JP2009176991A - Plasma processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円板状の被処理物の周縁部にマイクロ波放電プラズマを照射し、該周縁部をプラズマ処理するプラズマ処理装置に関し、特に、マイクロ波放電プラズマをウエハーの周縁部に照射し、該周縁部に残った余分な被膜やパーティクルを除去するプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for irradiating a peripheral portion of a disk-shaped workpiece with microwave discharge plasma and plasma-treating the peripheral portion, and in particular, irradiating the peripheral portion of a wafer with microwave discharge plasma, The present invention relates to a plasma processing apparatus for removing excess coating and particles remaining on the peripheral edge.
半導体素子の製造工程においては、エッチング工程に先立って、ウエハーの表面が、フォトレジスト等の被膜によってコーティングされるとともに、ウエハー表面におけるエッチングすべき部分のコーティングが除去されて下位層が露出せしめられる。その後、エッチング工程において、ウエハーは、プラズマ処理チャンバ内のステージの上に配置され、生成されたプラズマによって、ウエハー表面の露出した領域がエッチング処理される。 In the semiconductor device manufacturing process, prior to the etching process, the surface of the wafer is coated with a film such as a photoresist, and the coating of the portion to be etched on the wafer surface is removed to expose the lower layer. Thereafter, in an etching process, the wafer is placed on a stage in a plasma processing chamber, and an exposed region of the wafer surface is etched by the generated plasma.
このエッチング処理の間に、ウエハーの周縁部の表裏両面に、エッチングによって発生する副産物(例えば、炭素、酸素、窒素およびフッ素等からなるポリマー)が集まりやすい。この場合、エッチングに用いられるプラズマはウエハーの周縁部に到達しにくく、その結果、ウエハーの周縁部の表裏両面にこれらの副産物が堆積され、パーティクルとして残る。加えて、ウエハーの周縁部には、余分なコーティングの被膜が除去されずに残ってしまう。 During this etching process, by-products (for example, polymers composed of carbon, oxygen, nitrogen, fluorine, etc.) generated by etching are likely to collect on both the front and back surfaces of the peripheral edge of the wafer. In this case, the plasma used for etching hardly reaches the peripheral portion of the wafer, and as a result, these by-products are deposited on both the front and back surfaces of the peripheral portion of the wafer and remain as particles. In addition, the excess coating film remains on the peripheral edge of the wafer without being removed.
ところが、このウエハー周縁部にコーティングの被膜や堆積するパーティクルを放置しておくと、それ以後の工程において、半導体素子に深刻な損傷を引き起こす要因となるため、これらを確実に除去しておかねばならない。 However, if the coating film or deposited particles are left on the peripheral edge of the wafer, it may cause serious damage to the semiconductor device in the subsequent processes. Therefore, these must be surely removed. .
このため、ウエハーの周縁部から余分な被膜やパーティクルを除去する装置がこれまでに提案されている。例えば、チャンバの内部に配置されたステージを経てウエハーに高周波を印加するようにカソードを設けて、ステージの外周縁でウエハーの周縁より低い位置にリング状の下部アノードを設けると共に、ステージ上方にリング状の上部アノードを、リング状の下部アノードに対向するように配置し、ウエハー周縁端とリング状の上部アノードとの間、およびウエハー周縁端とリング状の下部アノードとの間を同時に放電させて発生するプラズマを用いて、ウエハー周縁の上面から底面にわたる領域を連続的にエッチングする構成とされた装置が知られている(特許文献1参照)。 For this reason, there has been proposed an apparatus for removing excess coating or particles from the peripheral edge of the wafer. For example, a cathode is provided so as to apply a high frequency to the wafer through a stage disposed inside the chamber, a ring-shaped lower anode is provided at a position lower than the periphery of the wafer at the outer periphery of the stage, and a ring is provided above the stage. An upper anode in the shape of a ring is arranged so as to face the lower anode in the shape of a ring, and a discharge is simultaneously performed between the peripheral edge of the wafer and the upper anode in the shape of a ring and between the peripheral edge of the wafer and the lower anode in the shape of a ring. There is known an apparatus configured to continuously etch a region extending from the top surface to the bottom surface of a wafer periphery using generated plasma (see Patent Document 1).
