KR20210030199A - Plasma processing system and method of processing substrate - Google Patents

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아키히로 요코타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

An objective of the present invention is to provide a technique which suppresses a local increase in plasma processing speed at the center portion of a substrate. A plasma processing apparatus comprises a chamber, a substrate support, a plasma generation unit, and a first and a second electromagnet assembly. The substrate support is arranged in the chamber. The center of a substrate on the substrate support is positioned on the center axis of the chamber. The plasma generation unit is configured to generate plasma in the chamber. The first electromagnet assembly includes one or more first annular coils, is arranged over or above the chamber, and is configured to generate a first magnetic field in the chamber. The second electromagnet assembly includes one or more second annular coils, and is configured to generate a second magnetic field in the chamber. The second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support.

Description

플라즈마 처리 장치 및 기판을 처리하는 방법{PLASMA PROCESSING SYSTEM AND METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE}Plasma processing apparatus and method of processing a substrate {PLASMA PROCESSING SYSTEM AND METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE}

본 개시의 예시적 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 기판을 처리하는 방법에 관한 것이다.An exemplary embodiment of the present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a method of processing a substrate.

전자 디바이스의 제조에 있어서는, 플라즈마 처리가 기판에 대하여 행해지고 있다. 플라즈마 처리에는, 기판의 직경 방향에 있어서의 균일성이 요구된다. 기판의 직경 방향에 있어서의 플라즈마 처리의 균일성을 향상시키기 위하여, 일본 공개특허공보 2017-73518호(특허문헌 1)는, 전자석을 구비한 플라즈마 처리 장치가 이용되는 경우가 있다. 일본 공개특허공보 2017-73518호는, 전자석을 구비한 플라즈마 처리 장치를 개시하고 있다. 전자석은 챔버의 상방에 마련되어 있다. 전자석은, 챔버의 중심축선의 둘레에서 감겨진 코일을 갖는다. 전자석의 중심축선은, 연직 방향으로 뻗어 있다. 기판은, 그 중심이 중심축선 상에 위치하도록 기판 지지기 상에 재치된다.In the manufacture of electronic devices, plasma treatment is performed on a substrate. Plasma treatment requires uniformity in the radial direction of the substrate. In order to improve the uniformity of plasma processing in the radial direction of the substrate, Japanese Patent Laid-Open No. 2017-73518 (Patent Document 1) uses a plasma processing apparatus equipped with an electromagnet in some cases. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-73518 discloses a plasma processing apparatus equipped with an electromagnet. The electromagnet is provided above the chamber. The electromagnet has a coil wound around a central axis of the chamber. The central axis of the electromagnet extends in the vertical direction. The substrate is placed on the substrate support so that its center is located on the central axis.

그런데, 플라즈마 처리의 일종으로서, 기판의 실리콘막에 대한 플라즈마 에칭이 알려져 있다. 실리콘막은, 브로민화 수소 가스 및/또는 염소 가스로 생성된 플라즈마로부터의 화학종에 의하여 에칭된다. 이와 같은 플라즈마 처리에 대해서는, 일본 공개특허공보 2003-218093호에 기재되어 있다.By the way, as a kind of plasma treatment, plasma etching of a silicon film of a substrate is known. The silicon film is etched by chemical species from plasma generated with hydrogen bromide gas and/or chlorine gas. About such a plasma treatment, it is described in Japanese Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-218093.

본 개시는, 챔버의 중심축선의 둘레에서 감겨진 코일을 갖는 전자석을 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서 행해지는 플라즈마 처리의 처리 속도가, 기판의 중심부분에서 국소적으로 높아지는 것을 억제하는 기술을 제공한다.The present disclosure provides a technique for suppressing a local increase in the processing speed of plasma processing performed in a plasma processing apparatus including an electromagnet having a coil wound around a central axis of a chamber. .

일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 플라즈마 생성부, 제1 전자석 어셈블리, 및 제2 전자석 어셈블리를 구비한다. 챔버는 중심축선을 갖는다. 기판 지지기는, 챔버 내에 배치된다. 기판 지지기 상의 기판의 중심은, 중심축선 상에 위치한다. 플라즈마 생성부는, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 제1 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제1 환상 코일을 포함하고, 챔버의 위 또는 상방에 배치되며, 챔버 내에 제1 자장을 생성하도록 구성된다. 제2 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제2 환상 코일을 포함하고, 챔버 내에 제2 자장을 생성하도록 구성된다. 제2 자장은, 기판 지지기 상의 기판의 중심에서 제1 자장의 강도를 저감시킨다.In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a chamber, a substrate support, a plasma generation unit, a first electromagnet assembly, and a second electromagnet assembly. The chamber has a central axis. The substrate support is disposed in the chamber. The center of the substrate on the substrate supporter is located on the central axis. The plasma generating unit is configured to generate plasma from the processing gas supplied into the chamber. The first electromagnet assembly includes one or more first annular coils, disposed above or above the chamber, and configured to generate a first magnetic field within the chamber. The second electromagnet assembly includes one or more second annular coils and is configured to generate a second magnetic field within the chamber. The second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support.

일 예시적 실시형태에 의하면, 챔버의 중심축선의 둘레에서 감겨진 코일을 갖는 전자석을 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서 행해지는 플라즈마 처리의 처리 속도가, 기판의 중심부분에서 국소적으로 높아지는 것을 억제하는 것이 가능해진다.According to an exemplary embodiment, the processing speed of plasma processing performed in a plasma processing apparatus including an electromagnet having a coil wound around a central axis of the chamber is suppressed from locally increasing in the central portion of the substrate. It becomes possible.

도 1은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 복수의 제1 전자석의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3은, 제2 전자석의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 일 예시적 실시형태에 관한 기판을 처리하는 방법의 흐름도이다.
도 5는, 일례의 기판의 부분 확대 단면도이다.1 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a plan view showing an example of a plurality of first electromagnets.
3 is a plan view showing an example of a second electromagnet.
Fig. 4 is a flow chart of a method for processing a substrate according to an exemplary embodiment.
5 is a partially enlarged cross-sectional view of an exemplary substrate.

이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various exemplary embodiments will be described.

일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 플라즈마 생성부, 제1 전자석 어셈블리, 및 제2 전자석 어셈블리를 구비한다. 챔버는 중심축선을 갖는다. 기판 지지기는, 챔버 내에 배치된다. 기판 지지기 상의 기판의 중심은, 중심축선 상에 위치한다. 플라즈마 생성부는, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 제1 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제1 환상 코일을 포함하고, 챔버의 위 또는 상방에 배치되며, 챔버 내에 제1 자장을 생성하도록 구성된다. 제2 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제2 환상 코일을 포함하고, 챔버 내에 제2 자장을 생성하도록 구성된다. 제2 자장은, 기판 지지기 상의 기판의 중심에서 제1 자장의 강도를 저감시킨다.In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a chamber, a substrate support, a plasma generation unit, a first electromagnet assembly, and a second electromagnet assembly. The chamber has a central axis. The substrate support is disposed in the chamber. The center of the substrate on the substrate supporter is located on the central axis. The plasma generating unit is configured to generate plasma from the processing gas supplied into the chamber. The first electromagnet assembly includes one or more first annular coils, disposed above or above the chamber, and configured to generate a first magnetic field within the chamber. The second electromagnet assembly includes one or more second annular coils and is configured to generate a second magnetic field within the chamber. The second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support.

