KR101754439B1 - Inductively coupled plasma processing method and inductively coupled plasma processing apparatus - Google Patents

Inductively coupled plasma processing method and inductively coupled plasma processing apparatus Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 소망하는 처리 분포로 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 것이다.
본 발명은, 고주파 전력이 공급되어 외측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 외측 안테나와, 외측 안테나의 내측에 동심 형상으로 마련되고, 고주파 전력이 공급되어 내측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 내측 안테나를 가지는 고주파 안테나를 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의해, 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 내측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 1 처리와, 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 외측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 한다.An object of the present invention is to carry out an inductively coupled plasma treatment with a desired treatment distribution.
The present invention relates to an antenna comprising an outer antenna formed in a spiral shape which is supplied with high-frequency power and forms an outer guided electric field, an inner antenna provided concentrically inside the outer antenna, An inductively coupled plasma processing apparatus provided with a high frequency antenna having an antenna generates a localized plasma by flowing an electric current having a relatively large current value to the inner antenna and forming an inductive induced electric field at a portion corresponding to the inner antenna, And a second process for generating a localized plasma by flowing an electric current having a relatively large current value to the outer antenna and forming an outer induced electric field at a portion corresponding to the outer antenna, And a desired treatment distribution is obtained with respect to the substrate at the end of the treatment And so.

Figure R1020130013206
Figure R1020130013206

Description

유도 결합 플라즈마 처리 방법 및 유도 결합 플라즈마 처리 장치{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING METHOD AND INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus and an inductively coupled plasma processing apparatus,

본 발명은 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판 등의 피처리 기판에 유도 결합 플라즈마 처리를 실시하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법 및 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an inductively coupled plasma processing method and an inductively coupled plasma processing apparatus for performing inductively coupled plasma processing on a substrate to be processed such as a glass substrate for manufacturing a flat panel display (FPD).

액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조 공정에서는, 유리제의 기판에 플라즈마 에칭이나 성막 처리 등의 플라즈마 처리를 행하는 공정이 존재하고, 이러한 플라즈마 처리를 행하기 위해서 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 장치 등의 다양한 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 플라즈마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 다용되고 있었지만, 최근, 고진공도로 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In a flat panel display (FPD) manufacturing process such as a liquid crystal display (LCD), there is a step of performing plasma processing such as plasma etching or film forming processing on a glass substrate. In order to perform such plasma processing, Various plasma processing apparatuses such as a CVD apparatus are used. Conventionally, a capacitively coupled plasma processing apparatus has been widely used as a plasma processing apparatus. Recently, an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus having a great advantage of obtaining a high density plasma at a high vacuum has been attracting attention.

유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기의 천정을 구성하는 유전체창의 위쪽에 고주파 안테나를 배치하고, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급함과 아울러 이 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 것에 의해, 유전체창을 거쳐서 처리 용기 내에 유도 전계를 형성하고, 이 유도 전계에 의해서 유도 결합 플라즈마를 생기게 하여, 이 유도 결합 플라즈마에 의해서 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이다. 고주파 안테나로서는, 나선 형상을 이루는 고리 형상 안테나가 다용되고 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus includes a high frequency antenna disposed above a dielectric window constituting a ceiling of a processing vessel accommodating a substrate to be processed, a process gas is supplied into the processing vessel, and high frequency electric power is supplied to the high frequency antenna , An induction field is formed in the processing vessel through a dielectric window, induction-coupled plasma is generated by the induction field, and the plasma is subjected to a predetermined plasma treatment by the induction-coupled plasma. As the high-frequency antenna, a ring-shaped antenna having a spiral shape is often used.

평면 고리 형상 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기 내의 평면 안테나 바로 아래의 공간에 플라즈마가 생성되지만, 그 때에, 안테나 바로 아래의 각 위치에서의 유도 전계의 전계 강도에 따라 높은 플라즈마 밀도 영역과 낮은 플라즈마 밀도 영역의 분포를 가지므로, 평면 고리 형상 안테나의 패턴 형상이 플라즈마 밀도 분포를 결정하는 중요한 팩터로 되어 있어, 평면 고리 형상 안테나의 소밀(疏密)을 조정하는 것에 의해, 유도 전계를 균일화하여, 균일한 플라즈마를 생성하고 있다.In the inductively coupled plasma processing apparatus using the planar annular antenna, plasma is generated in a space immediately below the plane antenna in the processing vessel. At this time, depending on the electric field intensity of the induced electric field at each position immediately below the antenna, And the distribution of the low plasma density region, the pattern shape of the planar annular antenna is an important factor for determining the plasma density distribution, and by adjusting the density of the planar annular antenna, And uniform plasma is generated.

그 때문에, 직경 방향으로 간격을 두고 내측 부분과 외측 부분의 2개의 고리 형상 안테나를 가지는 안테나 유닛을 마련하고, 이들 임피던스를 조정하여 이들 2개의 고리 형상 안테나부의 전류값을 독립적으로 제어하고, 각각의 고리 형상 안테나부에 의해 발생하는 플라즈마가 확산에 의해 형성하는 밀도 분포의 중첩 방법을 제어하는 것에 의해, 유도 결합 플라즈마의 전체로서의 밀도 분포를 제어하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1).
Therefore, an antenna unit having two annular antennas, an inner portion and an outer portion, is provided at intervals in the radial direction, and these impedances are adjusted to independently control the current values of these two annular antenna portions, A technique of controlling the density distribution as a whole of the inductively coupled plasma by controlling the superposition method of the density distribution formed by the diffusion of the plasma generated by the annular antenna portion has been proposed (Patent Document 1).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-311182호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-311182

그런데, 이러한 내측 부분과 외측 부분의 2개의 고리 형상 안테나를 가지는 안테나 유닛을 이용한 유도 결합 플라즈마 처리이더라도, 100mTorr 이상의 고압력 조건에서 행하는 경우, 플라즈마가 확산되기 어려워지기 때문에, 상기 2개의 고리 형상 안테나의 배치에 의존하지 않는 플라즈마를 유지하기 쉬운 위치에 국소적으로 집중하여 생성하기 쉬워져, 안테나 전류의 조정에 의해서도, 기판 전체에 대해 소망하는 밀도 분포의 플라즈마를 유지하는 것이 곤란하여, 소망하는 처리 분포, 전형적으로는 균일한 처리 분포를 얻을 수 없는 경우가 있다.However, even in the case of the inductively coupled plasma processing using the antenna unit having the two annular antennas of the inner portion and the outer portion, the plasma is difficult to diffuse when the plasma processing is performed under the high pressure condition of 100 mTorr or more. It is difficult to keep the plasma having a desired density distribution with respect to the entire substrate even by adjusting the antenna current, and it is difficult to maintain the plasma with a desired processing distribution, Typically, a uniform treatment distribution may not be obtained.

또한, 이러한 고압력 조건이 아니라도, 2개의 고리 형상 안테나부의 전류값을 독립적으로 제어하더라도 각각의 안테나에 의해서 생성된 플라즈마가 서로 영향을 주어 소망하는 플라즈마 밀도 분포를 얻기 어려운 경우가 있다. 이러한 문제는, 특허 문헌 1과 같은 2개의 고리 형상 안테나를 가지는 경우에 한정되지 않고, 복수의 나선 형상 안테나를 가지는 경우의 전반(全般)에 생기는 것이다.Even if the current values of the two annular antenna portions are independently controlled, plasma generated by the respective antennas may affect each other, and it may be difficult to obtain a desired plasma density distribution, even if not under such a high pressure condition. This problem is not limited to the case of having two annular antennas as in Patent Document 1 but occurs in the first half of the case where a plurality of helical antennas are provided.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 나선 형상을 이루는 안테나를 이용하여 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 경우에, 소망하는 처리 분포에서 유도 결합 플라즈마 처리를 행할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 방법 및 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an inductively coupled plasma processing method capable of performing inductively coupled plasma processing in a desired processing distribution and inductively coupled plasma processing in a case where inductively coupled plasma processing is performed using a plurality of helical antenna SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a coupled plasma processing apparatus.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에서는, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고, 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 가지는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하고, 상기 고주파 안테나는, 고주파 전력이 공급되어 외측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 외측 안테나와, 상기 외측 안테나의 내측에 동심(同心) 형상으로 마련되고, 고주파 전력이 공급되어 내측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 내측 안테나를 가지는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판에 대해 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나의 각각에 흐르는 전류의 비교에 있어서, 상기 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 내측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 1 처리와, 상기 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 외측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하고 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for containing a substrate and performing a plasma process; a mounting table on which a substrate is mounted in the processing chamber; An antenna unit having a high frequency antenna for generating an inductively coupled plasma, the antenna unit being disposed in planar relation to the substrate in the processing chamber, and a high frequency power supply unit for supplying high frequency power to the high frequency antenna Wherein the high frequency antenna is provided with a spiral outer antenna which is supplied with high frequency electric power to form an outer guided electric field, and is provided concentrically inside the outer antenna, and high frequency electric power is supplied The inner antenna having the helical shape forming the inner guided electric field A method for inductively coupled plasma processing for performing inductively coupled plasma processing on a substrate using a coupled plasma processing apparatus, the method comprising the steps of: comparing a current flowing through each of the inner antenna and the outer antenna; A first process of flowing a current and generating a localized plasma by the inner inductive electric field formed at a portion corresponding to the inner antenna to perform a process; and a second process of supplying a current having a relatively large current value to the outer antenna, The second process for generating the local plasma by the outer induced electric field formed in the corresponding portion and performing the process is performed at different times so that the desired process distribution is obtained for the substrate at the end of the process To thereby provide an inductively coupled plasma treatment method.

상기 제 1 관점에서, 상기 안테나 유닛은, 상기 내측 안테나 및 상기 외측 안테나에 급전하기 위한 고주파 전원에 접속된, 정합기로부터 상기 내측 안테나 및 상기 외측 안테나에 이르는 급전 경로를 가지는 급전부를 갖고, 상기 각 안테나와 각 급전부를 포함하는 내측 안테나 회로 및 외측 안테나 회로가 형성되고, 상기 내측 안테나 회로 및 상기 외측 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조정하고, 이에 따라 상기 각 안테나의 전류값을 조정하는 임피던스 조정 수단을 더 갖고, 상기 임피던스 조정 수단에 의해 상기 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 전류값의 조정을 행하도록 할 수 있다. 이 경우에, 상기 제 1 처리는, 상기 내측 안테나에 흐르는 내측 전류의 전류값을 상대적으로 큰 값인 제 1 전류값으로 하고, 상기 외측 안테나에 흐르는 외측 전류의 전류값을 상대적으로 작은 값인 제 2 전류값의 전류값으로 하여 행해지고, 상기 제 2 처리는, 상기 외측 안테나에 흐르는 외측 전류의 전류값을 상대적으로 큰 값인 제 3 전류값으로 하고, 상기 내측 안테나에 흐르는 내측 전류의 전류값을 상대적으로 작은 값인 제 4 전류값으로 하여 행해지는 것으로 할 수 있다. 상기 제 1 처리와 상기 제 2 처리는 주기적으로 행할 수 있다.In the first aspect, the antenna unit has a feeding part connected to a high frequency power source for feeding the inner antenna and the outer antenna, the feeding part having a feeding path from the matching device to the inner antenna and the outer antenna, Wherein an impedance of at least one of the inner antenna circuit and the outer antenna circuit is adjusted and the impedance of the antenna is adjusted according to the impedance of the inner antenna circuit and the outer antenna circuit, It is possible to adjust the current value for generating the local plasma by the impedance adjusting means. In this case, in the first process, the current value of the inner current flowing to the inner antenna is set to a first current value that is a relatively large value, and the second current value of the outer current that flows to the outer antenna is set to a relatively small value And the second process is performed by setting a third current value that is a relatively large value of the current value of the outer current flowing to the outer antenna and a third value of the inner current flowing through the inner antenna to a relatively small value As a fourth current value which is a value of the first current value. The first process and the second process may be performed periodically.

