JP2023127761A - Plasma processing apparatus - Google Patents
Plasma processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023127761A JP2023127761A JP2022031646A JP2022031646A JP2023127761A JP 2023127761 A JP2023127761 A JP 2023127761A JP 2022031646 A JP2022031646 A JP 2022031646A JP 2022031646 A JP2022031646 A JP 2022031646A JP 2023127761 A JP2023127761 A JP 2023127761A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- plasma
- bottom plate
- hole
- central axis
- 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
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 17
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- -1 electrons Chemical class 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- YUCFVHQCAFKDQG-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound F[CH] YUCFVHQCAFKDQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a plasma processing apparatus.
ドライエッチング、CVD、PVDなどに用いられるプラズマ処理装置においては、処理レートなどのプラズマ処理性能を向上させることが求められている。また、近年においては、処理部分の微細化などに伴い、プロセス制御の精密さが求められている。 In plasma processing apparatuses used for dry etching, CVD, PVD, etc., it is required to improve plasma processing performance such as processing rate. Furthermore, in recent years, with the miniaturization of processing parts, precision in process control is required.
ここで、プラズマ処理を行った際に発生した副生成物がチャンバの内部に残留すると、プラズマ処理性能が変動して、精密なプロセス制御ができなくなる場合がある。この場合、チャンバの内部の副生成物が付着した要素をクリーニングしたり、副生成物が付着した要素を交換したりすれば、精密なプロセス制御を行うことが可能となる。しかしながら、メンテナンスの回数が多くなったり、メンテナンスに要する時間が長くなったりすれば、プラズマ処理装置の稼働率が低下することになる。 Here, if byproducts generated during plasma processing remain inside the chamber, plasma processing performance may fluctuate, making precise process control impossible. In this case, by cleaning the element inside the chamber to which the by-product has adhered or replacing the element to which the by-product has adhered, it becomes possible to perform precise process control. However, if the frequency of maintenance increases or the time required for maintenance increases, the operating rate of the plasma processing apparatus will decrease.
そこで、処理物を載置する載置部をチャンバの内部に支持し、載置部の直下にターボ分子ポンプを配置したプラズマ処理装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 この様なプラズマ処理装置とすれば、実効排気速度が速く、且つ、偏りのない軸対称な排気を行うことができる。そのため、プラズマ処理を行った際に発生した副生成物をチャンバの外部に排出するのが容易となる。 Therefore, a plasma processing apparatus has been proposed in which a mounting part on which a processing object is placed is supported inside a chamber, and a turbo molecular pump is disposed directly below the mounting part (see, for example, Patent Document 1). With such a plasma processing apparatus, the effective pumping speed is high, and uniform and axially symmetrical pumping can be performed. Therefore, byproducts generated during plasma processing can be easily discharged to the outside of the chamber.
しかしながら、チャンバの内部の要素に副生成物を完全に付着しないようにすることはできない。そのため、チャンバの内部の副生成物が付着した要素をクリーニングしたり、副生成物が付着した要素を交換したりする際には、チャンバの内圧を上昇させる、いわゆる大気ベントが行われる。大気ベントの際に、排気速度が速いターボ分子ポンプを停止させると、ターボ分子ポンプを再起動した際に、排気速度が安定するまでに相当の時間を要する。そのため、チャンバとターボ分子ポンプとの間を気密に閉鎖するバルブを設ける様にしている。この様なバルブが設けられていれば、大気ベントの際に、ターボ分子ポンプを稼働状態のままとすることができる。 However, the interior elements of the chamber cannot be completely free of by-products. Therefore, when cleaning an element inside the chamber to which byproducts have adhered or replacing an element to which byproducts have adhered, a so-called atmospheric vent is performed to increase the internal pressure of the chamber. If a turbo-molecular pump with a high pumping speed is stopped during atmospheric venting, it will take a considerable amount of time for the pumping speed to stabilize when the turbo-molecular pump is restarted. Therefore, a valve is provided to airtightly close the space between the chamber and the turbomolecular pump. If such a valve is provided, the turbomolecular pump can remain in operation during atmospheric venting.
ところが、プロセス条件(例えば、処理圧力やプロセスガスの種類など)によっては、発生したプラズマが、バルブの近傍にまで達する場合がある。また、バルブには、気密な閉鎖を行うためのシール部材(例えば、Oリングなど)が設けられている。そのため、発生したプラズマが、バルブの近傍にまで達すると、シール部材が、イオンや電子などのプラズマ生成物により損傷する場合がある。シール部材が損傷すると、パーティクルが発生して、パーティクルによる処理物の汚染が発生するおそれがある。
そこで、シール部材が、プラズマ生成物により損傷するのを抑制することができるプラズマ処理装置の開発が望まれていた。
However, depending on the process conditions (eg, process pressure, type of process gas, etc.), the generated plasma may reach the vicinity of the valve. The valve is also provided with a sealing member (for example, an O-ring) for airtight closure. Therefore, if the generated plasma reaches the vicinity of the valve, the sealing member may be damaged by plasma products such as ions and electrons. If the sealing member is damaged, particles may be generated and the processed material may be contaminated by the particles.