챔버 내에서 생성되는 플라즈마 중의 음이온의 밀도는, 챔버의 중심축선 상 또는 그 근방에서 높아지는 경향이 있다. 이와 같은 플라즈마가 생성되고 있는 상태에서 제1 전자석 어셈블리에 의하여 챔버 내에 자장이 형성되면, 기판의 처리 속도가, 기판의 중심에 있어서 국소적으로 높아진다. 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서는, 기판 지지기 상에 재치되는 기판과 챔버의 중심축선이 교차하는 개소에서 제1 전자석 어셈블리에 의하여 형성되는 자장의 강도가, 제2 전자석 어셈블리에 의하여 형성되는 자장에 의하여, 저감된다. 그 결과, 기판의 처리 속도가 그 중심 부분에서 국소적으로 높아지는 것이 억제된다.The density of negative ions in the plasma generated in the chamber tends to increase on or near the central axis of the chamber. When a magnetic field is formed in the chamber by the first electromagnet assembly while such plasma is being generated, the processing speed of the substrate is locally increased in the center of the substrate. In the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment, the strength of the magnetic field formed by the first electromagnet assembly at a location where the center axis of the chamber and the substrate mounted on the substrate support intersect is formed by the second electromagnet assembly. It is reduced by the magnetic field that becomes. As a result, it is suppressed that the processing speed of the substrate is locally increased in its central portion.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제2 전자석 어셈블리는, 기판 지지기의 하방에 마련되어 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the second electromagnet assembly may be provided below the substrate support.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제2 전자석 어셈블리는, 챔버의 위 또는 상방에 마련되어 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the second electromagnet assembly may be provided above or above the chamber.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제1 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제1 환상 코일로서, 복수의 제1 환상 코일을 포함하고 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the first electromagnet assembly may include a plurality of first annular coils as one or more first annular coils.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제2 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제2 환상 코일로서, 복수의 제2 환상 코일을 포함하고 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the second electromagnet assembly may include a plurality of second annular coils as one or more second annular coils.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제2 자장은, 기판 지지기 상의 기판의 중심에서 제1 자장의 강도를 상쇄해도 된다.In one exemplary embodiment, the second magnetic field may cancel the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support.

다른 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 방법은, a) 챔버 내의 기판 지지기 상에 기판을 재치하는 공정을 포함한다. 기판 지지기 상의 기판의 중심은, 챔버의 중심축선 상에 위치한다. 방법은, b) 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하는 공정을 더 포함한다. 방법은, c) 상기 b) 중에, 챔버의 위 또는 상방에 배치된 제1 전자석 어셈블리를 이용하여 챔버 내에 제1 자장을 생성하는 공정을 더 포함한다. 제1 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제1 환상 코일을 포함한다. 방법은, d) 상기 c) 중에, 제2 전자석 어셈블리를 이용하여 챔버 내에 제2 자장을 형성하는 공정을 더 포함한다. 제2 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제2 환상 코일을 포함하고, 제2 자장은, 기판 지지기 상의 상기 기판의 중심에서 제1 자장의 강도를 저감시킨다.In another exemplary embodiment, a method of processing a substrate within a chamber of a plasma processing apparatus is provided. The method includes a) placing a substrate on a substrate support in a chamber. The center of the substrate on the substrate supporter is located on the center axis of the chamber. The method further includes b) generating a plasma from the processing gas supplied into the chamber. The method further includes c) generating a first magnetic field in the chamber using a first electromagnet assembly disposed above or above the chamber during b). The first electromagnet assembly includes one or more first annular coils. The method further includes d) forming a second magnetic field in the chamber using the second electromagnet assembly during c). The second electromagnet assembly includes at least one second annular coil, and the second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support.

일 예시적 실시형태에 있어서, 처리 가스는, 브로민화 수소 가스 및/또는 염소 가스를 포함하고 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the processing gas may contain hydrogen bromide gas and/or chlorine gas.

일 예시적 실시형태에 있어서, 상기 b)는, 기판 상의 실리콘막을 에칭하는 공정을 포함하고 있어도 된다.In one exemplary embodiment, b) may include a step of etching the silicon film on the substrate.

이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당의 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.Hereinafter, various exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent parts.

도 1은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 그 안에 내부 공간(10s)을 제공하고 있다. 내부 공간(10s)은, 배기 장치에 의하여 감압 가능하다.1 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. The plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is a capacitively coupled plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus 1 includes a chamber 10. The chamber 10 provides an internal space 10s therein. The internal space 10s can be depressurized by an exhaust device.

챔버(10)는, 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 챔버(10)는, 후술하는 중심축선(Z)을 갖는다. 챔버 본체(12)는, 대략 원통 형상을 갖는 용기이다. 내부 공간(10s)은, 챔버 본체(12)의 내측에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는, 도전성을 갖는 재료, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면은, 플라즈마에 대한 내성을 갖는 막에 의하여 덮여 있다. 이 막은, 예를 들면 알루마이트막 또는 산화 이트륨막이다. 챔버 본체(12)는 전기적으로 접지되어 있다.The chamber 10 includes a chamber main body 12. The chamber 10 has a central axis Z, which will be described later. The chamber main body 12 is a container having a substantially cylindrical shape. The inner space 10s is provided inside the chamber main body 12. The chamber main body 12 is made of a conductive material, for example, aluminum. The inner wall surface of the chamber main body 12 is covered with a film having resistance to plasma. This film is, for example, an anodized film or an yttrium oxide film. The chamber body 12 is electrically grounded.

플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지기(14)를 더 구비하고 있다. 기판 지지기(14)는, 챔버(10) 내에 마련되어 있다. 기판 지지기(14)는, 그 위에 재치되는 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 기판(W)은, 예를 들면 300mm의 직경을 갖는다. 기판(W)은, 중심축선(Z) 상에 그 중심이 위치하도록, 기판 지지기(14) 상에 재치된다. 중심축선(Z)은, 챔버(10) 및 내부 공간(10s)의 중심축선이며, 연직 방향으로 뻗어 있다. 또, 기판 지지기(14)의 중심축선은, 중심축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 즉, 기판 지지기(14) 상의 기판(W)의 중심은, 중심축선(Z) 상에 위치하고 있다.The plasma processing apparatus 1 further includes a substrate support 14. The substrate support 14 is provided in the chamber 10. The substrate support 14 is configured to support a substrate W placed thereon. The substrate W has a diameter of, for example, 300 mm. The substrate W is placed on the substrate support 14 so that its center is located on the central axis Z. The central axis Z is the central axis of the chamber 10 and the inner space 10s, and extends in the vertical direction. In addition, the central axis of the substrate support 14 substantially coincides with the central axis Z. That is, the center of the substrate W on the substrate support 14 is located on the central axis Z.

기판 지지기(14) 상에는, 에지 링(26)이 탑재된다. 에지 링(26)은, 대략 환상의 판이다. 에지 링(26)은, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 실행되는 플라즈마 처리에 따라 선택된 재료로 형성된다. 에지 링(26)은, 예를 들면 실리콘, 탄화 실리콘, 또는 산화 실리콘으로 형성된다. 기판(W)은, 기판 지지기(14) 상, 또한 에지 링(26)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다.On the substrate support 14, an edge ring 26 is mounted. The edge ring 26 is a substantially annular plate. The edge ring 26 is formed of a material selected according to the plasma processing performed using the plasma processing apparatus 1. The edge ring 26 is formed of, for example, silicon, silicon carbide, or silicon oxide. The substrate W is disposed on the substrate support 14 and in a region surrounded by the edge ring 26.

일 실시형태에 있어서, 기판 지지기(14)는, 기대(14a) 및 정전 척(14b)을 포함하고 있다. 기대(14a)는, 알루미늄과 같은 도전성의 재료로 형성되어 있다. 기대(14a)는, 대략 원반 형상을 갖고 있다.In one embodiment, the substrate support 14 includes a base 14a and an electrostatic chuck 14b. The base 14a is made of a conductive material such as aluminum. The base 14a has a substantially disk shape.