상기 내측 안테나에 공급되는 내측 전류 및 상기 외측 안테나에 공급되는 외측 전류의 전류값을 독립적으로 변화 가능하게 하고, 상기 내측 전류의 전류값을, 상기 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 제 1 전류값과 상기 제 1 전류값보다 작은 제 4 전류값 사이에서 소정의 주기로 변화시키고, 상기 외측 전류의 전류값을, 상기 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 제 3 전류값과 상기 제 3 전류값보다 작은 제 2 전류값 사이에서 상기 소정의 주기로 또한 상기 내측 전류와는 다른 위상으로 변화시키도록 할 수 있다. 이 경우에, 상기 내측 전류와 상기 외측 전류간의 위상차는 반주기로 할 수 있다. 또한, 상기 내측 전류와 상기 외측 전류는 펄스 형상으로 공급될 수 있다.Wherein the internal current supplied to the inner antenna and the external current supplied to the external antenna are independently variable, and the current value of the internal current is set to a first current value for generating the local plasma, A second current value that is smaller than the first current value and a fourth current value that is smaller than the first current value, and changes the current value of the outside current by a third current value for generating the local plasma, In the predetermined period and in a phase different from that of the internal current. In this case, the phase difference between the inner current and the outer current may be a half period. Further, the inner current and the outer current may be supplied in a pulse shape.

상기 제 2 전류값 및 상기 제 4 전류값은 각각 상기 외측 안테나 및 상기 내측 안테나가 유도 결합 플라즈마를 발생시키지 않을 정도로 작은 값 또는 0으로 할 수 있다.The second current value and the fourth current value may be set to a small value or zero to the extent that the outer antenna and the inner antenna do not generate inductively coupled plasma, respectively.

상기 제 1 처리의 기간 및 상기 제 2 처리의 기간은 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 적절히 설정할 수 있다. 이 경우에, 상기 제 1 처리의 기간 및 상기 제 2 처리의 기간을 동일하게 설정할 수 있다.The period of the first process and the period of the second process can be appropriately set in accordance with the content of the process and the process distribution to be obtained. In this case, the period of the first process and the period of the second process can be set to be the same.

상기 제 1 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값과, 상기 제 2 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값은 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 적절히 설정할 수 있다. 이 경우에, 상기 제 1 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값과, 상기 제 2 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값을 동일하게 설정할 수 있다.The current value for generating the local plasma in the first process and the current value for generating the local plasma in the second process can be appropriately set according to the content of the process and the process distribution to be obtained. In this case, the current value for generating the local plasma in the first process and the current value for generating the local plasma in the second process can be set to be the same.

본 발명의 제 2 관점에서는, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고, 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 가지는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는, 고주파 전력이 공급되어 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 복수의 안테나를 가지는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판에 대해 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 복수의 안테나의 일부이고 적어도 하나의 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘리고, 그 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하게 행하는 처리를, 다른 안테나에 대해 시간을 달리하여 복수회 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing chamber accommodating a substrate and performing plasma processing; a mounting table on which the substrate is mounted in the processing chamber; a process gas supply system for supplying a process gas into the process chamber; An antenna unit having a high frequency antenna disposed in a plane corresponding to a substrate in the processing chamber to generate an inductively coupled plasma and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, A high frequency antenna is an inductively coupled plasma processing method for performing inductively coupled plasma processing on a substrate by using an inductively coupled plasma processing apparatus having a plurality of helical antennas supplied with high frequency power to form an induction field, The antenna is a part of the antenna, A process of flowing a current having a relatively large current value and generating a local plasma by the induced electric field formed at a portion corresponding to the antenna is performed a plurality of times with different times for different antennas, So as to obtain a desired treatment distribution with respect to the substrate.

본 발명의 제 3 관점에서는, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 행하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고, 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 갖는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는, 고주파 전력이 공급되어 외측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 외측 안테나와, 상기 외측 안테나의 내측에 동심 형상으로 마련되고, 고주파 전력이 공급되어 내측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 내측 안테나를 가지는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서, 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나에 흐르는 전류의 비교에서, 상기 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 내측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 1 처리와, 상기 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 외측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 실시시키고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for accommodating a substrate and performing plasma processing; a mounting table on which the substrate is mounted in the processing chamber; a processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; An antenna unit having a high frequency antenna for generating inductively coupled plasma arranged in a planar manner in correspondence with the substrate in the treatment chamber and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, The antenna includes an outer antenna formed in a spiral shape that is supplied with high-frequency power to form an outer guided electric field, and an inner antenna formed concentrically inside the outer antenna and formed into a spiral shape that is supplied with high- An inductively coupled plasma processing apparatus having an antenna, In comparison of the current flowing through the antenna and the outer antenna, a current having a relatively large current value flows through the inner antenna, and a local plasma is generated by the inner induced electric field formed at a portion corresponding to the inner antenna, A second process of flowing a current having a relatively large current value to the outside antenna and generating a local plasma by the outside induced electric field formed at a portion corresponding to the outside antenna to perform processing, The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control unit for controlling the plasma processing apparatus so as to obtain a desired processing distribution with respect to the substrate at the end of the processing.

본 발명의 제 4 관점에서는, 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고, 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 가지는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는, 고주파 전력이 공급되어 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 복수의 안테나를 가지는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서, 상기 복수의 안테나의 일부이고 적어도 하나의 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘리고, 그 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 행하는 처리를, 다른 안테나에 대해 시간을 달리하여 복수회 실시시키고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for containing a substrate and performing plasma processing; a mounting table on which a substrate is mounted in the processing chamber; a processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; An antenna unit having a high frequency antenna disposed in a plane corresponding to a substrate in the processing chamber to generate an inductively coupled plasma and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, A high-frequency antenna is an inductively-coupled plasma processing apparatus having a plurality of spiral-shaped antennas supplied with high-frequency electric power to form an induction field, and is a part of the plurality of antennas and supplies a current having a relatively large current value to at least one antenna And the induced electric field generated in the portion corresponding to the antenna Further comprising a control section for performing a process of generating and performing localized plasma by a plurality of times with different times for different antennas and controlling to obtain a desired process distribution with respect to the substrate at the end of the process An inductively coupled plasma processing apparatus is provided.

본 발명에 의하면, 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 내측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 1 처리와, 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 외측 유도 전계에 의해 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 하기 때문에, 고압 조건 등의 기판 전체에 소망하는 유도 결합 플라즈마가 생성되기 어려운 경우이더라도, 소망하는 처리 분포를 얻을 수 있다.
According to the present invention, a first process of flowing a current having a relatively large current value to the inner antenna and generating a local plasma by an inner induced electric field formed at a portion corresponding to the inner antenna to perform processing, A second process of flowing a current having a large current value to generate a local plasma by an outer induced electric field formed at a portion corresponding to the outer antenna and performing the process is performed at different times, , It is possible to obtain a desired treatment distribution even in the case where a desired inductively coupled plasma is hardly generated in the entire substrate such as a high pressure condition.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 유도 결합 플라즈마용 안테나 유닛의 고주파 안테나의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 급전 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 가변 콘덴서에 의한 임피던스 조정에 의해, 외측 안테나 회로의 전류 Iout과 내측 안테나 회로의 전류 Iin을 자유롭게 변화시킬 수 있는 것을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 의해 내측 안테나 바로 아래 및 외측 안테나 바로 아래에 시간적으로 달리하여 국소적 플라즈마를 생성해서 유도 결합 플라즈마 처리를 행한 경우의 플라즈마 상태와 에칭 레이트(E/R)의 관계(a)와, 처리 결과(b)를 나타내는 도면이다.
도 6은 내측 안테나의 전류값 및 외측 안테나의 전류값을 주기적으로 변화시킨 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 전류 변화를 펄스 형상으로 했을 때의 파형의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 고주파 안테나의 다른 예인 3 고리 형상 안테나를 나타내는 평면도이다.
도 9는 고주파 안테나에 이용하는 다른 안테나의 예를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 안테나에 이용되는 제 1 부분을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 9의 안테나에 이용되는 제 2 부분을 나타내는 평면도이다.
도 12는 고주파 안테나에 이용하는 안테나의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 13은 고주파 안테나의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.1 is a sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing an example of a high frequency antenna of an antenna unit for inductively coupled plasma used in the inductively coupled plasma processing apparatus of FIG.
3 is a diagram showing a power supply circuit of a high frequency antenna used in the inductively coupled plasma processing apparatus of FIG.
4 is a diagram schematically showing that the current I out of the outer antenna circuit and the current I in of the inner antenna circuit can be freely changed by adjusting the impedance by the variable capacitor.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the plasma state and the etching rate (E / R) when the inductive coupling plasma process is performed by generating the local plasma by temporally differentiating directly under the inner antenna and under the outer antenna according to an embodiment of the present invention. (A) and a processing result (b).
6 is a diagram showing an example in which the current value of the inner antenna and the current value of the outer antenna are periodically changed.
7 is a diagram showing an example of a waveform when a current change is made into a pulse shape.
8 is a plan view showing a three-ring antenna, which is another example of a high-frequency antenna.
9 is a plan view showing an example of another antenna used for a high-frequency antenna.
Fig. 10 is a plan view showing a first part used in the antenna of Fig. 9; Fig.
11 is a plan view showing a second portion used in the antenna of Fig.
12 is a plan view showing still another example of an antenna used for a high-frequency antenna.
13 is a plan view showing still another example of the high-frequency antenna.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도, 도 2는 이 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 안테나 유닛을 나타내는 평면도이다. 이 장치는, 예를 들면 FPD용 유리 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 금속막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스터막의 애싱 처리에 이용된다. FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로루미너센스(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an antenna unit used in the inductively coupled plasma processing apparatus. This device is used for etching a metal film, an ITO film, an oxide film, or the like when a thin film transistor is formed on a glass substrate for FPD or an ashing process of a resistor film. Examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electro luminescence (EL) display, a plasma display panel (PDP), and the like.

이 플라즈마 처리 장치는, 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면(內壁面)이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각기둥 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 가진다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있고, 접지선(1a)에 의해 전기적으로 접지되어 있다. 본체 용기(1)는 유전체벽(2)에 의해 상하에 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 따라서, 유전체벽(2)은 처리실(4)의 천정벽을 구성하고, 후술하는 고주파 안테나에 의해 형성되는 유도 전계를 투과하는 유전체창으로서 기능한다. 유전체벽(2)은 Al2O3 등의 세라믹, 석영 등으로 구성되어 있다.This plasma processing apparatus has a prismatic airtight main body container 1 made of a conductive material, for example, an aluminum whose inner wall surface is anodized. The main body container 1 is assembled in a disassemblable manner, and is electrically grounded by the ground wire 1a. The main body container 1 is partitioned by the dielectric wall 2 into an antenna chamber 3 and a treatment chamber 4 at the top and bottom. Thus, the dielectric wall 2 constitutes the ceiling wall of the treatment chamber 4 and functions as a dielectric window through which an induction electric field formed by a high-frequency antenna, which will be described later, is transmitted. The dielectric wall 2 is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz or the like.

유전체벽(2)의 아래쪽 부분에는, 처리 가스 공급용의 샤워 케이스(11)가 감입되어 있다. 샤워 케이스(11)는 예를 들면 십(十)자 형상으로 마련되어 있고, 유전체벽(2)을 아래에서부터 지지하는 보로서의 기능을 가진다. 또, 상기 유전체벽(2)을 지지하는 샤워 케이스(11)는 복수개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천정에 매달려진 상태로 되어 있다.In the lower portion of the dielectric wall 2, a shower case 11 for supplying a process gas is inserted. The shower case 11 is provided in, for example, a ten-sided shape and has a function as a beam for supporting the dielectric wall 2 from below. The shower case 11 supporting the dielectric wall 2 is suspended from the ceiling of the main container 1 by a plurality of suspenders (not shown).

