JP2009218324A - Plasma treatment device - Google Patents

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勝 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately control the temperature of a protective shield even in a plasma treatment device of, for instance, dry etching of a high aspect ratio or the like which processes a substrate by keeping the substrate at a relatively low temperature close to room temperature. <P>SOLUTION: This plasma treatment device 11 is used for treating an object 29 in a vessel 13 by using plasma by discharge between a pair of electrodes 21 and 23 facing each other, and provided with: the vessel 13 having thermally-conductive sidewalls 19; a flowing water pipe 37 arranged outside the sidewalls 19, providing heat to the sidewalls 19, and drawing heat from the sidewalls 19; protective shields 33a and 33b formed of a thermally-conductive material, and changed in contact areas to the sidewalls 19 by being deformed by temperature; and mounting parts 31 for thermally-conductively mounting the protective shields 33a and 33b to the insides of the sidewalls 19. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマを用いて容器内の対象物をドライエッチング、CVD、スパッタリング等の手法で処理するプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus that uses plasma to process an object in a container by a method such as dry etching, CVD, or sputtering.

電子デバイス等の製造に使用されているプラズマ処理装置として、半導体基板、ガラス基板等の上に薄膜を形成するスパッタ、プラズマCVD等の製膜装置や基板表面に対して加工を行うドライエッチング装置がある。   Plasma processing apparatuses used for manufacturing electronic devices and the like include sputtering apparatuses for forming thin films on semiconductor substrates, glass substrates, etc., film forming apparatuses such as plasma CVD, and dry etching apparatuses for processing the substrate surface. is there.

例えば、反応性イオンエッチングを行うドライエッチング装置は、六弗化硫黄や三弗化窒素等のプロセスガスが所定の圧力で導入された容器と、その容器内に対向して設けられた1対の平行電極とを備える。この電極の一方には、高周波電源が接続される。基板は、1対の平行電極のうち、電源が接続された平行電極の近傍に配置される。そして、電極に電力を供給すると、電極間の放電によってプロセスガスのイオンとラジカルが生成される。イオンとラジカルは、基板に衝突して基板表面をエッチングする。   For example, a dry etching apparatus that performs reactive ion etching includes a container into which a process gas such as sulfur hexafluoride or nitrogen trifluoride is introduced at a predetermined pressure, and a pair of faces provided in the container. And parallel electrodes. A high frequency power source is connected to one of the electrodes. A board | substrate is arrange | positioned in the vicinity of the parallel electrode to which the power supply was connected among a pair of parallel electrodes. When electric power is supplied to the electrodes, process gas ions and radicals are generated by discharge between the electrodes. The ions and radicals collide with the substrate and etch the substrate surface.

このような、プラズマを利用するプロセスでは、プロセスに伴う反応によって生成される生成物が、容器の内壁に堆積して堆積膜となる。堆積膜は、やがて剥離して微少なパーティクルになる。このパーティクルは、容器内を飛散し、基板表面に付着する。近時は、電子デバイスの高集積化が進んでいるため、極めて微少なパーティクルであっても、それが基板表面に付着すると、その基板表面を含む電子デバイスは不良品となる。   In such a process using plasma, a product generated by a reaction accompanying the process is deposited on the inner wall of the container to become a deposited film. The deposited film will eventually peel and become fine particles. The particles scatter in the container and adhere to the substrate surface. In recent years, since the integration of electronic devices is increasing, even if very small particles adhere to the substrate surface, the electronic device including the substrate surface becomes a defective product.

電子デバイスの製造歩留まりを向上させるために、基板表面へのパーティクルの付着を抑制することが必要である。そのため、生成物が容器内の内壁に堆積することを防ぐ防護シールドを容器内に設ける。これによって、生成物は、容器の内壁ではなく防護シールドに堆積する。防護シールドの堆積膜の厚さが所定以上になる前に防護シールドを交換することで、堆積膜の剥離又はパーティクル化を防止できる。   In order to improve the manufacturing yield of electronic devices, it is necessary to suppress adhesion of particles to the substrate surface. Therefore, a protective shield is provided in the container to prevent the product from accumulating on the inner wall of the container. This deposits the product on the protective shield rather than on the inner wall of the container. By replacing the protective shield before the thickness of the deposited film on the protective shield exceeds a predetermined value, peeling or particle formation of the deposited film can be prevented.

防護シールドの交換に掛かる手間、コストを考えると、その交換周期は長い方がよい。そこで、防護シールド(防着シールド)の交換周期を長くするプラズマ処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の薄膜堆積装置は、防着シールド加熱手段と防着シールドの温度を測定する温度センサを用いる防着シールド温度制御手段を備える。プロセス中の防着シールドの温度以上の一定温度に防着シールドを保持する。   Considering the labor and cost for replacing the protective shield, the replacement cycle should be long. In view of this, a plasma processing apparatus has been proposed in which the replacement cycle of the protective shield (protection shield) is increased (see, for example, Patent Document 1). The thin film deposition apparatus described in Patent Document 1 includes a deposition shield temperature control unit using a deposition shield heating unit and a temperature sensor that measures the temperature of the deposition shield. Hold the deposition shield at a constant temperature above the temperature of the deposition shield during the process.

堆積膜の剥離によるパーティクル化の主な原因は、プロセス中とその前後の温度変化にある。すなわち、プロセス開始前からプロセス中にかけて加熱され、プロセス終了後に冷却される。この加熱と冷却を繰り返すことによって、堆積膜に掛かる熱応力が変化し、堆積膜の剥離によるパーティクル化が生じる。特許文献1に記載の薄膜堆積装置は、上述のように、防着シールドの温度を一定温度の以上の高温に保つため、防着シールドの堆積膜が、防着シールドの温度変化のために剥離・パーティクル化して飛散することを抑制できる。
特開平5−179436号公報
The main cause of particle formation due to the peeling of the deposited film is a temperature change during and before and after the process. That is, it is heated from before the start of the process to during the process, and cooled after the end of the process. By repeating this heating and cooling, the thermal stress applied to the deposited film changes, and particle formation occurs due to peeling of the deposited film. As described above, in the thin film deposition apparatus described in Patent Document 1, the deposition shield film is peeled off due to a temperature change of the deposition shield in order to keep the deposition shield temperature at a temperature higher than a certain temperature.・ Suppressing particles and scattering.
JP-A-5-179436

プラズマを利用したスパッタ、プラズマCVDのような薄膜形成の場合、基板は100〜400℃の比較的高温で維持されるため、前述の特許文献1のように防着シールドを高温に保持してもデポレートや膜質等プロセスへの影響は小さい。これに対して、例えば高アスペクト比のドライエッチングの場合、基板は室温近傍の比較的低い温度で維持されるため、特許文献1のような防着シールドの加熱は、基板のエッチング特性変動等プロセスへの悪影響が強く懸念される。   In the case of thin film formation such as sputtering using plasma and plasma CVD, the substrate is maintained at a relatively high temperature of 100 to 400 ° C. Therefore, even if the deposition shield is held at a high temperature as described in Patent Document 1 above, The influence on processes such as deposition and film quality is small. In contrast, in the case of dry etching with a high aspect ratio, for example, the substrate is maintained at a relatively low temperature near room temperature. There are strong concerns about the negative impact on

更に、特許文献1に記載の薄膜堆積装置は、加熱手段を備えるだけであり、冷却手段を備えない。そのため、上述の高アスペクト比のドライエッチング加工のような、室温近傍の比較的低い温度に基板を維持して加工する装置ではプロセスへの悪影響無く適用することができないという問題がある。   Furthermore, the thin film deposition apparatus described in Patent Document 1 only includes a heating unit and does not include a cooling unit. Therefore, there is a problem that an apparatus that maintains and processes a substrate at a relatively low temperature near room temperature, such as the above-described high aspect ratio dry etching process, cannot be applied without adversely affecting the process.

