JP2004040017A - Plasma treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment apparatus capable of preventing plasma from being diffused to the lower part of a vacuum container without lowering a gas exhaust characteristic. <P>SOLUTION: Shield meshes having two kinds of hole diameters are halved and arranged on a wafer-present side and an absent part of the vacuum container; and holes of diameter small enough to securely prevent discharge diffusion are formed in a punching metal shape on a surface which is nearly perpendicular to a gas flow and holes of a diameter large enough to secure the exhaust characteristic are formed in a punching metal shape on a surface which is nearly parallel to the gas flow. Or shield meshes having a certain angle relative to the gas flow are halved and arranged on the wafer-present side and absent side of the vacuum container. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子、液晶ディスプレイパネルや太陽電池などの製造における薄膜形成工程、或いは微細加工工程などに用いられるプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プラズマ処理装置は、デバイスの高機能化とその処理コストの低減のために、高精度化,高速化,大面積化,低ダメージ化を実現する取り組みが盛んに行なわれている。このような各種要求に応え、デバイスの一層の進歩を実現するためには、プラズマを利用した加工技術を用いることが一般的となっており、例えば、ドライエッチング法、スパッタリング法、プラズマCVD法などが挙げられる。
【0003】
その中でも、微細加工に用いられるドライエッチングにおいては、デバイスの電気特性向上を目的とした新材料のエッチング、寸法精度の確保のために、低電子温度プラズマを生成することが要求されている。そのため、プラズマ生成手段として、高周波電力の更なる高周波数化が進んでいるのが現状である。
【0004】
以下、前述するプラズマ処理技術のうち、特にドライエッチング法(以下「D/E」と称す)を取り上げ説明する。図4は従来のドライエッチング装置の概略図である。
【0005】
同図において、真空容器101は、ガス導入系に接続されるガス導入口130と、ガス排気系120を有する。また、真空容器101は、基板102を設置する基板保持台103を備えている。
【0006】
以下、D/Eの具体的な動作仕様について説明する。
【0007】
まず、ガス導入口130より反応ガスを導入し、真空容器101内をプラズマ処理が最も精度良くできる圧力に調圧し、続けて、高周波電源107,170より基板保持台103及びアンテナ171にそれぞれ高周波電力を供給することによりプラズマを発生させる。このように発生させたプラズマの作用によって、基板保持台103上に配置された基板102をエッチングすることができる。
【0008】
D/Eが終了した後、基板保持台103及びアンテナ171に供給される高周波電力やガス導入口130から導入される反応ガスを止め、一旦、ガス排気系120にて真空容器101内の真空排気を行う。その後、突き上げ機構105によって基板102を基板保持台103から剥離させ、一連の処理を終了する。
【0009】
しかしながら、前述するプラズマ処理装置では、プラズマを低電子温度化するために印加周波数の高周波数化を行う際、基板保持台103付近からガス排気系120(ハッチング部分129)に至るまでプラズマが拡がるという問題が生じることになる。このように、真空容器101の下方部まで拡がったプラズマは、基板102を処理するのに全く不要であるため、投入されたパワーに対する処理効率の悪化、更には、プラズマによる部品摩耗、反応生成物付着によるダストの発生、或いはメンテナンス作業の増大などの問題を生じさせる要因となっていた。
【0010】
上記問題を解決するため、特開2001−182167で開示された発明では、基板保持台の周辺に多孔からなるシールド板を設置し、電磁波の漏れを防止することで、真空容器の下方部など不要な空間へのプラズマの拡がりを防止するようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述する従来技術では、プラズマの拡散を防止する手段として、基板保持台の周辺に設置された多孔のシールド板の穴径をなるべく小さくするように構成している。
【0012】
確かに、プラズマの拡散を防止する一つの手段として、シールド板の穴径を小さくすることで一定の効果があるのかも知れないが、プラズマの拡散とガスの排気特性とはトレードオフの関係にあり、排気開口が小さくなるに従って、反応ガスを導入し、真空容器内をプラズマ処理が精度良く実現できる圧力に調圧し、真空容器内を高真空に維持することが難しくなるのが現状である。特に、基板が大判液晶や300mmウエハともなると、真空容器内に導入するガス流量が増大するため、上記問題が顕著に現れることになる。
