JP2003203869A - Plasma treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
対してマイクロ波により生じたプラズマを作用させて処
理を施す際に使用されるプラズマ処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus used when a semiconductor wafer or the like is processed by applying plasma generated by microwaves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体製品の高密度化及び高微細
化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチ
ング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が
使用される場合があり、特に、０．１ｍＴｏｒｒ（１
３．３ｍＰａ）〜数１０ｍＴｏｒｒ（数Ｐａ）程度の比
較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズマを立て
ることができることからマイクロ波を用いて、或いはマ
イクロ波とリング状のコイルからの磁場とを組み合わせ
て高密度プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ装置
が使用される傾向にある。このようなプラズマ処理装置
は、特開平３−１９１０７３号公報、特開平５−３４３
３３４号公報や本出願人による特開平９−１８１０５２
号公報等に開示されている。ここで、マイクロ波を用い
た一般的なプラズマ処理装置を図８を参照して概略的に
説明する。図８は従来の一般的なプラズマ処理装置を示
す概略構成図である。2. Description of the Related Art In recent years, a plasma processing apparatus is sometimes used for processing such as film formation, etching, and ashing in the manufacturing process of semiconductor products as the density and density of semiconductor products become higher. , 0.1 mTorr (1
3.3 mPa) to several tens of mTorr (several Pa), because a plasma can be stably generated even in a high vacuum state where the pressure is relatively low, a microwave is used, or a microwave and a magnetic field from a ring-shaped coil are used. There is a tendency to use a microwave plasma device that generates a high density plasma by combining the above. Such a plasma processing apparatus is disclosed in JP-A-3-191073 and JP-A-5-343.
No. 334 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-181052 by the present applicant.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. Here, a general plasma processing apparatus using microwaves will be schematically described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional general plasma processing apparatus.
【０００３】図８において、このプラズマ処理装置２
は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエ
ハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に
対向する天井部にマイクロ波を透過する円板状の窒化ア
ルミ等よりなる絶縁板８を気密に設けている。そして、
この絶縁板８の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の平面ア
ンテナ部材１０と、必要に応じてこの平面アンテナ部材
１０の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮するた
めの例えば誘電体よりなる遅波材１２を設置している。
この遅波材１２の上方には、内部に冷却水を流す冷却水
流路１４が形成された天井冷却ジャケット１６が設けら
れており、遅波材１２等を冷却するようになっている。
そして、アンテナ部材１０には多数の、例えば略円形の
貫通孔よりなるマイクロ波放射孔１８が形成されてい
る。このマイクロ波放射孔１８は一般的には、同心円状
に配置されたり、或いは螺旋状に配置されている。そし
て、平面アンテナ部材１０の中心部に同軸導波管２０の
内部ケーブル２２を接続して図示しないマイクロ波発生
器より発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を
導くようになっている。そして、マイクロ波をアンテナ
部材１０の半径方向へ放射状に伝搬させつつアンテナ部
材１０に設けたマイクロ波放射孔１８からマイクロ波を
放出させてこれを絶縁板８に透過させて、下方の処理容
器４内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処
理容器４内の処理空間Ｓにプラズマを立てて半導体ウエ
ハにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処理を施す
ようになっている。In FIG. 8, this plasma processing apparatus 2 is shown.
Is provided with a mounting table 6 for mounting a semiconductor wafer W in a processing container 4 that can be evacuated, and a circular plate-shaped aluminum nitride or the like that transmits microwaves in a ceiling portion facing the mounting table 6. An insulating plate 8 made of a metal is provided in an airtight manner. And
A disk-shaped planar antenna member 10 having a thickness of about several millimeters is provided on the upper surface of the insulating plate 8, and if necessary, for example, a dielectric for shortening the wavelength of the microwave in the radial direction of the planar antenna member 10. The slow wave material 12 is installed.
Above the slow wave material 12, a ceiling cooling jacket 16 in which a cooling water passage 14 for flowing cooling water is formed is provided to cool the slow wave material 12 and the like.
The antenna member 10 is provided with a large number of microwave radiation holes 18, which are, for example, substantially circular through holes. The microwave radiation holes 18 are generally arranged concentrically or spirally. Then, the internal cable 22 of the coaxial waveguide 20 is connected to the central portion of the planar antenna member 10 to guide a microwave of, for example, 2.45 GHz generated by a microwave generator (not shown). Then, while the microwaves are radially propagated in the radial direction of the antenna member 10, the microwaves are radiated from the microwave radiation holes 18 provided in the antenna member 10 and are transmitted to the insulating plate 8, and the lower processing container 4 is provided. A microwave is introduced into the inside of the processing container 4, and a plasma is generated in the processing space S in the processing container 4 by the microwave to perform a predetermined plasma processing such as etching or film formation on the semiconductor wafer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、処理容器４
の天井部を区画する絶縁板８は、一般的には誘電損失が
比較的低い窒化アルミ（ＡｌＮ）等を用いて大部分のマ
イクロ波を下方へ透過するようになっているが、このア
ンテナ部材１０の周辺部近傍では、処理容器４の壁面で
マイクロ波が反射され、しかも誘電体よりなる遅波材１
２や絶縁板８中をマイクロ波が透過することからファラ
デー効果により、アンテナ部材１０や絶縁板８の円周方
向に沿った定在波が発生し易くなる。この結果、処理容
器４の側壁と絶縁板８の周辺部との間で、矢印に示すよ
うな異常放電２４が発生し、プラズマ密度の面内均一性
が劣化するばかりか、異常放電２４によるスパッタ現象
によりプロセス処理に悪影響を与える、といった問題点
があった。本発明は、以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の
目的は、平面アンテナ部材等の周辺部において円周方向
へ向かう定在波の発生を抑制することにより、この部分
での異常放電の発生を防止することが可能であり、更に
プラズマ形成領域周辺部からのマイクロ波の漏れを防止
できる電力効率の高いプラズマ処理装置を提供すること
にある。By the way, the processing container 4
The insulating plate 8 for partitioning the ceiling part is generally made of aluminum nitride (AlN) or the like having a relatively low dielectric loss so that most of the microwaves are transmitted downward. In the vicinity of the peripheral portion of 10, the microwave is reflected by the wall surface of the processing container 4, and the slow wave material 1 made of a dielectric material is used.