また、容器の材料としてはアルミ合金が広く使用されており、容器の内壁は、例えばアルマイト等の耐腐食性、耐プラズマ性の高い保護膜で覆われる。しかし、長期間プラズマに晒されると、容器の内壁の保護膜は劣化し、クラックが発生する。プラズマは、クラックから容器の壁体の内部に進入して、容器の壁体の材料であるアルミ合金等の耐プラズマ性の低いものと反応する。これにより、容器の壁体の材料とプラズマとの反応による生成物が、基板表面に付着する新たなパーティクル源となることがある。特許文献1に記載の技術は、このような容器の内壁自体の劣化を抑えることができないという問題もある。   Also, aluminum alloy is widely used as the material of the container, and the inner wall of the container is covered with a protective film having high corrosion resistance and plasma resistance such as alumite. However, when exposed to plasma for a long time, the protective film on the inner wall of the container deteriorates and cracks occur. The plasma enters the inside of the container wall from the crack and reacts with a low plasma resistance material such as an aluminum alloy which is a material of the container wall. As a result, the product of the reaction between the material of the container wall and the plasma may become a new particle source that adheres to the substrate surface. The technique described in Patent Document 1 also has a problem that such deterioration of the inner wall of the container itself cannot be suppressed.

さらに、特許文献1に記載の技術は、防護シールドを交換する場合、防護シールドだけでなく、それに取り付けられた加熱手段の交換も必要になり、防護シールドの交換に掛かる作業時間及び費用面での負担が大きいという問題もある。   Furthermore, in the technique described in Patent Document 1, when replacing the protective shield, it is necessary to replace not only the protective shield but also the heating means attached to the protective shield. There is also a problem that the burden is large.

本発明は、上記の課題を解決するため、1)室温近傍の比較的低い温度で基板を維持して加工する、例えば高アスペクト比のドライエッチング等の加工の場合でも、防護シールドの温度を適切に制御すること、2)プラズマが発生する容器の内壁自体の劣化を抑えること、3)防護シールドの交換に掛かるコストを低減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。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention 1) Maintains the substrate at a relatively low temperature near room temperature, for example, even in the case of processing such as dry etching with a high aspect ratio, the temperature of the protective shield is appropriate. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus capable of controlling the above, 2) suppressing deterioration of the inner wall of the container in which plasma is generated, and 3) reducing the cost required for replacing the protective shield.

上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、一対の対向する電極間の放電によるプラズマを用いて容器内の対象物を処理するプラズマ処理装置であって、
熱伝導性の壁部を有する容器と、
上記壁部の外側に設けられ、上記壁部に熱を与え、又、上記壁部から熱を奪う熱源と、
上記壁部の内側に設けられ、一部が上記壁部と常に熱伝達可能であり、上記壁部を介して伝わる熱によって変形することにより、上記壁部との接触面積が変化する防護シールドとを備える。
In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for processing an object in a container using plasma generated by discharge between a pair of opposing electrodes,
A container having a thermally conductive wall;
A heat source provided on the outside of the wall, for applying heat to the wall, and for taking heat away from the wall;
A protective shield that is provided on the inner side of the wall portion, a part of which is always capable of transferring heat to the wall portion, and is deformed by heat transmitted through the wall portion, thereby changing a contact area with the wall portion; Is provided.

本発明によると、室温近傍の比較的低い温度で基板を維持して加工する、例えば高アスペクト比のドライエッチング等の加工でも、防護シールドの温度を適切に制御することが可能になる。また、プラズマが発生する容器の内壁自体の劣化を抑えることが可能になる。さらに、防護シールドの交換に掛かるコストを低減することが可能になる。   According to the present invention, the temperature of the protective shield can be appropriately controlled even in processing such as dry etching with a high aspect ratio, for example, by processing while maintaining the substrate at a relatively low temperature near room temperature. In addition, it is possible to suppress deterioration of the inner wall of the container where plasma is generated. Furthermore, it is possible to reduce the cost for replacing the protective shield.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るプラズマ処理装置の一部を切り欠いた斜視図である。プラズマ処理装置11は、容器13と、温度調整部35とを備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view in which a part of the plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is cut away. The plasma processing apparatus 11 includes a container 13 and a temperature adjustment unit 35.

容器13は、外観及び内部の中空がともに直方体状をした容器である。容器13は、上部15と、底部17と、側壁(壁部)19とによって形成される。容器13の少なくとも側壁19は、伝熱性の材料からなる。そのような材料の具体例として、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属、及びその合金、又は、グラファイト等が挙げられる。容器13の内部には、所定圧力のプロセスガスが導入される。そのため、プラズマ処理装置11は、所定の種類及び構成のガスを所定圧力で維持する機器(図示せず)を更に備える。   The container 13 is a container whose external appearance and internal hollow are both rectangular parallelepiped. The container 13 is formed by an upper portion 15, a bottom portion 17, and a side wall (wall portion) 19. At least the side wall 19 of the container 13 is made of a heat conductive material. Specific examples of such materials include metals having high thermal conductivity such as aluminum, alloys thereof, and graphite. A process gas having a predetermined pressure is introduced into the container 13. Therefore, the plasma processing apparatus 11 further includes a device (not shown) that maintains a predetermined type and configuration of gas at a predetermined pressure.

容器13は、その内部に、上下に対向して配置される一対の平行電極である上電極21及び下電極23と、処理対象物としての基板29が載置されるサセプタ27と、取付部31と、側壁13の内側を保護する防護シールド33a,33bとを備える。図示するように、上電極21は設置され、下電極23は高周波電源25に接続される。上下電極21,23は、所定の距離だけ離して配置される。サセプタ27は、下電極23の上に配置され、基板29を所定温度に維持しながら支持する。   The container 13 includes an upper electrode 21 and a lower electrode 23 that are a pair of parallel electrodes disposed in the upper and lower sides, a susceptor 27 on which a substrate 29 as a processing target is placed, and an attachment portion 31. And protective shields 33 a and 33 b for protecting the inside of the side wall 13. As shown in the figure, the upper electrode 21 is installed, and the lower electrode 23 is connected to a high-frequency power source 25. The upper and lower electrodes 21 and 23 are arranged apart from each other by a predetermined distance. The susceptor 27 is disposed on the lower electrode 23 and supports the substrate 29 while maintaining a predetermined temperature.

