KR20070096864A - Plasma processing apparatus, plasma processing method, and storage medium - Google Patents

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Abstract

A plasma processing apparatus and method and a storage medium are provided to prevent plasma from being leaked into an exhaust space by interrupting inflow of electrons into the exhaust space. A substrate processing chamber(11) has a processing space(PS) for a plasma process, an exhaust space(ES) exhausting a gas out of the processing space, and an exhaust flow path(16) communicating the exhaust space and the processing space. A ground component(16) is disposed in the exhaust flow path, and has a conduction portion(45) made of a conductive material. The conduction portion has an area exposed to the exhaust flow path in the range of 100 to 1000 cm^2.

Description

플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체{PLASMA PROCESSING APPARATUS, PLASMA PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}Plasma processing apparatus, plasma processing method and storage medium {PLASMA PROCESSING APPARATUS, PLASMA PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}

도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도,1 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment;

도 2는 접지 링(grounding ring)의 변형예를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a modification of the grounding ring;

도 3(a)~도 3(f)는 노출 면적이 다른 접지 링을 나타내는 단면도,3 (a) to 3 (f) are cross-sectional views showing ground rings having different exposed areas;

도 4는 접지 링에 있어서의 도전부의 노출 면적을 변화시켰을 때의 배기 공간에서의 플라즈마의 발광 강도를 나타내는 그래프.Fig. 4 is a graph showing the light emission intensity of plasma in the exhaust space when the exposed area of the conductive portion in the ground ring is changed.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 플라즈마 처리 장치10: plasma processing device

11 : 기판 처리실11: substrate processing chamber

12 : 서셉터12: susceptor

13 : 측벽 부재13: side wall member

14 : 도전체부14: conductor part

16 : 배기 유로16: exhaust passage

ES : 배기 공간ES: exhaust space

PS : 처리 공간PS: processing space

W : 웨이퍼W: Wafer

본 발명은 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, a plasma processing method and a storage medium.

기판으로서의 웨이퍼가 반입되는 처리 공간을 갖는 기판 처리실과, 해당 기판 처리실내에 배치되고 또한 무선 주파수 전원에 접속된 하부 전극과, 해당 하부 전극과 대향하도록 배치된 상부 전극을 구비하는 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 공간에 도입된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하여, 해당 플라즈마를 소망하는 상태로 유지해서 웨이퍼에 플라즈마 처리, 예컨대, 에칭 처리를 실시한다. 또한, 플라즈마 처리 장치는 처리 공간과 연통되는 배기 공간을 갖고, 해당 배기 공간에는 처리 공간의 잉여 가스 등을 배기하기 위한 배기관 등이 개구되어 있다.A parallel plate type plasma including a substrate processing chamber having a processing space into which a wafer as a substrate is loaded, a lower electrode disposed in the substrate processing chamber and connected to a radio frequency power supply, and an upper electrode disposed to face the lower electrode. Processing apparatus is known. In this plasma processing apparatus, plasma is generated from the processing gas introduced into the processing space, the plasma is maintained in a desired state, and the wafer is subjected to plasma processing, for example, etching. In addition, the plasma processing apparatus has an exhaust space communicating with the processing space, and an exhaust pipe or the like for exhausting excess gas or the like in the processing space is opened in the exhaust space.

플라즈마 처리 장치에서는, 처리 공간에 면하는 장치 구성 부품은 알루마이트나 산화이트륨(Y2O3) 등의 절연성막으로 덮어지지만, 배기 공간에 면하는 장치 구 성 부품은 절연성막으로 덮어지지 않거나, 또는, 매우 얇은 절연성막만으로 덮어져 있다. 따라서, 처리 공간과 배기 공간 사이에 전위차가 발생하여, 해당 전위차에 따라 처리 공간의 플라즈마에 있어서의 전자가 배기 공간으로 인입된다. 그 결과, 플라즈마가 배기 공간으로 누출(leak)된다.In the plasma processing apparatus, the device component parts facing the processing space are covered with an insulating film such as alumite or yttrium oxide (Y 2 O 3 ), but the device component parts facing the exhaust space are not covered with the insulating film, or It is covered with only a very thin insulating film. Therefore, a potential difference occurs between the processing space and the exhaust space, and electrons in the plasma of the processing space are drawn into the exhaust space in accordance with the potential difference. As a result, the plasma leaks into the exhaust space.

특히, 최근, 플라즈마 처리 성능의 향상을 목적으로, 상부 전극을 DC 전원에 접속하여 처리 공간에 DC 전압을 인가하는 플라즈마 처리 장치가 개발되어 있다. 처리 공간에 DC 전압이 인가되면, 해당 처리 공간에는 다량의 전자가 발생한다. 해당 다량의 전자는 전술한 전위차에 따라 배기 공간에 인입되어, 다량의 플라즈마가 배기 공간으로 누출된다.In particular, in recent years, for the purpose of improving plasma processing performance, a plasma processing apparatus has been developed in which an upper electrode is connected to a DC power supply and a DC voltage is applied to a processing space. When a DC voltage is applied to the processing space, a large amount of electrons are generated in the processing space. The large amount of electrons are introduced into the exhaust space according to the above-described potential difference, so that a large amount of plasma leaks into the exhaust space.

배기 공간으로 플라즈마가 누출되면, 배기관에서 이상 방전이 발생할 수도 있어, 해당 배기관을 파손시킬 우려가 있다. 또한, 처리 공간의 플라즈마 밀도가 저하되어, 웨이퍼에 소망하는 플라즈마 처리를 실시하기 어려워질 수도 있다.If the plasma leaks into the exhaust space, abnormal discharge may occur in the exhaust pipe, which may damage the exhaust pipe. In addition, the plasma density of the processing space may be lowered, making it difficult to perform a desired plasma treatment on the wafer.

이에 따라, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지하는 수많은 방법이 개발되어 있다. 예컨대, 기판 처리실의 애노드/캐소드비(anode/cathode ratio)를 크게 하면 배기 공간으로의 플라즈마의 누출이 감소하는 것이 알려져 있어, 기판 처리실의 애노드/캐소드비를 크게 하는 방법, 구체적으로는 기판 처리실 내에 배치된 웨이퍼의 탑재대의 측면 면적을 크게 하는 방법, 처리 공간과 배기 공간 사이에 배기 플레이트를 마련하는 방법 및 전기적 도통에 의해서 전술한 전위차를 해소하는 방법(예컨대, 일본 특허 공개 공보 제 2001-240973 호 참조)이 알려져 있다.Accordingly, a number of methods have been developed to prevent leakage of plasma into the exhaust space. For example, it is known that increasing the anode / cathode ratio of the substrate processing chamber reduces the leakage of plasma into the exhaust space, thereby increasing the anode / cathode ratio of the substrate processing chamber, specifically, in the substrate processing chamber. A method of increasing the side surface area of the mounted wafer, a method of providing an exhaust plate between the processing space and the exhaust space, and a method of eliminating the aforementioned potential difference by electrical conduction (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-240973). Is known.

그러나, 기판 처리실의 애노드/캐소드비를 크게 하는 방법에서는, 플라즈마 처리 장치의 크기가 너무 커진다고 하는 문제가 있다. 또한, 배기판을 마련하는 방법에서는, 처리 공간으로부터의 잉여 가스 등의 배기 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한, 전위차를 해소하기 위해서는, 배기 공간에 면하는 장치 구성 부품을 절연성막으로 피복해야 하여, 플라즈마 처리 장치의 제조 비용이 증가된다는 문제가 있다. 따라서, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지하는 것은 곤란하다.However, in the method of increasing the anode / cathode ratio of the substrate processing chamber, there is a problem that the size of the plasma processing apparatus becomes too large. Moreover, in the method of providing an exhaust plate, there exists a problem that exhaust efficiency, such as surplus gas, from a processing space falls. In addition, in order to eliminate the potential difference, there is a problem that the device components facing the exhaust space must be covered with an insulating film, thereby increasing the manufacturing cost of the plasma processing apparatus. Therefore, it is difficult to prevent leakage of plasma into the exhaust space.

본 발명의 목적은 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus, a plasma processing method and a storage medium which can prevent leakage of plasma into an exhaust space.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 기판에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실을 갖는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 플라즈마 처리 장치는 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품을 더 갖고, 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 가지며, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인 플라즈마 처리 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate processing chamber having a processing space in which a plasma treatment is performed on a substrate, an exhaust space for exhausting gas out of the processing space, and an exhaust passage communicating the exhaust space with the processing space. A plasma processing apparatus comprising: a plasma processing apparatus further comprising a grounding component disposed in the exhaust passage and electrically grounded, the grounding component having a conductive portion made of a conductive material, and exposed to the exhaust passage of the conductive portion; Provided is a plasma processing apparatus having an area of 100 to 1000 cm 2.

