JP3559760B2 - プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法に係り,特に半導体製造工程における微細なパターンを形成するのに好適なプラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程では,成膜・エッチング・アッシングなどの微細加工にプラズマ処理装置が広く用いられている。このプラズマ処理装置及びプラズマ処理プロセスにおいては試料を処理加工する際に,処理室内表面に反応生成物が付着・堆積し,やがて剥離して異物としてウエハ表面に付着して歩留まりを低下させる問題がある。このため,たとえば放電時間で数10〜100時間程度ごとにプラズマ処理装置を大気開放して,付着物を除去するウエットクリーニングと呼ばれる清掃作業を行う必要がある。また,真空容器内でプラズマにさらされる部品はプロセスを重ねるとともに消耗していくので,定期的に消耗部品を交換する必要がある。こうしたウエットクリーニングや部品交換などのメンテナンス作業においては,装置の稼働率を向上させるために,メンテナンスの作業性を確保して作業効率をあげることが重要な課題である。
【0003】
このような処理室内部のメンテナンスに関する技術として,たとえば,特開平11−140648号公報(以下公知例1)には,プロセスチャンバを上下に分割してメンテナンスを容易に行えるようにした装置が記載されており,上部電極を昇降機構と回転機構により回転して開閉されるようにした構造が開示されている。また,特開平10−41096号公報(以下公知例2)には,上部排気室UCと処理室PCと下部排気室DCが分離可能に構成され,上部排気室UCが昇降自在であるとともに回転機構により天地逆転可能な装置が開示されている。
【0004】
これらの公知例は上部電極と下部電極をそなえた平行平板型で,周波数がたとえば13.56 MHzの高周波であるが,プロセス性能の向上やウエハ径の拡大の要求ともあいまって電源系の大出力化が進められており,たとえば5 kWといった大出力の電源系も採用されはじめている。
【0005】
一方,たとえば第47回応用物理学会シンポジウム「VHF・UHF帯の高密度プラズマ生成とその応用技術の最新動向」(2000.3.29)で示されているように,デバイス性能の向上やスループットの増大を目的として,VHF・UHF帯周波数のプラズマ源の研究開発も進められている。本発明者らは,既出願である特願平11−072577号公報において,UHF帯電磁波放射方式のプラズマエッチング装置のメンテナンス性について記載しており,UHF帯電磁波を放射するアンテナ部分を概略180度に開放して水平位置とするフルフラットオープン構造とすることでメンテナンス性を確保した装置を開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電源系の大出力化やVHF・UHF帯の放電周波数帯の開発が進められている状況は,プラズマを発生する電源系にとっては電源本体および整合器の大型化がさけられない方向となる。特に整合器はインピーダンスマッチングのために上部電極やアンテナと直結する必要があるが,公知例1,2に示されているような上部電極を天地逆転させる方法は,大型の整合器を上部電極と一体としたままでは実現が困難になる。このため,整合器を上部電極と分離する必要が生じてくるが,公知例1,2ではこの点については考慮されていない。
【0007】
本発明者らの既出願では,この問題をさけるために,メンテナンスのさいにプラズマを発生するUHF電源系の整合器をアンテナへの導入端子部分で分離する方式をとった。ここで用いたUHF帯の周波数においては,UHF帯電磁波をアンテナに導入する導入端子にはインナーコネクタとカップリングを用いた同軸管を用いるのが一般的であり,既出願においても市販の同軸管(NHK規格,日立電線:WX−39D)を用いていた。この同軸管の構造および脱着作業の詳細は後に説明するが,同軸管のアースシールドとして図8に示すようなカップリング170を用いており,スリットの入った銅パイプ171をバンド172のネジで締付けることでアースの接続とUHF電磁波のシールドをおこなう方式となっている。
【0008】
しかしながら,この同軸管は本来は通信用の規格品であるため,頻繁に脱着することは想定されておらず,メンテナンス性については十分に考慮されていない。このため,この同軸管をプラズマ処理装置に用いた場合にはウエットクリーニングなどのメンテナンスのさいに,課題として
