KR20210113949A - 검사 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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control unit
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유스케 히라야마
슈 구사노
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하는 기술을 제공한다.
[해결 수단] 하나의 예시적 실시형태에 따른 검사 방법은, 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마의 생성을 위해서 소스 전원으로부터 공급되는 전력파에 대한 반사파의 파워를 감시하는 공정을 포함한다. 전력파는, 고주파 또는 마이크로파이다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 및 기판 지지기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 있어서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 기판 지지기는, 하부 전극을 갖는다. 검사 방법은, 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하는 공정을 더 포함한다. 측정값의 변동량은, 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 또는 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량이다.

Description

검사 방법 및 플라즈마 처리 장치{INSPECTION METHOD AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 예시적 실시형태는, 검사 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
기판에 대한 플라즈마 처리는, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 행해진다. 플라즈마 처리 장치에서는, 기판은, 챔버 내에 수용되고, 챔버 내에서 생성된 플라즈마를 이용하여 처리된다. 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마의 발화가 불안정하면, 기판의 손상 및 오염이 생긴다.
하기의 특허문헌 1은, 플라즈마를 생성하기 위해서 이용되는 마이크로파에 대한 반사파를 관찰하는 것에 의해, 플라즈마의 발화의 안정성을 검출하는 기술을 개시하고 있다. 또, 하기의 특허문헌 2는, 플라즈마를 생성하기 위해서 이용되는 고주파에 대한 반사파를 관찰하는 것에 의해, 플라즈마의 발화의 안정성을 검출하는 기술을 개시하고 있다.
일본 특허공개 2018-125114호 공보 일본 특허공개 평9-92491호 공보
본 개시는, 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하는 기술을 제공한다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 검사 방법이 제공된다. 검사 방법은, 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마의 생성을 위해서 소스 전원으로부터 공급되는 전력파에 대한 반사파의 파워를 감시하는 공정을 포함한다. 전력파는, 고주파 또는 마이크로파이다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 및 기판 지지기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 있어서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 기판 지지기는, 하부 전극을 갖는다. 검사 방법은, 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하는 공정을 더 포함한다. 측정값의 변동량은, 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값(波高値)의 요동을 나타내는 변동량 또는 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량이다.
하나의 예시적 실시형태에 의하면, 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 하나의 예시적 실시형태에 따른 검사 방법의 흐름도이다.
도 2는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 마이크로파 출력 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 일례의 파형 발생기에 있어서의 마이크로파 신호의 생성 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 정합기를 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 정합기를 나타내는 도면이다.
이하, 여러 가지의 예시적 실시형태에 대해 설명한다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 검사 방법이 제공된다. 검사 방법은, 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마의 생성을 위해서 소스 전원으로부터 공급되는 전력파에 대한 반사파의 파워를 감시하는 공정을 포함한다. 전력파는, 고주파 또는 마이크로파이다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 및 기판 지지기를 구비한다. 기판 지지기는, 챔버 내에 있어서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 기판 지지기는, 하부 전극을 갖는다. 검사 방법은, 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하는 공정을 더 포함한다. 측정값의 변동량은, 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 또는 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량이다.
기판 지지기 상에 탑재된 기판 상에서 시스(sheath)(즉, 플라즈마 시스)가 변동하면, 시스의 외측에서 부유하고 있던 오염 물질이 기판에 부착될 수 있다. 상기 실시형태에 있어서, 측정값의 변동량은, 기판 상에 형성되는 시스의 변동(예를 들면, 시스의 두께의 요동)을 나타낸다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하는 것이 가능하다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 상기 기간은, 반사파의 파워가 허용 범위까지 감소한 후의 기간이어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 검사 방법은, 측정값의 변동량이 허용 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 허용 조건은, 상기 기간 내의 측정값의 평균값에 대한 측정값의 변동량의 비율이, 다른 허용 범위 내에 포함되는 경우에 만족되어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 측정값의 변동량은, 상기 기간 내에서의 측정값의 최대값과 측정값의 최소값의 차일 수 있다.
다른 예시적 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 소스 전원, 정합기, 측정기, 및 제어부를 구비한다. 기판 지지기는, 하부 전극을 갖고, 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 소스 전원은, 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해서 전력파를 공급하도록 구성되어 있다. 전력파는, 고주파 또는 마이크로파이다. 정합기는, 챔버와 소스 전원의 사이에서 접속되어 있다. 측정기는, 전력파에 대한 반사파의 파워를 측정하도록 구성되어 있다. 제어부는, 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하도록 구성되어 있다. 측정값의 변동량은, 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 또는 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량이다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 제어부는, 반사파의 파워가 허용 범위까지 감소한 후의 상기 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하도록 구성되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 제어부는, 측정값의 변동량이 허용 조건을 만족시키는지 여부를 판정하도록 구성되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 제어부는, 상기 기간 내의 측정값의 평균값에 대한 측정값의 변동량의 비율이 다른 허용 범위 내에 포함되는 경우에, 허용 조건이 만족되는 것으로 판정하도록 구성되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 제어부는, 측정값의 변동량으로서, 상기 기간 내에서의 측정값의 최대값과 측정값의 최소값의 차를 구하도록 구성되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 바이어스 전원, 정합기, 및 센서를 더 구비하고 있어도 된다. 바이어스 전원은, 하부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기는, 하부 전극과 바이어스 전원의 사이에서 접속되어 있다. 센서는, 상기 임피던스를 측정하도록 구성되어 있다. 센서에 의해 측정되는 임피던스는, 바이어스 전원의 부하의 임피던스이다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 하부 전극에 있어서의 전압을 측정하도록 구성된 센서를 더 구비하고 있어도 된다. 제어부는, 센서에 의해 측정된 전압으로부터 파고값을 취득하도록 구성되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 하부 전극의 상방에 마련된 상부 전극을 더 구비하고 있어도 된다. 소스 전원은, 상부 전극에 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
이하, 도면을 참조하여 여러 가지의 예시적 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 하나의 예시적 실시형태에 따른 검사 방법의 흐름도이다. 도 1에 나타내는 검사 방법(이하, 「방법 MT」라고 함)은, 플라즈마 처리 장치에 있어서 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하기 위해서 실행된다. 기판의 오염은, 기판에 부착되는 파티클 및/또는 파티클에 기인하여 기판 내에서 생기는 각종의 결함일 수 있다.