이 샤워 케이스(11)는 도전성 재료, 바람직하게는 금속, 예를 들면 오염물이 발생하지 않도록 그 내면 또는 외면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 케이스(11)는 전기적으로 접지되어 있다.The shower case 11 is made of aluminum whose inner or outer surface is anodized so as not to generate a conductive material, preferably a metal, for example, a contaminant. The shower case 11 is electrically grounded.

이 샤워 케이스(11)에는 수평으로 신장되는 가스 유로(12)가 형성되어 있고, 이 가스 유로(12)에는, 아래쪽으로 향해 연장되는 복수의 가스 토출 구멍(12a)이 연통되어 있다. 한편, 유전체벽(2)의 상면(上面) 중앙에는, 이 가스 유로(12)에 연통하도록 가스 공급관(20a)이 마련되어 있다. 가스 공급관(20a)은, 본체 용기(1)의 천정으로부터 그 바깥측으로 관통되고, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함한 처리 가스 공급계(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 처리에서는, 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(20a)을 거쳐서 샤워 케이스(11) 내로 공급되고, 그 하면(下面)의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내로 토출된다.The shower case 11 is provided with a horizontally extending gas flow path 12 in which a plurality of gas discharge holes 12a extending downward are communicated. On the other hand, a gas supply pipe 20a is provided in the center of the upper surface (upper surface) of the dielectric wall 2 so as to communicate with the gas flow path 12. The gas supply pipe 20a penetrates from the ceiling of the main container 1 to the outside thereof and is connected to a process gas supply system 20 including a process gas supply source and a valve system. Therefore, in the plasma processing, the process gas supplied from the process gas supply system 20 is supplied into the shower case 11 through the gas supply pipe 20a and the gas is discharged from the gas discharge hole 12a on the lower surface thereof 4).

본체 용기(1)에서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a) 사이에는 내측으로 돌출되는 지지 선반(5)가 설치되고 있어 이 지지 선반(5) 위에 유전체벽(2)이 탑재된다.A support shelf 5 protruding inward is provided between the side wall 3a of the antenna chamber 3 and the side wall 4a of the treatment chamber 4 in the main body container 1, The wall 2 is mounted.

안테나실(3) 내에는, 고주파(RF) 안테나(13)를 포함하는 안테나 유닛(50)이 배치되어 있다. 고주파 안테나(13)는 정합기(14)를 거쳐서 고주파 전원(15)에 접속되어 있다 . 또한, 고주파 안테나(13)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(17)에 의해 유전체벽(2)으로부터 이격되어 있다. 그리고, 고주파 안테나(13)에, 고주파 전원(15)으로부터 예를 들면 주파수가 13.56㎒의 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 샤워 케이스(11)로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 또, 안테나 유닛(50)에 대해서는 후술한다.In the antenna chamber 3, an antenna unit 50 including a high frequency (RF) antenna 13 is disposed. The high-frequency antenna 13 is connected to the high-frequency power source 15 via the matching unit 14. The high frequency antenna 13 is spaced apart from the dielectric wall 2 by a spacer 17 made of an insulating member. A high frequency power of, for example, a frequency of 13.56 MHz is supplied to the high frequency antenna 13 from the high frequency power source 15 to induce an induction field in the treatment chamber 4, 11 are plasmatized. The antenna unit 50 will be described later.

처리실(4) 내의 아래쪽에는, 유전체벽(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, 직사각형 형상의 FPD용 유리 기판(이하 간단히 기판이라고 기재함) G를 탑재하기 위한 탑재대(23)이 마련되어 있다. 탑재대(23)는 도전성 재료, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 기판 G는 정전 척(도시하지 않음)에 의해 흡착 유지된다.A mounting table 23 (hereinafter simply referred to as a substrate) for mounting a rectangular FPD glass substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) so as to face the high frequency antenna 13 with the dielectric wall 2 therebetween is provided in the lower part of the processing chamber 4 ). The mounting table 23 is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized. The substrate G mounted on the mounting table 23 is attracted and held by an electrostatic chuck (not shown).

탑재대(23)는 절연체 프레임(24) 내에 수납되고, 또 중공(中空)의 지주(25)로 지지된다. 지주(25)는 본체 용기(1)의 바닥부를 기밀 상태를 유지하면서 관통되고, 본체 용기(1) 밖에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)로 지지되고, 기판 G의 반입출시에 승강 기구에 의해 탑재대(23)가 상하 방향으로 구동된다. 또, 탑재대(23)를 수납하는 절연체 프레임(24)과 본체 용기(1)의 바닥부 사이에는, 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로우즈(26)가 배치되어 있고, 이것에 의해, 탑재대(23)의 상하 움직임에 의해서도 처리실(4) 내의 기밀성이 보증된다. 또한, 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 기판 G를 반입출하기 위한 반입출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 마련되어 있다.The mount table 23 is accommodated in the insulator frame 24 and is supported by a hollow support 25. The support 25 is supported by a lifting mechanism (not shown) disposed outside the main body container 1 while passing through the bottom portion of the main body container 1 while maintaining the airtight state, and is supported by a lifting mechanism The mount table 23 is driven in the vertical direction. A bellows 26 that hermetically surrounds the support pillars 25 is disposed between the insulator frame 24 that houses the mounting table 23 and the bottom of the main body container 1, The airtightness in the processing chamber 4 is also ensured by the up and down movement of the table 23. The side wall 4a of the processing chamber 4 is provided with a loading / unloading port 27a for loading / unloading the substrate G and a gate valve 27 for opening / closing the same.

탑재대(23)에는, 중공의 지주(25) 내에 마련된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 거쳐서 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(29)은, 플라즈마 처리 중에, 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면 주파수가 3.2㎒의 고주파 전력을 탑재대(23)에 인가한다 . 이 바이어스용의 고주파 전력에 의해, 셀프 바이어스가 형성되어, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 기판 G로 인입된다.A radio frequency power source 29 is connected to the mounting table 23 by a feeder line 25a provided in a hollow support 25 via a matching device 28. [ The high frequency power supply 29 applies a high frequency power for bias, for example, a high frequency power of 3.2 MHz to the stage 23 during plasma processing. By this high-frequency power for bias, a self-bias is formed, and ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are effectively introduced into the substrate G.

또, 탑재대(23) 내에는, 기판 G의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은 모두 중공의 지주(25)를 통해 본체 용기(1) 밖으로 도출된다.In the mounting table 23, a temperature control mechanism including a heating means such as a ceramic heater or a refrigerant passage, and a temperature sensor are provided (all not shown) for controlling the temperature of the substrate G. All the piping and wiring for these mechanisms and members are led out of the main container 1 through the hollow pillars 25. [

처리실(4)의 바닥부에는, 배기관(31)을 거쳐서 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속된다. 이 배기 장치(30)에 의해, 처리실(4)이 배기되고, 플라즈마 처리 중, 처리실(4) 내가 소정의 진공 분위기(예를 들면 1.33㎩)로 설정, 유지된다.An exhaust device 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the process chamber 4 through an exhaust pipe 31. [ The treatment chamber 4 is evacuated by the evacuation device 30 and the treatment chamber 4 is set and maintained in a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 Pa) during the plasma treatment.

탑재대(23)에 탑재된 기판 G의 이면측, 즉 탑재대(23)의 기판 G를 탑재하는 면과 기판 G의 이면 사이에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 일정한 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(41)가 마련되어 있다. 이와 같이 기판 G의 이면측에 열전달용 가스를 공급하는 것에 의해, 진공 하에서 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피할 수 있도록 되어 있다.A cooling space (not shown) is formed between the back surface of the substrate G mounted on the mounting table 23, that is, between the surface of the mounting table 23 on which the substrate G is mounted and the back surface of the substrate G, And a He gas flow path 41 for supplying He gas as a gas is provided. By supplying the heat transfer gas to the back side of the substrate G in this way, temperature rise and temperature change of the substrate G under vacuum can be avoided.

이 플라즈마 처리 장치의 각 구성부는 마이크로 프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 제어부(100)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 제어부(100)에는, 오퍼레이터에 의한 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위한 커맨드 입력 등의 입력 조작을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(101)가 접속되어 있다. 또, 제어부(100)에는, 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(100)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에게 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 처리 레시피가 저장된 기억부(102)가 접속되어 있다. 처리 레시피는 기억부(102) 내의 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 내장된 하드디스크나 반도체 메모리이더라도 좋고, CDROM, DVD, 플래시 메모리 등의 가반성의 것이어도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 레시피를 적절히 전송시키도록 하더라도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(101)로부터의 지시 등으로 임의의 처리 레시피를 기억부(102)로부터 호출하여 제어부(100)에게 실행시킴으로써, 제어부(100)의 제어 하에서, 플라즈마 처리 장치에서의 소망하는 처리가 행해진다.Each constituent part of the plasma processing apparatus is configured to be connected to and controlled by a control unit 100 comprising a microprocessor (computer). The control unit 100 is also provided with a user interface 101 composed of a keyboard for performing an input operation such as a command input for managing the plasma processing apparatus by the operator or a display for visualizing and displaying the operating state of the plasma processing apparatus Respectively. The control unit 100 is also provided with a control program for realizing various processes to be executed in the plasma processing apparatus under the control of the control unit 100 and a program for executing processing to the respective constituent units of the plasma processing apparatus, And a storage unit 102 in which a processing recipe is stored. The processing recipe is stored in the storage medium in the storage unit 102. [ The storage medium may be a hard disk or a semiconductor memory built in a computer, or may be a CDROM, a DVD, or a flash memory. Further, the recipe may be appropriately transmitted from another apparatus, for example, via a dedicated line. If necessary, an arbitrary processing recipe is called from the storage unit 102 by an instruction or the like from the user interface 101 and is executed by the control unit 100 so that under the control of the control unit 100, Desired processing is performed.

다음으로, 상기 안테나 유닛(50)에 대해 상세히 설명한다. 안테나 유닛(50)은, 상술한 바와 같이 고주파 안테나(13)를 갖고 있고, 또, 정합기(14)를 거친 고주파 전력을 고주파 안테나(13)에 급전하는 급전부(51)를 가진다.Next, the antenna unit 50 will be described in detail. The antenna unit 50 has a high frequency antenna 13 as described above and has a feeder 51 for feeding high frequency electric power to the high frequency antenna 13 through the matching device 14. [

도 2에 나타내는 바와 같이, 고주파 안테나(13)는, 평면 형상을 이루고 윤곽이 직사각형 형상(장방형 형장)을 이루고 있고, 그 배치 영역이 직사각형 기판 G에 대응하고 있다.As shown in Fig. 2, the high-frequency antenna 13 has a planar shape and an outline of a rectangular shape (rectangular shape), and the arrangement area thereof corresponds to the rectangular substrate G.

고주파 안테나(13)는 외측 부분을 구성하는 외측 안테나(13a)와, 내측 부분을 구성하는 내측 안테나(13b)를 가지고 있다. 외측 안테나(13a) 및 내측 안테나(13b)는 모두 윤곽이 직사각형 형상을 이루는 평면형의 것이다. 그리고, 이들 외측 안테나(13a) 및 내측 안테나(13b)는 동심 형상으로 배치되어 있다.The high-frequency antenna 13 has an outer antenna 13a constituting an outer portion and an inner antenna 13b constituting an inner portion. The outer antenna 13a and the inner antenna 13b are all of a planar shape having a rectangular outline. The outer antenna 13a and the inner antenna 13b are arranged concentrically.