・カップリングの脱着にさいして,バンドのネジでカップリングを取付ける(あるいははずす)作業が時間と手間がかかる。
・カップリングをバンドとネジで取付ける作業の再現性が十分でなく,ネジの締め具合などによりUHF電磁波がもれてノイズが発生することがある。
・カップリングの接続状態を検知できないため,接続が不十分でもインターロックがかけられない。
・極端な場合は,カップリングを取付け忘れるなどしてはずしたままでメンテナンス作業を完了してしまうので,装置の誤動作の原因となりうる。
があることが明らかになった。
【0009】
本発明は,上記の課題を解決するためになされたものであり,大出力のあるいはVHF・UHF帯周波数の電源系を,プラズマ発生部分と容易に脱着・分離させることで処理室内部のメンテナンスの作業性を向上させることで生産性の向上に寄与できるプラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内部に処理室が形成された真空容器と,前記処理室内で処理される試料を保持する電極と,前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と,前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と,前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置において,前記接続部の外周導体の外側に,締結と分割が可能な複数個のユニットを設け、該複数個のユニットを、ヒンジを中心軸とする回転方向に分割した構造とし、前記複数個のユニットを締結機構で締結するようにし、前記複数個のユニット同士を相互に締結して前記のそれぞれの外周導体と接触することで該中心導体および外周導体同士の両方を接続あるいは切断するカップリングユニットを構成し、前記カップリングユニットは前記複数個のユニットを締結機構により締結することで該ユニット相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触し,また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱するように構成して,前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離することを特徴とする。
【0012】
本発明のさらに他の特徴は,前記プラズマ発生装置のカップリングユニットについて,前記複数個のユニットのお互いの接触面および前記外周導体との接触面に電磁波シールドを設置したことにある。
【0013】
本発明のさらに他の特徴は,前記プラズマ処理装置のカップリングユニットに,前記複数個のユニットが相互に締結されたことを検知することでインターロック機構を解除して,前記電力供給部からの電力供給が可能となるように構成したことにある。
【0014】
本発明のさらに他の特徴は,前記プラズマ処理装置のプラズマ発生装置の電力周波数を100MHz以上1GHz以下のVHF帯またはUHF帯としたことにある。
【0015】
本発明のさらに他の特徴は,内部に処理室が形成された真空容器と,前記処理室内で処理される試料を保持する電極と,前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と,前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と,前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置のメンテナンス方法において,前記接続部の該外周導体の外側に設置されて締結と分割が可能な複数個のユニットで構成されるカップリングユニットについて,前記複数個のユニットを締結機構により締結することで相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触させ,また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱させることで,前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離してメンテナンスを行うことにある。
【0016】
上記のように構成することにより,プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの外周導体同士がカップリングユニットにより接続と分離が可能になる。