도 2는, 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 방법 MT는, 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치에 적용될 수 있다. 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 내부 공간(10s)을 구획하고 있다. 챔버(10) 및 내부 공간(10s)의 중심 축선은, 연직 방향으로 연장되는 축선 AX이다.
챔버(10)는, 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 내부 공간(10s)은, 챔버 본체(12)의 내측에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는, 측벽(12a) 및 바닥부(12b)를 갖는다. 측벽(12a)은, 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 측벽(12a)의 중심 축선은, 축선 AX이다. 바닥부(12b)는, 측벽(12a)의 하단측에 마련되어 있다. 바닥부(12b)에는, 배기 구멍(12e)이 마련되어 있다. 측벽(12a)의 상단은, 개구되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지기(14)를 더 구비하고 있다. 기판 지지기(14)는, 챔버(10) 내에 마련되어 있다. 기판 지지기(14)는, 그 위에 탑재되는 기판 W를 지지하도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서, 기판 지지기(14)는, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 포함하고 있다. 하부 전극(18)은, 대략 원반 형상을 갖고 있고, 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성되어 있다. 하부 전극(18)의 중심 축선은, 축선 AX에 대략 일치한다. 하부 전극(18)은, 지지부(13)에 의해 지지되어 있다. 지지부(13)는, 절연성의 재료로 형성되어 있다. 지지부(13)는, 원통 형상을 갖고 있고, 바닥부(12b)로부터 상방으로 연재(延在)되어 있다. 지지부(13)의 외주에는, 도전성의 지지부(15)가 연재되어 있다. 지지부(15)는, 원통 형상을 갖고 있고, 지지부(13)의 외주를 따라 바닥부(12b)로부터 상방으로 연재되어 있다. 지지부(15)와 측벽(12a)의 사이에는, 고리 형상의 배기로가 제공되어 있다.
배기로 내, 즉, 지지부(15)와 측벽(12a)의 사이에는, 배플판(17)이 마련되어 있다. 배플판(17)은, 고리 형상을 갖는다. 배플판(17)에는, 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플판(17)의 하방에는, 배기 구멍(12e)이 마련되어 있다. 배기 구멍(12e)에는, 배기관(12d)을 통하여 배기 장치(19)가 접속되어 있다. 배기 장치(19)는, 자동 압력 제어 밸브 및 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 갖는다. 배기 장치(19)는, 챔버(10) 내의 가스의 압력을 지정된 압력으로 감압할 수 있다.
하부 전극(18)은, 그 내에 유로(18f)를 제공하고 있다. 유로(18f)는, 축선 AX의 주위에서 소용돌이 형상으로 연재될 수 있다. 유로(18f)는, 배관(22a)을 통하여 공급기(예를 들면 칠러 유닛)에 접속되어 있다. 또, 유로(18f)는, 배관(22b)을 통하여 공급기에 접속되어 있다. 공급기는, 그 온도가 조정된 열교환 매체(예를 들면, 냉매)를, 배관(22a)을 통하여 유로(18f)에 공급한다. 유로(18f)에 공급된 열교환 매체는, 배관(22b)을 통하여 공급기로 되돌려진다. 기판 W의 온도는, 열교환 매체와 기판 지지기(14)의 사이의 열교환에 의해, 조정된다.
정전 척(20)은, 하부 전극(18) 상에 마련되어 있다. 기판 W는, 그것에 플라즈마 처리가 적용될 때, 정전 척(20) 상에 탑재된다. 또, 기판 W는, 기판 지지기(14) 상에서는 에지 링 ER에 의해 둘러싸인 영역 내에 배치된다.
정전 척(20)은, 기판 W를 정전 인력에 의해 유지하도록 구성되어 있다. 정전 척(20)은, 유전체제(製)의 본체 및 전극을 포함하고 있다. 정전 척(20)의 본체는, 대략 원반 형상을 갖고 있고, 그 중심 축선은 축선 AX에 대략 일치하고 있다. 정전 척(20)의 전극은, 도전성의 막이고, 정전 척(20)의 본체 내에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 전극에는, 스위치(20s)를 통하여 직류 전원(20p)이 접속되어 있다. 직류 전원(20p)으로부터의 직류 전압이 정전 척(20)의 전극에 인가되면, 정전 인력이 정전 척(20)과 기판 W의 사이에서 발생한다. 기판 W는, 정전 인력에 의해 정전 척(20)에 끌어당겨지고, 정전 척(20)에 의해 유지된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급 라인(24)을 더 구비할 수 있다. 가스 공급 라인(24)은, 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(20)의 상면과 기판 W의 이면의 사이에 공급한다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 유전체창(26)을 더 구비하고 있다. 유전체창(26)은, 석영과 같은 유전체로 형성되어 있다. 유전체창(26)은, 측벽(12a)의 상단 위에 마련되어 있다. 유전체창(26)은, 내부 공간(10s)을 구획하는 하면(26a)을 갖는다. 유전체창(26)은, 측벽(12a)의 상단 개구를 닫고 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 마이크로파 출력 장치(16) 및 안테나(28)를 더 구비하고 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 챔버(10) 내에 공급되는 가스를 여기(勵起)시켜 플라즈마를 생성하기 위해서, 마이크로파를 출력한다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 주파수, 파워, 및 대역폭을 가변으로 조정하도록 구성된다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 예를 들면, 마이크로파의 대역폭을 대략 0으로 설정하는 것에 의해, 단일 주파수의 마이크로파를 발생할 수 있다. 또, 마이크로파 출력 장치(16)는, 그 내에 복수의 주파수 성분을 갖는 대역폭을 가진 마이크로파를 발생할 수 있다. 이들 복수의 주파수 성분의 파워는 동일한 파워여도 되고, 대역 내의 중앙 주파수 성분만이 다른 주파수 성분의 파워보다도 큰 파워를 갖고 있어도 된다. 일례에 있어서, 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 파워를 0W∼5000W의 범위 내에서 조정할 수 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 주파수 또는 중앙 주파수를 2400MHz∼2500MHz의 범위 내에서 조정할 수 있다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 마이크로파의 대역폭을 0MHz∼100MHz의 범위에서 조정할 수 있다. 또, 마이크로파 출력 장치(16)는, 대역 내에 있어서의 마이크로파의 복수의 주파수 성분의 주파수의 피치(캐리어 피치)를 0∼25kHz의 범위 내에서 조정할 수 있다.