また、プラズマ処理チャンバと、プラズマ処理チャンバ内に配置され、その上にウエハーが置かれるウエハー支持台と、ウエハー支持台に対向して配置されたガス分配プレートとを備え、ウエハー支持台は、下側誘電体リングによって電気的に絶縁された下側エッジ電極によって取り囲まれ、ガス分配プレートは、上側誘電体リングによって電気的に絶縁された上側エッジ電極によって取り囲まれ、さらに、上側エッジ電極にはRF電源が接続され、下側エッジ電極が接地され、上側および下側エッジ電極間に発生したプラズマによって、ウエハーの周縁部をプラズマ処理する構成とされた装置が知られている(特許文献2参照)。 Further, the plasma processing chamber includes a plasma processing chamber, a wafer support that is disposed in the plasma processing chamber and on which the wafer is placed, and a gas distribution plate that is disposed so as to face the wafer support. Surrounded by a lower edge electrode that is electrically insulated by a side dielectric ring, the gas distribution plate is surrounded by an upper edge electrode that is electrically insulated by an upper dielectric ring, and the upper edge electrode has an RF An apparatus is known in which a power supply is connected, a lower edge electrode is grounded, and plasma processing is performed on the peripheral edge of the wafer by plasma generated between the upper and lower edge electrodes (see Patent Document 2). .
これらの従来の装置は、電極間に生じたRF電界を用いてプラズマを生成する容量結合型プラズマを用いるので、1Torr以下の低圧雰囲気を必要とする。したがって、プラズマ処理室(チャンバ)内を低圧状態に維持すべく、高価で大型の真空排気装置等が必要とされ、その結果、装置の構成が複雑となり、装置の製造コストおよび運転コストがかかるという問題があった。 Since these conventional apparatuses use capacitively coupled plasma that generates plasma using an RF electric field generated between electrodes, a low pressure atmosphere of 1 Torr or less is required. Therefore, in order to maintain the inside of the plasma processing chamber (chamber) in a low pressure state, an expensive and large-sized vacuum evacuation device or the like is required. There was a problem.
これに対し、マイクロ波放電プラズマは、大気圧中においても安定的に発生させることができ、よって、これを用いてプラズマ処理を行えば、高価で大型の真空排気装置等は不要となる。しかしながら、従来技術においては、マイクロ波放電プラズマを用いてウエハーの周縁部を処理することができる装置は存在しなかった。 On the other hand, the microwave discharge plasma can be stably generated even in the atmospheric pressure. Therefore, if plasma treatment is performed using this, an expensive and large-sized vacuum exhaust device or the like is not necessary. However, in the prior art, there has been no apparatus capable of processing the peripheral portion of the wafer using the microwave discharge plasma.
したがって、本発明の課題は、マイクロ波放電プラズマを用いてウエハーの周縁部を処理するプラズマ処理装置を提供することにある。 Therefore, the subject of this invention is providing the plasma processing apparatus which processes the peripheral part of a wafer using a microwave discharge plasma.
