛(22)은, 챔버(10)의 외부에 마련되어 있다. 유로(18f)에 공급된 열 교환 매체는, 배관(22b)을 거쳐서 칠러 유닛(22)에 되돌려진다. 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 정전 척(20) 상에 탑재된 기판 W의 온도가, 열 교환 매체와 하부 전극(18)의 열 교환에 의해, 조정된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급 라인(24)을 더 구비할 수 있다. 가스 공급 라인(24)은, 전열 가스(예컨대 He 가스)를, 정전 척(20)의 상면과 기판 W의 이면의 사이에 공급한다. 전열 가스는, 전열 가스 공급 기구로부터 가스 공급 라인(24)에 공급된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 상부 전극(30)을 더 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 기판 지지기(14)의 위쪽에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)를 통해서, 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 부재(32)는, 절연성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 상부 전극(30)과 부재(32)는, 챔버 본체(12)의 상부 개구를 닫고 있다.
상부 전극(30)은, 천판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 천판(34)의 하면은, 내부 공간(10s)의 쪽의 하면이고, 내부 공간(10s)을 구획하고 있다. 천판(34)은, 실리콘 함유 재료로 형성되어 있다. 천판(34)은, 예컨대 실리콘 또는 탄화실리콘으로 형성되어 있다. 천판(34)에는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)은, 천판(34)을 그 판 두께 방향으로 관통하고 있다.
지지체(36)는, 천판(34)을 탈착이 자유롭게 지지한다. 지지체(36)는, 알루미늄이라고 하는 도전성 재료로 형성된다. 지지체(36)의 내부에는, 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 지지체(36)에는, 복수의 가스 구멍(36b)이 형성되어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은, 가스 확산실(36a)로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은, 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통하고 있다. 지지체(36)에는, 가스 도입구(36c)가 형성되어 있다. 가스 도입구(36c)는, 가스 확산실(36a)에 접속하고 있다. 가스 도입구(36c)에는, 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.
가스 공급관(38)에는, 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)을 거쳐서, 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40), 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)은, 가스 공급부 GS를 구성하고 있다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(41) 및 밸브군(43)의 각각은, 복수의 개폐 밸브를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)은, 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)의 복수의 유량 제어기의 각각은, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스의 각각은, 밸브군(41)의 대응하는 개폐 밸브, 유량 제어기군(42)의 대응하는 유량 제어기, 및 밸브군(43)의 대응하는 개폐 밸브를 거쳐서, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1)에서는, 챔버 본체(12)의 내벽면을 따라, 실드(46)가 탈착이 자유롭게 마련되어 있다. 실드(46)는, 지지부(13)의 외주에도 마련되어 있다. 실드(46)는, 챔버 본체(12)에 플라즈마 처리의 부생물이 부착되는 것을 방지한다. 실드(46)는, 예컨대, 알루미늄으로 형성된 부재의 표면에 부식 내성을 갖는 막을 형성하는 것에 의해 구성된다. 부식 내성을 갖는 막은, 산화이트륨이라고 하는 세라믹으로 형성된 막일 수 있다. 또, 일 실시형태에 있어서, 실드(46)는, 챔버(10) 내의 내벽면 중 측벽면(10a) 및 상벽면(10b)을 제공하고 있다. 측벽면(10a) 및 상벽면(10b)을 포함하는 챔버(10) 내의 내벽면은, 내부 공간(10s)을 구획하고 있다. 측벽면(10a) 및 상벽면(10b)은, 실드(46)가 아닌, 다른 1개 이상의 부재, 예컨대, 챔버 본체(12)에 의해 제공되어 있더라도 좋다.