정전 척(14b)은, 기대(14a) 상에 마련되어 있다. 정전 척(14b)은, 본체 및 전극을 포함하고 있다. 정전 척(14b)의 본체는, 대략 원반 형상을 갖고, 유전체로 형성되어 있다. 정전 척(14b)의 전극은, 막상의 전극이며, 정전 척(14b)의 본체 내에 마련되어 있다. 정전 척(14b)의 전극에는, 직류 전원이, 스위치를 통하여 접속된다. 직류 전원으로부터의 직류 전압이 정전 척(14b)의 전극에 인가되면, 정전 척(14b)과 기판(W)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 기판(W)은, 발생한 정전 인력에 의하여 정전 척(14b)으로 끌어당겨져, 정전 척(14b)에 의하여 지지된다.The electrostatic chuck 14b is provided on the base 14a. The electrostatic chuck 14b includes a body and an electrode. The body of the electrostatic chuck 14b has a substantially disk shape and is formed of a dielectric material. The electrode of the electrostatic chuck 14b is a film-shaped electrode, and is provided in the body of the electrostatic chuck 14b. A DC power supply is connected to the electrode of the electrostatic chuck 14b through a switch. When a DC voltage from a DC power source is applied to the electrodes of the electrostatic chuck 14b, electrostatic attraction is generated between the electrostatic chuck 14b and the substrate W. The substrate W is pulled by the electrostatic chuck 14b by the generated electrostatic attraction, and is supported by the electrostatic chuck 14b.

기대(14a)는, 하부 전극을 구성하고 있다. 기대(14a)에는, 제1 고주파 전원(18)이 제1 정합기(22)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(18)은, 플라즈마의 생성을 위한 제1 고주파 전력을 발생한다. 제1 고주파 전력의 주파수는, 예를 들면 100MHz이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제1 정합기(22)는, 제1 고주파 전원(18)의 출력 임피던스와 제1 고주파 전원(18)의 부하측(하부 전극측)의 임피던스를 정합시키기 위한 정합 회로를 갖고 있다. 또한, 제1 고주파 전원(18)은, 제1 정합기(22)를 통하여, 기대(14a)가 아니라, 상부 전극(16)에 접속되어 있어도 된다.The base 14a constitutes a lower electrode. The first high-frequency power supply 18 is electrically connected to the base 14a via a first matching device 22. The first high frequency power supply 18 generates first high frequency power for generating plasma. The frequency of the first high-frequency power is, for example, 100 MHz, but is not limited thereto. The first matching device 22 has a matching circuit for matching the output impedance of the first high frequency power supply 18 with the impedance of the load side (lower electrode side) of the first high frequency power supply 18. Further, the first high frequency power supply 18 may be connected to the upper electrode 16 rather than the base 14a via the first matching device 22.

기대(14a)에는, 제2 고주파 전원(20)이 제2 정합기(24)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(20)은, 제2 고주파 전력을 발생한다. 제2 고주파 전력은, 기판(W)으로 이온을 끌어 들이기에 적합한 주파수를 갖는다. 제2 고주파 전력의 주파수는, 제1 고주파 전력의 주파수보다 낮다. 제2 고주파 전력의 주파수는, 예를 들면 3.2MHz이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제2 정합기(24)는, 제2 고주파 전원(20)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극측)의 임피던스를 정합시키기 위한 정합 회로를 갖고 있다.The second high frequency power supply 20 is electrically connected to the base 14a via a second matching device 24. The second high frequency power supply 20 generates second high frequency power. The second high frequency power has a frequency suitable for attracting ions to the substrate W. The frequency of the second high frequency power is lower than the frequency of the first high frequency power. The frequency of the second high frequency power is, for example, 3.2 MHz, but is not limited thereto. The second matching device 24 has a matching circuit for matching the output impedance of the second high frequency power supply 20 and the impedance on the load side (lower electrode side).

플라즈마 처리 장치(1)는, 상부 전극(16)을 더 구비할 수 있다. 상부 전극(16)은, 기판 지지기(14)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(16)은, 챔버 본체(12)의 상부 개구를 폐쇄하고 있다. 상부 전극(16)은, 샤워 헤드의 기능을 겸하고 있다. 일 실시형태에 있어서, 상부 전극(16)에는, 버퍼실(16a), 가스 라인(16b), 및 복수의 가스 구멍(16c)이 형성되어 있다. 버퍼실(16a)에는 복수의 가스 구멍(16c)이 접속되어 있다. 이들 가스 구멍(16c)은, 하방으로 뻗고, 내부 공간(10s)을 향하여 개구되어 있다.The plasma processing apparatus 1 may further include an upper electrode 16. The upper electrode 16 is provided above the substrate support 14. The upper electrode 16 closes the upper opening of the chamber main body 12. The upper electrode 16 also functions as a shower head. In one embodiment, in the upper electrode 16, a buffer chamber 16a, a gas line 16b, and a plurality of gas holes 16c are formed. A plurality of gas holes 16c are connected to the buffer chamber 16a. These gas holes 16c extend downward and open toward the inner space 10s.

버퍼실(16a)에는, 가스 라인(16b)의 일단이 접속되어 있다. 가스 라인(16b)에는, 유량 제어기군(42) 및 밸브군(44)을 통하여 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(44)은, 가스 공급부를 구성하고 있다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)은, 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 복수의 유량 제어기는, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식 유량 제어기이다. 밸브군(44)은, 복수의 밸브(예를 들면 개폐 밸브)를 포함하고 있다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스는, 유량 제어기군(42)의 대응하는 유량 제어기 및 밸브군(44)의 대응하는 밸브를 통하여, 가스 라인(16b)에 접속되어 있다.One end of the gas line 16b is connected to the buffer chamber 16a. A gas source group 40 is connected to the gas line 16b via a flow controller group 42 and a valve group 44. The gas source group 40, the flow controller group 42, and the valve group 44 constitute a gas supply unit. The gas source group 40 includes a plurality of gas sources. The flow rate controller group 42 includes a plurality of flow rate controllers. The plurality of flow controllers are mass flow controllers or pressure controlled flow controllers. The valve group 44 includes a plurality of valves (eg, on-off valves). The plurality of gas sources of the gas source group 40 are connected to the gas line 16b via a corresponding flow controller of the flow controller group 42 and a corresponding valve of the valve group 44.

플라즈마 처리 장치(1)의 가동 시에는, 처리 가스가 가스 공급부로부터 챔버(10) 내에 공급된다. 또, 배기 장치에 의하여 챔버(10) 내의 공간의 압력이 감압된다. 또, 내부 공간(10s) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위하여, 제1 고주파 전력 및/또는 제2 고주파 전력이 공급된다. 일 실시형태에 있어서, 제1 고주파 전력은, 제1 고주파 전원으로부터 제1 정합기를 통하여 상부 전극 또는 하부 전극에 공급되고, 제2 고주파 전력은, 제2 고주파 전원으로부터 제2 정합기를 통하여 하부 전극에 공급된다. 따라서, 제1 및/또는 제2 고주파 전원은, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 생성부의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 그리고, 플라즈마로부터의 화학종에 따라, 기판(W)의 막이 처리된다. 기판의 막에 대한 처리, 즉 플라즈마 처리는, 예를 들면 플라즈마 에칭이다.When the plasma processing apparatus 1 is operated, a processing gas is supplied into the chamber 10 from a gas supply unit. Further, the pressure in the space in the chamber 10 is reduced by the exhaust device. Further, in order to generate plasma from the processing gas in the inner space 10s, the first high frequency power and/or the second high frequency power are supplied. In one embodiment, the first high frequency power is supplied from the first high frequency power source to the upper electrode or the lower electrode through the first matching device, and the second high frequency power is supplied from the second high frequency power source to the lower electrode through the second matcher. Is supplied. Accordingly, the first and/or second high frequency power source can function as at least a part of the plasma generation unit configured to generate plasma from the processing gas supplied into the chamber. Then, the film of the substrate W is processed according to the chemical species from the plasma. The processing on the film of the substrate, that is, plasma processing, is plasma etching, for example.

