JP2000106298A - Plasma processing unit - Google Patents

Plasma processing unit

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JP2000106298A
JP2000106298A JP10290036A JP29003698A JP2000106298A JP 2000106298 A JP2000106298 A JP 2000106298A JP 10290036 A JP10290036 A JP 10290036A JP 29003698 A JP29003698 A JP 29003698A JP 2000106298 A JP2000106298 A JP 2000106298A
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JP
Japan
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plasma
sealing
vacuum
outside
vacuum vessel
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JP10290036A
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Japanese (ja)
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Hirotsugu Shiraiwa
裕嗣 白岩
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain good seal performance between a plasma space and its outside, over a long period in an ECR(electron cyclotron resonance) plasma processing unit. SOLUTION: In a seal space, defined between a transmitted window 23 for a microwave and a vacuum chamber 2 in an ECR plasma processing unit, a first sealing member 61 is disposed which is formed of an excellent plasma-proof material, for example a perfluoro elastomer which serves as a kind of high plasma-proof property, and on its outside a second sealing member 62 is disposed, which is formed of a material having high surface-contact property and a low gas-permeating property, for example, a fluoro rubber or a perfluoro elastomer which serve as the kind of the high surface-contacting property and low gas-permeating property, and the good sealing performance is ensured by the second sealing member 62, and furthermore deterioration due to plasma is supressed by the first sealing material 61.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に関し、特に電子サイクロトロン共鳴を用いたプラズマ
処理装置に関する。
The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus using electron cyclotron resonance.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近において、成膜処理やエッチングな
どをプラズマを用いて行う手法の一つとして、磁場中で
の電子のサイクロトロン運動とマイクロ波との共鳴現象
を用いてマイクロ波放電を起こすECR(Electr
on Cycrotron Resonance)プラ
ズマ処理方法が注目されている。この方法によれば、高
真空で高密度のプラズマを無電極放電で生成できるた
め、高速な表面処理を実現でき、また半導体ウエハ(以
下、ウエハとする)等の汚染のおそれがないなどの利点
がある。
2. Description of the Related Art Recently, as one of the techniques for performing film formation processing and etching using plasma, ECR which generates microwave discharge by using a cyclotron motion of electrons in a magnetic field and a resonance phenomenon of microwaves. (Electr
On-cyclotron Resonance) plasma processing methods have attracted attention. According to this method, high-density plasma under high vacuum can be generated by electrodeless discharge, so that high-speed surface treatment can be realized and there is no risk of contamination of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer). There is.

【0003】このECRプラズマ処理を行なう従来のプ
ラズマ処理装置の一例を、成膜処理を例にとって図4に
基づいて説明する。このプラズマ処理装置は、導波管1
3により供給された例えば2.45GHzのマイクロ波
をアルミニウム製真空容器1のプラズマ生成室1A内に
窒化アルミニウム(AlN)製のマイクロ波透過窓14
を介して導入すると同時に所定の大きさ、例えば875
ガウスの磁界を電磁コイル10により印加してマイクロ
波と磁界との相互作用(共鳴)でプラズマ生成用ガス例
えばArガス及びO2 ガスを高密度にプラズマ化し、こ
のプラズマにより、真空容器1の成膜室1B内に側方か
ら導入された反応性の処理ガス例えばSiH4 ガスを活
性化させて活性種を形成し、高周波電源部12が接続さ
れた載置台11上のシリコンウエハW表面にスパッタエ
ッチングと堆積とを同時進行で施すようになっている。
相反するスパッタエッチング操作と堆積操作はマクロ的
に見れば堆積操作の方が優勢となるようにコントロール
(制御)され、全体としては堆積が行われる。
An example of a conventional plasma processing apparatus for performing the ECR plasma processing will be described with reference to FIG. 4 taking a film forming process as an example. This plasma processing apparatus includes a waveguide 1
The microwave supplied, for example, at 2.45 GHz supplied by the microwave oven 3 into the plasma generation chamber 1A of the aluminum vacuum vessel 1 is transmitted through a microwave transmission window 14 made of aluminum nitride (AlN).
And at the same time a predetermined size, for example 875
A Gaussian magnetic field is applied by the electromagnetic coil 10 to generate a plasma-generating gas, for example, Ar gas and O2 gas, at high density by interaction (resonance) between the microwave and the magnetic field. A reactive processing gas, eg, SiH4 gas, introduced from the side into the chamber 1B is activated to form active species, and sputter etching is performed on the surface of the silicon wafer W on the mounting table 11 to which the high frequency power supply unit 12 is connected. The deposition is performed simultaneously.
The contradictory sputter etching operation and deposition operation are controlled (controlled) such that the deposition operation is dominant in macro terms, and the deposition is performed as a whole.