Therefore, it has been desired to develop a plasma processing apparatus that can suppress damage to the seal member due to plasma products.
本発明が解決しようとする課題は、シール部材が、プラズマ生成物により損傷するのを抑制することができるプラズマ処理装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus that can prevent a seal member from being damaged by plasma products.
実施形態に係るプラズマ処理装置は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバの内部にプラズマを発生可能なプラズマ発生部と、前記チャンバの内部の、前記プラズマが発生する領域にプロセスガスを供給可能なガス供給部と、片持ち構造を有し、前記プラズマが発生する領域の下方に、処理物が載置される載置部を支持可能な載置モジュールと、前記チャンバの底板に設けられた孔を介して、前記チャンバの内部を排気可能なポンプと、板状を呈し、前記チャンバの底板に設けられた前記孔を開閉可能な弁体と、前記チャンバの中心軸の方向における前記弁体の位置を変化可能な駆動部と、環状を呈し、前記弁体の前記底板側の面、または、前記底板に設けられたシール部材と、前記載置モジュールと、前記弁体との間に設けられ、厚み方向を貫通する孔を少なくとも1つ有し、導電性を有するとともに接地された遮蔽部と、を備えている。 A plasma processing apparatus according to an embodiment includes a chamber capable of maintaining an atmosphere lower than atmospheric pressure, a plasma generation section capable of generating plasma inside the chamber, and a plasma generating section inside the chamber generating the plasma. a gas supply section capable of supplying a process gas to the region; a mounting module having a cantilever structure and capable of supporting a mounting section on which a processing object is mounted below the region where the plasma is generated; a pump capable of evacuating the inside of the chamber through a hole provided in the bottom plate of the chamber; a valve body that is plate-shaped and capable of opening and closing the hole provided in the bottom plate of the chamber; and a center of the chamber. a drive unit capable of changing the position of the valve body in the axial direction; a sealing member having an annular shape and provided on a surface of the valve body on the bottom plate side or on the bottom plate; the mounting module; A shielding portion is provided between the valve body and the valve body, has at least one hole passing through the valve body in the thickness direction, is conductive, and is grounded.
本発明の実施形態によれば、シール部材が、プラズマ生成物により損傷するのを抑制することができるプラズマ処理装置が提供される。 According to embodiments of the present invention, a plasma processing apparatus is provided that can suppress damage to a seal member caused by plasma products.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本明細書において、「平面寸法」とは、チャンバの中心軸に直交する方向の寸法である。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. Note that in each drawing, similar components are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.
Moreover, in this specification, "planar dimension" is a dimension in a direction perpendicular to the central axis of the chamber.
図1は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置1を例示するための模式断面図である。 図2は、載置モジュール3を例示するための模式斜視図である。
図3は、載置モジュール3の模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
図1に示すように、プラズマ処理装置1には、例えば、チャンバ2、載置モジュール3、電源部4、電源部5、減圧部6、ガス供給部7、コントローラ8、および遮蔽部9が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
