【０００１】
【産業上の利用分野】
本願の発明は、誘電体容器内に形成したプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に対するプラズマを利用した処理としては、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ（化学気相成長）等を始めとして各種の処理が知られている。このうち、ある種の処理では、誘電体容器内にプラズマを形成して利用する装置が従来より用いられている。
このような誘電体容器内にプラズマを形成する装置のうち、低圧高密度プラズマを形成できるとして最近盛んに使用されるようになってきたものに、ヘリコン波プラズマを使用する装置がある。
【０００３】
図４は、このような従来のプラズマ処理装置の一例としてヘリコン波プラズマを使用するプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
図４に示す装置は、排気系１１を備えた真空容器１と、この真空容器１内の所定の位置に基板２０を配置するための基板ホルダ２と、基板２０に対する処理に利用されるプラズマが内部に形成される誘電体容器３とを有している。
【０００４】
真空容器１は、基板ホルダ２上の基板２０を臨む上部器壁部分に開口を有している。一方、誘電体容器３は、一端が開口になっており、他端が半球状に形成された円筒状の部材である。この誘電体容器３は、その一端の開口の周縁を上記真空容器１の上部器壁部分の開口に嵌め込むようにして配置されている。
誘電体容器３の周囲には、誘電体容器３の内部に高周波電力を印加するための螺旋状のアンテナ４１が配置されている。このアンテナ４１には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されており、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に所定の高周波電力を導入するようになっている。
アンテナ４１の周囲には、電磁石からなる磁場設定手段５が配置されている。この磁場設定手段５は、ヘリコン波プラズマを形成するために誘電体容器３内に所定の磁場を設定するものである。
尚、真空容器１には、プラズマ形成用のガスを導入するガス導入系６が付設されている。
【０００５】
図４に示す従来のプラズマ処理装置では、ガス導入系６によって所定のガスを真空容器１内に導入し、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に高周波電力を導入する。真空容器１に導入されたガスは誘電体容器３内に達し、誘電体容器３内には螺旋状のアンテナ４１によって螺旋状の誘導電界が設定される。これによってヘリコン波プラズマが形成され、このプラズマを利用して基板２０に対する所定の処理が施される。
例えば、プラズマエッチングを行う場合、エッチング作用を有するガスを導入して上記プラズマを形成するか、プラズマ形成用のガスにエッチング作用を有するガスを添加する等してエッチングを行うようにする。
尚、ヘリコン波プラズマは、強い磁場を加えるとプラズマ振動数より低い周波数の電磁波が減衰せずにプラズマ中を伝搬することを利用して形成する低圧高密度プラズマである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなプラズマ処理装置において、誘電体容器の内面に有機物の薄膜が堆積することがある。例えば、エッチング等を行う装置では基板の表面に有機物よりなるレジスト膜が形成されている。このレジスト膜は耐プラズマ性を有するものの、高温及び高エネルギーのプラズマに晒されることによって一部が蒸発することが避けられない。蒸発したレジスト膜の材料の粒子は、真空容器内の空間を浮遊しながら一部が誘電体容器の内面に付着する。この付着が進むと、誘電体容器の内部に有機物の薄膜が堆積してくる。
【０００７】
このような薄膜の堆積がある程度の厚さに達すると、薄膜はいつしか剥離して落下する。図４に示すように、誘電体容器は基板の真上に位置しているので、落下した薄膜は基板に達し、基板上に形成された回路を断線させたりショートさせたりしてデバイス不良の原因を作ってしまう。
また、誘電体容器の内面に堆積する有機物の薄膜が導電性である場合、誘電体容器内に導入する高周波電力に異常を発生させる場合がある。さらに、誘電体容器を通してプラズマの発光分析を行っている場合等では、堆積した薄膜によってプラズマの発光が遮光され、分析等が不可能になるという問題もある。
【０００８】
上述のような誘電体容器の内面への有機物薄膜の堆積は、レジスト膜の材料に限らない。例えば、最近のドライエッチングでは、下地材料に対する選択性を向上させるため、Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の有機系のガスを使用している。このような有機系のガスの一部は、プラズマによって分解等を起こしながら誘電体容器の内面に付着し、特定の有機物の薄膜を堆積することが知られている。
またさらに、基板の表面に形成された有機系の薄膜をエッチングしたりする場合や、有機系のガスを利用してＣＶＤ（気相成長）による薄膜形成を行う場合等には、同様に有機物の薄膜が誘電体容器内に堆積する場合がある。
【０００９】
このような問題を解決するため、プラズマ処理の合間に定期クリーニングを実施して堆積膜を除去することが行われているが、その都度プラズマ処理を中断する必要があり、堆積の程度によってはクリーニングに長時間掛かる場合も少なくなく、装置の生産性を損なう事態を招いてしまう。
そこで、例えば特開昭５８−５３８３３号公報、特開平５−９４９７１号公報又は実開平２−３８４７０号公報に記載されているように、処理中に誘電体容器内を電熱線等を利用して加熱することにより有機物薄膜の堆積を抑制する提案がなされている。
【００１０】
ところが、特開昭５８−５３８３３号公報の方法を利用して薄膜堆積を抑制する構成では、ヘリコン波プラズマを形成する装置のように誘電体容器の周囲にアンテナ等の高周波電極が存在する場合、熱源としてのヒータが誘電体容器付近に位置するため、アンテナに励起された高周波電力が効率良くプラズマにカップリングできない問題がある。これを解決するためには、ヒータを小型化したり、あるいは複数に分割したりして、できるだけ高周波の伝搬を阻害しないようにする必要であるが、この場合には誘電体容器を均一に加熱することが困難になってしまう。さらには、アンテナが過度に加熱されないよう熱的に絶縁する必要が生じたりして、装置構成が複雑になる問題もある。
【００１１】
また、前述した特開平５−９４９７１号公報の方法によれば、温水等で８０℃に加熱することにより、堆積を抑制することが可能であるとされている。しなしながら、発明者の検討によれば、８０℃程度の加熱では誘電体容器への有機物薄膜の堆積を抑制することは殆ど不可能である。また、この方法では、温水を供給して循環させるシステムが別途必要であるため、装置設置面積が大きくなる問題もある。またさらに、誘電体容器は温水循環用パイプとともに石英等で一体的に作られていることが多いが、万が一誘電体容器に割れ等を生じて温水が漏れた場合、非常に危険であり且つ生産に多大なる被害を及ぼすこと等が予想される。
さらに、実開平２−３８４７０号公報の方法のように、赤外線ランプヒータでプラズマ発生容器を加熱する方法も考えられるが、石英等で作られることが多い誘電体容器は、それ自身が赤外線を透過するので、赤外線ランプヒータでは充分加熱されないという本質的な問題がある。
【００１２】