【0013】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ガスの排気特性を低減させることなく、真空容器の下方部にプラズマが拡散することを防止することが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載されたプラズマ処理装置は、真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気系と、前記真空容器内にありプラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に対向して配置されたアンテナに高周波電力を印加する高周波電源とからなるプラズマ処理装置であって、前記基板保持台の周辺に多孔体が配置され、前記多孔体によって真空容器内を基板がある側とない側に2分され、かつ、前記多孔体は基板保持台の基板を載置する面に平行な第1の面と、前記第1の面にほぼ垂直な第2の面で構成されることを特徴とする。
【0015】
また、請求項2に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1におけるプラズマ処理装置において、第1の面に構成される穴の径が、前記第2の面に構成される穴の径よりも小さいことを特徴とする。
【0016】
また、請求項3に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1または2に記載のプラズマ処理装置において、第1の面に構成される穴の径が、0.1mm以上2mm以下であることを特徴とする。
【0017】
また、請求項4に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、第2の面に構成される穴の径が、2mmより大きく5mm以下であることを特徴とする。
【0018】
また、請求項5に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、アンテナに500kHz以上300MHz以下の高周波を印加することを特徴とする。
【0019】
また、請求項6に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、真空容器と多孔体との間に放電カバーを配置することを特徴とする。
【0020】
また、請求項7に記載されたプラズマ処理装置は、真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気系と、前記真空容器内にありプラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に対向して配置されたアンテナに高周波電力を印加する高周波電源とからなるプラズマ処理装置であって、前記基板保持台の周辺に多孔体が配置され、前記多孔体によって真空容器内を基板がある側とない側に2分され、かつ、前記多孔体は基板保持台の基板を載置する面と一定の角度を有して配置されることを特徴とする。
【0021】
また、請求項8に記載されたプラズマ処理装置は、請求項7記載のプラズマ処理装置において、多孔体の穴軸をガスの流れと垂直な面に投影した場合、投影した穴径が0.1mm以上2mm以下であることを特徴とする。
【0022】
また、請求項9に記載されたプラズマ処理装置は、請求項7または8記載のプラズマ処理装置において、前記アンテナに500kHz以上300MHz以下の高周波を印加することを特徴とする。
【0023】
更に、請求項9に記載されたプラズマ処理装置は、請求項7〜9のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、真空容器と多孔体との間に放電カバーを配置することを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態を図1及び図2を参照しながら詳述する。
【0025】
図1において、真空容器1は、ガス導入系に接続されるガス導入口30と、ガス排気系20を有する。また、真空容器1内には、基板2を静電吸着する基板保持台3を備え、基板保持台3には、プラズマ生成用の500kHzの交流電源7が接続されている。更に、アンテナ71にも同様にプラズマ生成用の100MHzの交流電源70が接続されている。
【0026】
以下、D/Eの具体的な動作仕様について説明する。
【0027】
まず、基板保持台3の下部に構成される突き上げ機構5を用い、基板2を基板保持台3に設置する。その後、ガス導入口30より反応ガスであるアルゴン(Ar)を200cc/分にて導入し、真空容器1内を0.5Paに調圧し、交流電源7,70より基板保持台3及びアンテナ71にそれぞれ1kwと2kwの高周波電力を供給することによりプラズマを発生させる。このように発生させたプラズマの作用によって、基板保持台3上に配置された基板2をエッチングすることができる。
【0028】
D/E終了後は、基板保持台3及びアンテナ71に供給される高周波電力やガス導入口30から導入される反応ガスを止め、一旦、ガス排気系20にて真空容器1内の真空排気を行う。その後、突き上げ機構5によって基板2を基板保持台3から剥離させ、一連の処理を終了する。
【0029】
このとき、真空容器1内には、D/E処理中に発生するプラズマが、真空容器1の下方部に拡がることを防止するためように、2種類の穴径で構成されたシ−ルドメッシュ21が真空容器のウエハのある側とない側に2分するように配置されている。
【0030】