チャンバ2は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有する。
チャンバ2は、例えば、本体部21、天板22、および窓23を有する。
本体部21は、略円筒形状を呈し、一方の端部に底板21aが一体に設けられている。本体部21の他方の端部は開口している。本体部21は、例えば、アルミニウム合金などの金属から形成される。また、本体部21は、接地される。本体部21の内部には、プラズマPが発生する領域21bが設けられている。本体部21には、処理物100を搬入搬出するための搬入搬出口21cが設けられている。搬入搬出口21cは、ゲートバルブ21c1により気密に閉鎖される。
The
The
The
処理物100は、例えば、フォトマスク、マスクブランク、ウェーハ、ガラス基板などとすることができる。ただし、処理物100は、例示をしたものに限定されるわけではない。
The
天板22は、板状を呈し、本体部21の開口を塞ぐように設けられている。天板22は、底板21aと対向している。天板22の中央領域には、厚み方向を貫通する孔22aが設けられている。孔22aの中心軸は、チャンバ2の中心軸2aと重なっている。孔22aは、後述する電極51から放射された電磁波を透過させるために設けられている。天板22は、例えば、アルミニウム合金などの金属から形成される。
The
窓23は、板状を呈し、天板22に設けられている。窓23は、孔22aを塞ぐように設けられている。窓23は、電磁場を透過させることができ、且つ、エッチング処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成されている。窓23は、例えば、石英などの誘電体材料から形成することができる。
The
チャンバ2の側面には、孔2bが設けられている。孔2bは、後述する取付部32aに取り付けられた載置部31が通過可能な大きさと形状を有している(図2参照)。そのため、孔2bを介して、載置部31が設けられた載置モジュール3をチャンバ2から取り外したり、載置部31が設けられた載置モジュール3をチャンバ2に取り付けたりすることができる。また、載置モジュール3をチャンバ2に取り付けた際には、載置モジュール3に設けられた載置部31の中心軸が、チャンバ2の中心軸2aと重なる様になっている。なお、載置モジュール3の取り付けと取り外しを容易にするために、チャンバ2の外壁にスライダーを設けることもできる。
A
図1~図3に示すように、載置モジュール3は、載置部31、支持部32、およびカバー33を有する。
載置モジュール3は、片持ち構造を有し、プラズマPが発生する領域21bの下方に、処理物100が載置される載置部31を支持する。
載置モジュール3は、チャンバ2の側面からチャンバ2の内部に突出している。載置モジュール3の先端側には載置部31が設けられている。載置モジュール3が片持ち構造を有していれば、チャンバ2の内部空間に設けられた載置部31の下方に空間ができる。そのため、載置部31の直下に、載置部31と同芯に、減圧部6を配置することができる。この様にすれば、実効排気速度が速く、且つ、偏りのない軸対称な排気を行うことが容易となる。そのため、プラズマ処理を行った際に発生した副生成物をチャンバ2の外部に排出するのが容易となる。その結果、精密なプロセス制御を行うことが可能となる。また、副生成物が、チャンバ2の内壁や、載置モジュール3などに付着するのを抑制することができるので、メンテナンスの回数を減らしたり、メンテナンスに要する時間を短縮したりすることができる。そのため、プラズマ処理装置1の稼働率を向上させることができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The mounting
The mounting
また、載置モジュール3が片持ち構造を有していれば、チャンバ2の中心軸2aに直交する方向から、載置モジュール3をチャンバ2に取り付けたり、載置モジュール3をチャンバ2から取り外したりすることができる。そのため、載置部がチャンバ2の底板21aに固定されている場合に比べて、プラズマ処理装置1のメンテナンスが容易となる。
Moreover, if the mounting
載置部31には処理物100が載置される。
載置部31は、例えば、電極31a、絶縁リング31b、および台座31cを有する。 電極31aは、金属などの導電性材料から形成される。電極31aの上面は、処理物100を載置するための載置面とすることができる。電極31aは、例えば、台座31cにネジ止めされる。
The
The mounting
また、電極31aには、ピックアップピン31a1、および温度制御部などを内蔵させることができる。ピックアップピン31a1は、複数設けることができる。複数のピックアップピン31a1は、棒状を呈し、電極31aの上面から突出可能となっている。複数のピックアップピン31a1は、処理物100の受け渡しを行う際に用いられる。そのため、複数のピックアップピン31a1は、図示しない駆動部により、電極31aの上面からの突出と、電極31aの内部への引き込みを行えるようになっている。
Moreover, a pickup pin 31a1, a temperature control section, etc. can be built into the
温度制御部は、例えば、冷媒の循環ライン(流路)やヒータなどである。温度制御部は、例えば、図示しない温度センサからの出力に基づいて、電極31aの温度、ひいては電極31aに載置された処理物100の温度を制御する。
The temperature control unit is, for example, a refrigerant circulation line (flow path), a heater, or the like. The temperature control unit controls the temperature of the
絶縁リング31bは、リング状を呈し、電極31aの側面を覆っている。絶縁リング31bは、例えば、石英などの誘電体材料から形成される。
台座31cは、電極31aと、支持部32の取付部32aとの間に設けられている。台座31cは、電極31aと、支持部32との間を絶縁する。台座31cは、例えば、石英などの誘電体材料から形成される。台座31cは、例えば、支持部32の取付部32aにネジ止めされる。
The insulating
The
支持部32は、チャンバ2の内部空間において載置部31を支持する。支持部32は、チャンバ2の側面と、載置部31の下方との間を延びるように配置されている。