また一方、枚葉式装置であれバッチ式装置であれ、一つのプラズマ処理装置は、同種又は異種のプラズマ処理を繰り返すよう構成される。この際、一回のプラズマ処理が終了した後にも、処理に使用したガスや処理の最中に生成されたガス等が真空容器内に残留している。ここで、前述した各公報における加熱は、プラズマ処理の休止期間中に誘電体容器を加熱するものではなく、処理終了後には、誘電体容器は放熱によって温度が下がってしまう。この結果、残留していたガスによって誘電体容器の内面に薄膜が容易に堆積してしまう。
処理終了後に真空容器内を排気すれば、この問題は多少抑制されるが、完全に残留ガスを除去するのは困難であって時間が掛かり、また排気に長時間を要することは生産性を低下させるので好ましくない。
【００１３】
本願の発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、処理終了後における誘電体容器への薄膜堆積を防止できる構成を提供し、プラズマ処理の品質の向上に寄与することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、誘電体容器内にプラズマを形成し、このプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理方法であって、誘電体容器内に有機物の蒸発物が存在するプラズマ処理方法において、一回のプラズマ処理が終了した後、次のプラズマ処理が行われるまでの間に、誘電体容器を摂氏１５０度以上に加熱して誘電体容器の内面への前記有機物の薄膜の堆積を防止するという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項２記載の発明は、上記請求項１の構成において、前記堆積を防止する有機物の薄膜は、基板から放出されたレジストの材料からなる薄膜であるという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２の構成において、誘電体容器の加熱は、誘電体容器の外面に温風を当てることにより行うという構成を有する。
【００１５】
【実施例】
次に、本願発明の実施例を説明する。
図１は、実施例のプラズマ処理方法が実施される第一例のプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
図１に示すプラズマ処理装置は、排気系１１を備えた真空容器１と、この真空容器１内の所定の位置に基板２０を配置するための基板ホルダ２と、基板２０に対する処理に利用されるプラズマが内部に形成される誘電体容器３とを有し、さらに、誘電体容器３の外面に温風を当てて誘電体容器３の内面に有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体容器３を加熱する温風加熱機構７を備えている。
【００１６】
まず、真空容器１は、図４の装置の同様、基板ホルダ２上の基板２０を臨む上部器壁部分に基板ホルダ２に相当する大きさの開口を有し、一端が開口で他端が半球状の円筒状の形状の誘電体容器３が、この真空容器１の上部器壁部分の開口に嵌め込まれるようにして配置されている。
誘電体容器３は、石英ガラス又は絶縁体セラミックス等の材料で形成されたものであり、厚さは２．５ｍｍ、外径φ１００ｍｍ、高さ２００ｍｍ程度の大きさである。尚、誘電体容器３の開口である一端の周囲には、フランジ部３１が設けられている。そして、このフランジ部３１が上記真空容器１の上部器壁部分に取り付けられている。
【００１７】
本例の装置も、図４の装置と同様、ヘリコン波プラズマを形成するものであり、誘電体容器３の周囲には、誘電体容器３の内部に高周波電力を印加するための螺旋状のアンテナ４１が配置されている。このアンテナ４１には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されており、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に１３．５６ＭＨｚ最大３ｋＷ程度の高周波電力を導入するようになっている。尚、アンテナ４１と誘電体容器３との間隔は、５〜１０ｍｍ程度である。
アンテナ４１の周囲には、電磁石からなる磁場設定手段５が配置されている。この磁場設定手段５は、図４の装置と同様、ヘリコン波プラズマを形成するために誘電体容器３内に所定の磁場を設定するものであり、誘電体容器３の中心軸付近で例えば１００ガウス程度の磁場を設定するよう構成されている。尚、磁場設定手段５が設定する磁場は、直流である。
【００１８】
さらに、真空容器１には、図４の装置と同様、プラズマ形成用のガスを導入するガス導入系６が付設されている。このガス導入系６は、導入するガスを溜めた不図示のタンクと、このタンクと真空容器１とを繋ぐ主配管６１と、主配管６１上に設けられたバルブ６２や不図示のマスフローコントローラ等から構成されている。
導入するガスの種類は、プラズマ処理の内容によって決まる。例えば、シリコン酸化膜のエッチングの場合には、Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の反応性ガスを水素等のキャリアガスに混合させたものが使用される。
【００１９】
基板２０を載置する基板ホルダ２は、図４の装置と同様、上記誘電体容器３の真下の位置となっている。このように誘電体容器３の真下に基板ホルダ２を配設するのは、誘電体容器３からのダウンストリーム即ちプラズマ中で生成された活性種やイオン等の粒子が下方へ流出するのを効率よく利用するためである。
また一方、真空容器１に付設された排気系１１は、拡散ポンプやターボ分子ポンプ等を備えて例えば１０−５Ｐａ程度の到達圧力まで真空容器１内を排気可能に構成される。
また尚、真空容器１の側部器壁には基板２０の出し入れを行うためのゲートバルブ１２が設けられ、ゲートバルブ１２を通って基板２０を搬送するための不図示の搬送系を装置は具備している。
【００２０】
次に、本例の装置の大きな特徴点の一つである温風加熱機構７の構成について説明する。温風加熱機構７は、上述のように、誘電体容器３の外面に温風を当てて誘電体容器３の内面に有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱するものである。この温風加熱機構７は、本例では、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。
【００２１】
まず、熱源としてのヒータ７１は、誘電体容器３の上方の位置に配置されている。ヒータ７１とアンテナ４１との距離ｄは、上記アンテナ４１による高周波電力の導入を阻害しない値に設定されている。この値は、高周波の周波数や出力にもよるが、前述のような高周波の場合、例えば５ｍｍ程度以上とされる。尚、アンテナ４１の直径は１６０ｍｍ程度である。
ヒータ７１としては、通電によるジュール熱を利用する各種のものが採用できる。
【００２２】
送風器７２は、上記ヒータ７１の手前の送風路上に配置され、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送れるようになっている。送風器７２としては、回転により風を送る各種の市販のファンが採用できる。また、本例のような装置が設置される生産現場には、圧縮空気の配管が配設されているので、この配管から圧縮空気を導入して送風する構成を採用することができる。圧縮空気の圧力は、例えば３〜５ｋｇ／ｃｍ２ 程度で良い。
【００２３】
風ガイド板７３は、送風器７２からヒータ７１を経て誘電体容器３に達する風路を構成するものである。この風ガイド板７３の役割は主に二つある。即ち、送風器７２からの風を集めて風速を増加させることで加熱を効率的にする役割と、温風が誘電体容器３以外の部材に当たってそれらを不必要に加熱しないようにする役割である。誘電体容器３以外の部材を不必要に加熱しないという観点から、風ガイド板７３は、円筒状等の形状を有して閉じた風路を形成し、温風が漏出しない構造とすることが好ましい。また、同様の観点から、断熱材よりなる断熱層を有した構造とすることも好適である。