【0004】ところでこの装置についてシール性を確保
する上で、特にマイクロ波透過窓14と真空容器1との
間のシール構造は注意を要する。即ち、シールすべき部
分がプラズマに曝されている上、マイクロ波の透過及び
プラズマによりマイクロ波透過窓14の温度が例えば2
00℃にもなり、またシール材が金属及びセラミックス
等の誘電体の間に介在するため、通常の真空チャンバに
比べて特殊な事情がある。
In order to ensure the sealing performance of this device, it is necessary to pay particular attention to the sealing structure between the microwave transmitting window 14 and the vacuum vessel 1. That is, the portion to be sealed is exposed to the plasma, and the temperature of the microwave transmission window 14 is set to, for example, 2 by the transmission of the microwave and the plasma.
The temperature is raised to 00 ° C., and the sealing material is interposed between dielectrics such as metals and ceramics.

【0005】図5には、従来のプラズマ処理装置におけ
るマイクロ波透過窓14と真空容器1との間のシール構
造の要部が示されている。従来は、真空容器1の上端上
にマイクロ波透過窓14を構成する窒化アルミニウム板
が載置され、真空容器1の上端とマイクロ波透過窓14
の下面との接触部にOリング状のシール材15が介設さ
れた構造となっている。シール材15の材質としては、
例えばバイトン(デュポン社の登録商標)等のフッ素ゴ
ム、パーフロロエラストマ、金属材、樹脂材、セラミッ
クス、または金属材もしくは樹脂材と弾性材とからなる
複合材が検討されている。
FIG. 5 shows a main part of a sealing structure between the microwave transmitting window 14 and the vacuum vessel 1 in a conventional plasma processing apparatus. Conventionally, an aluminum nitride plate constituting the microwave transmission window 14 is placed on the upper end of the vacuum vessel 1, and the upper end of the vacuum vessel 1 is connected to the microwave transmission window 14.
O-ring-shaped sealing material 15 is interposed at the contact portion with the lower surface of the OLED. As the material of the sealing material 15,
For example, fluororubber such as Viton (registered trademark of DuPont), perfluoroelastomer, metal material, resin material, ceramics, or a composite material composed of a metal material or a resin material and an elastic material has been studied.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイト
ンは半導体製造装置において最も一般的に用いられてい
るが、バイトンには耐プラズマ性が悪いという欠点があ
り、そのため使用寿命が短く、頻繁に交換しなければな
らないという問題点と、パーティクルの発生原因になる
という問題点がある。またパーフロロエラストマには耐
プラズマ性のよいものもあり、加えて耐熱性もフッ素ゴ
ムに比べて優れるが、シール材の面とシールすべき面と
の接触性(面接触性)及び材質自体のガス透過率がフッ
素ゴムよりも劣るという短所がある。
However, while Viton is most commonly used in semiconductor manufacturing equipment, Viton has the drawback of poor plasma resistance, and therefore has a short service life and is frequently replaced. There is a problem that it must be performed and a problem that it causes particles to be generated. Some perfluoroelastomers have good plasma resistance and also have better heat resistance than fluororubber, but the contact between the surface of the sealing material and the surface to be sealed (surface contact) and the material itself There is a disadvantage that the gas permeability is lower than that of fluororubber.

【0007】更に金属材や樹脂材は耐プラズマ性に優
れ、さらに金属材は耐熱性に優れているが、シール性を
確保するためにはシール面の表面粗さ(中心線平均粗さ
Ra)に0.8a以下の精度を要するという欠点があ
り、そのため生産性が悪く製造コストが高いという問題
がある。更にまたセラミックスにおいてもシール性の確
保のためにはシール面の表面粗さに精度を要し、生産性
が悪く製造コストが高いという問題に加えて、歪めたり
傷を付けたりしないようにその取り扱い及び保管に細心
の注意を要するという欠点がある。このように現状にお
いて選択可能なシール材質には、耐プラズマ性、耐熱
性、シール性及び生産性を全て満足するものはない。
Further, metal materials and resin materials are excellent in plasma resistance, and furthermore, metal materials are excellent in heat resistance. However, in order to secure the sealing property, the surface roughness of the sealing surface (center line average roughness Ra) is required. However, there is a drawback that an accuracy of 0.8a or less is required, so that there is a problem that productivity is low and manufacturing cost is high. Furthermore, in order to ensure the sealing performance of ceramics, the surface roughness of the sealing surface requires precision, and in addition to the problem of poor productivity and high manufacturing cost, handling is also performed to prevent distortion and damage. In addition, there is a disadvantage that careful attention is required for storage. As described above, none of the seal materials that can be selected at present at present satisfy all of plasma resistance, heat resistance, sealability, and productivity.