図2は、シ−ルドメッシュ21を説明する概略図である。
【0031】
図2において、ガス流れに対してほぼ垂直な面21a(以下「第1の面」と称す)は、穴径1.5mm(21b)がパンチングメタル状に構成され、ガス流れにほぼ平行な面21c(以下「第2の面」と称す)は、穴径3mm(21d)にてパンチングメタル状に構成されている。すなわち、穴径21bは、プラズマの拡散を確実に防止する役割を果たし、穴径21dは、ガスの排気特性を所望に確保する役割を成している。
【0032】
上記のように、基板保持台3の周辺に第1の面21a及び第2の面21cを有し、それぞれに所定の穴径を設けることで、真空容器1内の下方部へのプラズマを拡散できるだけでなく、ガスの排気特性も所望の圧力に維持することが可能となる。発明者による実験結果では、従来の技術と比較して、反応ガスを従来技術の2倍ほど導入しても、所望の圧力である0.5Paに調圧できることを確認した。更に、真空容器の下方部へのプラズマの拡散についても、従来技術とほぼ同様の効果があることも確認できた。
【0033】
なお、本実施形態では、第1の面の穴径DをD=1.5mmとし、第2の面を穴径DをD=3mmとした事例を示したが、0.1mm≦D≦2mm、2mm<D≦5mmでも同様な効果が得られる。
【0034】
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、第1の面21aと第2の面21cがほぼ垂直である場合において、真空容器の下方部へのプラズマの拡散を防止、更には、ガスの排気特性も所望の圧力に維持する事例を示した。本実施形態は、シ−ルドメッシュと基板保持台との関係を鑑みた事例を示すこととする。
【0035】
図3は、本実施形態に係るシールドメッシュ22の概要図である。なお、第1の実施形態におけるシールドメッシュと区別するために符号を新たに振り直しシールドメッシュ22としている。プラズマ処理装置を構成する他の部材の形状、構成、及び動作手順は第1の実施形態と同様である。
【0036】
シールドメッシュ22は平面部22aに穴径4mm(22b)がパンチングメタル状に構成されている。平面部22aは、水平面より60度の角度にて、真空容器1のウエハのある側とない側を2分するように配置されている。
【0037】
発明者による実験結果では、プラズマの拡散は、シールドメッシュ22の穴軸とガス流れの方向がほぼ一致している場合に高くなるという結果を得ている。そこで、図3に示すように、平面部22aをガス流れと角度を有して設置することで、プラズマの拡散が多少は発生するものの、その近傍に止まっていることが確認された。無論、穴径22bが2mm以上であるためガスの排気特性は、従来と比較し、必要充分な性能が得られている。
【0038】
なお、本実施形態では、平面部と水平面とのなす角θがθ=60度である場合のみを示したが、θ=60度±10度程度であっても好適な結果が得られる。
【0039】
更に、発明者による実験結果では、ガス流れと直交する面に傾斜したシールドメッシュ22を投影した際、その投影した穴径22bが2mm以下であると、シールドメッシュ22近傍にプラズマの拡散が止まることも確認した。すなわち、プラズマ処理装置を長期に渡り、安定して動作するには、シールドメッシュ22の穴径22bを十分に考慮し、投影した穴径が2mm以下である場合に効果が高い。
【0040】
また、図3に示すように、真空容器1とシールドメッシュ22との間に放電カバー23を配置しても良い。これは、プラズマが拡散する領域を狭く抑えられるため、前記領域を交換可能な部材とすることで、万一放電により部品摩耗、汚れなど発生しても、迅速にかつ安価に部品交換ができ、プラズマ処理装置のダウンタイムを縮小することができる。なお、プラズマが拡散する領域を狭く抑え、ガスの排気特性を確保するプラズマ処理装置の望ましい構成としては、基板と同心円状に見たときに、真空と大気を隔壁する真空容器および付属部材が、構成上極端に異なる部位がなく、ほぼシンメトリック構成となり、真空容器内部も電界が均一であることが挙げられる。
【0041】
以上のように、シ−ルドメッシュと基板保持台とを一定の角度を有して構成し、シ−ルドメッシュに形成される穴の径を2mm以下にすることで、ガスの排気能力を極力低減させず、かつ不要なプラズマの拡散を防止し、更にランニングコストを抑えた装置を得ることができる。
【0042】
なお、本実施形態では特に、ドライエッチング装置を例に挙げて説明したが、プラズマCVD装置や、スパッタリング装置、アッシング装置に本発明を用いてもよい。
【0043】
また、第1及び第2の実施形態ともに、アンテナに印加する高周波を100MHzである場合を示したが、500kHz以上300MHz以下の範囲であっても、良好な結果が得られる。
【0044】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置によれば、基板保持台の周辺に多孔体を配置し、この多孔体によって真空容器内を基板がある側とない側に2分し、かつ、多孔体は基板保持台の基板を載置する面に平行な第1の面と、前記第1の面にほぼ垂直な第2の面で構成することで、ガスの排気特性を低減させることなく、真空容器の下方部にプラズマが拡散することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるプラズマ処理装置の概略図
【図2】本発明の第1の実施形態におけるシールドメッシュの模式図
【図3】本発明の第2の実施形態におけるシールドメッシュの模式図
【図4】従来のプラズマ処理装置の概略図
【符号の説明】
1 真空容器
2 基板
3 基板保持台
5 突き上げ機構
20 ガス排気系
21 シ−ルドメッシュ
30 ガス導入口
7,70 高周波電源