尚、風ガイド板７３が金属よりなるものの場合、アンテナ４１が供給する高周波電力の結合を阻害するという従来と同様の問題が生ずる場合があるので、アンテナ４１から充分離れた位置とするか、若しくは誘電体で形成するようにすることが好ましい。
【００２４】
また、図１に示すように、真空容器１の上側には上記温風加熱機構７を覆うようにして外カバー８が設けられている。そして、真空容器１の上部器壁部分の周縁に接続される外カバー８の下端部分には、温風流出口８１が形成されている。この温風流出口８１には、不図示の排気ダクト等が接続され、流出する温風を支障の無い場所まで導くように構成される。
【００２５】
次に、このような温風加熱機構７による誘電体容器３の加熱条件について説明する。誘電体容器３をどの程度まで加熱すれば良いかは、堆積する恐れのある薄膜の種類によって若干異なる。
例えば、基板２０の表面にマスク層として形成されたレジスト膜が蒸発している場合、レジストの耐熱温度１２０℃程度でありこの程度の温度以上に加熱すると蒸発することから、例えば１５０℃程度以上に加熱しておけばこの材料の薄膜堆積は防止できる。また、エッチング作用を有するガスとして導入するＣ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の有機系ガスの場合、このガスから分解して生成された炭素化合物の薄膜が堆積するが、この場合は、１００℃程度以下であると薄膜堆積が認められるので、この温度以上に加熱しておけば良い。
【００２６】
勿論、上記薄膜堆積抑制の温度条件は圧力やガス流量等によって若干変わる。従って、極力加熱温度を下げたい場合には、これらのパラメーターを考慮しながら薄膜堆積が認められない誘電体容器３の臨界温度を実験的に求めるようにすると良い。
尚、加熱によって薄膜堆積が抑制できるメカニズムについて簡単に説明すると、誘電体容器３の温度上昇によってガス分子の付着確率や滞在時間が減少することを利用して薄膜堆積を抑制している。即ち、薄膜が堆積するためには、誘電体容器３の内面に、ある確率でガス分子が付着しある時間内そこに滞在する必要があるが、誘電体容器３の温度が高くなると、誘電体容器３から受けるエネルギーによって付着確率や滞在時間が減少してしまう。この結果、薄膜堆積のプロセスが進行しなくなってしまうのである。
【００２７】
具体的な温風の送風条件について説明すると、送風器７２の送風量としては、ヒータ７１の発熱温度にもよるが、例えば３０〜５０リットル／分程度で良い。定格電圧ＡＣ１００Ｖ定格消費電力６００Ｗ程度の市販のエアヒーターを適宜選択して使用すれば、このような風量は容易に達成できる。３０〜５０リットル／分程度の風量で５００℃程度の温風を誘電体容器３に供給すると、誘電体容器３は５分程度の時間で２００℃程度の温度まで加熱される。
【００２８】
また、誘電体容器３を必要な温度に素早く加熱するためには、ヒータ７１の温度を高く設定し温風の風量を多く設定することが望ましい。しかし、逆に所定の温度に達した後は、必要以上に誘電体容器３が加熱されるのを防止しなければならない。従って、例えば誘電体容器３の温度を検出する温度センサを設け、誘電体容器３の加熱をフィードバック制御するようにすると好適である。フィードバック制御は、温度センサの検出信号を送風器７２に送って送風量を調節するか、またはヒータ７１に送って発熱量を調整することにより行える。また、温度センサとしては、誘電体容器３の輻射線を検出する赤外線温度計等が好適に採用し得る。
【００２９】
尚、誘電体容器３は、高周波電力の誘導電界による誘導加熱及びプラズマ自体のエネルギーによっても加熱される。しかし、これらの加熱では、上記薄膜堆積抑制温度まで加熱されることは場合は少ない。例えば、アルミニウムのエッチング等では、２〜３ｋＷの高周波電力のプラズマによって処理が行われるが、この際の誘電体容器３の温度は７０〜８０℃程度であり、上記１５０℃には到底及ばない。この点は、他の処理の場合もほぼ同様である。
【００３０】
次に、本願発明のプラズマ処理方法の実施例の説明も兼ね、上記構成に係るプラズマ処理装置の全体の動作について説明する。
まず、不図示の搬送系によって基板２０が搬送され、ゲートバルブ１２を通って真空容器１内の基板ホルダ２上に載置される。次に、排気系１１が動作して真空容器１及び誘電体容器３内を排気し、その後、ガス導入系６が動作して所定のガスが真空容器１内に導入される。導入されたガスは、誘電体容器３内に達して充満する。この状態で高周波電源４３が動作して所定の高周波を発生させ、発生させた高周波は整合器４２を経てアンテナ４１に供給される。アンテナ４１は、誘電体容器３内に誘導電界を発生させ、これによって誘電体容器３内にヘリコン波プラズマが形成される。そして、プラズマ中で形成された活性種やイオンは下方に向けて流出し、基板２０の表面に達する。これによって、基板２０の表面に所定の処理が施される。即ち、例えばＣ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等のエッチング作用を有するガスをガス導入系６によって導入してこれらのガスのプラズマを形成すると、分解生成されたフッ素活性種の旺盛な化学作用によって基板２０の表面の材料のエッチングが行われる。
【００３１】
上記プラズマ処理を数回繰り返すと、従来の装置では基板２０上の材料やプラズマ中で生成された材料の薄膜の誘電体容器３の内面への堆積が見られたが、本例の装置では、上述のように誘電体容器３が加熱されているので、このような薄膜野堆積は観測されなかった。特に、１５０℃以上の加熱条件では、数時間処理を繰り返して行っても薄膜堆積は観測されず、非常に好適であることが分かった。
【００３２】
さて、本願発明のプラズマ処理方法の実施例の一つの特徴点は、一回のプラズマ処理が終了した後、次のプラズマ処理が行われるまでの間に誘電体容器３を加熱することである。
前述したように、一つのプラズマ処理が終了した後にも、処理に使用したガスや処理の最中に生成されたガス等が真空容器１内に残留しており、誘電体容器３の加熱が行われない場合、残留していたガスによって誘電体容器３の内面に薄膜が容易に堆積してしまう。
一方、本願発明の実施例によれば、このプラズマ処理の休止期間中に誘電体容器３が加熱されるので、上記のような問題が確実に解消される。この方法を実施するには、例えば、ヒータ７１及び送風器７２に制御信号を送る制御部の構成として、プラズマ処理の終了後も常にヒータ７１及び送風器７２が動作するようにすれば良い。従って、ヒータ７１及び送風器７２の動作が停止するのは、例えばメンテナンス等の場合のように、装置全体の動作が完全に停止する時に限られることになる。
【００３３】
また、プラズマ処理の終了後は、高周波電力やプラズマによる加熱が無くなるので、温風加熱機構７が与えるべき熱量は大きくなると予想される。従って、プラズマ処理の後には、ヒータ７１の発熱温度又は送風器７２の風量を所定の値まで増加させるようにする構成が必要になろう。そして、再びプラズマ処理が始まったら、元の発熱量又は送風量に戻すようにする。
【００３４】
尚、プラズマ処理中は、誘導電界による誘導加熱やプラズマ自体のエネルギーによって与えられる熱で、誘電体容器３内面への薄膜を充分抑制できれば加熱する必要は無いし、抑制できなければ、前述した実施例や前掲の公報の技術のように加熱すれば良い。勿論、実施例のように温風で加熱するようにすれば、前述した高周波電力の結合を阻害する等の問題が発生しないというメリットが得られることになる。
【００３５】
次に、実施例のプラズマ処理方法が実施されるプラズマ処理装置の第二例について説明する。