플라즈마 처리 장치(1)는, 하나 이상의 제1 전자석(30)을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)를 구비하고 있다. 제1 전자석 어셈블리(3)는, 챔버(10) 내에 제1 자장을 생성하도록 구성되어 있다. 일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 복수의 제1 전자석(30)을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)를 구비하고 있다. 도 1에 나타내는 실시형태에서는, 복수의 제1 전자석(30)은, 전자석(31~34)을 포함하고 있다. 도 2는, 복수의 제1 전자석의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 2에 있어서는, 내부 공간(10s) 측에서 본 복수의 제1 전자석(30)이 나타나 있다. 복수의 제1 전자석(30)은, 챔버(10)의 위 또는 상방에 마련되어 있다. 즉, 제1 전자석 어셈블리(3)는, 챔버(10)의 위 또는 상방에 배치된다. 도 1에 나타내는 예에서는, 복수의 제1 전자석(30)은, 상부 전극(16) 상에 마련되어 있다.The plasma processing apparatus 1 is provided with a first electromagnet assembly 3 including one or more first electromagnets 30. The first electromagnet assembly 3 is configured to generate a first magnetic field in the chamber 10. In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 includes a first electromagnet assembly 3 including a plurality of first electromagnets 30. In the embodiment shown in FIG. 1, the plurality of first electromagnets 30 include electromagnets 31 to 34. 2 is a plan view showing an example of a plurality of first electromagnets. In Fig. 2, a plurality of first electromagnets 30 viewed from the inner space 10s side are shown. The plurality of first electromagnets 30 are provided above or above the chamber 10. That is, the first electromagnet assembly 3 is disposed above or above the chamber 10. In the example shown in FIG. 1, a plurality of first electromagnets 30 are provided on the upper electrode 16.

하나 이상의 제1 전자석(30)의 각각은, 제1 코일을 포함한다. 도 1 및 도 2에 나타내는 예에서는, 전자석(31~34)은 각각, 제1 코일로서, 코일(61~64)을 포함하고 있다. 코일(61)~코일(64)은, 중심축선(Z)의 둘레에서 감겨져 있다. 즉, 제1 전자석 어셈블리(3)는, 제1 환상 코일(61~64)을 포함하고 있다. 코일(61~64)은, 동일한 높이 위치에 있어서, 동축으로 마련되어 있다.Each of the one or more first electromagnets 30 includes a first coil. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnets 31 to 34 each include coils 61 to 64 as a first coil. The coils 61 to 64 are wound around the central axis Z. That is, the first electromagnet assembly 3 includes the first annular coils 61 to 64. The coils 61 to 64 are provided coaxially at the same height position.

제1 전자석 어셈블리(3)는, 보빈(50)(또는 요크)을 더 포함하고 있다. 코일(61~64)은, 보빈(50)(또는 요크)에 감겨 있다. 보빈(50)은, 예를 들면 자성 재료로 형성되어 있다. 보빈(50)은, 기둥상부(51), 복수의 원통부(52~55), 및 베이스부(56)를 갖고 있다. 베이스부(56)는, 대략 원반 형상을 갖고 있으며, 그 중심축선은 중심축선(Z)에 일치하고 있다. 기둥상부(51) 및 복수의 원통부(52~55)는, 베이스부(56)의 하면으로부터 하방으로 뻗어 있다. 기둥상부(51)는, 대략 원기둥 형상을 갖고 있으며, 그 중심축선은 중심축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 기둥상부(51)의 반경(L1)은, 예를 들면 30mm이다. 원통부(52~55)는, 중심축선(Z)에 대하여 직경 방향에 있어서, 기둥상부(51)의 외측에서 뻗어 있다.The first electromagnet assembly 3 further includes a bobbin 50 (or yoke). The coils 61 to 64 are wound around the bobbin 50 (or yoke). The bobbin 50 is made of a magnetic material, for example. The bobbin 50 has a columnar portion 51, a plurality of cylindrical portions 52 to 55, and a base portion 56. The base portion 56 has a substantially disk shape, and its central axis line coincides with the central axis line Z. The columnar portion 51 and the plurality of cylindrical portions 52 to 55 extend downward from the lower surface of the base portion 56. The columnar portion 51 has a substantially cylindrical shape, and its central axis substantially coincides with the central axis line Z. The radius L1 of the columnar portion 51 is, for example, 30 mm. The cylindrical portions 52 to 55 extend from the outside of the columnar portion 51 in the radial direction with respect to the central axis Z.

원통부(52~55)의 각각은, 연직 방향으로 뻗는 원통 형상을 갖고 있다. 원통부(52~55)의 중심축선은, 중심축선(Z)에 대략 일치하고 있다. 즉, 원통부(52~55)는, 동축상으로 마련되어 있다. 원통부(52)의 반경(L2), 원통부(53)의 반경(L3), 원통부(54)의 반경(L4), 및 원통부(55)의 반경(L5)은, 반경(L1)보다 크고, L2<L3<L4<L5의 관계를 갖는다. 예를 들면, 반경(L2), 반경(L3), 반경(L4), 반경(L5)은 각각, 76mm, 127mm, 178mm, 229mm이다. 또한, 반경(L2)은 원통부(52)의 내주면과 외주면의 사이의 직경 방향에 있어서의 중간 위치와 중심축선(Z)의 사이의 거리이다. 반경(L3)은 원통부(53)의 내주면과 외주면의 사이의 직경 방향에 있어서의 중간 위치와 중심축선(Z)의 사이의 거리이다. 반경(L4)은 원통부(54)의 내주면과 외주면의 사이의 직경 방향에 있어서의 중간 위치와 중심축선(Z)의 사이의 거리이다. 반경(L5)은 원통부(55)의 내주면과 외주면의 사이의 직경 방향에 있어서의 중간 위치와 중심축선(Z)의 사이의 거리이다.Each of the cylindrical portions 52 to 55 has a cylindrical shape extending in the vertical direction. The central axis line of the cylindrical portions 52 to 55 substantially coincides with the central axis line Z. That is, the cylindrical portions 52 to 55 are provided coaxially. The radius L2 of the cylindrical portion 52, the radius L3 of the cylindrical portion 53, the radius L4 of the cylindrical portion 54, and the radius L5 of the cylindrical portion 55 are the radius L1 Is greater than, and has a relationship of L2<L3<L4<L5. For example, the radius L2, the radius L3, the radius L4, and the radius L5 are 76mm, 127mm, 178mm, and 229mm, respectively. Further, the radius L2 is the distance between the center axis Z and the intermediate position in the radial direction between the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 52. The radius L3 is the distance between the center axis Z and the intermediate position in the radial direction between the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 53. The radius L4 is the distance between the center axis Z and the intermediate position in the radial direction between the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 54. The radius L5 is the distance between the center axis Z and the intermediate position in the radial direction between the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 55.

코일(61)은, 기둥상부(51)의 외주면을 따라 감겨 있고, 기둥상부(51)와 원통부(52)의 사이의 홈 내에 수용되어 있다. 코일(62)은, 원통부(52)의 외주면을 따라 감겨 있고, 원통부(52)와 원통부(53)의 사이의 홈 내에 수용되어 있다. 코일(63)은, 원통부(53)의 외주면을 따라 감겨 있고, 원통부(53)와 원통부(54)의 사이의 홈 내에 수용되어 있다. 코일(64)은, 원통부(54)의 외주면을 따라 감겨 있고, 원통부(54)와 원통부(55)의 사이의 홈 내에 수용되어 있다.The coil 61 is wound along the outer circumferential surface of the columnar portion 51 and is accommodated in a groove between the columnar portion 51 and the cylindrical portion 52. The coil 62 is wound along the outer circumferential surface of the cylindrical portion 52 and is accommodated in a groove between the cylindrical portion 52 and the cylindrical portion 53. The coil 63 is wound along the outer circumferential surface of the cylindrical portion 53 and is accommodated in a groove between the cylindrical portion 53 and the cylindrical portion 54. The coil 64 is wound along the outer circumferential surface of the cylindrical portion 54 and is accommodated in a groove between the cylindrical portion 54 and the cylindrical portion 55.