상기 구성에 의하면, 전기적으로 접지되는 접지 부품이 배기 공간과 처리 공 간을 연통시키는 배기 유로에 배치되고, 해당 접지 부품의 도전부의 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠의 범위이다. 처리 공간으로 배기 유로로 유입된 플라즈마 중의 전자는 접지 부품에 도입된다. 또한, 접지 부품의 도전부의 배기 유로에 대한 노출 면적이 100㎠ 이상이기 때문에, 도전부와 전자의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 전자가 배기 공간으로 인입되지 않아, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있다. 또한, 접지 부품의 도전부의 배기 유로에 대한 노출 면적이 1000㎠ 이하이기 때문에, 접지 부품에 의해서 처리 공간의 전압이 과도하게 저하되는 것을 방지할 수 있어, 플라즈마 착화 성능의 저하를 방지할 수 있다.According to the above configuration, an electrically grounded ground part is disposed in the exhaust flow path that communicates the exhaust space and the processing space, and the exposed area of the conductive part of the ground part in the exhaust flow path is in the range of 100 to 1000 cm 2. Electrons in the plasma introduced into the exhaust passage into the processing space are introduced into the ground component. Moreover, since the exposed area to the exhaust flow path of the conductive part of the ground component is 100 cm 2 or more, the contact area between the conductive part and the electron can be sufficiently secured. As a result, electrons are not drawn into the exhaust space, and leakage of plasma into the exhaust space can be prevented. In addition, since the exposed area of the conductive part of the grounding part to the exhaust flow path is 1000 cm 2 or less, the voltage of the processing space can be prevented from being excessively lowered by the grounding part, and the degradation of the plasma ignition performance can be prevented.

바람직하게는, 플라즈마 처리 장치는 처리 공간으로 DC 전압을 인가하는 DC 전극을 더 갖는다.Preferably, the plasma processing apparatus further has a DC electrode for applying a DC voltage to the processing space.

상기 구성에 의하면, 처리 공간으로 DC 전압을 인가하는 DC 전극을 제공한다. 처리 공간으로 DC 전압을 인가하면, 처리 공간에서 다량의 전자가 생성된다. 그러나, 배기 유로에 다량의 전자가 유입되더라도, 전자는 접지 부품으로 유도된다. 그 결과, 다량의 전자가 배기 공간으로 인입되지 않아, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있다.According to the above configuration, a DC electrode for applying a DC voltage to the processing space is provided. When a DC voltage is applied to the processing space, a large amount of electrons are generated in the processing space. However, even if a large amount of electrons flow into the exhaust flow path, the electrons are directed to the ground component. As a result, a large amount of electrons are not drawn into the exhaust space, and leakage of plasma into the exhaust space can be prevented.

바람직하게는, 도전성 재료는 실리콘, 실리콘 카바이드 및 비정질 카본으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.Preferably, the conductive material comprises at least one selected from the group consisting of silicon, silicon carbide and amorphous carbon.

상기 구성에 의하면, 접지 부품의 도전부를 구성하는 도전성 재료는 실리콘, 실리콘 카바이드 및 비정질 카본으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 를 포함한다. 그 결과, 접지 부품이 금속 오염원으로 되지 않아, 기판에 대한 금속 오염을 방지할 수 있다.According to the above configuration, the conductive material constituting the conductive portion of the grounding component includes at least one selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and amorphous carbon. As a result, the grounding component does not become a metal contamination source, so that metal contamination on the substrate can be prevented.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 기판에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실과, 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품을 갖되, 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 갖고, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 방법에 있어서, 상기 처리 공간에서 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 단계와, 상기 플라즈마 중의 전자를 상기 접지 부품으로 도입하는 전자 도입 단계를 갖는 플라즈마 처리 방법을 제공한다.Moreover, in order to achieve the said objective, this invention has the processing space to which a plasma process is performed to a board | substrate, the exhaust space for exhausting gas out of the said processing space, and the exhaust flow path which communicates the said exhaust space and the said processing space. A plasma processing apparatus having a substrate processing chamber and a grounding component disposed in the exhaust passage and electrically grounded, wherein the grounding component has a conductive portion made of a conductive material, and the exposed area of the conductive portion is 100-1000 cm 2. In the plasma processing method of the present invention, there is provided a plasma processing method comprising a plasma generation step of generating a plasma in the processing space, and an electron introduction step of introducing electrons in the plasma to the ground component.

상기 구성에 의하면, 배기 유로에 의해서 배기 공간과 연통된 처리 공간에서 플라즈마가 생성되어, 해당 플라즈마 중의 전자가, 배기 유로에 노출되는 배기 유로에 대한 노출 면적이 100~1000㎠의 범위내인 도전부를 갖고 전기적으로 접지되는 접지 부품에 도입된다. 접지 부품의 도전부의 배기 유로에 대한 노출 면적이 100㎠ 이상이기 때문에, 도전부와 전자의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 전자가 배기 공간으로 인입되지 않아, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있다. 또한, 접지 부품의 도전부의 배기 유로에 대한 노출 면적이 1000㎠ 이하이기 때문에, 처리 공간의 전압이 접지 부품에 의해서 과도하게 저하되는 것을 방지할 수 있어, 플라즈마 착화 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the above configuration, a plasma is generated in the processing space communicated with the exhaust space by the exhaust flow path, and the conductive portion having an exposed area with respect to the exhaust flow path where electrons in the plasma are exposed to the exhaust flow path is in the range of 100 to 1000 cm 2. And is introduced into a grounded component that is electrically grounded. Since the exposed area to the exhaust flow path of the conductive part of the ground component is 100 cm 2 or more, the contact area between the conductive part and the electron can be sufficiently secured. As a result, electrons are not drawn into the exhaust space, and leakage of plasma into the exhaust space can be prevented. In addition, since the exposed area of the conductive part of the grounding part to the exhaust flow path is 1000 cm 2 or less, the voltage in the processing space can be prevented from being excessively lowered by the grounding part, and the plasma ignition performance can be prevented from being lowered. .

바람직하게는, 플라즈마 처리 방법은 처리 공간으로 DC 전압을 인가하는 DC 전압 인가 단계를 더 포함하고 있다.Preferably, the plasma processing method further includes a DC voltage applying step of applying a DC voltage to the processing space.

상기 구성에 의하면, 처리 공간에 DC 전압이 인가된다. 처리 공간에 DC 전압이 인가되면, 해당 처리 공간에 다량의 전자가 발생한다. 그러나, 다량의 전자가 배기 유로에 유입되더라도, 해당 전자가 접지 부품으로 도입된다. 그 결과, 다량의 전자가 배기 공간으로 인입되지 않아, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있다.According to the above configuration, a DC voltage is applied to the processing space. When a DC voltage is applied to the processing space, a large amount of electrons are generated in the processing space. However, even if a large amount of electrons flow into the exhaust flow path, the electrons are introduced into the ground component. As a result, a large amount of electrons are not drawn into the exhaust space, and leakage of plasma into the exhaust space can be prevented.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 기판에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실과, 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품을 구비하되, 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 갖고, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 방법을 컴퓨터에게 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서, 상기 프로그램은 상기 처리 공간에서 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 모듈과, 상기 플라즈마 중의 전자를 상기 접지 부품으로 도입하는 전자 도입 모듈을 갖는 기억 매체를 제공한다.Moreover, in order to achieve the said objective, this invention has the processing space to which a plasma process is performed to a board | substrate, the exhaust space for exhausting gas out of the said processing space, and the exhaust flow path which communicates the said exhaust space and the said processing space. And a substrate processing chamber and a grounding component disposed in the exhaust passage and electrically grounded, wherein the grounding component has a conductive portion made of a conductive material, and the exposed area of the conductive portion is 100-1000 cm 2. A computer readable storage medium storing a program for causing a computer to execute a plasma processing method in an apparatus, the program comprising: a plasma generating module for generating plasma in the processing space; and introducing electrons in the plasma into the grounding component; Provide a storage medium having an electronic introduction module The.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징, 장점은 첨부 도면과 관련한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.

지금, 본 발명에 대해서, 해당 실시예에서의 첨부 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Now, this invention is demonstrated in detail below with reference to the accompanying drawings in the said Example.

도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 기판으로서의 반도체 웨이퍼 W에 RIE(Reactive Ion Etching) 처리를 실시하도록 구성되어 있다.1 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment. This plasma processing apparatus is configured to perform a reactive ion etching (RIE) process on a semiconductor wafer W as a substrate.

도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)는 원통형의 기판 처리실(11)을 갖고, 해당 기판 처리실(11)은 상부에 처리 공간 PS를 갖는다. 처리 공간 PS에는 후술하는 플라즈마가 발생한다. 또한, 기판 처리실(11) 내에는, 예컨대, 직경이 300㎜인 반도체 웨이퍼 W(이하, 간단히 「웨이퍼 W」라고 함)를 탑재하는 탑재대(stage)로서의 원기둥 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다. 기판 처리실(11)의 내벽면은 측벽 부재(13)로 덮어져 있다. 해당 측벽 부재(13)는 알루미늄으로 이루어지고, 그 처리 공간 PS에 면하는 면은 산화이트륨이나 소정의 두께를 갖는 알루마이트로 코팅되어 있다. 기판 처리실(11)은 전기적으로 접지되어 있어, 측벽 부재(13)의 전위는 접지 전위다. 또한, 서셉터(12)는 도전성 재료, 예컨대, 알루미늄으로 이루어지는 도전체부(14)와, 해당 도전체부(14)의 측면을 덮는 절연성 재료로 이루어지는 서셉터 측면 피복 부재(15)를 갖는다.As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 10 has a cylindrical substrate processing chamber 11, and the substrate processing chamber 11 has a processing space PS thereon. The plasma described later is generated in the processing space PS. In the substrate processing chamber 11, for example, a cylindrical susceptor 12 as a stage for mounting a semiconductor wafer W having a diameter of 300 mm (hereinafter referred to simply as "wafer W") is disposed. It is. The inner wall surface of the substrate processing chamber 11 is covered with the side wall member 13. The side wall member 13 is made of aluminum, and the surface facing the processing space PS is coated with yttrium oxide or alumite having a predetermined thickness. The substrate processing chamber 11 is electrically grounded, and the potential of the side wall member 13 is a ground potential. The susceptor 12 also has a conductor portion 14 made of a conductive material such as aluminum and a susceptor side covering member 15 made of an insulating material covering the side surface of the conductor portion 14.