【0008】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、長期間に亘って高いシール性が
得られるプラズマ処理装置を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of obtaining high sealing properties over a long period of time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ処
理装置は、真空容器内に発生したプラズマにより被処理
体を処理する装置において、前記真空容器の一部をなす
第1の部材及び第2の部材と、前記第1の部材と前記第
2の部材との間に介在し、かつプラズマ空間と外部との
間をシールするために設けられた、耐プラズマ性の高い
材質よりなる第1のシール材と、前記第1の部材と前記
第2の部材との間に介在し、かつプラズマ空間と外部と
の間をシールするために前記第1のシール材よりも外部
側に設けられた、面接触性が高く、材質自体のガス透過
性が低い第2のシール材と、を備えたものである。
According to the present invention, there is provided a plasma processing apparatus for processing an object to be processed by plasma generated in a vacuum vessel, wherein a first member and a second member forming a part of the vacuum vessel are provided. A first member made of a material having high plasma resistance, interposed between the first member and the second member, and provided for sealing between the plasma space and the outside. A sealing material, interposed between the first member and the second member, and provided on the outer side of the first sealing material to seal between the plasma space and the outside; A second sealing material having high surface contact and low gas permeability of the material itself.

【0010】この発明によれば、第2のシール材により
プラズマ空間と外部との間のシール性が確保されるとと
もに、第1のシール材が耐プラズマ性に優れるためプラ
ズマに曝されることによる劣化が少なく、従って両シー
ル材を合わせた全体の機能についてみれば、高いシール
性が得られかつ長い使用寿命が得られる。この発明にお
いて、前記第1の部材及び前記第2の部材の少なくとも
一方は例えば誘電体でできている。
According to the present invention, the seal between the plasma space and the outside is ensured by the second seal member, and the first seal member is exposed to plasma because of its excellent plasma resistance. In terms of the overall function of the two sealing materials combined, high sealing performance is obtained and a long service life is obtained. In the present invention, at least one of the first member and the second member is made of, for example, a dielectric.

【0011】また本発明に係るプラズマ処理装置は、被
処理体を真空雰囲気で処理するための真空容器と、該真
空容器内にマイクロ波を導入するために該真空容器の一
部に設けられたマイクロ波透過窓と、前記マイクロ波透
過窓と前記真空容器との間に介在し、かつ前記真空容器
及び前記マイクロ波透過窓により区画されたプラズマ空
間と外部との間をシールするために設けられた、耐プラ
ズマ性の高い材質よりなる第1のシール材と、前記マイ
クロ波透過窓と前記真空容器との間に介在し、かつプラ
ズマ空間と外部との間をシールするために前記第1のシ
ール材よりも外部側に設けられた、面接触性が高く、材
質自体のガス透過性が低い第2のシール材と、を備えた
ものである。
Further, the plasma processing apparatus according to the present invention is provided with a vacuum vessel for treating a workpiece in a vacuum atmosphere and a part of the vacuum vessel for introducing microwaves into the vacuum vessel. A microwave transmission window, interposed between the microwave transmission window and the vacuum vessel, and provided for sealing between a plasma space defined by the vacuum vessel and the microwave transmission window and the outside; A first sealing member made of a material having high plasma resistance; and a first sealing member interposed between the microwave transmitting window and the vacuum vessel and for sealing between a plasma space and the outside. A second sealing material provided on the outer side of the sealing material and having high surface contact and low gas permeability of the material itself.

【0012】この発明によれば、ECRプラズマ処理装
置において、第2のシール材により真空容器とマイクロ
波透過窓との間のシール性が確保されるとともに、第1
のシール材が耐プラズマ性に優れるためプラズマに曝さ
れることによる劣化が少なく、従って両シール材を合わ
せた全体の機能についてみれば、高いシール性が得られ
かつ長い使用寿命が得られる。
According to the present invention, in the ECR plasma processing apparatus, the seal between the vacuum vessel and the microwave transmitting window is ensured by the second seal material, and the first seal member is used.
Since the sealing material is excellent in plasma resistance, the deterioration due to exposure to plasma is small. Therefore, in terms of the overall function of both sealing materials, a high sealing property can be obtained and a long service life can be obtained.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】先ず本発明の実施の形態に用いら
れるプラズマ処理装置の一例を図1に示す。この装置は
例えばアルミニウム等により形成された真空容器2を有
しており、この真空容器2は上方に位置してプラズマを
発生させる筒状の第1の真空室21と、この下方に連通
させて連結され、第1の真空室21よりは口径の大きい
筒状の第2の真空室22とからなる。なおこの真空容器
2は接地されてゼロ電位になっている。
FIG. 1 shows an example of a plasma processing apparatus used in an embodiment of the present invention. This apparatus has a vacuum vessel 2 made of, for example, aluminum or the like. This vacuum vessel 2 is located above and communicates with a first cylindrical vacuum chamber 21 for generating plasma below the first vacuum chamber 21. The first vacuum chamber 21 is connected to a second vacuum chamber 22 having a larger diameter than the first vacuum chamber 21. The vacuum vessel 2 is grounded and has a zero potential.