외측 부분을 구성하는 외측 안테나(13a)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 도전성 재료, 예를 들면 구리 등으로 이루어지는 4개의 안테나선(61, 62, 63, 64)을 돌려감아 전체가 나현 형상으로 되도록 한 다중(사중) 안테나를 구성하고 있다. 구체적으로는, 안테나선(61, 62, 63, 64)은 90°씩 위치를 어긋나게 하여 돌려감고고, 안테나선의 배치 영역이 대략 액자 형상을 이루고, 플라즈마가 약해지는 경향이 있는 코너의 권수(卷數)를 변의 중앙부의 권수보다 많아지도록 하고 있다. 도시한 예에서는 코너의 권수가 3, 변의 중앙부의 권수가 2로 되어 있다.As shown in Fig. 2, the outer antenna 13a constituting the outer portion is formed by winding four antenna lines 61, 62, 63, 64 made of a conductive material, for example, copper, And constitutes one (quadrature) antenna. Specifically, the antenna lines 61, 62, 63, and 64 are rotated by shifting their positions by 90 degrees, and the number of turns of the corners in which the arrangement area of the antenna lines has a substantially frame shape and the plasma tends to weaken Is greater than the number of turns at the center of the side. In the illustrated example, the number of turns of the corner is 3 and the number of turns of the center of the side is 2.

내측 부분을 구성하는 내측 안테나(13b)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 도전성 재료, 예를 들면 구리 등으로 이루어지는 4개의 안테나선(71, 72, 73, 74)을 돌려감아 전체가 나선 형상으로 되도록 한 다중(4중) 안테나를 구성하고 있다. 구체적으로는, 안테나선(71, 72, 73, 74)은 90°씩 위치를 어긋나게 하여 돌려감고, 안테나선의 배치 영역이 대략 액자 형상을 이루고, 플라즈마가 약해지는 경향이 있는 각부의 코너의 권수를 변의 중앙부의 권수보다 많아지도록 하고 있다. 도시한 예에서는 코너의 권수가 3, 변의 중앙부의 권수가 2로 되어 있다.As shown in Fig. 2, the inner antenna 13b constituting the inner portion is formed by winding four antenna lines 71, 72, 73, and 74 made of a conductive material such as copper, And one multi (quadruple) antenna is constituted. Specifically, the antenna lines 71, 72, 73, and 74 are rotated by shifting their positions by 90 degrees, and the number of corners of the corners of the antenna tends to be weak Is greater than the number of turns at the center of the side. In the illustrated example, the number of turns of the corner is 3 and the number of turns of the center of the side is 2.

외측 안테나(13a)의 안테나선(61, 62, 63, 64)으로는, 중앙의 4개의 단자(22a) 및 급전선(69)을 거쳐서 급전되도록 되어 있다. 또한, 내측 안테나(13b)의 안테나선(71, 72, 73, 74)에는, 중앙에 배치된 4개의 단자(22b) 및 급전선(79)을 거쳐서 급전되도록 되어 있다.And is fed to the antenna lines 61, 62, 63, and 64 of the outer antenna 13a through the four central terminals 22a and the feed line 69. [ The antenna wires 71, 72, 73, and 74 of the inner antenna 13b are supplied with power via four terminals 22b and a feeder line 79 disposed at the center.

안테나실(3)의 중앙부 부근에는, 외측 안테나(13a)에 급전하는 4개의 제 1 급전 부재(16a) 및 내측 안테나(13b)에 급전하는 4개의 제 2 급전 부재(16b)(도 1에서는 모두 1개만 도시)가 마련되어 있고, 각 제 1 급전 부재(16a)의 하단은 외측 안테나(13a)의 단자(22a)에 접속되고, 각 제 2 급전 부재(16b)의 하단은 내측 안테나(13b)의 단자(22b)에 접속되어 있다. 4개의 제 1 급전 부재(16a)는 급전선(19a)에 접속되어 있고, 또한 4개의 제 2 급전 부재(16b)는 급전선(19b)에 접속되어 있으며, 이들 급전선(19a, 19b)은 정합기(14)로부터 연장되는 급전선(19)으로부터 분기되어 있다. 급전선(19, 19a, 19b), 급전 부재(16a, 16b), 단자(22a, 22b), 급전선(69, 79)은 안테나 유닛(50)의 급전부(51)를 구성하고 있다.Four first power supply members 16a for supplying power to the outer antenna 13a and four second power supply members 16b for supplying power to the inner antenna 13b are provided in the vicinity of the central portion of the antenna chamber 3 The lower end of each first power feeding member 16a is connected to the terminal 22a of the outer antenna 13a and the lower end of each second power feeding member 16b is connected to the inner antenna 13b And is connected to the terminal 22b. The four first power feeding members 16a are connected to the power feed line 19a and the four second power feeding members 16b are connected to the power feed line 19b and these power feed lines 19a, 14 extending from the feeder line 19. [ The feeding lines 19, 19a and 19b, the feeding members 16a and 16b, the terminals 22a and 22b and the feeding lines 69 and 79 constitute a feeding part 51 of the antenna unit 50. [

급전선(19a)에는 가변 콘덴서(21)가 개재되고, 급전선(19b)에는 가변 콘덴서가 개재되어 있지 않다. 그리고, 4개의 제 1 급전 부재(16a), 급전선(19a), 가변 콘덴서(21), 및 외측 안테나(13a)에 의해서 외측 안테나 회로가 구성되고, 4개의 제 2 급전 부재(16b), 급전선(19b), 및 내측 안테나(13b)에 의해서 내측 안테나 회로가 구성된다.A variable capacitor 21 is interposed in the feed line 19a, and a variable capacitor is not interposed in the feed line 19b. An outer antenna circuit is constituted by four first power feeding members 16a, a feeder line 19a, a variable capacitor 21 and an outer antenna 13a, and four second power feed members 16b, 19b and the inner antenna 13b constitute an inner antenna circuit.

후술하는 바와 같이, 가변 콘덴서(21)의 용량을 조절하는 것에 의해, 외측 안테나 회로의 임피던스가 제어되고, 이것에 의해 외측 안테나 회로 및 내측 안테나 회로에 흐르는 전류의 대소 관계를 조정할 수 있다. 가변 콘덴서(21)는 외측 안테나 회로의 전류 제어부로서 기능한다.As described later, the impedance of the outer antenna circuit is controlled by adjusting the capacitance of the variable capacitor 21, so that the magnitude relationship of the current flowing through the outer antenna circuit and the inner antenna circuit can be adjusted. The variable capacitor 21 functions as a current control section of the outer antenna circuit.

고주파 안테나(13)의 임피던스 제어에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 고주파 안테나(13)의 급전 회로를 나타내는 도면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(15)으로부터의 고주파 전력은 정합기(14)를 거쳐서 외측 안테나 회로(91a)와 내측 안테나 회로(91b)에 공급된다. 여기서, 외측 안테나 회로(91a)는, 외측 안테나(13a)와 가변 콘덴서(21)로 구성되어 있기 때문에, 외측 안테나 회로(91a)의 임피던스 Zout는 가변 콘덴서(21)의 포지션을 조절하여 그 용량을 변화시키는 것에 의해 변화시킬 수 있다. 한편, 내측 안테나 회로(91b)는 내측 안테나(13b)만으로 이루어지고, 그 임피던스 Zin은 고정이다. 이 때, 외측 안테나 회로(91a)의 전류 Iout과 내측 안테나 회로(91b)의 전류 Iin은 Zout과 Zin의 비율에 따라 변화하기 때문에, 임피던스 Zout의 변화에 대응하여 전류 Iout과 전류 Iin을 변화시킬 수 있다. 즉, 외측 안테나(13a)에 가변 콘덴서(21)를 접속하여, 외측 안테나 회로(91a)의 임피던스 조절을 가능하게 했기 때문에, 도 4에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 외측 안테나 회로(91a)의 전류 Iout과 내측 안테나 회로(91b)의 전류 Iin을 자유롭게 변화시킬 수 있다. 그리고, 이와 같이 외측 안테나(13a)에 흐르는 전류와 내측 안테나(13b)에 흐르는 전류를 제어하는 것에 의해서, 외측 안테나(13a)에 대응한 위치에 형성되는 외측 유도 전계와 내측 안테나(13b)에 대응한 위치에 형성되는 내측 유도 전계를 제어할 수 있어, 이것에 의해, 유도 전계에 의해 생성되는 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있다. 또, 내측 안테나 회로(91b)에도 콘덴서를 마련하여 전류의 제어성을 보다 높이도록 하더라도 좋다.The impedance control of the high frequency antenna 13 will be described with reference to FIG. 3 is a view showing a power supply circuit of the high-frequency antenna 13. Fig. As shown in this figure, the high-frequency power from the high-frequency power supply 15 is supplied to the outer antenna circuit 91a and the inner antenna circuit 91b through the matching device 14. [ Here, the outer antenna circuit (91a) is, because it is composed of a lateral antenna (13a) and a variable capacitor 21, the impedance Z out of the external antenna circuit (91a) is to adjust the position of the variable capacitor 21 and the capacity And the like. On the other hand, the inner antenna circuit 91b consists of only the inner antenna 13b, and its impedance Z in is fixed. At this time, the outer antenna current I in the circuit (91a) current I out and the inner antenna circuit (91b) for Because changes according to the ratio of the Z out and Z in, in response to changes in impedance Z out current I out and The current I in can be changed. That is, since the variable capacitor 21 is connected to the outer antenna 13a to adjust the impedance of the outer antenna circuit 91a, as shown schematically in FIG. 4, the current of the outer antenna circuit 91a I out and the current I in of the inner antenna circuit 91b can be freely changed. By controlling the current flowing through the outer antenna 13a and the current flowing through the inner antenna 13b as described above, the outer induced electric field formed at the position corresponding to the outer antenna 13a and the corresponding inner antenna 13b corresponding to the inner antenna 13b It is possible to control the inner induced electric field formed at one position, thereby controlling the plasma density distribution generated by the induced electric field. A capacitor may also be provided in the inner antenna circuit 91b to further improve the controllability of the current.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판 G에 대해 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭 처리 또는 플라즈마 애싱 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대해 설명한다. 이하의 처리 동작은 제어부(100)의 제어 하에서 행해진다.Next, the processing operation when plasma processing, for example, plasma etching processing or plasma ashing processing, is performed on the substrate G by using the inductively coupled plasma processing apparatus configured as described above. The following processing operations are performed under the control of the control unit 100. [

우선, 게이트 밸브(27)를 열림으로 한 상태에서 반입출구(27a)로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 처리실(4) 내로 반입하고, 탑재대(23)의 탑재면에 탑재한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 탑재대(23) 상에 고정한다. 다음으로, 처리실(4) 내에 처리 가스 공급계(20)로부터 공급되는 처리 가스를 샤워 케이스(11)의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내로 토출시킴과 아울러, 배기 장치(30)에 의해 배기관(31)을 거쳐서 처리실(4) 내를 진공 배기하는 것에 의해, 처리실 내를 소정의 진공 분위기로 유지한다.First, the substrate G is carried into the process chamber 4 by a transport mechanism (not shown) from the loading / unloading port 27a with the gate valve 27 opened and mounted on the mounting surface of the loading table 23 The substrate G is fixed on the mounting table 23 by an electrostatic chuck (not shown). Next, the process gas supplied from the process gas supply system 20 in the process chamber 4 is discharged from the gas discharge hole 12a of the shower case 11 into the process chamber 4, And the inside of the processing chamber 4 is evacuated through the exhaust pipe 31 to maintain the inside of the processing chamber in a predetermined vacuum atmosphere.

또한, 이 때 기판 G의 이면측의 냉각 공간에는, 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해서, He 가스 유로(41)를 거쳐서 열전달용 가스로서 He 가스를 공급한다.At this time, He gas is supplied as a heat transfer gas to the cooling space on the back side of the substrate G via the He gas flow path 41 in order to avoid temperature rise and temperature change of the substrate G.

그 다음으로, 고주파 전원(15)으로부터 예를 들면 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(13)로 인가하고, 이것에 의해 유전체벽(2)을 거쳐서 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 해서 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 처리 가스가 플라즈마화되어, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마에 의해, 기판 G에 대해 플라즈마 처리로서 플라즈마 에칭 처리 또는 플라즈마 애싱 처리가 행해진다.Then, a high frequency wave of, for example, 13.56 MHz is applied to the high frequency antenna 13 from the high frequency power source 15, thereby forming a uniform induction field in the treatment chamber 4 through the dielectric wall 2. By the induced electric field thus formed, the process gas is plasmaized in the process chamber 4, and a high-density inductively coupled plasma is produced. By this plasma, plasma etching treatment or plasma ashing treatment is performed on the substrate G as a plasma treatment.