플라즈마 처리 장치(10)에서는, 서셉터(12) 위쪽의 가스를 기판 처리실(11) 밖으로 배출하는 유로로서 기능하는 배기 유로(16)가 기판 처리실(11)의 내측벽과 서셉터(12)의 측면 사이에 형성된다. 이 배기 유로(16)에는, 다수의 통기 구멍(47)을 갖는 판 형상 부재인 배기 플레이트(17)가 배치된다. 해당 배기 플레이 트(17)는 배기 유로(16) 및, 기판 처리실(11)의 하부 공간인 배기 공간 ES를 구획한다. 여기서, 배기 유로(16)는 배기 공간 ES 및 처리 공간 PS를 연결시킨다. 또한, 배기 공간 ES에는 러핑 배기관(roughing exhaust pipe)(18) 및 주 배기관(19)이 개구되어 마련되어 있다. 러핑 배기관(18)에는 DP(dry pump)(도시하지 않음)가 접속되고, 주 배기관(19)에는 TMP(turbo-molecular-pump)(도시하지 않음)가 접속된다. 또한, 배기 공간 ES에서, 해당 배기 공간 ES에 면하는 부품 및 내벽의 표면은 도전성 재료가 노출되어 있으며, 매우 얇은 절연성막으로만 덮어져 있다. 따라서, 처리 공간 PS 및 배기 공간 ES 사이에 전위차가 발생한다.In the plasma processing apparatus 10, an exhaust flow path 16 serving as a flow path for discharging the gas above the susceptor 12 out of the substrate processing chamber 11 is formed between the inner wall of the substrate processing chamber 11 and the susceptor 12. It is formed between the sides. In the exhaust flow path 16, an exhaust plate 17, which is a plate-like member having a plurality of vent holes 47, is disposed. The exhaust plate 17 partitions the exhaust passage 16 and the exhaust space ES, which is a lower space of the substrate processing chamber 11. Here, the exhaust flow path 16 connects the exhaust space ES and the processing space PS. In addition, a rough exhaust pipe 18 and a main exhaust pipe 19 are provided in the exhaust space ES. A DP (dry pump) (not shown) is connected to the rough exhaust pipe 18, and a turbo-molecular-pump (TMP) (not shown) is connected to the main exhaust pipe 19. In the exhaust space ES, the surface of the component and the inner wall facing the exhaust space ES are exposed with a conductive material and are only covered with a very thin insulating film. Thus, a potential difference occurs between the processing space PS and the exhaust space ES.

러핑 배기관(18), 주 배기관(19), DP 및 TMP는 모두 배기 장치를 구성한다. 러핑 배기관(18) 및 주 배기관(19)은 처리 공간 PS 내의 가스를 배기 유로(16) 및 배기 공간 ES를 거쳐서 기판 처리실(11)의 외부로 배출한다. 구체적으로는, 러핑 배기관(18)은 기판 처리실(11) 내를 대기압으로부터 저진공 상태까지 감압하고, 주 배기관(19)은 러핑 배기관(18)과 협력하여 기판 처리실(11) 내를 대기압으로부터 저진공 상태보다 낮은 압력인 고(高)진공 상태(예컨대, 133Pa(1Torr) 이하)까지 감압한다.The rough exhaust pipe 18, the main exhaust pipe 19, the DP and the TMP all constitute an exhaust device. The rough exhaust pipe 18 and the main exhaust pipe 19 discharge the gas in the processing space PS to the outside of the substrate processing chamber 11 via the exhaust passage 16 and the exhaust space ES. Specifically, the rough exhaust pipe 18 depressurizes the inside of the substrate processing chamber 11 from the atmospheric pressure to the low vacuum state, and the main exhaust pipe 19 cooperates with the rough exhaust pipe 18 to store the inside of the substrate processing chamber 11 from the atmospheric pressure. The pressure is reduced to a high vacuum state (for example, 133 Pa (1 Torr or less)) which is a pressure lower than a vacuum state.

서셉터(12)의 도전체부(14)에는 무선 주파수 전원(20)이 정합기(matcher)(21)를 거쳐서 접속되어 있다. 해당 무선 주파수 전원(20)은 비교적 높은 주파수, 예컨대, 40㎒의 무선 주파수 전력을 도전체부(14)에 공급한다. 이에 따라, 서셉터(12)의 도전체부(14)는 RF 전극으로서 기능한다. 정합기(21)는, 도전체부(14)로부터의 무선 주파수 전력의 반사를 저감하여, 무선 주파수 전력의 도전 체부(14)로의 공급 효율을 최대로 한다. 또한, 도전체부(14)에는, 또 다른 무선 주파수 전원(22)이 정합기(23)를 거쳐서 접속되어 있다. 해당 또 다른 무선 주파수 전원(22)은 무선 주파수 전원(20)이 공급하는 무선 주파수 전력보다 낮은 주파수, 예컨대, 2㎒의 무선 주파수 전력을 도전체부(14)에 공급한다. 정합기(23)는 정합기(21)와 동일한 기능을 갖는다. 이상으로부터, 서셉터(12)는 40㎒의 무선 주파수 전력 및 2㎒의 무선 주파수 전력을 처리 공간 PS에 인가한다.The radio frequency power supply 20 is connected to the conductor portion 14 of the susceptor 12 via a matcher 21. The radio frequency power supply 20 supplies the radio frequency power of a relatively high frequency, for example, 40 MHz, to the conductor portion 14. As a result, the conductor portion 14 of the susceptor 12 functions as an RF electrode. The matcher 21 reduces reflection of radio frequency power from the conductor portion 14 and maximizes the supply efficiency of the radio frequency power to the conductor portion 14. In addition, another radio frequency power supply 22 is connected to the conductor portion 14 via the matching unit 23. The other radio frequency power supply 22 supplies the conductor portion 14 with radio frequency power of a frequency lower than the radio frequency power supplied by the radio frequency power supply 20, for example, 2 MHz. The matcher 23 has the same function as the matcher 21. From the above, the susceptor 12 applies the radio frequency power of 40 MHz and the radio frequency power of 2 MHz to the processing space PS.

서셉터(12)의 상부에는, 전극판(24)을 내부에 갖는 디스크 형상의 정전척(25)이 배치되어 있다. 서셉터(12)가 웨이퍼 W를 탑재할 때, 해당 웨이퍼 W는 정전척(25)상에 배치된다. 전극판(24)에는 DC 전원(26)이 전기적으로 접속되어 있다. 전극판(24)에 음(negative)의 DC 전압이 인가되면, 웨이퍼 W의 뒷면에는 정전위가 발생한다. 따라서, 전극판(24)과 웨이퍼 W의 뒷면 사이에 전위차가 발생하여, 해당 전위차에 기인하는 쿨롱력(Coulomb force) 또는 죤슨-라벡(Johnsen-Rahbek)력에 의해서 웨이퍼 W는 정전척(25)의 상면에 흡착 유지된다.In the upper part of the susceptor 12, the disk-shaped electrostatic chuck 25 which has the electrode plate 24 inside is arrange | positioned. When the susceptor 12 mounts the wafer W, the wafer W is disposed on the electrostatic chuck 25. The DC power supply 26 is electrically connected to the electrode plate 24. When a negative DC voltage is applied to the electrode plate 24, an electrostatic potential is generated on the back side of the wafer W. Accordingly, a potential difference occurs between the electrode plate 24 and the back surface of the wafer W, and the wafer W is subjected to the electrostatic chuck 25 by the Coulomb force or the Johnson-Rahbek force caused by the potential difference. Adsorption is maintained on the upper surface of the.

서셉터(12)의 상부에는, 서셉터(12)의 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 주위를 둘러싸도록 고리 형상의 포커스링(27)이 배치된다. 이 포커스 링(27)은 실리콘(Si) 또는 실리카(SiO2)로 이루어진다. 포커스 링(27)은 처리 공간 PS에 노출되고, 해당 처리 공간 PS의 플라즈마를 웨이퍼 W의 정면을 향해 포커싱하여, 이에 따라 RIE 처리의 효율을 향상시킨다. 또한, 포커스 링(27)의 주위에는, 해당 포커스 링(27)의 측면을 보호하는, 석영(quartz)으로 이루어지는 고리 형상의 커버 링(cover ring)(28)이 배치되어 있다.At an upper portion of the susceptor 12, an annular focus ring 27 is disposed to surround the wafer W adsorbed and held on the upper surface of the susceptor 12. The focus ring 27 is made of silicon (Si) or silica (SiO 2 ). The focus ring 27 is exposed to the processing space PS, and focuses the plasma of the processing space PS toward the front of the wafer W, thereby improving the efficiency of the RIE process. In addition, an annular cover ring 28 made of quartz is disposed around the focus ring 27 to protect the side surface of the focus ring 27.

