KR20220040386A - Plasma processing apparatus and plasma generation method - Google Patents

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히토시 사이토
와타루 마치야마
가즈오 사사키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

An objective of the present invention is to achieve cleaning in a processing container and suppressing of consumption of a part. Provided is a plasma processing device having: a processing container; a metal window wherein an interior of the processing container is divided into an upper part antenna chamber and a lower part processing chamber, and having a plurality of partial windows; an inductive coupling antenna disposed on an upper part of the metal window in the antenna chamber, and generating an inductive coupling plasma in the processing chamber; a lower part electrode in which a substrate is disposed in the processing chamber, and to which a high-frequency power for a bias voltage is applied; a capacitance element connected to one or a plurality of the partial windows at one end part, and connected to the ground at the other end part; and a resistance element connected to one or the plurality of the partial windows at the one end part in parallel with the capacitance element, and connected to the ground at the other end part.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 생성 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA GENERATION METHOD}Plasma processing apparatus and plasma generation method

본 개시는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 생성 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a plasma generating method.

예컨대, 특허문헌 1은, 처리 용기의 내부를 상부의 안테나실과 하부의 처리실로 구획하고, 복수의 분할된 금속창을 구비하는 플라즈마 처리 장치를 제안하고 있다. 복수의 분할된 금속창에는 필터가 접속되어 있다.For example, Patent Document 1 proposes a plasma processing apparatus in which the inside of a processing container is partitioned into an upper antenna chamber and a lower processing chamber, and provided with a plurality of divided metal windows. A filter is connected to a plurality of divided metal windows.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-29584호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2011-29584

플라즈마 처리 장치 내의 배기 공간에서 플라즈마가 발생되면, 배기 공간의 벽면에 부생성물이 퇴적되고, 부생성물이 벽면으로부터 이탈하여 배기된 경우에 진공 펌프로부터의 반도(反跳) 파티클로서 기판 위에 영향을 준다. 또한, 처리 용기 내의 벽면을 구성하는 재료의 소모가 촉진됨으로써 파티클이 증가하여, 동 기판 위에 영향을 준다. 이들에 의해, 기판 위에 디펙트(Defect: 결함)가 발생한다.When plasma is generated in the exhaust space in the plasma processing apparatus, by-products are deposited on the wall surface of the exhaust space, and when the by-products are separated from the wall surface and exhausted, they affect the substrate as anti-reflection particles from the vacuum pump. . In addition, the consumption of the material constituting the wall surface in the processing vessel is accelerated, so that the particles increase and affect the copper substrate. Due to these, a defect (defect) is generated on the substrate.

본 개시는, 처리 용기 내의 클리닝과 파츠의 소모의 억제를 도모할 수 있는 기술을 제공한다.The present disclosure provides a technique capable of cleaning the inside of a processing container and suppressing consumption of parts.

본 개시의 일 양태에 따르면, 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 상부의 안테나실과 하부의 처리실로 구획하고, 복수의 부분창을 갖는 금속창과, 상기 안테나실에서 상기 금속창의 상부에 배치되고, 상기 처리실에 유도 결합 플라즈마를 생성하는 유도 결합 안테나와, 상기 처리실 내에서 기판을 배치하고, 바이어스 전압용 고주파 전력이 인가되는 하부 전극과, 일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 용량 소자와, 상기 용량 소자와 병렬로 일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 저항 소자를 갖는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.According to an aspect of the present disclosure, a processing container and a metal window partitioning the interior of the processing container into an upper antenna chamber and a lower processing chamber, the metal window having a plurality of partial windows, is disposed on the upper portion of the metal window in the antenna chamber, An inductively coupled antenna for generating inductively coupled plasma in the processing chamber, a substrate disposed in the processing chamber, a lower electrode to which a high frequency power for a bias voltage is applied, one end connected to one or a plurality of the partial windows, and the other end portion There is provided a plasma processing apparatus having a capacitive element connected to the ground in , and a resistive element connected to one or a plurality of the partial windows at one end in parallel with the capacitive element and connected to the ground at the other end.

일 측면에 따르면, 처리 용기 내의 클리닝과 파츠의 소모의 억제를 도모할 수 있다.According to one aspect, cleaning in the processing container and consumption of parts can be suppressed.

도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타낸 단면 모식도.
도 2는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 일례를 나타낸 도면.
도 3은 실시형태에 따른 금속창에 형성된 복수의 부분창의 패턴의 일례를 나타낸 도면.
도 4는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 용량과 애노드 임피던스의 일례를 나타낸 도면.
도 5는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 파츠의 소모 결과의 일례를 나타낸 도면.
도 6은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 파츠의 소모 결과의 다른 예를 나타낸 도면.
도 7은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 파츠의 소모 결과의 다른 예를 나타낸 도면.
도 8은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 파츠의 소모 결과의 다른 예를 나타낸 도면.
도 9는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 배기 공간의 방전 결과의 일례를 나타낸 도면.
도 10은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 유무와 피처리 기판 위의 디펙트 수의 일례를 나타낸 도면.
도 11은 실시형태에 따른 플라즈마 생성 방법의 일례를 나타낸 타임 차트.
도 12는 실시형태에 따른 VUV광에 의한 플라즈마 착화의 결과의 일례를 나타낸 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment.
Fig. 2 is a diagram showing an example of an impedance adjustment circuit according to an embodiment;
3 is a view showing an example of a pattern of a plurality of partial windows formed on the metal window according to the embodiment.
Fig. 4 is a diagram showing an example of capacitance and anode impedance of an impedance adjusting circuit according to an embodiment;
Fig. 5 is a view showing an example of the presence or absence of an impedance adjustment circuit according to the embodiment and a result of consumption of parts;
Fig. 6 is a view showing another example of the presence or absence of an impedance adjustment circuit according to the embodiment and a result of consumption of parts;
Fig. 7 is a view showing another example of the presence or absence of an impedance adjustment circuit according to the embodiment and a result of consumption of parts;
Fig. 8 is a view showing another example of the presence or absence of an impedance adjustment circuit according to the embodiment and a result of consumption of parts;
Fig. 9 is a diagram showing the presence or absence of an impedance adjustment circuit according to the embodiment and an example of discharge results in an exhaust space;
Fig. 10 is a view showing an example of the presence or absence of an impedance adjustment circuit and the number of defects on a target substrate according to the embodiment;
11 is a time chart showing an example of a plasma generation method according to the embodiment;
Fig. 12 is a diagram showing an example of the result of plasma ignition by VUV light according to the embodiment;

이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the form for implementing this indication is demonstrated. In each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the same structural part, and the overlapping description may be abbreviate|omitted.

[플라즈마 처리 장치][Plasma processing unit]

실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 대해서, 도 1∼도 3을 이용하여 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타낸 단면 모식도이다. 도 2는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3은 실시형태에 따른 금속창에 형성된 복수의 부분창의 패턴의 일례를 나타낸 도면이다.A plasma processing apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 . BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment. 2 is a diagram showing an example of an impedance adjustment circuit according to an embodiment. 3 is a view showing an example of a pattern of a plurality of partial windows formed on the metal window according to the embodiment.

실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 예컨대 FPD(Flat Panel Display)용 유리 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 메탈막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리에 이용된다. 여기서, FPD로는, 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네선스(Electro Luminescence: EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.The plasma processing apparatus according to the embodiment is used, for example, for etching a metal film, an ITO film, an oxide film, or the like when forming a thin film transistor on a glass substrate for a flat panel display (FPD), or for an ashing process for a resist film. Here, as the FPD, a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL) display, a plasma display panel (PDP), and the like are exemplified.

플라즈마 처리 장치는, 도전성 재료, 예컨대, 내벽면이 양극 산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄을 포함하는 각통 형상의 기밀한 처리 용기(1)를 갖는다. 이 처리 용기(1)는, 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 처리 용기(1)는, 처리 용기(1)와 절연되어 형성된 금속창(2)에 의해 상부의 안테나실(3)과, 하부의 처리실(4)로 구획되어 있다. 금속창(2)은, 본 예에서는 처리실(4)의 천장벽을 구성한다. 금속창(2)은, 예컨대, 비자성체이며 도전성의 금속으로 구성된다. 비자성체이며 도전성의 금속의 예는, 알루미늄, 또는 알루미늄을 포함하는 합금이다. 금속창(2)은, 처리 용기(1)의 측벽에 지지되어 있다.The plasma processing apparatus has an airtight processing container 1 in the shape of a square cylinder made of a conductive material, for example, aluminum whose inner wall surface is anodized (anodized). The processing container 1 is grounded by a grounding wire 1a. The processing chamber 1 is divided into an upper antenna chamber 3 and a lower processing chamber 4 by a metal window 2 formed insulated from the processing chamber 1 . The metal window 2 constitutes the ceiling wall of the processing chamber 4 in this example. The metal window 2 is made of, for example, a non-magnetic material and a conductive metal. Examples of the nonmagnetic and conductive metal are aluminum or an alloy containing aluminum. The metal window 2 is supported on a side wall of the processing container 1 .