上記課題を解決するため、本発明は、円板状の被処理物の周縁部にマイクロ波放電プラズマを照射し、該周縁部をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、マイクロ波が導入される扁平な矩形状断面の導波管と、マイクロ波発生源と、前記マイクロ波発生源から前記導波管にマイクロ波を供給するマイクロ波供給路と、を備え、前記導波管の一の側壁にはマイクロ波の伝播方向に沿って縦長の開口が形成されており、さらに、前記導波管の開口に装着され、該開口に沿ってのびる誘電体製の放電管を備え、前記放電管における前記導波管に対向しない壁部分には、前記開口に沿って縦長のスリットが形成されており、さらに、前記導波管の前記放電管を備えた側壁に取り付けられて前記放電管を取り囲むブロックを備え、前記ブロックは、前記ブロックの内部に形成され、前記放電管に沿ってのびるプラズマ生成室と、前記導波管の側壁に対向する第1の面、および前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、前記プラズマ生成室から前記ブロックの内部にのびて前記第1の面に開口するスロット状断面の第1の通路と、前記プラズマ生成室から前記ブロックの内部にのびて前記第2の面に開口するスロット状断面の第2の通路と、を有し、前記第1の通路の開口に前記放電管が収容されるとともに、前記第2の通路の開口は被処理物挿入口をなし、前記ブロックは、さらに、前記プラズマ生成室にガスを供給するガス供給管路、および前記プラズマ生成室からガスを排出するガス排出管路を有しており、さらに、反応ガス供給源と、前記反応ガス供給源および前記ガス供給管路を接続する反応ガス供給管と、前記ブロックの被処理物挿入口の前方に配置され、前記被処理物がその上に置かれる円形のターンテーブルと、前記ターンテーブルの裏面に突設された回転軸に連結されたモータと、前記ターンテーブルの上に置かれた前記被処理物を被覆する被覆プレートと、前記被覆プレートを上下に移動させて、前記被処理物をこれとの間に隙間を伴って被覆する閉鎖位置と、前記被処理物から離れた開放位置とをとらせる被覆プレート移動機構と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置を構成したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a plasma processing apparatus for irradiating a peripheral portion of a disk-shaped workpiece with microwave discharge plasma and plasma-treating the peripheral portion, and the microwave is introduced. A waveguide having a flat rectangular cross section, a microwave generation source, and a microwave supply path for supplying microwaves from the microwave generation source to the waveguide, and one side wall of the waveguide Has a longitudinally elongated opening along the microwave propagation direction, and further includes a dielectric discharge tube attached to the waveguide and extending along the opening. A vertically long slit is formed along the opening in the wall portion not facing the waveguide, and the block is attached to a side wall of the waveguide having the discharge tube and surrounds the discharge tube. The block comprises A plasma generation chamber formed inside the block and extending along the discharge tube, a first surface facing the side wall of the waveguide, and a second surface located on the opposite side of the first surface A first passage having a slot-like cross section that extends from the plasma generation chamber to the inside of the block and opens to the first surface, and extends from the plasma generation chamber to the inside of the block to the second surface. A second passage having a slot-shaped cross section that opens, and the discharge tube is accommodated in the opening of the first passage, and the opening of the second passage forms a workpiece insertion port, The block further includes a gas supply line for supplying gas to the plasma generation chamber, and a gas discharge line for discharging gas from the plasma generation chamber, and further includes a reactive gas supply source and the reactive gas Supply source and gas supply A reaction gas supply pipe for connecting a path, a circular turntable disposed in front of the workpiece insertion port of the block, and the workpiece to be placed thereon, and protruding from the back surface of the turntable A motor connected to a rotating shaft, a covering plate that covers the object to be processed placed on the turntable, and the covering plate is moved up and down so that the object to be processed has a gap therebetween. And a covering plate moving mechanism that takes a closed position away from the object to be processed and an open position away from the object to be processed.
上記構成において、好ましくは、前記導波管における前記ブロックが取り付けられた部分が、全体として、前記ブロックの第2の面が内側になるように湾曲し、前記ターンテーブルの回転軸に垂直な面上への射影において、前記導波管、前記放電管、および前記ブロックのプラズマ生成室は、前記ターンテーブルの中心を中心とする同心円の円周上にそれぞれ位置する一方、前記ブロックの前記第2の面が、前記被処理物よりも小さい曲率で湾曲している。 In the above configuration, preferably, a portion of the waveguide to which the block is attached is curved so that the second surface of the block is inside, and is a surface perpendicular to the rotation axis of the turntable. In the upward projection, the plasma generation chambers of the waveguide, the discharge tube, and the block are respectively located on the circumference of a concentric circle centered on the center of the turntable, while the second of the block The surface is curved with a smaller curvature than the workpiece.
また好ましくは、前記被処理物を前記ターンテーブルまで搬送し、前記被処理物の一部を前記被処理物挿入口に挿入すると同時に、前記被処理物の中心が前記ターンテーブルの中心に一致するように前記被処理物を前記ターンテーブル上に置くことにより、前記被処理物の周縁部を前記プラズマ生成室内に導入し、その後、前記被処理物を前記ターンテーブルから搬出する被処理物搬送装置が備えられる。 Preferably, the workpiece is transported to the turntable and a part of the workpiece is inserted into the workpiece insertion port, and at the same time, the center of the workpiece coincides with the center of the turntable. As described above, by placing the object to be processed on the turntable, the peripheral part of the object to be processed is introduced into the plasma generation chamber, and then the object to be processed is unloaded from the turntable. Is provided.