서셉터(12)의 내부에는, 예컨대, 서셉터(12)의 원주 방향으로 연장되는 고리 형상의 냉매실(29)이 마련된다. 이 냉매실(29)에는, 냉각 유닛(chiller unit)(도시하지 않음)으로부터 냉매용 배관(30)을 거쳐서 소정 온도의 냉매, 예컨대, 냉각수나 Galden(등록상표)액이 순환된다. 해당 냉매의 온도에 의해서 서셉터(12)의 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 처리 온도가 제어된다.Inside the susceptor 12, for example, an annular coolant chamber 29 extending in the circumferential direction of the susceptor 12 is provided. In this refrigerant chamber 29, a refrigerant having a predetermined temperature, for example, cooling water or Galden (registered trademark) liquid, is circulated from a cooling unit (not shown) to the refrigerant pipe 30. The processing temperature of the wafer W adsorbed and held on the upper surface of the susceptor 12 is controlled by the temperature of the refrigerant.

서셉터(12)의 상면의 웨이퍼 W가 흡착 유지되는 부분(이하, 「흡착면」이라 함)에는, 복수의 열 전도 가스 공급 구멍(31)이 마련되어 있다. 상기 열 전도 가스 공급 구멍들(31)은 서셉터(12) 내부에 배치된 열 전도 가스 공급 라인(32)을 거쳐서 열 전도 가스 공급부(도시하지 않음)에 접속된다. 해당 열 전도 가스 공급부는 열 전도 가스로서의 헬륨(He) 가스를, 열 전도 가스 공급 구멍(31)을 거쳐서 흡착면 및 웨이퍼 W의 뒷면간의 간격(gap)에 공급한다.A plurality of heat conduction gas supply holes 31 are provided in a portion where the wafer W on the upper surface of the susceptor 12 is adsorbed and held (hereinafter, referred to as an "adsorption surface"). The heat conduction gas supply holes 31 are connected to a heat conduction gas supply unit (not shown) via a heat conduction gas supply line 32 disposed inside the susceptor 12. The heat conduction gas supply part supplies helium (He) gas as a heat conduction gas to the gap between the adsorption surface and the back surface of the wafer W via the heat conduction gas supply hole 31.

서셉터(12)의 흡착면에는, 서셉터(12)의 상면으로부터 돌출되도록 이루어져 있는 리피팅 핀(lifting pins)으로서의 복수의 푸셔 핀(pusher pins)(33)이 배치되어 있다. 이들 푸셔 핀(33)은 볼 나사(도시하지 않음)를 거쳐서 모터(도시하지 않음)와 접속되고, 볼나사에 의해서 직선 운동으로 변환된 모터의 회전 운동에 기인하여 서셉터(12)의 흡착면으로부터 돌출되게 된다. 웨이퍼 W에 RIE 처리를 실시하기 위해서 웨이퍼 W를 서셉터(12)의 흡착면에 흡착 유지할 때에는, 푸셔 핀(33)은 서셉터(12)에 수용되고, RIE 처리가 실시된 후에 웨이퍼 W를 기판 처리실(11)로부터 반출할 때에는, 푸셔 핀(33)은 서셉터(12)의 상면으로부터 돌출되어 웨이퍼 W를 서셉터(12)로부터 이격시켜 위쪽으로 리프팅한다.On the suction surface of the susceptor 12, a plurality of pusher pins 33 are provided as lifting pins which protrude from the upper surface of the susceptor 12. As shown in FIG. These pusher pins 33 are connected to a motor (not shown) via a ball screw (not shown), and the suction surface of the susceptor 12 is caused by the rotational movement of the motor converted into linear motion by a ball screw. Will protrude from. When the wafer W is adsorbed and held on the adsorption surface of the susceptor 12 in order to perform the RIE process on the wafer W, the pusher pin 33 is accommodated in the susceptor 12, and the wafer W is substrate after the RIE process is performed. When unloading from the process chamber 11, the pusher pin 33 protrudes from the upper surface of the susceptor 12 to lift the wafer W away from the susceptor 12 and lift upwards.

기판 처리실(11)의 천장부에는, 서셉터(12)와 대향하도록 가스 도입 샤워 헤드(34)가 배치되어 있다. 가스 도입 샤워 헤드(34)는 버퍼실(35)이 내부에 형성된, 절연성 재료로 이루어지는 전극판 지지체(36)와, 해당 전극판 지지체(36)로부터 지지되는 상부 전극판(37)을 구비한다. 상부 전극판(37)은 처리 공간 PS에 그 아래면이 노출된다. 상부 전극판(37)은 도전성 재료, 예컨대, 실리콘으로 이루어지는 디스크 형상의 부재이다. 상부 전극판(37)의 주연부는 절연성 재료로 이루어지는 고리 형상의 쉴드 링(shield ring)(38)에 의해서 덮어진다. 따라서, 상부 전극판(37)은 접지 전위인 기판 처리실(11)의 벽으로부터 전극판 지지체(36) 및 쉴드 링(38)에 의해서 전기적으로 절연되어 있다.The gas introduction shower head 34 is disposed in the ceiling portion of the substrate processing chamber 11 so as to face the susceptor 12. The gas introduction shower head 34 includes an electrode plate support 36 made of an insulating material and an upper electrode plate 37 supported by the electrode plate support 36 in which a buffer chamber 35 is formed. The bottom surface of the upper electrode plate 37 is exposed to the processing space PS. The upper electrode plate 37 is a disk-shaped member made of a conductive material such as silicon. The periphery of the upper electrode plate 37 is covered by an annular shield ring 38 made of an insulating material. Accordingly, the upper electrode plate 37 is electrically insulated from the wall of the substrate processing chamber 11 at the ground potential by the electrode plate support 36 and the shield ring 38.

DC 전원(39)은 상부 전극판(37)과 전기적으로 접속되어 있고, 상부 전극판(37)에는 음의 DC 전압이 인가되어 있다. 따라서, 상부 전극판(37)은 처리 공간 PS에 DC 전압을 인가한다. 상부 전극판(37)에는 DC 전압이 인가되기 때문에, 상부 전극판(37)과 DC 전원(39) 사이에 정합기를 배치할 필요가 없어, 종래의 플라즈마 처리 장치와 같이 상부 전극판에 정합기를 거쳐서 무선 주파수 전원을 접속하는 경우에 비해서, 플라즈마 처리 장치(10)의 구조를 간소화할 수 있다.The DC power supply 39 is electrically connected to the upper electrode plate 37, and a negative DC voltage is applied to the upper electrode plate 37. Therefore, the upper electrode plate 37 applies a DC voltage to the processing space PS. Since a DC voltage is applied to the upper electrode plate 37, there is no need to arrange a matching device between the upper electrode plate 37 and the DC power supply 39, and through the matching electrode through the upper electrode plate like a conventional plasma processing apparatus. Compared with the case where the radio frequency power supply is connected, the structure of the plasma processing apparatus 10 can be simplified.

전극판 지지체(36)의 버퍼실(35)에는 처리 가스 공급부(도시하지 않음)로부터의 처리 가스 도입관(40)이 접속되어 있다. 또한, 가스 도입 샤워 헤드(34)는 버퍼실(35)을 처리 공간 PS에 연결시키는 복수의 가스 구멍(41)을 갖는다. 가스 도입 샤워 헤드(34)는 처리 가스 도입관(40)으로부터 버퍼실(35)로 공급된 처리 가 스를 가스 구멍(41)을 통해 처리 공간 PS로 공급한다.The process gas introduction pipe 40 from a process gas supply part (not shown) is connected to the buffer chamber 35 of the electrode plate support body 36. In addition, the gas introduction shower head 34 has a plurality of gas holes 41 that connect the buffer chamber 35 to the processing space PS. The gas introduction shower head 34 supplies the processing gas supplied from the processing gas introduction pipe 40 to the buffer chamber 35 through the gas hole 41 to the processing space PS.

기판 처리실(11)의 측벽에는, 푸셔 핀(33)에 의해서 서셉터(12)로부터 위쪽으로 리프팅된 웨이퍼 W의 높이에 대응하는 위치에 웨이퍼 W의 반출입구(42)가 마련되어 있다. 반출입구(42)에는, 해당 반출입구(42)를 개폐하는 게이트 밸브(43)가 마련되어 있다.In the side wall of the substrate processing chamber 11, the carrying-out port 42 of the wafer W is provided in the position corresponding to the height of the wafer W lifted upward from the susceptor 12 by the pusher pin 33. At the inlet / outlet 42, the gate valve 43 which opens and closes the said inlet / outlet 42 is provided.

이 플라즈마 처리 장치(10)의 기판 처리실(11) 내에서는, 상술한 바와 같이, 서셉터(12)의 도전체부(14)가 서셉터(12)와 상부 전극판(37) 사이의 공간 즉 처리 공간 PS에 무선 주파수 전력을 인가함으로써, 가스 도입 샤워 헤드(34)로부터 처리 공간 PS로 공급된 처리 가스를 고밀도의 플라즈마로 변환하여 양이온이나 래디컬을 발생시킨다. 또한, 상부 전극판(37)이 처리 공간 PS에 DC 전압을 인가함으로써 플라즈마를 소망하는 상태로 유지한다. 양이온이나 래디컬에 의해서 웨이퍼 W에 RIE 처리를 실시한다.In the substrate processing chamber 11 of the plasma processing apparatus 10, as described above, the conductor portion 14 of the susceptor 12 is a space or processing between the susceptor 12 and the upper electrode plate 37. By applying radio frequency power to the space PS, the processing gas supplied from the gas introduction shower head 34 to the processing space PS is converted into a high density plasma to generate cations or radicals. In addition, the upper electrode plate 37 maintains the plasma in a desired state by applying a DC voltage to the processing space PS. RIE treatment is performed on the wafer W by cation or radical.