하나 이상의 제1 전자석(30)의 제1 코일에는, 전류원(70)이 접속되어 있다. 하나 이상의 제1 전자석(30)의 제1 코일의 각각에 대한 전류원(70)으로부터의 전류의 공급 및 공급 정지, 전류의 방향, 및 전류 값은, 제어부(Cnt)에 의하여 제어된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)가 복수의 제1 전자석(30)을 구비하는 경우에는, 복수의 제1 전자석(30) 각각의 제1 코일에는, 단일의 전류원이 접속되어 있어도 되고, 서로 상이한 전류원이 개별적으로 접속되어 있어도 된다.A current source 70 is connected to the first coil of one or more first electromagnets 30. The supply and stop of supply of current from the current source 70 to each of the first coils of the at least one first electromagnet 30, the direction of the current, and the current value are controlled by the controller Cnt. In addition, when the plasma processing apparatus 1 includes a plurality of first electromagnets 30, a single current source may be connected to the first coil of each of the plurality of first electromagnets 30, and current sources different from each other. These may be individually connected.

하나 이상의 제1 전자석(30)은, 중심축선(Z)에 대하여 축대칭의 자장을 챔버(10) 내에 형성한다. 하나 이상의 제1 전자석(30)의 각각에 공급되는 전류를 제어함으로써, 중심축선(Z)에 대하여 직경 방향에 있어서 자장의 강도 분포(또는 자속 밀도)를 조정하는 것이 가능하다. 이로써, 플라즈마 처리 장치(1)는, 챔버(10) 내에서 생성되는 플라즈마의 밀도의 직경 방향의 분포를 조정하여, 기판(W)의 막의 직경 방향에 있어서의 처리 속도(예를 들면 에칭 레이트)의 분포를 조정할 수 있다.At least one first electromagnet 30 forms a magnetic field of an axisymmetric with respect to the central axis Z in the chamber 10. By controlling the current supplied to each of the one or more first electromagnets 30, it is possible to adjust the intensity distribution (or magnetic flux density) of the magnetic field in the radial direction with respect to the central axis Z. Thereby, the plasma processing apparatus 1 adjusts the radial distribution of the density of the plasma generated in the chamber 10 in the radial direction, and the processing speed (for example, etching rate) in the radial direction of the film of the substrate W The distribution of can be adjusted.

플라즈마 처리 장치(1)는, 하나 이상의 제2 전자석(80)을 포함하는 제2 전자석 어셈블리(8)를 더 구비하고 있다. 제2 전자석 어셈블리(8)는, 챔버(10) 내에 제2 자장을 생성하도록 구성되어 있다. 제2 자장은, 기판 지지기(14) 상의 기판(W)의 중심에서 제1 자장의 강도를 저감시킨다. 도 1에 나타내는 예에서는, 제2 전자석(80)의 개수는 하나이다. 이하, 플라즈마 처리 장치(1)가 하나의 제2 전자석(80)을 구비하는 실시형태에 대하여 설명하는데, 플라즈마 처리 장치(1)가 구비하는 제2 전자석(80)의 개수는, 복수 개여도 된다.The plasma processing apparatus 1 further includes a second electromagnet assembly 8 including one or more second electromagnets 80. The second electromagnet assembly 8 is configured to generate a second magnetic field in the chamber 10. The second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate W on the substrate support 14. In the example shown in FIG. 1, the number of the second electromagnets 80 is one. Hereinafter, an embodiment in which the plasma processing apparatus 1 includes one second electromagnet 80 will be described, but the number of the second electromagnets 80 included in the plasma processing apparatus 1 may be plural. .

도 3은, 제2 전자석의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 3에 있어서는, 내부 공간(10s) 측에서 본 제2 전자석(80)이 나타나 있다. 일 실시형태에 있어서, 제2 전자석(80)은, 기판 지지기(14)의 하방에 마련되어 있다. 즉, 제2 전자석 어셈블리(8)는, 챔버(10)의 하방에 배치된다.3 is a plan view showing an example of a second electromagnet. In Fig. 3, the second electromagnet 80 viewed from the inner space 10s side is shown. In one embodiment, the second electromagnet 80 is provided below the substrate support 14. That is, the second electromagnet assembly 8 is disposed below the chamber 10.

제2 전자석(80)은, 제2 코일로서, 코일(81)을 포함한다. 코일(81)은, 중심축선(Z)의 둘레에서 감겨져 있다. 즉, 제2 전자석 어셈블리(8)는, 제2 환상 코일(81)을 포함하고 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)가 복수의 제2 전자석(80)을 구비하는 경우에는, 복수의 제2 전자석(80) 각각의 제2 코일은, 동일한 높이 위치에 있어서, 중심축선(Z)의 둘레에서 동축으로 마련될 수 있다.The second electromagnet 80 includes a coil 81 as a second coil. The coil 81 is wound around the central axis Z. That is, the second electromagnet assembly 8 includes the second annular coil 81. In addition, when the plasma processing apparatus 1 includes a plurality of second electromagnets 80, the second coils of each of the plurality of second electromagnets 80 are at the same height position, and at the same height. It can be provided coaxially around the perimeter.

제2 전자석 어셈블리(8)는, 보빈(90)(또는 요크)을 더 포함하고 있다. 코일(81)은, 보빈(90)(또는 요크)에 감겨 있다. 보빈(90)은, 예를 들면 자성 재료로 형성되어 있다. 보빈(90)은, 복수의 원통부(91~92) 및 베이스부(93)를 갖고 있다. 베이스부(93)는, 대략 원반 형상을 갖고 있으며, 그 중심축선은 중심축선(Z)에 일치하고 있다. 복수의 원통부(91~92)는, 베이스부(93)의 상면으로부터 상방으로 뻗어 있다. 원통부(91~92)는, 중심축선(Z)의 둘레에서 동축으로 마련되어 있다. 코일(81)은, 원통부(91)의 외주면을 따라 감겨 있고, 원통부(91)와 원통부(92)의 사이의 홈 내에 수용되어 있다.The second electromagnet assembly 8 further includes a bobbin 90 (or yoke). The coil 81 is wound around the bobbin 90 (or yoke). The bobbin 90 is made of a magnetic material, for example. The bobbin 90 has a plurality of cylindrical portions 91 to 92 and a base portion 93. The base part 93 has a substantially disk shape, and its central axis line coincides with the central axis line Z. The plurality of cylindrical portions 91 to 92 extend upward from the upper surface of the base portion 93. The cylindrical portions 91 to 92 are provided coaxially around the central axis Z. The coil 81 is wound along the outer circumferential surface of the cylindrical portion 91 and is accommodated in a groove between the cylindrical portion 91 and the cylindrical portion 92.

제2 코일에는, 전류원(100)이 접속되어 있다. 제2 코일에 대한 전류원(100)으로부터의 전류의 공급 및 공급 정지, 전류의 방향, 및 전류 값은, 제어부(Cnt)에 의하여 제어된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)가 복수의 제2 전자석(80)을 구비하는 경우에는, 복수의 제2 전자석(80) 각각의 제2 코일에는, 단일의 전류원이 접속되어 있어도 되고, 서로 상이한 전류원이 개별적으로 접속되어 있어도 된다.A current source 100 is connected to the second coil. The supply and stop of supply of current from the current source 100 to the second coil, the direction of the current, and the current value are controlled by the control unit Cnt. In addition, when the plasma processing apparatus 1 includes a plurality of second electromagnets 80, a single current source may be connected to the second coil of each of the plurality of second electromagnets 80, and current sources different from each other. These may be individually connected.