また、前記被覆プレートには、前記被覆プレートが閉鎖位置にあるとき、前記被覆プレートおよび前記被処理物間の前記隙間中に不活性ガスを導入するための複数のガス導入口が設けられ、さらに、不活性ガス供給源と、前記不活性ガス供給源および前記ガス導入口を接続する不活性ガス供給管と、を備えていることが好ましい。
前記ブロックの前記被処理物挿入口の長手方向両側に、前記被処理物を位置決めするための被処理物検知センサーがそれぞれ配置されていることがまた好ましい。
The coating plate is provided with a plurality of gas inlets for introducing an inert gas into the gap between the coating plate and the object to be processed when the coating plate is in the closed position. And an inert gas supply source, and an inert gas supply pipe connecting the inert gas supply source and the gas inlet.
It is also preferable that an object detection sensor for positioning the object to be processed is arranged on each side of the block in the longitudinal direction of the object insertion port.
また好ましくは、前記放電管は、前記導波管のH面に備えられている。
また、前記ブロックの内部における前記被処理物挿入口の近傍に、ミラー磁場トラップ用の磁石が設けられていること、あるいは、前記ブロックの内部における前記ガス供給管路の近傍に、前記プラズマ生成室に供給される反応ガスを加熱するためのヒーターが組み込まれていることが好ましい。
Preferably, the discharge tube is provided on an H surface of the waveguide.
Further, a magnet for a mirror magnetic field trap is provided in the vicinity of the workpiece insertion port in the block, or the plasma generation chamber is in the vicinity of the gas supply line in the block. It is preferable that a heater for heating the reaction gas supplied to is incorporated.
また、前記ブロックの内部における前記放電管の近傍に、冷却水循環路が設けられていることが好ましい。
また、外気から遮断するためのハウジングをさらに備え、前記ハウジングの内部に、前記ターンテーブルおよび前記被覆プレートが収容されるとともに、前記ハウジングの外側には、前記ブロックの前記第2の面が前記ハウジングの外壁面に対向するようにして前記ブロックが取り付けられ、かつ前記ハウジングにおける前記ブロックが取り付けられた壁面に対向する壁面には、前記ハウジング内に前記被処理物を搬入するためのシャッター付開口部が設けられていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that a cooling water circulation path is provided in the vicinity of the discharge tube inside the block.
The housing further includes a housing for shielding from outside air, and the turntable and the covering plate are accommodated in the housing, and the second surface of the block is disposed outside the housing. The block is attached so as to face the outer wall surface of the housing, and an opening with a shutter for carrying the object to be processed into the housing is provided on the wall surface of the housing facing the wall surface to which the block is attached. Is preferably provided.
本発明によれば、マイクロ波放電プラズマを用いて円形被処理物の周縁部をプラズマ処理するようにしたので、大気圧〜20mTorrの圧力範囲においてプラズマ処理を安定に行うことができる。したがって、高価で大型の真空排気装置が不要となり、装置の構造を簡単化し、また装置の製造コストおよび運転コストを抑制することができる。 According to the present invention, since the peripheral portion of the circular workpiece is subjected to plasma processing using microwave discharge plasma, plasma processing can be stably performed in a pressure range of atmospheric pressure to 20 mTorr. Therefore, an expensive and large vacuum evacuation device is not required, the structure of the device can be simplified, and the manufacturing cost and operating cost of the device can be suppressed.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例によるプラズマ処理装置の主要部の構成を示した斜視図であり、図2は、放電管の構成を示す図であり、(A)は斜視図であり、(B)は平面図であり、(C)は横断面図である。また、図3は、放電管が装着された導波管の斜視図であり、図4は、本発明によるプラズマ処理装置の平面図であり、図5は、本発明によるプラズマ処理装置の断面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part of a plasma processing apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a discharge tube, and (A) is a perspective view, (B) is a plan view, and (C) is a cross-sectional view. 3 is a perspective view of a waveguide having a discharge tube mounted thereon, FIG. 4 is a plan view of the plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus according to the present invention. It is.