가스 유로(12)에 연통하도록 가스 공급관(20a)이 설치되어 있다. 가스 유로(12)는, 복수의 분기 배관으로 분기되고(도시하지 않음), 절연물(6)에 의해 복수로 분할된 금속창(2)의 부분창(도 3 참조)에 접속되어 각각의 부분창에 가스를 공급한다. 각각의 부분창은, 내부에 가스 공간을 갖고 있고(도시하지 않음), 처리실(4)에 인접한 면에 복수의 가스 토출구를 가지며, 복수의 가스 토출 구멍으로부터 처리실(4) 내에 가스를 공급한다. 가스 공급관(20a)은, 처리 용기(1)의 천장으로부터 그 외측으로 관통하고, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함하는 처리 가스 공급부(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 처리에 있어서는, 처리 가스 공급부(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(20a)을 통해 처리실(4) 내로 토출된다.A gas supply pipe 20a is provided so as to communicate with the gas flow path 12 . The gas flow path 12 is branched into a plurality of branch pipes (not shown), and is connected to a partial window (see FIG. 3 ) of the metal window 2 divided into a plurality by an insulating material 6 , and each partial window supply gas to Each of the partial windows has a gas space therein (not shown), has a plurality of gas outlets on a surface adjacent to the process chamber 4 , and supplies gas into the process chamber 4 from the plurality of gas outlets. The gas supply pipe 20a penetrates from the ceiling of the processing vessel 1 to the outside thereof, and is connected to a processing gas supply unit 20 including a processing gas supply source, a valve system, and the like. Accordingly, in plasma processing, the processing gas supplied from the processing gas supply unit 20 is discharged into the processing chamber 4 through the gas supply pipe 20a.

안테나실(3) 내에는 금속창(2) 위에, 금속창(2)에 인접하도록 고주파(RF) 안테나(13)가 배치되어 있다. 이 고주파 안테나(13)는 절연 부재로 이루어진 스페이서(17)에 의해 금속창(2)으로부터 이격되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 나선형 안테나를 구성하고 있고, 금속창(2)은, 나선형 안테나의 하부에서, 예컨대 24개의 부분창으로 분할되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 안테나실(3)에 있어서, 절연 부재의 스페이서(17)를 통해 금속창(2)의 상부에 배치되고, 처리실(4)에 유도 결합 플라즈마를 생성하는 유도 결합 안테나의 일례이다.In the antenna chamber 3 , a high frequency (RF) antenna 13 is disposed on the metal window 2 so as to be adjacent to the metal window 2 . The high-frequency antenna 13 is spaced apart from the metal window 2 by a spacer 17 made of an insulating member. The high frequency antenna 13 constitutes a spiral antenna, and the metal window 2 is divided into, for example, 24 partial windows under the spiral antenna. The high-frequency antenna 13 is disposed on the metal window 2 through the spacer 17 of the insulating member in the antenna chamber 3 , and generates an inductively-coupled plasma in the processing chamber 4 of the inductively-coupled antenna. This is an example.

플라즈마 처리 중, 제1 고주파 전원(15)으로부터는, 유도 전계 형성용의, 예컨대, 주파수가 1 MHz∼27 MHz인 고주파 전력이 정합기(14) 및 급전 부재(16)를 통해 고주파 안테나(13)에 공급된다. 본 예의 고주파 안테나(13)는, 도시하지 않지만, 동심형으로 외측 환형 안테나, 중간 환형 안테나, 내측 환형 안테나로 구성되어 있고, 각각 급전 부재(16)에 접속되는 급전부(41, 42, 43)를 갖는다. 이들 각 급전부(41, 42, 43)로부터 안테나선이 둘레 방향으로 연장되어 3환형의 고주파 안테나(13)가 구성된다. 각 안테나선의 종단에는 도시하지 않은 콘덴서가 접속되고, 각 안테나선은 콘덴서를 통해 고주파 안테나(13)의 측벽(3a)에 접속되어, 접지된다. 이와 같이 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(13)에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 처리실(4) 내에 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다.During plasma processing, from the first high-frequency power supply 15, high-frequency power for forming an induced electric field, for example, having a frequency of 1 MHz to 27 MHz, is transmitted to the high-frequency antenna 13 through the matching unit 14 and the power supply member 16 . ) is supplied to Although not shown, the high-frequency antenna 13 of this example is concentrically configured with an outer annular antenna, an intermediate annular antenna, and an inner annular antenna, and power feeding units 41 , 42 , 43 connected to the power feeding member 16 , respectively. has An antenna wire extends in the circumferential direction from each of these power feeding units 41 , 42 , 43 to constitute a tricyclic high-frequency antenna 13 . A capacitor (not shown) is connected to the terminal of each antenna wire, and each antenna wire is connected to the sidewall 3a of the high frequency antenna 13 via the capacitor and grounded. An induced electric field is formed in the processing chamber 4 by the high-frequency antenna 13 supplied with the high-frequency power in this way, and the processing gas supplied into the processing chamber 4 is converted into plasma by the induced electric field.

처리실(4) 내의 아래쪽에는, 금속창(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, 피처리 기판(G), 예컨대, 유리 기판을 배치하기 위한 스테이지(ST)가 설치되어 있다. 스테이지(ST)는, 하부 전극(23) 및 절연체 프레임(24)을 갖는다. 하부 전극(23)은, 도전성 재료, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 하부 전극(23)에 배치된 피처리 기판(G)은, 도시하지 않은 정전척에 의해 흡착 유지된다.A stage ST for arranging the processing target substrate G, for example, a glass substrate, is provided below the processing chamber 4 to face the high-frequency antenna 13 with the metal window 2 interposed therebetween. The stage ST has a lower electrode 23 and an insulator frame 24 . The lower electrode 23 is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized. The target substrate G disposed on the lower electrode 23 is adsorbed and held by an electrostatic chuck (not shown).

하부 전극(23)은 절연체 프레임(24) 내에 수납되고, 또한, 처리실(4)의 바닥면에 지지된다. 또한, 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 피처리 기판(G)을 반입출하기 위한 반입출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 설치되어 있다.The lower electrode 23 is accommodated in the insulator frame 24 , and is supported on the bottom surface of the processing chamber 4 . In addition, on the side wall 4a of the processing chamber 4, a loading/unloading port 27a for loading and unloading the processing target substrate G and a gate valve 27 for opening and closing the processing chamber 4 are provided.

하부 전극(23)에는, 중공(中空)의 지주(25) 내에 설치된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 통해 제2 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(29)은, 플라즈마 처리 중에, 바이어스 전압용 고주파 전력, 예컨대, 주파수가 1 MHz∼6 MHz인 고주파 전력을 하부 전극(23)에 인가한다. 하부 전극(23)은, 배치면에 피처리 기판(G)을 배치하고, 이 바이어스 전압용 고주파 전력에 의해 피처리 기판(G) 위에 바이어스 전압을 생성하며, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 내의 이온이 효과적으로 피처리 기판(G)에 인입된다.A second high frequency power supply 29 is connected to the lower electrode 23 via a matching device 28 by a power supply line 25a provided in a hollow post 25 . The second high frequency power supply 29 applies high frequency power for bias voltage, for example, high frequency power having a frequency of 1 MHz to 6 MHz to the lower electrode 23 during plasma processing. The lower electrode 23 arranges the processing target substrate G on the arrangement surface, generates a bias voltage on the processing target substrate G by the high frequency power for the bias voltage, and generates a bias voltage in the plasma generated in the processing chamber 4 . Ions are effectively drawn into the target substrate G.

또한, 하부 전극(23) 내에는, 피처리 기판(G)의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등을 포함하는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은, 모두 중공형의 지주(25)를 통해 처리 용기(1) 밖으로 도출된다.In addition, in the lower electrode 23 , a temperature control mechanism including heating means such as a ceramic heater or a refrigerant passage, and a temperature sensor are provided in order to control the temperature of the substrate G to be processed (both shown). not). All piping and wiring for these mechanisms and members are led out of the processing container 1 through the hollow post 25 .

스테이지(ST)와 처리실(4)의 측벽(4a) 사이에는, 배플판(32)이 연속적 혹은 단속적으로 환형으로 스테이지(ST)를 둘러싸서 설치되고, 처리실(4)로부터 배기 공간으로 가스를 통과시킨다. 처리실(4)의 바닥부에는, 배기관(31)을 통해 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속된다. 배기 장치(30)에 의해, 배플판(32) 아래의 배기 공간이 배기되고, 플라즈마 처리 중, 처리실(4) 내부가 소정의 진공 분위기(예컨대 1.33 Pa)로 설정, 유지된다.Between the stage ST and the sidewall 4a of the processing chamber 4 , a baffle plate 32 is continuously or intermittently provided to surround the stage ST in an annular shape, and gas passes from the processing chamber 4 into the exhaust space. make it An exhaust device 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the processing chamber 4 through an exhaust pipe 31 . The exhaust space under the baffle plate 32 is exhausted by the exhaust device 30 , and the inside of the processing chamber 4 is set and maintained at a predetermined vacuum atmosphere (eg, 1.33 Pa) during plasma processing.

하부 전극(23)에 배치된 피처리 기판(G)의 이면측에는 미세한 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 일정 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(45)가 설치되어 있다. He 가스 유로(45)에는, He 가스 라인(46)이 접속되고, 압력 제어 밸브(47)를 통해 He원에 접속된다.A fine cooling space (not shown) is formed on the back side of the substrate G disposed on the lower electrode 23 , and a He gas flow path 45 for supplying He gas as a heat transfer gas at a constant pressure is provided. installed. A He gas line 46 is connected to the He gas flow path 45 , and is connected to a He source through a pressure control valve 47 .