이 경우에, 고주파 안테나(13)는, 상술한 바와 같이, 외측 부분을 구성하는 외측 안테나(13a)와, 내측 부분을 구성하는 내측 안테나(13b)가 동심적으로 간격을 두고 배치되어 구성되어 있고, 외측 부분을 구성하는 외측 안테나(13a)에 가변 콘덴서(21)를 접속하여, 외측 안테나 회로(91a)의 임피던스 조정을 가능하게 했기 때문에, 외측 안테나 회로(91a)의 전류 Iout과 내측 안테나 회로(91b)의 전류 Iin을 자유롭게 변화시킬 수 있다.In this case, as described above, the high-frequency antenna 13 is configured such that the outer antenna 13a constituting the outer portion and the inner antenna 13b constituting the inner portion are disposed concentrically spaced from each other The variable capacitor 21 is connected to the outer antenna 13a constituting the outer portion so that the impedance of the outer antenna circuit 91a can be adjusted. Therefore, the current I out of the outer antenna circuit 91a, It is possible to freely change the current I in of the transistor 91b.

유도 결합 플라즈마는, 고주파 안테나(13) 바로 아래의 공간에서 플라즈마를 생성시키지만, 그 때의 각 위치에서의 플라즈마 밀도는, 각 위치에서의 전계 강도에 대응하기 때문에, 종래는, 가변 콘덴서(21)의 포지션을 조절하는 것에 의해, 외측 안테나(13a)에 흐르는 전류와, 내측 안테나(13b)에 흐르는 전류를 제어하여 전계 강도 분포를 제어하는 것에 의해 플라즈마 밀도 분포를 제어하고 있었다.The inductively coupled plasma generates plasma in a space directly under the high frequency antenna 13. Since the plasma density at each position at that time corresponds to the electric field intensity at each position, The plasma density distribution is controlled by controlling the electric current flowing in the outer antenna 13a and the electric current flowing in the inner antenna 13b to control the electric field intensity distribution.

그러나, 이러한 유도 결합 플라즈마 처리를 100mTorr 이상의 고압력 조건에서 행하는 경우, 플라즈마가 확산되기 어려워지기 때문에, 안테나(13)의 배치에 관계없이 플라즈마를 유지하기 쉬운 위치에 국소적으로 집중하여 생성하기 쉬워져, 안테나 전류의 조정에 의해서도, 기판 전체에 대해 소망하는 밀도 분포의 플라즈마를 유지하는 것이 곤란하여, 소망하는 처리 분포, 전형적으로는 균일한 처리 분포가 얻어지지 않는 경우가 있다.However, when the inductively coupled plasma process is performed under a high pressure condition of 100 mTorr or more, it is difficult to diffuse the plasma, so that the plasma is locally concentrated and easily generated at a position where plasma is easy to maintain, irrespective of the arrangement of the antenna 13, Even by adjusting the antenna current, it is difficult to maintain a plasma with a desired density distribution over the entire substrate, and a desired processing distribution, typically a uniform processing distribution, may not be obtained.

그래서, 본 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는, 가변 콘덴서(21)에 의한 전류 제어 기능을 이용하여, 내측 안테나(13b)에 흐르는 전류 Iin의 값과 외측 안테나(13a)에 흐르는 전류 Iout의 값의 대소 관계에서, 전류 Iin을 상대적으로 큰 제 1 전류값으로 하고, 전류 Iout의 값을 상대적으로 작은 제 2 전류값으로 하여, 내측 안테나(13b) 바로 아래에 국소적인 플라즈마(내측 플라즈마)를 생성해서 처리를 행하는 제 1 처리와, 외측 안테나(13a)에 흐르는 전류 Iout의 값과 내측 안테나(13b)에 흐르는 전류 Iin의 값의 다른 대소 관계에서, 전류 Iout을 상대적으로 큰 제 3 전류값으로 하고, 전류 Iin의 값을 상대적으로 작은 제 4 전류값으로 하여, 외측 안테나(13a) 바로 아래에 국소적인 플라즈마(외측 플라즈마)를 생성해서 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간적으로 달리하여 실시하는 것에 의해, 외측 안테나(13a)에 의한 플라즈마와 내측 안테나(13b)에 의한 플라즈마가 서로 영향을 주어 의도하지 않은 개소에 플라즈마가 집중하는 것을 방지하기 때문에, 처리 종료 시점에서 소망하는 처리 분포, 전형적으로는 균일한 처리 분포가 얻어지도록 한다.Therefore, in the present embodiment, by using the current control function of the variable capacitor 21 shown in Fig. 4, the value of the current I in flowing through the inner antenna 13b and the value of the current I out flowing through the outer antenna 13a The local current I in is set to a relatively large first current value and the current I out is set to a relatively small second current value so that a local plasma is generated directly below the inner antenna 13b And a second process for generating a current I out at a relatively large value in a different magnitude relationship between the value of the current I out flowing through the outer antenna 13a and the value of the current I in flowing through the inner antenna 13b A second process for generating a local plasma (outer plasma) just below the outer antenna 13a by using the third current value as the fourth current value having a relatively small value of the current I in , Unlike The plasma generated by the outer antenna 13a and the plasma generated by the inner antenna 13b are mutually influenced to prevent the plasma from concentrating on the unintended portion, , So that a uniform processing distribution is typically obtained.

즉, 고압 조건에서의 유도 결합 플라즈마 처리에서, 통상 공급하는 전력에서는 기판 G 전체에서 균일하게 혹은 의도한 분포로 플라즈마를 유지하는 것이 곤란한 경우에도, 이와 같이 국소적인 플라즈마는 유지 가능하고, 내측의 국소적인 플라즈마와 외측의 국소적인 플라즈마를 시간적으로 달리하여 생성하는 것에 의해, 처리가 종료된 시점에서 소망하는 처리 분포를 얻는 것이 가능해진다.That is, even in the case of inductively coupled plasma processing under a high pressure condition, it is difficult to maintain the plasma uniformly or intentionally uniformly throughout the substrate G at the power supplied normally, such local plasma can be maintained, It is possible to obtain a desired processing distribution at the time when the processing is completed by generating the plasma and the external local plasma different in time from each other.

예를 들면, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 처리의 전반을 내측의 내측 안테나(13b) 바로 아래에만 국소적인 플라즈마(내측 플라즈마)를 생성하여 에칭 처리를 행하는 제 1 처리로 하고, 처리의 후반을 외측 안테나(13a) 바로 아래에만 국소적인 플라즈마(외측 플라즈마)를 생성?殆? 에칭 처리를 행하는 제 2 처리로 하여, 결과적으로 도 5(b)와 같이 기판의 면 내에서 균일한 에칭 레이트(E/R)가 얻어지도록 한다.For example, as shown in Fig. 5 (a), the first process is to generate a local plasma (inner plasma) just below the inner antenna 13b on the inner side in the first half of the process to perform the etching process, And generates a local plasma (outer plasma) just below the outer antenna 13a in the second half. As a result, a uniform etching rate (E / R) is obtained in the plane of the substrate as shown in Fig. 5 (b).

단, 이와 같이 국소적인 내측 플라즈마와 외측 플라즈마를 처리의 전후반으로 나누어 생성하여 처리를 행하는 경우에는, 플라즈마 생성부 근방과 비(非)플라즈마 생성부 근방에서 온도차가 생기고, 이 온도차에 의한 처리실(4) 내의 부재나 기판 G로의 영향이 염려되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 내측 플라즈마에 의한 제 1 처리와 외측 플라즈마에 의한 제 2 처리를 단시간에 교대로 전환하도록 함으로써, 상기 효과를 유지하면서, 이러한 온도차의 영향을 억제할 수 있다. 전형적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 콘덴서(21)의 포지션 변경에 의해, 내측 안테나(13b)의 전류값을 상대적으로 큰 제 1 전류값과 상대적으로 작은 제 4 전류값 사이에서 주기적으로 변화시키고, 동시에 외측 안테나(13a)의 전류값을 상대적으로 작은 제 2 전류값과 상대적으로 큰 제 3 전류값 사이에 주기적으로 변화시킨다. 이 때, 콘덴서(21)의 포지션 변화에 의해 내측 안테나(13b) 및 외측 안테나(13a)의 전류값을 변화시키고 있기 때문에, 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)의 전류값 변화의 주기는 동일하고, 위상이 반주기 어긋난 것으로 된다.However, in the case where the local inner plasma and the outer plasma are divided and divided into the front and rear portions of the processing, a temperature difference is generated in the vicinity of the plasma generation portion and in the vicinity of the non-plasma generation portion, And the influence on the substrate G may be a concern. In this case, by effecting alternation of the first process by the inner plasma and the second process by the outer plasma in a short time, the effect of the temperature difference can be suppressed while maintaining the above effect. Typically, as shown in Fig. 6, by changing the position of the capacitor 21, the current value of the inner antenna 13b changes periodically between a relatively large first current value and a relatively small fourth current value At the same time, the current value of the external antenna 13a is periodically changed between a relatively small second current value and a relatively large third current value. At this time, since the current values of the inner antenna 13b and the outer antenna 13a are changed by the change of the position of the capacitor 21, the period of change of the current value of the inner antenna 13b and the outer antenna 13a is And the phases are shifted by half a period.

또, 제 1 처리의 기간과 제 2 처리의 기간은, 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 적절히 설정하면 좋으며, 이들 기간이 동일하더라도, 어느 한쪽이 길더라도 좋다. 이들 처리 기간을 동일하게 하는 것에 의해, 균일한 처리 분포를 얻기 쉬워진다. 또한, 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 제 1 전류값 및 제 3 전류값도, 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 적절히 설정하면 좋으며, 이들 값이 동일하더라도, 어느 한쪽이 길더라도 좋다. 이들 값을 동일하게 하는 것에 의해, 균일한 처리 분포를 얻기 쉬워진다.The period of the first process and the period of the second process may be appropriately set according to the content of the process and the process distribution to be obtained. Either of these periods may be the same or may be longer. By making these treatment periods the same, it becomes easy to obtain a uniform treatment distribution. Also, the first current value and the third current value for generating the local plasma may be appropriately set according to the content of the process and the process distribution to be obtained, and either one may be long or the other may be the same. By making these values the same, it becomes easy to obtain a uniform processing distribution.

본 실시 형태에서는, 콘덴서(21)의 포지션 조정에 의해 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)의 전류값을 제어하고 있기 때문에, 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)의 전류값을 독립적으로 변화시킬 수는 없지만, 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)에 별개의 고주파 전원을 접속하는 등에 의해, 전류값을 독립적으로 변화시키도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)에서, 전류를 변화시키는 주기는 동일하지만, 내측 안테나(13b)와 외측 안테나(13a)의 전류값 변화의 위상차는 반주기이더라도 반주기 이외이더라도 좋다.Since the current values of the inner antenna 13b and the outer antenna 13a are controlled by adjusting the position of the capacitor 21 in this embodiment, the current values of the inner antenna 13b and the outer antenna 13a can be controlled independently But it is also possible to change the current value independently by connecting a separate high-frequency power source to the inner antenna 13b and the outer antenna 13a, for example. In this case, the periods of changing the currents in the inner antenna 13b and the outer antenna 13a are the same, but the phase difference of the change in the current value between the inner antenna 13b and the outer antenna 13a may be other than half period or half period .