Since microwaves are transmitted through the antenna 2 and the insulating plate 8, the Faraday effect facilitates the generation of standing waves along the circumferential direction of the antenna member 10 and the insulating plate 8. As a result, an abnormal discharge 24 as shown by an arrow occurs between the side wall of the processing container 4 and the peripheral portion of the insulating plate 8, not only degrading the in-plane uniformity of plasma density, but also spattering by the abnormal discharge 24. There is a problem that the phenomenon adversely affects the process processing. The present invention has been made to pay attention to the above problems and to solve them effectively. An object of the present invention is to suppress the occurrence of a standing wave in the circumferential direction in the peripheral portion of a flat antenna member or the like, thereby preventing the occurrence of abnormal discharge in this portion, and further plasma formation. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus with high power efficiency that can prevent microwave leakage from the peripheral portion of the region.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた
処理容器と、前記処理容器の天井部の開口に気密に装着
された絶縁板と、被処理体を載置するために前記処理容
器内に設けられた載置台と、前記絶縁板の上方に設けら
れて所定のピッチで形成された複数のマイクロ波放射孔
からプラズマ発生用のマイクロ波を前記絶縁板を透過さ
せて前記処理容器内へ導入する平面アンテナ部材と、前
記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記マイクロ波
の波長を短縮するための遅波材と、前記処理容器内へ所
定のガスを導入するガス供給手段とを有するプラ前記処
理容器内へ所定のガスを導入するガス供給手段とを有す
るプラズマ処理装置において、前記平面アンテナ部材の
周辺部と前記処理容器内のプラズマ形成領域の周辺部と
の間にくし歯状のファラデーシールド電極手段を設ける
ように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置であ
る。これによれば、ファラデーシールド電極手段により
平面アンテナ部材の周辺部近傍において円周方向へ向か
う定在波の発生が抑制されるので、この部分における異
常放電の発生を防止することが可能となる。この結果、
処理容器内におけるプラズマ密度の面内均一性を高める
ことができ、しかも、プラズマ処理に悪影響を与えるス
パッタの発生も抑制することが可能となる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing container whose ceiling is opened so that the inside can be evacuated, and the processing container is hermetically mounted in the opening of the ceiling. Plasma is generated from an insulating plate, a mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed, and a plurality of microwave radiation holes provided at a predetermined pitch above the insulating plate. A planar antenna member that introduces microwaves for use in the processing container through the insulating plate; a wave retarding member that is provided above the planar antenna member to shorten the wavelength of the microwave; In a plasma processing apparatus having a plastic supply means for introducing a predetermined gas into the processing container and a gas supply means for introducing the predetermined gas into the processing container, the peripheral portion of the planar antenna member and the processing Is a plasma processing apparatus characterized by being configured to provide a comb-shaped Faraday shield electrode means between the periphery of the plasma forming region in the vessel. According to this, since the Faraday shield electrode means suppresses the standing wave traveling in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral portion of the planar antenna member, it is possible to prevent the abnormal discharge from occurring in this portion. As a result,
The in-plane uniformity of the plasma density in the processing container can be enhanced, and the generation of spatter that adversely affects the plasma processing can be suppressed.
【０００６】この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記ファラデーシールド電極手段は、前記処理容器
の半径方向へ延びる複数のくし部材を有している。ま
た、例えば請求項３に規定するように、前記くし部材の
長さは、前記マイクロ波が前記絶縁板を伝搬する時の波
長の実質的に１／４以上の長さに設定されている。In this case, for example, as defined in claim 2, the Faraday shield electrode means has a plurality of comb members extending in the radial direction of the processing container. Further, for example, as defined in claim 3, the length of the comb member is set to be substantially 1/4 or more of the wavelength when the microwave propagates through the insulating plate.
【０００７】また、例えば請求項４に規定するように、
前記くし部材のピッチは、前記マイクロ波が前記絶縁板
を伝搬する時の波長の実質的に１／４以下の長さに設定
されている。また、例えば請求項５に規定するように、
前記ファラデーシールド電極手段の前記くし部は、前記
絶縁板の内部に埋め込まれている。Further, for example, as defined in claim 4,
The pitch of the comb members is set to be substantially 1/4 or less of the wavelength when the microwave propagates through the insulating plate. Further, for example, as defined in claim 5,
The comb portion of the Faraday shield electrode means is embedded inside the insulating plate.
【０００８】請求項６に規定する発明は、天井部が開口
されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、前記
処理容器の天井部の開口に気密に装着された絶縁板と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた
載置台と、前記絶縁板の上方に設けられて所定のピッチ
で形成された複数のマイクロ波放射孔からプラズマ発生
用のマイクロ波を前記絶縁板を透過させて前記処理容器
内へ導入する平面アンテナ部材と、前記平面アンテナ部
材の上方に設けられて前記マイクロ波の波長を短縮する
ための遅波材と、前記処理容器内へ所定のガスを導入す
るガス供給手段とを有するプラ前記処理容器内へ所定の
ガスを導入するガス供給手段とを有するプラズマ処理装
置において、前記平面アンテナ部材の周辺部には、ファ
ラデーシールド効果を発生させる複数のシールド溝が形
成されていることを特徴とするプラズマ処理装置であ
る。これによれば、ファラデーシールド効果を発生させ
る複数のシールド溝により平面アンテナ部材の周辺部近
傍において円周方向へ向かう定在波の発生が抑制される
ので、この部分における異常放電の発生を防止すること
が可能となる。この結果、処理容器内におけるプラズマ
密度の面内均一性を高めることができ、しかも、プラズ
マ処理に悪影響を与えるスパッタの発生も抑制すること
が可能となる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a processing container whose ceiling is opened so that the inside of the processing container can be evacuated, and an insulating plate which is hermetically attached to the opening of the ceiling of the processing container.
Microwave for plasma generation from a mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed and a plurality of microwave radiation holes provided above the insulating plate and formed at a predetermined pitch. A planar antenna member that penetrates through the insulating plate and is introduced into the processing container; a wave retarding member that is provided above the planar antenna member to shorten the wavelength of the microwave; and into the processing container. In a plasma processing apparatus having a plastic supply means for introducing a predetermined gas into the processing container and a plastic supply means for introducing a predetermined gas, a Faraday shield effect is generated in the peripheral portion of the planar antenna member. In the plasma processing apparatus, a plurality of shield grooves are formed. According to this, since the plurality of shield grooves that generate the Faraday shield effect suppress the generation of standing waves in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral portion of the planar antenna member, the occurrence of abnormal discharge in this portion is prevented. It becomes possible. As a result, it is possible to increase the in-plane uniformity of the plasma density in the processing container, and it is also possible to suppress the occurrence of spatter that adversely affects the plasma processing.
【０００９】この場合、例えば請求項７に規定するよう
に、前記シールド溝は、前記処理容器の半径方向へ延び
ている。また、例えば請求項８に規定するように、前記
シールド溝の長さは、前記マイクロ波が前記遅波材を伝
搬する時の波長の実質的に１／４以上の長さに設定され
ている。In this case, for example, as defined in claim 7, the shield groove extends in the radial direction of the processing container. Further, for example, as defined in claim 8, the length of the shield groove is set to be substantially ¼ or more of the wavelength when the microwave propagates through the slow wave material. .