처리실(4)의 측벽(4a)에는, 관찰창(33)이 설치되고, 관찰창(33)에는 VUV 광원 유닛(34)이 부착되어 있다. VUV 광원 유닛(34)은, 100∼200 nm 파장의 VUV(Vacuum Ultra Violet: 진공 자외)광을 처리실(4) 내에 입사한다. 입사된 VUV광이 처리실(4) 내의 가스 분자에 조사되면, 가스 분자는, 빛에너지를 흡수하고, 전자를 방출한다. 이 전자의 방출에 의해, 플라즈마 착화를 촉진시킬 수 있다.An observation window 33 is provided on the side wall 4a of the processing chamber 4 , and a VUV light source unit 34 is attached to the observation window 33 . The VUV light source unit 34 injects VUV (Vacuum Ultra Violet) light with a wavelength of 100 to 200 nm into the processing chamber 4 . When the incident VUV light is irradiated to gas molecules in the processing chamber 4 , the gas molecules absorb light energy and emit electrons. By emission of this electron, plasma ignition can be accelerated|stimulated.

플라즈마 처리 장치의 각 구성부는, 컴퓨터를 포함하는 제어부(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함하는 사용자 인터페이스(51)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 기억부(52)가 접속되어 있다. 기억부(52)에는, 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(50)의 제어로써 실현하기 위한 제어 프로그램, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 레시피가 저장되어 있다. 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있어도 좋고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 기억 매체에 수용된 상태로 기억부(52)의 소정 위치에 세트하도록 되어 있어도 좋다. 또한, 다른쪽 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 레시피를 적절하게 전송시키도록 하여도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(51)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출하여 제어부(50)에 실행시킴으로써, 제어부(50)의 제어 하에서, 플라즈마 처리 장치에서의 원하는 처리가 행해진다.Each component of the plasma processing apparatus is connected to and controlled by a control unit 50 including a computer. In addition, the control unit 50 includes a user interface 51 including a keyboard for the process manager to input commands to manage the plasma processing apparatus, and a display for visualizing and displaying the operating status of the plasma processing apparatus. connected. Further, a storage unit 52 is connected to the control unit 50 . In the storage unit 52, there are a control program for realizing various processes executed in the plasma processing apparatus under control of the control unit 50, and a program, that is, a recipe, for executing a process in each component unit of the plasma processing apparatus according to processing conditions. It is stored. The recipe may be stored in a hard disk or a semiconductor memory, or may be set at a predetermined position in the storage unit 52 while being accommodated in a portable storage medium such as a CD-ROM or DVD. Alternatively, the recipe may be appropriately transmitted from the other device, for example, through a dedicated line. Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the storage unit 52 according to an instruction from the user interface 51 or the like and the control unit 50 executes the desired recipe in the plasma processing apparatus under the control of the control unit 50 . processing is performed.

[임피던스 조정 회로][Impedance adjustment circuit]

금속창(2)에는, 임피던스 조정 회로(18)가 접속되어 있다. 임피던스 조정 회로(18)에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 금속창(2)이 갖는 24개의 부분창 중 하나의 부분창(22a)의 단면과, 부분창(22a)이 접속된 임피던스 조정 회로(18)를 주로 나타내고, 도 1의 플라즈마 처리 장치의 기타 구성은 간략화하고 있다.An impedance adjustment circuit 18 is connected to the metal window 2 . The impedance adjustment circuit 18 will be described with reference to FIG. 2 . FIG. 2 mainly shows the cross section of one partial window 22a among the 24 partial windows of the metal window 2 and the impedance adjustment circuit 18 to which the partial window 22a is connected, the plasma processing of FIG. Other configurations of the device are simplified.

도 3은 임피던스 조정 회로(18)의 도시를 생략하고, 금속창(2)만을 평면에서 본 도면이다. 도 3의 예에서는, 금속창(2)은 하나의 부분창(22a)을 포함하는 24개의 부분창으로 분할되어 있다. 24개의 부분창(22a, 22b, 22c···)을 총칭하여 부분창(22)이라고도 한다. 이들 24개의 부분창(22)은, 금속창(2)을 분할한 일부이며, 절연물(6)을 통해 배치되고, 금속창(2)을 구성한다. 본 예에서는, 하부 전극(23)에 대향하는 처리실(4)의 벽면 형상을 직사각형으로 하면, 이 직사각형의 중심의 내주 영역(5a), 내주 영역(5a)의 외측을 둘러싸는 환형의 중간 영역(5b), 중간 영역(5b)의 외측을 둘러싸는 환형의 외주 영역(5c)으로 나눈다. 내주 영역(5a)은, 직사각 형상의 내주 영역(5a)을 대략 대각선으로 분할한 4개의 부분창(22)을 갖는다. 또한, 중간 영역(5b)은, 환형의 중간 영역(5b)의 각 변을 2등분하도록 직경 방향으로 분할한 합계 8개의 부분창(22)을 갖는다. 또한, 외주 영역(5c)은, 환형의 외주 영역(5c)의 각 변을 3등분하도록 직경 방향으로 분할한 합계 12개의 부분창(22)을 갖는다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 도시하지 않지만, 내측 환형 안테나가 내주 영역(5a)에 대응하고, 중간 환형 안테나가 중간 영역(5b)에 대응하며, 외측 환형 안테나가 외주 영역(5c)에 대응하도록 배치된다.Fig. 3 is a plan view of the impedance adjustment circuit 18, with only the metal window 2 being omitted. In the example of FIG. 3 , the metal window 2 is divided into 24 partial windows including one partial window 22a. The 24 partial windows 22a, 22b, 22c ... are collectively referred to as the partial window 22 . These 24 partial windows 22 are a part of dividing the metal window 2 , are disposed through the insulating material 6 , and constitute the metal window 2 . In this example, if the shape of the wall surface of the processing chamber 4 facing the lower electrode 23 is rectangular, the inner peripheral region 5a at the center of the rectangle, and the annular middle region surrounding the outer side of the inner peripheral region 5a ( 5b), divided into an annular outer peripheral region 5c surrounding the outside of the intermediate region 5b. The inner peripheral region 5a has four partial windows 22 in which the rectangular inner peripheral region 5a is substantially diagonally divided. In addition, the intermediate region 5b has a total of eight partial windows 22 divided in the radial direction so that each side of the annular intermediate region 5b is divided into two halves. In addition, the outer peripheral region 5c has a total of 12 partial windows 22 divided in the radial direction so that each side of the annular outer peripheral region 5c is divided into three equal parts. In this embodiment, although not shown, the inner annular antenna corresponds to the inner peripheral region 5a, the middle annular antenna corresponds to the middle region 5b, and the outer annular antenna corresponds to the outer peripheral region 5c. are placed

이러한 구성에 의해, 금속창(2)이 갖는 24개의 부분창(22)은, 절연물(6)을 통해 배치됨으로써, 처리 용기(1)로부터 절연되고, 또한, 부분창(22)끼리도 서로 절연된다. 절연물(6)의 재료예는, 예컨대, 세라믹이나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이다.With this configuration, the 24 partial windows 22 included in the metal window 2 are insulated from the processing container 1 by being disposed through the insulating material 6 , and the partial windows 22 are also insulated from each other. . Examples of the material of the insulator 6 are, for example, ceramic or polytetrafluoroethylene (PTFE).

또한, 도 3은 금속창(2)에 형성된 복수의 부분창(22)의 패턴의 일례이며, 부분창의 패턴은 이것에 한정되지 않는다. 금속창(2)은 분할되어 있지 않아도 좋다. 즉, 금속창(2)은, 1개 또는 2개 이상의 부분창(22)을 가져도 좋다.In addition, FIG. 3 is an example of the pattern of the some partial window 22 formed in the metal window 2, The pattern of the partial window is not limited to this. The metal window 2 does not need to be divided|segmented. That is, the metal window 2 may have one or two or more partial windows 22 .

도 2로 되돌아가서, 임피던스 조정 회로(18)는 부분창(22)마다 1:1로 설치되어 있다. 단, 이것에 한정되지 않고, 임피던스 조정 회로(18)는 복수의 부분창(22)에 대하여 하나 설치되어도 좋다. 즉, 복수의 부분창(22)은, 하나 또는 복수의 영역으로 구획되고, 하나 또는 복수의 영역마다 임피던스 조정 회로에 접속될 수 있다. 예컨대, 도 3의 예에서는, 24개의 부분창(22)은, 내주 영역(5a), 중간 영역(5b) 및 외주 영역(5c)의 3개의 영역으로 구획되고, 내주 영역(5a), 중간 영역(5b) 및 외주 영역(5c)의 각각에 임피던스 조정 회로를 하나씩 접속하여도 좋다. 예컨대, 부생성물이 퇴적되기 쉬운 내주 영역(5a)과, 퇴적되기 어려운 중간 영역(5b) 및 외주 영역(5c)을 영역마다 따로따로 임피던스를 조정함으로써, 금속창(2)의 전체면을 균등하게 클리닝할 수 있다. 또한, 하나의 부분창(22)마다 임피던스 조정 회로(18)를 설치하는 경우에는, 예컨대, 금속창(2)의 모서리부와 변부에서 퇴적의 상태가 상이한 경우에, 부분창(22)마다 임피던스 조정 회로(18)를 개별로 조정하여 균등하게 클리닝할 수 있다.Returning to FIG. 2 , the impedance adjustment circuit 18 is provided 1:1 for each of the partial windows 22 . However, the present invention is not limited thereto, and one impedance adjustment circuit 18 may be provided for the plurality of partial windows 22 . That is, the plurality of partial windows 22 may be divided into one or a plurality of regions, and may be connected to the impedance adjustment circuit for each one or a plurality of regions. For example, in the example of FIG. 3 , the twenty-four partial windows 22 are divided into three regions: the inner peripheral region 5a, the middle region 5b, and the outer peripheral region 5c, and the inner peripheral region 5a, the middle region One impedance adjustment circuit may be connected to each of (5b) and the outer peripheral region 5c. For example, by separately adjusting the impedance of the inner peripheral region 5a in which by-products are liable to be deposited, the intermediate region 5b and the outer peripheral region 5c in which the by-products are difficult to be deposited, the entire surface of the metal window 2 is uniformly adjusted for each region. can be cleaned In addition, when the impedance adjustment circuit 18 is provided for each of the partial windows 22 , for example, when the state of deposition is different at the corner and the edge of the metal window 2 , the impedance for each of the partial windows 22 . Adjustment circuits 18 can be individually adjusted for uniform cleaning.