取付部31は、防護シールド33a,33bを側壁13の内側に取り付ける部材であり、例えば側壁13の内側に設けられた部位(図示せず)と係合する。取付部31は、熱伝導性の材料で作られている。これによって、取付部31は、側壁19と防護シールド33a,33bとが直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成する。   The attachment portion 31 is a member that attaches the protective shields 33 a and 33 b to the inside of the side wall 13, and engages with a portion (not shown) provided inside the side wall 13, for example. The attachment portion 31 is made of a heat conductive material. Thus, the attachment portion 31 forms a contact portion where the side wall 19 and the protective shields 33a and 33b are in thermal contact with each other in a straight band shape.

防護シールド33a,33bは、図2に示すように、2種類の金属33a,33bを接合したバイメタルの板である。2種類の金属33a,33bの接合面は、概略、側壁19と平行に配置される。第1の金属33aは、容器13の中心側に配置される。又、第2の金属33bは、容器13の内部の側壁側に配置される。第1の金属33aの線膨張係数は、第2の金属33bの線膨張係数より大きい。   As shown in FIG. 2, the protective shields 33a and 33b are bimetallic plates obtained by joining two kinds of metals 33a and 33b. The joint surfaces of the two types of metals 33 a and 33 b are generally arranged in parallel with the side wall 19. The first metal 33 a is disposed on the center side of the container 13. The second metal 33 b is disposed on the side wall inside the container 13. The linear expansion coefficient of the first metal 33a is larger than the linear expansion coefficient of the second metal 33b.

防護シールド33a,33bは、低温の場合、それぞれ図2に示すように、取付部31から上方又は下方に離れるに従って、側壁19から乖離するように湾曲している。防護シールド33a,33bは、上述のように外側より内側の線膨張係数が大きいバイメタルであるため、放電のために高温になると、曲率は小さくなり、防護シールド33a,33bは図3に示すような平坦な板状に近づく。これにより、防護シールド33a,33bと側壁19との接触面積が大きくなる。そのため、防護シールド33a,33bは、取付部31及び/又は側壁19を介して、流水管37により多くの熱が奪われるようになる。このように、防護シールド33a,33bは、取付部31及び/又は側壁19を介して流水管37との間で熱を授受することによって、曲率を変化させて変形する。   As shown in FIG. 2, the protection shields 33 a and 33 b are curved so as to be separated from the side wall 19 as they move upward or downward from the attachment portion 31, respectively, as shown in FIG. 2. Since the protective shields 33a and 33b are bimetals having a larger coefficient of linear expansion inside than the outside as described above, the curvature decreases when the temperature becomes high due to discharge, and the protective shields 33a and 33b are as shown in FIG. It approaches a flat plate shape. As a result, the contact area between the protective shields 33a and 33b and the side wall 19 is increased. Therefore, the protective shields 33 a and 33 b are deprived of much heat by the flowing water pipe 37 through the attachment portion 31 and / or the side wall 19. As described above, the protective shields 33a and 33b are deformed by changing the curvature by transferring heat to and from the flowing water pipe 37 via the attachment portion 31 and / or the side wall 19.

温度調整部35は、容器13の側壁19に熱を与え又は側壁19から熱を奪う熱源としての流水管37を含む。流水管37は、制御する温度に応じて、その内部を冷水、温水又は水蒸気(これらを総称して「水」という。)が流れる。流水管37は、容器13の側壁19に接して設けられる。流水管37を流れる水の温度及び量は、図示しない温度制御部によって制御される。温度制御部は、例えば、側壁19の温度及び流水管37を流れる媒体の温度のそれぞれを検知するセンサと、流水管37の中の媒体に熱を与えるヒータ又はその媒体から熱を奪う冷却機と、センサから得られる情報に基づいてヒータ又は冷却機を制御する制御ユニットを有する。このような構成により、容器13の側壁19の温度を所望の範囲に制御できる。なお、熱源は、流水管37に限らず、ヒータの熱を側壁19に伝え又は側壁19の熱を冷却機に伝えるものであればよい。   The temperature adjustment unit 35 includes a flowing water pipe 37 as a heat source that applies heat to the side wall 19 of the container 13 or takes heat away from the side wall 19. In the flowing water pipe 37, cold water, hot water, or water vapor (collectively referred to as “water”) flows through the inside thereof according to the temperature to be controlled. The flowing water pipe 37 is provided in contact with the side wall 19 of the container 13. The temperature and amount of water flowing through the water flow pipe 37 are controlled by a temperature control unit (not shown). The temperature control unit includes, for example, a sensor that detects each of the temperature of the side wall 19 and the temperature of the medium flowing through the water pipe 37, a heater that gives heat to the medium in the water pipe 37, or a cooler that takes heat away from the medium. And a control unit for controlling the heater or the cooler based on information obtained from the sensor. With such a configuration, the temperature of the side wall 19 of the container 13 can be controlled within a desired range. The heat source is not limited to the flowing water pipe 37, and any heat source may be used as long as it transfers the heat of the heater to the side wall 19 or transfers the heat of the side wall 19 to the cooler.

次に、プラズマ処理装置11を利用して高アスペクト比のドライエッチング加工をする場合のプラズマ処理装置11の動作を説明する。高アスペクト比のドライエッチング加工では、基板29は、室温近傍の比較的低い温度で維持される。エッチング中は、電極21,23の間の放電によって、防護シールド33a,33bは加熱される。そのため、基板29の温度に合わせて、防護シールド33a,33bを室温程度で維持するには、防護シールド33a,33bを冷却する必要がある。ここでは、防護シールド33a,33bを冷却して、60℃〜65℃に維持する例について説明する。   Next, the operation of the plasma processing apparatus 11 when performing dry etching with a high aspect ratio using the plasma processing apparatus 11 will be described. In the dry etching process with a high aspect ratio, the substrate 29 is maintained at a relatively low temperature near room temperature. During the etching, the protective shields 33a and 33b are heated by the discharge between the electrodes 21 and 23. Therefore, it is necessary to cool the protective shields 33a and 33b in order to maintain the protective shields 33a and 33b at about room temperature according to the temperature of the substrate 29. Here, an example in which the protective shields 33a and 33b are cooled and maintained at 60 ° C. to 65 ° C. will be described.