지지부(13)와 챔버 본체(12)의 측벽의 사이에는, 배플 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(48)는, 예컨대, 알루미늄으로 형성된 부재의 표면에 부식 내성을 갖는 막을 형성하는 것에 의해 구성된다. 부식 내성을 갖는 막은, 산화이트륨이라고 하는 세라믹으로 형성된 막일 수 있다. 배플 플레이트(48)에는, 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플 플레이트(48)의 아래쪽, 또한, 챔버 본체(12)의 저부에는, 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 거쳐서 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 압력 조정 밸브 및 터보 분자 펌프라고 하는 진공 펌프를 갖고 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 제 1 RF 전원(62) 및 제 2 RF 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제 1 RF 전원(62)은, 제 1 RF 전력을 발생시키는 전원이다. 제 1 RF 전력은, 일례에서는, 플라즈마의 생성에 적합한 주파수를 갖는다. 제 1 RF 전력의 주파수는, 예컨대 27㎒~100㎒의 범위 내의 주파수이다. 제 1 RF 전원(62)은, 정합기(66)를 거쳐서 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 정합기(66)는, 제 1 RF 전원(62)의 출력 임피던스와 부하측(상부 전극(30)측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다. 또, 제 1 RF 전원(62)은, 정합기(66) 및 전극 플레이트(16)를 거쳐서, 하부 전극(18)에 접속되어 있더라도 좋다.
제 2 RF 전원(64)은, 제 2 RF 전력을 발생시키는 전원이다. 제 2 RF 전력은, 제 1 RF 전력의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는다. 제 2 RF 전력은, 기판 W에 이온을 끌어들이기 위한 바이어스용의 RF 전력으로서 이용될 수 있다. 제 2 RF 전력의 주파수는, 예컨대 400㎑~40㎒의 범위 내의 주파수이다. 제 2 RF 전원(64)은, 정합기(68) 및 전극 플레이트(16)를 거쳐서 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합기(68)는, 제 2 RF 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(18)측)의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 직류 전원 장치(70)를 더 구비하고 있다. 직류 전원 장치(70)는, 상부 전극(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원 장치(70)는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있다. 도 2는 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 직류 전원 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행되는 플라즈마 처리 방법의 타이밍 차트이다. 도 3에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고 있다. 도 3에 있어서 세로축은, RF 전력(제 1 RF 전력 및/또는 제 2 RF 전력)의 공급 및 직류 전원 장치(70)의 출력 전압인 직류 전압을 나타내고 있다. 도 3에 있어서, RF 전력이 높은 레벨인 것은, RF 전력이 공급되고 있는 것을 나타내고 있다. 도 3에 있어서, RF 전력이 낮은 레벨인 것은, RF 전력이 공급되고 있지 않은 것을 나타내고 있다. 이하, 도 1과 함께, 도 2 및 도 3을 참조한다.
일 실시형태에 있어서, 직류 전원 장치(70)는, 가변 직류 전원(70a) 및 스위칭 디바이스(70b)를 갖는다. 가변 직류 전원(70a)은, 음극성의 직류 전압을 연속하여 발생시키도록 구성되어 있다. 가변 직류 전원(70a)이 출력하는 음극성의 직류 전압의 레벨은, 후술하는 제어부(80)에 의해 제어될 수 있다. 스위칭 디바이스(70b)는, 그 도통 상태의 전환에 의해, 가변 직류 전원(70a)과 상부 전극(30)의 사이의 접속 및 차단을 전환한다. 스위칭 디바이스(70b)의 도통 상태의 전환은, 제어부(80)에 의해 제어되더라도 좋다.
펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 직류 전원 장치(70)의 출력 전압은, 주기 PT에 있어서의 제 1 기간 P1에서는, 음극성의 직류 전압이다. 일 실시형태에 있어서는, 주기 PT 내의 제 1 기간 P1에서는, 가변 직류 전원(70a)과 상부 전극(30)을 서로 접속하도록, 스위칭 디바이스(70b)의 도통 상태가 전환된다. 직류 전원 장치(70)의 출력 전압은, 주기 PT에 있어서의 나머지의 제 2 기간 P2에서는, 0V이다. 일 실시형태에 있어서는, 주기 PT 내의 제 2 기간 P2에서는, 가변 직류 전원(70a)과 상부 전극(30)의 사이의 접속을 차단하도록, 스위칭 디바이스(70b)의 도통 상태가 전환된다.