【0014】この真空容器2の上端は、開口されてこの
部分にマイクロ波を透過する部材例えば窒化アルミニウ
ム(AlN)等の材料で形成されたマイクロ波透過窓2
3が設けられている。真空容器2とマイクロ波透過窓2
3とは2つのシール材61,62により気密にシールさ
れており、真空容器2内の真空状態を維持するようにな
っている。このマイクロ波透過窓23の外側には、例え
ば2.45GHzのマイクロ波を発生する高周波電源部
24に接続された導波管25が設けられており、高周波
電源部24にて発生したマイクロ波を例えばTEモード
により導波管25で導入して、またはTEモードにより
案内されたマイクロ波を導波管25でTMモードに変換
して、マイクロ波透過窓23から第1の真空室21内へ
導入し得るようになっている。
An upper end of the vacuum vessel 2 is opened, and a microwave transmitting window 2 made of a material such as aluminum nitride (AlN), for example, aluminum nitride (AlN) is opened at this portion.
3 are provided. Vacuum container 2 and microwave transmission window 2
Numeral 3 is hermetically sealed by two sealing members 61 and 62 so as to maintain a vacuum state in the vacuum container 2. Outside the microwave transmission window 23, a waveguide 25 connected to a high frequency power supply unit 24 for generating microwaves of, for example, 2.45 GHz is provided. For example, microwaves guided by the waveguide 25 in the TE mode or converted into the TM mode by the waveguide 25 are guided into the first vacuum chamber 21 through the microwave transmission window 23. It is possible to do.

【0015】第1の真空室21の例えば上端部近傍、す
なわちマイクロ波透過窓23のすぐ下には、第1の真空
室21内にプラズマ生成用ガス(例えばArガス)を供
給するための複数のガスノズル31が、第1の真空室2
1を区画する側壁を貫通して設けられている。このガス
ノズル31の他端は図示しないガス源、例えばArガス
源に接続されている。
For example, near the upper end of the first vacuum chamber 21, that is, immediately below the microwave transmission window 23, a plurality of plasma generating gases (for example, Ar gas) are supplied into the first vacuum chamber 21. Of the first vacuum chamber 2
1 are provided to penetrate the side wall. The other end of the gas nozzle 31 is connected to a gas source (not shown), for example, an Ar gas source.

【0016】前記第2の真空室22内には、前記第1の
真空室21と対向するようにウエハの載置台4が設けら
れている。この載置台4は表面部に静電チャック41を
備えており、この静電チャック41の電極には、ウエハ
を吸着する直流電源(図示せず)の他、ウエハにイオン
を引き込むためのバイアス電圧を印加するように高周波
電源部42が接続されている。
In the second vacuum chamber 22, a wafer mounting table 4 is provided so as to face the first vacuum chamber 21. The mounting table 4 is provided with an electrostatic chuck 41 on the surface thereof. The electrode of the electrostatic chuck 41 has a DC power supply (not shown) for attracting a wafer and a bias voltage for drawing ions into the wafer. The high frequency power supply unit 42 is connected so as to apply the voltage.

【0017】一方前記第2の真空室22の上部即ち第1
の真空室21と連通している部分には例えばリング状の
成膜ガス供給部51が設けられており、この成膜ガス供
給部51は、例えばガス供給管52,53から例えば2
種類の成膜ガスが供給され、その混合ガスを内周面のガ
ス穴54から真空容器2内に供給するように構成されて
いる。
On the other hand, the upper part of the second vacuum chamber 22, ie, the first
For example, a ring-shaped film-forming gas supply unit 51 is provided in a portion communicating with the vacuum chamber 21.
A kind of film forming gas is supplied, and the mixed gas is supplied into the vacuum chamber 2 from the gas hole 54 on the inner peripheral surface.

【0018】前記第1の真空室21を区画する側壁の外
周には、これに接近させて磁場形成手段として例えばリ
ング状の主電磁コイル26が配置されると共に、第2の
真空室22の下方側にはリング状の補助電磁コイル27
が配置されている。また第2の真空室22の底部には例
えば真空室22の中心軸に対称な2個所の位置に各々排
気管28が接続されている。
A ring-shaped main electromagnetic coil 26 as a magnetic field forming means is arranged close to the outer periphery of the side wall defining the first vacuum chamber 21 as a magnetic field forming means, and is disposed below the second vacuum chamber 22. On the side is a ring-shaped auxiliary electromagnetic coil 27
Is arranged. Exhaust pipes 28 are respectively connected to the bottom of the second vacuum chamber 22 at, for example, two positions symmetric with respect to the central axis of the vacuum chamber 22.

【0019】図2には、真空容器2とマイクロ波透過窓
23との間のシール構造の一例が示されている。このシ
ール構造は、真空容器2の上端からマイクロ波透過窓2
3の板厚だけ下方位置に第1の真空室21の内周に沿っ
てフランジ部62が真空室21の中心軸に向かって突設
されており、そのフランジ部62上にマイクロ波透過窓
23の周縁部が載せられ、マイクロ波透過窓23の下面
とフランジ部62の上面との接触部に第1のシール部材
61が介在され、さらに真空容器2の上端部内に嵌め込
まれたマイクロ波透過窓23の側端面と真空容器2の上
端近傍の内周面との間に第2のシール部材62が介在さ
れた二重シール構造になっている。
FIG. 2 shows an example of a sealing structure between the vacuum vessel 2 and the microwave transmitting window 23. The sealing structure is configured such that the microwave transmitting window 2
3, a flange portion 62 is provided at a position below the first vacuum chamber 21 along the inner periphery of the first vacuum chamber 21 toward the central axis of the vacuum chamber 21, and the microwave transmission window 23 is provided on the flange portion 62. , A first sealing member 61 is interposed at a contact portion between the lower surface of the microwave transmitting window 23 and the upper surface of the flange portion 62, and further inserted into the upper end portion of the vacuum vessel 2. A double seal structure is provided in which a second seal member 62 is interposed between the side end surface of the vacuum chamber 23 and the inner peripheral surface near the upper end of the vacuum vessel 2.