流水管37には、約60℃の水が流れる。エッチング前、防護シールド33a,33bは、流水管37によって約60℃に維持される。エッチングが開始すると、防護シールド33a,33bは、放電によって加熱される。そのため、防護シールド33a,33bは、上述のように平板状に近づく(例えば、図3参照)。すると、防護シールド33a,33bと側壁19との接触面積は増加する。これによって、より多くの防護シールド33a,33bの熱は流水管37に奪われ、その結果、防護シールド33a,33bの温度は下がる。防護シールド33a,33bの温度が下がると、防護シールド33a,33bは、次第に大きく湾曲して、防護シールド33a,33bを側方から見た、曲率が小さくなる。防護シールド33a,33bは、やがて、図1に示すように、取付部31のみを介して側壁19に熱を伝える程度に、大きく湾曲する。その後、エッチングのための放電によって、再び、防護シールド33a,33bの温度が上昇すると、防護シールド33a,33bは平板状に近づき、これまで説明したプロセスを繰り返す。これによって、防護シールド33a,33bは、60℃〜65℃に保たれる。   About 60 ° C. water flows through the water flow pipe 37. Prior to etching, the protective shields 33a and 33b are maintained at about 60 ° C. by the flowing water pipe 37. When the etching starts, the protective shields 33a and 33b are heated by the discharge. Therefore, the protective shields 33a and 33b approach a flat plate shape as described above (for example, see FIG. 3). Then, the contact area between the protective shields 33a and 33b and the side wall 19 increases. As a result, more heat from the protective shields 33a and 33b is taken away by the flowing water pipe 37, and as a result, the temperature of the protective shields 33a and 33b decreases. When the temperature of the protective shields 33a and 33b is lowered, the protective shields 33a and 33b are gradually curved to reduce the curvature when the protective shields 33a and 33b are viewed from the side. As shown in FIG. 1, the protective shields 33a and 33b eventually bend to such a degree that heat is transmitted to the side wall 19 only through the attachment portion 31. Thereafter, when the temperature of the protective shields 33a and 33b rises again due to the discharge for etching, the protective shields 33a and 33b approach a flat plate shape, and the processes described so far are repeated. Thereby, the protective shields 33a and 33b are kept at 60 ° C to 65 ° C.

なお、防護シールドは、本実施の形態とは逆に、外側の金属の線膨張係数が、内側の金属の線膨張係数よりも大きくてもよい。この場合、高温になるに従って、湾曲が小さくなり、上記壁部の内側に接する部分が増加する。そのため、流水管37によって加熱して防護シールドの温度を維持する場合に適応できる。なお、防護シールドを構成する材料及び各材料の割合は、維持されるべき温度に応じて適宜調節されるとよい。なお、取付部31は、その長手方向が水平方向であるとしたが、その方向は上下方向であってもよく、また斜め方向であってもよい。なお、防護シールドは、上下別体であるとしたが、一体をなしてもよい。この場合、防護シールドは、例えばピン、ネジ等の取付部によって、側壁19に固定されるとよい。またこの場合、側壁19と防護シールドとが熱的に常に接触する接触部分は、側壁19と防護シールドとが直接的に接触する部分になる。   In the protective shield, contrary to the present embodiment, the linear expansion coefficient of the outer metal may be larger than the linear expansion coefficient of the inner metal. In this case, as the temperature becomes higher, the curvature becomes smaller and the portion in contact with the inside of the wall portion increases. Therefore, it can be applied to the case where the temperature of the protective shield is maintained by heating with the flowing water pipe 37. In addition, the material which comprises a protective shield, and the ratio of each material are good to adjust suitably according to the temperature which should be maintained. In addition, although the longitudinal direction of the attachment portion 31 is the horizontal direction, the direction may be a vertical direction or an oblique direction. In addition, although the protective shield is assumed to be a separate upper and lower body, it may be integrated. In this case, the protective shield is preferably fixed to the side wall 19 by an attachment portion such as a pin or a screw. Further, in this case, the contact portion where the side wall 19 and the protective shield are always in thermal contact is the portion where the side wall 19 and the protective shield are in direct contact.

以上、説明したように、本実施の形態によると、例えば高アスペクト比のドライエッチング等のように、室温近傍の比較的低い温度で基板を維持して加工する場合でも、その加工対象である基板の温度に影響を与えない温度範囲に防護シールドを適切に制御することが可能になる。また、防護シールドの構成を変形することによって防護シールドを高温に保つことも可能である。従って、種々の態様で利用される防護シールドに、プラズマプロセスに伴う反応によって生成される生成物が堆積した場合であっても、その堆積した生成物が、剥離・パーティクル化して飛散することを抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, even when a substrate is processed while being maintained at a relatively low temperature near room temperature, such as dry etching with a high aspect ratio, the substrate to be processed It becomes possible to appropriately control the protective shield in a temperature range that does not affect the temperature of the shield. It is also possible to keep the protective shield at a high temperature by modifying the configuration of the protective shield. Therefore, even when products generated by reactions associated with the plasma process are deposited on the protective shield used in various modes, the deposited products are prevented from peeling off and becoming particles. it can.

また、防護シールド33a,33bは、容器の側壁19の比較的近傍に配置される。そのため、プラズマプロセスに伴う反応による生成物が、容器の側壁19の内側に流れ込む隙間が小さくなる。従って、プラズマが発生する容器の内壁自体の劣化を抑えることが可能になる。さらに、本実施の形態のプラズマ処理装置11によれば、防護シールドに上記生成物が堆積した場合、流水管等はそのままにして、防護シールドのみを交換すればよい。従って、防護シールドの交換等のメンテナンスに掛かる手間及び費用を軽減することが可能になる。   Further, the protective shields 33a and 33b are disposed relatively near the side wall 19 of the container. Therefore, a gap in which a product resulting from a reaction accompanying the plasma process flows into the inside of the side wall 19 of the container is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of the inner wall of the container where plasma is generated. Furthermore, according to the plasma processing apparatus 11 of the present embodiment, when the product is deposited on the protective shield, it is only necessary to replace the protective shield while leaving the water pipe and the like. Accordingly, it is possible to reduce labor and cost for maintenance such as replacement of the protective shield.

実施の形態2.
本実施の形態のプラズマ処理装置は、防護シールドが容器の側壁との接触面積を変える機構に、実施の形態1とは異なる特徴を有する。その機構は、容器の側壁及び防護シールドの形状によって具体化される。図4は、本発明の実施の形態2に係るプラズマ処理装置が備える防護シールド及び容器の側壁の特徴的な部分を拡大して示す側方断面図である。図4に示す部分以外について、本実施の形態のプラズマ処理装置は、図1に示す実施の形態1のプラズマ処理装置と同様の部位を備え、対応する部位は同じ参照符号を用いて説明する。
Embodiment 2. FIG.
The plasma processing apparatus of the present embodiment has a feature different from that of the first embodiment in the mechanism in which the protective shield changes the contact area with the side wall of the container. The mechanism is embodied by the shape of the container sidewall and the protective shield. FIG. 4 is an enlarged side sectional view showing characteristic portions of the protective shield and the side wall of the container provided in the plasma processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Except for the part shown in FIG. 4, the plasma processing apparatus of the present embodiment includes the same parts as those of the plasma processing apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1, and the corresponding parts will be described using the same reference numerals.