図２は、実施例のプラズマ処理方法が実施される第二例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。第二例の構成は、温風加熱機構７の部分のみが異なるものであり、他の構成は第一例と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００３６】
図２の第二例における温風加熱機構７は、上記第一例と同様、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。そして、第二例では、さらに、誘電体容器３の外面に沿って温風を流すための補助風ガイド体７４が配置されている。
【００３７】
この補助風ガイド体７４は、誘電体容器３に用いられた材料と同じ材料等の誘電体よりなるものである。補助風ガイド体７４は、誘電体容器３とほぼ同じ高さを有し誘電体容器３よりもやや径の大きなほぼ円筒状の形状である。
補助風ガイド体７４は、その上縁から所定距離下方の位置に段差部を有しており、先端部分の径が少し大きくなった形状を有している。そして、図２に示すように、この段差部の部分がアンテナ４１の上縁に載ることで補助風ガイド体７４全体がアンテナ４１に係止された状態となっている。この段差部の段差の幅は、例えば１０ｍｍ程度で足りる。
また、図２に示すように、上記アンテナ４１に係止された状態では、補助風ガイド体７４の下縁と誘電体容器３のフランジ部３１との間に所定の隙間が形成されるようになっており、この隙間を通って温風が流れ、温風流出口８１から流出するようになっている。
【００３８】
このような補助風ガイド体７４を設けることによって、誘電体容器３の外面に沿った温風の流れが促進され、さらに加熱作用が高められる。補助風ガイド体７４の内面と誘電体電極の外面との間隔は、送風器７２の送風量にもよるが、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とされる。また、本例では、アンテナ４１に係止させるだけで補助風ガイド体７４が配置されるので、アンテナ４１と同様のものを有する既存の装置に対して、補助風ガイド体７４の配置が容易に行える。
【００３９】
次に、実施例のプラズマ処理方法が実施される第三例のプラズマ処理装置について説明する。
図３は、実施例のプラズマ処理方法が実施される第三例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。第三例の構成は、第二例と同様、温風加熱機構７の部分のみが異なるものであり、他の構成は第一例と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００４０】
図３の第三例における温風加熱機構７は、上記第一例と同様、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。そして、この第三例では、さらに、誘電体容器３の外面に沿って温風を流すための補助風ガイド体７４が、誘電体容器３と一体的に形成されて誘電体容器３の一部となって配置されている。
即ち、本例における誘電体容器３と補助風ガイド体７４とは、石英ガラスのような誘電体で一体的に成形されたものである。図３に示すように、この実施例における補助風ガイド体７４は、径が一定の円筒状の部材であり、外側のアンテナ４１には接触していない。
【００４１】
また、誘電体容器３と補助風ガイド体７４とは、下端部分を繋ぐようにして連続しており、補助風ガイド体７４の下端部分に温風吹き出し孔７５が形成されている。この温風吹き出し孔７５は、例えば３０ｍｍ程度の直径の丸い孔であり、２０ｍｍ程度の間隔で周状に複数設けられる。
一方、補助風ガイド体７４の上端部分には、大きな温風流入孔７６が形成されている。そして、上端部分の周縁に、図１の第一例と同様な風ガイド板７３の終端が接続されている。
【００４２】
上記第三例の構成においても、第二例と同様、誘電体容器３の外面に沿った温風の流れが促進され、加熱効率が高められる。即ち、送風器７２によって送られた温風は、温風流入孔７６を通って誘電体容器３に達し、誘電体容器３と補助風ガイド体７４との間を流れることで誘電体容器３を加熱し、温風吹き出し孔７５から流出する。そして、前述と同様に、外カバー８の温風流出口８１から排出される。
また、この例の装置は、第二例のように補助風ガイド体７４とアンテナ４１とが接触しないことから、アンテナ４１を不必要に加熱してしまうことが少なくなり、この点でも好適である。
【００４３】
上記各実施例の説明において、形成されるプラズマはヘリコン波プラズマであるとして説明したが、高周波コイルプラズマ、平行平板型誘導結合プラズマ、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）放電プラズマ等の他の高周波プラズマを形成する場合であっても本願発明の実施は可能であるし、さらに、マグネトロン放電プラズマや直流二極放電プラズマ等のプラズマであっても良い。
また、プラズマ処理の種類としては、エッチングに限らず、ＣＶＤやスパッタリング、表面改質（表面酸化、表面窒化等）の処理にも本願発明は応用することができる。
処理の対象となる基板２０としては、ＬＳＩ製作用のウエハの他、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製作用の透明基板や太陽電池製作用のシリコン基板、さらには、ハードディスク等の情報記録媒体を製作する際の基板等を、処理の対象として選定することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１記載のプラズマ処理方法によれば、プラズマ処理の休止期間の間に誘電体容器が加熱されるので、処理終了後に残留したガスによる薄膜堆積を抑制することができる。
また、請求項２記載のプラズマ処理方法によれば、上記請求項１の発明の効果に加え、誘電体容器内面へのレジストの材料よりなる薄膜の堆積が抑制される。このため、レジストの材料の粒子が基板に付着することによる問題が未然に防止される。
また、請求項３記載のプラズマ処理方法によれば、上記請求項１の発明の効果に加え誘電体容器の外面に温風を当てて加熱する構成なので、温水の循環等の構成に比べて簡易な構成であって装置全体が複雑にならず、また輻射加熱ではないので、透光性の誘電体容器の場合でも充分効率的に加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のプラズマ処理方法が実施される第一例のプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
【図２】実施例のプラズマ処理方法が実施される第二例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。
【図３】実施例のプラズマ処理方法が実施される第三例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の一例としてヘリコン波プラズマを使用するプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
【符号の説明】
１ 真空容器
１１ 排気系
２ 基板ホルダ
２０ 基板
３ 誘電体容器
４１ アンテナ
５ 磁場設定手段
６ ガス導入系
７ 温風加熱機構
７１ 熱源としてのヒータ
７２ 送風器
７３ 風ガイド板
７４ 補助風ガイド体[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a plasma processing method for performing a predetermined process on a surface of a substrate using plasma formed in a dielectric container.