この実施例では、本発明は、ウエハーの周縁部にマイクロ波放電プラズマを照射することによって、該周縁部に残った余分な被膜やパーティクルを除去するためのプラズマ処理装置として構成される。
図1を参照して、本発明によれば、マイクロ波が導入される扁平な矩形状断面の導波管1と、マイクロ波発生源(マイクロ波電源)2と、マイクロ波発生源2から導波管1にマイクロ波を供給するマイクロ波供給路3が備えられる。マイクロ波供給路3には、アイソレータ4およびマイクロ波整合器5が配置される。また、導波管1のマイクロ波供給路3と反対側の端には、ショートサーキットプランジャー6が接続される。
In this embodiment, the present invention is configured as a plasma processing apparatus for irradiating a peripheral portion of a wafer with microwave discharge plasma to remove excess coating and particles remaining on the peripheral portion.
Referring to FIG. 1, according to the present invention, a flat
導波管1のH面を形成する側壁にはマイクロ波の伝播方向に沿って縦長の開口1bが形成され、この開口1bには、この開口1bに沿ってのびる放電管7が装着される。放電管7は、石英、アルミナ、イットリアおよびサファイア等の誘電体から形成され、放電管7における導波管1に対向しない壁部分には、開口に沿って縦長のスリット8が形成される。この実施例では、放電管7は、図2に示すように、コ字状断面を有しかつ両端が閉じられた細長い本体7aと、本体7aの開口端縁に設けられたフランジ7bとからなっている。そして、図3に示すように、放電管7は、本体7aが導波管1の開口に嵌め込まれ、フランジ7bが導波管1の外壁面に接触するようにして導波管1に装着される。
この実施例では、放電管7は、その壁の一部が導波管7の内部に侵入するような配置で導波管1の開口に装着されるが、放電管7が導波管7の外側において開口1bに近接するような配置で、放電管7を導波管1の開口1bに装着するようにしてもよい。
A longitudinally long opening 1b is formed in the side wall forming the H surface of the
In this embodiment, the
図1に示すように、導波管1の放電管7を備えた側壁(H面)には、放電管7を取り囲むブロック9が取り付けられる。図4および図5を参照して、ブロック9は、放電管7のフランジ7bとの間にシール部材19を介して、ネジ20によって放電管1に固定される。ブロック9の内部には、放電管7に沿ってのびるプラズマ生成室10が形成される。ブロック9は、導波管1の側壁に対向する第1の面9a、および第1の面9aの反対側に位置する第2の面9bと、プラズマ生成室10からブロック9の内部にのびて第1の面9aに開口するスロット状断面の第1の通路11と、プラズマ生成室10からブロック9の内部にのびて第2の面9bに開口するスロット状断面の第2の通路12を有している。そして、第1の通路11の開口に放電管7が収容されるとともに、第2の通路12の開口は、ウエハー挿入口12aを形成する。
As shown in FIG. 1, a
ブロック9は、さらに、プラズマ生成室10にガスを供給するガス供給管路13、およびプラズマ生成室10からガスを排出するガス排出管路14を有している。ガス供給管路13およびガス排出管路14は、それぞれ、プラズマ生成室10の長手方向に間隔をあけて配置された複数本の管路群からなっているとともに、途中に、その管路群を連通する、縦方向にのびるバッファー部13a、14aを有している。
さらに、ガス供給管路13は、反応ガス供給管15を通じて反応ガス供給源(図示されない)に接続される。
The
Further, the
また、ブロック9の内部におけるウエハー挿入口12aの近傍に、ミラー磁場トラップ用の磁石27が設けられ、ブロック9の内部におけるガス供給管路13の近傍には、プラズマ生成室10に供給される反応ガスを加熱するためのヒーター25が組み込まれている。さらには、ブロック9の内部における放電管7の近傍領域には、プラズマ生成時に放電管7を冷却するための冷却水循環路26が設けられる。
In addition, a mirror magnetic
また、図5に示すように、外気を遮断するハウジング21が備えられる。ハウジング21には開口が形成され、この開口には、導波管1がハウジング21の外側に位置し、かつブロックのウエハー挿入口12aがハウジング21内に向くような配置で、ブロック9が嵌め込まれ、フランジ9cがシール部材32を介してネジ31により固定されることによって、ハウジング21の壁に取り付けられる。
Moreover, as shown in FIG. 5, the
ハウジング21内であって、ブロック9のウエハー挿入口12aの前方には、ウエハー16がその上に置かれる円形のターンテーブル17が配置される。ターンテーブル17の裏面に突設された回転軸17aは、ハウジング21の底壁の開口21aから外部にのび、ハウジング21の外側に配置されたモータ18に連結される。この場合、ハウジング底壁の開口21aの周縁部と、回転軸17aとの間にはベローズ22が取り付けられ、外気の侵入が防止されるようになっている。
A