일 실시형태에 있어서, 주기 PT(또는 각 주기 PT의 주기 시간)의 역수인 주파수 f는, 400㎑ 이상일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주파수 f는, 1㎒ 이하일 수 있다. 주파수 f가 1㎒ 이하인 경우에는, 챔버(10) 내에서의 라디칼의 생성에 대한 이온의 거동의 독립 제어성이 향상된다. 일 실시형태에 있어서, 각 주기 PT에 있어서 제 1 기간 P1이 차지하는 비율(즉, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비)은, 20% 이상, 50% 이하일 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 제어부(80)를 더 구비하고 있다. 제어부(80)는, 프로세서, 메모리라고 하는 기억부, 입력 장치, 표시 장치, 신호의 입출력 인터페이스 등을 구비하는 컴퓨터일 수 있다. 제어부(80)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다. 제어부(80)에서는, 오퍼레이터가, 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 입력 장치를 이용하여 행할 수 있다. 또한, 제어부(80)에서는, 표시 장치에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 또한, 제어부(80)의 기억부에는, 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 저장되어 있다. 제어 프로그램은, 플라즈마 처리 장치(1)에서 각종 처리를 실행하기 위해, 제어부(80)의 프로세서에 의해 실행된다. 제어부(80)의 프로세서가, 제어 프로그램을 실행하고, 레시피 데이터에 따라 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어하는 것에 의해, 후술하는 실시형태의 플라즈마 처리 방법이 플라즈마 처리 장치(1)에서 실행된다.
이하, 도 3과 함께 도 4를 참조하여, 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 하나의 예시적 실시형태와 관련되는 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 이하, 도 4에 나타내는 플라즈마 처리 방법(이하, "방법 MT"라고 한다)에 대하여, 그것이 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 실행되는 경우를 예로서, 설명한다. 또한, 제어부(80)에 의한 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부의 제어에 대해서도 설명한다.
방법 MT는, 공정 ST1 및 공정 ST2를 포함한다. 공정 ST1에서는, 기판에 대한 플라즈마 처리가 실행된다. 공정 ST1의 실행 중에는, 기판 W가 챔버(10) 내에서 정전 척(20)에 의해 유지된다. 공정 ST1에서는, 처리 가스가 챔버(10) 내에 공급된다. 처리 가스는, 기판 W의 처리를 위해 선택된 화학종을 포함한다. 공정 ST1에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마를 형성하기 위해, 제 1 RF 전력 및/또는 제 2 RF 전력이 공급된다. 공정 ST1에서는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압이 상부 전극(30)에 주기적으로 인가된다. 공정 ST1에서는, 주기 PT에 있어서 제 1 기간 P1이 차지하는 비율인 듀티 비로서, 제 1 듀티 비가 이용된다. 공정 ST1에서는, 직류 전원 장치(70)의 출력 전압의 평균치(즉, 평균 전압)로서 제 1 평균 전압이 이용된다. 평균 전압은, 주기 PT 내의 직류 전원 장치(70)의 출력 전압의 평균치이고, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압과 듀티 비의 소수 표현의 곱으로 나타내어진다.
공정 ST1의 실행을 위해, 제어부(80)는, 제 1 제어를 실행한다. 제어부(80)는, 제 1 제어에 있어서, 다음과 같이 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다. 즉, 제어부(80)는, 처리 가스를 챔버(10) 내에 공급하도록, 가스 공급부 GS를 제어한다. 제어부(80)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 장치(50)를 제어한다. 제어부(80)는, 제 1 RF 전력 및/또는 제 2 RF 전력을 공급하도록, 제 1 RF 전원(62) 및/또는 제 2 RF 전원(64)을 제어한다. 제어부(80)는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 상부 전극(30)에 주기적으로 인가하도록, 직류 전원 장치(70)를 제어한다. 제어부(80)는, 공정 ST1의 실행 중의 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비를 제 1 듀티 비로 설정하고, 공정 ST1의 실행 중의 주기 PT 내의 직류 전원 장치(70)의 출력 전압의 평균치를 제 1 평균 전압으로 설정한다.