[0002]
[Prior art]
Various processes including plasma etching, plasma CVD (chemical vapor deposition), and the like are known as processes using plasma on a substrate. Among them, in certain types of processing, an apparatus that forms and uses plasma in a dielectric container has been conventionally used.
Among devices for forming plasma in such a dielectric container, a device using helicon wave plasma is one which has recently been actively used because it can form low-pressure, high-density plasma.
[0003]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus using helicon wave plasma as an example of such a conventional plasma processing apparatus.
The apparatus shown in FIG. 4 includes a vacuum vessel 1 having an exhaust system 11, a substrate holder 2 for disposing a substrate 20 at a predetermined position in the vacuum vessel 1, and a plasma used for processing the substrate 20. And a dielectric container 3 formed therein.
[0004]
The vacuum vessel 1 has an opening in an upper vessel wall portion facing the substrate 20 on the substrate holder 2. On the other hand, the dielectric container 3 is a cylindrical member having one end opened and the other end formed in a hemispherical shape. The dielectric container 3 is arranged such that the peripheral edge of the opening at one end is fitted into the opening of the upper vessel wall portion of the vacuum container 1.
Around the dielectric container 3, a helical antenna 41 for applying high-frequency power to the inside of the dielectric container 3 is arranged. A high-frequency power supply 43 is connected to the antenna 41 via a matching unit 42, and a predetermined high-frequency power is introduced into the dielectric container 3 through the antenna 41.
Around the antenna 41, a magnetic field setting means 5 composed of an electromagnet is arranged. The magnetic field setting means 5 sets a predetermined magnetic field in the dielectric container 3 to form helicon wave plasma.
The vacuum vessel 1 is provided with a gas introduction system 6 for introducing a gas for forming plasma.
[0005]
In the conventional plasma processing apparatus shown in FIG. 4, a predetermined gas is introduced into the vacuum vessel 1 by the gas introduction system 6, and high-frequency power is introduced into the dielectric vessel 3 through the antenna 41. The gas introduced into the vacuum container 1 reaches the inside of the dielectric container 3, and a helical induction electric field is set in the dielectric container 3 by the helical antenna 41. As a result, helicon wave plasma is formed, and a predetermined process is performed on the substrate 20 using the plasma.
For example, in the case of performing plasma etching, the etching is performed by introducing a gas having an etching effect to form the plasma, or by adding a gas having an etching effect to a gas for forming plasma.
The helicon wave plasma is a low-pressure high-density plasma formed by utilizing the fact that an electromagnetic wave having a frequency lower than the plasma frequency propagates in the plasma without being attenuated when a strong magnetic field is applied.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described plasma processing apparatus, an organic thin film may be deposited on the inner surface of the dielectric container. For example, in an apparatus for performing etching or the like, a resist film made of an organic substance is formed on the surface of a substrate. Although this resist film has plasma resistance, it is inevitable that a part of the resist film will evaporate due to exposure to high temperature and high energy plasma. Part of the evaporated particles of the resist film material adhere to the inner surface of the dielectric container while floating in the space inside the vacuum container. As the adhesion progresses, an organic thin film is deposited inside the dielectric container.
[0007]
When the deposition of such a thin film reaches a certain thickness, the thin film peels off and falls sometime. As shown in FIG. 4, since the dielectric container is located right above the substrate, the thin film that has fallen reaches the substrate, causing a circuit formed on the substrate to be disconnected or short-circuited, thereby causing a device failure. Will make.
Further, when the organic thin film deposited on the inner surface of the dielectric container is conductive, an abnormality may be generated in the high-frequency power introduced into the dielectric container. In addition, when plasma emission analysis is performed through a dielectric container, there is a problem that plasma emission is blocked by the deposited thin film, and analysis and the like become impossible.
[0008]
The deposition of the organic thin film on the inner surface of the dielectric container as described above is not limited to the material of the resist film. For example, in recent dry etching, in order to improve the selectivity to the underlying material, C 3 F 8 , C 4 F 8 Or CH 2 F 2 And other organic gases. It is known that a part of such organic gas adheres to the inner surface of the dielectric container while being decomposed by plasma, and deposits a thin film of a specific organic substance.
Further, when an organic thin film formed on the surface of a substrate is etched, or when a thin film is formed by CVD (vapor phase growth) using an organic gas, etc. Thin films may deposit in the dielectric container.
[0009]
In order to solve such a problem, periodic cleaning is performed between plasma treatments to remove the deposited film. However, it is necessary to interrupt the plasma treatment each time. It often takes a long time, resulting in a situation where the productivity of the apparatus is impaired.
Therefore, as described in, for example, JP-A-58-53833, JP-A-5-94971, or JP-A-2-38470, the inside of the dielectric container is heated using a heating wire or the like during the treatment. Proposals have been made to suppress the deposition of organic thin films by heating.
[0010]
However, in a configuration in which thin film deposition is suppressed using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-53383, when a high-frequency electrode such as an antenna is present around a dielectric container as in a device for forming helicon wave plasma, Since the heater as a heat source is located near the dielectric container, there is a problem that the high-frequency power excited by the antenna cannot be efficiently coupled to the plasma. In order to solve this, it is necessary to reduce the size of the heater or divide the heater into a plurality of parts so as to prevent the propagation of high frequency as much as possible. In this case, the dielectric container is heated uniformly. It becomes difficult. Furthermore, there is also a problem that the configuration of the device becomes complicated because it is necessary to thermally insulate the antenna so as not to be excessively heated.
[0011]
Further, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-94971, the deposition can be suppressed by heating to 80 ° C. with hot water or the like. However, according to the study of the inventor, it is almost impossible to suppress the deposition of the organic thin film on the dielectric container by heating at about 80 ° C. Further, in this method, since a system for supplying and circulating hot water is separately required, there is also a problem that the installation area of the apparatus becomes large. Furthermore, the dielectric container is often made of quartz or the like together with the hot water circulation pipe, but if the dielectric container breaks and hot water leaks, it is very dangerous and production It is expected to cause enormous damage.
Further, a method of heating the plasma generating vessel with an infrared lamp heater as in the method disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-38470 is conceivable. However, a dielectric vessel often made of quartz or the like transmits infrared rays by itself. Therefore, there is an essential problem that the infrared lamp heater is not sufficiently heated.
[0012]
On the other hand, one plasma processing apparatus, whether a single-wafer apparatus or a batch apparatus, is configured to repeat the same or different plasma processing. At this time, even after one plasma processing is completed, gases used for the processing, gases generated during the processing, and the like remain in the vacuum vessel. Here, the heating in each of the above-mentioned publications does not heat the dielectric container during the suspension period of the plasma processing, and the temperature of the dielectric container drops due to heat radiation after the processing is completed. As a result, a thin film is easily deposited on the inner surface of the dielectric container by the remaining gas.