71 アンテナ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus used in a thin film forming step or a fine processing step in manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display panel, a solar cell, or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in a plasma processing apparatus, efforts have been actively made to realize high accuracy, high speed, large area, and low damage in order to enhance the functionality of a device and reduce the processing cost. In order to meet such various demands and realize further progress of devices, it is common to use a processing technique using plasma, for example, a dry etching method, a sputtering method, a plasma CVD method, etc. Is mentioned.
[0003]
Above all, in dry etching used for microfabrication, it is required to generate a low electron temperature plasma in order to etch a new material for the purpose of improving the electrical characteristics of a device and to secure dimensional accuracy. Therefore, at present, the frequency of the high-frequency power has been further increased as plasma generation means.
[0004]
Hereinafter, among the above-described plasma processing techniques, a dry etching method (hereinafter, referred to as “D / E”) will be particularly described. FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional dry etching apparatus.
[0005]
In FIG. 1, a vacuum vessel 101 has a gas inlet 130 connected to a gas inlet system, and a gas exhaust system 120. The vacuum vessel 101 includes a substrate holding table 103 on which a substrate 102 is placed.
[0006]
Hereinafter, specific operation specifications of D / E will be described.
[0007]
First, a reaction gas is introduced from the gas inlet 130, and the inside of the vacuum chamber 101 is adjusted to a pressure at which plasma processing can be performed with the highest accuracy. Then, the high-frequency power is supplied to the substrate holder 103 and the antenna 171 from the high-frequency power sources 107 and 170, respectively. To generate plasma. The substrate 102 placed on the substrate holding table 103 can be etched by the action of the plasma thus generated.
[0008]
After the D / E is completed, the high-frequency power supplied to the substrate holding table 103 and the antenna 171 and the reaction gas introduced from the gas inlet 130 are stopped, and the gas exhaust system 120 temporarily evacuates the vacuum chamber 101. I do. Thereafter, the substrate 102 is peeled off from the substrate holding table 103 by the push-up mechanism 105, and a series of processing is completed.