そして,カップリングユニットが複数個のユニットに分割可能であり,さらに締結機構により締結と分割が可能に構成されており,カップリングユニットによる外周導体同士の接続・分離を締結機構の締結・解除という簡便な動作で再現性・信頼性よく確実に行うことができる。
【0017】
また,カップリングユニットが外周導体と押圧力をもって接触し,さらに接触面に電磁波シールドが設置されているので,接触が確実であり電磁波の漏洩が発生しない。
また,複数個のユニットが相互に締結されたことを検知してインターロックを解除することで,接続部の接続状態を検知できるので,接続状態が不十分な状態で電力が供給されることがない。
これらの結果として,プラズマ発生装置から電力を供給する接続部の着脱作業が容易になるとともに,再現性・信頼性を確保できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の実施例について,図面に基づいて説明する。
まず,本実施例における装置の構成を図1により説明した上で,部品交換やメンテナンス作業の方法について具体的に説明する。
【0019】
図1は,本発明を有磁場UHF帯電磁波放射放電方式のプラズマエッチング装置へ適用した実施例を示すものである。処理室100は,10−6Torr程度の真空度を達成可能な真空容器であり,その上部に電磁波を放射するアンテナ110を備え,下部にはウエハなどの試料Wを載置する下部電極130を備えている。アンテナ110と下部電極130は,平行して対向する形で設置される。処理室100の周囲には,たとえば電磁コイルとヨークよりなる磁場形成手段101が設置されている。そして,アンテナ110から放射される電磁波と磁場形成手段101で形成される磁場との相互作用により,処理室内部に導入された処理ガスをプラズマ化して,プラズマPを発生させ,試料Wを処理する。
処理室100は,側壁102に内設される側壁インナーユニット103が温度制御手段104で温度調整がなされ,真空室105に接続された真空排気系106により真空排気されて圧力制御手段107により圧力が制御される。真空室105はアース電位となっている。
【0020】
アンテナ110は,円板状導電体111,誘電体プレート112,誘電体リング113からなり,真空容器の一部としてのハウジング114に保持される。また,円板状導電体111のプラズマに接する側の面にはたとえばシリコン製のプレート115が設置され,さらにその外側にたとえば石英リング製の外周リング116が設置される。円板状導電体111は図示しない温度制御手段により温度が調整され,円板状導電体111に接するプレート115の表面温度が制御される。試料のエッチング処理を行なう処理ガスは,ガス供給手段117から所定の流量と混合比をもって供給され,円板状導電体111とプレート115に設けられた多数の孔を通して,処理室100に供給される。
【0021】
アンテナ110には,アンテナ電源系120として,アンテナ電源121,アンテナバイアス電源122が,それぞれマッチング回路・フィルタ系123,124を介して,導入端子150により接続され,またフィルタ125を通してアースに接続される。アンテナ電源121は300MHz〜1GHzのUHF帯周波数の電力を,アンテナバイアス電源122は数10kHzから数10MHzの範囲のバイアス電力をそれぞれアンテナ110に供給する。本実施例では,アンテナ電源121の周波数を450MHz,アンテナバイアス電源122の周波数を13.56MHzとしている。これらの電力は絶縁体127で絶縁された導入接続部126からアンテナに供給される。
【0022】
処理室100の下部には,アンテナ110に対向して下部電極130が設けられている。アンテナ110のプレート115の下面とウエハWの距離(以下,ギャップと呼ぶ)は,たとえば30mm以上150mm以下であり,30mm以上100mm以下が望ましい。下部電極130には,例えば400kHzから13.56MHzの範囲のバイアス電力を供給するバイアス電源141がマッチング回路・フィルタ系142を介して接続されて試料Wに印加するバイアスを制御するとともに,フィルタ143を介してアースに接続される。本実施例では,バイアス電源141の周波数を800kHzとしている。
【0023】