If the inside of the vacuum vessel is evacuated after the treatment, this problem is somewhat suppressed, but it is difficult and time-consuming to completely remove the residual gas, and the long evacuation time reduces productivity. Is not preferred.
[0013]
The invention of the present application has been made to solve such a problem, and provides a configuration capable of preventing the deposition of a thin film on a dielectric container after the processing, and contributing to the improvement of the quality of the plasma processing. The purpose is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a plasma processing method for forming a plasma in a dielectric container and performing a predetermined process on a surface of the substrate using the plasma. In the plasma processing method in which organic matter evaporates are present, the dielectric container is heated to 150 degrees Celsius or more by heating the dielectric container after one plasma processing is completed and before the next plasma processing is performed. It is configured to prevent deposition of the organic thin film on the inner surface of the container.
Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the organic thin film for preventing the deposition is a thin film made of a resist material released from the substrate. Having.
Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 has a structure in which, in the structure of claim 1 or 2, the heating of the dielectric container is performed by applying hot air to the outer surface of the dielectric container. Have.
[0015]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a first example of a plasma processing apparatus in which a plasma processing method according to an embodiment is performed.
The plasma processing apparatus shown in FIG. 1 is used for processing a substrate 20, a vacuum container 1 having an exhaust system 11, a substrate holder 2 for arranging a substrate 20 at a predetermined position in the vacuum container 1. A dielectric container 3 in which plasma is formed, and further irradiating the outer surface of the dielectric container 3 with hot air to bring the dielectric container 3 to a temperature at which an organic thin film is not deposited on the inner surface of the dielectric container 3. A hot air heating mechanism 7 for heating is provided.
[0016]
First, the vacuum vessel 1 has an opening of a size corresponding to the substrate holder 2 in an upper container wall portion facing the substrate 20 on the substrate holder 2 as in the apparatus of FIG. The dielectric container 3 having a cylindrical shape is arranged so as to be fitted into an opening of the upper vessel wall portion of the vacuum vessel 1.
The dielectric container 3 is formed of a material such as quartz glass or insulating ceramics, and has a thickness of about 2.5 mm, an outer diameter of about 100 mm, and a height of about 200 mm. A flange 31 is provided around one end of the dielectric container 3 which is an opening. The flange portion 31 is attached to the upper vessel wall of the vacuum vessel 1.
[0017]
The device of this example also forms a helicon wave plasma similarly to the device of FIG. 4, and a helical antenna around the dielectric container 3 for applying high-frequency power to the inside of the dielectric container 3. 41 are arranged. A high-frequency power supply 43 is connected to the antenna 41 via a matching unit 42, and a high-frequency power of 13.56 MHz and a maximum of about 3 kW is introduced into the dielectric container 3 through the antenna 41. The distance between the antenna 41 and the dielectric container 3 is about 5 to 10 mm.
Around the antenna 41, a magnetic field setting means 5 composed of an electromagnet is arranged. The magnetic field setting means 5 sets a predetermined magnetic field in the dielectric container 3 for forming a helicon wave plasma, as in the apparatus of FIG. It is configured to set a magnetic field of the order. The magnetic field set by the magnetic field setting means 5 is DC.
[0018]
Further, the vacuum vessel 1 is provided with a gas introduction system 6 for introducing a gas for plasma formation, similarly to the apparatus of FIG. The gas introduction system 6 includes a tank (not shown) storing the gas to be introduced, a main pipe 61 connecting the tank and the vacuum vessel 1, a valve 62 provided on the main pipe 61, a mass flow controller (not shown), and the like. It is composed of
The type of gas to be introduced depends on the contents of the plasma processing. For example, in the case of etching a silicon oxide film, C 3 F 8 , C 4 F 8 Or CH 2 F 2 A mixture of a reactive gas such as hydrogen and a carrier gas such as hydrogen is used.
[0019]
The substrate holder 2 on which the substrate 20 is placed is located immediately below the dielectric container 3 as in the apparatus of FIG. Arranging the substrate holder 2 directly below the dielectric container 3 in this manner is effective in preventing particles such as active species and ions generated in the downstream from the dielectric container 3, that is, plasma, from flowing downward. This is for good use.
On the other hand, the exhaust system 11 attached to the vacuum vessel 1 is provided with a diffusion pump, -5 The inside of the vacuum vessel 1 can be evacuated to a pressure of about Pa.
The side wall of the vacuum vessel 1 is provided with a gate valve 12 for taking the substrate 20 in and out, and the apparatus includes a transport system (not shown) for transporting the substrate 20 through the gate valve 12. are doing.
[0020]
Next, the configuration of the hot air heating mechanism 7, which is one of the major features of the apparatus of the present embodiment, will be described. As described above, the hot-air heating mechanism 7 applies hot air to the outer surface of the dielectric container 3 to heat the dielectric to a temperature at which an organic thin film does not deposit on the inner surface of the dielectric container 3. In this example, the hot air heating mechanism 7 includes a heater 71 as a heat source, a blower 72 that sends wind to the outer surface of the dielectric container 3 through the heater 71, and a wind that guides the wind sent by the blower 72. And a guide plate 73.
[0021]
First, the heater 71 as a heat source is arranged at a position above the dielectric container 3. The distance d between the heater 71 and the antenna 41 is set to a value that does not hinder the introduction of high-frequency power by the antenna 41. This value depends on the frequency and output of the high frequency, but is, for example, about 5 mm or more in the case of the high frequency as described above. The diameter of the antenna 41 is about 160 mm.
As the heater 71, various heaters utilizing Joule heat by energization can be employed.
[0022]
The blower 72 is arranged on an air passage before the heater 71, and can blow air to the outer surface of the dielectric container 3 through the heater 71. As the blower 72, various commercially available fans that send wind by rotation can be used. Further, since a pipe for compressed air is provided at the production site where the apparatus as in this example is installed, a configuration in which compressed air is introduced from this pipe to blow air can be adopted. The pressure of the compressed air is, for example, 3 to 5 kg / cm. 2 The degree is good.
[0023]
The wind guide plate 73 constitutes an air path from the blower 72 to the dielectric container 3 via the heater 71. The role of the wind guide plate 73 is mainly two. In other words, the role of increasing the wind speed by collecting the wind from the blower 72 to increase the efficiency of the heating, and the role of preventing the warm air from hitting the members other than the dielectric container 3 and heating them unnecessarily. . From the viewpoint that members other than the dielectric container 3 are not unnecessarily heated, the wind guide plate 73 may have a structure such as a cylindrical shape, form a closed air path, and have a structure in which hot air does not leak. preferable. From the same viewpoint, it is also preferable to adopt a structure having a heat insulating layer made of a heat insulating material.
In the case where the wind guide plate 73 is made of metal, a problem similar to the conventional one may occur in which the coupling of the high-frequency power supplied by the antenna 41 is hindered. Preferably, it is formed of a dielectric.