공정 ST2에서는, 챔버(10) 내의 내벽면의 플라즈마 클리닝이 실행된다. 공정 ST2의 실행 중에는, 정전 척(20) 상에는 물체가 탑재되어 있지 않더라도 좋다. 혹은, 공정 ST2의 실행 중에는, 정전 척(20) 상에 더미 기판이 탑재되어 있더라도 좋다. 공정 ST2에서는, 클리닝 가스가 챔버(10) 내에 공급된다. 클리닝 가스는, 챔버(10) 내의 내벽면 상에 형성된 퇴적물을 제거하기 위한 화학종을 포함한다. 제거되어야 할 퇴적물은, 공정 ST1 또는 다른 공정에 있어서 발생할 수 있다. 클리닝 가스는, 공정 ST1에서 이용되는 처리 가스와는 상이한 가스이더라도 좋고, 동일한 가스이더라도 좋다. 공정 ST2에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마를 형성하기 위해, 제 1 RF 전력 및/또는 제 2 RF 전력이 공급된다. 공정 ST2에서는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압이 상부 전극(30)에 주기적으로 인가된다. 공정 ST2에서는, 주기 PT에 있어서 제 1 기간 P1이 차지하는 비율인 듀티 비로서, 제 2 듀티 비가 이용된다. 공정 ST2에서는, 직류 전원 장치(70)의 출력 전압의 평균치(즉, 평균 전압)로서 제 2 평균 전압이 이용된다.
공정 ST2의 실행을 위해, 제어부(80)는, 제 2 제어를 실행한다. 제어부(80)는, 제 2 제어에 있어서, 다음과 같이 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다. 즉, 제어부(80)는, 클리닝 가스를 챔버(10) 내에 공급하도록, 가스 공급부 GS를 제어한다. 제어부(80)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 장치(50)를 제어한다. 제어부(80)는, 제 1 RF 전력 및/또는 제 2 RF 전력을 공급하도록, 제 1 RF 전원(62) 및/또는 제 2 RF 전원(64)을 제어한다. 제어부(80)는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 상부 전극(30)에 주기적으로 인가하도록, 직류 전원 장치(70)를 제어한다. 제어부(80)는, 공정 ST2의 실행 중의 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비를 제 2 듀티 비로 설정하고, 공정 ST2의 실행 중의 주기 PT 내의 직류 전원 장치(70)의 출력 전압의 평균치를 제 2 평균 전압으로 설정한다.
공정 ST1에 있어서 이용되는 제 1 듀티 비는, 공정 ST2에 있어서 이용되는 제 2 듀티 비보다 작은 값으로 설정된다. 제 1 듀티 비는, 예컨대 30% 이하일 수 있다. 공정 ST1에 있어서 이용되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 레벨은, 기판 W에 대한 플라즈마 처리에 따라 설정된다. 단, 공정 ST1에 있어서 이용되는 제 1 평균 전압의 절대치는, 공정 ST2에 있어서 이용되는 제 2 평균 전압의 절대치보다 작은 값으로 설정된다.
제 1 기간 P1에서는, 상부 전극(30)(캐소드)에 인가된 펄스 형상의 음극성의 직류 전압에 기인하여, 플라즈마 중 캐소드측(상부 전극(30)측)과 애노드측(챔버(10))에서 국소적으로 플라즈마의 전기적 중성을 잃는다. 제 2 기간 P2에서는, 플라즈마의 전기적 중성을 확보하기 위해, 챔버(10)에 바이어스(전위)가 발생한다. 이 바이어스에 의해, 이온이 챔버(10) 내의 내벽면으로 끌어들여진다.
챔버(10) 내의 내벽면에 있어서의 바이어스는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 절대치, 및 주기 PT 내의 직류 전원 장치의 출력 전압의 평균치(즉, 평균 전압)의 절대치의 각각의 증가에 따라, 증가한다. 플라즈마 처리 장치(1) 및 방법 MT에 의하면, 기판 W에 대한 플라즈마 처리 중에는, 제 1 듀티 비 및 제 1 평균 전압의 절대치가 비교적 작은 값으로 설정되므로, 챔버(10) 내의 내벽면에 있어서의 바이어스가 비교적 작아진다. 따라서, 기판 W에 대한 플라즈마 처리 중의 챔버(10) 내의 내벽면의 손상이 억제될 수 있다. 또한, 플라즈마 클리닝의 실행 중에는, 제 2 듀티 비 및 제 2 평균 전압의 절대치가 비교적 큰 값으로 설정되므로, 챔버(10) 내의 내벽면에 있어서의 바이어스가 비교적 커진다. 따라서, 챔버(10) 내의 내벽면 상에 형성된 퇴적물이 플라즈마 클리닝에 의해 효율적으로 제거될 수 있다.