【0020】第1のシール部材61は、耐プラズマ性に
優れた材質、例えば種々あるパーフロロエラストマの中
の耐プラズマ性の高いものでできている。そして第1の
シール部材61は、断面形状が例えば円形状のリング状
に成形されており、例えばフランジ部62の内周端近傍
にその内終端に沿って円周状に刻設された溝63内に嵌
め込まれている。
The first seal member 61 is made of a material having excellent plasma resistance, for example, a material having high plasma resistance among various perfluoroelastomer. The first seal member 61 is formed in a ring shape with a cross-sectional shape of, for example, a circle. For example, a groove 63 is formed in the vicinity of the inner peripheral end of the flange portion 62 along the inner end thereof. It is fitted inside.

【0021】第2のシール部材62は、面接触性が高く
(面と面との間の隙間が少なく)、ガス透過性が低く
(材質自体をガスが透過し難く)、耐熱性が優れた材
質、例えばフッ素ゴムまたは種々あるパーフロロエラス
トマの中の面接触性が高く、ガス透過性が低く、耐熱性
が高いものでできており、断面形状が例えば円形状のリ
ング状に成形されている。第2のシール部材62は、第
1のシール部材61よりも外側に配置されている。
The second seal member 62 has high surface contact (there is little gap between surfaces), low gas permeability (it is difficult for gas to pass through the material itself), and excellent heat resistance. It is made of a material such as fluororubber or a variety of perfluoroelastomer, which has high surface contact, low gas permeability, and high heat resistance, and has a cross-sectional shape of, for example, a circular ring. . The second seal member 62 is arranged outside the first seal member 61.

【0022】真空容器2及びマイクロ波透過窓23の何
れにおいても、第1のシール材61が当接する部位及び
第2のシール材62が当接する部位の表面粗さ(中心線
平均粗さRa)は、何れも例えば1.6a程度で十分で
ある。これは、本発明者がシール材61,62の当接部
位の表面粗さ(中心線平均粗さRa)を1.6aにして
シール性能を調べたところ、シール性が良好であったこ
とに基づいている。なおシール性の確認はHeリ−クデ
ィテクタによるリ−クレ−ト測定によった。従ってその
部位を研磨して表面粗さの精度を上げなくとも高い面接
触性が得られる。
In both the vacuum vessel 2 and the microwave transmitting window 23, the surface roughness (center line average roughness Ra) of the portion where the first sealing material 61 contacts and the portion where the second sealing material 62 contacts. In each case, for example, about 1.6a is sufficient. This is because when the inventor examined the sealing performance by setting the surface roughness (center line average roughness Ra) of the contact portions of the sealing materials 61 and 62 to 1.6a, the sealing performance was good. Is based on The sealability was confirmed by a leak measurement using a He leak detector. Therefore, high surface contact can be obtained without polishing the portion to increase the accuracy of the surface roughness.

【0023】このような二重シール構造をなす真空容器
2の上端及びマイクロ波透過窓23の周縁部上に導波管
25の下端部が載置され、真空容器2に固定されてい
る。なお導波管25の下端部付近の壁部及び真空容器2
の上端部付近の壁部の一方または両方の内部に流路を形
成し、この流路に冷媒例えば冷却水を流してシール材6
1,62を冷却するようにしてもよい。特に第2のシー
ル材62を冷却するようにすれば、第2のシール部材6
2は、少なくとも面接触性が高く、ガス透過性が低い材
質でできていればよい。
The lower end of the waveguide 25 is placed on the upper end of the vacuum vessel 2 having such a double seal structure and on the peripheral edge of the microwave transmitting window 23 and is fixed to the vacuum vessel 2. The wall near the lower end of the waveguide 25 and the vacuum vessel 2
A flow path is formed inside one or both of the walls near the upper end of the sealing material 6, and a coolant, for example, cooling water is caused to flow through the flow path.
1, 62 may be cooled. In particular, if the second sealing member 62 is cooled, the second sealing member 6
No. 2 may be made of a material having at least high surface contact and low gas permeability.