또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 배기 유로(16)에서의 배기 플레이트(17)의 근방에 접지 링(44)(접지 부품)이 배치되어 있다. 접지 링(44)은 전기적으로 접지되어 있는, 도전성 재료, 예컨대, 실리콘으로 이루어지는 도전부(45)와, 해당 도전부(45)의 표면을 덮는 절연성 재료로 이루어지는 절연성막(46)을 구비한다. 절연성막(46)은 도전부(45)의 표면을 부분적으로 덮고 있어, 해당 도전부(45)의 표면 일부는 배기 유로(16)에 대하여 노출된다. 배기 유로(16)에 노출된 도전부(45)의 노출 면적은 100~1000㎠의 범위 내로 설정된다. 또한, 접지 링(44)은 서셉터(12)의 측면을 둘러싸도록 배치되어 있다.In the plasma processing apparatus 10, a ground ring 44 (grounding component) is disposed in the vicinity of the exhaust plate 17 in the exhaust flow path 16. The ground ring 44 includes an electrically conductive portion 45 made of a conductive material, for example, silicon, which is electrically grounded, and an insulating film 46 made of an insulating material covering the surface of the conductive portion 45. The insulating film 46 partially covers the surface of the conductive portion 45, and a part of the surface of the conductive portion 45 is exposed to the exhaust passage 16. The exposed area of the conductive part 45 exposed to the exhaust flow path 16 is set in the range of 100-1000 cm <2>. In addition, the ground ring 44 is arranged to surround the side of the susceptor 12.

플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간 PS에서 플라즈마가 생성되면, 해당 플라즈마 중의 전자는 처리 공간 PS와 배기 공간 ES간의 전위차에 따라 배기 유로(16)로 유입된다. 특히, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간 PS에 DC 전압이 인가되기 때문에, 해당 처리 공간 PS에 다량의 전자가 발생한다. 여기서, 일반적으로 전자는 해당 전자의 근방에 존재하는 양극으로 도입되기 때문에, 배기 유로(16)로 유입된 전자는 접지 링(44), 구체적으로는, 배기 유로(16)에 노출되는 도전부(45)의 표면에 도입된다. 그 결과, 배기 유로(16)로 유입된 전자가 배기 공간 ES에 인입되는 것을 방지한다.In the plasma processing apparatus 10, when plasma is generated in the processing space PS, electrons in the plasma flow into the exhaust flow path 16 in accordance with the potential difference between the processing space PS and the exhaust space ES. In particular, in the plasma processing apparatus 10, since a DC voltage is applied to the processing space PS, a large amount of electrons are generated in the processing space PS. Here, in general, electrons are introduced into the anode present in the vicinity of the electrons, so that the electrons introduced into the exhaust passage 16 are exposed to the ground ring 44, specifically, the conductive portion exposed to the exhaust passage 16 ( 45) is introduced to the surface. As a result, the electrons which flowed into the exhaust flow path 16 are prevented from entering the exhaust space ES.

다음에, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치가 실행하는 플라즈마 처리 방법에 대하여 설명한다.Next, a plasma processing method executed by the plasma processing apparatus according to the present embodiment will be described.

플라즈마 처리에서는, 우선, 웨이퍼 W가 기판 처리실(11) 내에 반입되어, 서셉터(12)의 정전척(25) 상에 배치되면, 정전척(25)은 웨이퍼 W를 흡착 유지한다.In the plasma process, first, the wafer W is loaded into the substrate processing chamber 11 and disposed on the electrostatic chuck 25 of the susceptor 12, and the electrostatic chuck 25 sucks and holds the wafer W.

다음에, 배기 장치가 기판 처리실(11) 내, 특히, 처리 공간 PS를 소정의 압력까지 감압하고, 가스 도입 샤워 헤드(34)가 처리 가스를 처리 공간 PS에 공급한다. 그 후, 서셉터(12)가 처리 공간 PS에 무선 주파수 전력을 인가하여, 공급된 처리 가스로부터 고밀도의 플라즈마를 생성해서 양이온이나 래디컬을 발생시킨다. 또한, 상부 전극판(37)이 처리 공간 PS에 DC 전압을 인가하여, 플라즈마를 소망하는 상태로 유지한다. 소망하는 상태로 유지된 양이온이나 래디컬은 웨이퍼 W에 RIE 처리를 실시한다.Next, the exhaust device depressurizes the processing space PS, in particular, the processing space PS to a predetermined pressure, and the gas introduction shower head 34 supplies the processing gas to the processing space PS. Thereafter, the susceptor 12 applies radio frequency power to the processing space PS to generate a high density plasma from the supplied processing gas to generate cations or radicals. In addition, the upper electrode plate 37 applies a DC voltage to the processing space PS to maintain the plasma in a desired state. The cations and radicals held in the desired state are subjected to RIE treatment on the wafer W.

RIE 처리 중에, 처리 공간 PS의 플라즈마 중의 전자는 처리 공간 PS와 배기 공간 ES간의 전위차에 따라 배기 유로(16)로 유입된다. 배기 유로(16)에 배치되어 있는 접지 링(44)은 배기 유로(16)에 노출되는 도전부(45)의 표면에 전자를 도입한다.During the RIE process, electrons in the plasma of the processing space PS flow into the exhaust flow path 16 in accordance with the potential difference between the processing space PS and the exhaust space ES. The ground ring 44 disposed in the exhaust flow path 16 introduces electrons into the surface of the conductive portion 45 exposed to the exhaust flow path 16.

웨이퍼 W의 RIE 처리가 종료되면, 배기 장치는 처리 공간 PS의 잉여 가스 등을 기판 처리실(11)의 외부로 배기하고, 플라즈마 처리 장치(10)는 웨이퍼 W를 기판 처리실(11)로부터 반출한 후에, 본 처리를 종료한다. When the RIE process of the wafer W is finished, the exhaust device exhausts the surplus gas of the processing space PS to the outside of the substrate processing chamber 11, and the plasma processing apparatus 10 carries out the wafer W from the substrate processing chamber 11. This process ends.

플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 전기적으로 접지된 접지 링(44)이 배기 공간 ES 및 처리 공간 PS를 함께 연결시키는 배기 유로(16)에 배치되어 있다. 그 결과, 처리 공간 PS의 플라즈마에 있어서의 전자가 배기 공간 ES로 인입되는 일이 없다. 또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 공간 PS에 DC 전압을 인가하는 상부 전극판(37)을 내부에 구비하고 있기 때문에, 처리 공간 PS에 인가되는 DC 전압에 의해서 해당 처리 공간 PS에 다량의 전자가 발생하지만, 해당 다량의 전자는 배기 유로(16)에 유입되더라도, 상기 전자가 접지 링(44)에 도입되기 때문에, 다량의 전자가 배기 공간 ES에 인입되는 일은 없다. 그 결과, 플라즈마의 배기 공간 ES로의 누출을 방지할 수 있다.According to the plasma processing apparatus 10, an electrically grounded ground ring 44 is disposed in the exhaust passage 16 connecting the exhaust space ES and the processing space PS together. As a result, electrons in the plasma of the processing space PS are not drawn into the exhaust space ES. In addition, since the plasma processing apparatus 10 includes an upper electrode plate 37 for applying a DC voltage to the processing space PS, a large amount of electrons are generated in the processing space PS by the DC voltage applied to the processing space PS. However, even if the large amount of electrons flows into the exhaust flow path 16, the electrons are introduced into the ground ring 44, so that a large amount of electrons do not enter the exhaust space ES. As a result, leakage of the plasma into the exhaust space ES can be prevented.

또한, 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서의 기판 처리실(11)의 애노드/캐소드비가 작더라도(즉, 서셉터(12)의 측면 면적이 작더라도), 배기 유로(16)에 배치된 접지 링(44)에 의해 전술한 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 예컨대, 애노드/캐소드비가 작은 경우에도, 플라즈마의 배기 공간 ES로의 누출을 방지할 수 있다.In addition, even if the anode / cathode ratio of the substrate processing chamber 11 in the plasma processing apparatus 10 is small (that is, the side area of the susceptor 12 is small), the ground ring disposed in the exhaust flow path 16 ( 44), the above-described effects can be obtained. As a result, for example, even when the anode / cathode ratio is small, leakage of the plasma into the exhaust space ES can be prevented.

상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 접지 링(44)이 배기 유로(16)에 있어 서의 배기 플레이트(17)의 근방에 배치되어 있다. 그러나, 배기 유로(16)에 있어서 전자의 밀도는 거의 균일한 것이 알려져 있어, 접지 링(44)은 배기 유로(16)에 있어서의 커버 링(28)의 근방에 배치되어도 좋다. 그러나, 접지 링(44)을 처리 공간 PS에 배치하면, 해당 접지 링(44)이 처리 공간 PS 중의 전자를 자신이 적극적으로 도입하여, 처리 공간 PS에서의 플라즈마를 소망하는 상태로 유지할 수 없어짐을 유념해야 한다. 따라서, 접지 링(44)을 처리 공간 PS에 배치하는 것은 바람직하지 않다.In the plasma processing apparatus 10 described above, the ground ring 44 is disposed in the vicinity of the exhaust plate 17 in the exhaust flow path 16. However, it is known that the density of electrons in the exhaust flow path 16 is almost uniform, and the ground ring 44 may be disposed in the vicinity of the cover ring 28 in the exhaust flow path 16. However, when the ground ring 44 is disposed in the processing space PS, the ground ring 44 actively introduces electrons in the processing space PS, and it becomes impossible to maintain the plasma in the processing space PS in a desired state. Keep in mind. Therefore, it is not preferable to arrange the ground ring 44 in the processing space PS.