마이크로파 출력 장치(16)에 의해 출력된 마이크로파는, 도파관(50), 정합기(51), 모드 변환기(52), 및 동축 도파관(53)을 통하여 전파(propagation)될 수 있다. 전파된 마이크로파는, 안테나(28)로부터 챔버(10) 내에 도입된다.
도파관(50)의 일단은, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력에 접속된다. 도파관(50)의 타단은, 모드 변환기(52)에 접속되어 있다. 도파관(50)은, 예를 들면, 직사각형 도파관이다. 정합기(51)는, 튜너이고, 마이크로파 출력 장치(16)(또는 후술하는 소스 전원)의 부하의 임피던스를, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 정합기(51)는, 스터브(51a, 51b, 51c)를 갖는다. 스터브(51a, 51b, 51c)의 각각은, 도파관(50)의 내부 공간에 대한 그 돌출량을 조정 가능하도록 구성되어 있다. 정합기(51)는, 기준 위치에 대한 스터브(51a, 51b, 51c)의 각각의 돌출 위치를 조정한다. 마이크로파 출력 장치(16)의 부하의 임피던스는, 스터브(51a, 51b, 51c)의 각각의 돌출 위치의 조정에 의해, 조정된다.
모드 변환기(52)는, 도파관(50)으로부터의 마이크로파의 모드를 변환하여, 모드 변환 후의 마이크로파를 동축 도파관(53)에 공급한다. 동축 도파관(53)은, 외측 도체(53a) 및 내측 도체(53b)를 포함한다. 외측 도체(53a)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 중심 축선은 축선 AX에 대략 일치한다. 내측 도체(53b)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 외측 도체(53a)의 내측으로 연재된다. 내측 도체(53b)의 중심 축선은, 축선 AX에 대략 일치한다. 동축 도파관(53)은, 모드 변환기(52)로부터의 마이크로파를 안테나(28)에 전파한다.
안테나(28)는, 유전체창(26)의 상면(26b) 위에 마련되어 있다. 안테나(28)는, 슬롯판(54), 유전체판(55), 및, 냉각 재킷(56)을 포함한다.
슬롯판(54)은, 유전체창(26)의 상면(26b) 위에 마련되어 있다. 슬롯판(54)은, 도전성을 갖는 금속으로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖는다. 슬롯판(54)의 중심 축선은 축선 AX에 대략 일치한다. 슬롯판(54)에는, 복수의 슬롯 구멍(54a)이 형성된다. 복수의 슬롯 구멍(54a)은, 일례에 있어서는, 복수의 슬롯쌍을 구성한다. 복수의 슬롯쌍의 각각은, 서로 교차하는 방향으로 연장되는 대략 긴 구멍 형상의 2개의 슬롯 구멍(54a)을 포함한다. 복수의 슬롯쌍은, 축선 AX 주위의 1개 이상의 동심원을 따라 배열되어 있다. 또, 슬롯판(54)은, 그 중앙에 관통 구멍(54d)을 제공하고 있다.
유전체판(55)은, 슬롯판(54) 상에 마련되어 있다. 유전체판(55)은, 석영과 같은 유전체 재료로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖는다. 유전체판(55)의 중심 축선은 축선 AX에 대략 일치하고 있다. 냉각 재킷(56)은, 유전체판(55) 상에 마련되어 있다. 즉, 유전체판(55)은, 냉각 재킷(56)과 슬롯판(54)의 사이에 마련되어 있다.
냉각 재킷(56)은, 그 내에 유로(56a)를 제공하고 있다. 유로(56a)는, 그 내에 냉매가 공급되도록 구성되어 있다. 냉각 재킷(56)의 표면은, 도전성을 갖는다. 외측 도체(53a)의 하단은, 냉각 재킷(56)의 상부 표면에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 내측 도체(53b)의 하단은, 냉각 재킷(56) 및 유전체판(55) 각각의 중앙에 형성된 구멍을 지나 연재되고, 슬롯판(54)에 전기적으로 접속되어 있다.
동축 도파관(53)으로부터의 마이크로파는, 유전체판(55) 내를 전파하여, 슬롯판(54)의 복수의 슬롯 구멍(54a)으로부터 유전체창(26)에 공급된다. 유전체창(26)에 공급된 마이크로파는, 챔버(10) 내에 도입된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급부 GS를 더 구비하고 있다. 가스 공급부 GS는, 챔버(10) 내에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 가스 공급부 GS는, 가스 소스군(40), 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)을 통하여, 도관(57)에 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함한다. 밸브군(41) 및 밸브군(43)의 각각은, 복수의 개폐 밸브를 포함한다. 유량 제어기군(42)은, 복수의 유량 제어기를 포함한다. 복수의 유량 제어기의 각각은, 매스플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스의 각각은, 밸브군(41)의 대응의 밸브, 유량 제어기군(42)의 대응의 유량 제어기, 및 밸브군(43)의 대응의 밸브를 통하여 도관(57)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 인젝터(58)를 더 구비할 수 있다. 인젝터(58)는, 도관(57)으로부터의 가스를 관통 구멍(26h)에 공급한다. 관통 구멍(26h)은, 유전체창(26)에 형성되어 있다. 유전체창(26)의 관통 구멍(26h)에 공급된 가스는, 챔버(10) 내에 공급된다. 챔버(10) 내의 가스는, 유전체창(26)으로부터 도입되는 마이크로파에 의해, 여기된다. 그 결과, 챔버(10) 내에서 플라즈마가 생성된다. 기판 W는, 챔버(10) 내에서 생성된 플라즈마로부터의 화학종에 의해 처리된다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 제어부(100)를 더 구비한다. 제어부(100)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 통괄 제어한다. 제어부(100)는, 컴퓨터 장치일 수 있다. 제어부(100)는, CPU와 같은 프로세서, 유저 인터페이스, 및, 메모리와 같은 기억부를 구비할 수 있다.
유저 인터페이스는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드 또는 터치 패널, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함하고 있다.
제어부(100)의 기억부는, 제어 프로그램 및 프로세스 레시피를 기억하고 있다. 제어부(100)의 프로세서는, 제어 프로그램을 실행하고, 프로세스 레시피에 따라 플라즈마 처리 장치(1)의 각 부를 제어한다.