[0009]
However, in the above-described plasma processing apparatus, when the applied frequency is increased to lower the plasma electron temperature, the plasma spreads from the vicinity of the substrate holder 103 to the gas exhaust system 120 (hatched portion 129). Problems will arise. Since the plasma spread to the lower portion of the vacuum vessel 101 is completely unnecessary for processing the substrate 102, the processing efficiency is deteriorated with respect to the input power. This has been a factor that causes problems such as generation of dust due to adhesion or an increase in maintenance work.
[0010]
In order to solve the above problem, in the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182167, a shield plate made of a porous material is provided around a substrate holding table to prevent electromagnetic waves from leaking, thereby eliminating unnecessary parts such as a lower part of a vacuum vessel. It prevents the spread of the plasma into the space.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, as a means for preventing the diffusion of plasma, the hole diameter of the porous shield plate provided around the substrate holding table is made as small as possible.
[0012]
Certainly, as one means to prevent plasma diffusion, reducing the hole diameter of the shield plate may have a certain effect, but there is a trade-off relationship between plasma diffusion and gas exhaust characteristics. At present, as the exhaust opening becomes smaller, it is difficult to maintain the inside of the vacuum vessel at a high vacuum by introducing a reaction gas, adjusting the pressure inside the vacuum vessel to a pressure that can accurately perform plasma processing, and maintaining the inside of the vacuum vessel at a high vacuum. In particular, when the substrate is a large-sized liquid crystal or a 300-mm wafer, the above problem becomes conspicuous because the flow rate of gas introduced into the vacuum vessel increases.
[0013]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a plasma processing apparatus capable of preventing plasma from diffusing to a lower portion of a vacuum vessel without reducing gas exhaust characteristics. With the goal.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to claim 1 includes a vacuum container capable of maintaining a vacuum, and a gas supply / exhaust system configured to supply and exhaust gas into the vacuum container. A plasma processing apparatus comprising: a substrate holder in which the substrate to be processed by plasma is placed in the vacuum vessel; and a high-frequency power supply that applies high-frequency power to an antenna disposed opposite to the substrate holder. A porous body is arranged around the substrate holder, and the inside of the vacuum container is divided into two sides by the porous body into a side where the substrate is and a side where the substrate is not provided, and the porous body mounts the substrate of the substrate holder. And a second surface substantially perpendicular to the first surface.
[0015]
Also, in the plasma processing apparatus according to claim 2, in the plasma processing apparatus according to claim 1, the diameter of the hole formed on the first surface is larger than the diameter of the hole formed on the second surface. It is characterized by being small.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the first or second aspect, the diameter of the hole formed in the first surface is 0.1 mm or more and 2 mm or less. Features.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the plasma processing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the diameter of the hole formed in the second surface is greater than 2 mm and equal to or less than 5 mm. It is characterized by being.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a high frequency of 500 kHz to 300 MHz is applied to the antenna.
[0019]
The plasma processing apparatus according to claim 6 is the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a discharge cover is disposed between the vacuum vessel and the porous body. I do.
[0020]
Further, the plasma processing apparatus according to claim 7 includes a vacuum container capable of maintaining a vacuum, a gas supply / exhaust system configured to supply and exhaust gas into the vacuum container, and a gas supply / exhaust system provided in the vacuum container. A plasma processing apparatus comprising: a substrate holder on which a substrate to be processed by plasma is mounted; and a high-frequency power supply for applying high-frequency power to an antenna disposed opposite to the substrate holder. A porous body is arranged around the substrate, and the inside of the vacuum vessel is divided into two sides by the porous body into a side where the substrate is not provided and a side where the substrate is not provided. It is characterized by having and being arranged.