【００１０】また、例えば請求項９に規定するように、
前記シールド溝のピッチは、前記マイクロ波が前記遅波
材を伝搬する時の波長の実質的に１／４以下の長さに設
定されている。また、例えば請求項１０に規定するよう
に、前記平面アンテナ部材の周辺部と前記処理容器内の
プラズマ形成領域の周辺部との間にくし歯状のファラデ
ーシールド電極手段を設けるように構成している。これ
によれば、ファラデーシールド効果を発生させる複数の
シールド溝とファラデーシールド電極手段との相乗効果
により、平面アンテナ部材の周辺部近傍において円周方
向へ向かう定在波の発生を一層抑制することが可能とな
る。Further, for example, as defined in claim 9,
The pitch of the shield groove is set to a length that is substantially ¼ or less of the wavelength when the microwave propagates through the slow wave material. Further, as defined in claim 10, for example, a comb-shaped Faraday shield electrode means is provided between the peripheral portion of the planar antenna member and the peripheral portion of the plasma formation region in the processing container. There is. According to this, by the synergistic effect of the plurality of shield grooves that generate the Faraday shield effect and the Faraday shield electrode means, it is possible to further suppress the generation of standing waves in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral portion of the planar antenna member. It will be possible.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の係るプラズマ処
理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
は本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構成図、
図２は図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部材
を示す平面図、図３はファラデーシールド電極手段を示
す平面図、図４はプラズマ処理装置の一部を示す拡大断
面図である。本実施例においてはプラズマ処理装置をプ
ラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）処理に適用した場合について説明する。
図示するようにこのプラズマ処理装置３０は、例えば側
壁や底部がアルミニウム等の導体により構成されて、全
体が筒体状に成形された処理容器３２を有しており、内
部は密閉された処理空間Ｓとして構成されて、この処理
空間Ｓがプラズマ形成領域となる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Figure 1
Is a configuration diagram showing an example of a plasma processing apparatus according to the present invention,
2 is a plan view showing a planar antenna member of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view showing Faraday shield electrode means, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a part of the plasma processing apparatus. In this embodiment, a plasma processing apparatus is a plasma CVD (Chemical Vapor Depo).
The case of application to the (state) processing will be described.
As shown in the figure, this plasma processing apparatus 30 has a processing container 32 whose sidewall and bottom are made of a conductor such as aluminum and which is formed into a tubular shape as a whole, and the inside of which is a sealed processing space. It is configured as S, and this processing space S becomes a plasma formation region.
【００１２】この処理容器３２内には、上面に被処理体
としての例えば半導体ウエハＷを載置する載置台３４が
収容される。この載置台３４は、例えばアルマイト処理
したアルミニウム等により凸状に平坦になされた略円柱
状に形成されており、この下部は同じくアルミニウム等
により円柱状になされた支持台３６により支持されると
共にこの支持台３６は処理容器３２内の底部に絶縁材３
８を介して設置されている。上記載置台３４の上面に
は、ここにウエハを保持するための静電チャック或いは
クランプ機構（図示せず）が設けられ、この載置台３４
及び支持台３６は給電線４０を介してマッチングボック
ス４２及び例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波
電源４４に接続されている。尚、このバイアス用高周波
電源４４を設けない場合もある。In the processing container 32, a mounting table 34 on which an object to be processed such as a semiconductor wafer W is mounted is housed on the upper surface. The mounting table 34 is formed into a substantially cylindrical shape that is convexly flattened from, for example, aluminum that has been anodized, and the lower portion thereof is supported by a supporting table 36 that is also formed into a cylindrical shape from aluminum and the like. The support base 36 has an insulating material 3 at the bottom of the processing container 32.
It is installed through 8. An electrostatic chuck or a clamp mechanism (not shown) for holding a wafer is provided on the upper surface of the mounting table 34.
The support base 36 is connected to a matching box 42 and a bias high frequency power supply 44 of, for example, 13.56 MHz via a power supply line 40. The bias high frequency power supply 44 may not be provided.
【００１３】上記載置台３４を支持する支持台３６に
は、プラズマ処理時のウエハを冷却するための冷却水等
を流す冷却ジャケット４６が設けられる。尚、必要に応
じてこの載置台３４中に加熱用ヒータを設けてもよい。
上記処理容器３２の側壁には、ガス供給手段として、容
器内にプラズマ用ガス、例えばアルゴンガスを供給する
石英パイプ製のプラズマガス供給ノズル４８や処理ガ
ス、例えばデポジションガスを導入するための例えば石
英パイプ製の処理ガス供給ノズル５０が設けられ、これ
らのノズル４８、５０はそれぞれガス供給路５２、５４
によりマスフローコントローラ５６、５８及び開閉弁６
０、６２を介してそれぞれプラズマガス源６４及び処理
ガス源６６に接続されている。処理ガスとしてのデポジ
ションガスは、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、Ｎ2 ガス等を用いるこ
とができる。The support table 36 supporting the mounting table 34 is provided with a cooling jacket 46 for flowing cooling water or the like for cooling the wafer during plasma processing. A heater for heating may be provided in the mounting table 34 as needed.
For example, for introducing a plasma gas supply nozzle 48 made of a quartz pipe for supplying a plasma gas, for example, an argon gas into the container, or a processing gas, for example, a deposition gas, into the side wall of the processing container 32 as a gas supply means. A processing gas supply nozzle 50 made of a quartz pipe is provided, and these nozzles 48 and 50 are provided with gas supply paths 52 and 54, respectively.
Mass flow controllers 56, 58 and open / close valve 6
0 and 62 are connected to a plasma gas source 64 and a processing gas source 66, respectively. As the deposition gas as the processing gas, SiH 4 , O 2 , N 2 gas or the like can be used.
【００１４】また、容器側壁の外側には、この内部に対
してウエハを搬入・搬出する時に開閉するゲートバルブ
６８が設けられると共に、この側壁を冷却する冷却ジャ
ケット６９が設けられる。また、容器底部には、排気口
７０が設けられると共に、この排気口７０には図示され
ない真空ポンプが介接された排気路７２が接続されてお
り、必要に応じて処理容器３２内を所定の圧力まで真空
引きできるようになっている。そして、処理容器３２の
天井部は開口されて、ここに例えばＡｌＮなどのセラミ
ック材よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する全
体の厚さが２０ｍｍ程度の絶縁板７４がＯリング等のシ
ール部材７６を介して気密に設けられる。そして、この
絶縁板７４の周辺部に本発明の特徴とするファラデーシ
ールド電極手段７７が設けられる。尚、このファラデー
シールド電極手段７７の構造については後述する。On the outside of the side wall of the container, a gate valve 68 that opens and closes when a wafer is loaded into and unloaded from the inside of the container is provided, and a cooling jacket 69 that cools the side wall is provided. In addition, an exhaust port 70 is provided at the bottom of the container, and an exhaust passage 72 connected to a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port 70. It can be evacuated to the pressure. Then, the ceiling of the processing container 32 is opened, and an insulating plate 74 having a total thickness of about 20 mm, which is transparent to a microwave made of a ceramic material such as AlN, has a seal such as an O-ring. Airtightly provided via the member 76. Then, the Faraday shield electrode means 77, which is a feature of the present invention, is provided around the insulating plate 74. The structure of the Faraday shield electrode means 77 will be described later.