또한, 배기 공간 ES에 개구되어 있는 러핑 배기관(18) 또는 주 배기관(19) 내에서 이상 방전이 발생하는 것을 방지하는 관점에서는, 플라즈마가 배기 플레이트(17)를 넘어가도, 플라즈마가 배기 플레이트(17)로부터 배기 공간 ES 내로 확산되는 것을 방지할 수 있는 것이 바람직하다. 이 목적을 달성하기 위해서는, 배기 플레이트(17)의 배기 공간 ES 측에, 배기 플레이트(17)에 있어서의 통기 구멍(47)의 개구부를 둘러싸도록 배치되는 접지 링(48)을 배치하는 것이 바람직하다(도 2 참조). 접지 링(48)은, 전기적으로 접지되는, 실리콘으로 이루어지는 도전부(49)와, 해당 도전부(49)의 표면을 부분적으로 덮는 절연막(50)을 구비한다. 접지 링(48)에서는, 통기 구멍(47)을 가스와 함께 통과하는 전자에 대하여 도전부(49)의 표면 일부가 노출된다. 따라서, 통기 구멍(47)을 통과한 전자는 도전부(49)의 상기 표면 일부에 도입된다. 그 결과, 배기 플레이트(17)를 넘어간 전자가 배기 공간 ES로 확산되는 것을 방지할 수 있다.Also, from the viewpoint of preventing abnormal discharge from occurring in the rough exhaust pipe 18 or the main exhaust pipe 19 opening in the exhaust space ES, even if the plasma passes over the exhaust plate 17, the plasma is exhaust plate 17. It is desirable to be able to prevent diffusion from the inside into the exhaust space ES. In order to achieve this object, it is preferable to arrange the ground ring 48 disposed on the exhaust space ES side of the exhaust plate 17 so as to surround the opening of the vent hole 47 in the exhaust plate 17. (See Figure 2). The ground ring 48 includes an electrically conductive portion 49 made of silicon and an insulating film 50 partially covering the surface of the electrically conductive portion 49. In the ground ring 48, a part of the surface of the conductive portion 49 is exposed to electrons passing through the vent hole 47 together with the gas. Thus, electrons passing through the vent hole 47 are introduced into a part of the surface of the conductive portion 49. As a result, the electrons beyond the exhaust plate 17 can be prevented from diffusing into the exhaust space ES.

플라즈마 처리 장치(10)에서는, 접지 링(44)의 도전부(45)는 실리콘으로 이 루어진다. 그 결과, 접지 링(44)이 금속 오염원으로 되는 일이 없어, 웨이퍼 W의 금속 오염의 발생을 방지할 수 있다. 또, 접지 링(44)의 도전부(45)를 구성하는 도전성 재료는 실리콘에 한정되지 않고, 예컨대, 실리콘 카바이드(silicon carbide)(SiC), 비정질 카본(amorphous carbon), 또는 금속 오염을 발생시키지 않는 금속이면 된다. 또한, 전자 도입의 관점에서는, 도전성 재료가 부피 저항률이 작은 것이 바람직하다.In the plasma processing apparatus 10, the conductive portion 45 of the ground ring 44 is made of silicon. As a result, the ground ring 44 does not become a metal contamination source, and generation of metal contamination of the wafer W can be prevented. In addition, the conductive material constituting the conductive portion 45 of the ground ring 44 is not limited to silicon, and for example, does not generate silicon carbide (SiC), amorphous carbon, or metal contamination. If the metal is not. In addition, from the viewpoint of electron introduction, it is preferable that the conductive material has a small volume resistivity.

또한, 접지 링(44)에서는, 도전부(45)의 표면이 절연성 재료로 이루어지는 절연성막(46)으로 덮어진다. 그러나, 도전부(45)가 절연성막(46)으로 덮어지는 일없이, 도전부(45)의 전체 표면이 배기 유로(16)에 노출되어도 된다. 그러나, 이 경우에도, 도전부(45)의 배기 유로(16)에 대한 노출 면적은 100~1000㎠의 범위 내로 설정된다.In the ground ring 44, the surface of the conductive portion 45 is covered with an insulating film 46 made of an insulating material. However, the entire surface of the conductive portion 45 may be exposed to the exhaust flow path 16 without the conductive portion 45 being covered with the insulating film 46. However, also in this case, the exposed area with respect to the exhaust flow path 16 of the electroconductive part 45 is set in the range of 100-1000 cm <2>.

또한, 본 발명을 적용할 수 있는 플라즈마 처리 장치는 처리 공간에서 플라즈마가 발생하는 장치이면 된다. 구체적으로는, 전술한 플라즈마 처리 장치(10)와 같이 무선 주파수 전극으로서의 서셉터(12)에 서로 다른 2개의 주파수의 무선 주파수 전력이 공급될 뿐만 아니라, 상부 전극판 및 서셉터에 하나의 무선 주파수 전력이 공급되거나 서셉터에 하나의 무선 주파수 전력이 공급될 수도 있다. 또한, 상부 전극판에 DC 전압이 인가되지 않는 경우이더라도, 처리 공간에 플라즈마가 생성되면, 해당 처리 공간에 전자가 여전히 발생하여, 상부 전극판에 DC 전압을 인가하지 않는 플라즈마 처리 장치의 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.In addition, the plasma processing apparatus to which the present invention can be applied may be a device for generating plasma in the processing space. Specifically, the radio frequency power of two different frequencies is supplied to the susceptor 12 as the radio frequency electrode like the plasma processing apparatus 10 described above, and one radio frequency is supplied to the upper electrode plate and the susceptor. Power may be supplied or one radio frequency power may be supplied to the susceptor. In addition, even when a DC voltage is not applied to the upper electrode plate, when plasma is generated in the processing space, electrons are still generated in the processing space, and thus, even in a plasma processing apparatus in which the DC voltage is not applied to the upper electrode plate. The invention can be applied.

또, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서 RIE 처리 등이 실시되는 기판은 반 도체 디바이스용의 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, LCD(Liquid Crystal Display), FPD(Flat Panel Display) 등에 이용하는 각종 기판이나, 포토마스크, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 된다.In addition, the board | substrate to which RIE process etc. are performed in the above-mentioned plasma processing apparatus 10 is not limited to the semiconductor wafer for semiconductor devices, Various substrates used for a liquid crystal display (LCD), a flat panel display (FPD), etc., A photomask, a CD board | substrate, a printed board, etc. may be sufficient.

또한, 본 발명의 목적은, 상술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기억한 기억 매체를 시스템혹 은 장치에 공급하여, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터(또는 CPU나 MPU 등)가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독 실행함으로써 달성될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system or apparatus with a storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments, wherein the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus is a storage medium. It will be appreciated that this may be achieved by reading out and executing the program code stored therein.

이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 실시예의 기능을 실현하여, 그 프로그램 코드 및 해당 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다.In this case, the program code itself read out from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention.

프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예컨대, 플로피(등록 상표) 디스크, 하드디스크, 광 자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD-RW 등의 광디스크, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 카드, 또는 ROM 등을 이용할 수도 있다. 이와 달리, 프로그램 코드를 네트워크를 통해 다운로드하여도 된다.Examples of storage media for supplying program codes include, for example, floppy disks, hard disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-RWs, An optical disc such as a DVD-RW, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, or a ROM may be used. Alternatively, program code may be downloaded via a network.

또한, 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행하는 것뿐만 아니라, 상기 프로그램 코드의 지시에 근거하여, 컴퓨터 상에서 동작하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 등이 실제의 동작의 일부 또는 전부를 실행하는 것에 의해서, 전술한 실시예의 기능을 실현할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Further, not only the program code read by the computer is executed, but also the OS (operating system) or the like operating on the computer executes part or all of the actual operation based on the instruction of the program code. It will be appreciated that the functionality of one embodiment may be realized.

또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 마련되는 메모리에 기록된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, 그 확장 기능을 확장 보드나 확장 유닛에 마련된 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행해서, 상술한 실시예의 기능이 실현됨을 이해할 수 있을 것이다.Furthermore, after the program code read from the storage medium is recorded in the memory provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the expansion function is expanded based on the instruction of the program code. It will be appreciated that the CPU or the like provided in the expansion unit performs part or all of the actual processing, thereby realizing the functions of the above-described embodiments.

(실시예)(Example)

다음에, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

(실시예 1)(Example 1)

먼저, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, DC 전원(39)으로부터 상부 전극판(37)으로 -600V의 DC 전압을 인가시키면서, 무선 주파수 전원(20)으로부터 40㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하고, 다른 무선 주파수 전원(22)으로부터 2㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하여, 처리 공간 PS에서 플라즈마를 생성하였다. 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값을 변경했을 때의, 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도를 관찰하였다.First, in the above-described plasma processing apparatus 10, 40 MHz of radio frequency power is applied from the radio frequency power source 20 while applying a DC voltage of -600 V from the DC power supply 39 to the upper electrode plate 37. Supplied to the conductor portion 14 of the acceptor 12, and radio frequency power of 2 MHz from the other radio frequency power supply 22 to the conductor portion 14 of the susceptor 12, thereby providing plasma in the processing space PS. Generated. The emission intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES when the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were changed was observed.

40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값은 각각 500W, 1000W 또는 2000W, 및 0W, 1000W 또는 2000W의 3레벨로 설정되었다. 관찰된 발광 강도(단위는 arb.units)를 하기 표 1에 나타낸다.The value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were set to three levels of 500W, 1000W or 2000W, and 0W, 1000W or 2000W, respectively. The observed luminescence intensities (units arb.units) are shown in Table 1 below.