[0024]
As shown in FIG. 1, an outer cover 8 is provided above the vacuum vessel 1 so as to cover the hot air heating mechanism 7. A warm air outlet 81 is formed at the lower end of the outer cover 8 connected to the peripheral edge of the upper vessel wall of the vacuum vessel 1. An exhaust duct or the like (not shown) is connected to the hot air outlet 81 so as to guide the flowing hot air to a place where there is no problem.
[0025]
Next, conditions for heating the dielectric container 3 by such a hot air heating mechanism 7 will be described. The extent to which the dielectric container 3 should be heated slightly differs depending on the type of thin film that may be deposited.
For example, when the resist film formed as a mask layer on the surface of the substrate 20 evaporates, the resist has a heat resistant temperature of about 120 ° C. and evaporates when heated to a temperature higher than this temperature. Heating can prevent thin film deposition of this material. In addition, C introduced as a gas having an etching action 3 F 8 , C 4 F 8 Or CH 2 F 2 In the case of an organic gas such as this, a thin film of a carbon compound generated by decomposition from this gas is deposited. In this case, the deposition of the thin film is recognized at about 100 ° C. or less. You should leave it.
[0026]
Of course, the temperature conditions for suppressing the deposition of the thin film slightly vary depending on the pressure, gas flow rate, and the like. Therefore, when it is desired to reduce the heating temperature as much as possible, it is preferable to experimentally determine the critical temperature of the dielectric container 3 in which thin film deposition is not recognized, in consideration of these parameters.
The mechanism by which the deposition of the thin film can be suppressed by heating will be briefly described. The deposition of the thin film is suppressed by utilizing the fact that the temperature rise of the dielectric container 3 reduces the probability of adhering gas molecules and the residence time. In other words, in order to deposit a thin film, gas molecules must adhere to the inner surface of the dielectric container 3 with a certain probability and stay there for a certain period of time. The adhesion probability and the staying time are reduced by the energy received from the container 3. As a result, the thin film deposition process does not proceed.
[0027]
Explaining specific hot air blowing conditions, the blowing rate of the blower 72 may be, for example, about 30 to 50 liters / minute, depending on the heat generation temperature of the heater 71. Such air volume can be easily achieved by appropriately selecting and using a commercially available air heater having a rated voltage of AC 100 V and a rated power consumption of about 600 W. When warm air of about 500 ° C. is supplied to the dielectric container 3 at a flow rate of about 30 to 50 liters / minute, the dielectric container 3 is heated to a temperature of about 200 ° C. in about 5 minutes.
[0028]
In addition, in order to quickly heat the dielectric container 3 to a required temperature, it is desirable to set the temperature of the heater 71 high and set a large amount of hot air. However, on the contrary, after reaching the predetermined temperature, it is necessary to prevent the dielectric container 3 from being heated more than necessary. Therefore, it is preferable to provide, for example, a temperature sensor for detecting the temperature of the dielectric container 3, and to perform feedback control on the heating of the dielectric container 3. The feedback control can be performed by sending the detection signal of the temperature sensor to the blower 72 to adjust the amount of blown air or by sending it to the heater 71 to adjust the amount of heat generated. Further, as the temperature sensor, an infrared thermometer or the like for detecting the radiation of the dielectric container 3 can be suitably used.
[0029]
The dielectric container 3 is also heated by the induction heating by the induction electric field of the high frequency power and the energy of the plasma itself. However, with these heatings, the heating to the above-mentioned thin film deposition suppression temperature is rare. For example, in the etching of aluminum or the like, the processing is performed by plasma of a high frequency power of 2 to 3 kW. At this time, the temperature of the dielectric container 3 is about 70 to 80 ° C., which is far lower than the above 150 ° C. This point is substantially the same in other processes.
[0030]
Next, the overall operation of the plasma processing apparatus according to the above configuration will be described, which also serves as the description of the embodiment of the plasma processing method of the present invention.
First, the substrate 20 is transported by a transport system (not shown), and is placed on the substrate holder 2 in the vacuum chamber 1 through the gate valve 12. Next, the evacuation system 11 operates to evacuate the vacuum container 1 and the dielectric container 3. Thereafter, the gas introduction system 6 operates to introduce a predetermined gas into the vacuum container 1. The introduced gas reaches and fills the dielectric container 3. In this state, the high frequency power supply 43 operates to generate a predetermined high frequency, and the generated high frequency is supplied to the antenna 41 via the matching unit 42. The antenna 41 generates an induced electric field in the dielectric container 3, whereby a helicon wave plasma is formed in the dielectric container 3. Then, active species and ions formed in the plasma flow downward and reach the surface of the substrate 20. Thereby, a predetermined process is performed on the surface of the substrate 20. That is, for example, C 3 F 8 , C 4 F 8 Or CH 2 F 2 When a gas having an etching action such as that described above is introduced by the gas introduction system 6 to form a plasma of these gases, the material on the surface of the substrate 20 is etched by vigorous chemical action of the fluorine active species generated by decomposition.
[0031]
When the plasma processing is repeated several times, in the conventional apparatus, a thin film of the material on the substrate 20 or the material generated in the plasma was deposited on the inner surface of the dielectric container 3, but in the apparatus of this example, Since the dielectric container 3 was heated as described above, such deposition of the thin film was not observed. In particular, under heating conditions of 150 ° C. or more, even when the treatment was repeated for several hours, no thin film deposition was observed, which proved to be very suitable.
[0032]
One feature of the embodiment of the plasma processing method of the present invention is that the dielectric container 3 is heated after one plasma processing is completed and before the next plasma processing is performed.
As described above, even after one plasma processing is completed, the gas used for the processing, the gas generated during the processing, and the like remain in the vacuum chamber 1 and the heating of the dielectric container 3 is performed. If not, a thin film is easily deposited on the inner surface of the dielectric container 3 by the remaining gas.
On the other hand, according to the embodiment of the present invention, since the dielectric container 3 is heated during the pause period of the plasma processing, the above-described problem is surely solved. In order to implement this method, for example, the heater 71 and the blower 72 may be always operated even after the plasma processing is completed, as a configuration of a control unit that sends a control signal to the heater 71 and the blower 72. Therefore, the operation of the heater 71 and the blower 72 is stopped only when the operation of the entire apparatus is completely stopped, for example, in the case of maintenance or the like.
[0033]
Further, after the plasma processing is completed, since the heating by the high-frequency power or the plasma is stopped, the amount of heat to be given by the hot air heating mechanism 7 is expected to increase. Therefore, after the plasma processing, a configuration for increasing the heat generation temperature of the heater 71 or the air volume of the blower 72 to a predetermined value will be required. Then, when the plasma processing is started again, the amount of heat generation or the amount of air blow is returned to the original value.