제2 전자석(80)은, 기판 지지기(14) 상에 재치되는 기판(W)과 중심축선(Z)이 교차하는 개소, 즉 기판(W)의 중심이 위치하는 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도를 저감시키는 자장을 형성한다. 제2 전자석(80)에 공급되는 전류는, 이와 같은 자장을 형성하도록, 제어된다. 일 실시형태에서는, 제2 전자석(80)은, 당해 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도를 제로로 설정하는 자장을 형성한다.The second electromagnet 80 is at least one first electromagnet at a location where the substrate W placed on the substrate support 14 and the central axis Z intersect, that is, a location where the center of the substrate W is located. A magnetic field that reduces the strength of the magnetic field formed by (30) is formed. The current supplied to the second electromagnet 80 is controlled to form such a magnetic field. In one embodiment, the second electromagnet 80 forms a magnetic field that sets the strength of the magnetic field formed by the one or more first electromagnets 30 to zero at this location.

일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 상술한 제어부(Cnt)를 더 구비할 수 있다. 제어부(Cnt)는, 프로세서, 메모리 등의 기억부, 입력 장치, 표시 장치, 신호의 입출력 인터페이스 등을 구비하는 컴퓨터 장치일 수 있다. 제어부(Cnt)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부(各部)를 제어한다. 제어부(Cnt)에서는, 입력 장치를 이용하여, 오퍼레이터가 플라즈마 처리 장치(1)를 관리하기 위하여 커맨드의 입력 조작 등을 행할 수 있다. 또, 제어부(Cnt)에서는, 표시 장치에 의하여, 플라즈마 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시할 수 있다. 또한, 기억부에는, 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 저장되어 있다. 제어 프로그램은, 플라즈마 처리 장치(1)에서 각종 처리를 실행하기 위하여, 프로세서에 의하여 실행된다. 프로세서는, 제어 프로그램을 실행하고, 레시피 데이터에 따라 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 제어한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may further include the above-described control unit Cnt. The control unit Cnt may be a computer device including a processor, a memory unit such as a memory, an input device, a display device, and an input/output interface for signals. The control unit Cnt controls each part of the plasma processing apparatus 1. In the control unit Cnt, by using an input device, an operator can input a command or the like in order to manage the plasma processing device 1. Further, the control unit Cnt can visualize and display the operation status of the plasma processing apparatus 1 by means of the display device. Further, the control program and recipe data are stored in the storage unit. The control program is executed by the processor in order to execute various processes in the plasma processing apparatus 1. The processor executes a control program and controls each part of the plasma processing apparatus 1 according to recipe data.

챔버(10) 내에서 생성되는 플라즈마 중의 음이온의 밀도는, 중심축선(Z) 상 또는 그 근방에서 높아지는 경향이 있다. 이와 같은 플라즈마가 생성되고 있는 상태에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 챔버(10) 내에 자장이 형성되면, 기판(W)의 처리 속도(예를 들면 에칭 레이트)가, 기판(W)의 중심에 있어서 국소적으로 높아진다. 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 기판 지지기(14) 상에 재치되는 기판(W)과 중심축선(Z)이 교차하는 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도가, 제2 전자석(80)에 의하여 형성되는 자장에 의하여, 저감된다. 그 결과, 기판(W)의 처리 속도가 그 중심 부분에서 국소적으로 높아지는 것이 억제된다.The density of negative ions in the plasma generated in the chamber 10 tends to increase on or near the central axis Z. When a magnetic field is formed in the chamber 10 by one or more of the first electromagnets 30 while the plasma is being generated, the processing speed (for example, the etching rate) of the substrate W is It is locally elevated in the center. In the plasma processing apparatus 1, the strength of the magnetic field formed by the at least one first electromagnet 30 at a location where the substrate W placed on the substrate support 14 and the central axis Z intersect is, It is reduced by the magnetic field formed by the second electromagnet 80. As a result, it is suppressed that the processing speed of the substrate W is locally increased in its central portion.

일 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(1)는 복수의 제1 전자석(30)을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)를 구비하고 있어도 된다. 이 실시형태에서는, 복수의 제1 전자석(30)에 의하여 챔버(10) 내에 형성되는 합성 자장에 의하여, 플라즈마의 밀도의 직경 방향의 분포가 조정된다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(1)가 복수의 제1 전자석(30)을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)를 구비하는 경우에는, 플라즈마의 밀도의 직경 방향의 분포의 제어성이 높아진다.In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may be provided with the 1st electromagnet assembly 3 which includes a plurality of first electromagnets 30. In this embodiment, the distribution in the radial direction of the density of plasma is adjusted by the synthetic magnetic field formed in the chamber 10 by the plurality of first electromagnets 30. Therefore, when the plasma processing apparatus 1 includes the first electromagnet assembly 3 including a plurality of first electromagnets 30, the controllability of the distribution of the plasma density in the radial direction is improved.

일 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(1)는 복수의 제2 전자석(80)을 포함하는 제2 전자석 어셈블리(8)를 구비하고 있어도 된다. 이 실시형태에서는, 복수의 제2 전자석(80)에 의하여 챔버(10) 내에 합성 자장이 형성된다. 따라서, 챔버(10) 내에 있어서의 자장의 강도의 분포의 제어성이 높아진다.In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may be provided with the 2nd electromagnet assembly 8 including a plurality of 2nd electromagnets 80. In this embodiment, a composite magnetic field is formed in the chamber 10 by the plurality of second electromagnets 80. Accordingly, the controllability of the distribution of the intensity of the magnetic field in the chamber 10 is improved.

이하, 도 4를 참조하여, 일 예시적 실시형태에 관한 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 일 예시적 실시형태에 관한 기판을 처리하는 방법의 흐름도이다. 도 4에 나타내는 방법(이하, "방법 MT"라고 함)은, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 실행된다. 방법 MT의 실행에 있어서 이용되는 플라즈마 처리 장치는, 상술한 하나 이상의 제1 전자석을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)와 하나 이상의 제2 전자석을 포함하는 제2 전자석 어셈블리(8)를 구비한다. 이하, 플라즈마 처리 장치(1)가 이용되는 경우를 예로 하여, 방법 MT에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of processing a substrate according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIG. 4. Fig. 4 is a flow chart of a method for processing a substrate according to an exemplary embodiment. The method shown in Fig. 4 (hereinafter referred to as "method MT") is executed using a plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus used in the execution of the method MT comprises a first electromagnet assembly 3 comprising at least one first electromagnet described above and a second electromagnet assembly 8 comprising at least one second electromagnet. Hereinafter, the method MT will be described taking the case where the plasma processing apparatus 1 is used as an example.

방법 MT는, 기판(W)이 기판 지지기(14) 상에 재치된 상태에서 실행된다. 기판(W)은, 그 중심이 중심축선(Z) 상에 위치하도록, 기판 지지기(14) 상에 재치된다. 도 5는, 일례의 기판의 부분 확대 단면도이다. 도 5에 나타내는 기판(W)은, 막(EF)을 갖는다. 막(EF)은, 방법 MT에서의 플라즈마 처리의 대상이 되는 막이다. 일례에 있어서, 막(EF)은, 실리콘막이다. 막(EF)은, 다른 재료로 형성된 막이어도 된다. 기판(W)은, 하지 영역(UR) 및 마스크(MSK)를 더 가질 수 있다. 막(EF)은, 하지 영역(UR) 상에 마련되어 있다. 마스크(MSK)는, 막(EF) 상에 마련되어 있다. 마스크(MSK)는 패터닝되어 있다. 일 실시형태에서는, 방법 MT가 기판(W)에 적용됨으로써, 마스크(MSK)의 패턴이 막(EF)에 전사된다.The method MT is executed with the substrate W placed on the substrate support 14. The substrate W is placed on the substrate support 14 so that its center is located on the central axis Z. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of an exemplary substrate. The substrate W shown in FIG. 5 has a film EF. The film EF is a film to be subjected to plasma treatment in the method MT. In one example, the film EF is a silicon film. The film EF may be a film formed of another material. The substrate W may further include an underlying region UR and a mask MSK. The film EF is provided on the underlying region UR. The mask MSK is provided on the film EF. The mask MSK is patterned. In one embodiment, by applying the method MT to the substrate W, the pattern of the mask MSK is transferred to the film EF.