이하, 도 3을 참조한다. 도 3은, 마이크로파 출력 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 마이크로파 출력 장치(16)는, 파형 발생기(101)에 접속되어 있다. 파형 발생기(101)는, 마이크로파 신호를 발생한다. 파형 발생기(101)는, 제어부(100)에 의해 지정된 설정 주파수 및 설정 대역폭에 각각 따른 중앙 주파수 및 대역폭을 갖는 마이크로파 신호를 발생한다. 또는, 파형 발생기(101)는, 제어부(100)로부터 지시된 설정 주파수에 따른 중앙 주파수에 있어서 단일 피크를 갖는 마이크로파 신호를 발생한다.
도 4는, 일례의 파형 발생기에 있어서의 마이크로파 신호의 생성 원리를 설명하는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 파형 발생기(101)는, PLL(Phase Locked Loop) 발진기 및 IQ 디지털 변조기를 가질 수 있다. PLL 발진기는, 기준 주파수와 위상을 동기시킨 마이크로파 신호를 발진하도록 구성되어 있다. IQ 디지털 변조기는, PLL 발진기에 접속되어 있다. 파형 발생기(101)는, PLL 발진기에 있어서 발진되는 마이크로파 신호의 주파수를 제어부(100)에 의해 지정된 설정 주파수로 설정한다. 파형 발생기(101)는, PLL 발진기로부터의 마이크로파 신호와, 당해 PLL 발진기로부터의 마이크로파 신호와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파 신호를, IQ 디지털 변조기를 이용하여 변조한다. 이에 의해, 파형 발생기(101)는, 대역 내에 있어서 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파 신호, 또는, 단일 주파수의 마이크로파 신호를 생성한다.
파형 발생기(101)는, 예를 들면, N개의 복소 데이터 심볼에 대한 역(逆)이산 푸리에 변환을 행하고 연속 신호를 생성하는 것에 의해, 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파 신호를 생성하는 것이 가능하다. 이 신호의 생성 방법은, 디지털 텔레비전 방송 등에서 이용되는 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 변조 방식과 마찬가지의 방법일 수 있다(예를 들면 특허 5320260호 참조).
일례에서는, 파형 발생기(101)는, 미리 디지털화된 부호의 열로 표시된 파형 데이터를 갖는다. 파형 발생기(101)는, 파형 데이터를 양자화하고, 양자화한 데이터에 대해서 역(逆)푸리에 변환을 적용하는 것에 의해, I 데이터와 Q 데이터를 생성한다. 파형 발생기(101)는, I 데이터 및 Q 데이터의 각각에, D/A(Digital/Analog) 변환을 적용하여, 2개의 아날로그 신호를 얻는다. 파형 발생기(101)는, 이들 아날로그 신호를, 저주파 성분만을 통과시키는 LPF(lowpass filter)에 입력한다. 파형 발생기(101)는, LPF로부터 출력된 2개의 아날로그 신호를, PLL 발진기로부터의 마이크로파 신호, PLL 발진기로부터의 마이크로파 신호와는 90°의 위상차를 갖는 마이크로파와 각각 믹싱한다. 파형 발생기(101)는, 믹싱에 의해 생성된 마이크로파 신호를 합성한다. 이에 의해, 파형 발생기(101)는, 하나 또는 복수의 주파수 성분을 갖는 마이크로파 신호를 생성한다.
도 3을 다시 참조한다. 파형 발생기(101)에 의해 발생된 마이크로파 신호는, 마이크로파 출력 장치(16)에 입력된다. 마이크로파 출력 장치(16)는, 소스 전원(16a), 도파관(16b), 서큘레이터(16c), 도파관(16d), 도파관(16e), 제 1 방향성 결합기(16f), 제 2 방향성 결합기(16h), 측정기(16k), 및 더미 로드(16j)를 갖는다.
소스 전원(16a)은, 파형 발생기(101)로부터 입력된 마이크로파 신호로부터, 전력파로서 마이크로파를 발생한다. 소스 전원(16a)은, 파워 제어부(162), 감쇠기(163), 증폭기(164), 증폭기(165), 및 모드 변환기(166)를 갖는다.
파형 발생기(101)는, 감쇠기(163)에 접속되어 있다. 감쇠기(163)는, 일례로서, 인가 전압값에 의해 감쇠량(감쇠율)을 변경 가능한 기기이다. 파워 제어부(162)는, 감쇠기(163)에 접속하고 있다. 파워 제어부(162)는, 인가 전압값을 이용하여 감쇠기(163)에 있어서의 마이크로파 신호의 감쇠율(감쇠량)을 제어한다. 파워 제어부(162)는, 제어부(100)에 의해 지시된 설정 파워에 따른 파워를 갖는 마이크로파를 생성하기 위해서, 감쇠기(163)에 있어서의 마이크로파 신호의 감쇠율(감쇠량)을 제어한다.
파워 제어부(162)는, 제어부(162a)를 가질 수 있다. 제어부(162a)는, 프로세서일 수 있다. 제어부(162a)는, 제어부(100)로부터 설정 프로파일을 취득한다. 제어부(162a)는, 취득한 설정 프로파일에 근거하여 마이크로파의 감쇠율(감쇠량)을 결정한다.
감쇠기(163)의 출력은, 증폭기(164) 및 증폭기(165)를 통하여 모드 변환기(166)에 접속되어 있다. 증폭기(164) 및 증폭기(165)는, 감쇠기(163)로부터 출력되는 마이크로파 신호를 각각 소정의 증폭률로 증폭하고, 마이크로파를 생성한다. 모드 변환기(166)는, 증폭기(165)로부터 출력되는 마이크로파의 전파 모드를, 모드 변환에 의해 TEM으로부터 TE01로 변환한다. 모드 변환기(166)에 있어서의 모드 변환에 의해 생성된 마이크로파는, 소스 전원(16a)으로부터 출력된다.