支持部32は、例えば、取付部32a、梁32b、およびフランジ32cを有する。取付部32a、梁32b、およびフランジ32cは、例えば、アルミニウム合金などから形成される。
The
The
取付部32aは、チャンバ2の内部空間であって、載置部31の下方に位置している。取付部32aは、筒状を呈している。取付部32aの載置部31側の面には孔32a1が設けられている(図3参照)。取付部32aの載置部31側とは反対側の面には孔32a2が設けられている。配線部材42cや冷媒用の配管などは、孔32a1を介して電極31aに接続される。孔32a2は、配線部材42cや冷媒用の配管などを接続したり、電極31aのメンテナンスを行ったりする際に用いられる。取付部32aの載置部31側の面には、載置部31(台座31c)が設けられる。そのため、取付部32aの平面形状は、載置部31の平面形状と同じとすることができる。取付部32aの平面寸法は、載置部31の平面寸法と同程度か若干大きくすることができる。
The
梁32bの一方の端部は、取付部32aの側面に接続されている。梁32bの他方の端部は、チャンバ2の側面を貫通する孔2bを介してフランジ32cと接続されている。梁32bは、チャンバ2の内部空間を、チャンバ2の側面からチャンバ2の中心軸2aに向けて延びている。梁32bは、例えば、角筒状を呈している。梁32bの内部空間は、フランジ32cに設けられた孔32c1を介して、チャンバ2の外部の空間(大気空間)と繋がっている。
One end of the
フランジ32cは、チャンバ2の外側壁に取り付けられる。フランジ32cは、例えば、チャンバ2の外側壁にネジ止めされる。フランジ32cは、板状を呈し、厚み方向を貫通する孔32c1を有する。
カバー33は、取付部32aの載置部31側とは反対側の面に設けられている。カバー33は、例えば、取付部32aにネジ止めされる。カバー33が取付部32aに取り付けられると、孔32a2が気密に閉鎖される。カバー33は、例えば、アルミニウム合金などから形成される。
The
図1に示すように、電源部4は、例えば、電源41、および整合部42を有する。
電源部4は、いわゆるバイアス制御用の高周波電源である。すなわち、電源部4は、載置部31に載置された処理物100に引き込むイオンのエネルギーを制御する。
As shown in FIG. 1, the
The
電源41は、イオンを引き込むのに適した周波数(例えば、27MHz~1MHzの周波数)を有する高周波電力を出力する。
整合部42は、例えば、マッチング回路42a、およびファン42bを有する。
マッチング回路42aは、電源41側のインピーダンスと、プラズマP側のインピーダンスとの間で整合をとるために設けられている。マッチング回路42aは、配線部材(ブスバー)42cを介して、電源41と電極31aとに電気的に接続されている。
ファン42bは、支持部32の内部に空気を送る。ファン42bは、支持部32の内部に設けられた配線部材42cやマッチング回路42aを冷却するために設けられている。
The power source 41 outputs high frequency power having a frequency suitable for drawing in ions (for example, a frequency of 27 MHz to 1 MHz).
The
The
The
この場合、整合部42は、支持部32のフランジ32cに設けることができる。整合部42がフランジ32cに設けられていれば、載置モジュール3をチャンバ2から取り外したり、載置モジュール3をチャンバ2に取り付けたりする際に、載置モジュール3と整合部42を一体に移動させることができる。そのため、メンテナンス性の向上を図ることができる。
In this case, the matching
電源部5は、電極51、電源52、およびマッチング回路53を有する。
電源部5は、プラズマPを発生させるための高周波電源とすることができる。すなわち、電源部5は、チャンバ2の内部において高周波放電を生じさせてプラズマPを発生させる。
本実施の形態においては、電源部5が、チャンバ2の内部にプラズマPを発生させるプラズマ発生部となる。
The
The
In this embodiment, the
電極51は、チャンバ2の外部であって、窓23の上に設けられている。電極51は、例えば、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部(コンデンサ)とを有する。
電源52は、100KHz~100MHz程度の周波数を有する高周波電力を出力する。例えば、電源52は、プラズマPの発生に適した周波数(例えば、13.56MHzの周波数)を有する高周波電力を出力する。また、電源52は、出力する高周波電力の周波数を変化可能なものであってもよい。
The
マッチング回路53は、電源52側のインピーダンスと、プラズマP側のインピーダンスとの間で整合をとるために設けられている。マッチング回路53は、配線54を介して、電源52と電極51とに電気的に接続されている。
The matching
なお、図1に例示をしたプラズマ処理装置1は、上部に誘導結合型電極を有し、下部に容量結合型電極を有する二周波プラズマ処理装置である。ただし、プラズマの発生方法は例示をしたものに限定されるわけではない。プラズマ処理装置1は、例えば、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)を用いたプラズマ処理装置や、容量結合プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)を用いたプラズマ処理装置などであってもよい。
Note that the
減圧部6は、例えば、ポンプ61、およびバルブ62を有する。
減圧部6は、載置部31の下方に位置し、チャンバ2の内部が所定の圧力となるように減圧する。
ポンプ61は、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1を介して、チャンバ2の内部を排気する。ポンプ61は、例えば、ターボ分子ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)などとすることができる。ポンプ61は、チャンバ2の外部に設けられる。ポンプ61は、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1に接続される。
The
The
The
