JP2008214723A - Plasma treatment device - Google Patents
Plasma treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008214723A JP2008214723A JP2007056730A JP2007056730A JP2008214723A JP 2008214723 A JP2008214723 A JP 2008214723A JP 2007056730 A JP2007056730 A JP 2007056730A JP 2007056730 A JP2007056730 A JP 2007056730A JP 2008214723 A JP2008214723 A JP 2008214723A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- exhaust
- processing apparatus
- plasma
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、真空容器内の減圧した処理室内部に処理用ガスを導入しつつ、半導体ウエハなどの基板状の試料を処理する真空処理装置に係る。 The present invention relates to a vacuum processing apparatus for processing a substrate-like sample such as a semiconductor wafer while introducing a processing gas into a decompressed processing chamber inside a vacuum vessel.
半導体ウエハなど基板状の試料を処理して半導体デバイスを製造するための真空処理装置では、真空容器内部に配置され所定の真空度まで減圧される処理室内部に処理用ガスを導入して半導体ウエハ表面に所望の形状を形成している。例えば、処理室内部に導入された反応性の高いガスを真空容器外部から電界を供給してプラズマ化し、プラズマ内のイオン等荷電粒子やラジカルなどの反応性粒子との物理的、化学的反応によってウエハ表面に予め形成された薄膜を所望の形状となるように加工している。 2. Description of the Related Art In a vacuum processing apparatus for manufacturing a semiconductor device by processing a substrate-like sample such as a semiconductor wafer, a processing gas is introduced into a processing chamber disposed inside a vacuum vessel and depressurized to a predetermined degree of vacuum. A desired shape is formed on the surface. For example, a highly reactive gas introduced into the processing chamber is turned into plasma by supplying an electric field from the outside of the vacuum vessel, and is physically and chemically reacted with charged particles such as ions and reactive particles such as radicals in the plasma. A thin film previously formed on the wafer surface is processed into a desired shape.
このような真空処理装置では、処理ガス、プラズマ中の粒子や反応生成物の粒子が流れて排気される排気経路を設け、真空容器内部を所定の真空度まで減圧し一定の値を保つことが求められている。このような要求を満たすためには、排気量の調節が必要となる。例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。 In such a vacuum processing apparatus, an exhaust path through which process gas, particles in plasma and reaction product particles flow and exhaust is provided, and the inside of the vacuum vessel is depressurized to a predetermined degree of vacuum to maintain a constant value. It has been demanded. In order to satisfy such a requirement, it is necessary to adjust the displacement. For example, what was described in patent document 1 is known.
真空排気手段は、回転するシャッターを複数備えた排気バルブとその下方の排気ポンプとを備え、排気バルブはそのバルブが試料台の直下方に配置されている。この複数枚の板状のシャッターは各々略水平(ウエハ面方向)に配置され各々に取り付けられた軸を中心に各シャッターが回転して、内側チャンバの開口と排気ポンプとの間で連通する面積を調節する。これらの軸を回転させて行くと各シャッターの板同士が接触をして開口を封止して閉塞する。また、各シャッターの板が試料台方向(上方向)に略平行となった際に連通する面積が最も大きくなる。排気バルブはこれらシャッターの回転を調節するモータ等の駆動手段を備えており、排気手段はこれらシャッターの開口面積と排気ポンプの駆動を調節することで排気の量とその速度とを調節している。 The vacuum exhaust means includes an exhaust valve provided with a plurality of rotating shutters and an exhaust pump below the exhaust valve, and the exhaust valve is disposed directly below the sample stage. Each of the plurality of plate-shaped shutters is arranged approximately horizontally (in the wafer surface direction), and the shutter rotates around an axis attached to each of the shutters so that the area communicates between the opening of the inner chamber and the exhaust pump. Adjust. When these shafts are rotated, the plates of each shutter come into contact with each other to seal and close the opening. Further, the area that communicates when the shutter plates are substantially parallel to the sample stage direction (upward direction) is the largest. The exhaust valve is provided with driving means such as a motor for adjusting the rotation of the shutter, and the exhaust means adjusts the amount and speed of the exhaust by adjusting the opening area of the shutter and the driving of the exhaust pump. .