[0021]
The plasma processing apparatus according to claim 8 is the plasma processing apparatus according to claim 7, wherein when the hole axis of the porous body is projected on a surface perpendicular to the gas flow, the projected hole diameter is 0.1 mm. It is characterized in that it is not less than 2 mm.
[0022]
A plasma processing apparatus according to a ninth aspect is the plasma processing apparatus according to the seventh or eighth aspect, wherein a high frequency of 500 kHz or more and 300 MHz or less is applied to the antenna.
[0023]
Furthermore, the plasma processing apparatus according to claim 9 is the plasma processing apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein a discharge cover is disposed between the vacuum vessel and the porous body. I do.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0025]
In FIG. 1, the vacuum vessel 1 has a gas inlet 30 connected to a gas introduction system, and a gas exhaust system 20. Further, a substrate holder 3 for electrostatically adsorbing the substrate 2 is provided in the vacuum vessel 1, and an AC power source 7 of 500 kHz for plasma generation is connected to the substrate holder 3. Further, a 100 MHz AC power supply 70 for plasma generation is similarly connected to the antenna 71.
[0026]
Hereinafter, specific operation specifications of D / E will be described.
[0027]
First, the substrate 2 is set on the substrate holder 3 using the push-up mechanism 5 provided below the substrate holder 3. After that, argon (Ar), which is a reaction gas, is introduced at a rate of 200 cc / min from the gas inlet 30, the pressure in the vacuum vessel 1 is adjusted to 0.5 Pa, and the AC power sources 7 and 70 supply the substrate holder 3 and the antenna 71. Plasma is generated by supplying high-frequency power of 1 kw and 2 kw, respectively. The substrate 2 placed on the substrate holder 3 can be etched by the action of the plasma generated in this manner.
[0028]
After the D / E is completed, the high-frequency power supplied to the substrate holding table 3 and the antenna 71 and the reaction gas introduced from the gas inlet 30 are stopped, and the gas exhaust system 20 temporarily evacuates the vacuum chamber 1. Do. Thereafter, the substrate 2 is peeled off from the substrate holding table 3 by the push-up mechanism 5, and a series of processing is completed.
[0029]
At this time, a shield mesh having two kinds of hole diameters is provided in the vacuum vessel 1 so as to prevent plasma generated during the D / E processing from spreading to a lower portion of the vacuum vessel 1. 21 is arranged so as to be divided into two sides on the side of the vacuum container with and without the wafer.
[0030]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the shield mesh 21.
[0031]
In FIG. 2, a surface 21a substantially perpendicular to the gas flow (hereinafter referred to as "first surface") is a surface having a hole diameter of 1.5 mm (21b) formed in a punching metal shape and substantially parallel to the gas flow. 21c (hereinafter, referred to as "second surface") is formed in a punched metal shape with a hole diameter of 3 mm (21d). That is, the hole diameter 21b plays a role of reliably preventing the diffusion of plasma, and the hole diameter 21d plays a role of ensuring desired gas exhaust characteristics.
[0032]
As described above, the first surface 21a and the second surface 21c are provided around the substrate holding table 3, and a predetermined hole diameter is provided in each of the first surface 21a and the second surface 21c, so that the plasma is diffused to the lower part in the vacuum vessel 1. Not only can the gas exhaust characteristics be maintained at a desired pressure. The experimental results by the inventor have confirmed that the pressure can be adjusted to the desired pressure of 0.5 Pa even when the reactant gas is introduced about twice as much as the conventional technology, as compared with the conventional technology. Further, it was also confirmed that the same effect as that of the prior art was obtained with respect to the diffusion of plasma to the lower part of the vacuum vessel.
[0033]
In the present embodiment, an example is shown in which the hole diameter D 1 of the first surface is set to D 1 = 1.5 mm and the hole diameter D 2 of the second surface is set to D 2 = 3 mm. The same effect can be obtained even when ≦ D 1 ≦ 2 mm and 2 mm <D 2 ≦ 5 mm.