この場合、孔21a1の中心軸は、チャンバ2の中心軸2aと重なっている。そのため、載置モジュール3に設けられた載置部31の中心軸と、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1の中心軸とが、チャンバ2の中心軸2aと重なっている。チャンバ2の内部において、載置部31の中心軸と、孔21a1の中心軸とが、チャンバ2の中心軸2aと重なっていれば、実効排気速度が速く、且つ、偏りのない軸対称な排気を行うことができる。
In this case, the central axis of the hole 21a1 overlaps with the
ここで、チャンバ2の内部の副生成物が付着した要素をクリーニングしたり、副生成物が付着した要素を交換したりする際には、チャンバ2の内圧を上昇させる、いわゆる大気ベントが行われる。通常、大気ベントの際にはポンプ61を停止させる。ここで、実効排気速度を速くするために、排気速度の速いポンプ61が用いられている場合がある。排気速度の速いポンプ61は、例えば、大型のTMPである。この場合、ポンプ61を停止させるのに相当の時間を要する。また、ポンプ61を停止させた場合、クリーニング後あるいは要素交換後にポンプ61を再起動させる必要がある。ところが、実効排気速度を速くするために、排気速度の速いポンプ61が用いられている場合には、再起動させたポンプ61の排気速度が安定するまでに相当の時間を要する場合がある。
Here, when cleaning the element to which byproducts have adhered inside the
そこで、大気ベントの際にポンプ61を稼働状態のままとするために、プラズマ処理装置1には、バルブ62が設けられている。
バルブ62は、弁体62a、駆動部62b、およびシール部材62cを有する。バルブ62は、例えば、いわゆるポペットバルブとすることができる。
弁体62aは、板状を呈し、チャンバ2の内部に設けられている。弁体62aは、孔21a1と対向している。弁体62aの平面寸法は、孔21a1の平面寸法よりも大きい。そのため、弁体62aは、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1を開閉することができる。また、図1に示すように、弁体62aの平面寸法は、載置部31の平面寸法と同じか、置部31の平面寸法よりも大きくすることができる。この様にすれば、孔21a1の平面寸法を大きくすることができるので、実効排気速度が速く、且つ、偏りのない軸対称な排気を行うことが容易となる。
Therefore, the
The
The
駆動部62bは、チャンバ2の中心軸2aの方向における弁体62aの位置を変化させる。すなわち、駆動部62bは、弁体62aを上昇させたり、弁体62aを下降させたりする。駆動部62bは、例えば、弁体62aに接続された軸62a1と、軸62a1を移動させる制御モータ(例えば、サーボモータなど)を備えている。
The
シール部材62cは、環状を呈し、ゴムなどの弾性材料から形成されている。シール部材62cは、例えば、Oリングなどとすることができる。中心軸2aに沿った方向から見た場合に、環状を呈するシール部材62cは、孔21a1を囲み、且つ、弁体62aの内側に位置している。なお、図1においては、シール部材62cが、弁体62aの底板21a側の面に設けられる場合を例示したが、シール部材62cが、底板21aに設けられていてもよい。
The
弁体62aが、駆動部62bにより上昇すると、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1が開放される。そのため、チャンバ2の内部空間とポンプ61とが、孔21a1を介して連通する。
When the
弁体62aが、駆動部62bにより下降すると、シール部材62cが、弁体62aとチャンバ2の底板21aとの間に挟まれる。シール部材62cが、弁体62aとチャンバ2の底板21aとの間に挟まれることで、チャンバ2の底板21aに設けられた孔21a1が気密となるように閉鎖される。そのため、チャンバ2の内部空間とポンプ61との間の連通が遮断される。その結果、大気ベントの際にポンプ61を稼働状態のままとすることができる。
When the
また、チャンバ2の中心軸2aの方向における弁体62aの位置を変化させると、弁体62aとチャンバ2の底板21aとの間の距離が変化する。弁体62aとチャンバ2の底板21aとの間の空間は排気の流路となる。そのため、この部分の寸法を変化させるとコンダクタンスが変化するので、排気量や排気速度などを制御することができる。例えば、コントローラ8は、チャンバ2の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、弁体62aの位置を制御することができる。すなわち、バルブ62が設けられていれば、排気量や排気速度などを制御することもできる。
Further, when the position of the
ガス供給部7は、チャンバ2の内部の、プラズマPが発生する領域21bにプロセスガスGを供給する。
ガス供給部7は、例えば、ガス収納部71、ガス制御部72、および開閉弁73を有する。ガス収納部71、ガス制御部72、および開閉弁73は、チャンバ2の外部に設けられている。
The
The
ガス収納部71は、プロセスガスGを収納し、収納したプロセスガスGをチャンバ2の内部に供給する。ガス収納部71は、例えば、プロセスガスGを収納した高圧ボンベなどとすることができる。ガス収納部71とガス制御部72は、配管を介して接続されている。
The
ガス制御部72は、ガス収納部71からチャンバ2の内部にプロセスガスGを供給する際に流量や圧力などを制御する。ガス制御部72は、例えば、MFC(Mass Flow Controller)などとすることができる。ガス制御部72と開閉弁73は、配管を介して接続されている。
The
開閉弁73は、配管を介して、チャンバ2に設けられたガス供給口22bに接続されている。開閉弁73は、プロセスガスGの供給と供給の停止とを制御する。開閉弁73は、例えば、2ポート電磁弁などとすることができる。なお、開閉弁73の機能をガス制御部72に持たせることもできる。
The on-off