소스 전원(16a)의 출력은, 도파관(16b)의 일단에 접속된다. 도파관(16b)의 타단은, 서큘레이터(16c)의 제 1 포트(261)에 접속된다. 서큘레이터(16c)는, 제 1 포트(261), 제 2 포트(262), 및, 제 3 포트(263)를 갖는다. 서큘레이터(16c)는, 제 1 포트(261)에 입력된 마이크로파를 제 2 포트(262)로부터 출력하고, 제 2 포트(262)에 입력한 마이크로파를 제 3 포트(263)로부터 출력하도록 구성되어 있다. 서큘레이터(16c)의 제 2 포트(262)는, 도파관(16d)의 일단과 접속하고 있다. 도파관(16d)의 타단은, 마이크로파 출력 장치(16)의 출력(16t)이다.
서큘레이터(16c)의 제 3 포트(263)는, 도파관(16e)의 일단에 접속하고 있다. 도파관(16e)의 타단은, 더미 로드(16j)에 접속된다. 더미 로드(16j)는, 도파관(16e)을 전파하는 마이크로파를 받고, 당해 마이크로파를 흡수한다. 더미 로드(16j)는, 마이크로파를 예를 들면 열로 변환한다.
제 1 방향성 결합기(16f)는, 도파관(16b)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있다. 제 1 방향성 결합기(16f)는, 소스 전원(16a)으로부터 출력되고, 출력(16t)에 전파하는 마이크로파(즉, 진행파)의 일부를 분기시켜, 당해 진행파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제 1 방향성 결합기(16f)로부터 출력되는 진행파의 일부는, 측정기(16k)에 입력된다.
제 2 방향성 결합기(16h)는, 도파관(16e)의 일단과 타단의 사이에 마련되어 있다. 제 2 방향성 결합기(16h)는, 출력(16t)을 통하여 서큘레이터(16c)의 제 3 포트(263)에 전송된 마이크로파(즉, 반사파)의 일부를 분기시켜, 당해 반사파의 일부를 출력하도록 구성되어 있다. 제 2 방향성 결합기(16h)로부터 출력되는 반사파의 일부는, 측정기(16k)에 입력된다.
측정기(16k)는, 마이크로파의 파워를 측정하도록 구성되어 있다. 측정기(16k)는, 측정 제어부(167), 제 1 검파부(168), 및 제 2 검파부(169)를 갖는다. 제 1 검파부(168)는, 제 1 방향성 결합기(16f)로부터 출력된 진행파의 일부의 파워를 검출하도록 구성되어 있다. 제 2 검파부(169)는, 제 2 방향성 결합기(16h)로부터 출력된 반사파의 일부의 파워를 검출하도록 구성되어 있다.
측정 제어부(167)는, 제 1 검파부(168)에 의해 검출된 파워로부터, 출력(16t)에 있어서의 진행파의 파워를 결정하도록 구성되어 있다. 또, 측정 제어부(167)는, 제 2 검파부(169)에 의해 검출된 파워로부터, 출력(16t)에 있어서의 반사파의 파워를 결정하도록 구성되어 있다.
측정기(16k)는, 파워 제어부(162)에 접속되어 있다. 측정기(16k)는, 결정한 진행파의 파워 및 반사파의 파워를 파워 제어부(162)에 통지한다. 파워 제어부(162)는, 진행파의 파워와 반사파의 파워의 차, 즉 로드 파워를, 제어부(100)에 의해 지정되는 설정 파워에 일치시키도록, 감쇠기(163)를 제어한다.
정합기(51)는, 튜너 제어부(250) 및 튜너 검파부(254)를 갖는다. 튜너 제어부(250)는, 제어부(100)의 신호 및 튜너 검파부(254)의 검출 결과에 근거하여, 소스 전원(16a)의 부하 임피던스를, 소스 전원(16a)의 출력 임피던스에 정합시키도록, 스터브(51a, 51b, 51c)의 돌출 위치를 조정한다. 소스 전원(16a)의 부하 임피던스는, 안테나(28)측의 임피던스이다. 튜너 검파부(254)는, 일례로서 3탐침 검파기이며, 3개의 다이오드 부착 프로브를 갖는다. 튜너 제어부(250)는, 정합기(51)의 드라이버 회로 및 액추에이터에 의해, 스터브(51a, 51b, 51c)를 동작시킨다.
도 2를 다시 참조한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 바이어스 전원(62)를 더 구비하고 있다. 바이어스 전원(62)은, 정합기(64)를 통하여 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있다. 바이어스 전원(62)은, 고주파 바이어스 전력을 발생하도록 구성되어 있다. 고주파 바이어스 전력은, 기판 W에 충돌하는 이온의 에너지를 제어하는 데 적합한 주파수를 갖는다. 고주파 바이어스 전력의 주파수는, 예를 들면, 13.56MHz이다.
도 5는, 하나의 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 정합기를 나타내는 도면이다. 정합기(64)는, 정합 회로(64a)를 갖는다. 정합 회로(64a)는, 바이어스 전원(62)의 부하의 임피던스(이하, 「부하 임피던스」라고 함)를, 바이어스 전원(62)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다. 바이어스 전원(62)의 부하는, 하부 전극(18) 및 플라즈마를 포함한다.
정합기(64)는, 매칭 제어부(64c) 및 센서(64b)를 더 가질 수 있다. 센서(64b)는, 바이어스 전원(62)의 부하 임피던스를 측정하도록 구성되어 있다. 바이어스 전원(62)의 부하 임피던스는, 바이어스 전원(62)에 의해 발생되는 고주파 바이어스 전력의 주파수와 동일한 주파수의 부하 임피던스일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서(64b)는, 바이어스 전원(62)과 하부 전극(18)의 사이의 고주파 바이어스 전력의 급전기 회로에 있어서의 전류의 측정값 및 전압의 측정값으로부터, 바이어스 전원(62)의 부하 임피던스를 결정하도록 구성되어 있다. 센서(64b)는, 측정한 바이어스 전원(62)의 부하 임피던스를, 제어부(100) 및 매칭 제어부(64c)에 통지한다. 매칭 제어부(64c)는, 센서(64b)에 의해 측정된 부하 임피던스를, 바이어스 전원(62)의 출력 임피던스에 정합시키도록, 정합 회로(64a)의 가변 임피던스 소자를 제어한다.