【００１５】そして、この絶縁板７４の上面に、また本
発明の特徴とする円板状の平面アンテナ部材７８と高誘
電率特性を有する遅波材８０とが設けられる。具体的に
はこの平面アンテナ部材７８は、上記処理容器３２と一
体的に成形されている導電性の中空円筒状容器よりなる
導波箱８２の底板として構成され、前記処理容器３２内
の上記載置台３４に対向させて設けられる。尚、上記平
面アンテナ部材７８の構造については後述する。この導
波箱８２及び上記処理容器３２は共に接地されると共
に、この導波箱８２の上部の中心には、同軸導波管８４
の外管８４Ａが接続され、内部の内部ケーブル８４Ｂ
は、上記遅波材８０の中心の貫通孔８６を通って上記平
面アンテナ部材７８の中心部に接続される。そして、こ
の同軸導波管８４は、モード変換器８８及び導波管９０
を介して例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器９２
に接続されており、上記平面アンテナ部材７８へマイク
ロ波を伝搬するようになっている。この周波数は２．４
５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば８．３５Ｇ
Ｈｚを用いてもよい。この導波管としては、断面円形或
いは矩形の導波管や同軸導波管を用いることができる。
上記導波箱８２の上部には、内部に冷却水を流す冷却水
流路９４が形成された天井冷却ジャケット９６が設けら
れており、上記遅波材８０等を冷却するようになってい
る。そして、上記導波箱８２内であって、平面アンテナ
部材７８の上面には、上記高誘電率特性を有する遅波材
８０を設けて、この波長短縮効果により、マイクロ波の
管内波長を短くしている。この遅波材８０としては、例
えば上記絶縁板７４と同じ材料である窒化アルミ等を用
いることができる。On the upper surface of the insulating plate 74, a disc-shaped planar antenna member 78, which is a feature of the present invention, and a slow wave material 80 having a high dielectric constant characteristic are provided. Specifically, the planar antenna member 78 is configured as a bottom plate of a waveguide box 82 formed of a conductive hollow cylindrical container integrally formed with the processing container 32, and the above-mentioned inside of the processing container 32 is described. It is provided so as to face the stand 34. The structure of the planar antenna member 78 will be described later. The waveguide box 82 and the processing container 32 are both grounded, and a coaxial waveguide 84 is provided at the center of the upper portion of the waveguide box 82.
Outer tube 84A is connected to the inner inner cable 84B
Is connected to the central portion of the planar antenna member 78 through the through hole 86 at the center of the slow wave material 80. The coaxial waveguide 84 includes a mode converter 88 and a waveguide 90.
2.45 GHz microwave generator 92 via
And is adapted to propagate microwaves to the planar antenna member 78. This frequency is 2.4
Not limited to 5 GHz, other frequencies, for example 8.35 GHz
Hz may be used. As the waveguide, a waveguide having a circular or rectangular cross section or a coaxial waveguide can be used.
A ceiling cooling jacket 96 in which a cooling water flow path 94 for flowing cooling water is formed is provided above the waveguide box 82 to cool the slow wave material 80 and the like. Then, in the waveguide box 82, on the upper surface of the planar antenna member 78, the slow wave material 80 having the high dielectric constant characteristic is provided, and the wavelength shortening effect shortens the in-tube wavelength of the microwave. ing. As the slow wave material 80, for example, aluminum nitride, which is the same material as the insulating plate 74, can be used.
【００１６】上記平面アンテナ部材７８は、８インチサ
イズのウエハ対応の場合には、例えば直径が３００〜４
００ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍ、例えば５ｍｍの導電性材
料よりなる、例えば表面が銀メッキされた銅板或いはア
ルミ板よりなり、この円板には、図２にも示すように例
えば円形の貫通孔よりなる多数のマイクロ波放射孔９８
が、アンテナ部材７８に略均等に配置させて設けられて
いる。このマイクロ波放射孔９８の配置形態は、特に限
定されず、例えば同心円状、螺旋状、或いは放射状に配
置させてもよい。そして、この平面アンテナ部材７８の
周辺部には、本発明の特徴とする、ファラデーシールド
効果を発生させる複数のシールド溝１００（図２参照）
が形成されている。具体的には、上記各シールド溝１０
０は、平面アンテナ部材７８の半径方向に沿って形成さ
れていると共に、この平面アンテナ部材９８の周方向に
沿って所定の間隔（ピッチ）でもって配列されている。
各シールド溝１００は、上述のように円形のアルミ板の
周辺部を細長い矩形状の閉じられた溝状に打ち抜くこと
により形成されており、アンテナ部材７８の外周端側
は、幅Ａ１が５ｍｍ程度の押さえ代１０２となって、図
４にも示すように、この押さえ代１０２の部分を保持す
ることによりこのアンテナ部材７８を固定すると共にこ
の部分を接地している。The flat antenna member 78 has a diameter of, for example, 300 to 4 when it is used for an 8-inch size wafer.
It is made of a conductive material having a thickness of 00 mm and a thickness of 1 to several mm, for example, 5 mm, for example, a copper plate or an aluminum plate whose surface is silver-plated, and the circular plate has a circular through hole as shown in FIG. A plurality of microwave radiation holes 98
However, the antenna members 78 are arranged substantially evenly. The arrangement form of the microwave radiation holes 98 is not particularly limited, and may be arranged, for example, in a concentric circle shape, a spiral shape, or a radial shape. A plurality of shield grooves 100 (see FIG. 2) that generate the Faraday shield effect, which is a feature of the present invention, is provided around the planar antenna member 78.
Are formed. Specifically, each shield groove 10
0s are formed along the radial direction of the planar antenna member 78, and are also arranged at a predetermined interval (pitch) along the circumferential direction of the planar antenna member 98.
Each shield groove 100 is formed by punching a peripheral portion of a circular aluminum plate into a narrow rectangular closed groove shape as described above. The outer peripheral end side of the antenna member 78 has a width A1 of about 5 mm. As shown in FIG. 4, by holding the portion of the pressing margin 102, the antenna member 78 is fixed and the portion is grounded.