또한, 주기적으로 전류값을 변화시킬 때에, 펄스 발진기 등을 이용하여 전류 변화를 펄스 형상으로 하더라도 좋으며, 그 경우의 파형은 특별히 한정되지 않고, 도 7의 (a)에 나타내는 구형파(矩形波)나 (b)에 나타내는 삼각파와 같은 직선적인 파형이더라도, (c)에 나타내는 정현파와 같은 곡선적인 파형이더라도 좋다. 어느 경우이더라도, 전류값의 최대값이 제 1 전류값, 제 3 전류값이고, 전류값의 최소값이 제 4 전류값, 제 2 전류값으로 할 수 있다.When the current value is periodically changed, a pulse oscillator or the like may be used to change the current in a pulse shape. The waveform in this case is not particularly limited, and a square wave (rectangular wave) shown in Fig. 7 it may be a linear waveform such as a triangular wave shown in Fig. 5B, or a curved waveform like a sinusoidal wave shown in Fig. 5C. In any case, the maximum value of the current value may be the first current value and the third current value, and the minimum value of the current value may be the fourth current value and the second current value.

또, 국소적 플라즈마를 생성하기 위한, 상대적으로 큰 제 1 전류와 제 3 전류의 값이 동일하더라도, 어느 하나가 크더라도 좋다. 또한, 상대적으로 작은 제 4 전류값과 제 2 전류값은 0이더라도, 소정의 값을 갖고 있더라도 좋다. 국소적 플라즈마를 내측 안테나(13b)의 바로 아래, 외측 안테나(13a)의 바로 아래에만 생성하고자 하는 경우에는, 제 4 전류값 및 제 2 전류값은 유도 결합 플라즈마를 발생시키지 않을 정도로 작은 값일 필요가 있다.In addition, one of the relatively large first current and the third current for generating the local plasma may be equal to each other. In addition, the relatively small fourth current value and the second current value may be zero or may have a predetermined value. If it is desired to generate the local plasma just below the inner antenna 13b and just below the outer antenna 13a, the fourth current value and the second current value need to be small enough not to generate inductively coupled plasma have.

또, 외측 안테나(13a) 및 내측 안테나(13b)에 대해, 4개의 안테나선을 90°씩 어긋나게 하여 돌려감아 전체가 나선 형상으로 되도록 한 4중 안테나로 했지만, 안테나선의 수는 4개에 한정되는 것이 아니고, 임의의 수의 다중 안테나이더라도 좋고, 또한, 어긋난 각도도 90°로 한정하는 것은 아니다.In addition, although the four antennas are arranged so that the four antenna lines are shifted by 90 degrees from each other for the outer antenna 13a and the inner antenna 13b so as to form a helical shape as a whole, the number of antenna lines is limited to four But may be an arbitrary number of multiple antennas, and the angle of deviation is not limited to 90 degrees.

다음으로, 고주파 안테나의 구조의 다른 예에 대해 설명한다.Next, another example of the structure of the high-frequency antenna will be described.

상기 예에서는, 외측 안테나(13a)와 내측 안테나(13b)의 2개의 고리 형상 안테나를 동심 형상으로 마련하여 고주파 안테나를 구성한 경우를 나타냈지만, 3개 이상의 고리 형상 안테나를 동심 형상으로 배치한 구조이더라도 좋다.In the above example, the case where the two annular antennas of the outer antenna 13a and the inner antenna 13b are concentrically provided to constitute the high frequency antenna has been described. However, even if three or more annular antennas are arranged concentrically good.

도 8은 3개의 고리 형상 안테나를 배치한 3 고리 형상의 고주파 안테나를 나타낸다. 여기서는, 가장 외측에 배치된 최외측 안테나(113a), 가장 내측에 배치된 최내측 안테나(113c), 이들 중간에 배치된 중간 안테나(113b)를 동심 형상으로 마련한 고주파 안테나(113)를 나타내고 있다. 도 8에서는 편의상, 각 안테나의 상세한 구조를 생략하고 있지만, 상기 외측 안테나(13a) 및 내측 안테나(13b)와 동일한 구조의 것을 이용할 수 있다.Fig. 8 shows a three-ring high-frequency antenna in which three annular antennas are arranged. In this embodiment, the outermost antenna 113a disposed on the outermost side, the innermost antenna 113c disposed on the innermost side, and the intermediate antenna 113b disposed in the middle are shown as high-frequency antennas 113 concentrically arranged. In FIG. 8, the detailed structure of each antenna is omitted for the sake of convenience. However, the same structure as that of the outer antenna 13a and the inner antenna 13b can be used.

3개 이상의 고리 형상 안테나를 마련한 경우에, 상기 2개의 고리 형상 안테나를 마련한 고주파 안테나의 경우와 마찬가지로, 하나의 고주파 전원으로부터 분기하여 각 고리 형상 안테나에 고주파 전력을 공급하도록 하고, 고리 형상 안테나로의 급전선에 가변 콘덴서를 마련하는 것에 의해 각 안테나의 전류를 제어할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 안테나로의 급전선에 가변 콘덴서를 마련하는 것에 의해 전류 제어를 행할 수 있다. 상기 2개의 고리 형상 안테나를 마련한 고주파 안테나의 경우와 동등한, 고리 형상 안테나마다 다른 비로 전류 제어를 행하는 경우에는, 고리 형상 안테나의 수를 n이라고 하면 n-1개의 고리 형상 안테나의 급전선에 콘덴서를 마련하면 좋다. 물론, 각 안테나에 별개의 고주파 전원을 접속하고 이들 전류값을 독립적으로 제어하더라도 좋다.When three or more annular antennas are provided, high-frequency power is supplied to each of the annular antennas by branching from one high-frequency power supply as in the case of the high-frequency antenna provided with the two annular antennas, By providing a variable capacitor in the feed line, the current of each antenna can be controlled. Current control can be performed by providing a variable capacitor in a feed line to at least one antenna. In the case where the current control is performed at a different ratio for each of the annular antennas, which is equivalent to the case of the high-frequency antenna provided with the two annular antennas, if the number of annular antennas is n, a capacitor is provided on the feed line of n-1 annular antennas It is good. Of course, a separate high frequency power supply may be connected to each antenna and these current values may be independently controlled.

이 경우에, 각 안테나에 대응하는 국소적인 플라즈마를 모두 시간적으로 달리하여 생성하더라도 좋고, 2 이상의 국소적인 플라즈마를 동일한 시간적 타이밍에서 생성하도록 하더라도 좋다. 또한, 상술한 바와 같이 전류의 값을 단시간에 주기적으로 변화시키도록 하더라도 좋고, 전류 변화를 펄스 형상으로 하더라도 좋다.In this case, the local plasmas corresponding to the respective antennas may be generated with different timings, or two or more local plasmas may be generated with the same temporal timing. Further, as described above, the current value may be periodically changed in a short period of time, or the current change may be made in a pulse shape.

다음으로, 각 안테나의 구조의 다른 예에 대해 설명한다.Next, another example of the structure of each antenna will be described.

상기 예에서는, 각 안테나(외측 안테나(13a), 내측 안테나(13b), 최외측 안테나(113a), 중간 안테나(113b), 최내측 안테나(113c) 등)를 고리 형상으로 구성하고 일체적으로 고주파 전력이 공급되도록 했지만, 각 안테나를 각각 기판의 서로 다른 부분에 대응하는 복수의 영역을 갖는 것으로 하고, 이들 복수의 영역에 독립적으로 고주파 전력이 공급되도록 하더라도 좋다. 이것에 의해, 보다 텍스터가 미세한 플라즈마 분포 제어를 행할 수 있다. 예를 들면, 직사각형 기판에 대응하는 직사각형 형상 평면을 구성하고, 복수의 안테나선을 나선 형상으로 감아돌려 이루어지는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖고, 제 1 부분은 복수의 안테나선이, 직사각형 형상 평면의 4개의 코너부를 형성함과 아울러, 직사각형 형상 평면과는 다른 위치에서 4개의 코너부를 결합하도록 마련되고, 제 2 부분은 복수의 안테나선이, 직사각형 형상 평면의 4개의 변의 중앙부를 형성함과 아울러, 직사각형 형상 평면과는 다른 위치에서 4개의 변의 중앙부를 결합하도록 마련하여, 제 1 부분과 제 2 부분에 각각 독립적으로 고주파 전력이 공급되도록 할 수 있다.In this example, each of the antennas (the outer antenna 13a, the inner antenna 13b, the outermost antenna 113a, the intermediate antenna 113b, the innermost antenna 113c, etc.) Each antenna may be provided with a plurality of regions corresponding to different portions of the substrate, and radio frequency power may be independently supplied to the plurality of regions. As a result, more fine-scale plasma distribution control can be performed by the textures. For example, a rectangular shape corresponding to a rectangular substrate is formed, and a first portion and a second portion are formed by winding a plurality of antenna lines in a spiral shape. The first portion has a plurality of antenna lines, Four corners of the rectangular shape are formed, and four corner portions are provided at positions different from the rectangular shape. In the second portion, the plurality of antenna lines form a central portion of four sides of the rectangular shape, And the central portions of the four sides are joined at positions different from the rectangular shape plane so that the high frequency power can be independently supplied to the first portion and the second portion.

구체적인 구성을 도 9~11을 참조하여 설명한다.A specific configuration will be described with reference to Figs.

예를 들면, 외측 안테나(13a)가, 도 9에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 생성에 기여하는 유도 전계를 형성하는 유전체벽(2)에 접한 부분이 전체적으로 직사각형 기판 G에 대응하는 직사각형 형상(액자 형상) 평면을 구성하고, 또한, 복수의 안테나선을 나선 형상으로 돌려감아 이루어지는 제 1 부분(213a)과 제 2 부분(213b)을 갖고 있다. 제 1 부분(213a)의 안테나선은, 직사각형 형상 평면의 4개의 코너부를 형성하고, 직사각형 형상 평면과는 다른 위치에서, 4개의 코너부를 결합하도록 마련되어 있다. 또한, 제 2 부분(213b)의 안테나선은, 직사각형 형상 평면의 4개의 변의 중앙부를 형성함과 아울러, 직사각형 형상 평면과는 다른 위치에서, 이들 4개의 변의 중앙부를 결합하도록 마련되어 있다. 제 1 부분(213a)으로의 급전은 4개의 단자(222a) 및 급전선(269)을 거쳐서 행해지고, 제 2 부분(213b)으로의 급전은 4개의 단자(222b) 및 급전선(279)을 거쳐서 행해지며, 이들 단자(222a, 222b)에는 각각 독립적으로 고주파 전력이 공급된다.9, the portion of the outer antenna 13a, which is in contact with the dielectric wall 2 forming the induction field contributing to plasma generation, is a rectangular shape (frame-like shape) corresponding to the rectangular substrate G as a whole, And has a first portion 213a and a second portion 213b which are formed by winding a plurality of antenna lines in a spiral shape. The antenna line of the first portion 213a is formed so as to form four corner portions of a rectangular plane and to join the four corner portions at positions different from the rectangular plane. The antenna line of the second portion 213b is formed so as to form a central portion of four sides of the rectangular planar surface and to join the central portions of these four sides at a position different from the rectangular planar surface. The power supply to the first portion 213a is performed via the four terminals 222a and the feed line 269 and the feeding to the second portion 213b is performed via the four terminals 222b and the feed line 279 , And these terminals 222a and 222b are independently supplied with high-frequency power.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 부분(213a)은, 4개의 안테나선(261, 262, 263, 264)을 90°씩 위치를 어긋나게 하여 돌려감은 4중 안테나를 구성하고, 유전체벽(2)에 면한 직사각형 형상 평면의 4개의 코너부를 형성하는 부분은 평면부(261a, 262a, 263a, 264a)로 되어 있으며, 이들 평면부(261a, 262a, 263a, 264a)의 사이의 부분은 직사각형 형상 평면과는 다른 위치가 되도록 위쪽의 플라즈마의 생성에 기여하지 않는 위치로 퇴피(退避)한 상태의 입체부(261b, 262b, 263b, 264b)로 되어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 부분(213b)도, 4개의 안테나선(271, 272, 273, 274)을 90 °씩 위치를 어긋나게 하여 돌려감은 4중 안테나를 구성하고, 유전체벽(2)에 면한 상기 직사각형 형상 평면의 4개의 변의 중앙부를 형성하는 부분은 평면부(271a, 272a, 273a, 274a)로 되어 있고, 이들 평면부(271a, 272a, 273a, 274a)의 사이의 부분은 직사각형 형상 평면과는 다른 위치가 되도록 위쪽의 플라즈마의 생성에 기여하지 않는 위치로 퇴피한 상태의 입체부(271b, 272b, 273b, 274b)로 되어 있다.10, the first portion 213a constitutes a quadruple antenna which is rotated by shifting the position of the four antenna lines 261, 262, 263, and 264 by 90 degrees, 262a, 263a, and 264a are rectangular planar surfaces, and the portions between the planar portions 261a, 262a, 263a, and 264a are rectangular planar surfaces, 262b, 263b, and 264b in a state of being retreated to a position not contributing to the generation of the upper plasma so as to be at different positions. 11, the second portion 213b also constitutes a quadruple antenna rotated by shifting the position of the four antenna lines 271, 272, 273, and 274 by 90 degrees, and the dielectric wall 2, 272a, 273a, and 274a are formed as flat portions 271a, 272a, 273a, and 274a, and the portions between the planar portions 271a, 272a, 273a, and 274a have a rectangular shape 272b, 273b, and 274b in a state of being retreated to a position that does not contribute to the generation of the plasma at the upper side so as to be located at a position different from the plane.