[0034]
(Second embodiment)
In the first embodiment, when the first surface 21a and the second surface 21c are substantially perpendicular to each other, the diffusion of the plasma to the lower part of the vacuum vessel is prevented. An example of maintaining this is shown. This embodiment shows an example in consideration of the relationship between the shield mesh and the substrate holder.
[0035]
FIG. 3 is a schematic diagram of the shield mesh 22 according to the present embodiment. In addition, in order to distinguish it from the shield mesh in the first embodiment, the reference numeral is newly assigned to the shield mesh 22. The shape, configuration, and operation procedure of other members constituting the plasma processing apparatus are the same as in the first embodiment.
[0036]
The shield mesh 22 has a flat portion 22a and a hole diameter of 4 mm (22b) formed in a punching metal shape. The plane portion 22a is arranged at an angle of 60 degrees from the horizontal plane so as to bisect the side of the vacuum container 1 with and without the wafer.
[0037]
According to the experimental results by the inventor, it has been found that the diffusion of the plasma increases when the hole axis of the shield mesh 22 and the gas flow direction substantially coincide with each other. Therefore, as shown in FIG. 3, it was confirmed that when the flat portion 22 a was installed at an angle with the gas flow, although the plasma was slightly diffused, the plasma was stopped in the vicinity. Needless to say, since the hole diameter 22b is 2 mm or more, the required and sufficient performance is obtained as compared with the conventional gas exhaust characteristics.
[0038]
In the present embodiment, only the case where the angle θ between the plane portion and the horizontal plane is θ = 60 degrees is shown. However, a preferable result can be obtained even when θ = about 60 degrees ± 10 degrees.
[0039]
Furthermore, according to the experimental results by the inventor, when the shield mesh 22 is projected on a plane orthogonal to the gas flow, if the projected hole diameter 22b is 2 mm or less, the diffusion of plasma stops near the shield mesh 22. I also checked. That is, in order to operate the plasma processing apparatus stably for a long time, the hole diameter 22b of the shield mesh 22 is sufficiently considered, and the effect is high when the projected hole diameter is 2 mm or less.
[0040]
Further, as shown in FIG. 3, a discharge cover 23 may be arranged between the vacuum vessel 1 and the shield mesh 22. This is because the region where the plasma is diffused can be suppressed to be narrow, so by making the region a replaceable member, even if parts should be worn out due to discharge, dirt, etc., parts can be replaced quickly and inexpensively, Downtime of the plasma processing apparatus can be reduced. In addition, as a desirable configuration of a plasma processing apparatus that suppresses a region where plasma is diffused to be narrow and secures gas exhaust characteristics, when viewed concentrically with a substrate, a vacuum vessel and an auxiliary member that partition a vacuum and an atmosphere include: There is no extremely different portion in the configuration, the configuration is almost symmetric, and the electric field is uniform inside the vacuum vessel.
[0041]
As described above, the shield mesh and the substrate holder are configured to have a certain angle, and the diameter of the hole formed in the shield mesh is set to 2 mm or less, so that the gas exhaust capability is minimized. It is possible to obtain an apparatus that does not reduce the amount and prevents unnecessary diffusion of plasma and further reduces running cost.
[0042]
In the present embodiment, a dry etching apparatus has been described as an example, but the present invention may be applied to a plasma CVD apparatus, a sputtering apparatus, and an ashing apparatus.
[0043]
Further, in both the first and second embodiments, the case where the high frequency applied to the antenna is 100 MHz has been described, but good results can be obtained even in the range of 500 kHz or more and 300 MHz or less.