【００１７】各シールド溝１００の幅Ｗ１は、例えば１
〜９ｍｍ程度に設定されると共に、長さＬ１は、上記マ
イクロ波が上記遅波材８０を伝搬する時の波長の実質的
に１／４以上の長さに設定している。また、隣設される
各シールド溝１００のピッチＰ１は、上記マイクロ波が
上記遅波材８０を伝搬する時の波長の実質的に１／４以
下の長さに設定しており、これにより、上記アンテナ部
材７８の周辺部近傍において円周方向に向かう定在波を
できるだけ発生させないようにしている。ここで、上述
のようにマイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとし、上
記遅波材８０の材料を誘電率が９程度の窒化アルミ（Ａ
ｌＮ）であると仮定すると、上記遅波材８０を伝搬する
マイクロ波の波長λ１は略４０ｍｍ程度である。従っ
て、この１／４波長は１０ｍｍ程度であるので、上記シ
ールド溝１００の長さＬ１は略１０ｍｍ以上とし、ピッ
チＰ１は略１０ｍｍ以下とする。この長さＬ１を過度に
大きくすると、プラズマ形成領域が減少してしまうの
で、この長さＬ１の最大値は、例えば４０ｍｍ程度が好
ましい。The width W1 of each shield groove 100 is, for example, 1
The length L1 is set to about -9 mm, and the length L1 is set to be substantially 1/4 or more of the wavelength when the microwave propagates through the slow wave material 80. Further, the pitch P1 of the adjacent shield grooves 100 is set to be substantially 1/4 or less of the wavelength when the microwave propagates through the wave retarding material 80. In the vicinity of the peripheral portion of the antenna member 78, a standing wave traveling in the circumferential direction is generated as little as possible. Here, as described above, the microwave frequency is set to 2.45 GHz, and the material of the slow wave material 80 is aluminum nitride (A
1N), the wavelength λ1 of the microwave propagating through the slow wave material 80 is about 40 mm. Therefore, since the quarter wavelength is about 10 mm, the length L1 of the shield groove 100 is about 10 mm or more and the pitch P1 is about 10 mm or less. If the length L1 is excessively increased, the plasma formation region is reduced. Therefore, the maximum value of the length L1 is preferably about 40 mm, for example.
【００１８】また、上記絶縁板７４の周辺部に設けられ
る上記ファラデーシールド電極手段７７は、図３にも示
すように全体が例えばアルミニウム等の導電性材料によ
りくし歯状に成形されている。具体的には、このファラ
デーシールド電極手段７７は、図３にも示すように、円
形リング状になされたシールド本体７７Ａとこのリング
状のシールド本体７７Ａの内面よりその中心方向へ延び
る、すなわち処理容器３２の半径方向へ延びる複数のく
し部材７７Ｂとにより形成されており、このくし部材７
７Ｂはリング状のシールド本体７７Ａの周方向に沿って
所定の間隔（ピッチ）でもって配列されている。The Faraday shield electrode means 77 provided in the peripheral portion of the insulating plate 74 is entirely formed of a conductive material such as aluminum into a comb shape as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3, the Faraday shield electrode means 77 extends from the inner surface of the shield main body 77A in the shape of a circular ring to the center of the shield main body 77A, that is, the processing container. 32 and a plurality of comb members 77B extending in the radial direction.
7B are arranged at a predetermined interval (pitch) along the circumferential direction of the ring-shaped shield body 77A.
【００１９】上記各くし部材７７Ｂの幅Ｗ２は、例えば
１〜９ｍｍ程度に設定されると共に、長さＬ２は、上記
マイクロ波が上記絶縁板７４を伝搬する時の波長の実質
的に１／４以上の長さに設定している。また、隣設され
る各くし部材７７ＢのピッチＰ２は、上記マイクロ波が
上記遅波材８０を伝搬する時の波長の実質的に１／４以
下の長さに設定しており、これにより、上記絶縁板７４
の周辺部近傍において円周方向に向かう定在波をできる
だけ発生させないようにしている。ここで、上述のよう
にマイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとし、上記絶縁
板７４の材料を、上記遅波材９０の材料と同じ誘電率が
９程度の窒化アルミ（ＡｌＮ）であると仮定すると、上
記絶縁板７４を伝搬するマイクロ波の波長λ１は略４０
ｍｍ程度である。従って、この１／４波長は１０ｍｍ程
度であるので、上記くし部材７７Ｂの長さＬ２は略１０
ｍｍ以上とし、ピッチＰ２は略１０ｍｍ以下とする。こ
の長さＬ２を過度に大きくすると、プラズマ形成領域が
減少してしまうので、この長さＬ２の最大値は、例えば
４０ｍｍ程度が好ましい。The width W2 of each comb member 77B is set to, for example, about 1 to 9 mm, and the length L2 is substantially ¼ of the wavelength when the microwave propagates through the insulating plate 74. The length is set to the above. Further, the pitch P2 of the adjacent comb members 77B is set to be substantially 1/4 or less of the wavelength when the microwave propagates through the wave retarding material 80. Insulation plate 74
A standing wave traveling in the circumferential direction is generated as near as possible in the vicinity of the peripheral part. Here, assuming that the microwave frequency is 2.45 GHz and the material of the insulating plate 74 is aluminum nitride (AlN) having the same dielectric constant of about 9 as the material of the wave retarding material 90, as described above. The wavelength λ1 of the microwave propagating through the insulating plate 74 is about 40.
It is about mm. Therefore, since the quarter wavelength is about 10 mm, the length L2 of the comb member 77B is about 10 mm.
The pitch P2 is about 10 mm or less. If the length L2 is excessively increased, the plasma formation region is reduced. Therefore, the maximum value of the length L2 is preferably about 40 mm, for example.
【００２０】そして、このように形成されたファラデー
シールド電極手段７７は、図１にも示すように、上記リ
ング状のシールド本体７７Ａを、上記処理容器３２の内
壁に形成した凹部に挟み込み、また、くし部材７７Ｂを
上記絶縁板７４の内部に埋め込んでいる。具体的には、
上記絶縁板７４を、上部絶縁板部材７４Ａと下部絶縁板
部材７４Ｂとに２つに分割して形成しており、これらの
上部絶縁板部材７４Ａと下部絶縁板部材７４Ｂとを、こ
れらの周辺部に上記くし部材７７Ｂを挟み込むようにし
て密接させて結合することにより、上記くし部材７７Ｂ
を絶縁板７４内に埋め込むようにしている。In the Faraday shield electrode means 77 thus formed, as shown in FIG. 1, the ring-shaped shield body 77A is sandwiched in the recess formed in the inner wall of the processing container 32, and The comb member 77B is embedded inside the insulating plate 74. In particular,
The insulating plate 74 is divided into two parts, an upper insulating plate member 74A and a lower insulating plate member 74B, and these upper insulating plate member 74A and lower insulating plate member 74B are formed in the peripheral portion thereof. The comb member 77B is sandwiched by the comb member 77B so that the comb member 77B is closely joined to the comb member 77B.
Are embedded in the insulating plate 74.
【００２１】次に、以上のように構成されたプラズマ処
理装置を用いて行なわれる処理方法について説明する。
まず、ゲートバルブ６８を介して半導体ウエハＷを搬送
アーム（図示せず）により処理容器３２内に収容し、リ
フタピン（図示せず）を上下動させることによりウエハ
Ｗを載置台３４の上面の載置面に載置する。そして、処
理容器３２内を所定のプロセス圧力、例えば０．０１〜
数Ｐａの範囲内に維持して、プラズマガス供給ノズル４
８から例えばアルゴンガスを流量制御しつつ供給すると
共に処理ガス供給ノズル５０から例えばＳｉＨ4 、Ｏ
2 、Ｎ2 等のデポジションガスを流量制御しつつ供給す
る。同時にマイクロ波発生器９２にて発生したマイクロ
波を、導波管９０及び同軸導波管８４を介して平面アン
テナ部材７８に供給して処理空間Ｓに、遅波材８０によ
って波長が短くされたマイクロ波を導入し、これにより
処理空間Ｓにプラズマを発生させて所定のプラズマ処
理、例えばプラズマＣＶＤによる成膜処理を行う。Next, a processing method performed by using the plasma processing apparatus configured as described above will be described.