また、導波管1におけるブロック9が取り付けられた部分が、全体として、ブロックの第2の面9bが内側になるように湾曲し、図4に示すように、ターンテーブル17の回転軸17aに垂直な面上への射影において、導波管1、放電管7、およびブロック9のプラズマ生成室10は、ターンテーブル17の中心を中心とする同心円の円周上にそれぞれ位置する一方、ブロック9の第2の面9bが、ウエハー16よりも小さい曲率で湾曲している。
Further, the portion of the
ハウジング21の上壁には、アクチュエータ23が配置され、アクチュエータ23のシリンダ23aが、ハウジング上壁の開口21bからハウジング21内にのびている。この場合、ハウジング上壁の開口21bの周縁部と、シリンダ23aとの間にはベローズ24が取り付けられ、外気の侵入が防止されるようになっている。
さらに、ハウジング21の内部に、ターンテーブル17の上に置かれたウエハー16を被覆する被覆プレート28が配置され、被覆プレート28は、シリンダ23aに接続される。こうして、被覆プレート28は、アクチュエータ23によって移動せしめられ、ウエハー16をこれとの間に隙間30を伴って被覆する閉鎖位置と、ウエハー16から離れた開放位置をとり得る。
An
Further, a
また、被覆プレート28には、被覆プレート28が閉鎖位置にあるとき(図5参照)、被覆プレート28およびウエハー16間の隙間30中に不活性ガスを導入するための複数のガス導入口29が設けられる。さらに、ハウジング21の外側には、不活性ガス供給源(図示されない)が配置され、不活性ガス供給源とガス導入口29が、不活性ガス供給管(図示されない)によって接続される。
The covering
ブロック9のウエハー挿入口12aに対向する、ハウジング21の壁部分には、ハウジング21内にウエハー16を供給し、およびハウジング21外にウエハー16を取り出すための開口が形成され、この開口にはシャッター33が取り付けられる。
また、ハウジング21の外側には、ウエハー16をターンテーブル17まで搬送し、ウエハー16の一部をウエハー挿入口12aに挿入すると同時に、ウエハー16の中心がターンテーブル17の中心に一致するようにウエハー16をターンテーブル17上に置くことにより、ウエハー16の周縁部をプラズマ生成室10内に導入するとともに、ウエハー16の処理が終了したとき、ウエハー16をターンテーブル17から取り上げ、ハウジング21から搬出するウエハー搬送装置(図示されない)が配置される。
また、図示されないが、ブロック9のウエハー挿入口12aの長手方向両側に、ウエハー16を位置決めするための光センサーが配置され、ウエハー16の位置決めのために使用されるようになっている。
An opening for supplying the
Further, outside the
Although not shown, optical sensors for positioning the
次に、本発明のプラズマ処理装置の作動方法について説明する。 この実施例では、ハウジング21内部の圧力は大気圧に等しくなっているが、本発明のプラズマ処理装置は、大気圧〜数10mTorrの圧力範囲において安定に動作する。
被覆プレート28が、アクチュエータ23によって開放位置まで移動せしめられる。次に、マイクロ波発生源2で発生せしめられたマイクロ波が、マイクロ波供給路3を通じて導波管1に導入される。それと同時に、反応ガス供給源から、CF4、酸素、Cl2、SF6等の反応ガスが、反応ガス供給管15を通じて、ブロック9のガス供給管路13に供給され、プラズマ生成室10に導入される。このとき、ガス供給管路13に供給された反応ガスは、一旦バッファー部13aに貯えられ、その後、均一な流れとして、ガス供給管路13の下流側部分からプラズマ生成室10に供給され、その後、ガス排出管路14を通じて外部に排出される。また、反応ガスは、反応ガス供給管路13を通過する間にヒータ25によって所定温度に加熱される。
Next, an operation method of the plasma processing apparatus of the present invention will be described. In this embodiment, the pressure inside the
The covering
プラズマ生成室10内に導入された反応ガスは、導波管1から放電管7のスリット8およびブロック9の第2の通路11を通じてプラズマ生成室10内に滲み出した電磁界によってプラズマ化され、プラズマ生成室10に沿ってライン状のプラズマが得られる。この場合、プラズマは、導波管1のH面のスリット8から滲み出す電磁界によって生成されるが、H面から滲み出した電磁界は急激に減衰するという特性を有している。したがって、導波管1のH面のスリット8から滲み出す電磁界によって生成されたプラズマは、プラズマ生成室10内にほどよく閉じ込められ、ブロック9の第2の通路12内にプラズマが発生することが防止される。その結果、ウエハー16の周縁部の処理に適したプラズマが得られる。
また、万一プラズマがブロック9の第2の通路12内に発生したとしても、ウエハー挿入口12aの近傍に設けられたミラー磁場トラップ用磁石27の作用により、プラズマはプラズマ生成室10内に閉じ込められる。
The reaction gas introduced into the
Even if plasma is generated in the
そして、ハウジング21のシャッター33が開放され、ウエハー16が、ウエハー搬送装置によってハウジング21内に搬入され、ターンテーブル17上の所定位置に置かれる。ウエハー16の搬入が完了すると、ウエハー搬送装置はハウジング内から退避し、シャッター33が閉じられる。その後、被覆プレート28が、アクチュエータ23によって、開放位置から閉鎖位置まで移動せしめられ、そして、被覆プレート28の不活性ガス導入口29から、被覆プレート28およびウエハー16間の隙間30内に不活性ガスが導入される。導入された不活性ガスは、ウエハー16の周縁に向かうガス流を生成する。