このようなものにおいて、各シャッターが所期の相互の間隔と角度とになるように設定されて使用者が設定した真空容器からの排気の量あるいは内部の圧力を実現することが求められる。特に、真空容器内部を相対的に高い圧力に維持したい場合には排気の量をできるだけ小さくするように各シャッターはその面を略水平にされ、各々の隣り合う両端が近接してこれらの隙間ひいては開口の面積を著しく小さくし略封止する状態になる。そのため、各シャッターの板同士又はそれらを囲う排気バルブ本体の内壁との間の隙間は接触しない最小の大きさにまで抑えている。
上記の従来技術では、排気バルブや各シャッターの板に反応生成物の堆積(デポ)が成長してしまうという問題について十分な考慮されていなかった。さらに、隙間が狭いため排気バルブ本体の内壁に成長したデポと各シャッターの板とがスクレイプし、新たなデポの発生源となっているという問題点があった。 In the above prior art, the problem that reaction product deposits (depots) grow on the exhaust valves and the plates of the shutters has not been sufficiently considered. Furthermore, since the gap is narrow, the deposit developed on the inner wall of the exhaust valve main body and each shutter plate are scraped to become a source of new deposit.
本発明の目的は、異物の発生を抑制し処理の歩溜りを向上するプラズマ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus that suppresses the generation of foreign matter and improves the process yield.
本発明のプラズマ処理装置では、真空容器と前記真空容器内の処理室下方に配置され、前記処理室内を排気して減圧する排気装置とを備えており、前記処理室内に配置したウエハを前記処理室内で生成したプラズマを用いて処理し、前記排気装置と前記処理室とを連通する開口の内側に配置され、所定の軸回りに回転する複数の板部材及び板部材の両端に取り付けられ、前記開口の内側壁と微小な隙間をあけて配置された複数の円板を有して、前記板部材の回転により前記排気を調節する調節器を備えていることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention includes a vacuum vessel and an exhaust device that is disposed below the processing chamber in the vacuum vessel and exhausts the pressure in the processing chamber to depressurize the wafer. Processed using plasma generated in a room, disposed inside an opening communicating with the exhaust device and the processing chamber, attached to both ends of a plurality of plate members and plate members that rotate about a predetermined axis, It has a plurality of discs arranged with a minute gap from the inner wall of the opening, and is equipped with a regulator for adjusting the exhaust by rotation of the plate member.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図4を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施例1のプラズマ処理装置の構成の概略を示す断面図である。この図において、処理チャンバ100は、真空搬送容器144に接続されておりこれらの間に配置された開閉する大気ゲートバルブ114によりその間が連通あるいは遮断される。この大気ゲートバルブ114が開放された状態で真空搬送容器144内部の空間と処理チャンバ100の内側の空間とが連通し両者の圧力は略等しくなる。大気ゲートバルブ114の開放時に試料であるウエハが真空搬送容器144内部から内部の処理室内に配置された試料台104上に搬送されて載置される。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the
本実施例では、試料が試料台104上に試料が載置されたことを検知して確認後大気ゲートバルブ114を閉塞して処理チャンバ100内部と真空搬送容器144内部とを遮断し、処理チャンバ100内を密封して処理を開始する。
In this embodiment, after the sample is detected and confirmed that the sample is placed on the
図1に示すように、処理チャンバ100の上部は放電室部が配置されており、この放電室部は、真空容器の蓋を構成する蓋部材142と、この蓋部材142の内側に配置されたアンテナ部材と、このアンテナ部材の側方と上方とに配置され放電室部を囲んで配置されたコイル127を有する磁場発生部と、このアンテナ部材の下方に配置された天井部材とを含んで構成されている。また、磁場発生部上方にはアンテナ部材が放出するUHF帯やVHF帯の電波を供給する電波源部125が配置されている。アンテナ部材はSUS等の導電性部材で構成された蓋部材142の内側に配置された平板形状のアンテナ126と、このアンテナ126と蓋部材142との間に配置されてこれらの間を絶縁するとともにアンテナ126から放出される電波を下方の天井部材側に伝導するために配置されたリング形状を備えた少なくとも1つの誘電体128を有している。
As shown in FIG. 1, a discharge chamber portion is disposed in the upper portion of the
さらに、天井部材は、伝達されてきた電波を下方の処理室内側に伝導するため石英等の誘電体で構成された石英プレート103と、この石英プレートの下方に配置されて供給された処理用のプロセスガスを処理室の内側に分散して導入するための複数の孔が形成されたシャワープレート134を有している。
Further, the ceiling member has a