プロセスガスGは、プラズマPにより励起、活性化された際に、所望のプラズマ生成物(ラジカル、イオン、電子など)が生成されるガスとすることができる。例えば、プラズマ処理がエッチング処理である場合には、プロセスガスGは、処理物100の露出面をエッチングすることができるプラズマ生成物が生成されるガスとすることができる。この場合、プロセスガスGは、例えば、塩素を含むガス、フッ素を含むガスなどとすることができる。プロセスガスGは、例えば、塩素ガスと酸素ガスの混合ガス、CHF3、CHF3とCF4の混合ガス、SF6とヘリウムガスの混合ガスなどとすることができる。ただし、プロセスガスGの種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、プラズマ処理の種類や、処理物100の処理が施される部分の材料などに応じて適宜変更することができる。
The process gas G can be a gas that, when excited and activated by the plasma P, generates desired plasma products (radicals, ions, electrons, etc.). For example, when the plasma treatment is an etching treatment, the process gas G can be a gas in which a plasma product that can etch the exposed surface of the
コントローラ8は、CPU(Central Processing Unit)などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。コントローラ8は、例えば、コンピュータなどとすることができる。コントローラ8は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、プラズマ処理装置1に設けられた各要素の動作を制御する。
The
例えば、コントローラ8は、チャンバ2の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、減圧部6を制御して、チャンバ2の内圧が所定の値となるようする。また、コントローラ8は、ガス供給部7を制御して、プラズマPが発生する領域21bにプロセスガスGを供給する。また、コントローラ8は、電源部5を制御して、領域21bに電磁波を導入する。すると、領域21bにおいてプラズマPが発生し、プラズマPにより、プロセスガスGが励起、活性化して、イオン、電子、ラジカルなどの反応生成物が生成される。
For example, the
生成されたイオンと、電子が処理物100の露出面に衝突することで、処理物100が物理的に処理される。この際、コントローラ8は、電源部4を制御して、処理物100に引き込むイオンのエネルギーを制御することができる。また、生成されたラジカルが処理物100の露出面に接触することで、処理物100が化学的に処理される。
なお、各要素の動作を制御する制御プログラムや、プロセス条件には既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。
The generated ions and electrons collide with the exposed surface of the
Note that since known techniques can be applied to the control program that controls the operation of each element and the process conditions, detailed explanation will be omitted.
ここで、処理圧力やプロセスガスGの種類などのプロセス条件によっては、領域21bの外側においてもプラズマPが発生する場合がある。例えば、領域21bからバルブ62の弁体62aの近傍までの範囲において、プラズマPが発生する場合がある。この様な広い範囲においてプラズマPが発生したとしても、生成された反応生成物が処理物100の露出面に供給されることには変わりがない。そのため、処理物100に所望のプラズマ処理を施すことができる。
Here, depending on process conditions such as the process pressure and the type of process gas G, plasma P may be generated even outside the region 21b. For example, plasma P may be generated in a range from the region 21b to the vicinity of the
ところが、弁体62aの近傍においてプラズマPが発生すると、弁体62aの近傍において、イオン、電子、ラジカルなどの反応生成物が生成されることになる。前述したように、シール部材62cは、弁体62aの底板21a側の面、または、底板21aに設けられている。そのため、弁体62aの近傍において反応生成物が生成されると、生成された反応生成物がシール部材62cに到達し易くなる。
However, when plasma P is generated in the vicinity of the
この場合、弁体62aの近傍において生成されたラジカルが、シール部材62cに接触すると、化学反応によりシール部材62cが損傷するおそれがある。
In this case, if the radicals generated near the
また、イオンが、シール部材62cに入射すると、物理的な衝撃によりシール部材62cが損傷する。シール部材62cが損傷すると、パーティクルが発生して、パーティクルによる処理物100の汚染が発生するおそれがある。
Further, when ions are incident on the
そこで、プラズマ処理装置1には、遮蔽部9が設けられている。図1に示すように、遮蔽部9は、チャンバ2の内部であって、載置モジュール3と、バルブ62(弁体62a)との間に設けられている。
Therefore, the
遮蔽部9は、アルミニウム合金やステンレスなどの導電性材料から形成される。遮蔽部9は、接地される。前述した様に、チャンバ2は接地されているので、遮蔽部9をチャンバ2の内壁などに接触させれば、遮蔽部9を接地することができる。例えば、遮蔽部9の周端などを、チャンバ2の本体部21の内壁に接続したり、チャンバ2の底板21aに接続したりすることができる。
導電性を有し、且つ、接地されている遮蔽部9が設けられていれば、シール部材62cに入射するイオンやラジカルを、遮蔽部9により除去することができる。
The shielding