Then, the
ウエハー16がターンテーブル17上の所定位置に置かれたとき、ウエハー16の一定の中心角に対応する周縁部分がプラズマ生成室10内に導入され、プラズマ処理される。このとき、不活性ガスのガス流によって、処理時に発生するパーティクル等は、ウエハー16の外側に確実に除去される。このプラズマ処理が完了すると、ターンテーブル17がモータ18によって回転せしめられ、ウエハー16における未処理の次の周縁部分がプラズマ生成室10内に導入され、同様にプラズマ処理される。
When the
ウエハー16の全周にわたって周縁部分のプラズマ処理が完了したとき、被覆プレート28への不活性ガスの供給が停止されるとともに、被覆プレート28は閉鎖位置から開放位置まで移動せしめられる。そして、ハウジング21のシャッター33が再び開放され、ウエハー搬送装置がハウジング21内に導入されるとともに、ウエハー16がハウジング21から搬出され、その後、ウエハー搬送装置によって新たな未処理のウエハー16がハウジング21内に搬入される。
When the plasma processing of the peripheral portion is completed over the entire circumference of the
1 導波管
2 マイクロ波発生源
3 マイクロ波供給路
4 アイソレータ
5 マイクロ波整合器
6 ショートサーキットプランジャ
7 放電管
8 スリット
9 ブロック
10 プラズマ生成室
11 第1の通路
12 第2の通路
13 ガス供給管路
14 ガス排出管路
15 反応ガス供給管
16 ウエハー(被処理物)
17 ターンテーブル
18 モータ
19 シール部材
20 ネジ
21 ハウジング
22 ベローズ
23 アクチュエータ
24 ベローズ
25 ヒータ
26 冷却水循環路
27 ミラー磁場トラップ用磁石
28 被覆プレート
29 不活性ガス導入口
30 隙間
31 ネジ
32 シール部材
33 シャッター
DESCRIPTION OF
17
Claims (10)
マイクロ波が導入される扁平な矩形状断面の導波管と、
マイクロ波発生源と、
前記マイクロ波発生源から前記導波管にマイクロ波を供給するマイクロ波供給路と、を備え、前記導波管の一の側壁にはマイクロ波の伝播方向に沿って縦長の開口が形成されており、さらに、
前記導波管の開口に装着され、該開口に沿ってのびる誘電体製の放電管を備え、前記放電管における前記導波管に対向しない壁部分には、前記開口に沿って縦長のスリットが形成されており、さらに、
前記導波管の前記放電管を備えた側壁に取り付けられて前記放電管を取り囲むブロックを備え、前記ブロックは、
前記ブロックの内部に形成され、前記放電管に沿ってのびるプラズマ生成室と、
前記導波管の側壁に対向する第1の面、および前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、
前記プラズマ生成室から前記ブロックの内部にのびて前記第1の面に開口するスロット状断面の第1の通路と、
前記プラズマ生成室から前記ブロックの内部にのびて前記第2の面に開口するスロット状断面の第2の通路と、を有し、前記第1の通路の開口に前記放電管が収容されるとともに、前記第2の通路の開口は被処理物挿入口をなし、
前記ブロックは、さらに、
前記プラズマ生成室にガスを供給するガス供給管路、および前記プラズマ生成室からガスを排出するガス排出管路を有しており、さらに、
反応ガス供給源と、
前記反応ガス供給源および前記ガス供給管路を接続する反応ガス供給管と、
前記ブロックの被処理物挿入口の前方に配置され、前記被処理物がその上に置かれる円形のターンテーブルと、
前記ターンテーブルの裏面に突設された回転軸に連結されたモータと、
前記ターンテーブルの上に置かれた前記被処理物を被覆する被覆プレートと、
前記被覆プレートを上下に移動させて、前記被処理物をこれとの間に隙間を伴って被覆する閉鎖位置と、前記被処理物から離れた開放位置とをとらせる被覆プレート移動機構と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for irradiating a peripheral portion of a disk-shaped workpiece with microwave discharge plasma and plasma processing the peripheral portion,
A waveguide with a flat rectangular cross-section into which microwaves are introduced;
A microwave source;
A microwave supply path for supplying microwaves from the microwave generation source to the waveguide, and a longitudinally long opening is formed in one side wall of the waveguide along the propagation direction of the microwave. In addition,