이러한 구성에 의해, 상기 실시 형태와 동일한 4개의 안테나선을 일정한 방향으로 돌려감은 비교적 간단하고 쉬운 다중 안테나의 구성을 취하면서, 코너부와 변 중앙부의 독립적인 플라즈마 분포 제어를 실현할 수 있다.With this configuration, it is possible to realize independent plasma distribution control between the corner portion and the center portion while taking the configuration of a relatively simple and easy multiple antenna which is rotated in the same direction as the four antenna lines as in the above embodiment.

또한, 코너부에 대응하는 국소적인 플라즈마와 변 중앙부에 대응하는 국소적인 플라즈마를 시간을 달리하여 생성해서, 소망하는 처리 분포를 형성하더라도 좋다.In addition, a local plasma corresponding to the corner portion and a local plasma corresponding to the side central portion may be generated at different times to form a desired treatment distribution.

이상의 예에서는, 각 안테나를 복수의 안테나선을 돌려감은 다중 안테나로 구성했지만, 도 12에 나타내는 바와 같이 1개의 안테나선(181)을 나선 형상으로 돌려감은 것이어도 좋다.In the above example, each antenna is formed of multiple antennas in which a plurality of antenna lines are rotated. However, as shown in Fig. 12, one antenna line 181 may be rotated in a spiral shape.

또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일없이 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 유도 전계를 형성하기 위한 복수의 안테나를 동심 형상으로 마련한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 도 13에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 복수의 나선 안테나(413)를 병렬로 배치한 구조이더라도 좋다. 이 경우에도, 각 안테나(413)에 대응하는 국소적 플라즈마를 시간적으로 달리하여 생성하는 것에 의해, 소망하는 처리 분포를 형성할 수 있다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, a plurality of antennas for forming an induction field are provided concentrically. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in Fig. 13, May be arranged in parallel. In this case as well, a desired processing distribution can be formed by generating the local plasma corresponding to each antenna 413 in different time.

또한, 상기 실시 형태에서는, 플라즈마가 확산되기 어려운 고압 조건에서 유도 결합 플라즈마를 생성하는 경우에 본 발명을 적용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 평면 위치가 다른 복수의 안테나에 대응하여 생성되는 국소적 플라즈마를 시간을 달리하여 생성하고, 처리 종료시에 소망하는 처리 분포가 얻어지는 것이면, 플라즈마가 확산되기 어려운 고압 조건으로 한정되는 것은 아니다.In the above embodiment, the present invention is applied to the case where the inductively coupled plasma is generated under a high-pressure condition in which the plasma is difficult to diffuse. However, the present invention is not limited to this, It is not limited to a high-pressure condition in which the plasma is difficult to diffuse if the local plasma is generated at different times and a desired treatment distribution is obtained at the end of the treatment.

또, 상기 실시 형태에서는, 소정의 안테나에 상대적으로 큰 전류를 흘리고, 그 안테나에 대응한 위치에 국소적 플라즈마를 생성하는 예를 나타냈지만, 상대적으로 작은 전류를 흘린 안테나에 국소적 플라즈마보다 약한 플라즈마가 생성되어 있어도 좋다.In the above-described embodiment, an example is shown in which a relatively large current is supplied to a predetermined antenna and a local plasma is generated at a position corresponding to the antenna. However, in a case where an antenna having a relatively small current is applied with a plasma May be generated.

또한, 각 안테나의 형태는 반드시 동일하지 않아도 좋다. 예를 들면, 일부의 안테나가 도 2에 나타내는 다중 안테나이고, 다른 것이 도 9~11에 나타내는 다중 안테나이어도 좋고, 다중 안테나와 1개의 안테나를 나선으로 한 것을 혼재시켜도 좋다.In addition, the shape of each antenna may not necessarily be the same. For example, some of the antennas may be the multiple antennas shown in Fig. 2, and the others may be the multi-antennas shown in Figs. 9 to 11, or a combination of multiple antennas and one antenna may be combined.

또한, 상기 실시 형태에서는, 임피던스를 조정하여 각 안테나의 전류값을 조정하기 위해서 가변 콘덴서를 이용했지만, 가변 코일 등의 다른 임피던스 조정 수단이어도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는 하나의 고주파 전원으로부터 각 안테나로 고주파 전력을 분배하여 공급하는 예를 중심으로 설명했지만, 상술한 바와 같이 안테나마다 고주파 전원을 마련하더라도 좋다.In the above embodiment, a variable capacitor is used to adjust the impedance and to adjust the current value of each antenna, but it may be another impedance adjusting means such as a variable coil. Further, in the above embodiment, the description has been made mainly on an example in which high-frequency power is distributed from one high-frequency power source to each antenna, but a high-frequency power source may be provided for each antenna as described above.

또한, 상기 실시 형태에서는 처리실의 천정부를 유전체벽으로 구성하고, 안테나가 처리실의 밖인 천정부의 유전체벽의 표면에 배치된 구성에 대해 설명했지만, 안테나와 플라즈마 생성 영역의 사이를 유전체벽에서 격절(隔絶)하는 것이 가능하면 안테나가 처리실 내에 배치되는 구조이더라도 좋다.In the above embodiment, the ceiling portion of the treatment chamber is formed of a dielectric wall, and the antenna is disposed on the surface of the dielectric wall of the ceiling portion outside the treatment chamber. However, the antenna may be separated from the dielectric wall ), The antenna may be disposed in the process chamber.

또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명을 에칭 처리 또는 애싱 처리에 적용했을 경우에 대해 나타냈지만, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한, 기판으로서 FPD용의 직사각형 기판을 이용한 예를 나타냈지만, 태양전지 등의 다른 직사각형 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하며, 직사각형에 한정되지 않고 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 원형의 기판에도 적용 가능하다.
In the above embodiment, the present invention is applied to an etching treatment or an ashing treatment. However, the present invention can be applied to other plasma treatment equipment such as CVD film deposition. The present invention is also applicable to a case where a rectangular substrate for an FPD is used as a substrate. However, the present invention is not limited to a rectangular shape but can be applied to a circular substrate such as a semiconductor wafer Do.

1: 본체 용기 2: 유전체벽(유전체 부재)
3: 안테나실 4: 처리실
13: 고주파 안테나 13a: 외측 안테나
13b: 내측 안테나 14: 정합기
15: 고주파 전원 16a, 16b: 급전 부재
19, 19a, 19b: 급전선 20: 처리 가스 공급계
21: 가변 콘덴서 22a, 22b: 단자
23: 탑재대 30: 배기 장치
50: 안테나 유닛 51: 급전부
61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74: 안테나선
91a: 외측 안테나 회로 91b: 내측 안테나 회로
100: 제어부 101: 사용자 인터페이스
102: 기억부 G: 기판1: main body container 2: dielectric wall (dielectric member)
3: Antenna room 4: Treatment room
13: high frequency antenna 13a: outer antenna
13b: inner antenna 14: matching device
15: high-frequency power source 16a, 16b:
19, 19a, 19b: feeder line 20: process gas supply system
21: variable capacitor 22a, 22b: terminal
23: mounting table 30: exhaust device
50: antenna unit 51: feeding part
61, 62, 63, 64, 71, 72, 73, 74:
91a: outer antenna circuit 91b: inner antenna circuit
100: control unit 101: user interface
102: memory part G: substrate

Claims (15)