일 실시형태에 있어서, 정합 회로(64a)는, 가변 임피던스 소자(64d, 64e)를 갖는다. 가변 임피던스 소자(64d, 64e)의 각각은, 가변 용량 콘덴서일 수 있다. 매칭 제어부(64c)는, 액추에이터(64f, 64g)를 통하여, 가변 임피던스 소자(64d, 64e)의 각각의 임피던스를 조정한다. 이에 의해, 바이어스 전원(62)의 부하 임피던스가 조정된다. 한편, 액추에이터(64f, 64g)의 각각은, 모터일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 정합기(64)는, 센서(64v)를 더 구비한다. 센서(64v)는, 하부 전극(18)에 있어서의 전압을 측정하도록 구성되어 있다. 센서(64v)는, 예를 들면, 정합 회로(64a)와 하부 전극(18)의 사이의 고주파 바이어스 전력의 급전기 회로에 있어서의 전압을 측정하도록 구성되어 있다. 한편, 센서(64b) 및 센서(64v)는, 정합기(64)에 포함되지 않아도 된다. 즉, 센서(64b) 및 센서(64v)는, 정합기(64)와는 다른 구성 부품이어도 된다.
플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 제어부(100)는, 기판의 오염에 관련되는 양을 취득하도록 구성되어 있다. 기판의 오염에 관련되는 양은, 하부 전극(18)을 포함하는 부하의 임피던스(부하 임피던스) 또는 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값(VPP, peak-to-peak voltage) 중 적어도 한쪽으로부터, 취득된다. 부하 임피던스는, 센서(64b)에 의해 측정되는 부하 임피던스이다. 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값은, 센서(64v)에 의해 측정되는 전압으로부터 취득된다. 이하, 방법 MT에 대해 설명하고, 덧붙여, 제어부(100)에 의한 기판의 오염에 관련되는 양의 취득에 대해 설명한다.
방법 MT는, 공정 ST1에서 개시한다. 공정 ST1은, 기판 W가 기판 지지기(14) 상에 탑재되고, 정전 척(20)에 의해 유지된 상태에서 실행된다. 공정 ST1의 실행 중에, 가스 공급부 GS로부터 챔버(10) 내에 가스가 공급되고, 배기 장치(19)에 의해 챔버(10) 내의 가스의 압력이 지정된 압력으로 설정된다. 공정 ST1에 있어서는, 소스 전원(16a)으로부터의 전력파의 공급이 개시된다. 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서는, 전력파는 마이크로파이다. 공정 ST1에 있어서 전력파가 공급된 후에, 정합기(51)는, 소스 전원(16a)의 부하 임피던스를 소스 전원(16a)의 출력 임피던스에 정합시키도록 동작한다. 공정 ST1의 실행 중에는, 바이어스 전원(62)으로부터의 고주파 바이어스 전력이, 하부 전극(18)에 공급된다. 공정 ST1의 실행을 위해서, 가스 공급부 GS, 배기 장치(19), 소스 전원(16a)을 포함하는 마이크로파 출력 장치(16), 및 바이어스 전원(62)은, 제어부(100)에 의해 제어된다.
계속되는 공정 ST2는, 공정 ST1에서 개시된 전력파의 공급 중에 실행된다. 공정 ST2에서는, 소스 전원(16a)으로부터의 전력파에 대한 반사파가 감시된다. 구체적으로는, 공정 ST2에 있어서, 측정기(16k)에 의해 반사파의 파워가 측정된다. 반사파의 파워는, 제어부(100)에 통지된다. 공정 ST2에서는, 제어부(100)에 의해 반사파의 파워가 허용 범위(이하, 「제 1 허용 범위」라고 함)까지 감소했는지 여부가 판정된다. 제 1 허용 범위에 포함되는 반사파의 파워는, 미리 정해져 있다. 일례에서는, 제 1 허용 범위 내에 포함되는 반사파의 파워는, 당해 반사파의 파워의 피크값의 1% 이하 또는 0.5% 이하이다.
계속되는 공정 ST3에서는, 공정 ST1에 있어서의 전력파의 공급 후의 기간(이하, 「감시 기간」이라고 함) 내의 측정값의 변동량이 취득된다. 감시 기간은, 공정 ST2에 있어서, 반사파의 파워가 제 1 허용 범위까지 감소하고 있다고 판정된 후 또는 직후의 기간일 수 있다. 감시 기간의 시간 길이는, 미리 정해져 있다. 일례에서는, 감시 기간은, 반사파의 파워가 제 1 허용 범위 내에 포함되는 파워가 된 시점으로부터 개시하고, 그 시간 길이는, 1초 이상, 2초 이하이다.
공정 ST3에 있어서, 측정값의 변동량은, 제어부(100)에 의해 취득될 수 있다. 측정값의 변동량은, 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 또는 하부 전극(18)을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량이다. 즉, 공정 ST3에서는, 측정값으로서, 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값 또는 하부 전극(18)을 포함하는 부하의 임피던스가 이용된다. 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값은, 센서(64v)에 의해 취득된다. 제어부(100)는, 감시 기간에 있어서 센서(64v)에 의해 취득되는 전압으로부터 전압의 파고값을 취득할 수 있다. 공정 ST3에 있어서 취득되는 전압의 파고값은, 고주파 바이어스 전력의 주파수와 동일한 주파수의 전압의 파고값일 수 있다. 하부 전극(18)을 포함하는 부하의 임피던스는, 센서(64b)에 의해 취득되고, 제어부(100)에 통지된다. 공정 ST3에 있어서 취득되는 측정값의 변동량은, 예를 들면, 감시 기간 내에서의 측정값의 최대값과 최소값의 차일 수 있다. 공정 ST3에서는, 2개의 측정값의 변동량, 즉, 하부 전극(18)에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 및 하부 전극(18)을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량의 쌍방이 취득되어도 된다.
일 실시형태에 있어서, 방법 MT는, 공정 ST4를 더 포함하고 있어도 된다. 공정 ST4에서는, 공정 ST3에서 취득된 측정값의 변동량 또는 2개의 측정값의 변동량의 각각이, 다른 허용 조건을 만족시키는지 여부가 판정된다. 공정 ST4에 있어서의 판정은, 제어부(100)에 의해 실행될 수 있다. 공정 ST4에 있어서 허용 조건은, 감시 기간 내의 측정값의 평균값에 대한 당해 감시 기간 내의 당해 측정값의 변동량의 비율이, 다른 허용 범위(이하, 「제 2 허용 범위」라고 함) 내에 포함되는 경우에 만족된다. 제 2 허용 범위 내에 포함되는 비율은, 미리 정해져 있다. 제 2 허용 범위 내에 포함되는 비율은, 예를 들면 3% 이하 또는 1% 이하의 비율이다. 공정 ST4에 있어서 허용 조건이 만족되고 있지 않은 것으로 판정되면, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서의 플라즈마 처리에 의해 기판 W의 오염이 발생할 가능성이 높은 것을 나타내는 경고가 제어부(100)에 의해 발생되어도 된다.