First, the semiconductor wafer W is accommodated in the processing container 32 by a transfer arm (not shown) via the gate valve 68, and lifter pins (not shown) are moved up and down to place the wafer W on the upper surface of the mounting table 34. Place on the surface. Then, the inside of the processing container 32 has a predetermined process pressure, for example, 0.01 to
Maintaining within the range of several Pa, the plasma gas supply nozzle 4
8 for example, argon gas is supplied while controlling the flow rate, and SiH 4 , O is supplied from the processing gas supply nozzle 50.
The deposition gas such as 2 , N 2 is supplied while controlling the flow rate. At the same time, the microwave generated by the microwave generator 92 is supplied to the planar antenna member 78 via the waveguide 90 and the coaxial waveguide 84, and the wavelength is shortened in the processing space S by the slow wave material 80. Microwaves are introduced, whereby plasma is generated in the processing space S to perform a predetermined plasma processing, for example, a film formation processing by plasma CVD.
【００２２】ここで、マイクロ波発生器８２にて発生し
た例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波はモード変換後に
例えばＴＥＭモードで同軸導波管８４内を伝搬して導波
箱８２内の平面アンテナ部材７８に到達し、内部ケーブ
ル８４Ｂの接続された円板状のアンテナ部材７８の中心
部から放射状に周辺部に伝搬される間に、このアンテナ
部材７８に同心円状或いは螺旋状に略均等に多数形成さ
れた円形のマイクロ波放射孔９８から絶縁板７４を透過
させてアンテナ部材７８の直下の処理空間Ｓにマイクロ
波を導入する。このマイクロ波により励起されたアルゴ
ンガスがプラズマ化し、この下方に拡散してここで処理
ガスを活性化して活性種を作り、この活性種の作用でウ
エハＷの表面に処理、例えばプラズマＣＶＤ処理が施さ
れることになる。Here, the microwave of, for example, 2.45 GHz generated by the microwave generator 82 propagates in the coaxial waveguide 84 in, for example, the TEM mode after mode conversion, and propagates in the planar antenna member 78 in the waveguide box 82. And is propagated radially from the central portion of the disk-shaped antenna member 78 to which the internal cable 84B is connected to the peripheral portion thereof, a large number of concentric or spirally formed antenna members 78 are formed substantially evenly. The microwave is introduced into the processing space S directly below the antenna member 78 through the circular microwave radiation hole 98 through the insulating plate 74. The argon gas excited by the microwave is turned into plasma, diffuses downwardly and activates the processing gas there to generate active species, and the surface of the wafer W is processed by the action of the active species, for example, plasma CVD processing. Will be given.
【００２３】ここで、マイクロ波が平面アンテナ部材７
８の中心部からその周辺部に伝搬する際に、誘電体物質
よりなる遅波材８０や絶縁板７４のファラデー効果によ
ってマイクロ波の振動面が回転して、平面アンテナ部材
７８の周辺部や絶縁板７４の周辺部に、その周方向に沿
った定在波が発生する恐れが生ずる。しかしながら、本
発明にあっては、平面アンテナ部材７８の周辺部に、フ
ァラデーシールド効果を発生させる複数のシールド溝１
００を形成しており、また、絶縁板７４の周辺部にもフ
ァラデーシールド電極手段を設けているので、上述した
ような周方向に向かうような定在波の発生を略確実に阻
止することができる。Here, the microwave is transmitted to the planar antenna member 7
When propagating from the central part of FIG. 8 to its peripheral part, the vibrating surface of the microwave rotates due to the Faraday effect of the slow wave material 80 and the insulating plate 74 made of a dielectric material, and the peripheral part of the planar antenna member 78 and the insulating part are insulated. At the peripheral portion of the plate 74, a standing wave may occur along the circumferential direction. However, according to the present invention, the plurality of shield grooves 1 that generate the Faraday shield effect are formed around the planar antenna member 78.
No. 00 is formed and the Faraday shield electrode means is also provided in the peripheral portion of the insulating plate 74. Therefore, it is possible to almost certainly prevent the occurrence of the standing wave traveling in the circumferential direction as described above. it can.
【００２４】すなわち、平面アンテナ部材７８の周辺部
にて、この円周方向に沿って発生しよとうする定在波
は、この部分に形成したシールド溝１００によってその
発生が阻止される。また、絶縁板７４の周辺部にて、こ
の円周方向に沿って発生しようとする定在波も、この部
分に設けたファラデーシールド電極手段７７のくし部材
７７Ｂによってその発生が阻止される。従って、処理容
器３２内の天井部の周辺部において異常放電が発生する
ことを防止でき、この結果、プラズマ密度の処理空間Ｓ
内における面内方向の均一性を大幅に向上させることが
可能となる。また、ここではファラデーシールド電極手
段７７のくし部材７７Ｂを、絶縁板７４内へ埋め込むよ
うな形態で設けているので、このくし部材７７Ｂと平面
アンテナ部材７８との間で異常放電が発生することも防
止できる。That is, the standing wave, which is to be generated along the circumferential direction in the peripheral portion of the planar antenna member 78, is blocked by the shield groove 100 formed in this portion. Further, the standing wave which is about to be generated along the circumferential direction at the peripheral portion of the insulating plate 74 is also prevented by the comb member 77B of the Faraday shield electrode means 77 provided at this portion. Therefore, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring in the peripheral portion of the ceiling portion inside the processing container 32, and as a result, the plasma density processing space S
It is possible to significantly improve the uniformity in the in-plane direction in the inside. Further, here, since the comb member 77B of the Faraday shield electrode means 77 is provided so as to be embedded in the insulating plate 74, abnormal discharge may occur between the comb member 77B and the planar antenna member 78. It can be prevented.
【００２５】上記実施例では、ファラデーシールド電極
手段７７を、絶縁板７４の周辺部に設けた場合を例にと
って説明したが、この設置位置に限定されず、平面アン
テナ部材７８の周辺部とプラズマ形成領域（処理空間
Ｓ）の周辺部との間ならばどの位置に設置しても、前述
したと同様な作用効果を発揮できる。例えば図５に示す
ように、上記ファラデーシールド電極手段７７を、絶縁
板７４の上面側、すなわち絶縁板７４とアンテナ部材７
８との間に設置するようにしてもよい。また、ここでは
平面アンテナ部材７８に形成した矩形状のシールド溝１
００は、４辺が完全に囲まれた形状であるが、これに限
定されず、例えば図６に示すようにシールド溝１００の
外周側の押さえ代１０２（図２参照）の部分も切り抜
き、このシールド溝１００の形状を、その一側が外周側
へ開放された矩形状となるように形成してもよい。In the above embodiment, the case where the Faraday shield electrode means 77 is provided in the peripheral portion of the insulating plate 74 has been described as an example, but the present invention is not limited to this installation position and plasma formation with the peripheral portion of the planar antenna member 78. Even if it is installed at any position between the peripheral portion of the region (processing space S), the same operational effect as described above can be exhibited. For example, as shown in FIG. 5, the Faraday shield electrode means 77 is provided on the upper surface side of the insulating plate 74, that is, the insulating plate 74 and the antenna member 7.