기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 갖는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는 적어도, 고주파 전력이 공급되어 외측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 외측 안테나와, 상기 외측 안테나의 내측에 동심 형상으로 마련되고, 고주파 전력이 공급되어 내측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 내측 안테나를 가지며,
상기 고주파 전력 공급 수단은 고주파 전원과 정합기를 갖고,
상기 안테나 유닛은, 상기 고주파 전원으로부터 정합기를 거쳐서 상기 내측 안테나 및 상기 외측 안테나에 이르는 급전 경로를 갖고, 각 상기 안테나와 각 상기 급전 경로를 포함하는 내측 안테나 회로 및 외측 안테나 회로가 형성되고, 상기 내측 안테나 회로 및 상기 외측 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조정하고, 이에 따라 각 상기 안테나의 전류값을 조정하는 임피던스 조정 수단을 더 갖는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판에 대해 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법으로서,
상기 임피던스 조정 수단에 의해 각 상기 안테나의 전류값의 조정을 행하고, 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나의 각각에 흐르는 전류의 비교에서, 상기 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 내측 유도 전계에 의해 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성해서 처리를 행하는 제 1 처리와, 상기 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 외측 유도 전계에 의해 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 주기적으로 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 하며,
상기 제 1 처리의 기간과 상기 제 2 처리의 기간은 분리되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
A process gas supply system for supplying a process gas into the process chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, and an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, And an antenna unit having a high frequency antenna for generating inductively coupled plasma arranged in a plane corresponding to the substrate and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, And an inner antenna which is provided concentrically inside the outer antenna and which has a spiral shape and is supplied with high frequency electric power to form an inner guided electric field,
Wherein the high-frequency power supply means has a high-frequency power source and a matching device,
Wherein the antenna unit has a feed path extending from the high frequency power supply to the inner antenna and the outer antenna via a matching unit and an inner antenna circuit and an outer antenna circuit including the antenna and each of the feed paths are formed, The inductively coupled plasma processing apparatus further comprises an impedance adjusting means for adjusting the impedance of at least one of the antenna circuit and the outer antenna circuit and adjusting the current value of each of the antennas accordingly, As an inductively coupled plasma treatment method,
The current value of each of the antennas is adjusted by the impedance adjusting means and a current having a relatively large current value flows through the inner antenna in comparison with the currents flowing through the inner antenna and the outer antenna, A first process of generating a local plasma only at a portion corresponding to the inner antenna by the inner induced electric field formed in the corresponding portion and performing a process, and a second process of flowing a current having a relatively large current value to the outer antenna, A second process for generating a local plasma only at a portion corresponding to the outer antenna by the outer induced electric field formed at a portion corresponding to the outer antenna is performed periodically with a different time period, So as to obtain a desired processing distribution,
The period of the first process and the period of the second process are separated
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 처리는, 상기 내측 안테나에 흐르는 내측 전류의 전류값을 상대적으로 큰 값인 제 1 전류값으로 하고, 상기 외측 안테나에 흐르는 외측 전류의 전류값을 상대적으로 작은 값인 제 2 전류값의 전류값으로 하여 행해지고,
상기 제 2 처리는, 상기 외측 안테나에 흐르는 외측 전류의 전류값을 상대적으로 큰 값인 제 3 전류값으로 하고, 상기 내측 안테나에 흐르는 내측 전류의 전류값을 상대적으로 작은 값인 제 4 전류값으로 하여 행해지는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first processing is performed by setting a current value of an inner current flowing through the inner antenna to a first current value that is a relatively large value and changing a current value of an outer current flowing to the outer antenna to a current value of a second current value that is a relatively small value , ≪ / RTI >
The second process is performed by setting a current value of an external current flowing through the outer antenna to a third current value having a relatively large value and using a current value of an inner current flowing to the inner antenna as a fourth current value having a relatively small value Thing
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 내측 안테나에 공급되는 내측 전류 및 상기 외측 안테나에 공급되는 외측 전류의 전류값을 독립적으로 변화 가능하게 하고, 상기 내측 전류의 전류값을, 상기 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 제 1 전류값과 상기 제 1 전류값보다 작은 제 4 전류값 사이에서 소정의 주기로 변화시키고, 상기 외측 전류의 전류값을, 상기 국소적 플라즈마를 생성하기 위한 제 3 전류값과 상기 제 3 전류값보다 작은 제 2 전류값의 사이에서 상기 소정의 주기이고 또한 상기 내측 전류와는 다른 위상으로 변화시키는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the internal current supplied to the inner antenna and the external current supplied to the external antenna are independently variable, and the current value of the internal current is set to a first current value for generating the local plasma, A second current value that is smaller than the first current value and a fourth current value that is smaller than the first current value, and changes the current value of the outside current by a third current value for generating the local plasma, And changing the phase to a phase different from that of the internal current
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 5 항에 있어서,
상기 내측 전류와 상기 외측 전류간의 위상차는 반주기인 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.6. The method of claim 5,
The phase difference between the inside current and the outside current is a half period
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of: 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 내측 전류와 상기 외측 전류는 펄스 형상으로 공급되는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the inner current and the outer current are supplied in a pulse shape
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 3, 5, 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 전류값 및 상기 제 4 전류값은 각각 상기 외측 안테나 및 상기 내측 안테나가 유도 결합 플라즈마를 발생시키지 않을 정도로 작은 값 또는 0인 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to any one of claims 3, 5 and 6,
Wherein the second current value and the fourth current value are respectively a value which is a value which is small enough so that the outer antenna and the inner antenna do not generate inductively coupled plasma,
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 1, 3, 5, 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 처리의 기간 및 상기 제 2 처리의 기간은 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 설정되는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to any one of claims 1, 3, 5, and 6,
The period of the first process and the period of the second process are set in accordance with the content of the process and the process distribution to be obtained
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 처리의 기간 및 상기 제 2 처리의 기간은 동일한 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
10. The method of claim 9,
The period of the first process and the period of the second process are the same
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 1, 3, 5, 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값과, 상기 제 2 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값은 처리의 내용 및 얻고자 하는 처리 분포에 따라 설정되는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
The method according to any one of claims 1, 3, 5, and 6,
A current value for generating a local plasma in the first process and a current value for generating a local plasma in the second process are set according to the content of the process and the process distribution to be obtained
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값과, 상기 제 2 처리에서의 국소적인 플라즈마를 생성하기 위한 전류값은 동일한 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
12. The method of claim 11,
A current value for generating a local plasma in the first process and a current value for generating a local plasma in the second process are the same
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고, 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 갖는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는 적어도, 고주파 전력이 공급되어 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 복수의 안테나를 가지며,
상기 고주파 전력 공급 수단은 고주파 전원과 정합기를 갖고,
상기 안테나 유닛은, 상기 고주파 전원으로부터 정합기를 거쳐서 복수의 안테나에 이르는 급전 경로를 갖고, 각 상기 안테나와 각 상기 급전 경로를 포함하는 복수의 안테나 회로가 형성되고, 상기 복수의 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조정하고, 이에 따라 각 상기 안테나의 전류값을 조정하는 임피던스 조정 수단을 더 갖는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용하여 기판에 대해 유도 결합 플라즈마 처리를 행하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법으로서,
상기 임피던스 조정 수단에 의해 각 상기 안테나의 전류값의 조정을 행하고, 상기 복수의 안테나의 일부이고 적어도 하나의 안테나에, 나머지 다른 안테나에 비해 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려, 상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 유도 전계에 의해 상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성해서 행하는 처리를, 다른 안테나에 대해 시간을 달리하여 주기적으로 복수회 실시하고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 하며,
상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 행하는 처리의 기간은 다른 안테나에 대응하는 부분에만 국소 플라즈마를 생성하여 행하는 처리의 기간과 분리되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
A process gas supply system for supplying a process gas into the process chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, and an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, An antenna unit having a high frequency antenna for generating an inductively coupled plasma and arranged in a plane corresponding to a substrate; and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, wherein the high frequency antenna has at least a high frequency power A plurality of antennas which are supplied with a spiral shape to form an induction field,
Wherein the high-frequency power supply means has a high-frequency power source and a matching device,
Wherein the antenna unit has a feed path extending from the high frequency power supply to the plurality of antennas through a matching unit and having a plurality of antenna circuits including the antenna and each of the feed paths, An inductively coupled plasma processing apparatus for performing inductively coupled plasma processing on a substrate by using an inductively coupled plasma processing apparatus having an impedance adjusting means for adjusting the impedance of the antenna,
Adjusting the current value of each of the antennas by the impedance adjusting means and flowing a current having a relatively larger current value to at least one antenna and a portion of the plurality of antennas relative to the remaining antennas, A process of generating a localized plasma only at a portion corresponding to the at least one antenna by the induction electric field formed at a portion corresponding to the antenna is performed a plurality of times periodically with different times for different antennas, So as to obtain a desired processing distribution for the substrate,
The period of the process of generating and performing the local plasma only at the portion corresponding to the at least one antenna is separated from the period of the process of generating and performing the local plasma only at the portion corresponding to the other antenna
Wherein the inductively coupled plasma processing method comprises the steps of:
기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되어 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 가지는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는 적어도, 고주파 전력이 공급되어 외측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 외측 안테나와, 상기 외측 안테나의 내측에 동심 형상으로 마련되고, 고주파 전력이 공급되어 내측 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 내측 안테나를 가지며,
상기 고주파 전력 공급 수단은 고주파 전원과 정합기를 갖고,
상기 안테나 유닛은, 상기 고주파 전원으로부터 정합기를 거쳐서 상기 내측 안테나 및 상기 외측 안테나에 이르는 급전 경로를 갖고, 각 상기 안테나와 각 상기 급전 경로를 포함하는 내측 안테나 회로 및 외측 안테나 회로가 형성되고, 상기 내측 안테나 회로 및 상기 외측 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조정하고, 이에 따라 각 상기 안테나의 전류값을 조정하는 임피던스 조정 수단을 더 갖는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서,
상기 임피던스 조정 수단에 의해 상기 각 안테나의 전류값의 조정을 행하고, 상기 내측 안테나와 상기 외측 안테나의 각각에 흐르는 전류의 비교에서, 상기 내측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 내측 유도 전계에 의해 상기 내측 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 1 처리와, 상기 외측 안테나에 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 외측 유도 전계에 의해 상기 외측 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 처리를 행하는 제 2 처리를, 시간을 달리하여 주기적으로 실시시키고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 제어하는 제어부를 더 구비하며,
상기 제 1 처리의 기간과 상기 제 2 처리의 기간은 분리되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
A process gas supply system for supplying a process gas into the process chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, and an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, An antenna unit having a high frequency antenna for generating inductively coupled plasma arranged in a plane corresponding to a substrate and a high frequency power supply unit for supplying high frequency power to the high frequency antenna, And an inner antenna which is provided concentrically inside the outer antenna and which has a spiral shape and is supplied with high frequency electric power to form an inner guided electric field,
Wherein the high-frequency power supply means has a high-frequency power source and a matching device,
Wherein the antenna unit has a feed path extending from the high frequency power supply to the inner antenna and the outer antenna via a matching unit and an inner antenna circuit and an outer antenna circuit including the antenna and each of the feed paths are formed, An impedance adjusting means for adjusting the impedance of at least one of the antenna circuit and the outer antenna circuit and adjusting the current value of each of the antennas accordingly, the inductively coupled plasma processing apparatus comprising:
A current value of each of the antennas is adjusted by the impedance adjusting means and a current having a relatively large current value is supplied to the inner antenna in comparison with the currents flowing through the inner antenna and the outer antenna, A first process of generating a local plasma only at a portion corresponding to the inner antenna by the inner induced electric field formed at the corresponding portion and performing a process; and a second process of flowing a current having a relatively large current value to the outer antenna, A second process of generating a local plasma only at a portion corresponding to the outer antenna by the outer induced electric field formed at a portion corresponding to the outer antenna is performed periodically with a different time period, And a control section for controlling to obtain a desired processing distribution ,
The period of the first process and the period of the second process are separated
Wherein the inductively coupled plasma processing apparatus comprises:
기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실 내에 기판에 대응하여 평면적으로 배치되고 유도 결합 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 가지는 안테나 유닛과, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 수단을 구비하며, 상기 고주파 안테나는 적어도, 고주파 전력이 공급되어 유도 전계를 형성하는 나선 형상을 이루는 복수의 안테나를 가지며,
상기 고주파 전력 공급 수단은 고주파 전원과 정합기를 갖고,
상기 안테나 유닛은, 상기 고주파 전원으로부터 정합기를 거쳐서 상기 복수의 안테나에 이르는 급전 경로를 갖고, 각 상기 안테나와 각 상기 급전 경로를 포함하는 복수의 안테나 회로가 형성되고, 상기 복수의 안테나 회로 중 적어도 하나의 임피던스를 조정하고, 이에 따라 각 상기 안테나의 전류값을 조정하는 임피던스 조정 수단을 더 갖는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서,
상기 임피던스 조정 수단에 의해 각 상기 안테나의 전류값의 조정을 행하고, 상기 복수의 안테나의 일부이고 적어도 하나의 안테나에, 나머지 다른 안테나에 비해 상대적으로 큰 전류값의 전류를 흘려, 상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에 형성한 상기 유도 전계에 의해 상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 행하는 처리를, 다른 안테나에 대해 시간을 달리하여 복수회 주기적으로 실시시키고, 처리 종료 시점에서 기판에 대해 소망하는 처리 분포가 얻어지도록 제어하는 제어부를 더 구비하며,
상기 적어도 하나의 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 행하는 처리의 기간은 다른 안테나에 대응하는 부분에만 국소적인 플라즈마를 생성하여 행하는 처리의 기간과 분리되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.A process gas supply system for supplying a process gas into the process chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, and an exhaust system for exhausting the inside of the process chamber, An antenna unit having a high frequency antenna for generating inductively coupled plasma arranged in a plane corresponding to a substrate and a high frequency power supply means for supplying high frequency power to the high frequency antenna, And a plurality of antennas having a helical shape for forming an induced electric field,
Wherein the high-frequency power supply means has a high-frequency power source and a matching device,
Wherein the antenna unit has a feed path extending from the high frequency power supply to the plurality of antennas through a matching unit and having a plurality of antenna circuits each including the antenna and each of the feed paths, And an impedance adjusting means for adjusting the impedance of each of the antennas so as to adjust a current value of each of the antennas,
Adjusting the current value of each of the antennas by the impedance adjusting means and flowing a current having a relatively larger current value to at least one antenna and a portion of the plurality of antennas relative to the remaining antennas, A process of generating and performing a local plasma only at a portion corresponding to the at least one antenna by the induction field formed at a portion corresponding to the antenna is performed a plurality of times at different times for different antennas, Further comprising a control unit for controlling the substrate to obtain a desired processing distribution for the substrate,
The period of the process of generating and performing the local plasma only at the portion corresponding to the at least one antenna is separated from the period of the process of generating and performing the local plasma only at the portion corresponding to the other antenna
Wherein the inductively coupled plasma processing apparatus comprises:
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