A dielectric discharge tube is mounted in the opening of the waveguide and extends along the opening, and a vertically long slit is formed along the opening in the wall portion of the discharge tube that does not face the waveguide. Formed, and
A block attached to a side wall of the waveguide including the discharge tube and surrounding the discharge tube;
A plasma generation chamber formed inside the block and extending along the discharge tube;
A first surface facing a side wall of the waveguide, and a second surface located on the opposite side of the first surface;
A first passage having a slot-like cross section extending from the plasma generation chamber to the inside of the block and opening to the first surface;
A second passage having a slot-like cross-section extending from the plasma generation chamber to the inside of the block and opening to the second surface, and the discharge tube is accommodated in the opening of the first passage. The opening of the second passage forms a workpiece insertion port,
The block further comprises:
A gas supply line for supplying gas to the plasma generation chamber; and a gas discharge line for discharging gas from the plasma generation chamber;
A reactive gas source;
A reaction gas supply pipe connecting the reaction gas supply source and the gas supply pipe;
A circular turntable disposed in front of the workpiece insertion port of the block, on which the workpiece is placed;
A motor connected to a rotating shaft projecting from the back surface of the turntable;
A covering plate for covering the workpiece placed on the turntable;
A covering plate moving mechanism for moving the covering plate up and down to take a closed position for covering the object to be processed with a gap therebetween and an open position away from the object to be processed; A plasma processing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008014650A JP2009176991A (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Plasma processing device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9633862B2 (en) | 2015-08-31 | 2017-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method |
CN112219454A (en) * | 2018-05-16 | 2021-01-12 | 凯弗森技术公司 | Underwater plasma generating device |
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- 2008-01-25 JP JP2008014650A patent/JP2009176991A/en active Pending
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CN112219454B (en) * | 2018-05-16 | 2023-10-24 | 凯弗森技术公司 | Underwater plasma generating device |
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