You may make it install between 8 and. Further, here, the rectangular shield groove 1 formed in the planar antenna member 78 is used.
00 has a shape in which four sides are completely surrounded, but the shape is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the pressing margin 102 (see FIG. 2) on the outer peripheral side of the shield groove 100 is also cut out. The shield groove 100 may be formed so that one side thereof has a rectangular shape open to the outer peripheral side.
【００２６】また、平面アンテナ部材７８に形成される
マイクロ波放射孔９８の形状は円形に限定されず、例え
ば長溝のスリット形状等でもよく、また、このスリット
形状の放射孔９８を、図７に示すようにＴ字状に配列さ
せるようにしてもよい。また、ここでは遅波材８０や絶
縁板７４の材料として窒化アルミを用いた場合を例にと
って説明したが、これに限定されず、アルミナや石英等
の他の誘電体物質も用いることができる。また、ここで
は、ファラデーシールド電極手段７７と平面アンテナ部
材７８のシールド溝１００との双方を設けて、両者の機
能を相乗的に作用させて定在波の発生を抑制させる場合
を例にとって説明したが、これに限定されず、少なくと
も両者のいずれか一方の構成を採用するようにしてもよ
い。尚、本実施例では、半導体ウエハに成膜処理する場
合を例にとって説明したが、これに限定されず、プラズ
マエッチング処理、プラズマアッシング処理等の他のプ
ラズマ処理にも適用することができる。また、被処理体
としても半導体ウエハに限定されず、ガラス基板、ＬＣ
Ｄ基板等に対しても適用することができる。Further, the shape of the microwave radiation hole 98 formed in the planar antenna member 78 is not limited to a circular shape, and may be, for example, a slit having a long groove, and the slit shaped radiation hole 98 is shown in FIG. It may be arranged in a T-shape as shown. Although the case where aluminum nitride is used as the material of the slow wave material 80 and the insulating plate 74 has been described as an example here, the present invention is not limited to this and other dielectric materials such as alumina and quartz can be used. Further, here, the case where both the Faraday shield electrode means 77 and the shield groove 100 of the planar antenna member 78 are provided and the functions of both are acted synergistically to suppress the generation of a standing wave has been described as an example. However, the configuration is not limited to this, and at least one of the two configurations may be adopted. In the present embodiment, the case where the film formation process is performed on the semiconductor wafer has been described as an example, but the present invention is not limited to this and can be applied to other plasma processes such as plasma etching process and plasma ashing process. Further, the object to be processed is not limited to the semiconductor wafer, but may be a glass substrate, LC
It can also be applied to D substrates and the like.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。請求項１〜５に係る発明によれば、フ
ァラデーシールド電極手段により平面アンテナ部材の周
辺部近傍において円周方向へ向かう定在波の発生が抑制
されるので、この部分における異常放電の発生を防止す
ることができる。この結果、処理容器内におけるプラズ
マ密度の面内均一性を高めることができ、しかも、プラ
ズマ処理に悪影響を与えるスパッタの発生も抑制するこ
とができる。請求項６〜９に係る発明によれば、ファラ
デーシールド効果を発生させる複数のシールド溝により
平面アンテナ部材の周辺部近傍において円周方向へ向か
う定在波の発生が抑制されるので、この部分における異
常放電の発生を防止することができる。この結果、処理
容器内におけるプラズマ密度の面内均一性を高めること
ができ、しかも、プラズマ処理に悪影響を与えるスパッ
タの発生も抑制することができる。請求項１０に係る発
明によれば、ファラデーシールド効果を発生させる複数
のシールド溝とファラデーシールド電極手段との相乗効
果により、平面アンテナ部材の周辺部近傍において円周
方向へ向かう定在波の発生を一層抑制することができ
る。As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. According to the inventions according to claims 1 to 5, the Faraday shield electrode means suppresses the generation of standing waves in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral portion of the planar antenna member, and thus prevents the occurrence of abnormal discharge in this portion. can do. As a result, it is possible to increase the in-plane uniformity of the plasma density in the processing container, and it is also possible to suppress the occurrence of spatter that adversely affects the plasma processing. According to the inventions of claims 6 to 9, the plurality of shield grooves that generate the Faraday shield effect suppress the generation of standing waves in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral portion of the planar antenna member. It is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge. As a result, it is possible to increase the in-plane uniformity of the plasma density in the processing container, and it is also possible to suppress the occurrence of spatter that adversely affects the plasma processing. According to the tenth aspect of the invention, due to the synergistic effect of the plurality of shield grooves that generate the Faraday shield effect and the Faraday shield electrode means, the generation of standing waves in the circumferential direction near the peripheral portion of the planar antenna member is generated. It can be further suppressed.
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部
材を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a planar antenna member of the plasma processing apparatus shown in FIG.
【図３】ファラデーシールド電極手段を示す平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view showing a Faraday shield electrode means.
【図４】プラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図であ
る。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the plasma processing apparatus.
【図５】本発明のプラズマ処理装置の変形例の一部を示
す部分拡大図である。FIG. 5 is a partial enlarged view showing a part of a modified example of the plasma processing apparatus of the present invention.
【図６】本発明のプラズマ処理装置の平面アンテナ部材
の変形例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a modification of the planar antenna member of the plasma processing apparatus of the present invention.
【図７】本発明のプラズマ処理装置の平面アンテナ部材
のマイクロ波放射孔の変形例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a modification of the microwave radiation holes of the planar antenna member of the plasma processing apparatus of the present invention.
【図８】従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構
成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional general plasma processing apparatus.