도 2 및 도 3의 예에서는, 임피던스 조정 회로(18)가 하나의 부분창(22a, 22b, 22c···)에 대하여 하나씩 설치되어 있다. 즉, 본 예에서는, 24개의 임피던스 조정 회로(18)가 24개의 부분창(22)에 대하여 1:1로 접속되어 있다. 임피던스 조정 회로는, 용량 소자(60) 및 저항 소자(61)를 갖는 R+C 병렬 회로이다. 본 예에서는, 부분창(22)마다 하나의 용량 소자(60)와, 이 용량 소자(60)와 병렬로 하나의 저항 소자(61)가 접속된다. 용량 소자(60)는, 일단부에서 부분창(22)과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된다. 저항 소자(61)는, 용량 소자(60)와 병렬로 일단부에서 부분창(22)과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된다.2 and 3, the impedance adjustment circuit 18 is provided one by one with respect to one partial window 22a, 22b, 22c.... That is, in this example, the 24 impedance adjustment circuits 18 are connected 1:1 with respect to the 24 partial windows 22 . The impedance adjustment circuit is an R+C parallel circuit having a capacitor 60 and a resistance element 61 . In this example, one capacitive element 60 and one resistive element 61 are connected in parallel with the capacitive element 60 for each partial window 22 . The capacitive element 60 is connected to the partial window 22 at one end and to the ground at the other end. The resistive element 61 is connected to the partial window 22 at one end in parallel with the capacitive element 60, and is connected to the ground at the other end.

용량 소자(60)는, 가변 용량 소자이다. 단, 용량 소자(60)는, 고정 용량 소자여도 좋다. 용량 소자(60)를 가변 용량 소자로 함으로써, 바이어스 전압용 고주파 전력의 공급에 있어서의 애노드 전극인 금속창(2)의 임피던스(이하, 애노드 임피던스라고도 함)를 가변으로 조정할 수 있고, 보다 정밀도 좋게 임피던스 조정을 행할 수 있다. 또한, 복수의 영역마다 임피던스 조정 회로(18)를 설치하는 경우에는, 용량 소자(60)는, 영역마다 복수의 부분창(22)과 접속되어도 좋다. 마찬가지로 하여 저항 소자(61)는, 용량 소자(60)와 병렬로 복수의 부분창(22)과 접속되어도 좋다.The capacitor 60 is a variable capacitor. However, the capacitor 60 may be a fixed capacitance element. By using the capacitive element 60 as a variable capacitive element, the impedance (hereinafter also referred to as anode impedance) of the metal window 2 serving as the anode electrode in the supply of the high frequency power for the bias voltage can be variably adjusted and more precisely adjusted. Impedance adjustment can be performed. In addition, when the impedance adjustment circuit 18 is provided for each of a plurality of regions, the capacitor 60 may be connected to a plurality of partial windows 22 for each region. Similarly, the resistive element 61 may be connected to the plurality of partial windows 22 in parallel with the capacitor 60 .

이러한 구성에 의해, 바이어스 전압용 고주파 전력의 공급에 있어서, 하부 전극(23)을 캐소드 전극, 금속창(2)을 하부 전극(23)에 대향하는 대향 전극인 애노드 전극으로 하고, 임피던스 조정 회로(18)는, 애노드 임피던스를 조정한다. 이것에 의해, 금속창(2)에 있어서 용량 소자(60)의 용량에 의해 플라즈마와의 사이에 원하는 전위차를 발생시켜, 플라즈마의 스퍼터에 의해 금속창(2)에 부착된 부생성물의 퇴적물을 제거하는 클리닝이 가능하게 된다. 또한, 바이어스 전압용 고주파 전력을 하부 전극(23)에 공급했을 때에, 처리 용기(1) 내의 각 파츠도 애노드로서 기능할 수 있지만, 금속창(2)을 보다 적극적으로 애노드로서 기능시켜 캐소드 전극 즉 하부 전극(23)과의 커플링을 강화함으로써, 플라즈마의 스퍼터에 의한 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 억제할 수 있다.With this configuration, in the supply of high frequency power for bias voltage, the lower electrode 23 is used as a cathode electrode, and the metal window 2 is used as an anode electrode which is a counter electrode opposite to the lower electrode 23, and an impedance adjustment circuit ( 18) adjusts the anode impedance. Thereby, in the metal window 2, a desired potential difference with the plasma is generated by the capacitance of the capacitor 60, and deposits of by-products adhering to the metal window 2 are removed by sputtering of the plasma. cleaning is possible. Further, when the high frequency power for the bias voltage is supplied to the lower electrode 23, each part in the processing container 1 can also function as an anode, but the metal window 2 is more actively used as an anode to function as a cathode electrode, i.e. By strengthening the coupling with the lower electrode 23 , it is possible to suppress the consumption of the parts in the processing container 1 by plasma sputtering.

금속창(2)에 있어서의 전위차가 지나치게 크면 금속창(2)에 부착된 부생성물의 제거뿐만 아니라, 금속창(2)이 소모되고, 전위차가 지나치게 작으면 금속창(2)에 부착된 부생성물의 제거가 불충분해진다. 따라서, 금속창(2)에 부착된 부생성물을 제거하면서, 클리닝시에 금속창(2) 및 처리 용기(1) 내의 기타 파츠의 과도한 소모를 억제할 수 있는 범위로 용량 소자(60)의 용량을 조정하는 것이 중요하다. 이것에 의해, 파티클을 억제하면서, 각 파츠의 수명을 늘려, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.If the potential difference in the metal window 2 is too large, not only the removal of by-products adhering to the metal window 2 but also the metal window 2 is consumed. Removal of the product becomes insufficient. Accordingly, the capacitance of the capacitor 60 is within a range capable of suppressing excessive consumption of the metal window 2 and other parts in the processing container 1 during cleaning while removing by-products adhering to the metal window 2 . It is important to adjust In this way, while suppressing particles, the lifespan of each part can be increased, and the maintenance cycle can be lengthened.

[임피던스 조정 회로: 용량 소자][Impedance adjustment circuit: capacitive element]

이상으로부터, 발명자들은, 금속창(2)을 클리닝함으로써 파티클을 저감하고, 또한 클리닝시에 금속창(2) 등의 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 억제하는 것을 양립시키기 위해, 적절한 용량 소자(60)의 용량의 범위를 실험에 의해 도출하였다.From the above, the inventors have found that, in order to both reduce particles by cleaning the metal window 2 and suppress consumption of parts in the processing container 1 such as the metal window 2 during cleaning, an appropriate capacitive element A range of doses of (60) was derived by experiment.

도 4는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)의 용량 소자(60)의 용량(C)과 임피던스의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4의 횡축은, 용량 소자(60)의 용량(C)[pF]을 나타내고, 종축은, 금속창(2)의 애노드 임피던스(Z)[Ω]를 나타낸다.4 is a diagram showing an example of the capacitance C and the impedance of the capacitor 60 of the impedance adjustment circuit 18 according to the embodiment. 4 , the horizontal axis indicates the capacitance C [pF] of the capacitor 60 , and the vertical axis indicates the anode impedance Z [Ω] of the metal window 2 .

금속창(2)의 애노드 임피던스(Z)가 0 이상이 되면 L성(유도성)이 되어 공진이 생길 우려가 있고, 공진에 의해 이상 방전이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 금속창(2)의 애노드 임피던스(Z)는 0 이하의 C성(용량성)을 확보하도록 용량 소자(60)의 용량 범위를 정한다. 구체적으로는, 용량 소자(60)는, 용량 소자(60) 및 저항 소자(61)에 의한 애노드 임피던스(Z)가 마이너스의 값이 되는 용량값을 갖는다.When the anode impedance Z of the metal window 2 becomes 0 or more, it becomes L-characterized (inductive) and there is a fear that resonance may occur, and abnormal discharge may occur due to the resonance. Therefore, the anode impedance Z of the metal window 2 determines the capacitance range of the capacitive element 60 so as to ensure a C-characteristic (capacitance) of 0 or less. Specifically, the capacitor 60 has a capacitance value at which the anode impedance Z of the capacitor 60 and the resistance element 61 becomes a negative value.

도 4의 영역 I은, 용량 소자(60)의 용량(C)이 0∼500 pF이며, 애노드 임피던스(Z)가 -60 Ω 이하의 영역이다. 애노드 임피던스(Z)가 -60 Ω 이하의 영역 I에서는, 배플판(32)의 하측의 배기 공간에서 방전이 생길 우려가 있다. 즉, 배기 공간을 구성하는 처리 용기(1)의 파츠가 플라즈마에 의해 스퍼터되어 파티클이 발생할 가능성이 있다. 한편, 금속창(2)에 있어서는 적절한 전위차가 발생하지 않기 때문에 퇴적물의 제거를 행할 수 없다.In the region I in Fig. 4, the capacitance C of the capacitor 60 is 0 to 500 pF, and the anode impedance Z is -60 Ω or less. In the region I where the anode impedance Z is −60 Ω or less, there is a risk that a discharge may occur in the exhaust space below the baffle plate 32 . That is, there is a possibility that the parts of the processing container 1 constituting the exhaust space are sputtered by the plasma to generate particles. On the other hand, in the metal window 2, since an appropriate potential difference does not occur, it is impossible to remove the deposit.

