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公開番号2024112070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-20
出願番号2023016911
出願日2023-02-07
発明の名称プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H05H 1/46 20060101AFI20240813BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】プラズマ処理装置(1,201)は、少なくとも1つのアンテナ(71～73)と、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部(PD1～PD5)と、を備え、複数の受光部は、少なくとも1つのアンテナが延びる第1方向に沿って配置された第1受光部(PD1)および第2受光部(PD2)を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記少なくとも１つのアンテナの接地側端部に接続された、インピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、
前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアンテナは、第１アンテナおよび第２アンテナを備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの高周波電源側端部に接続されたインピーダンスが可変である給電側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する第１高周波電源および第２高周波電源と、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、
（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記第１高周波電源または前記第２高周波電源が供給する高周波電力を制御する制御部と、をさらに備える、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記複数の受光部は、前記プラズマ生成領域の発光強度として、前記真空容器に付着していた物質に起因する気体の発光強度を検出し、
前記制御部は、前記複数の受光部のうちのある受光部が検出する発光強度が、前記複数の受光部のうちの別の受光部が検出する発光強度より高い場合、前記ある受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度が、前記別の受光部に対応するプラズマ生成領域において発生するプラズマ密度より高くなるように制御する、請求項２、４、５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿っ
て配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置。
【請求項８】
真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、
前記アンテナの接地側端部に接続されたインピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記アンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第１受光部により、前記第１受光部に対応するプラズマ生成領域の第１発光強度を検出する第１検出ステップと、
前記第２受光部により、前記第２受光部に対応するプラズマ生成領域の第２発光強度を検出する第２検出ステップと、
前記第１発光強度および前記第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。
【請求項９】
真空容器内にプラズマを発生させる第１アンテナおよび第２アンテナと、
プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、
前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部を備える、プラズマ処理装置の制御方法であって、
前記第３受光部により、前記第３受光部に対応するプラズマ生成領域の第３発光強度を検出する第３検出ステップと、
前記第４受光部により、前記第４受光部に対応するプラズマ生成領域の第４発光強度を検出する第４検出ステップと、
前記第３発光強度および前記第４発光強度に基づき、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ供給される高周波電力を制御する制御ステップと、を含むプラズマ処理装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
処理室（真空容器）内に設けられたアンテナに高周波電流を流すことにより誘導結合型のプラズマを発生させて基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置が知られている。このようなプラズマ処理装置において、処理室内のプラズマ状態を検出する様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、処理室内に形成されるプラズマの発光状態をプラズマ発光状態検出部により検出し、当該プラズマ発光状態検出部の検出情報に基づいてアンテナ回路の特性を調節するプラズマ処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－１４７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に係るプラズマ状態検出部は、基板のセンター部およびエッジ部に対応する位置に設けられており、基板のセンター部およびエッジ部のプラズマ発光状態を検出している。このような構成では、プラズマ状態検出部は、例えば基板の一辺に沿った方向におけるプラズマ発光状態を監視することはできない。すなわち、特許文献１においては、処理室内におけるプラズマの面内分布を十分に確認できないといった問題がある。
【０００５】
本発明の一態様は、簡便な構成により、処理室内のプラズマ状態を十分に確認することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るプラズマ処理装置は、真空容器内にプラズマを発生させる少なくとも１つのアンテナと、プラズマ生成領域の発光強度を検出する複数の受光部と、を備え、前記複数の受光部は、前記少なくとも１つのアンテナが延びる第１方向に沿って配置された第１受光部および第２受光部を備える。
【０００７】
また、前記プラズマ処理装置は、前記少なくとも１つのアンテナの接地側端部に接続された、インピーダンスが可変である接地側インピーダンス調整部と、前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【０００８】
また、前記少なくとも１つのアンテナは、第１アンテナおよび第２アンテナを備え、前記複数の受光部は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナが並ぶ第２方向に沿って配置された、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナにそれぞれ対応する第３受光部および第４受光部をさらに備えてもよい。
【０００９】
また、前記プラズマ処理装置は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの高周波電源側端部に接続されたインピーダンスが可変である給電側インピーダンス調整部と、（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光
強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記給電側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【００１０】
また、前記プラズマ処理装置は、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する第１高周波電源および第２高周波電源と、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの接地側端部にそれぞれ接続されたインピーダンスが可変である複数の接地側インピーダンス調整部と、（ｉ）前記第１受光部が検出する第１発光強度および前記第２受光部が検出する第２発光強度に基づき、前記複数の接地側インピーダンス調整部のインピーダンスを制御し、（ｉｉ）前記第３受光部が検出する第３発光強度および前記第４受光部が検出する第４発光強度に基づき、前記第１高周波電源または前記第２高周波電源が供給する高周波電力を制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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