기판 지지기(14) 상에 탑재된 기판 W 상에서 시스(즉, 플라즈마 시스)가 변동하면, 시스의 외측에서 부유하고 있던 오염 물질이 기판 W에 부착될 수 있다. 방법 MT에 있어서, 측정값의 변동량은, 기판 W 상에 형성되는 시스의 변동(예를 들면, 시스의 두께의 요동)을 나타낸다. 따라서, 방법 MT에 의하면, 기판 W의 오염에 관련되는 양을 취득하는 것이 가능하다.
이하, 방법 MT가 적용될 수 있는 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 도 6은, 다른 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1B)는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 이하, 플라즈마 처리 장치(1B)와 플라즈마 처리 장치(1)의 차이점에 대해 설명한다. 또, 플라즈마 처리 장치(1B)에 적용되는 방법 MT와 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 적용되는 방법 MT의 차이점에 대해 설명한다.
플라즈마 처리 장치(1B)는, 상부 전극(30)을 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 기판 지지기(14)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)를 통하여, 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 측벽(12a)의 상단 개구를 닫고 있다.
상부 전극(30)은, 천장판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 천장판(34)의 하면은, 내부 공간(10s)측의 하면이며, 내부 공간(10s)을 구획하고 있다. 천장판(34)은, 줄 열이 적은 저(低)저항의 도전체 또는 반도체로 형성될 수 있다. 천장판(34)에는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)은, 천장판(34)을 그 판 두께 방향으로 관통하고 있다.
지지체(36)는, 천장판(34)을 착탈 자재로 지지한다. 지지체(36)는, 알루미늄과 같은 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 하방으로 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. 플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 가스 소스군(40)은, 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)을 통하여, 가스 공급관(38)이 접속되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중 선택된 1개 이상의 가스 소스로부터의 가스가, 상부 전극(30)의 복수의 가스 토출 구멍(34a)으로부터 챔버(10) 내에 공급된다.
플라즈마 처리 장치(1B)는, 실드(46)를 더 구비할 수 있다. 실드(46)는, 챔버 본체(12)의 내벽면을 따라 착탈 자재로 마련되어 있다. 실드(46)는, 지지부(13)의 외주에도 마련되어 있다. 실드(46)는, 챔버 본체(12)에 에칭 부생물이 부착되는 것을 방지한다. 실드(46)는, 예를 들면, 알루미늄으로 형성된 부재의 표면에 내부식성을 갖는 막을 형성하는 것에 의해 구성된다. 내부식성을 갖는 막은, 산화 이트륨과 같은 세라믹으로 형성된 막일 수 있다. 플라즈마 처리 장치(1B)에서는, 배플 플레이트(48)는, 지지부(13)와 챔버 본체(12)의 측벽의 사이에 마련되어 있다.
플라즈마 처리 장치(1B)는, 소스 전원(16a)을 갖는 마이크로파 출력 장치(16)가 아니라, 소스 전원(61)을 구비하고 있다. 소스 전원(61)은, 플라즈마의 생성을 위해서, 전력파로서 고주파(Radio Frequency Wave)를 발생하는 전원이다. 소스 전원(61)에 의해 발생되는 고주파는, 플라즈마의 생성에 적절한 주파수를 갖는다. 소스 전원(61)에 의해 발생되는 고주파의 주파수는, 예를 들면 27MHz∼100MHz의 범위 내의 주파수이다.
소스 전원(61)은, 정합기(63)를 통하여 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 도 7은, 다른 예시적 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 있어서의 정합기를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 정합기(63)는, 정합 회로(63a)를 갖는다. 정합 회로(63a)는, 소스 전원(61)의 부하의 임피던스(이하, 「부하 임피던스」라고 함)를, 소스 전원(61)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다. 소스 전원(61)의 부하는, 상부 전극(30) 및 플라즈마를 포함한다. 한편, 다른 실시형태에 있어서, 소스 전원(61)은, 정합기(63)를 통하여 하부 전극(18)에 접속되어 있어도 된다.
정합기(63)는, 매칭 제어부(63c) 및 센서(63b)를 더 가질 수 있다. 센서(63b)는, 소스 전원(61)의 부하 임피던스를 측정하도록 구성되어 있다. 소스 전원(61)의 부하 임피던스는, 소스 전원(61)에 의해 발생되는 전력파(즉, 고주파)의 주파수와 동일한 주파수의 부하 임피던스일 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서(63b)는, 소스 전원(61)과 상부 전극(30)의 사이의 고주파의 급전기 회로에 있어서의 전류의 측정값 및 전압의 측정값으로부터, 소스 전원(61)의 부하 임피던스를 결정하도록 구성되어 있다. 센서(63b)는, 측정한 소스 전원(61)의 부하 임피던스를, 제어부(100) 및 매칭 제어부(63c)에 통지한다. 매칭 제어부(63c)는, 센서(63b)에 의해 측정된 부하 임피던스를, 소스 전원(61)의 출력 임피던스에 정합시키도록, 정합 회로(63a)의 가변 임피던스 소자를 제어한다.
일 실시형태에 있어서, 정합 회로(63a)는, 가변 임피던스 소자(63d, 63e)를 갖는다. 가변 임피던스 소자(63d, 63e)의 각각은, 가변 용량 콘덴서일 수 있다. 매칭 제어부(63c)는, 액추에이터(63f, 63g)를 통하여, 가변 임피던스 소자(63d, 63e)의 각각의 임피던스를 조정한다. 이에 의해, 소스 전원(61)의 부하 임피던스가 조정된다. 한편, 액추에이터(63f, 63g)의 각각은, 모터일 수 있다.