방법 MT에서는, 기판(W)이 기판 지지기(14) 상에 재치된 상태에서, 공정 ST1이 실행된다. 공정 ST1에서는, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 공정 ST1에서는, 처리 가스가 챔버(10) 내에 공급된다. 공정 ST1에서 이용되는 처리 가스는, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리를 위하여 선택된 하나 이상의 가스를 포함한다. 일례에 있어서, 실리콘막인 막(EF)의 플라즈마 에칭을 위하여, 처리 가스는, 브로민화 수소 가스 및/또는 염소 가스를 포함할 수 있다. 공정 ST1에서는, 챔버(10) 내의 압력이 지정된 압력으로 설정된다. 또, 공정 ST1에서는, 처리 가스를 여기시켜 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위하여, 제1 고주파 전력 및/또는 제2 고주파 전력이 공급된다.In the method MT, with the substrate W placed on the substrate support 14, step ST1 is performed. In step ST1, plasma is generated from the processing gas in the chamber 10. In step ST1, a processing gas is supplied into the chamber 10. The processing gas used in step ST1 includes one or more gases selected for plasma processing of the substrate W. In one example, for plasma etching of the film EF, which is a silicon film, the processing gas may include hydrogen bromide gas and/or chlorine gas. In step ST1, the pressure in the chamber 10 is set to a specified pressure. Further, in step ST1, in order to excite the processing gas to generate plasma from the processing gas, the first high frequency power and/or the second high frequency power are supplied.

공정 ST1의 실행을 위하여, 제어부(Cnt)는, 챔버(10) 내에 처리 가스를 공급하도록, 가스 공급부를 제어한다. 공정 ST1의 실행을 위하여, 제어부(Cnt)는, 챔버(10) 내의 압력을 지정된 압력으로 설정하도록, 배기 장치를 제어한다. 또, 공정 ST1의 실행을 위하여, 제어부(Cnt)는, 제1 고주파 전력 및/또는 제2 고주파 전력을 공급하도록, 제1 고주파 전원(18) 및/또는 제2 고주파 전원(20)을 제어한다.In order to execute step ST1, the control unit Cnt controls the gas supply unit so as to supply the processing gas into the chamber 10. For execution of step ST1, the control unit Cnt controls the exhaust device to set the pressure in the chamber 10 to a specified pressure. Further, in order to execute step ST1, the control unit Cnt controls the first high frequency power supply 18 and/or the second high frequency power supply 20 to supply the first high frequency power and/or the second high frequency power. .

방법 MT는, 공정 ST1에 더하여 공정 ST2 및 공정 ST3을 포함한다. 공정 ST2 및 공정 ST3은, 공정 ST1의 실행 중에 실행된다. 즉, 공정 ST2 및 공정 ST3은, 챔버(10) 내에서 처리 가스로부터 플라즈마가 생성되고 있을 때에 실행된다.Method MT includes step ST2 and step ST3 in addition to step ST1. Steps ST2 and ST3 are executed during the execution of step ST1. That is, steps ST2 and ST3 are executed when plasma is being generated from the processing gas in the chamber 10.

공정 ST2에 있어서는, 하나 이상의 제1 전자석(30)을 포함하는 제1 전자석 어셈블리(3)를 이용하여 챔버(10) 내에서 자장이 형성된다. 하나 이상의 제1 전자석(30)의 각각에 전류원(70)으로부터 공급되는 전류는, 제어부(Cnt)에 의하여 제어된다.In step ST2, a magnetic field is formed in the chamber 10 using the first electromagnet assembly 3 including one or more first electromagnets 30. The current supplied from the current source 70 to each of the one or more first electromagnets 30 is controlled by the control unit Cnt.

공정 ST3에 있어서는, 하나 이상의 제2 전자석(80)을 포함하는 제2 전자석 어셈블리(8)를 이용하여 챔버(10) 내에서 자장이 형성된다. 하나 이상의 제2 전자석(80)의 각각에 전류원(100)으로부터 공급되는 전류는, 제어부(Cnt)에 의하여 제어된다. 공정 ST3에 있어서, 하나 이상의 제2 전자석(80)은, 기판 지지기(14) 상에 재치된 기판(W)과 중심축선(Z)이 교차하는 개소, 즉 기판(W)의 중심이 위치하는 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도를 저감시키는 자장을 형성한다. 일 실시형태에서는, 하나 이상의 제2 전자석(80)은, 기판 지지기(14) 상에 재치된 기판(W)과 중심축선(Z)이 교차하는 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도를 제로로 설정하는 자장을 형성한다.In step ST3, a magnetic field is formed in the chamber 10 using the second electromagnet assembly 8 including one or more second electromagnets 80. The current supplied from the current source 100 to each of the one or more second electromagnets 80 is controlled by the controller Cnt. In step ST3, the at least one second electromagnet 80 is a location where the substrate W placed on the substrate support 14 and the central axis Z intersect, that is, the center of the substrate W is located. A magnetic field that reduces the strength of the magnetic field formed by the at least one first electromagnet 30 is formed at a location. In one embodiment, the at least one second electromagnet 80 is formed by the at least one first electromagnet 30 at a location where the substrate W placed on the substrate support 14 and the central axis Z intersect. A magnetic field that sets the strength of the generated magnetic field to zero is formed.

방법 MT에서는, 하나 이상의 제1 전자석 및 하나 이상의 제2 전자석에 의하여 챔버(10) 내에서 자장이 형성되어 있는 상태에서, 챔버(10) 내의 플라즈마로부터의 화학종에 의하여 기판(W)이 처리된다. 일례의 방법 MT에서는, 브로민화 수소 가스 및/또는 염소 가스를 포함하는 처리 가스로부터 형성된 플라즈마로부터의 이온에 의하여, 기판(W)의 실리콘막인 막(EF)이 에칭된다.In the method MT, the substrate W is processed by chemical species from the plasma in the chamber 10 in a state in which a magnetic field is formed in the chamber 10 by at least one first electromagnet and at least one second electromagnet. . In an exemplary method MT, a film EF, which is a silicon film of the substrate W, is etched by ions from a plasma formed from a processing gas containing hydrogen bromide gas and/or chlorine gas.

방법 MT에서는, 기판(W)과 중심축선(Z)이 교차하는 개소에서 하나 이상의 제1 전자석(30)에 의하여 형성되는 자장의 강도가, 제2 전자석(80)에 의하여 형성되는 자장에 의하여, 저감된다. 따라서, 방법 MT에 의하면, 기판(W)의 처리 속도가 그 중심 부분에서 국소적으로 높아지는 것이 억제된다. 브로민화 수소 가스 및/또는 염소 가스를 포함하는 처리 가스로부터 형성된 플라즈마로부터의 이온에 의하여 실리콘막인 막(EF)이 에칭되는 일례에서는, 그 중심에 있어서의 막(EF)의 에칭 레이트가 국소적으로 높아지는 것이 억제된다.In the method MT, the strength of the magnetic field formed by the at least one first electromagnet 30 at a point where the substrate W and the central axis Z intersect is determined by the magnetic field formed by the second electromagnet 80, Is reduced. Therefore, according to the method MT, it is suppressed that the processing speed of the substrate W is locally increased in its central portion. In an example in which the film EF, which is a silicon film, is etched by ions from plasma formed from a processing gas containing hydrogen bromide gas and/or chlorine gas, the etching rate of the film EF at the center thereof is localized. It is suppressed to increase with.

이상, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 상이한 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.As described above, various exemplary embodiments have been described, but the present invention is not limited to the above exemplary embodiments, and various additions, omissions, substitutions, and changes may be made. Moreover, it is possible to form another embodiment by combining elements in different embodiments.