容器13の側壁119は、図4に示すように、後述する取付部131が取り付けられる係合部分から離れるに従って、段階的に容器の内側に突出して厚くなる。側壁119は、上下のそれぞれに5つの段差部分を有する。側壁119は、上下方向を向く複数の内壁部、すなわち、係合部分に近い方から、第1内壁部155a,155b、第2内壁部159a,159b、第3内壁部163a,163b、第4内壁部167a,167b、第5内壁部171a,171bを有する。また、側壁119は、厚さ方向を向く複数の壁段差部、すなわち、第1壁段差部157a,157b、第2壁段差部161a,161b、第3壁段差部165a,165b、第4壁段差部169a,169b、第5壁段差部173a,173bを有する。側壁119の各段差部分は、第1から第5内壁部と第1から第5壁段差部とのそれぞれを有する。   As shown in FIG. 4, the side wall 119 of the container 13 gradually protrudes toward the inside of the container and becomes thicker as the distance from an engaging portion to which a mounting portion 131 to be described later is attached. The side wall 119 has five step portions on the upper and lower sides. The side wall 119 includes a plurality of inner wall portions facing in the vertical direction, that is, the first inner wall portions 155a and 155b, the second inner wall portions 159a and 159b, the third inner wall portions 163a and 163b, and the fourth inner wall from the side closer to the engaging portion. It has parts 167a and 167b and fifth inner wall parts 171a and 171b. The side wall 119 has a plurality of wall step portions facing the thickness direction, that is, first wall step portions 157a and 157b, second wall step portions 161a and 161b, third wall step portions 165a and 165b, and a fourth wall step portion. Portions 169a and 169b and fifth wall step portions 173a and 173b. Each step portion of the side wall 119 includes first to fifth inner wall portions and first to fifth wall step portions.

上下の防護シールド133a,133bは、実施の形態1の取付部31と同様の取付部131によって、側壁19と直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成するように、側壁119に取り付けられる。上下の防護シールド133a,133bは、それぞれ、取付部131から離れるに従って、側壁119の段差部分に対応して窪み、側壁119と対向する対向面が窪み、それによって段階的に薄くなる板状の部材である。防護シールド133a,133bは、それぞれ、上下方向を向く複数の対向面部、すなわち、第1対向面部135a,135b、第2対向面部139a,139b、第3対向面部143a,143b、第4対向面部147a,147b、及び第5対向面部151a,151bを有する。また、防護シールド133a,133bは、それぞれ、厚さ方向を向く複数のシールド段差部、すなわち、第1シールド段差部137a、137b、第2シールド段差部141a、141b、第3シールド段差部145a、145b、第4シールド段差部149a、149b、及び第5シールド段差部153a、153bを有する。防護シールド133a,133bの各段差部分は、第1から第5対向面部と第1から第5シールド段差部とのそれぞれを有する。   The upper and lower protective shields 133a and 133b are attached to the side wall 119 by the attachment portion 131 similar to the attachment portion 31 of the first embodiment so as to form a contact portion that is in thermal contact with the side wall 19 in a straight strip shape. Each of the upper and lower protective shields 133a and 133b is recessed corresponding to the stepped portion of the side wall 119 as the distance from the mounting portion 131 is decreased, and the opposing surface facing the side wall 119 is recessed, whereby the plate-like members are gradually thinned. It is. Each of the protective shields 133a and 133b includes a plurality of facing surface portions facing in the vertical direction, that is, a first facing surface portion 135a and 135b, a second facing surface portion 139a and 139b, a third facing surface portion 143a and 143b, a fourth facing surface portion 147a, 147b, and fifth opposing surface portions 151a and 151b. Further, the protective shields 133a and 133b are respectively a plurality of shield step portions facing the thickness direction, that is, the first shield step portions 137a and 137b, the second shield step portions 141a and 141b, and the third shield step portions 145a and 145b. , Fourth shield stepped portions 149a and 149b and fifth shield stepped portions 153a and 153b. The step portions of the protective shields 133a and 133b have first to fifth opposing surface portions and first to fifth shield step portions, respectively.

側壁119の段差部分群と、防護シールド133a,133bの段差部分群とは、所定の関係で対応付けられている。   The step portion group of the side wall 119 and the step portion group of the protective shields 133a and 133b are associated with each other in a predetermined relationship.

内壁部及び対向面部、すなわち、側壁119及び防護シールド133a,133bのそれぞれの段差部分群が有する上下方向を向く部分は、密着するか又は所定の間隔で平行に対向して配置される。具体的には、第1内壁部155a,155bと第1対向面部135a,135bとはそれぞれ密着している。また、例えば、第2から第5内壁部159a,159b,163a,163b,167a,167b,171a,171bは、それぞれ、第1から第5対向面部139a,139b,143a,143b,147a,147b,151a,151bと一定の間隔で平行に対向して配置されている。   The inner wall portion and the opposing surface portion, that is, the portions facing the up and down direction of the respective stepped portion groups of the side wall 119 and the protective shields 133a and 133b are in close contact with each other or arranged to face each other at a predetermined interval. Specifically, the first inner wall portions 155a and 155b and the first facing surface portions 135a and 135b are in close contact with each other. Further, for example, the second to fifth inner wall portions 159a, 159b, 163a, 163b, 167a, 167b, 171a, 171b are respectively the first to fifth opposing surface portions 139a, 139b, 143a, 143b, 147a, 147b, 151a. , 151b and parallel to each other at a constant interval.

次に、壁段差部及びシールド段差部、すなわち、側壁119及び防護シールド133a,133bのそれぞれの段差部分群が有する側壁119の厚さ方向を向く部分は、取付部131から離れるに従って間隔が次第に大きくなるように、平行に対向して配置される。具体的には、防護シールド133a,133bが収縮している低温状態で、第1から第5壁段差部及び第1から第5シールド段差部のそれぞれは、全て離れており、例えば、第2壁段差部161aと第2シールド段差部141aとの間隔は、第1壁段差部157aと第1シールド段差部137aとの間隔より大きい。また、例えば、第3壁段差部165aと第3シールド段差部145aとの間隔は、第2壁段差部161aと第2シールド段差部141aとの間隔より大きい。第3から第5壁段差部165a,169a,173a及び第3から第5シールド段差部145a,149a,153aも、同様に、取付部131から離れるに従って間隔が次第に大きくなるように配置される。また、下側の壁段差部157b,161b,165b,169b,173b及びシールド段差部137b,141b,145b,149b,153bも、同様である。   Next, the wall step portion and the shield step portion, that is, the portion facing the thickness direction of the side wall 119 of each step portion group of the side wall 119 and the protective shields 133a and 133b, the interval gradually increases as the distance from the mounting portion 131 increases. It arrange | positions so that it may become parallel. Specifically, in the low temperature state in which the protective shields 133a and 133b are contracted, each of the first to fifth wall step portions and the first to fifth shield step portions are all separated, for example, the second wall The interval between the stepped portion 161a and the second shield stepped portion 141a is larger than the interval between the first wall stepped portion 157a and the first shield stepped portion 137a. Further, for example, the interval between the third wall step portion 165a and the third shield step portion 145a is larger than the interval between the second wall step portion 161a and the second shield step portion 141a. Similarly, the third to fifth wall stepped portions 165a, 169a, and 173a and the third to fifth shield stepped portions 145a, 149a, and 153a are also arranged so that the distance gradually increases as the distance from the mounting portion 131 increases. The same applies to the lower wall step portions 157b, 161b, 165b, 169b, 173b and the shield step portions 137b, 141b, 145b, 149b, 153b.

