JP2012049393A5 - - Google Patents

Description

本発明のプラズマ処理装置は、被処理材をプラズマ処理する真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記空洞共振器内に供給されるエアの温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられている特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサーであることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とする。

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されることを特徴とする。

図１に本発明の第一の実施例であるプラズマ処理装置の構成を示す。上部が開放された真空容器１０１の上部に、真空容器１０１内にエッチングガスを導入するためのガス供給板たるシャワープレート１０２（例えば石英製またはイットリア製）、誘電体窓１０３（例えば石英製）を設置し、密封することにより処理室１０４を形成する。真空容器１０１の外部にはヒーター１２２が設置され、ヒーター制御器１２３（第２の温度制御機構）に接続されている。真空容器１０１には第２の温度センサー１２４が設置され、その信号はヒーター制御器１２３に伝送され、真空容器１０１内壁が任意の温度になるようにヒーター１２２へ出力制御される。シャワープレート１０２にはエッチングガスを流すためのガス供給装置１０５が接続される。また、真空容器１０１には真空排気口１０６を介し真空排気装置（図示省略）が接続されている。プラズマを生成するための電力を処理室１０４に伝送するため、誘電体窓１０３の上方には電磁波を放射する高周波導入手段として導波管１０７（またはアンテナ）が設けられる。導波管１０７（またはアンテナ）へ伝送される電磁波は電磁波発生用電源１０９から発振させる。電磁波の周波数は特に限定されないが、本実施例では２．４５ＧＨｚのマイクロ波を使用する。処理室１０４の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル１１０が設けてあり、電磁波発生用電源１０９より発振された電力は、形成された磁場との相互作用により、処理室１０４内にプラズマを生成する。また、シャワープレート１０２に対向して真空容器１０１の下部にはウエハ載置用電極１１１が設けられる。ウエハ載置用電極１１１は電極表面が溶射膜（図示省略）で被覆されており、高周波フィルター１１５を介して直流電源１１６が接続されている。さらに、ウエハ載置用電源１１１には、マッチング回路１１３を介して高周波電源１１４が接続される。ウエハ載置用電極１１１は、冷媒用流路１１７を有し、温調器１１８（第３の温度制御機構）に接続されているとともに、ヒーター１１９を有し、ヒーター制御器１２０に接続されている。またウエハ載置用電極１１１には第３の温度センサー１２１が設置され、その信号はヒーター制御器１２０に伝送され、ウエハ１１２温度を所望の温度になるように、ヒーター１１９の出力および冷媒の温度を制御する温調器１１８の設定温度を制御する。

本発明では、誘電体窓１０３、およびシャワープレート１０２の温度制御を行うため、誘電体窓１０３と該誘電体窓１０３と対向する空洞共振器１０８とで密閉された空間１５１内に常温のドライエアを導入するガスライン１６０とそのドライエアを加熱する温風ヒーター１２６が接続されている。温風ヒーター１２６は温風ヒーター制御器１２７（第１の温度制御機構）に接続されている。温風ヒーター１２６で加熱されたドライエアはエア供給口たるガス導入穴１３４を通して導波路内に導入される。その加熱されたドライエアは誘電体窓１０３と接触し、熱エネルギーが伝達され、誘電体窓１０３を加熱する。また、温風ヒーター１２６でドライエアを加熱せずに常温で導入することにより、誘電体窓１０３を冷却することも出来る。その為、温風ヒーター１２６をＯＮ−ＯＦＦすることにより、誘電体窓１０３の加熱と冷却が可能となる。

Claims (7)

1. 被処理材をプラズマ処理する真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、
   前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記空洞共振器内に供給されるエアの温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、
   前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、
   前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
   前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサーであることを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
   前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
   前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
   前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
   前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
   前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、
   前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。