下部電極130は,静電吸着装置131により,その上面,すなわち試料載置面にウエハなどの試料Wを載置保持する。静電吸着装置131の上面の試料Wの外側部には,たとえばシリコン製のフォーカスリング132が設けられており,絶縁体133により静電吸着装置131と絶縁される。電極の外側には電極外周カバー134を設けてある。絶縁体133,電極外周カバー134にはアルミナや石英を用いるのが好適である。さらに,処理室下部の内面には下部カバー135が設けてある。
【0024】
本実施例によるプラズマエッチング装置は以上のように構成されており,このプラズマエッチング装置を用いて,たとえばシリコン酸化膜のエッチングを行う場合の具体的なプロセスを,図1を用いて説明する。
【0025】
まず,処理の対象物であるウエハWは,図示していない試料搬入機構から処理室100に搬入された後,下部電極130の上に載置・吸着され,必要に応じて下部電極の高さが調整されて所定のギャップに設定される。ついで,処理室100内に試料Wのエッチング処理に必要なガス,たとえばC4F8とArとO2が,ガス供給手段117からプレート115を通して処理室100に供給される。同時に,処理室100は真空排気系106により所定の処理圧力になるように調整される。
【0026】
次に,アンテナ電源121からの450MHzの電力供給により電磁波が放射される。そして,磁場形成手段101により処理室100の内部に形成される160ガウス(450MHzに対する電子サイクロトロン磁場強度)の概略水平な磁場との相互作用により処理室100内にプラズマPが生成され,処理ガスが解離されてイオン・ラジカルが発生する。さらに,アンテナバイアス電源122からのアンテナバイアス電力や下部電極からのバイアス電源141からのバイアス電力によりイオンやラジカルを制御して,ウェハWにエッチング処理を行う。そして,エッチング処理の終了にともない,電力・磁場及び処理ガスの供給を停止してエッチングを終了する。
【0027】
本実施例におけるプラズマ処理装置によるウエハのエッチング処理は上記のようにして行われる。そして,処理プロセスを繰り返すうちに処理室内部には反応生成物が徐々に堆積していき,堆積膜が剥離するなどして異物が発生するようになる。そして異物数がある管理基準(たとえばφ0.2μm異物で20個/ウエハ以下)を越えた時点で,処理室を大気開放してウエットクリーニングを行う。また,部品の消耗が一定の管理値に達した時点で部品の交換を行う。
【0028】
次にウエットクリ−ニングや部品交換などのメンテナンス作業について説明する。アンテナ110は,ヒンジ118により側壁102に取り付けられており,矢印Aの部分において側壁102と分離されて,ヒンジ118の概略水平に設置された回転軸を支点にして開放することが可能になっている。また,アンテナ電源系120のマッチング回路・フィルタ系123・124・125(以下,アンテナ電源整合系120Mとよぶ)がアンテナ110の上側に磁場形成手段101と一体に載置されており,導入端子150においてアンテナ110に対して着脱可能に接続されて分離が可能になっている。なおアンテナ電源121,アンテナバイアス電源122は装置本体とは別にケーブルで接続されている。
【0029】
メンテナンス作業の際は,まず導入端子150の接続を解除し,次に矢印(1)に示すように,磁場形成手段101及びアンテナ電源整合系120Mを一体にして上昇させて,メンテナンス作業に支障がない位置に固定する。そして,矢印(2)に示すように,アンテナ110をヒンジ118の軸の回りに概略180度(図中に破線で示す位置)まで回転させて開いた上で,メンテナンス作業を行う。作業終了後は部品類をとりつけてアンテナ110を閉めて,磁場形成手段101及びアンテナ電源整合系120Mを一体に下降させる。このときに図示しない位置決め機構により磁場形成手段101とアンテナ110の相対的な位置が決定され,導入端子150が所定位置で接続された時点で図示しない位置センサが停止位置を検出して下降が停止する。そして導入端子150を接続してメンテナンス作業が終了する。
【0030】