이상, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명하였지만, 상술한 예시적 실시형태로 한정되는 일 없이, 다양한 생략, 치환, 및 변경이 이루어지더라도 좋다. 또한, 상이한 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예컨대, 방법 MT에 있어서, 공정 ST1보다 먼저 공정 ST2가 실행되더라도 좋다. 또한, 방법 MT에 있어서, 공정 ST1과 공정 ST2가 교대로 반복되더라도 좋다. 혹은, 공정 ST2는, 공정 ST1을 포함하는 방법 MT에 있어서, 챔버(10) 내의 내벽면의 클리닝이 필요하게 되는 적당한 타이밍에, 실행되더라도 좋다.
이하, 플라즈마 처리 장치(1) 및 방법 MT의 평가를 위해 행한 실험에 대하여 설명한다. 또, 본 개시는 이하에 설명하는 실험에 의해 한정되는 것이 아니다.
(제 1 실험)
제 1 실험에서는, 상벽면(10b), 측벽면(10a)에 산화실리콘으로 형성된 제 1 칩, 제 2 칩을 각각 붙인 상태의 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여, 이하에 나타내는 조건으로 플라즈마를 생성했다. 제 1 실험에서는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 레벨로서 복수의 레벨을 이용하고, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비로서 복수의 듀티 비를 이용했다.
<제 1 실험의 조건>
ㆍ 챔버(10) 내의 압력 : 100mTorr(1.333㎩)
ㆍ CF4 가스 : 10sccm
ㆍ Ar 가스 : 990sccm
ㆍ 제 1 RF 전력 : 60㎒, 200W
ㆍ 제 2 RF 전력 : 40㎒, 200W
ㆍ 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 주파수 f : 400㎑
또한, 비교 실험에 있어서는, 상부 전극(30)에 펄스 형상의 음극성의 직류 전압이 아닌 연속적으로 음극성의 직류 전압을 인가했다. 비교 실험에 있어서의 다른 조건은, 제 1 조건과 동일한 조건으로 설정했다.
제 1 실험 및 비교 실험에서는, 각 칩의 에칭 속도, 즉 스퍼터 레이트를 구했다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다. 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)는 비교 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 있어서, 가로축은 상부 전극으로의 인가 전압(펄스 형상의 음극성의 직류 전압)의 레벨을 나타내고 있고, 세로축은, 스퍼터 레이트 비를 나타내고 있다. 도 5의 (c) 및 도 5의 (d)에 있어서, 가로축은 상부 전극으로의 인가 전압(연속적인 직류 전압)의 레벨을 나타내고 있고, 세로축은, 스퍼터 레이트 비를 나타내고 있다. 도 5의 (a), 도 5의 (b), 도 5의 (c), 및 도 5의 (d)에 있어서의 스퍼터 레이트 비는, 인가 전압이 0V일 때의 스퍼터 레이트로 규격화한 스퍼터 레이트이다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 있어서, 가로축은 듀티 비를 나타내고 있고, 세로축은, 스퍼터 레이트 비를 나타내고 있다. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 제 1 실험으로 구한 스퍼터 레이트 비를 나타내는 그래프이다. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 있어서, 가로축은 상부 전극(30)에 대하여 인가된 직류 전압의 평균 전압을 나타내고 있고, 세로축은, 스퍼터 레이트 비를 나타내고 있다. 도 5의 (a), 도 5의 (c), 도 6의 (a), 및 도 7의 (a)의 스퍼터 레이트 비는, 제 1 칩의 스퍼터 레이트로부터 구한 스퍼터 레이트 비이다. 도 5의 (b), 도 5의 (d), 도 6의 (b), 및 도 7의 (b)의 스퍼터 레이트 비는, 제 2 칩의 스퍼터 레이트로부터 구한 스퍼터 레이트 비이다.