このように、側壁119の段差部分群と、防護シールド133a,133bの段差部分群、特に壁段差部とシールド段差部とが、取付部131から離れるに従って間隔が次第に大きくなるように配置されることによって、防護シールド133a,133bが加熱されて膨脹すると、図5に示すように、取付部131に近くに配置された対向する壁段差部及びシールド段差部から順に、当接する。図5には、第1壁段差部157a及び第1シールド段差部137aと、第2壁段差部161a及び第2シールド段差部141aとが接触した状態を示す。高温になると、側壁119と防護シールド133a,133bとの接触面積が増加するため、取付部113及び/又は側壁119を介して、防護シールド133a,133bから流水管37に、低温の場合よりも多くの熱が伝わり、防護シールド133a,133bの温度は低下する。そのため、実施の形態1と同様に、室温程度の温度範囲に防護シールドを適切に制御することが可能になる。従って、プラズマプロセスに伴う反応によって生成される生成物が防護シールドに堆積した場合であっても、その堆積した化合物が、剥離又はパーティクル化して飛散することを抑制できる。   In this way, the stepped portion group of the side wall 119 and the stepped portion group of the protective shields 133a and 133b, in particular, the wall stepped portion and the shield stepped portion are arranged so that the distance gradually increases as the distance from the mounting portion 131 increases. As a result, when the protective shields 133a and 133b are heated and expanded, as shown in FIG. FIG. 5 shows a state in which the first wall stepped portion 157a and the first shield stepped portion 137a are in contact with the second wall stepped portion 161a and the second shield stepped portion 141a. When the temperature becomes high, the contact area between the side wall 119 and the protective shields 133a and 133b increases, so that the protective shields 133a and 133b are passed from the protective shields 133a and 133b to the flowing water pipe 37 through the attachment portion 113 and / or the side walls 119 more than at low temperatures. As a result, the temperature of the protective shields 133a and 133b decreases. Therefore, similarly to the first embodiment, it is possible to appropriately control the protective shield within a temperature range of about room temperature. Therefore, even when a product generated by a reaction associated with the plasma process is deposited on the protective shield, the deposited compound can be prevented from peeling off or becoming particles and scattering.

また、防護シールド133a,133bは、容器の側壁119の近傍に配置される。そのため、プラズマプロセスに伴う反応による生成物が、容器の側壁119の内側に流れ込む隙間が小さくなる。従って、プラズマが発生する容器の内壁自体の劣化を抑えることが可能になる。さらに、本実施の形態によれば、防護シールドに上記生成物が堆積した場合、流水管等はそのままにして、防護シールドのみを交換すればよい。従って、防護シールドの交換等のメンテナンスに掛かる手間及び費用を軽減することが可能になる。   Further, the protective shields 133a and 133b are disposed in the vicinity of the side wall 119 of the container. Therefore, a gap through which a product resulting from a reaction accompanying the plasma process flows into the inside of the side wall 119 of the container is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of the inner wall of the container where plasma is generated. Furthermore, according to this embodiment, when the product is deposited on the protective shield, it is only necessary to replace the protective shield while leaving the water pipe and the like intact. Accordingly, it is possible to reduce labor and cost for maintenance such as replacement of the protective shield.

なお、側壁119及び防護シールド133a,133bが有する段差部分は、それぞれ5つであるとしたが、それぞれの突出部分と窪み部分とが上記のように対応付けられた関係にあればその数はこれに限定されない。   Although the side wall 119 and the protective shields 133a and 133b have five stepped portions, the number of the stepped portions and the recessed portions is as long as they are in the relation as described above. It is not limited to.

実施の形態3.
本実施の形態のプラズマ処理装置は、防護シールドが容器の側壁との接触面積を変える機構に、実施の形態1及び2とは異なる特徴を有する。その機構は、容器及び防護シールドの形状によって具体化される。図4は、本発明の実施の形態3に係るプラズマ処理装置の上方からの断面を示す平面図である。
Embodiment 3 FIG.
The plasma processing apparatus of the present embodiment has a feature different from that of the first and second embodiments in the mechanism in which the protective shield changes the contact area with the side wall of the container. The mechanism is embodied by the shape of the container and the protective shield. FIG. 4 is a plan view showing a cross section from above of the plasma processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

プラズマ処理装置211は、容器213と、温度調整部235とを備える。   The plasma processing apparatus 211 includes a container 213 and a temperature adjustment unit 235.

容器13は、外観及び内部の中空がともに円柱状である。容器13は、円筒形状の側壁219と、底部217と、図示しない上部とによって形成される。容器13の少なくとも側壁19は、実施の形態1と同様に、熱伝導性の材料からなる。また、容器13の内部には、実施の形態1と同様の図示省略する機器によって、所定のガスが所定圧力で導入される。   The container 13 is cylindrical in appearance and hollow inside. The container 13 is formed by a cylindrical side wall 219, a bottom 217, and an upper portion (not shown). At least the side wall 19 of the container 13 is made of a heat conductive material as in the first embodiment. In addition, a predetermined gas is introduced into the container 13 at a predetermined pressure by a device (not shown) similar to that of the first embodiment.

容器213は、その内部に、実施の形態1と同様に、上下に対向して配置される一対の平行電極(図示せず)と、処理対象物としての基板229が載置されるサセプタ227と、取付部231と、側壁213の内側を保護する防護シールド233a,233bとを備える。   The container 213 has a pair of parallel electrodes (not shown) arranged in the vertical direction facing each other and a susceptor 227 on which a substrate 229 as a processing object is placed, as in the first embodiment. The mounting portion 231 and protective shields 233a and 233b for protecting the inside of the side wall 213 are provided.

取付部231は、防護シールド233a,233bを側壁213の内側に取り付ける部材であり、例えば側壁213の内側に設けられた部位(図示せず)と係合する。取付部231は、伝熱性の材料で作られている。これによって、取付部31は、壁部219と防護シールド233a,233bとが上下方向(容器213の中心軸方向)の直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成する。   The attachment portion 231 is a member that attaches the protective shields 233a and 233b to the inside of the side wall 213, and engages with a portion (not shown) provided inside the side wall 213, for example. The attachment portion 231 is made of a heat conductive material. As a result, the attachment portion 31 forms a contact portion where the wall portion 219 and the protective shields 233a and 233b are in thermal contact with each other in a straight strip shape in the vertical direction (the central axis direction of the container 213).

防護シールド233a,233bは、図6に示すように、取付部231から離れるに従って、側壁219からより大きく離れるように湾曲する。防護シールド233a,233bは、例えば、容器213の半径よりも小さい半径を有する小円筒をその中心軸と平行に切り欠いた形状をする部分である。防護シールド233a,233bは、上記小円筒の中心軸と容器213の中心軸とが平行になるように、また、容器213の外方に突き出す方向に配置される。高温になると、防護シールド233a,233bは膨脹する。そのため、図6の点線で示すように、防護シールド233a,233bの曲率は大きくなり、防護シールド233a,233bと側壁219との接触面積は大きくなる。なお、図3には、容器213の中に3つの防護シールド233a,233bが設けられる例を示すが防護シールド233a,233bの数は、これに限られない。防護シールド233a,233bの数は、防護シールド233a,233bの曲率半径、温度変化に対する変形量等を考慮して、防護シールド233a,233bが容器213の内壁をほぼ覆うように決定されるとよい。   As shown in FIG. 6, the protective shields 233 a and 233 b are curved so as to be further away from the side wall 219 as they are away from the attachment portion 231. The protective shields 233a and 233b are, for example, portions formed by cutting out a small cylinder having a radius smaller than the radius of the container 213 in parallel with the central axis. The protective shields 233a and 233b are arranged so that the central axis of the small cylinder and the central axis of the container 213 are parallel to each other and in a direction protruding outward from the container 213. When the temperature becomes high, the protective shields 233a and 233b expand. Therefore, as shown by the dotted lines in FIG. 6, the curvatures of the protective shields 233a and 233b increase, and the contact area between the protective shields 233a and 233b and the side wall 219 increases. FIG. 3 shows an example in which three protective shields 233a and 233b are provided in the container 213, but the number of protective shields 233a and 233b is not limited to this. The number of the protective shields 233a and 233b may be determined so that the protective shields 233a and 233b substantially cover the inner wall of the container 213 in consideration of the radius of curvature of the protective shields 233a and 233b, the amount of deformation with respect to temperature change, and the like.