シャワープレート134の下方であって試料台104の上方に形成された空間は、供給されたプロセスガスに石英プレート103を通って導入された電波と磁場発生部から供給された磁場との相互作用によりプラズマが形成される空間である放電室132となっている。さらに、石英プレート103とシャワープレート134との間は微小な隙間を空けて空間が形成されており、この空間に放電室132に供給されるべきプロセスガスが先ず供給され、シャワープレート134を貫通してこの空間と放電室132とを連通してプロセスガスが通流する上記孔を通って放電室132に流入する。上記空間はプロセスガスが複数の孔から分散して放電室132に流入するよう設けられたバッファ室129となっている。このプロセスガスは、プロセスガスライン101およびプロセスガス遮断バルブ102を介してガス等流体の供給を調節する制御器143から供給される。
The space formed below the
処理チャンバ100の真空室部の外壁を構成して上下に配置された外側チャンバ111,112の内側に1つ以上のチャンバが配置されており、一方が他方の内側に配置された多重チャンバとなっている。本実施例では、内外2つのチャンバを有している。すなわち、上部外側チャンバ111の内側に内側チャンバ109が、下部外側チャンバ112の内側に内側チャンバ110が備えられている。つまり、上下2つの内側チャンバ109,110が備えられている。試料台104は内側チャンバ109,110の内側に配置されており、最も内側のチャンバの内部は、プラズマが形成され、ガス、反応生成物が流れて排気される真空室132’を構成する。
One or more chambers are arranged inside the
この真空室132’は上方の放電室132と連通するとともに、以下に説明するように内側チャンバ109と外側チャンバ111の間の空間と連通可能に構成された排気手段により減圧されるとともに、試料の処理の際に放電室132内のプラズマ、ガス、反応生成物が移動できるように配置されている。
The
処理対象である試料が内側チャンバ109,110内の試料台104上に載置されるには、内側チャンバ109あるいは110にウエハが搬送されることのできるゲートが必要となる。さらに、このゲートを開閉して密封してこのチャンバの内側と外側の空間を遮断し連通するバルブが必要となる。
In order for the sample to be processed to be placed on the
実施例1では、処理チャンバ100の内側と真空搬送容器144の内側との間に設けられたゲートを開放しあるいは閉塞して密封することで両者を連通、遮断する大気ゲートバルブ114と内側チャンバ109の内側と外側とを開放し或いは閉塞して密封することで両者を連通、遮断するプロセスゲートバルブ113とを備えている。大気ゲートバルブ114は、真空搬送容器144の内側の側壁上に配置されて駆動手段122によって上下および水平方向に移動可能に構成されており、内側側壁上でゲートを密封するよう閉塞し、あるいは開放する。また、真空容器を構成する外側チャンバ111に、真空搬送容器144と処理チャンバ100が接続されたときに前記真空搬送容器144側のゲートと連通する位置にゲートが設けられる。
In the first embodiment, the gate provided between the inner side of the
試料台104のブロックの下方に下側の内側チャンバ110が配置されており、この内側チャンバ110の中央側部分には開口部が配置されている。この開口部は内側チャンバ110の下方であって試料台104の下方に配置された排気バルブ107や排気ポンプ108を備えた排気手段と連通しており、試料台104の周囲を流れる内側チャンバ109内のガスが通流する部分である。つまり、試料台104周囲の支持梁120同士の間の空間と試料台104下方の内側チャンバ110内の空間が処理チャンバ100内の処理ガス、プラズマ中の粒子や反応生成物の粒子が流れて排気される排気経路となっている。
A lower
処理チャンバ100の排気手段である排気バルブ107は、その下方に配置された排気ポンプ108と内側チャンバ110の内側の空間との間を連通あるいは遮断することのできる複数の板状のシャッター203を備え、このシャッター203を回転させて開口している排気通路面積を可変に調節して排気流量や速度を調節するシャッター式排気バルブである。このように、実施例1では、排気手段が試料台104の下方、特に直下方に配置されている。そして、内側チャンバ109内の試料台104の上方の空間内のプラズマや処理ガス、反応生成物は試料台104の周囲とその下方の内側チャンバ110内の空間を介して排気バルブ107までの排気経路を流れる。
An
実施例1では、真空排気手段は、回転するシャッター203を複数備えた排気バルブ107とその下方の排気ポンプ108とを備え、排気バルブ107は試料台104の直下方でその略円形の断面の投影面に覆われてその内側となる領域に配置されている。この複数枚の板状のシャッター203は図1に示すように各々略水平(ウエハ面方向)に配置され各々に取り付けられた軸202を中心に各シャッター203が回転して、前記内側チャンバ110の開口と排気ポンプ108との間で連通する面積を調節する。これらの軸202を回転させて行くと各シャッターの板203同士が接触もしくは僅かの隙間をあけて近接した位置になり前記開口を略閉塞した状態にすることができる。また、各シャッターの板203がその先端を試料台104方向(上方向)にして垂直方向について略平行となった際に連通する面積が最も大きくなる。図示していないが排気バルブ107はこれらシャッター203の回転を調節するモータ等の駆動手段を備えており、排気手段はこれらシャッター203の開口面積と排気ポンプ108の駆動を調節することで排気の量とその速度とを調節している。
In the first embodiment, the vacuum exhaust means includes an
また、試料台104下方で排気バルブ107上方には、外側下部チャンバ112に設けられた排気開口ゲート131上部を覆ってこれを開閉(開口/遮断)する排気ゲートプレート130が配置されている。この排気ゲートプレート130は、略円板形状を有し一部の外縁周端に外側に延在した腕部の対を少なくとも1つをその一部として有し、この腕部の下方に配置されたプッシャの上端が上下に動作することで、この上端に繋がれた腕部を持ち上げ/下げして排気開口を開閉する。この排気ゲートプレート130はその下方への投影面は上方の試料台104の投影面内に収まるように、また、腕部の投影面は上方の支持梁120の投影面内に収まるか、少なくとも一部が重なるように配置されている。
Further, an
図2は、本発明の実施例1の排気バルブ117の構成の概略を示す図である。図2(a)は、排気バルブ117を上方から見た構成の概略を示す平面図である。図2(b)は、排気バルブ117の側面の断面図である。 FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the exhaust valve 117 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view schematically showing the configuration of the exhaust valve 117 as viewed from above. FIG. 2B is a cross-sectional view of the side surface of the exhaust valve 117.