【0024】次に上述の装置を用いて被処理体であるウ
エハW上に例えばCF膜よりなる層間絶縁膜を形成する
方法について説明する。先ず、真空容器2の側壁に設け
た図示しないゲートバルブを開いて図示しない搬送アー
ムにより、例えば表面にアルミニウム配線が形成された
ウエハWを図示しないロードロック室から搬入して載置
台4上に載置し、静電チャック41によりウエハWを静
電吸着する。
Next, a method of forming an interlayer insulating film made of, for example, a CF film on the wafer W to be processed by using the above-described apparatus will be described. First, a gate valve (not shown) provided on the side wall of the vacuum vessel 2 is opened, and a wafer W having, for example, an aluminum wiring formed on a surface thereof is carried in from a load lock chamber (not shown) by a transfer arm (not shown) and placed on the mounting table 4. The wafer W is electrostatically attracted by the electrostatic chuck 41.

【0025】続いて、ゲートバルブを閉じて内部を密閉
した後、排気管28より内部雰囲気を排気して所定の真
空度まで真空引きし、プラズマガスノズル31から第1
の真空室21内へプラズマ発生用ガス例えばArガスを
導入すると共に成膜ガス供給部51から第2の真空室2
2内へCF系の成膜ガスを所定の流量で導入する。
Subsequently, after closing the gate valve to seal the inside, the inside atmosphere is evacuated from the exhaust pipe 28 and evacuated to a predetermined degree of vacuum.
A plasma generating gas, for example, an Ar gas is introduced into the vacuum chamber 21 of FIG.
2, a CF-based film-forming gas is introduced at a predetermined flow rate.

【0026】そして真空容器2内を所定のプロセス圧に
維持し、かつ高周波電源部42により載置台4に13.
56MHz、1500Wのバイアス電圧を印加すると共
に、載置台4の表面温度をおよそ400℃に設定する。
Then, the inside of the vacuum vessel 2 is maintained at a predetermined process pressure, and 13
A bias voltage of 56 MHz and 1500 W is applied, and the surface temperature of the mounting table 4 is set to about 400 ° C.

【0027】高周波電源部24からの2.45GHzの
高周波(マイクロ波)は、導波管25を通って真空容器
2の天井部に至り、ここのマイクロ波透過窓23を透過
して第1の真空室21内へ導入される。一方真空容器2
内には電磁コイル26,27により第1の真空室21の
上部から第2の真空室22の下部に向かう磁場が形成さ
れる。例えば第1の真空室21の下部付近にて磁場の強
さが875ガウスとなり、磁場とマイクロ波との相互作
用により電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によ
りArガスがプラズマ化され、且つ高密度化される。第
1の真空室21より第2の真空室22内に流れ込んだプ
ラズマ流は、ここに供給されているCF系ガスを活性化
して活性種を形成し、ウエハW上にCF膜を成膜する。
The high-frequency (microwave) of 2.45 GHz from the high-frequency power supply unit 24 reaches the ceiling of the vacuum vessel 2 through the waveguide 25, passes through the microwave transmission window 23, and the first. It is introduced into the vacuum chamber 21. On the other hand, vacuum vessel 2
Inside, a magnetic field from the upper part of the first vacuum chamber 21 to the lower part of the second vacuum chamber 22 is formed by the electromagnetic coils 26 and 27. For example, the intensity of the magnetic field becomes 875 gauss near the lower portion of the first vacuum chamber 21, and electron cyclotron resonance is generated by the interaction between the magnetic field and the microwave. Is done. The plasma flow flowing from the first vacuum chamber 21 into the second vacuum chamber 22 activates the CF-based gas supplied thereto to form active species, and forms a CF film on the wafer W. .

【0028】上述実施の形態によれば、マイクロ波透過
窓23と真空容器2との間に、耐プラズマ性の高い材質
よりなる第1のシール材61が設けられ、かつその外側
にさらに面接触性が高く、ガス透過性が低く、耐熱性が
優れた第2のシール材62が設けられているため、第2
のシール材62により真空容器2とマイクロ波透過窓2
3との間のシール性が確保されるとともに、第1のシー
ル材61が耐プラズマ性に優れるためプラズマに曝され
ることによる劣化が少ない。従って長期間に亘ってプラ
ズマ空間と外部との間の高いシール性が得られる。なお
耐プラズマ性の高い材質よりなるシール材の外側に少な
くとも面接触性が高く、ガス透過性が低い材質よりなる
シール材が配置されていれば、それら2つのシール材を
同一平面上に配置してもよい。
According to the above-described embodiment, the first sealing member 61 made of a material having high plasma resistance is provided between the microwave transmitting window 23 and the vacuum vessel 2 and further has a surface contact outside thereof. Since the second sealing material 62 having high heat resistance, low gas permeability and excellent heat resistance is provided,
Vacuum container 2 and microwave transmitting window 2
3 and the first sealant 61 is excellent in plasma resistance, so that deterioration due to exposure to plasma is small. Therefore, a high sealing property between the plasma space and the outside can be obtained for a long time. If a seal material made of a material having a high surface contact property and a low gas permeability is arranged outside a seal material made of a material having high plasma resistance, the two seal materials are arranged on the same plane. You may.