温度調整部235は、実施の形態1と同様に、容器213の側壁219に熱を与え又は側壁219から熱を奪う熱源としての流水管237を含む。流水管237は、容器213の側壁19に接して設けられ、図示しない温度制御部によって制御される。   Similar to the first embodiment, the temperature adjustment unit 235 includes a water pipe 237 as a heat source that applies heat to the side wall 219 of the container 213 or removes heat from the side wall 219. The flowing water pipe 237 is provided in contact with the side wall 19 of the container 213 and is controlled by a temperature control unit (not shown).

次に、プラズマ処理装置211を利用して高アスペクト比のドライエッチング加工をする場合のプラズマ処理装置11の動作を説明する。実施の形態1と同様に、防護シールド233a,233bを冷却して、75℃〜80℃に維持する例について説明する。   Next, the operation of the plasma processing apparatus 11 when performing dry etching processing with a high aspect ratio using the plasma processing apparatus 211 will be described. As in the first embodiment, an example in which the protective shields 233a and 233b are cooled and maintained at 75 ° C. to 80 ° C. will be described.

流水管237には、約60℃の水が流れる。エッチング前、防護シールド233a,233bは、流水管237によって約60℃に維持される。エッチングが開始すると、防護シールド233a,233bは、放電によって加熱される。そのため、防護シールド233a,233bの曲率が、上述のように大きくなり、防護シールド233a,233bと側壁219との接触面積が、増加する。これによって、より多くの防護シールド233a,233bの熱が流水管237に奪われ、その結果、防護シールド233a,233bの温度が下がって、防護シールド233a,233bは、次第に大きく湾曲して、防護シールド233a,233bを上方から見た曲率が大きくなる(図6の点線で示す防護シールド)。防護シールド233a,233bは、やがて、図6の実線で示すように、取付部231のみを介して側壁219に熱を伝える程度に、大きく湾曲する。その後、エッチングのための放電によって、再び、防護シールド233a,233bの温度が上昇すると、防護シールド233a,233bの曲率が大きくなり、これまで説明したプロセスを繰り返す。これによって、側壁219は、60〜65℃に保たれ、防護シールド233a,233bは、75℃〜80℃に保たれる。   In the flowing water pipe 237, water at about 60 ° C. flows. Prior to the etching, the protective shields 233a and 233b are maintained at about 60 ° C. by the flowing water pipe 237. When etching starts, the protective shields 233a and 233b are heated by the discharge. Therefore, the curvature of the protective shields 233a and 233b is increased as described above, and the contact area between the protective shields 233a and 233b and the side wall 219 is increased. As a result, more heat from the protective shields 233a and 233b is taken away by the flowing water pipe 237. As a result, the temperature of the protective shields 233a and 233b is lowered, and the protective shields 233a and 233b gradually bend and become larger. The curvature when 233a and 233b are viewed from above increases (a protective shield indicated by a dotted line in FIG. 6). The protection shields 233a and 233b eventually bend to such a degree that heat is transmitted to the side wall 219 only through the attachment portion 231 as shown by the solid line in FIG. Thereafter, when the temperature of the protective shields 233a and 233b rises again due to the discharge for etching, the curvature of the protective shields 233a and 233b increases, and the process described so far is repeated. As a result, the side wall 219 is kept at 60 to 65 ° C., and the protective shields 233a and 233b are kept at 75 to 80 ° C.

以上、説明したように、本実施の形態によると、室温程度の温度範囲に防護シールドを適切に制御することが可能になる。従って、プラズマプロセスに伴う反応によって生成される生成物が防護シールドに堆積した場合であっても、その堆積した生成物が、剥離又はパーティクル化して飛散することを抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to appropriately control the protective shield within a temperature range of about room temperature. Therefore, even when a product generated by a reaction associated with the plasma process is deposited on the protective shield, the deposited product can be prevented from being peeled off or dispersed into particles.

また、防護シールド233a,233bは、容器の側壁219の比較的近傍に配置される。そのため、プラズマプロセスに伴う反応による生成物が、容器の側壁219の内側に流れ込む隙間が小さくなる。従って、プラズマが発生する容器の内壁自体の劣化を抑えることが可能になる。さらに、本実施の形態によれば、防護シールド233a,233bに上記生成物が堆積した場合、流水管等はそのままにして、防護シールドのみを交換すればよい。従って、防護シールドの交換等のメンテナンスに掛かる手間及び費用を軽減することが可能になる。   Further, the protective shields 233a and 233b are disposed relatively near the side wall 219 of the container. Therefore, a gap in which a product resulting from a reaction accompanying the plasma process flows into the inside of the side wall 219 of the container is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of the inner wall of the container where plasma is generated. Furthermore, according to the present embodiment, when the product is deposited on the protective shields 233a and 233b, it is only necessary to replace the protective shield while leaving the water pipe and the like intact. Accordingly, it is possible to reduce labor and cost for maintenance such as replacement of the protective shield.

発明者らは、プラズマ処理装置により、基板をドライエッチングする実験を行った。実験に用いたプラズマ処理装置は、実施の形態3と同様の形状をした分割型防護シールドを4組備える。エッチングガスは、NFを用い、内部圧力は約10Paで調整した。実験に用いたプラズマ処理装置は、円柱状容器の側壁の内部に配管を備える。配管の中に温度調整された水を循環させることによって、側壁の温度は、60℃〜65℃に制御した。高周波電源からは、500Wの電力を電極を供給し、容器の中にプラズマを生成して、基板をエッチングした。このような実験の結果、防護シールドは、75℃〜80℃に保たれ、生成物によるパーティクル付着も無く、またプラズマダメージによる真空槽内壁の劣化も防止可能という良好な結果を得た。 The inventors conducted an experiment in which a substrate was dry-etched using a plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus used for the experiment includes four sets of divided protective shields having the same shape as that of the third embodiment. The etching gas was NF 3 and the internal pressure was adjusted to about 10 Pa. The plasma processing apparatus used for the experiment includes a pipe inside the side wall of the cylindrical container. The temperature of the side wall was controlled to 60 ° C. to 65 ° C. by circulating water whose temperature was adjusted in the pipe. From the high frequency power source, 500 W of electric power was supplied to the electrode, plasma was generated in the container, and the substrate was etched. As a result of such an experiment, the protective shield was kept at 75 ° C. to 80 ° C., there was no particle adhesion due to the product, and good results were obtained that it was possible to prevent deterioration of the inner wall of the vacuum chamber due to plasma damage.