플라즈마 처리 장치(1B)에 있어서 플라즈마가 생성되는 경우에는, 가스가, 가스 공급부 GS로부터 내부 공간(10s)에 공급된다. 또, 소스 전원(61)으로부터 전력파(즉, 고주파)가 공급되는 것에 의해, 상부 전극(30)과 하부 전극(18)의 사이에서 고주파 전계가 생성된다. 생성된 고주파 전계에 의해, 가스가 여기된다. 그 결과, 플라즈마가 생성된다. 또, 바이어스 전원(62)으로부터의 고주파 바이어스 전력이 하부 전극(18)에 주어지는 것에 의해, 플라즈마로부터 기판 W에 공급되는 이온의 에너지가 조정된다.
플라즈마 처리 장치(1B)에 방법 MT가 적용되는 경우에는, 공정 ST2에 있어서, 소스 전원(61)으로부터의 전력파(즉, 고주파)에 대한 반사파가 감시된다. 구체적으로는, 공정 ST2에 있어서, 센서(63b)에 의해 반사파의 파워가 측정된다. 반사파의 파워는, 제어부(100)에 통지된다. 플라즈마 처리 장치(1)가 이용되는 경우와 마찬가지로, 공정 ST2 에서는, 제어부(100)에 의해 반사파의 파워가 제 1 허용 범위까지 감소했는지 여부가 판정된다. 제 1 허용 범위에 포함되는 반사파의 파워는, 미리 정해져 있다.
이상, 여러 가지의 예시적 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 전술한 예시적 실시형태로 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 상이한 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들면, 방법 MT가 적용되는 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치 또는 전자 사이클로트론 공명(ECR) 플라즈마 처리 장치여도 된다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 여러 가지의 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있고, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 여러 가지의 변경을 이룰 수 있다는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 여러 가지의 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않고, 참된 범위와 주지는, 첨부된 특허 청구범위에 의해 나타난다.
1…플라즈마 처리 장치, 10…챔버, 14…기판 지지기, 16a…소스 전원, 62…바이어스 전원, 100…제어부.

Claims (13)

  1. 플라즈마 처리 장치에 있어서 플라즈마의 생성을 위해서 소스 전원으로부터 공급되는 전력파에 대한 반사파의 파워를 감시하는 공정이고, 해당 전력파는 고주파 또는 마이크로파이며, 해당 플라즈마 처리 장치는, 챔버 및 해당 챔버 내에 있어서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지기를 구비하고, 해당 기판 지지기는 하부 전극을 갖는, 해당 공정과,
    상기 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하는 공정이고, 해당 측정값의 해당 변동량은, 상기 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값(波高値)의 요동을 나타내는 변동량 또는 해당 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량인, 해당 공정
    을 포함하는 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기간은, 상기 반사파의 파워가 허용 범위까지 감소한 후의 기간인, 검사 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정값의 상기 변동량이 허용 조건을 만족시키는지 여부를 판정하는 공정을 더 포함하는, 검사 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 허용 조건은, 상기 기간 내의 상기 측정값의 평균값에 대한 상기 측정값의 상기 변동량의 비율이, 다른 허용 범위 내에 포함되는 경우에 만족되는, 검사 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정값의 상기 변동량은, 상기 기간 내에서의 상기 측정값의 최대값과 상기 측정값의 최소값의 차인, 검사 방법.
  6. 챔버와,
    하부 전극을 갖고, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지기와,
    상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해서 전력파를 공급하도록 구성되된 소스 전원이고, 해당 전력파는 고주파 또는 마이크로파인, 해당 소스 전원과,
    상기 챔버와 상기 소스 전원의 사이에서 접속된 정합기와,
    상기 전력파에 대한 반사파의 파워를 측정하도록 구성된 측정기와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 전력파의 공급 개시 후의 기간 내에서의 측정값의 변동량을 구하도록 구성되어 있고,
    상기 측정값의 변동량은, 상기 하부 전극에 있어서의 전압의 파고값의 요동을 나타내는 변동량 또는 해당 하부 전극을 포함하는 부하의 임피던스의 요동을 나타내는 변동량인,
    플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 반사파의 파워가 허용 범위까지 감소한 후의 상기 기간 내에서의 상기 측정값의 상기 변동량을 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 측정값의 상기 변동량이 허용 조건을 만족시키는지 여부를 판정하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기간 내의 상기 측정값의 평균값에 대한 상기 측정값의 상기 변동량의 비율이 다른 허용 범위 내에 포함되는 경우에, 상기 허용 조건이 만족되는 것으로 판정하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 측정값의 상기 변동량으로서, 상기 기간 내에서의 상기 측정값의 최대값과 상기 측정값의 최소값의 차를 구하도록 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 전극에 전기적으로 접속된 바이어스 전원과,
    상기 하부 전극과 상기 바이어스 전원의 사이에서 접속된 정합기와,
    상기 임피던스를 측정하도록 구성된 센서
    를 더 구비하고
    상기 임피던스는, 상기 바이어스 전원의 부하의 임피던스인,
    플라즈마 처리 장치.
  12. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 전극에 있어서의 상기 전압을 측정하도록 구성된 센서를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 센서에 의해 측정된 상기 전압으로부터 상기 파고값을 취득하도록 구성되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 전극의 상방에 마련된 상부 전극을 더 구비하고,
    상기 소스 전원은, 상기 상부 전극에 전기적으로 접속되어 있는,
    플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7325256B2 (ja) * 2019-08-05 2023-08-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992491A (ja) 1995-09-28 1997-04-04 Toshiba Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2018125114A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源、マイクロ波プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252354B1 (en) * 1996-11-04 2001-06-26 Applied Materials, Inc. RF tuning method for an RF plasma reactor using frequency servoing and power, voltage, current or DI/DT control
JP4123945B2 (ja) * 2003-01-27 2008-07-23 三菱電機株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の高周波特性測定方法
JP4838525B2 (ja) * 2005-03-31 2011-12-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置及び可変整合器におけるインピーダンスのプリセット値を決定するためのプログラム
US7794615B2 (en) * 2005-03-31 2010-09-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and apparatus, and autorunning program for variable matching unit
JP4674177B2 (ja) * 2006-03-15 2011-04-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP2008287999A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Panasonic Corp プラズマ処理装置およびその制御方法
JP2009187673A (ja) * 2008-02-01 2009-08-20 Nec Electronics Corp プラズマ処理装置及び方法
JP5320260B2 (ja) 2009-10-29 2013-10-23 日本放送協会 Ｏｆｄｍ信号送信装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992491A (ja) 1995-09-28 1997-04-04 Toshiba Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2018125114A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源、マイクロ波プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法

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