또한, 애노드 임피던스(Z)가 0 Ω에 가까워지면, 배기 공간을 구성하는 처리 용기(1)의 파츠의 소모는 억제되지만, 상부 전극으로서 기능하는 금속창(2)의 소모가 촉진된다. 즉, 용량(C)이 6000 pF 이상에서는, 금속창(2) 등의 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 모두에 있어서 억제하는 것을 양립시킬 수 없기 때문에, 이 영역과 영역 I은 사용하지 않는다.Further, when the anode impedance Z approaches 0 ?, consumption of the parts of the processing vessel 1 constituting the exhaust space is suppressed, but consumption of the metal window 2 functioning as the upper electrode is promoted. That is, when the capacity C is 6000 pF or more, suppressing the consumption of parts in the processing container 1 such as the metal window 2 is not compatible in all cases, so this region and the region I are not used. .

이상으로부터, 용량 소자(60)의 용량(C)은, 영역 II의 500∼2000 pF의 범위 또는 영역 III의 2000∼6000 pF의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 용량 소자(60)의 용량의 범위를, 영역 II 또는 영역 III의 범위로 제어하여 애노드 임피던스(Z)를 조정함으로써, 플라즈마의 스퍼터에 의해 금속창(2)의 클리닝을 효율적으로 실행할 수 있다. 동시에 클리닝시에, 금속창(2), 처리 용기(1)의 내벽이나 배플판 등, 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 억제할 수 있다.From the above, it is preferable to control the capacitance C of the capacitor 60 to be in the range of 500 to 2000 pF in the region II or in the range of 2000 to 6000 pF in the region III. By adjusting the anode impedance Z by controlling the capacitance range of the capacitive element 60 to the range of the region II or region III, it is possible to efficiently clean the metal window 2 by plasma sputtering. At the same time, during cleaning, it is possible to suppress the consumption of parts in the processing container 1 , such as the metal window 2 , the inner wall of the processing container 1 , and the baffle plate.

영역 III에서는, 영역 II보다 애노드 임피던스(Z)가 0에 가깝다. 애노드 임피던스(Z)가 0에 가까워질수록, 금속창(2)과 하부 전극(23) 사이의 커플링(전기적 결합)이 강해지고, 금속창(2)의 스퍼터력이 높아진다.In region III, the anode impedance (Z) is closer to zero than in region II. As the anode impedance Z approaches zero, the coupling (electrical coupling) between the metal window 2 and the lower electrode 23 becomes stronger, and the sputtering force of the metal window 2 increases.

따라서, 금속창(2)의 부생성물의 상태에 따라, 부분창(22) 또는 복수의 부분창(22)을 포함하는 영역마다 용량 소자(60)의 용량을 독립적으로 조정한다. 예컨대, 어떤 부분창(22)에서는 금속창(2)의 스퍼터력을 강하게 하여, 셀프 클리닝력을 높이기 위해, 영역 III의 용량 소자(60)의 용량의 범위를 사용하여도 좋다. 셀프 클리닝력과 파츠의 소모의 양립을 중시하는 부분창(22) 또는 영역에는, 영역 II의 용량 소자(60)의 용량의 범위를 사용하는 것이 보다 바람직하다.Therefore, according to the state of the by-product of the metal window 2 , the capacitance of the capacitor 60 is independently adjusted for each of the partial windows 22 or each region including the plurality of partial windows 22 . For example, in some partial windows 22 , the range of capacitance of the capacitor 60 in region III may be used in order to strengthen the sputtering force of the metal window 2 and increase the self-cleaning power. It is more preferable to use the range of capacitance of the capacitor 60 in the region II for the partial window 22 or region where both self-cleaning power and parts consumption are important.

[임피던스 조정 회로: 저항 소자][Impedance adjustment circuit: resistance element]

금속창(2)에 형성한 유로에 절연성의 온도 조절 매체를 통류시키고, 이것에 의해, 금속창(2)의 온도를 조정하고 있다. 절연성의 온도 조절 매체가 흐를 때에 마찰 대전이 생기고, 전하가 금속창(2)에 축적되어, 금속창(2)이 차지업한다. 플라즈마 내의 전자의 일부가 금속창(2)에 축적되어, 금속창(2)이 차지업하는 경우도 있다. 금속창(2)에 제어할 수 없는 전하를 축적시키지 않는 것이 중요하다. 금속창(2)이 대전하면, 플라즈마가 불안정해져, 피처리 기판(G)의 처리에 영향을 준다. 이 때문에, 임피던스 조정 회로(18)는, 용량 소자(60)와 병렬로 저항 소자(61)를 금속창(2)에 접속한다. 이것에 의해, 금속창(2)의, 제어할 수 없는 전하에 의한 차지업을 없애어, 플라즈마의 안정성을 확보할 수 있다.An insulating temperature regulating medium is passed through the flow path formed in the metal window 2 , thereby adjusting the temperature of the metal window 2 . When the insulating temperature control medium flows, triboelectric charging occurs, electric charges are accumulated in the metal window 2, and the metal window 2 is charged up. A part of electrons in the plasma accumulates in the metal window 2 , and the metal window 2 is charged up in some cases. It is important not to accumulate uncontrollable charges on the metal window 2 . When the metal window 2 is charged, the plasma becomes unstable, which affects the processing of the target substrate G. For this reason, the impedance adjustment circuit 18 connects the resistance element 61 to the metal window 2 in parallel with the capacitor element 60 . Thereby, the charge-up of the metal window 2 by an uncontrollable electric charge can be eliminated, and the stability of plasma can be ensured.

[파츠의 소모][Parts consumption]

다음에, 임피던스 조정 회로(18)의 유무와 파츠의 소모에 대한 실험을 행한 결과에 대해서 설명한다. 도 5는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)의 유무와 파츠의 소모 결과의 일례를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 금속창(2)에 임피던스 조정 회로(18)를 설치하지 않는 비교예의 경우의 파츠의 소모 결과의 일례이다. 도 5의 (b)는 임피던스 조정 회로(18)를 설치한 경우의 파츠의 소모 결과의 일례이다.Next, the results of experiments with respect to the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 and consumption of parts will be described. 5 is a diagram showing an example of the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 according to the embodiment and the result of consumption of parts. Fig. 5 (a) is an example of the result of consumption of parts in the case of the comparative example in which the impedance adjustment circuit 18 is not provided in the metal window 2 . Fig. 5 (b) is an example of the result of consumption of parts when the impedance adjustment circuit 18 is provided.

처리 용기(1) 내의 파츠의 일례로서, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에는 피처리 기판(G) 위, 배플판(32) 위, 내벽판[측벽(4a)], 금속창(2)(하면)의 소모량을 측정하였다. 이 결과, 비교예와 본 실시형태에 있어서, 피처리 기판(G) 위의 소모량은 변하지 않았다. 이것에 대하여, 배플판(32) 위 및 내벽판[측벽(4a)]에 대해서는, 본 실시형태의 임피던스 조정 회로(18)를 설치한 경우, 비교예의 임피던스 조정 회로(18)를 설치하지 않은 경우보다 소모량이 감소하였다. 한편, 금속창(2)의 하면의 소모량(부생성물의 클리닝량)은 증가하였다. 이상의 결과로부터, 금속창(2)에 임피던스 조정 회로(18)를 설치한 경우, 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 억제하면서, 금속창(2)의 클리닝을 행할 수 있었다. 이것에 의해, 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 금속창(2)의 하면의 소모량은, 금속창(2) 자체가 소모되지 않을 정도로 용량 소자(60)의 용량(C)을 조정한다.As an example of the parts in the processing container 1, in FIGS. 5A and 5B, on the target substrate G, on the baffle plate 32, on the inner wall plate (side wall 4a), the metal The consumption of the window (2) (lower side) was measured. As a result, in the comparative example and this embodiment, the consumption amount on the to-be-processed substrate G did not change. On the other hand, when the impedance adjustment circuit 18 of this embodiment is provided on the baffle plate 32 and on the inner wall plate (side wall 4a), when the impedance adjustment circuit 18 of the comparative example is not provided Consumption was further reduced. On the other hand, the consumption of the lower surface of the metal window 2 (the amount of cleaning of by-products) increased. From the above results, when the impedance adjustment circuit 18 is provided in the metal window 2 , it is possible to clean the metal window 2 while suppressing consumption of the parts in the processing container 1 . Thereby, generation|occurrence|production of a particle can be suppressed. In addition, the consumption amount of the lower surface of the metal window 2 adjusts the capacitance C of the capacitor 60 to such an extent that the metal window 2 itself is not consumed.

도 6∼도 8은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)의 유무와 파츠의 소모 결과의 다른 예를 나타낸 도면이다. 각 위치에 소편의 샘플을 배치하고, 소모량을 측정하였다. 도 6의 (b) 및 (c)는, 도 6의 (a)에 도시된 처리실(4) 내의 프로세스 공간[배플판(32) 위]의 1∼12의 위치에 있어서의 피처리 기판(G) 위 및 배플판(32) 위의 소모량을 나타낸다. N은 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우, M, L은 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우이며, M은 용량 소자(60)의 용량(C)이 800 pF인 경우, L은 용량 소자(60)의 용량(C)이 1900 pF인 경우의 각 파츠의 소모량을 나타낸다.6 to 8 are diagrams showing other examples of the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 according to the embodiment and the result of consumption of parts. A small piece of sample was placed at each location, and the consumption was measured. 6(b) and 6(c) are views of the processing target substrate G at positions 1 to 12 in the process space (above the baffle plate 32) in the processing chamber 4 shown in FIG. 6(a). ) represents the consumption on the stomach and on the baffle plate 32 . N is when the impedance adjustment circuit 18 is not present, M and L are when the impedance adjustment circuit 18 is present, M is when the capacitance C of the capacitive element 60 is 800 pF, L is the capacitive element ( 60) shows the consumption of each part when the capacity (C) is 1900 pF.