If the shielding
また、遮蔽部9は、板状を呈し、例えば、チャンバ2の底板21aと平行に設けることができる。板状を呈する遮蔽部9には、厚み方向を貫通する孔9aを少なくとも1つ設けることができる。
Moreover, the shielding
図1に示すように、1つの孔9aを設ける場合には、孔9aの中心軸が、チャンバ2の中心軸2aと重なるようにすることができる。この様にすれば、偏りのない軸対称な排気を行うことができる。
また、1つの孔9aを設ける場合には、チャンバ2の中心軸2aに沿った方向から見て、シール部材62cが、孔9aの外側に位置するようにすることが好ましい。この様にすれば、イオンや電子が、孔9aを介してシール部材62cに到達するのを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, when one
Further, when one
ここで、載置モジュール3と、チャンバ2の本体部21の内壁との間の空間に遮蔽部9を設けることも考えられる。しかしながら、この空間は狭いので、この空間に遮蔽部9を設けると、コンダクタンスが小さくなり過ぎる。そのため、実効排気速度を速くするのが困難となる。
これに対し、載置モジュール3と、バルブ62との間の空間は広いので、この空間に遮蔽部9を設けても、コンダクタンスが小さくなるのを抑制することができる。そのため、実効排気速度を速くするのが容易となる。
Here, it is also possible to provide a
On the other hand, since the space between the mounting
また、遮蔽部9には、1つの孔9aだけでなく、複数の孔を設けるようにしてもよい。
複数の孔を設ける場合には、チャンバ2の中心軸2aに沿った方向から見て、シール部材62cが、複数の孔が設けられる領域の外側に位置するようにすることが好ましい。この様にすれば、イオンや電子が、複数の孔を介してシール部材62cに到達するのを抑制することができる。
Moreover, the shielding
When a plurality of holes are provided, it is preferable that the sealing
図4(a)、(b)は、遮蔽部9に複数の孔9a1~9a3を設ける場合を例示するための模式平面図である。
なお、繁雑となるのを避けるために、図4においては、遮蔽部9の孔が設けられる領域を描いている。
FIGS. 4(a) and 4(b) are schematic plan views for illustrating a case in which the shielding
Note that in order to avoid complexity, in FIG. 4, the area where the hole of the shielding
図4(a)、(b)に示すように、孔の数、形状、寸法には、特に限定はない。例えば、図4(a)に示すように、孔9a1の数、形状、および寸法が、孔9a2の数、形状、および寸法と異なっていてもよい。図4(b)に示すように、同じ孔9a3が複数設けられていてもよい。この場合、複数の孔の総面積と、1つの孔の面積とがなるべく大きくなる様にすることが好ましい。この様にすれば、コンダクタンスが小さくなるのを抑制することができるので、実効排気速度が遅くなるのを抑制することができる。 As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), there are no particular limitations on the number, shape, and size of the holes. For example, as shown in FIG. 4(a), the number, shape, and dimensions of the holes 9a1 may be different from the number, shape, and dimensions of the holes 9a2. As shown in FIG. 4(b), a plurality of the same holes 9a3 may be provided. In this case, it is preferable to make the total area of the plurality of holes and the area of one hole as large as possible. In this way, it is possible to prevent the conductance from becoming small, so it is possible to prevent the effective pumping speed from becoming slow.
また、複数の孔9a1~9a3を設ける場合には、例えば、図4(a)、(b)に示すように、チャンバ2の中心軸2aを中心として、点対称となる位置に孔を設けることが好ましい。また、点対称となる位置に設けられた孔の形状と寸法は、同じとなるようにすることが好ましい。この様にすれば、偏りのない軸対称な排気を行うことが容易となる。
In addition, when providing a plurality of holes 9a1 to 9a3, the holes may be provided at positions that are point symmetrical about the
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置1が備える構成要素の形状、材料、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiments have been illustrated above. However, the invention is not limited to these descriptions.
Appropriate design changes made by those skilled in the art with respect to the above-described embodiments are also included within the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention.