도 5의 (c) 및 도 5의 (d)에 나타내는 바와 같이, 상부 전극(30)에 연속적으로 인가되는 음극성의 직류 전압의 절대치를 증가시키더라도, 스퍼터 레이트 비는 거의 변화하지 않았다. 즉, 상부 전극(30)에 연속적으로 인가되는 음극성의 직류 전압의 절대치를 증가시키더라도, 챔버(10) 내의 내벽면의 바이어스는 거의 변화하지 않았다. 한편, 제 1 실험의 결과, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 절대치의 증가에 따라 스퍼터 레이트 비가 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 제 1 실험의 결과, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 절대치의 증가에 따라, 챔버(10) 내의 내벽면의 바이어스가 증가하는 것이 확인되었다.
또한, 제 1 실험의 결과, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비의 증가에 따라, 스퍼터 레이트 비가 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 제 1 실험의 결과, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비의 증가에 따라, 챔버(10) 내의 내벽면의 바이어스가 증가하는 것이 확인되었다. 또한, 제 1 실험의 결과, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 평균 전압의 절대치의 증가에 따라, 스퍼터 레이트 비가 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 제 1 실험의 결과, 상부 전극(30)에 인가되는 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 평균 전압의 절대치의 증가에 따라, 챔버(10) 내의 내벽면의 바이어스가 증가하는 것이 확인되었다.
(제 2 실험)
제 2 실험에서는, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 제 1 실험과 동일한 조건으로 플라즈마를 생성했다. 제 2 실험에서는, 정전 척(20) 상의 샘플 상에 형성된 실리콘 함유 퇴적물의 양(즉, 두께)을 측정했다. 또, 실리콘 함유 퇴적물은, 양이온의 충돌에 의해 천판(34)으로부터 방출된 실리콘에 의해 형성된 것이다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 제 2 실험으로 구한 실리콘 함유 퇴적물량 비를 나타내는 그래프이다. 도 8의 (a)에 있어서, 가로축은 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 듀티 비이다. 도 8의 (b)에 있어서, 가로축은 상부 전극으로의 인가 전압(펄스 형상의 음극성의 직류 전압)의 레벨을 나타내고 있다. 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 있어서, 세로축은, 실리콘 함유 퇴적물량 비를 나타내고 있다. 도 8의 (a)의 실리콘 함유 퇴적물량 비는, 듀티 비가 30%일 때의 실리콘 함유 퇴적물의 양으로 규격화한 실리콘 함유 퇴적물의 양이다. 도 8의 (b)의 실리콘 함유 퇴적물량 비는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압이 -500V일 때의 실리콘 함유 퇴적물의 양으로 규격화한 실리콘 함유 퇴적물의 양이다.
제 2 실험의 결과, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 정전 척(20) 상의 샘플 상에 형성된 실리콘 함유 퇴적물의 양은, 듀티 비에 대한 의존성은 작은 것이 확인되었다. 한편, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 정전 척(20) 상의 샘플 상에 형성된 실리콘 함유 퇴적물의 양은, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 절대치의 증가에 따라 증가하는 것이 확인되었다. 따라서, 공정 ST1에 있어서의 제 1 듀티 비를 작은 값으로 설정함으로써, 기판 W에 대한 플라즈마 처리에 대한 영향을 억제하면서, 챔버(10) 내의 내벽면의 바이어스를 작게 하는 것이 가능한 것이 확인되었다. 또한, 공정 ST1에서는, 제 1 듀티 비를 작은 값으로 설정하고, 또한, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압의 레벨을 조정하는 것에 의해, 기판 W에 대한 플라즈마 처리를 조정하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되고 있고, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하는 일 없이 다양한 변경을 이룰 수 있는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않고, 진정한 범위와 주지는, 첨부된 특허 청구의 범위에 의해 나타내어진다.