Figure 112007022779288-PAT00001
Figure 112007022779288-PAT00001

(비교예 1)(Comparative Example 1)

먼저, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, 접지 링(44)을 서셉터(12)로부터 제거하였다. 또한, DC 전원(39)으로부터 상부 전극판(37)으로 -600V의 DC 전압을 인가시키면서, 무선 주파수 전원(20)으로부터 40㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하고, 다른 무선 주파수 전원(22)으로부터 2㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하여, 처리 공간 PS에서 플라즈마를 생성하였다. 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값을 변경했을 때의, 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도를 관찰하였다.First, in the plasma processing apparatus 10 described above, the ground ring 44 was removed from the susceptor 12. In addition, while applying a DC voltage of -600 V from the DC power supply 39 to the upper electrode plate 37, the radio frequency power of 40 MHz is transmitted from the radio frequency power supply 20 to the conductor portion 14 of the susceptor 12. 2 MHz of radio frequency power was supplied from the other radio frequency power supply 22 to the conductor part 14 of the susceptor 12, and the plasma was produced in process space PS. The emission intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES when the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were changed was observed.

40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값은, 실시예 1에서와 같이, 각각 500W, 1000W 또는 2000W, 및 0W, 1000W 또는 2000W의 3레벨로 설정되었다. 관찰된 발광 강도(단위는 arb.units)를 하기 표 2에 나타낸다.The value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were set to three levels of 500W, 1000W or 2000W, and 0W, 1000W or 2000W, respectively, as in the first embodiment. The observed luminescence intensity (units arb.units) is shown in Table 2 below.

Figure 112007022779288-PAT00002
Figure 112007022779288-PAT00002

표 1 및 표 2를 비교하면, 접지 링(44)이 배기 유로(16)에 배치되어 있지 않은 비교예1에서는, 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값에 관계없이, 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도가, 허용 가능한 배기 공간 ES로의 플라즈마의 누출량에 상당하는 발광 강도(이하, 「허용 발광 강도」라고 함)인 300arb.units를 대폭 상회하는 한편, 접지 링(44)이 배기 유로(16)에 배치되어 있는 실시예 1에서는, 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값에 관계없이, 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도가 허용 발광 강도를 항상 하회한다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 배기 유로(16)에 접지 링(44)을 마련함으로써 배기 공간 ES으로의 누출을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.Comparing Tables 1 and 2, in Comparative Example 1 in which the ground ring 44 is not disposed in the exhaust flow path 16, irrespective of the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz. The light emission intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES greatly exceeds 300arb.units, which is the light emission intensity (hereinafter referred to as the "allowed emission intensity") corresponding to the amount of plasma leakage into the allowable exhaust space ES, while the ground ring In Embodiment 1 in which 44 is disposed in the exhaust flow path 16, regardless of the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz, the luminous intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES is It was found that the emission intensity was always lower than that. Therefore, it has been found that the ground ring 44 is provided in the exhaust passage 16 to prevent leakage into the exhaust space ES.

다음에, 상부 전극판(37)에 DC 전압을 인가하지 않는 경우에 대하여 고찰하였다.Next, the case where DC voltage is not applied to the upper electrode plate 37 was considered.

(실시예 2)(Example 2)

먼저, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, DC 전원(39)으로부터 상부 전극판(37)으로 DC 전압을 인가하는 일 없이, 무선 주파수 전원(20)으로부터 40㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하고, 다른 무선 주파수 전원(22)으로부터 2㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하여, 처리 공간 PS에서 플라즈마를 생성하였다. 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값을 변경했을 때의, 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 상태, 즉, 플라즈마가 안정화되어 있는지 여부를 관찰하였다.First, in the above-described plasma processing apparatus 10, the susceptor receives 40 MHz radio frequency power from the radio frequency power supply 20 without applying a DC voltage from the DC power supply 39 to the upper electrode plate 37. Supplied to the conductor portion 14 of (12), and radio frequency power of 2 MHz from the other radio frequency power supply 22 is supplied to the conductor portion 14 of the susceptor 12 to generate plasma in the processing space PS. It was. When the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were changed, the state of the plasma in the processing space PS, that is, whether or not the plasma was stabilized was observed.

여기서도, 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값은 각각 500W, 1000W 또는 2000W, 및 0W, 1000W 또는 2000W의 3레벨로 설정되었다. 관찰된 플라즈마의 상태를 하기 표 3에 나타낸다.Here too, the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were set to three levels of 500W, 1000W or 2000W, and 0W, 1000W or 2000W, respectively. The state of the observed plasma is shown in Table 3 below.

Figure 112007022779288-PAT00003
Figure 112007022779288-PAT00003

(비교예)(Comparative Example)

먼저, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서, 접지 링(44)을 서셉터(12)로부터 제거하였다. 또한, DC 전원(39)으로부터 상부 전극판(37)으로 DC 전압을 인가하는 일 없이, 무선 주파수 전원(20)으로부터 40㎒의 무선 주파수 전력를 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하고, 다른 무선 주파수 전원(22)으로부터 2㎒의 무선 주파수 전력을 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급하여, 처리 공간 PS에서 플라즈마를 생성하였다. 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값을 변경했을 때의, 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 상태, 즉, 플라즈마가 안정화되어 있는지 여부를 관찰하였다.First, in the plasma processing apparatus 10 described above, the ground ring 44 was removed from the susceptor 12. In addition, 40 MHz of radio frequency power is supplied from the radio frequency power supply 20 to the conductor portion 14 of the susceptor 12 without applying a DC voltage from the DC power supply 39 to the upper electrode plate 37. The radio frequency power of 2 MHz from the other radio frequency power supply 22 was supplied to the conductor part 14 of the susceptor 12, and the plasma was produced in process space PS. When the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were changed, the state of the plasma in the processing space PS, that is, whether or not the plasma was stabilized was observed.

여기서도, 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값은 각각 500W, 1000W 또는 2000W, 및 0W, 1000W, 2000W의 3레벨로 설정되었다. 관찰된 플라즈마의 상태를 하기 표 4에 나타낸다.Here too, the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz were set to three levels of 500W, 1000W or 2000W, and 0W, 1000W, 2000W, respectively. The state of the observed plasma is shown in Table 4 below.

Figure 112007022779288-PAT00004
Figure 112007022779288-PAT00004

표 3 및 표 4를 비교하면, 접지 링(44)이 배기 유로(16)에 배치되어 있지 않은 비교예 2에서는, 낮은 전력이 공급되어 있는 경우에, 처리 공간 PS에서 플라즈마가 헌팅(hunting)되어 불안정한 상태로 되었다. 이것은, 낮은 전력으로 인해 처리 공간 PS의 플라즈마의 밀도가 낮아, 처리 공간 PS로부터 배기 공간 ES로의 플라즈마의 누출이 발생하여, 처리 공간 PS의 플라즈마가 안정한 상태를 유지할 수가 없었다고 생각되었다. 한편, 접지 링(44)이 배기 유로(16)에 배치되어 있는 실시예 2에서는, 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값에 관계없이, 플라즈마는 안정화되어 있었다. 이것은, 플라즈마가 배기 공간 ES로 누출되지 않아, 처리 공간 PS의 플라즈마 밀도가 낮을 때이더라도, 해당 플라즈마가 안정한 상태를 유지할 수 있었기 때문이라고 생각되었다.Comparing Tables 3 and 4, in Comparative Example 2 in which the ground ring 44 is not disposed in the exhaust flow path 16, when low power is supplied, plasma is hunted in the processing space PS. It became unstable. This is thought to be low because the density of the plasma of the processing space PS is low due to the low power, and leakage of plasma from the processing space PS to the exhaust space ES occurs, so that the plasma of the processing space PS cannot be maintained in a stable state. On the other hand, in the second embodiment in which the ground ring 44 is arranged in the exhaust flow path 16, the plasma was stabilized regardless of the value of the radio frequency power of 40 MHz and the value of the radio frequency power of 2 MHz. This was considered to be because the plasma did not leak into the exhaust space ES, so that the plasma could be maintained in a stable state even when the plasma density of the processing space PS was low.

따라서, 상부 전극판(37)에 DC 전압을 인가하지 않는 경우이더라도, 배기 유로(16)에 접지 링(44)을 배치함으로써 배기 공간 ES로의 플라즈마의 누출을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.Therefore, even when the DC voltage is not applied to the upper electrode plate 37, it has been found that by placing the ground ring 44 in the exhaust flow path 16, leakage of plasma to the exhaust space ES can be prevented.

다음에, 배기 유로(16)에 노출된, 접지 링(44)의 도전부(45)의 노출 면적에 대하여 고찰하였다.Next, the exposed area of the conductive portion 45 of the ground ring 44 exposed to the exhaust passage 16 was considered.