排気バルブ117は内側に開口を備えて排気経路を構成する本体201とこの開口の内側に配置されその開口を横切るように延在する軸202周りに回転して開口の面積を増減するシャッター203、それぞれの板状のシャッター203の軸202方向の両端で本体201の内側の側壁との間に微小な隙間をあけて配置される円板204から構成されている。本体201の内側に、複数枚の板状のシャッター203が各々略水平(ウエハ面方向)に配置され、各々に取り付けられた軸202を中心に各シャッター203が回転して、外側チャンバ112の開口と排気ポンプ118との間で連通する面積を調節する。これらの軸202を回転させていくと各シャッター203の板同士が略水平方向に平行となり開口を著しく狭めることで閉塞状態にする。
The exhaust valve 117 has an opening on the inside and a
前記の排気バルブ117を通り内側チャンバ110内の試料台204の上方の空間内のプラズマや処理ガス、反応生成物(デポ)は排気されるが、このデポが本体201内壁やシャッター203に付着する。付着しやすい条件として、広い空間を持つことと低温部であることが挙げられる。このため広い空間を持つ本体201内壁にはデポが付着し成長しやすくなっている。このような内壁表面の付着物は、シャッター203が回転すると移動してきたその端縁と接触、衝突して割れたり剥がれたりして遊離してしまい、この遊離片が試料台104表面やその上面に載せられた半導体ウエハ等の基板状の試料表面に付着して異物となってしまう。
Plasma, processing gas, and reaction products (deposits) in the space above the
このような問題に対して本実施例のプラズマ処理装置では、デポ成長抑制のためシャッター203の回転する軸202方向の両端に円板204を配置している。円板204をその中心を軸202に略一致させて取り付けて本体201開口の内側の側壁面に対向する面が側壁面と微小な隙間を備えて配置されることで本体201内壁とシャッター203の端縁部との隙間を端縁の回転に伴って移動する領域全体で微小にし、この領域でのデポ成長速度を鈍化させる。また、シャッター203の端縁部を大きくしてこれと微小な隙間を介して面する開口の内側壁の面積が広がることで付着可能な面積を低減する。この結果、排気バルブ本体201の内壁でのデポの成長と、このデポと各シャッター203の板とが接触してデポがスクレイプされデポの発生源となることが抑制できる。
With respect to such a problem, in the plasma processing apparatus of this embodiment, the
上記における説明で、円板204を取り付けることでデポ成長抑制を図っているが、以下の懸念がある。すなわち、円板204の面方向の端部にエッジがあるとその個所にデポが堆積していき、これら円板204端部同士が近接してはいちされていると回転時にこれら端部上に堆積したデポ同士が接触してスクレイプされ異物が生起してしまう恐れがあるというものである。その対策として以下、図3、図4にて説明する。
In the above description, the deposition growth is suppressed by attaching the
図3は、上記実施例の各シャッター203の端部に取り付けられ、排気バルブ本体201内壁と微小な隙間をあけて配置された複数の円板204の詳細を示す図である。図3(a)は、シャッター203の端部に円板(1)301を取り付けた図である。また、図3(b)は、円板(1)301端部の拡大図である。
FIG. 3 is a diagram showing details of a plurality of
円板(1)301では端がシャッター203の幅方向の端とほぼ同一に配置されるように角を丸められている。また、丸めた端の中心部は各シャッター203同士の隙間と同一の微小な隙間を維持する。このためデポ302は広い空間を持つ図に示す位置、つまり開口の内側であるシャッター203の側に向かって堆積していくため、回転するときに円板(1)301同士がスクレイプすることが抑制される。
In the disc (1) 301, the corners are rounded so that the ends are arranged substantially the same as the ends of the
また、円板204の端部へのデポ形成を抑制するために別の部材を配置してもよい。図4は、本実施例の各シャッター203の端部に取り付けられ、排気バルブ本体201内壁と微小な隙間をあけて配置された複数の円板204の詳細を示す図である。図4(a)は、シャッター203の端に円板(2)401を、排気バルブ本体201内壁に防着用板402を取り付けた図である。図4(b)は、(a)を側面から見た図である。図4(c)は、円板(2)401端部の拡大図である。
Further, another member may be arranged in order to suppress the formation of deposits at the end of the
円板(2)401外径はシャッター203の軸202に略垂直な方向の幅よりも小さくなるようにする。そして、円板(2)401の上方でこの上側の外縁の端部を覆って配置され円板(2)401の上部外縁に沿って形成された内周が円形を有する凹みを備えた防着用板402を、開口の内側壁面上に装着する。防着用板402が取り付けられた状態で、その凹みの内周面は円板(2)401の外周縁の端面と微小な隙間をあけて、これを上方から覆っている。このため円板(2)401の外縁の端面外周は微小な隙間となり、デポ403は広い空間を持つ図に示す位置に堆積していく。さらに隣接するシャッター203及び円板(2)401の端部同士が最も近接する箇所の近傍ではこれらの間に防着用板402の部分が介在しており、回転する際にデポが接触する可能性の高い部分が微小な隙間となって、回転するときに円板(2)401同士がスクレイプする恐れが抑制される。