【0029】以上において本発明は、真空室の底部の側
方から排気管を接続してもよいし、導波管の横に磁場形
成用の電磁コイルを設けるなどしてもよい。また本発明
は、真空容器2とマイクロ波透過窓23とのシール部分
すなわち金属と誘電体とのシール部分に限定されず、例
えば金属同士のシール部分にも適用できるし、誘電体同
士のシール部分にも適用できる。さらに被処理基板とし
てはウエハに限らず液晶ディスプレイ用のガラス基板で
あってもよい。
In the above, according to the present invention, an exhaust pipe may be connected from the side of the bottom of the vacuum chamber, or an electromagnetic coil for forming a magnetic field may be provided beside the waveguide. In addition, the present invention is not limited to the sealing portion between the vacuum vessel 2 and the microwave transmission window 23, that is, the sealing portion between the metal and the dielectric. Also applicable to Further, the substrate to be processed is not limited to a wafer, and may be a glass substrate for a liquid crystal display.

【0030】また本発明は成膜処理に使用される装置に
限らずプラズマを用いて被処理基板の処理を行う種々の
装置、例えば図3に示すように、ICP(Induct
ive Coupled Plasuma)を利用した
プラズマ処理装置にも適用できる。このICPプラズマ
処理装置は、ドーム状容器71及びチャンバ72により
プラズマ空間が形成されており、ドーム状容器71に巻
かれたコイル73から電界及び磁界を、ガス供給ノズル
74から導入された処理ガスに与えることによりプラズ
マを生成し、それを利用して載置台75上のウエハWの
処理を行うようになっている。なお図3において符号7
6で示したものは排気管である。
The present invention is not limited to the apparatus used for the film forming process, but may be any of various apparatuses for processing a substrate to be processed using plasma, for example, an ICP (Induct) as shown in FIG.
Also, the present invention can be applied to a plasma processing apparatus using an active coupled plasma. In this ICP plasma processing apparatus, a plasma space is formed by a dome-shaped container 71 and a chamber 72, and an electric field and a magnetic field are applied from a coil 73 wound around the dome-shaped container 71 to a processing gas introduced from a gas supply nozzle 74. The plasma is generated by the application, and the processing of the wafer W on the mounting table 75 is performed using the generated plasma. Note that in FIG.
The reference numeral 6 indicates an exhaust pipe.

【0031】この装置のドーム状容器71とチャンバ7
2とのシール部分において、耐プラズマ性の高い材質例
えばパーフロロエラストマ(但し耐プラズマ性の高いも
の)よりなる第1のシール材77の外側に、面接触性が
高く、ガス透過性が低く、耐熱性が優れた材質例えばフ
ッ素ゴムまたはパーフロロエラストマ(但し面接触性が
高く、ガス透過性が低く、耐熱性が高いもの)よりなる
第2のシール材78が配置されている。それによって長
期間に亘ってプラズマ空間と外部との間の高いシール性
が得られるだけでなく、ドーム状容器71の材質の選択
の自由度が広がり、例えば焼結体を用いるができるとい
う効果も得られる。
The dome-shaped container 71 and the chamber 7 of this device
2, the surface contact is high, the gas permeability is low, outside the first sealing material 77 made of a material having high plasma resistance, for example, a perfluoroelastomer (however, a material having high plasma resistance). A second sealing material 78 made of a material having excellent heat resistance, for example, fluoro rubber or perfluoroelastomer (having high surface contact, low gas permeability and high heat resistance) is disposed. As a result, not only a high sealing property between the plasma space and the outside is obtained for a long period of time, but also the degree of freedom in selecting the material of the dome-shaped container 71 is widened, and for example, a sintered body can be used. can get.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1のシ
ール材が耐プラズマ性に優れ、かつ第2のシール材が面
接触性が高く、ガス透過性が低いため、長期間に亘って
プラズマ空間と外部との間の高いシール性が得られる。
As described above, according to the present invention, the first sealing material has excellent plasma resistance, and the second sealing material has high surface contact and low gas permeability. High sealing performance between the plasma space and the outside can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に用いられるプラズマ処理
装置の一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a plasma processing apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】そのプラズマ処理装置における真空容器とマイ
クロ波透過窓との間のシール構造の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a sealing structure between a vacuum vessel and a microwave transmitting window in the plasma processing apparatus.

【図3】本発明に係るプラズマ処理装置の他の例を示す
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図4】従来のプラズマ処理装置の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a conventional plasma processing apparatus.