본 실험에 따르면, 피처리 기판(G) 위의 소모량은, 임피던스 조정 회로(18)의 유무에 관계없이 대체로 동일하였다. 즉, 임피던스 조정 회로(18)의 유무는, 피처리 기판(G) 위의 상태에 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 한편, 배플판(32) 위의 소모량은, 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우(M, L), 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우(N)보다 억제할 수 있었다.According to this experiment, the consumption on the target substrate G was substantially the same regardless of the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 . That is, it turned out that the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 does not affect the state on the target board|substrate G. As shown in FIG. On the other hand, the consumption on the baffle plate 32 could be suppressed when the impedance adjustment circuit 18 was present (M, L) compared to the case where the impedance adjustment circuit 18 was not (N).

도 7의 (b) 및 (c)는 도 7의 (a)에 도시된 처리실(4) 내의 배기 공간[배플판(32) 아래]의 13∼33의 위치에 있어서의 처리실(4)의 측벽(4a)(내벽) 및 배플판(32) 아래의 소모량을 나타낸다. 또한, 데이터가 도시되어 있지 않은 위치에 있어서는, 샘플의 파손 등에 의해 데이터를 취득할 수 없었다.7(b) and 7(c) are sidewalls of the processing chamber 4 at positions 13 to 33 in the exhaust space (under the baffle plate 32) in the processing chamber 4 shown in FIG. 7(a). (4a) (inner wall) and consumption under the baffle plate 32 are shown. In addition, in a position where data is not shown, data could not be acquired due to damage to the sample or the like.

본 실험에 따르면, 처리실(4)의 내벽[측벽(4a)] 및 배플판(32) 아래의 소모량은, 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우(M, L), 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우(N)보다 억제할 수 있었다.According to this experiment, the consumption amount under the inner wall (side wall 4a) and the baffle plate 32 of the processing chamber 4 is, when the impedance adjustment circuit 18 is present (M, L), the impedance adjustment circuit 18 is It was able to suppress rather than the case where there is no (N).

도 8의 (b) 및 (c)는 도 8의 (a)에 도시된 금속창(2)의 하면의 49∼66의 위치에 있어서의 소모량을 나타낸다. 본 실험에 따르면, 금속창(2)의 하면의 소모량은, 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우(M, L), 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우(N)보다 많았다.Figs. 8(b) and (c) show the consumption at positions 49 to 66 of the lower surface of the metal window 2 shown in Fig. 8(a). According to the present experiment, the consumption of the lower surface of the metal window 2 was greater when the impedance adjustment circuit 18 was present (M, L) than when the impedance adjustment circuit 18 was not (N).

이상의 결과로부터, 본 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)에 의해, 용량 소자(60)의 용량을 조정함으로써, 금속창(2)의 하면의 클리닝을 촉진하면서, 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모를 억제할 수 있었다.From the above results, by adjusting the capacitance of the capacitor 60 by the impedance adjustment circuit 18 according to the present embodiment, the cleaning of the lower surface of the metal window 2 is facilitated while the parts in the processing container 1 are reduced. consumption could be reduced.

용량 소자(60)의 용량(C)을 작게 하면, 애노드 임피던스가 높아지고, 금속창(2)과 하부 전극(23) 사이가 커플링되기 어려워지고, 금속창(2)의 부생성물이 제거되기 어려워진다. 한편, 용량 소자(60)의 용량(C)을 작게 하면, 처리실(4)의 내벽이나 배플판(32) 등의 처리 용기(1) 내의 파츠와 하부 전극(23) 사이가 커플링되기 쉬워져서, 내벽이나 배플판(32)의 소모량이 많아진다.When the capacitance C of the capacitive element 60 is made small, the anode impedance becomes high, the coupling between the metal window 2 and the lower electrode 23 becomes difficult, and the by-product of the metal window 2 is difficult to remove. lose On the other hand, if the capacitance C of the capacitor 60 is reduced, coupling between the inner wall of the processing chamber 4 and parts in the processing container 1 such as the baffle plate 32 and the lower electrode 23 is easy to occur. , the consumption of the inner wall or the baffle plate 32 increases.

용량 소자(60)의 용량(C)을 크게 하면, 애노드 임피던스가 낮아지고, 금속창(2)과 하부 전극(23) 사이의 커플링이 쉬워져서, 금속창(2)의 부생성물이 제거되기 쉬워진다. 한편, 용량 소자(60)의 용량(C)을 크게 하면, 처리실(4)의 내벽이나 배플판(32) 등의 처리 용기(1) 내의 파츠와 하부 전극(23) 사이가 커플링되기 어려워져서, 내벽이나 배플판(32)의 소모량이 적어진다.If the capacitance C of the capacitive element 60 is increased, the anode impedance is lowered, the coupling between the metal window 2 and the lower electrode 23 becomes easy, so that by-products of the metal window 2 are removed. it gets easier On the other hand, if the capacitance C of the capacitor 60 is increased, coupling between the inner wall of the processing chamber 4 or parts in the processing container 1 such as the baffle plate 32 and the lower electrode 23 becomes difficult. , the consumption of the inner wall or the baffle plate 32 is reduced.

따라서, 용량 소자(60)의 용량(C)을 도 4에 도시된 용량 소자(60)의 용량(C)이 작은 영역 II와 용량(C)이 큰 영역 III의 범위에서 조정함으로써, 금속창(2)의 클리닝과 처리 용기(1) 내의 파츠의 소모의 억제를 양립시킬 수 있다. 이 결과, 파티클의 발생을 경감할 수 있다.Accordingly, the metal window ( It is possible to achieve both the cleaning of 2) and suppression of consumption of parts in the processing container 1 . As a result, generation of particles can be reduced.

도 9는 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)의 유무와 배기 공간의 방전 결과의 일례를 나타낸 도면이다. 배기 공간은, 배플판(32) 아래의 공간이다.9 is a diagram showing an example of the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 according to the embodiment and the discharge result of the exhaust space. The exhaust space is a space under the baffle plate 32 .

도 9의 (a)는 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우의 배플판(32) 아래의 배기 공간의 방전 안정성을 나타내고, 도 9의 (b)는 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우의 배기 공간의 방전 안정성을 나타낸다. 도 9의 (a) 및 (b)에 처리실(4)의 압력, Cl2 가스 및 BCl3의 가스 유량, 바이어스 전압의 고주파 전력의 파워 밀도의 프로세스 조건을 나타낸다. 처리실(4)의 압력은 10 mT(1.33 Pa)∼70 mT(9.31 Pa)로 제어하였다. 이러한 프로세스 조건에 있어서 방전 불안정이 생기지 않은 경우를 「OK」의 사선으로 나타내고, 방전 불안정이 생긴 경우를 「NG」의 사선으로 나타낸다. 이것에 의해 압력 및 파워 밀도의 사용 가능 범위가 도시된다. 단, 가스종은 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 알루미늄 등의 메탈막을 에칭하는 경우에는, Cl2 가스 및 BCl3를 사용하고, SiO2막을 에칭하는 경우에는, CF4 가스 및 O2 가스를 사용하여도 좋다.Fig. 9(a) shows the discharge stability of the exhaust space under the baffle plate 32 in the absence of the impedance adjustment circuit 18, and Fig. 9(b) shows the exhaust in the case where the impedance adjustment circuit 18 is present. It represents the discharge stability of space. Process conditions of the pressure of the process chamber 4 , the gas flow rates of Cl2 gas and BCl3, and the power density of the high frequency power of a bias voltage are shown to (a) and (b) of FIG. The pressure in the treatment chamber 4 was controlled to be 10 mT (1.33 Pa) to 70 mT (9.31 Pa). A case in which discharge instability did not occur under these process conditions is indicated by a diagonal line of "OK", and a case in which discharge instability occurs is indicated by an oblique line of "NG". This shows the usable range of pressure and power density. However, the gas type is an example and is not limited to this. For example, when etching a metal film such as aluminum, Cl 2 gas and BCl 3 may be used, and when etching the SiO 2 film, CF 4 gas and O 2 gas may be used.

실험 결과, 도 9의 (b)에 도시된 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우, 도 9의 (a)에 도시된 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우와 비교하여, 배기 공간에 있어서 방전 불안정이 발생하지 않는 프로세스 조건의 범위가 넓어져, 배기 공간에 있어서의 방전 불안정이 억제되었다. 이것에 의해, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.As a result of the experiment, when there is the impedance adjusting circuit 18 shown in FIG. 9B, compared to the case without the impedance adjusting circuit 18 shown in FIG. 9A, discharge is unstable in the exhaust space. The range of process conditions in which this does not occur is widened, and discharge instability in the exhaust space is suppressed. Thereby, generation|occurrence|production of a particle can be suppressed.

도 10은 실시형태에 따른 임피던스 조정 회로(18)의 유무와 처리가 끝난 피처리 기판(G) 위의 디펙트 수의 일례를 나타낸 도면이다. 디펙트 수는 처리가 끝난 피처리 기판(G) 위에 발생한 단선 등의 결함의 수를 나타낸다.10 is a diagram showing an example of the presence or absence of the impedance adjustment circuit 18 according to the embodiment and the number of defects on the processed target substrate G. The number of defects represents the number of defects, such as disconnection, which have occurred on the processed target substrate G.

