JP4606944B2 - プラズマ処理装置およびインピーダンス調整方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
Lo=K・ln(b/ao) ‥‥‥(1)
ただし、Kは導波路のキャリアの移動度および誘電率で決まる定数である。
Li=K・ln(b/ai) ‥‥‥(2)
Pmax/Eomax 2=ao2[ln(b/ao)]2/2Zo ‥‥(3)
ただし、Zoは整合器44側からみた当該同軸線路の入力インピーダンスであり、EomaxはRF伝送系の最大電界強度である。
複数個のVPPデータのうち最初の3ポイントは下記のように比較する。
−50<VPP(i+1)−VPP(i)<50 (i=0,1,2)
4ポイント目から残りは、下記のように移動平均にて比較する。
−50<VPP(i)−{(VPP(i−1)+VPP(i−2)+VPP(i−3))/3}<50 (3<i<19)
VPP(j+1)−VPP(j)<0
である場合、VPP(j)は極小値ではないと判定し、
VPP(j+1)−VPP(j)>0
である場合、VPP(j)は極小値であると判定する。
16…サセプタ(下部電極)
34…上部電極
36…外側上部電極
38…内側上部電極
44,88…整合器
46…給電棒
50…給電筒
52…第1の高周波電源
66…処理ガス供給源
78…可変コンデンサ(可変インピーダンス部)
84…排気装置
89…バイアスVPPモニタ
90…第2の高周波電源
100…インピーダンス調整機構
101…共振回路
102…コントローラ
W…半導体ウエハ(被処理基板)
Claims (19)
- 被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第1電極および第2電極と、
前記第1電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と
を具備し、前記第1電極および前記第2電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第1電極は、内側電極および外側電極に分割され、
前記プラズマ処理装置は、さらに、プラズマソース側のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段を具備し、
前記インピーダンス調整手段は、
前記第1電極の前記内側電極へ高周波電流が流れ込むように形成された共振回路と、
前記第1電極の内側電極への給電ラインまたは外側電極への給電ラインに設けられ、前記第1電極の外側電極直下の外側電界強度と、前記第1電極の内側電極直下の内側電界強度との比率を調整する可変インピーダンス部と、
前記共振回路の共振点を把握するための装置状態を検出する検出器と、
前記プラズマを形成した状態で、前記可変インピーダンス部の値を変更させながら、前記検出器からの装置状態の信号を検出して、前記共振回路の共振点を探し出し、前記共振点における可変インピーダンス部の値を基準となるインピーダンス値に調整する制御部と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記基準となる可変インピーダンス部の値は、クリーニング前の前記共振回路の共振点における可変インピーダンス部の値、またはインピーダンスが調整された同じ構造の他の装置の前記共振回路の共振点における可変インピーダンス部の値であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第1電極および第2電極と、
前記第1電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と
を具備し、前記第1電極および前記第2電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第1電極は、内側電極および外側電極に分割され、
前記プラズマ処理装置は、さらに、プラズマソース側のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段を具備し、
前記インピーダンス調整手段は、
前記第1電極の前記内側電極へ高周波電流が流れ込むように形成された共振回路と、
前記第1電極の内側電極への給電ラインに設けられ、前記第1電極の外側電極直下の外側電界強度と、前記第1電極の内側電極直下の内側電界強度との比率を調整する可変コンデンサと、
前記共振回路の共振点を把握するための装置状態を検出する検出器と、
前記プラズマを形成した状態で、前記可変コンデンサのキャパシタンスを変更させながら、前記検出器からの装置状態の信号を検出して、前記共振回路の共振点を探し出し、前記共振点における可変コンデンサのキャパシタンスを基準となるキャパシタンス値に調整する制御部と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記基準となる可変コンデンサのキャパシタンスは、クリーニング前の前記共振回路の共振点における可変コンデンサのキャパシタンス、またはインピーダンスが調整された同じ構造の他の装置の前記共振回路の共振点における可変コンデンサのキャパシタンスであることを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。
- 前記共振回路は、前記外側電極への給電ラインから前記内側電極へ高周波電流が流れるラインと、前記外側電極への給電ライン、前記外側電極、前記外側電極への給電ライン、前記可変インピーダンス部を順次通って前記内側電極へ高周波電流が流れるラインとで形成されることを特徴とする請求項1または請求項3に記載のプラズマ処理装置。