[0034]
During the plasma treatment, heating is not necessary if the thin film on the inner surface of the dielectric container 3 can be sufficiently suppressed by induction heating by an induction electric field or heat given by the energy of the plasma itself. What is necessary is just to heat like the technique of the example and the above-mentioned gazette. Needless to say, if the heating is performed by the warm air as in the embodiment, the merit that the above-described problem such as the inhibition of the coupling of the high-frequency power does not occur can be obtained.
[0035]
Next, a second example of the plasma processing apparatus in which the plasma processing method of the embodiment is performed will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a plasma processing apparatus of a second example in which the plasma processing method of the embodiment is performed. The configuration of the second example is different from the first example only in the portion of the hot air heating mechanism 7, and the other configurations are the same as those of the first example.
[0036]
As in the first example, the hot air heating mechanism 7 in the second example of FIG. 2 includes a heater 71 as a heat source, a blower 72 that sends air to the outer surface of the dielectric container 3 through the heater 71, and a blower. And a wind guide plate 73 for guiding the wind sent by the air guide plate 72. Further, in the second example, an auxiliary wind guide body 74 for flowing hot air along the outer surface of the dielectric container 3 is further arranged.
[0037]
The auxiliary wind guide 74 is made of a dielectric such as the same material as that used for the dielectric container 3. The auxiliary wind guide 74 has substantially the same height as the dielectric container 3 and has a substantially cylindrical shape slightly larger in diameter than the dielectric container 3.
The auxiliary wind guide body 74 has a stepped portion at a position below the upper edge by a predetermined distance, and has a shape in which the diameter of the tip portion is slightly increased. Then, as shown in FIG. 2, the step portion is placed on the upper edge of the antenna 41, so that the entire auxiliary wind guide body 74 is locked by the antenna 41. The width of the step at this step is, for example, about 10 mm.
Further, as shown in FIG. 2, when the antenna 41 is locked to the antenna 41, a predetermined gap is formed between the lower edge of the auxiliary wind guide 74 and the flange 31 of the dielectric container 3. The hot air flows through this gap and flows out of the hot air outlet 81.
[0038]
By providing such an auxiliary wind guide 74, the flow of warm air along the outer surface of the dielectric container 3 is promoted, and the heating action is further enhanced. The distance between the inner surface of the auxiliary wind guide body 74 and the outer surface of the dielectric electrode depends on the amount of air blown by the blower 72, but is, for example, about 5 mm to 10 mm. Further, in this example, since the auxiliary wind guide body 74 is disposed only by being locked to the antenna 41, the arrangement of the auxiliary wind guide body 74 can be easily performed with respect to an existing device having the same thing as the antenna 41. I can do it.
[0039]
Next, a description will be given of a third example of a plasma processing apparatus in which the plasma processing method of the embodiment is performed.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a plasma processing apparatus of a third example in which the plasma processing method of the embodiment is performed. The configuration of the third example differs from the second example only in the portion of the hot-air heating mechanism 7, and other configurations are the same as those of the first example, and thus illustration and description are omitted.
[0040]
As in the first example, the hot air heating mechanism 7 in the third example of FIG. 3 includes a heater 71 as a heat source, a blower 72 that sends air to the outer surface of the dielectric container 3 through the heater 71, and a blower. And a wind guide plate 73 for guiding the wind sent by the air guide plate 72. Further, in the third example, an auxiliary wind guide body 74 for flowing warm air along the outer surface of the dielectric container 3 is formed integrally with the dielectric container 3 and a part of the dielectric container 3. It is arranged as.
That is, the dielectric container 3 and the auxiliary wind guide body 74 in this example are integrally formed of a dielectric such as quartz glass. As shown in FIG. 3, the auxiliary wind guide body 74 in this embodiment is a cylindrical member having a constant diameter, and does not contact the outer antenna 41.
[0041]
The dielectric container 3 and the auxiliary wind guide 74 are connected to each other so as to connect the lower end thereof, and a warm air blowout hole 75 is formed at the lower end of the auxiliary wind guide 74. The hot air blowing holes 75 are, for example, round holes having a diameter of about 30 mm, and are provided in a plurality at the intervals of about 20 mm.
On the other hand, a large warm air inlet 76 is formed at the upper end of the auxiliary wind guide 74. The end of the wind guide plate 73 similar to the first example in FIG. 1 is connected to the periphery of the upper end portion.
[0042]
In the configuration of the third example, as in the second example, the flow of warm air along the outer surface of the dielectric container 3 is promoted, and the heating efficiency is increased. That is, the warm air sent by the blower 72 reaches the dielectric container 3 through the warm air inflow hole 76 and flows between the dielectric container 3 and the auxiliary wind guide body 74 to cause the dielectric container 3 to move. It is heated and flows out of the hot air outlet 75. Then, similarly to the above, the air is discharged from the hot air outlet 81 of the outer cover 8.
Further, since the auxiliary wind guide body 74 and the antenna 41 do not contact each other as in the second example, the device of this example is less likely to unnecessarily heat the antenna 41, which is also preferable in this respect. .
[0043]
In the description of each of the above embodiments, the description has been made assuming that the plasma to be formed is a helicon wave plasma. In this case, the present invention can be implemented, and plasma such as magnetron discharge plasma or DC bipolar discharge plasma may be used.
The type of plasma treatment is not limited to etching, and the present invention can be applied to CVD, sputtering, and surface modification (surface oxidation, surface nitridation, and the like).
As a substrate 20 to be processed, in addition to a wafer for LSI production, a transparent substrate for LCD (liquid crystal display) production, a silicon substrate for solar cell production, and an information recording medium such as a hard disk. Can be selected as a target to be processed.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the plasma processing method described in claim 1 of the present application, since the dielectric container is heated during the pause period of the plasma processing, the deposition of the thin film due to the gas remaining after the processing is suppressed. Can be.
According to the plasma processing method of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the deposition of a thin film made of a resist material on the inner surface of the dielectric container is suppressed. For this reason, a problem caused by particles of the resist material adhering to the substrate is prevented beforehand.
Further, according to the plasma processing method of the third aspect, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the configuration is such that the outer surface of the dielectric container is heated by blowing hot air, it is simpler than a configuration such as circulation of hot water. With such a configuration, the entire apparatus is not complicated and is not radiantly heated, so that even a transparent dielectric container can be heated sufficiently efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a first example of a plasma processing apparatus in which a plasma processing method according to an embodiment is performed.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a plasma processing apparatus of a second example in which the plasma processing method of the embodiment is performed.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a plasma processing apparatus of a third example in which the plasma processing method of the embodiment is performed.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a plasma processing apparatus using helicon wave plasma as an example of a conventional plasma processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 vacuum container
11 Exhaust system
2 Substrate holder
20 substrates
3 Dielectric container
41 antenna
5 Magnetic field setting means
6 Gas introduction system
7 Hot air heating mechanism
71 Heater as heat source
72 blower
73 wind guide plate
74 Auxiliary wind guide