구체적으로는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 절연성막(46)을 모두 제거한 접지 링(44)(도 3(a))(노출 면적 : 788.8㎠), 절연성막(46)의 1㎜의 폭을 상면으로부터 제거한 접지 링(44)(도 3(b))(노출 면적 : 13.0㎠), 절연성막(46)의 3㎜ 폭을 상면으로부터 제거한 접지 링(44)(도 3(c))(노출 면적 : 39.1㎠), 절연성막(46)의 8㎜ 폭을 상면으로부터 제거한 접지 링(44)(도 3(d))(노출 면적 : 131.2㎠), 절연성막(46)의 8㎜ 폭의 상면 및 하면으로부터 제거한 접지 링(44)(도 3(e))(노출 면적 : 262.4㎠) 및, 절연성막(46)의 일부를 상면, 하면 및 측면의 각각으로부터 제거한 접지 링(44)(도 3(f))(노출 면적 : 372.4㎠)을 준비하여, 각 접지 링(44)을 배기 유로(16)에 배치했을 때에 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도를 관찰하였다. 여기서, DC 전원(39)으로부터 상부 전극판(37)으로 -600V의 DC 전압을 인가하고, 서셉터(12)의 도전체부(14)에 공급되는 40㎒의 무선 주파수 전력의 값 및 2㎒의 무선 주파수 전력의 값의 조합을 500W/0W, 500W/1000W, 500W/2000W, 1000W/0W 및 1000W/2000W으로 설정하였다. 관찰된 발광 강도를 도 4의 그래프에 나타낸다.Specifically, as shown in FIG. 3, the ground ring 44 (FIG. 3A) (exposure area: 788.8 cm 2) from which the insulating film 46 has been removed has a width of 1 mm of the insulating film 46. Ground ring 44 (FIG. 3 (b)) (exposed area: 13.0 cm <2>) which removed this from the upper surface, and ground ring 44 (FIG. 3 (c)) which removed the 3 mm width of the insulating film 46 from the upper surface. Exposed area: 39.1 cm 2), the ground ring 44 (FIG. 3 (d)) from which the 8 mm width of the insulating film 46 was removed from the upper surface (exposure area: 131.2 cm 2), and the 8 mm width of the insulating film 46. The ground ring 44 (FIG. 3 (e)) (exposed area: 262.4 cm <2>) removed from the upper surface and the lower surface, and the ground ring 44 with some portions of the insulating film 46 removed from each of the upper surface, the lower surface and the side surface (FIG. 3 (f)) (exposure area: 372.4 cm 2) was prepared, and the emission intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES was observed when each ground ring 44 was disposed in the exhaust flow path 16. Here, a DC voltage of -600 V is applied from the DC power supply 39 to the upper electrode plate 37, and the value of the radio frequency power of 40 MHz and 2 MHz of power supplied to the conductor portion 14 of the susceptor 12 is shown. The combination of values of radio frequency power was set to 500W / 0W, 500W / 1000W, 500W / 2000W, 1000W / 0W and 1000W / 2000W. The observed luminescence intensity is shown in the graph of FIG. 4.

도 4에 나타낸 그래프에서, 가로축은 도전부(45)의 노출 면적을 나타내고, 세로축은 발광 강도를 나타낸다. 또한, 500W/0W의 경우를 "◆"로 나타내고, 500W/1000W의 경우를 "▲"로 나타내고, 500W/2000W의 경우를 "×"로 나타내고, 1000W/0W의 경우를 "■"로 나타내며, 1000W/2000W의 경우를 "+"로 나타내었다.In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the exposed area of the conductive portion 45, and the vertical axis represents the light emission intensity. In addition, 500W / 0W is represented by "◆", 500W / 1000W is represented by "▲", 500W / 2000W is represented by "x", 1000W / 0W is represented by "■", The case of 1000W / 2000W is shown as "+".

도 4의 그래프로부터, 도전부(45)의 노출 면적이 100㎠ 이상이면, 배기 공간 ES로 누출된 플라즈마의 발광 강도가 허용 발광 강도를 하회하는 것을 알 수 있었다. 즉, 배기 유로(16)에 노출된 도전부(45)의 노출 면적을 100㎠ 이상으로 함으로써, 플라즈마의 배기 공간 ES로의 누출을 방지할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 발광 강도는, 노출 면적이 100㎠ 이상인 값 모두에 대해 거의 변화하지 않아, 노출 면적이 100㎠ 이상이면, 도전부(45)와 전자의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다는 것을 알 수 있었다.From the graph of FIG. 4, when the exposed area of the electrically conductive part 45 is 100 cm <2> or more, it turned out that the light emission intensity of the plasma leaked into the exhaust space ES is less than the allowable light emission intensity. That is, it was found that leakage of plasma into the exhaust space ES can be prevented by setting the exposed area of the conductive portion 45 exposed to the exhaust flow path 16 to 100 cm 2 or more. Further, it was found that the light emission intensity hardly changed with respect to all of the values of the exposed area of 100 cm 2 or more, and that the contact area between the conductive portion 45 and the electrons could be sufficiently secured if the exposed area was 100 cm 2 or more.

또한, 배기 유로(16)에 노출된 도전부(45)의 노출 면적이 1000㎠를 초과하는 접지 링(44)을 제작하여, 배기 유로(16)에 배치한 바, 배기 공간 ES로의 플라즈마의 누출은 관찰되지 않았지만, 처리 공간 PS에서의 플라즈마 착화 성능(plasma ignition performance)이 대폭 저하되었다. 이것은, 도전부(45)의 노출 면적이 지나치게 커서, 처리 공간 PS에서 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해서 인가한 전압이 도전부(45)로부터 누설되어, 즉, 처리 공간 PS의 전압이 접지 링(44)으로 인해 과도하게 저하되기 때문이라고 생각되었다. 따라서, 배기 유로(16)에 노출된 접지 링(44)의 도전부(45)의 노출 면적은 1000㎠ 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.In addition, a ground ring 44 having an exposed area of the conductive portion 45 exposed to the exhaust flow passage 16 exceeding 1000 cm 2 was produced and disposed in the exhaust flow passage 16, whereby plasma leaked into the exhaust space ES. Was not observed, but the plasma ignition performance in the processing space PS significantly decreased. This is because the exposed area of the conductive portion 45 is too large, and the voltage applied to generate the plasma from the processing gas in the processing space PS leaks from the conductive portion 45, that is, the voltage of the processing space PS becomes the ground ring ( 44) it was thought to be due to excessive degradation. Therefore, it was found that the exposed area of the conductive portion 45 of the ground ring 44 exposed to the exhaust flow path 16 is preferably 1000 cm 2 or less.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플라즈마의 배기 공간으로의 누출을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 기억 매체를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a storage medium capable of preventing leakage of plasma into the exhaust space can be obtained.

Claims (6)

기판상에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실과,A substrate processing chamber having a processing space in which plasma processing is performed on a substrate, an exhaust space for exhausting gas out of the processing space, and an exhaust flow path communicating the exhaust space with the processing space; 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품Grounding component disposed in the exhaust passage and electrically grounded 을 더 구비하되,With more 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 가지며,The grounding part has a conductive portion made of a conductive material, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인The exposed area to the exhaust flow path of the conductive portion is 100 to 1000 cm 2 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 처리 공간에 DC 전압을 인가하는 DC 전극을 더 갖는 플라즈마 처리 장치.And a DC electrode for applying a DC voltage to the processing space. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 재료는 실리콘, 실리콘 카바이드(silicon carbide) 및 비정질 카본(amorphous carbon)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함 하는 플라즈마 처리 장치.And the conductive material comprises at least one selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and amorphous carbon. 기판상에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실과, 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품을 갖되, 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 갖고, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 방법에 있어서,A substrate processing chamber having a processing space in which plasma processing is performed on a substrate, an exhaust space for exhausting gas out of the processing space, and an exhaust flow path communicating the exhaust space with the processing space, and disposed in the exhaust flow path and electrically In the plasma processing method of the plasma processing apparatus having a grounding part which is grounded, The grounding part has a conductive part which consists of a conductive material, and the exposed area to the said exhaust flow path of the said conductive part is 100-1000 cm <2>, 상기 처리 공간에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 단계와,Generating a plasma in the processing space; 상기 플라즈마 중의 전자를 상기 접지 부품으로 도입하는 전자 도입 단계An electron introduction step of introducing electrons in the plasma into the ground component 를 갖는 플라즈마 처리 방법.Plasma treatment method having a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 처리 공간에 DC 전압을 인가하는 DC 전압 인가 단계를 더 갖는 플라즈마 처리 방법.And a DC voltage applying step of applying a DC voltage to the processing space. 기판에 플라즈마 처리가 실시되는 처리 공간, 상기 처리 공간 밖으로 가스를 배기하기 위한 배기 공간, 및 상기 배기 공간과 상기 처리 공간을 연통시키는 배기 유로를 갖는 기판 처리실과, 상기 배기 유로에 배치되고 전기적으로 접지되는 접지 부품을 구비하되, 상기 접지 부품은 도전성 재료로 이루어지는 도전부를 갖고, 상기 도전부의 상기 배기 유로에 대한 노출 면적은 100~1000㎠인 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 처리 방법을 컴퓨터에게 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서,A substrate processing chamber having a processing space in which a plasma treatment is performed on a substrate, an exhaust space for exhausting gas out of the processing space, and an exhaust flow path communicating the exhaust space with the processing space, and electrically grounded in the exhaust flow path A grounding component is provided, wherein the grounding component has a conductive portion made of a conductive material, and a program for causing a computer to execute a plasma processing method in a plasma processing apparatus in which the exposed area of the conductive portion is 100 to 1000 cm 2. A computer-readable storage medium for storing, 상기 프로그램은 The program 상기 처리 공간에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 모듈과,A plasma generation module generating plasma in the processing space; 상기 플라즈마 중의 전자를 상기 접지 부품으로 도입하는 전자 도입 모듈An electron introduction module for introducing electrons in the plasma into the grounding component 을 갖는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.Computer-readable storage medium having a.
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