３０ プラズマ処理装置 ３２ 処理容器 ３４ 載置台 ４８，５０ ノズル（ガス供給手段） ７４ 絶縁板 ７４Ａ 上部絶縁板部材 ７４Ｂ 下部絶縁板部材 ７７ ファラデーシールド電極手段 ７７Ａ シールド本体 ７７Ｂ くし部材 ７８ 平面アンテナ部材 ８０ 遅波材 ９２ マイクロ波発生器 ９８ マイクロ波放射孔 Ｓ 処理空間（プラズマ形成領域） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） 30 Plasma processing device 32 processing container 34 mounting table 48,50 nozzles (gas supply means) 74 Insulation plate 74A Upper insulating plate member 74B Lower insulating plate member 77 Faraday shield electrode means 77A shield body 77B Comb member 78 Planar antenna member 80 slow wave material 92 microwave generator 98 Microwave radiation hole S processing space (plasma formation area) W Semiconductor wafer (Processing object)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ケ袋２の１の17の 301 (72)発明者 後藤 尚久 東京都八王子市城山手２−８−１ (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大 学大学院工学研究科電子工学専攻内 (72)発明者 後藤 哲也 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大 学大学院工学研究科電子工学専攻内 (72)発明者 本郷 俊明 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 大沢 哲 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC04 BC06 BC10 CA03 CA26 CA47 DA02 EB01 EC21 FA20 FB02 FB04 FB06 FC15 FC20 4K030 AA06 AA14 AA18 BA40 BA44 CA04 FA01 JA20 KA30 KA41 LA15 5F045 AA09 AC01 AC11 AC15 DP04 EB02 EH02 EH04 EH06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tadahiro Omi 17-1 of 2-2 Yonegabukuro, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Prefecture 301 (72) Inventor Naohisa Goto 2-8-1 Shiroyamate, Hachioji-shi, Tokyo (72) Inventor Masaki Hirayama 05 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tohoku University Graduate School of Engineering, Department of Electronic Engineering (72) Inventor Tetsuya Goto 05 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tohoku University Graduate School of Engineering, Department of Electronic Engineering (72) Inventor Toshiaki Hongo TBS release, 5-3-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Sending Center Tokyo Electron Limited (72) Inventor Satoshi Osawa TBS release, 5-3-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Sending Center Tokyo Electron Limited F term (reference) 4G075 AA24 AA30 BC04 BC06 BC10 CA03 CA26 CA47 DA02 EB01 EC21 FA20 FB02 FB04 FB06 FC15 FC20 4K030 AA06 AA14 AA18 BA40 BA44 CA04 FA01 JA20 KA30 KA41 LA15 5F045 AA09 AC01 AC11 AC15 DP04 EB02 EH02 EH04 EH06
Claims (10)
になされた処理容器と、 前記処理容器の天井部の開口に気密に装着された絶縁板
と、 被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた
載置台と、 前記絶縁板の上方に設けられて所定のピッチで形成され
た複数のマイクロ波放射孔からプラズマ発生用のマイク
ロ波を前記絶縁板を透過させて前記処理容器内へ導入す
る平面アンテナ部材と、 前記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記マイクロ
波の波長を短縮するための遅波材と、 前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス供給手段と
を有するプラ前記処理容器内へ所定のガスを導入するガ
ス供給手段とを有するプラズマ処理装置において、 前記平面アンテナ部材の周辺部と前記処理容器内のプラ
ズマ形成領域の周辺部との間にくし歯状のファラデーシ
ールド電極手段を設けるように構成したことを特徴とす
るプラズマ処理装置。1. A processing container whose ceiling is opened so that the inside thereof can be evacuated, an insulating plate hermetically attached to the opening of the ceiling of the processing container, and an object to be processed. A mounting table provided in the processing container and a plurality of microwave radiation holes provided above the insulating plate and formed at a predetermined pitch to transmit microwaves for plasma generation through the insulating plate, and A planar antenna member to be introduced into the processing container, a wave retarding member provided above the planar antenna member for shortening the wavelength of the microwave, and a gas supply means for introducing a predetermined gas into the processing container. In a plasma processing apparatus having a gas supply means for introducing a predetermined gas into the processing container, the plastic between the peripheral portion of the planar antenna member and the peripheral portion of the plasma formation region in the processing container. A plasma processing apparatus, characterized in that a comb-like Faraday shield electrode means is provided.
記処理容器の半径方向へ延びる複数のくし部材を有して
いることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the Faraday shield electrode means has a plurality of comb members extending in the radial direction of the processing container.
が前記絶縁板を伝搬する時の波長の実質的に１／４以上
の長さに設定されていることを特徴とする請求項１また
は２記載のプラズマ処理装置。3. The length of the comb member is set to be substantially ¼ or more of a wavelength of the microwave when the microwave propagates through the insulating plate. Alternatively, the plasma processing apparatus of item 2.
波が前記絶縁板を伝搬する時の波長の実質的に１／４以
下の長さに設定されていることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。4. The pitch of the comb members is set to a length that is substantially ¼ or less of a wavelength when the microwave propagates through the insulating plate. 3. The plasma processing apparatus according to any one of 3 above.
くし部は、前記絶縁板の内部に埋め込まれていることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ
処理装置。5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the comb portion of the Faraday shield electrode means is embedded inside the insulating plate.
になされた処理容器と、 前記処理容器の天井部の開口に気密に装着された絶縁板
と、 被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた
載置台と、 前記絶縁板の上方に設けられて所定のピッチで形成され
た複数のマイクロ波放射孔からプラズマ発生用のマイク
ロ波を前記絶縁板を透過させて前記処理容器内へ導入す
る平面アンテナ部材と、 前記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記マイクロ
波の波長を短縮するための遅波材と、 前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス供給手段と
を有するプラ前記処理容器内へ所定のガスを導入するガ
ス供給手段とを有するプラズマ処理装置において、 前記平面アンテナ部材の周辺部には、ファラデーシール
ド効果を発生させる複数のシールド溝が形成されている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。6. A processing container whose ceiling is opened so that the inside thereof can be evacuated, an insulating plate hermetically attached to the opening of the ceiling of the processing container, and an object to be processed. A mounting table provided in the processing container and a plurality of microwave radiation holes provided above the insulating plate and formed at a predetermined pitch to transmit microwaves for plasma generation through the insulating plate, and A planar antenna member to be introduced into the processing container, a wave retarding member provided above the planar antenna member for shortening the wavelength of the microwave, and a gas supply means for introducing a predetermined gas into the processing container. In a plasma processing apparatus having a gas supply means for introducing a predetermined gas into the processing container, a plurality of shields that generate a Faraday shield effect are provided around the planar antenna member. A plasma processing apparatus having a groove formed therein.
方向へ延びていることを特徴とする請求項６記載のプラ
ズマ処理装置。7. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the shield groove extends in a radial direction of the processing container.
波が前記遅波材を伝搬する時の波長の実質的に１／４以
上の長さに設定されていることを特徴とする請求項６ま
たは７記載のプラズマ処理装置。8. The length of the shield groove is set to be substantially 1/4 or more of a wavelength when the microwave propagates through the slow wave material. The plasma processing apparatus according to 6 or 7.
ロ波が前記遅波材を伝搬する時の波長の実質的に１／４
以下の長さに設定されていることを特徴とする請求項６
乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。9. The pitch of the shield grooves is substantially 1/4 of the wavelength when the microwave propagates through the slow wave material.
7. The length is set as follows: 7.
9. The plasma processing apparatus according to any one of 8 to 8.
処理容器内のプラズマ形成領域の周辺部との間にくし歯
状のファラデーシールド電極手段を設けるように構成し
たことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の
プラズマ処理装置。10. A comb-shaped Faraday shield electrode means is provided between a peripheral portion of the planar antenna member and a peripheral portion of a plasma formation region in the processing container. 10. The plasma processing apparatus according to any one of 9 to 9.
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