The outer diameter of the disc (2) 401 is made smaller than the width in the direction substantially perpendicular to the
100 処理チャンバ
101 プロセスガスライン
102 遮断バルブ
103 石英プレート(蓋部材)
104 試料台
107 排気バルブ
108 排気ポンプ
109 内側チャンバ
110 内側チャンバ
111 外側チャンバ
112 外側チャンバ
113 プロセスゲートバルブ
114 大気ゲートバルブ
120 支持梁
122 駆動手段
125 電波源部
126 アンテナ
127 コイル
128 誘電体
129 バッファ室
130 排気ゲートプレート
131 排気開口ゲート
132 放電室
132’ 真空室
133 放電室内側壁部材(石英内筒)
134 シャワープレート
142 蓋部材
143 真空搬送容器
144 制御器
201 本体
202 軸
203 シャッター
204 円板
301 円板(1)
302 デポ
401 円板(2)
402 防着用板
403 デポ
100
104
134
302
402
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007056730A JP2008214723A (en) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | Plasma treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007056730A JP2008214723A (en) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | Plasma treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008214723A true JP2008214723A (en) | 2008-09-18 |
Family
ID=39835126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007056730A Pending JP2008214723A (en) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | Plasma treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008214723A (en) |
-
2007
- 2007-03-07 JP JP2007056730A patent/JP2008214723A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008251764A (en) | Plasma treatment equipment | |
JP6293499B2 (en) | Vacuum processing equipment | |
US10665436B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2008124190A (en) | Vacuum processing apparatus | |
WO2007102464A1 (en) | Processing device | |
JP6491891B2 (en) | Vacuum processing equipment | |
US8652309B2 (en) | Sputtering apparatus and electronic device manufacturing method | |
JP2019167618A (en) | Vacuum processing apparatus and tray | |
CN100508117C (en) | Plasma processing device | |
JP2012023164A (en) | Plasma processing apparatus | |
TWI677940B (en) | Substrate holding mechanism and substrate processing apparatus using the same | |
TWI718674B (en) | Plasma processing device | |
JP5004614B2 (en) | Vacuum processing equipment | |
JP4537878B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP7509790B2 (en) | Method for removing particles from wafers by plasma modification in pulsed PVD - Patent Application 20070123333 | |
JP2008214723A (en) | Plasma treatment device | |
JP6567886B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP5231903B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP6557523B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2010047780A (en) | Vacuum treatment apparatus and vacuum treatment method | |
JP7394694B2 (en) | plasma processing equipment | |
JP5685405B2 (en) | Vacuum processing equipment | |
JP5161694B2 (en) | Vacuum processing equipment | |
JP2009212178A (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
JP2010129983A (en) | Film deposition apparatus |