도 10의 (a)는, 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우의 처리가 끝난 피처리 기판(G) 위의 디펙트 수를 나타내고, 도 10의 (b)는 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우의 피처리 기판(G) 위의 디펙트 수를 나타낸다. 이것에 따르면, 도 10의 (b)의 임피던스 조정 회로(18)가 있는 경우, 도 10의 (a)의 임피던스 조정 회로(18)가 없는 경우와 비교하여 디펙트 수를 대폭 감소시킬 수 있었다.Fig. 10 (a) shows the number of defects on the processed target substrate G when there is no impedance adjustment circuit 18, and Fig. 10 (b) shows the impedance adjustment circuit 18 The number of defects on the target substrate G in this case is shown. According to this, when the impedance adjusting circuit 18 of FIG. 10B was present, the number of defects could be significantly reduced compared with the case without the impedance adjusting circuit 18 of FIG. 10A.

[플라즈마 생성 방법: 플라즈마 착화][Plasma Generation Method: Plasma Ignition]

임피던스 조정 회로(18)의 용량 소자(60)의 용량을 크게 하고, 금속창(2)을 저임피던스로 조정하면, 플라즈마의 착화가 나빠지는 경우가 있다. 그래서, 플라즈마 착화를 촉진하기 위해, 가변 용량 소자의 용량 소자(60)를 이용하여 플라즈마 착화시에는, 용량 소자(60)의 용량을 예컨대 영역 II의 범위의 값으로 설정하고, 금속창(2)을 고임피던스로 조정하여 금속창(2)의 전위가 높아지도록 제어한다. 플라즈마 착화 후에 용량 소자(60)의 용량을 예컨대 영역 III의 범위의 값으로 크게 하고, 금속창(2)을 저임피던스로 조정하여도 좋다.When the capacitance of the capacitive element 60 of the impedance adjustment circuit 18 is increased and the metal window 2 is adjusted to a low impedance, ignition of plasma may deteriorate. Therefore, in order to promote plasma ignition, when plasma is ignited using the capacitor 60 of the variable capacitance element, the capacitance of the capacitor 60 is set to, for example, a value in the region II, and the metal window 2 is is controlled to increase the potential of the metal window 2 by adjusting it to a high impedance. After plasma ignition, the capacitance of the capacitor 60 may be increased, for example, to a value in the region III, and the metal window 2 may be adjusted to have a low impedance.

구체적으로는, 용량 소자(60)에 대해서 제1 용량값과, 제1 용량값보다 작은 제2 용량값을 미리 기억부(52)에 기억시켜 둔다. 기판 처리시, 제어부(50)는, 기억부(52)를 참조하여, 유도 전계 형성용 고주파 전력을 고주파 안테나(13)에 공급했을 때에는 용량 소자(60)를 제2 용량값으로 조정하고, 미리 설정한 시간 경과 후, 즉 플라즈마 착화한 후, 용량 소자(60)를 제1 용량값으로 조정하여도 좋다.Specifically, for the capacitor 60 , a first capacitance value and a second capacitance value smaller than the first capacitance value are previously stored in the storage unit 52 . When processing the substrate, the control unit 50 refers to the storage unit 52 and adjusts the capacitor 60 to a second capacitance value when the high frequency power for forming an induction electric field is supplied to the high frequency antenna 13 in advance. After the set time has elapsed, that is, after plasma ignition, the capacitor 60 may be adjusted to the first capacitance value.

모든 용량 소자(60)를 가변 용량 소자로 하지 않고, 24개의 부분창(22) 중의 특정 부분창(22) 또는 특정 영역의 부분창(22)에만 가변 용량 소자를 사용하고, 그 밖의 영역의 부분창(22)에는 고정 용량 소자를 사용하여도 좋다. 이것에 의해, 비용을 저감할 수 있다. 가변 용량 소자의 회로와 고정 용량 소자의 회로를 스위치로 전환하도록 하여도 좋다.Instead of using all of the capacitive elements 60 as variable capacitive elements, the variable capacitive element is used only for the specific partial window 22 of the 24 partial windows 22 or the partial window 22 of the specific area, and a portion of the other area A fixed-capacitance element may be used for the window 22 . Thereby, cost can be reduced. The circuit of the variable-capacitance element and the circuit of the fixed-capacitance element may be switched by a switch.

미리 착화 레시피를 작성하여, 기억부(52)에 기억시키고, 착화 레시피를 이용하여 처리실(4) 내의 압력을 제어함으로써 플라즈마 착화를 촉진하여도 좋다. 도 11은 착화 레시피에 기초하여 실행되는 실시형태에 따른 플라즈마 생성 방법의 일례를 나타낸 타임 차트이다. 도 11의 횡축은 시간을 나타내고, 소스(유도 전계 형성용 고주파 전력), 바이어스(바이어스 전압용 고주파 전력) 및 압력의 타임 차트를 나타낸다. 단계 1은 플라즈마 착화 전, 단계 2는 플라즈마 착화 후(프로세스 중)를 나타낸다.You may promote plasma ignition by creating an ignition recipe in advance, making it memorize|stored in the memory|storage part 52, and controlling the pressure in the process chamber 4 using the ignition recipe. It is a time chart which showed an example of the plasma generation method which concerns on embodiment performed based on an ignition recipe. The horizontal axis of FIG. 11 shows time, and shows a time chart of a source (high frequency power for induced electric field formation), bias (high frequency power for bias voltage), and pressure. Stage 1 is before plasma ignition, Stage 2 is after plasma ignition (in process).

제어부(50)는, 착화 레시피에 설정된 단계 1에, 처리실(4) 내의 압력을 20 mT(2.66 Pa)로 제어한다. 제어부(50)는, 단계 2의 개시 시각 t0에 소스의 공급을 시작한다. 소스는, 시각 t1에 안정화된다. 시각 t1에 바이어스의 공급을 시작한다. 바이어스는, 시각 t2에 안정화된다. 시각 t1로부터 미리 정해진 시간 경과 후의, 바이어스가 안정화된 시각 t2에 처리실(4) 내의 압력을 10 mT(1.33 Pa)로 낮춘다.The control unit 50 controls the pressure in the processing chamber 4 to 20 mT (2.66 Pa) in step 1 set in the ignition recipe. The control unit 50 starts supplying the source at the start time t 0 of step 2. The source is stabilized at time t 1 . The bias supply is started at time t 1 . The bias is stabilized at time t 2 . The pressure in the processing chamber 4 is lowered to 10 mT (1.33 Pa) at a time t 2 at which the bias is stabilized after a predetermined time has elapsed from the time t 1 .

이것에 따르면, 단계 1에 있어서 처리실(4) 내의 압력을 높게 설정한 후, 단계 2에 있어서 바이어스가 안정화되었을 때에 처리실(4) 내의 압력을 낮춤으로써 플라즈마 착화를 보다 쉽게 할 수 있다. 또한, 바이어스를 인가하지 않는 경우, 소스를 인가하여, 미리 정해진 시간 경과 후의 소스가 안정화되었을 때에 처리실 내의 압력을 제2 압력값으로 조정하여도 좋다. 또한, 소스와 바이어스를 인가하는 경우여도, 바이어스가 안정된 타이밍보다 소스가 안정된 타이밍이 뒤인 경우에는, 소스가 안정된 타이밍에 처리실(4) 내의 압력을 낮추어도 좋다.According to this, after setting the high pressure in the processing chamber 4 in Step 1, when the bias is stabilized in Step 2, the pressure in the processing chamber 4 is lowered, thereby making plasma ignition easier. In addition, when the bias is not applied, the pressure in the processing chamber may be adjusted to the second pressure value when the source is applied after a predetermined time has elapsed and the source is stabilized. In addition, even when the source and the bias are applied, if the timing at which the source is stable is later than the timing at which the bias is stable, the pressure in the processing chamber 4 may be lowered at the timing at which the source is stable.

[VUV광][VUV light]

플라즈마 착화시에, 도 1에 도시된 관찰창(33)을 통해 VUV 광원 유닛(34)으로부터 VUV광을 처리실(4) 내에 조사하여도 좋다. 이것에 의해, 가스 분자가 VUV 광의 빛에너지를 흡수하고, 전자를 방출한다. 이 전자의 방출에 의해, 플라즈마 착화를 촉진시킬 수 있다.At the time of plasma ignition, VUV light may be irradiated into the processing chamber 4 from the VUV light source unit 34 through the observation window 33 shown in FIG. 1 . Thereby, gas molecules absorb the light energy of VUV light and emit electrons. By emission of this electron, plasma ignition can be accelerated|stimulated.

도 12는 실시형태에 따른 VUV광의 조사에 의한 플라즈마 착화의 결과의 일례를 나타낸 도면이다. 도 12의 ○는 1 kW의 유도 전계 형성용 고주파 전력을 인가하여 플라즈마가 착화한 경우를 나타낸다. △는 2 kW의 유도 전계 형성용 고주파 전력을 인가하여 플라즈마가 착화한 경우를 나타낸다. ×는 플라즈마가 착화하지 않은 경우를 나타낸다. 처리실(4)의 압력을, 5 mT(0.665 Pa)∼90 mT(11.9 Pa)의 범위에서 설정하였다. VUV광을 플라즈마 공간에 조사한 경우(VUV 있음), 가스종이 O2 가스, Ar 가스, He 가스의 모든 가스에 있어서, VUV광을 조사하지 않은 경우와 비교하여 플라즈마 착화를 촉진할 수 있었다.It is a figure which shows an example of the result of plasma ignition by irradiation of VUV light which concerns on embodiment. 12 in FIG. 12 shows a case in which plasma is ignited by applying 1 kW of high-frequency power for forming an induced electric field. Δ indicates a case in which plasma is ignited by applying 2 kW of high-frequency power for forming an induced electric field. x shows the case where plasma did not ignite. The pressure in the processing chamber 4 was set in the range of 5 mT (0.665 Pa) to 90 mT (11.9 Pa). In the case where VUV light was irradiated to the plasma space (with VUV), plasma ignition was accelerated compared to the case where VUV light was not irradiated in all gases of the gas species O 2 gas, Ar gas, and He gas.