예를 들면, 하나 이상의 제2 전자석을 포함하는 제2 전자석 어셈블리(8)는, 챔버(10)의 위 또는 상방에 마련되어 있어도 된다. 일 실시형태에 있어서, 전자석(31~34) 중 하나 이상의 전자석이 제1 전자석으로서 이용되고, 전자석(31~34) 중 하나 이상의 다른 전자석이 제2 전자석으로서 이용되어도 된다. 즉, 환상 코일(61~64) 중 하나 이상의 환상 코일을 포함하는 제1 그룹이 제1 전자석 어셈블리(3)에 포함되고, 환상 코일(61~64) 중 하나 이상의 다른 환상 코일을 포함하는 제2 그룹이 제2 전자석 어셈블리(8)에 포함되어도 된다. 이 경우, 제2 전자석 어셈블리(8)는, 제1 전자석 어셈블리(3)와 동일한 높이에 배치된다. 이 경우에 있어서도, 상기 개소에서 하나 이상의 제1 전자석에 의하여 형성되는 자장의 강도를 저감시키는 자장을 하나 이상의 제2 전자석에 의하여 형성하도록, 각 제1 전자석의 제1 코일 및 각 제2 전자석의 제2 코일에 공급되는 전류가 제어된다. 예를 들면, 각 제1 전자석에 공급되는 전류의 방향과는 반대방향의 전류가 각 제2 전자석의 코일에 공급된다. 일 실시형태에 있어서, 제2 전자석 어셈블리(8)는, 챔버(10)의 위 또는 상방에 있어서, 제1 전자석 어셈블리(3)와 상이한 높이로 배치되어도 된다. 예를 들면, 제2 전자석 어셈블리(8)는, 제1 전자석 어셈블리(3)의 위 또는 상방에 배치되어도 되고, 챔버(10)와 제1 전자석 어셈블리(3)의 사이에 배치되어도 된다.For example, the second electromagnet assembly 8 including one or more second electromagnets may be provided above or above the chamber 10. In one embodiment, one or more of the electromagnets 31 to 34 may be used as the first electromagnet, and one or more of the electromagnets 31 to 34 may be used as the second electromagnet. That is, a first group including one or more annular coils among the annular coils 61 to 64 is included in the first electromagnet assembly 3, and a second group including one or more other annular coils among the annular coils 61 to 64 A group may be included in the second electromagnet assembly 8. In this case, the second electromagnet assembly 8 is disposed at the same height as the first electromagnet assembly 3. Also in this case, the first coil of each first electromagnet and the first coil of each second electromagnet are formed so that a magnetic field that reduces the strength of the magnetic field formed by the at least one first electromagnet at the location is formed by the at least one second electromagnet. 2 The current supplied to the coil is controlled. For example, a current in a direction opposite to the direction of the current supplied to each first electromagnet is supplied to the coils of each second electromagnet. In one embodiment, the second electromagnet assembly 8 may be disposed above or above the chamber 10 at a height different from that of the first electromagnet assembly 3. For example, the second electromagnet assembly 8 may be disposed above or above the first electromagnet assembly 3, or may be disposed between the chamber 10 and the first electromagnet assembly 3.

이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되고 있으며, 본 개시의 범위 및 주지에서 벗어나는 일 없이 다양한 변경을 할 수 있는 것이, 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 진정한 범위와 주지는, 첨부한 특허청구범위에 의하여 나타난다.From the above description, it will be understood that various embodiments of the present disclosure have been described in this specification for purposes of explanation, and that various changes can be made without departing from the scope and knowledge of the present disclosure. Accordingly, the various embodiments disclosed in this specification are not intended to be limiting, and the true scope and well-known, as indicated by the appended claims.

Claims (9)

중심축선을 갖는 챔버와,
상기 챔버 내에 배치되는 기판 지지기이며, 상기 기판 지지기 상의 기판의 중심은, 상기 중심축선 상에 위치하는, 상기 기판 지지기와,
상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 생성부와,
하나 이상의 제1 환상 코일을 포함하고, 상기 챔버의 위 또는 상방에 배치되며, 상기 챔버 내에 제1 자장을 생성하도록 구성되는 제1 전자석 어셈블리와,
하나 이상의 제2 환상 코일을 포함하고, 상기 챔버 내에 제2 자장을 생성하도록 구성되는 제2 전자석 어셈블리이며, 상기 제2 자장은, 상기 기판 지지기 상의 기판의 중심에서 상기 제1 자장의 강도를 저감시키는, 상기 제2 전자석 어셈블리를 구비하는 플라즈마 처리 장치.A chamber having a central axis,
A substrate supporter disposed in the chamber, and the center of the substrate on the substrate supporter is located on the central axis, the substrate supporter,
A plasma generation unit configured to generate plasma from the processing gas supplied into the chamber,
A first electromagnet assembly comprising at least one first annular coil, disposed above or above the chamber, and configured to generate a first magnetic field in the chamber,
A second electromagnet assembly comprising at least one second annular coil and configured to generate a second magnetic field in the chamber, and the second magnetic field reduces the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate supporter. The plasma processing apparatus comprising the second electromagnet assembly. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 전자석 어셈블리는, 상기 기판 지지기의 하방에 배치되는, 플라즈마 처리 장치.The method according to claim 1,
The second electromagnet assembly is disposed below the substrate supporter. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 전자석 어셈블리는, 상기 챔버의 위 또는 상방에 배치되는 플라즈마 처리 장치.The method according to claim 1,
The second electromagnet assembly is disposed above or above the chamber. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전자석 어셈블리는, 상기 하나 이상의 제1 환상 코일로서, 복수의 제1 환상 코일을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The first electromagnet assembly, as the one or more first annular coils, comprises a plurality of first annular coils. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전자석 어셈블리는, 상기 하나 이상의 제2 환상 코일로서, 복수의 제2 환상 코일을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The second electromagnet assembly, as the one or more second annular coils, includes a plurality of second annular coils. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 자장은, 상기 기판 지지기 상의 기판의 중심에서 상기 제1 자장의 강도를 상쇄하는, 플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
The plasma processing apparatus, wherein the second magnetic field cancels the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on the substrate support. 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에서 기판을 처리하는 방법으로서,
a) 상기 챔버 내의 기판 지지기 상에 기판을 재치하는 공정이며, 상기 기판 지지기 상의 상기 기판의 중심은, 상기 챔버의 중심축선 상에 위치하는, 상기 공정과,
b) 상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하는 공정과,
c) 상기 b) 중에, 상기 챔버의 위 또는 상방에 배치된 제1 전자석 어셈블리를 이용하여 상기 챔버 내에 제1 자장을 생성하는 공정이며, 상기 제1 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제1 환상 코일을 포함하는, 상기 공정과,
d) 상기 c) 중에, 제2 전자석 어셈블리를 이용하여 상기 챔버 내에 제2 자장을 형성하는 공정이며, 상기 제2 전자석 어셈블리는, 하나 이상의 제2 환상 코일을 포함하고, 상기 제2 자장은, 상기 기판 지지기 상의 상기 기판의 중심에서 상기 제1 자장의 강도를 저감시키는, 상기 공정을 포함하는, 방법.A method of processing a substrate in a chamber of a plasma processing apparatus, comprising:
a) placing a substrate on a substrate supporter in the chamber, wherein the center of the substrate on the substrate supporter is located on a center axis of the chamber; and
b) generating a plasma from the processing gas supplied into the chamber,
c) During b), a first magnetic field is generated in the chamber by using a first electromagnet assembly disposed above or above the chamber, and the first electromagnet assembly includes one or more first annular coils. To, the process and,
d) In the c), a second magnetic field is formed in the chamber using a second electromagnet assembly, and the second electromagnet assembly includes one or more second annular coils, and the second magnetic field is And reducing the strength of the first magnetic field at the center of the substrate on a substrate supporter. 청구항 7에 있어서,
상기 처리 가스는, 브로민화 수소 및/또는 염소를 포함하는, 방법.The method of claim 7,
The method, wherein the processing gas contains hydrogen bromide and/or chlorine. 청구항 8에 있어서,
상기 b)는, 상기 기판 상의 실리콘막을 에칭하는 공정을 포함하는, 방법.The method of claim 8,
The method b) includes a step of etching a silicon film on the substrate.
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