本発明は、プラズマを利用して処理をする装置等に適用でき、特に基板に薄膜を形成するプラズマ処理装置等に利用できる。   The present invention can be applied to an apparatus or the like that performs processing using plasma, and can be used particularly to a plasma processing apparatus that forms a thin film on a substrate.

本発明の実施の形態1に係るプラズマ処理装置の一部を切り欠いて示す斜視図。The perspective view which cuts and shows a part of plasma processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1に係るプラズマ処理装置の側方断面図。FIG. 3 is a side sectional view of the plasma processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係るプラズマ処理装置の高温の防護シールドを拡大して示す側方断面図。The side sectional view which expands and shows the high-temperature protective shield of the plasma processing apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係るプラズマ処理装置の低温の防護シールドを拡大して示す側方断面図。The side sectional view which expands and shows the low-temperature protective shield of the plasma processing apparatus concerning Embodiment 2. 実施の形態2に係るプラズマ処理装置の高温の防護シールドを拡大して示す側方断面図。The side sectional view which expands and shows the high-temperature protective shield of the plasma processing apparatus concerning Embodiment 2. 実施の形態3に係るプラズマ処理装置の上方断面図。FIG. 6 is an upper cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11・211 プラズマ処理装置、13・213 容器、19・119・219 側壁、21・23 電極、25 高周波電源、29・229 基板、31 取付部、33a・33b・133a・133b・233a・233b 防護シールド、37・237 流水路   11, 211 Plasma processing apparatus, 13/213 container, 19/119/219 side wall, 21/23 electrode, 25 high frequency power supply, 29/229 substrate, 31 mounting part, 33a / 33b / 133a / 133b / 233a / 233b Protective shield 37 ・ 237 Flowing waterway

Claims (5)

一対の対向する電極間の放電によるプラズマを用いて容器内の対象物を処理するプラズマ処理装置であって、
熱伝導性の壁部を有する容器と、
上記壁部の外側に設けられ、上記壁部に熱を与え、又、上記壁部から熱を奪う熱源と、
熱伝導性の材料からなり、温度によって変形することによって上記壁部との接触面積が変化する防護シールドと、
上記防護シールドを上記壁部の内側に熱伝導可能に取り付ける取付部と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for processing an object in a container using plasma generated by discharge between a pair of opposing electrodes,
A container having a thermally conductive wall;
A heat source provided on the outside of the wall, for applying heat to the wall, and for taking heat away from the wall;
A protective shield made of a thermally conductive material, the contact area of which changes with the wall due to deformation due to temperature,
An attachment portion for attaching the protective shield to the inside of the wall portion so as to allow heat conduction;
A plasma processing apparatus comprising:
上記取付部は、上記壁部と上記防護シールドとが直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成するように取り付け、
上記熱源は、上記壁部から熱を奪うものであり、
上記容器は、直方体状の中空を含み、
上記防護シールドは、熱膨張率が小さい金属からなる壁部側の金属板と熱膨張率が大きい金属からなる容器中心側の金属板とを接合したバイメタルであり、上記接触部分から離れるに従って、上記金属板が上記壁部から乖離するように湾曲しており、高温になるに従って、湾曲が小さくなることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The attachment portion is attached so as to form a contact portion in which the wall portion and the protective shield are in thermal contact with each other in a straight band shape,
The heat source takes heat from the wall,
The container includes a rectangular parallelepiped hollow,
The protective shield is a bimetal obtained by joining a metal plate on the wall side made of a metal having a low coefficient of thermal expansion and a metal plate on the container center side made of a metal having a high coefficient of thermal expansion. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the metal plate is curved so as to be separated from the wall portion, and the curvature decreases as the temperature increases.
上記取付部は、上記壁部と上記防護シールドとが直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成するように取り付け、
上記熱源は、上記壁部に熱を与えるものであり、
上記容器は、直方体状の中空を含み、
上記防護シールドは、熱膨張率が大きい金属からなる壁部側の金属板と熱膨張率が小さい金属からなる容器中心側の金属板とを接合したバイメタルであり、上記接触部分から離れるに従って、上記金属板が上記壁部から乖離するように湾曲しており、低温になるに従って、湾曲が小さくなることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The attachment portion is attached so as to form a contact portion in which the wall portion and the protective shield are in thermal contact with each other in a straight band shape,
The heat source is for applying heat to the wall,
The container includes a rectangular parallelepiped hollow,
The protective shield is a bimetal obtained by joining a metal plate on the wall side made of a metal having a high coefficient of thermal expansion and a metal plate on the container center side made of a metal having a low coefficient of thermal expansion. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the metal plate is curved so as to be separated from the wall portion, and the curvature becomes smaller as the temperature becomes lower.
上記熱源は、上記壁部から熱を奪うものであり、
上記取付部は、上記壁部と上記防護シールドとが直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成するように取り付け、
上記容器は、直方体状の中空を含み、
上記壁部は、上記接触部分から離れるに従って、段階的に中心側に突出して厚くなる段差部分を有し、
上記防護シールドは、上記壁部に密着して又は対向して配置され、上記接触部分から離れるに従って、上記壁部と密着又は対向する面が上記壁部の段階に対応して窪み、それによって段階的に薄くなる段差部分を有する板状部材であり、
上記壁部と上記防護シールドのそれぞれの上記段差部分のうち、上記壁部の厚さ方向を向いて対向する壁段差部及びシールド段差部との間隔が、上記接触部分から離れるに従って大きくなることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The heat source takes heat from the wall,
The attachment portion is attached so as to form a contact portion in which the wall portion and the protective shield are in thermal contact with each other in a straight band shape,
The container includes a rectangular parallelepiped hollow,
The wall portion has a stepped portion that protrudes toward the center stepwise and becomes thicker as the distance from the contact portion increases.
The protective shield is disposed in close contact with or opposite to the wall portion, and a surface that is in close contact with or opposite to the wall portion is recessed corresponding to the step of the wall portion as the distance from the contact portion increases, thereby Is a plate-like member having a stepped portion that becomes thinner,
Of the step portions of the wall portion and the protective shield, the distance between the wall step portion and the shield step portion facing each other in the thickness direction of the wall portion increases as the distance from the contact portion increases. The plasma processing apparatus according to claim 1.
上記熱源は、上記壁部から熱を奪うものであり、
上記容器は、円筒状であり、
上記取付部は、上記壁部と上記防護シールドとが上記容器の中心軸方向の直線帯状に熱的に接触する接触部分を形成するように取り付け、
上記防護シールドは、上記接触部分から離れるに従って、上記壁部からより大きく離れるように湾曲することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
The heat source takes heat from the wall,
The container is cylindrical,
The attachment portion is attached so that the wall portion and the protective shield form a contact portion that is in thermal contact with a linear strip in the central axis direction of the container,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the protective shield is curved so as to be further away from the wall portion as it is away from the contact portion.
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