For example, the shape, material, arrangement, etc. of the components included in the
Furthermore, the elements provided in each of the embodiments described above can be combined to the extent possible, and combinations of these are also included within the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
1 プラズマ処理装置、2 チャンバ、2a 中心軸、3 載置モジュール、5 電源部、6 減圧部、7 ガス供給部、9 遮蔽部、9a 孔、9a1~9a3 孔、21a 底板、21a1 孔、61 ポンプ、62 バルブ、62a 弁体、62b 駆動部、62c シール部材、100 処理物 1 plasma processing apparatus, 2 chamber, 2a central axis, 3 mounting module, 5 power supply section, 6 pressure reduction section, 7 gas supply section, 9 shielding section, 9a hole, 9a1 to 9a3 hole, 21a bottom plate, 21a1 hole, 61 pump , 62 valve, 62a valve body, 62b drive unit, 62c seal member, 100 processed material
Claims (6)
前記チャンバの内部にプラズマを発生可能なプラズマ発生部と、
前記チャンバの内部の、前記プラズマが発生する領域にプロセスガスを供給可能なガス供給部と、
片持ち構造を有し、前記プラズマが発生する領域の下方に、処理物が載置される載置部を支持可能な載置モジュールと、
前記チャンバの底板に設けられた孔を介して、前記チャンバの内部を排気可能なポンプと、
板状を呈し、前記チャンバの底板に設けられた前記孔を開閉可能な弁体と、
前記チャンバの中心軸の方向における前記弁体の位置を変化可能な駆動部と、
環状を呈し、前記弁体の前記底板側の面、または、前記底板に設けられたシール部材と、
前記載置モジュールと、前記弁体との間に設けられ、厚み方向を貫通する孔を少なくとも1つ有し、導電性を有するとともに接地された遮蔽部と、
を備えたプラズマ処理装置。 A chamber capable of maintaining an atmosphere lower than atmospheric pressure,
a plasma generating section capable of generating plasma inside the chamber;
a gas supply unit capable of supplying a process gas to a region inside the chamber where the plasma is generated;
a mounting module having a cantilevered structure and capable of supporting a mounting section on which a processing object is placed below the region where the plasma is generated;
a pump capable of evacuating the inside of the chamber through a hole provided in a bottom plate of the chamber;
a valve body having a plate shape and capable of opening and closing the hole provided in the bottom plate of the chamber;
a drive unit capable of changing the position of the valve body in the direction of the central axis of the chamber;
a sealing member having an annular shape and provided on a surface of the valve body on the bottom plate side or on the bottom plate;
a shielding portion provided between the mounting module and the valve body, having at least one hole penetrating through the thickness direction, having conductivity and being grounded;
Plasma processing equipment equipped with
前記チャンバの底板に設けられた前記孔の中心軸が、前記チャンバの中心軸と重なっている請求項1記載のプラズマ処理装置。 The shielding part has a plate shape and is provided in parallel with the bottom plate,
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the central axis of the hole provided in the bottom plate of the chamber overlaps with the central axis of the chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022031646A JP2023127761A (en) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022031646A JP2023127761A (en) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | Plasma processing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023127761A true JP2023127761A (en) | 2023-09-14 |
Family
ID=87973099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022031646A Pending JP2023127761A (en) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | Plasma processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023127761A (en) |
-
2022
- 2022-03-02 JP JP2022031646A patent/JP2023127761A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5188385B2 (en) | Plasma processing apparatus and method of operating plasma processing apparatus | |
KR101058310B1 (en) | Plasma processing equipment | |
US9543121B2 (en) | Inductively coupled plasma processing apparatus | |
TWI576889B (en) | Plasma processing apparatus | |
US20030024900A1 (en) | Variable aspect ratio plasma source | |
WO2020162157A1 (en) | Plasma processing device and electrode structure | |
KR102278074B1 (en) | Apparatus and method for treating substrate | |
JP4051209B2 (en) | High frequency plasma processing apparatus and high frequency plasma processing method | |
CN112189060A (en) | Plasma processing apparatus | |
US20050066902A1 (en) | Method and apparatus for plasma processing | |
JP2023127761A (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2021197489A (en) | Substrate processing device and method for purging gas supply pipe | |
JP2015207562A (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
TWI781488B (en) | A substrate processing apparatus | |
JP2022083015A (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
TWI772880B (en) | Plasma processing apparatus | |
TWI752353B (en) | Plasma processing apparatus | |
JP6002365B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP2022024265A (en) | Substrate detachment method and plasma processing device | |
US11990316B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
CN110970283B (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2021044385A (en) | Heat medium circulation system and substrate processing device | |
KR100627785B1 (en) | Induction coupling type plasma processing apparatus | |
TWI809543B (en) | Plasma Etching Equipment | |
KR20220132438A (en) | Plasma processing apparatus, and method of plasma processing |