[0044]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the plasma processing apparatus of this invention, a porous body is arrange | positioned around a board | substrate holding base, and the inside of a vacuum container is divided into the side with and without a board | substrate by this porous body, and the porous body is a board holding board. A first surface parallel to the surface on which the substrate is placed and a second surface substantially perpendicular to the first surface, so that the lower portion of the vacuum vessel can be reduced without reducing gas exhaust characteristics. It is possible to prevent the plasma from being diffused.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a schematic diagram of a shield mesh according to the first embodiment of the present invention; FIG. Schematic diagram of shield mesh [Figure 4] Schematic diagram of conventional plasma processing apparatus [Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 Substrate 3 Substrate holder 5 Push-up mechanism 20 Gas exhaust system 21 Shield mesh 30 Gas inlet 7, 70 High frequency power supply 71 Antenna

Claims (10)

真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気系と、前記真空容器内にありプラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に対向して配置されたアンテナに高周波電力を印加する高周波電源とからなるプラズマ処理装置であって、
前記基板保持台の周辺に多孔体が配置され、前記多孔体によって真空容器内を基板がある側とない側に2分され、かつ、前記多孔体は基板保持台の基板を載置する面に平行な第1の面と、前記第1の面にほぼ垂直な第2の面で構成されること
を特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container capable of maintaining a vacuum, a gas supply / exhaust system for supplying and exhausting gas into the vacuum container, and a substrate holding table on which a substrate to be processed in the vacuum container is mounted. And a high-frequency power supply that applies high-frequency power to an antenna disposed opposite to the substrate holding table,
A porous body is arranged around the substrate holder, and the inside of the vacuum vessel is divided into two sides by the porous body into a side where the substrate is not provided and a side where the substrate is not provided, and the porous body is provided on a surface of the substrate holder on which the substrate is placed. A plasma processing apparatus comprising a parallel first surface and a second surface substantially perpendicular to the first surface.
前記第1の面に構成される穴の径は、前記第2の面に構成される穴の径よりも小さいこと
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 a diameter of the hole formed on the first surface is smaller than a diameter of the hole formed on the second surface.
前記第1の面に構成される穴の径は、0.1mm以上2mm以下であること
を特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a diameter of the hole formed in the first surface is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
前記第2の面に構成される穴の径は、2mmより大きく5mm以下であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a diameter of the hole formed in the second surface is greater than 2 mm and 5 mm or less. 5.
前記アンテナに500kHz以上300MHz以下の高周波を印加すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a high frequency of 500 kHz or more and 300 MHz or less is applied to the antenna.
真空容器と多孔体との間に放電カバーを配置することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a discharge cover is disposed between the vacuum vessel and the porous body. 真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気系と、前記真空容器内にありプラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記基板保持台に対向して配置されたアンテナに高周波電力を印加する高周波電源とからなるプラズマ処理装置であって、
前記基板保持台の周辺に多孔体が配置され、前記多孔体によって真空容器内を基板がある側とない側に2分され、かつ、前記多孔体は基板保持台の基板を載置する面と一定の角度を有して配置されること
を特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum container capable of maintaining a vacuum, a gas supply / exhaust system for supplying and exhausting gas into the vacuum container, and a substrate holding table on which a substrate to be processed in the vacuum container is mounted. And a high-frequency power supply that applies high-frequency power to an antenna disposed opposite to the substrate holding table,
A porous body is disposed around the substrate holder, and the inside of the vacuum container is divided into two sides by the porous body into a side where the substrate is and a side where the substrate is not provided, and the porous body has a surface on which the substrate of the substrate holder is placed. A plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus is arranged at a certain angle.
前記多孔体の穴軸をガスの流れと垂直な面に投影した場合、投影した穴径が0.1mm以上2mm以下であること
を特徴とする請求項7記載のプラズマ処理装置。
8. The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein when the hole axis of the porous body is projected on a plane perpendicular to the gas flow, the projected hole diameter is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
前記アンテナに500kHz以上300MHz以下の高周波を印加すること
を特徴とする請求項7または8に記載のプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein a high frequency of 500 kHz or more and 300 MHz or less is applied to the antenna.
真空容器と多孔体との間に放電カバーを配置することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein a discharge cover is disposed between the vacuum vessel and the porous body.
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