- 前記装置状態を検出する検出器は、前記第2電極側に設けられた電圧検出器であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記高周波電力供給手段は、高周波電源と、前記高周波電源の内部インピーダンスまたは出力インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる整合器とを有し、前記装置状態を検出する検出器は、前記整合器のコンデンサのキャパシタンスを検出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記装置状態を検出する検出器は、前記第1電極側または前記第2電極側に設けられ、プラズマの電流または電圧を検出するVIプローブであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記第2電極は被処理基板を支持する支持電極であり、前記第2電極にイオンを引き込むための高周波電力供給手段をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記イオンを引き込むための高周波電力供給手段は、高周波電源と、前記高周波電源の内部インピーダンスまたは出力インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる整合器とを有することを特徴とする請求項9に記載のプラズマ処理装置。
- 前記装置状態を検出する検出器は、前記第2電極側の前記整合器に設けられた電圧検出器であることを特徴とする請求項10に記載のプラズマ処理装置。
- 被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第1電極および第2電極と、
前記第1電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と
を具備し、前記第1電極は、内側電極および外側電極に分割され、前記第1電極および前記第2電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置におけるインピーダンス調整方法であって、
前記第1電極の内側電極への給電ラインまたは外側電極への給電ラインに、前記第1電極の外側電極直下の外側電界強度と、前記第1電極の内側電極直下の内側電界強度との比率を調整する可変インピーダンス部を設け、前記第1電極の内側電極へ高周波電流が流れ込むように形成された共振回路の共振点を把握するための装置状態を検出する検出器を設け、前記プラズマを形成した状態で、前記可変インピーダンス部の値を変更させながら、前記検出器により装置状態の信号を検出して、前記共振回路の共振点を探し出し、前記共振点における可変インピーダンス部の値を基準となるインピーダンス値に調整してプラズマソース側のインピーダンスを調整することを特徴とするインピーダンス調整方法。 - 前記基準となる可変インピーダンス部の値は、クリーニング前の前記共振回路の共振点における可変インピーダンス部の値、またはインピーダンスが調整された同じ構造の他の装置の前記共振回路の共振点における可変インピーダンス部の値であることを特徴とする請求項12に記載のインピーダンス調整方法。
- 被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第1電極および第2電極と、
前記第1電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と
を具備し、前記第1電極は、内側電極および外側電極に分割され、前記第1電極および前記第2電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置におけるインピーダンス調整方法であって、
前記第1電極の内側電極への給電ラインに、前記第1電極の外側電極直下の外側電界強度と、前記第1電極の内側電極直下の内側電界強度との比率を調整する可変コンデンサを設け、前記第1電極の内側電極へ高周波電流が流れ込むように形成された共振回路の共振点を把握するための装置状態を検出する検出器を設け、前記プラズマを形成した状態で、前記可変コンデンサのキャパシタンスを変更させながら、前記検出器により装置状態の信号を検出して、前記共振回路の共振点を探し出し、前記共振点における可変コンデンサのキャパシタンスの値を基準となるキャパシタンス値に調整してプラズマソース側のインピーダンスを調整することを特徴とするインピーダンス調整方法。 - 前記基準となる可変コンデンサのキャパシタンスは、クリーニング前の前記共振回路の共振点における可変コンデンサのキャパシタンス、またはインピーダンスが調整された同じ構造の他の装置の前記共振回路の共振点における可変コンデンサのキャパシタンスであることを特徴とする請求項14に記載のインピーダンス調整方法。
- 前記共振回路は、前記外側電極への給電ラインから前記内側電極へ高周波電流が流れるラインと、前記外側電極への給電ライン、前記外側電極、前記外側電極への給電ライン、前記可変インピーダンス部を順次通って前記内側電極へ高周波電流が流れるラインとで形成されることを特徴とする請求項12または請求項14に記載のインピーダンス調整方法。
- 前記装置状態を検出する検出器は、前記第2電極側に設けられた電圧検出器であることを特徴とする請求項12から請求項16のいずれか1項に記載のインピーダンス調整方法。
- 前記高周波電力供給手段は、高周波電源と、前記高周波電源の内部インピーダンスまたは出力インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる整合器とを有し、前記装置状態を検出する検出器は、前記整合器のコンデンサのキャパシタンスを検出することを特徴とする請求項12から請求項16のいずれか1項に記載のインピーダンス調整方法。
- 前記装置状態を検出する検出器は、前記第1電極側または前記第2電極側に設けられ、プラズマの電流または電圧を検出するVIプローブであることを特徴とする請求項12から請求項16のいずれか1項に記載のインピーダンス調整方法。
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