1 : 플라즈마 처리 장치
10 : 챔버
14 : 기판 지지기
30 : 상부 전극
70 : 직류 전원 장치
80 : 제어부

Claims (8)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에 마련된 하부 전극을 포함하는 기판 지지기와,
    상기 기판 지지기의 위쪽에 마련된 상부 전극과,
    상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하기 위한 RF(radio frequency) 전원과,
    상기 상부 전극에 전기적으로 접속된 직류 전원 장치와,
    상기 RF 전원 및 상기 직류 전원 장치를 제어하도록 구성된 제어부
    를 구비하고,
    상기 챔버는 접지되어 있고,
    상기 직류 전원 장치는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있고,
    상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 상기 직류 전원 장치의 출력 전압은, 주기에 있어서의 제 1 기간에서는, 음극성의 직류 전압이고, 상기 주기에 있어서의 나머지의 제 2 기간에서는, 0V이고,
    상기 제어부는, 상기 기판 지지기 상에 탑재된 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하기 위해, 상기 RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 상기 직류 전원 장치로 하여금 상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상기 상부 전극에 인가하게 하는 제 1 제어를 실행하고, 상기 챔버 내의 내벽면에 대한 플라즈마 클리닝을 실행하기 위해, 상기 RF 전원으로 하여금 RF 전력을 공급하게 하고, 또한, 상기 직류 전원 장치로 하여금 상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상기 상부 전극에 인가하게 하는 제 2 제어를 실행하고, 상기 주기에 있어서 상기 제 1 기간이 차지하는 비율인 듀티 비(duty ratio)로서 상기 제 1 제어에 있어서 이용되는 제 1 듀티 비를, 상기 제 2 제어에 있어서 이용되는 상기 듀티 비인 제 2 듀티 비보다 작은 값으로 설정하고, 상기 제 1 제어에 있어서의 상기 주기 내의 상기 직류 전원 장치의 상기 출력 전압의 평균치의 절대치를, 상기 제 2 제어에 있어서의 상기 주기 내의 상기 직류 전원 장치의 상기 출력 전압의 평균치의 절대치보다 작은 값으로 설정하도록 구성되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기의 역수인 주파수는, 400㎑ 이상인 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수는, 1㎒ 이하인 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 듀티 비 및 상기 제 2 듀티 비의 각각은, 20% 이상, 50% 이하인 플라즈마 처리 장치.
  5. 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    챔버와,
    상기 챔버 내에 마련된 하부 전극을 포함하는 기판 지지기와,
    상기 기판 지지기의 위쪽에 마련된 상부 전극과,
    상기 챔버 내에서 플라즈마를 생성하기 위한 RF 전원과,
    상기 상부 전극에 전기적으로 접속된 직류 전원 장치
    를 구비하고,
    상기 챔버는 접지되어 있고,
    상기 직류 전원 장치는, 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 발생시키도록 구성되어 있고,
    상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 출력하기 위해, 상기 직류 전원 장치의 출력 전압은, 주기에 있어서의 제 1 기간에서는, 음극성의 직류 전압이고, 상기 주기에 있어서의 나머지의 제 2 기간에서는, 0V이고,
    상기 플라즈마 처리 방법은,
    상기 기판 지지기 상에 탑재된 기판에 대한 플라즈마 처리를 실행하는 공정과,
    상기 챔버 내의 내벽면에 대한 플라즈마 클리닝을 실행하는 공정
    을 포함하고,
    플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 RF 전원이 RF 전력을 공급하고, 또한, 상기 직류 전원 장치가 상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상기 상부 전극에 인가하고,
    플라즈마 클리닝을 실행하는 상기 공정에 있어서, 상기 RF 전원이 RF 전력을 공급하고, 또한, 상기 직류 전원 장치가 상기 펄스 형상의 음극성의 직류 전압을 주기적으로 상기 상부 전극에 인가하고,
    상기 주기에 있어서 상기 제 1 기간이 차지하는 비율인 듀티 비로서 플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서 이용되는 제 1 듀티 비가, 플라즈마 클리닝을 실행하는 상기 공정에 있어서 이용되는 상기 듀티 비인 제 2 듀티 비보다 작고,
    플라즈마 처리를 실행하는 상기 공정에 있어서의 상기 주기 내의 상기 직류 전원 장치의 상기 출력 전압의 평균치의 절대치는, 플라즈마 클리닝을 실행하는 상기 공정에 있어서의 상기 주기 내의 상기 직류 전원 장치의 상기 출력 전압의 평균치의 절대치보다 작은
    플라즈마 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주기의 역수인 주파수는, 400㎑ 이상인 플라즈마 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주파수는, 1㎒ 이하인 플라즈마 처리 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 듀티 비 및 상기 제 2 듀티 비의 각각은, 20% 이상, 50% 이하인 플라즈마 처리 방법.
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