【図5】従来のプラズマ処理装置におけるプラズマ空間
と外部との間のシール構造を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a seal structure between a plasma space and the outside in a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W 半導体ウエハ 2 真空容器 23 マイクロ波透過窓 61,77 第1のシール材 62,78 第2のシール材 W Semiconductor wafer 2 Vacuum container 23 Microwave transmission window 61, 77 First sealant 62, 78 Second sealant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内に発生したプラズマにより被
処理体を処理する装置において、 前記真空容器の一部をなす第1の部材及び第2の部材
と、 前記第1の部材と前記第2の部材との間に介在し、かつ
プラズマ空間と外部との間をシールするために設けられ
た、耐プラズマ性の高い材質よりなる第1のシール材
と、 前記第1の部材と前記第2の部材との間に介在し、かつ
プラズマ空間と外部との間をシールするために前記第1
のシール材よりも外部側に設けられた、面接触性が高
く、材質自体のガス透過性が低い第2のシール材と、を
備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
1. An apparatus for processing an object to be processed by plasma generated in a vacuum vessel, comprising: a first member and a second member forming a part of the vacuum vessel; the first member and the second member. A first sealing material interposed between the first member and the second member, the first sealing member being made of a material having high plasma resistance and provided for sealing between the plasma space and the outside; The first member is interposed between the first member and the first member and seals between the plasma space and the outside.
A second seal member provided on the outer side of the seal member and having high surface contact and low gas permeability of the material itself.
【請求項2】 前記第1の部材及び前記第2の部材の少
なくとも一方は誘電体ででき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 at least one of said first member and said second member is made of a dielectric.
【請求項3】 被処理体を真空雰囲気で処理するための
真空容器と、 該真空容器内にマイクロ波を導入するために該真空容器
の一部に設けられたマイクロ波透過窓と、 前記マイクロ波透過窓と前記真空容器との間に介在し、
かつ前記真空容器及び前記マイクロ波透過窓により区画
されたプラズマ空間と外部との間をシールするために設
けられた、耐プラズマ性の高い材質よりなる第1のシー
ル材と、 前記マイクロ波透過窓と前記真空容器との間に介在し、
かつプラズマ空間と外部との間をシールするために前記
第1のシール材よりも外部側に設けられた、面接触性が
高く、材質自体のガス透過性が低い第2のシール材と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. A vacuum container for processing an object to be processed in a vacuum atmosphere, a microwave transmission window provided in a part of the vacuum container for introducing microwaves into the vacuum container, and Interposed between the wave transmission window and the vacuum vessel,
A first sealing member made of a material having high plasma resistance, provided for sealing between the outside and a plasma space defined by the vacuum container and the microwave transmitting window; and the microwave transmitting window. And between the vacuum container,
And a second seal member having a high surface contact property and a low gas permeability of the material itself, provided on the outer side of the first seal member for sealing between the plasma space and the outside;
A plasma processing apparatus comprising:
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132274A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Tokyo Electron Limited Sealing structure of vacuum device
WO2009060756A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-14 Tohoku University Plasma treatment apparatus and external air shielding vessel
DE102016009569A1 (en) 2015-08-12 2017-02-16 Fanuc Corporation Vacuum container of a laser oscillator
CN109778138A (en) * 2019-03-21 2019-05-21 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 A kind of microwave plasma diamond film deposition device
WO2022145737A1 (en) * 2021-01-04 2022-07-07 피에스케이 주식회사 Substrate processing device
KR20220098671A (en) * 2021-01-04 2022-07-12 피에스케이 주식회사 An apparatus for treating substrate
WO2023234568A1 (en) * 2022-05-30 2023-12-07 피에스케이 주식회사 Substrate processing apparatus

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132274A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Tokyo Electron Limited Sealing structure of vacuum device
JP2006342386A (en) * 2005-06-08 2006-12-21 Tokyo Electron Ltd Seal structure of vacuum apparatus
KR100966389B1 (en) * 2005-06-08 2010-06-28 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Sealing structure of vacuum device
US8021488B2 (en) 2005-06-08 2011-09-20 Tokyo Electron Limited Sealing structure of vacuum device
WO2009060756A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-14 Tohoku University Plasma treatment apparatus and external air shielding vessel
US9948054B2 (en) 2015-08-12 2018-04-17 Fanuc Corporation Vacuum container of laser oscillator
JP2017038008A (en) * 2015-08-12 2017-02-16 ファナック株式会社 Vacuum vessel of laser oscillator
CN106451038A (en) * 2015-08-12 2017-02-22 发那科株式会社 Vacuum container of laser oscillator
DE102016009569A1 (en) 2015-08-12 2017-02-16 Fanuc Corporation Vacuum container of a laser oscillator
DE102016009569B4 (en) 2015-08-12 2019-04-25 Fanuc Corporation Vacuum container of a laser oscillator
CN109778138A (en) * 2019-03-21 2019-05-21 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 A kind of microwave plasma diamond film deposition device
WO2022145737A1 (en) * 2021-01-04 2022-07-07 피에스케이 주식회사 Substrate processing device
KR20220098671A (en) * 2021-01-04 2022-07-12 피에스케이 주식회사 An apparatus for treating substrate
KR102586678B1 (en) * 2021-01-04 2023-10-11 피에스케이 주식회사 An apparatus for treating substrate
TWI841890B (en) * 2021-01-04 2024-05-11 南韓商Psk有限公司 An apparatus for treating substrate
WO2023234568A1 (en) * 2022-05-30 2023-12-07 피에스케이 주식회사 Substrate processing apparatus

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