본 실시형태의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 생성 방법에 따르면, 처리 용기 내의 클리닝과 파츠의 소모의 억제를 도모할 수 있다.According to the plasma processing apparatus and plasma generation method of the present embodiment, cleaning in the processing container and consumption of parts can be suppressed.

이번에 개시된 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 생성 방법은, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 벗어나는 일 없이, 다양한 형태로 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 다른 구성도 취할 수 있으며, 또한, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.It should be considered that the plasma processing apparatus and the plasma generation method according to the disclosed embodiment are illustrative in all respects and not restrictive. Embodiments can be modified and improved in various forms without departing from the appended claims and the gist thereof. The matters described in the plurality of embodiments can be combined within the non-contradictory range, and other configurations can be taken within the non-contradictory range.

Claims (10)

플라즈마 처리 장치에 있어서,
처리 용기와,
상기 처리 용기의 내부를 상부의 안테나실과 하부의 처리실로 구획하고, 복수의 부분창을 갖는 금속창과,
상기 안테나실에서 상기 금속창의 상부에 배치되고, 상기 처리실에 유도 결합 플라즈마를 생성하는 유도 결합 안테나와,
상기 처리실 내에서 기판을 배치하고, 바이어스 전압용 고주파 전력이 인가되는 하부 전극과,
일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 용량 소자와,
상기 용량 소자와 병렬로 일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 저항 소자
를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
In the plasma processing apparatus,
processing vessel;
a metal window partitioning the inside of the processing vessel into an upper antenna chamber and a lower processing chamber and having a plurality of partial windows;
an inductively coupled antenna disposed above the metal window in the antenna chamber and generating an inductively coupled plasma in the processing chamber;
a lower electrode to which a substrate is disposed in the processing chamber and to which a high frequency power for a bias voltage is applied;
a capacitive element connected to one or a plurality of the partial windows at one end and connected to the ground at the other end;
A resistive element connected to one or a plurality of the partial windows at one end in parallel with the capacitive element and connected to the ground at the other end
Plasma processing apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 복수의 부분창은, 하나 또는 복수의 영역으로 구획되고, 구획된 영역마다 상기 용량 소자 및 상기 저항 소자에 접속되는 것인, 플라즈마 처리 장치.
According to claim 1,
The plurality of partial windows are divided into one or a plurality of regions, and are connected to the capacitive element and the resistance element for each of the divided regions.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용량 소자는, 가변 용량 소자인 것인, 플라즈마 처리 장치.
3. The method of claim 1 or 2,
wherein the capacitor is a variable capacitance element.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용량 소자는, 고정 용량 소자인 것인, 플라즈마 처리 장치.
3. The method of claim 1 or 2,
The capacitor is a fixed-capacitance element.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용량 소자는, 상기 용량 소자 및 상기 저항 소자에 의한 임피던스가 마이너스의 값이 되는 용량값을 갖는 것인, 플라즈마 처리 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the capacitance element has a capacitance value such that an impedance of the capacitor element and the resistance element becomes a negative value.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용량 소자는, 상기 금속창의 임피던스가 -60 Ω 이상이 되는 용량값을 갖는 것인, 플라즈마 처리 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
wherein the capacitive element has a capacitive value such that an impedance of the metal window is -60 Ω or more.
제6항에 있어서,
상기 용량 소자는, 상기 금속창의 임피던스가 -15 Ω 이하가 되는 용량값을 갖는 것인, 플라즈마 처리 장치.
7. The method of claim 6,
wherein the capacitive element has a capacitive value such that the impedance of the metal window is -15 Ω or less.
처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부를 상부의 안테나실과 하부의 처리실로 구획하고, 복수의 부분창을 갖는 금속창과, 상기 안테나실에서 상기 금속창의 상부에 배치되고, 상기 처리실에 유도 결합 플라즈마를 생성하는 유도 결합 안테나와, 상기 처리실 내에서 기판을 배치하고, 바이어스 전압용 고주파 전력이 인가되는 하부 전극과, 일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 용량 소자와, 상기 용량 소자와 병렬로 일단부에서 하나 또는 복수의 상기 부분창과 접속되고, 타단부에서 접지에 접속된 저항 소자를 갖는 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 플라즈마 생성 방법에 있어서,
미리, 상기 처리실 내의 압력에 대해서 제1 압력값과, 상기 제1 압력값보다 낮은 제2 압력값이 기억된 기억부를 참조하여, 상기 제1 압력값으로 상기 처리실 내의 압력을 조정하는 공정과,
상기 유도 결합 안테나에 유도 전계 형성용 고주파 전력을 인가하고, 미리 정해진 시간 경과 후에 상기 처리실 내의 압력을 제2 압력값으로 조정하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성 방법.
a processing chamber, a metal window having a plurality of partial windows dividing the interior of the processing chamber into an upper antenna chamber and a lower processing chamber; an inductively coupled antenna, a substrate disposed in the processing chamber, a lower electrode to which a high frequency power for bias voltage is applied, a capacitive element connected to one or a plurality of the partial windows at one end and connected to ground at the other end; A method for generating plasma performed in a plasma processing apparatus having a resistive element connected to one or a plurality of the partial windows at one end in parallel with the capacitive element and connected to ground at the other end,
adjusting the pressure in the processing chamber to the first pressure value with reference to a storage unit storing in advance a first pressure value with respect to the pressure in the processing chamber and a second pressure value lower than the first pressure value;
A step of applying high-frequency power for forming an inductive electric field to the inductively coupled antenna, and adjusting the pressure in the processing chamber to a second pressure value after a predetermined time has elapsed
Plasma generation method comprising a.
제8항에 있어서,
상기 하부 전극에 바이어스 전압용 고주파 전력을 인가하고, 상기 유도 전계 형성용 고주파 전력 및 상기 바이어스 전압용 고주파 전력의 인가가 늦은 타이밍에서부터 미리 정해진 시간 경과 후에 상기 처리실 내의 압력을 상기 제2 압력값으로 조정하는 공정을 포함하는 플라즈마 생성 방법.
9. The method of claim 8,
A high frequency power for a bias voltage is applied to the lower electrode, and the pressure in the processing chamber is adjusted to the second pressure value after a predetermined time has elapsed from a timing when the high frequency power for forming an induced electric field and the high frequency power for the bias voltage are late. Plasma generation method comprising the process of:
제8항에 있어서,
미리, 상기 용량 소자에 대해서 제1 용량값과, 상기 제1 용량값보다 작은 제2 용량값이 기억된 기억부를 참조하여, 상기 유도 전계 형성용 고주파 전력을 인가했을 때에는 상기 용량 소자를 상기 제2 용량값으로 조정하고, 미리 정해진 시간 경과 후에 상기 용량 소자를 상기 제1 용량값으로 조정하는 것인, 플라즈마 생성 방법.
9. The method of claim 8,
When the high-frequency power for forming an induced electric field is applied by referring to a storage unit in which a first capacitance value and a second capacitance value smaller than the first capacitance value are previously stored in the capacitor, the capacitor is converted into the second capacitance. adjusting the capacitance value, and adjusting the capacitive element to the first capacitance value after a lapse of a predetermined time.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029584A (en) 2009-01-14 2011-02-10 Tokyo Electron Ltd Inductively coupled plasma processing apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3852655B2 (en) * 1999-11-18 2006-12-06 富士電機システムズ株式会社 Plasma generator and operation method thereof
KR100858102B1 (en) * 2004-03-26 2008-09-10 닛신덴키 가부시키 가이샤 Plasma generating equipment
JP2007311182A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Tokyo Electron Ltd Inductively-coupled plasma processing device, and plasma processing method
JP5329167B2 (en) * 2007-11-21 2013-10-30 東京エレクトロン株式会社 Inductively coupled plasma processing apparatus, inductively coupled plasma processing method, and storage medium
JP5916044B2 (en) * 2010-09-28 2016-05-11 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and plasma processing method
US9101056B2 (en) * 2013-03-05 2015-08-04 Eastman Kodak Company Imprinted bi-layer micro-structure method with bi-level stamp
JP6334102B2 (en) * 2013-07-04 2018-05-30 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and plasma distribution adjusting method
JP6228400B2 (en) * 2013-07-16 2017-11-08 東京エレクトロン株式会社 Inductively coupled plasma processing equipment
JP6305825B2 (en) * 2014-05-12 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and exhaust structure used therefor
JP2016031955A (en) * 2014-07-28 2016-03-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR20180092684A (en) 2017-02-10 2018-08-20 주식회사 유진테크 Icp antenna and substrate processing device including the same
JP6808782B2 (en) * 2019-06-06 2021-01-06 株式会社日立ハイテク Plasma processing equipment and plasma processing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029584A (en) 2009-01-14 2011-02-10 Tokyo Electron Ltd Inductively coupled plasma processing apparatus

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