上記のメンテナンス作業の状況は,概略の様子を立体的に示した図2〜図3によればさらに理解が容易になるであろう。図2〜図3は,本実施例によるメンテナンスの状況を示すために,図1で示したプラズマエッチング装置の要部を斜視図により模式的に示したものであり,一部を断面で示している。真空室105に載置された側壁102の上にアンテナ110が取り付けられ,その周囲に磁場形成手段101が設置されるとともに,アンテナ110に導入端子150を介してアンテナ電源整合系120Mが載置されている。メンテナンス時には,処理室100及び真空室105を大気開放し,アンテナ110とアンテナ整合系120Mを接続する導入端子150の接続を解除する。次に図3の矢印(1)に示すように,磁場形成手段101及びアンテナ電源整合系120Mを一体にして上昇させて,メンテナンス作業に支障がない位置に固定する。そして,矢印(2)に示すように,アンテナ110をヒンジ118の軸の回りに回転させて開いて概略水平位置に保持する。そして,プレート115,リング116を矢印(3),(4)で示すように上方に取り外す。さらに,図示はしていないが,側壁インナーユニット103なども取り外す。その後は,取り外した部品の堆積膜の除去や洗浄・乾燥などの処理を行い,上記と逆の手順により部品類をとりつけて導入端子を接続して装置を復旧させる。そして,真紅引きの後に真空度・異物・エッチングレートなどの性能を確認してウエットクリーニング作業を終了する。
【0031】
上記のように,導入端子150の脱着はメンテナンス作業の開始時および終了時に必ず行われるので,この作業のメンテナンス性の確保が必要である。本発明者らの既出願では導入端子150にインナーコネクタとカップリングを用いた市販の同軸管を用いていたわけであるが,この部分にメンテナンス性の課題があり,これを改善したのが本発明の要点である。そこで,まずは従来の同軸管による導入端子について図6〜図8を用いて説明した上で,本発明によりメンテナンス性を改善した導入端子部の構造および着脱方法を図4〜図5により説明する。
【0032】
まず同軸管を用いた導入端子について説明する。図6はインナーコネクタ151を,図7はカップリング170を示す。インナーコネクタ151は同軸管の中心導体(リン青銅製)である。一方,カップリング170は銅管を用いたアースシールドであり,銅パイプ171をバンド172のネジで締付けることでアースの接続とUHF電磁波のシールドをおこなう。インナーコネクタ151とカップリング170には接触状態を確保するためのスリットがはいっている。カップリング170の大きさは,従来用いていたWX−39D(日立電線)の場合には,外径Φ45mm,長さ70mmである。
【0033】
図8に,これらを用いてアンテナ電源整合系120Mとアンテナ110を接続する従来型の同軸管導入端子150’の構造を示す。インナーコネクタ151はアンテナ110の導入接続部126に接続された中心導体152Aに固定されるともに,アンテナ電源整合系120Mの中心導体152Mに噛合して接続される。一方,カップリング170の銅パイプ171はアンテナ電源整合系120Mとアンテナ110のそれぞれのアースシールド154M,154Aに対して外側から接触して接続し,2本のバンド172をネジで締付けることで,アース接続とUHF電磁波のシールドをおこなう。メンテナンス開始時には,バンド172をゆるめて銅パイプ171をぬきとりながらインナーコネクタ151の噛合部分をずらしてアンテナ電源整合系120Mを上方に移動させてアンテナと分離する。その後は,銅パイプ171やバンド172を紛失しないようにアースシールド154Mにこれらを仮止めしておく。逆にメンテナンス終了時には,アンテナ電源整合系120Mを下降させてインナーコネクタ151の噛合を確認した上で銅パイプ171を所定の位置にセットして,バンド172が落ちないように支えながらネジを締付けてバンド172を固定することになる。
【0034】
しかしながら,こうした方法では,すでに[従来技術の解決すべき課題]として説明したように,特にカップリング170を取付ける際に,
1)バンド172をネジで締付ける作業が面倒で,時間と手間がかかる。
2)バンド172をネジで締付けるさいに,パイプ171やバンド172の位置やネジの締め具合によってUHF電磁波のシールドが不十分となってノイズが発生することがある。
3)カップリング170の接続が不十分であっても接続状態を検知できないため,インターロックがかからずに装置の誤動作の原因となりうる。
極端な場合には,カップリング170自体を付け忘れたままでメンテナンス作業を完了しまうことがありうる。
といった課題があることが明らかになった。
【0035】
そこでこれらの点を改良したのが,図4,図5に示す本発明によるカップリングユニット型の導入端子150である。この方法では,同軸管のインナーコネクタ151や中心導体152A・152Mの接続は従来方法と同等であるが,アースシールド154M,154Aに対する接続を行うのにアンテナに取付けられたカップリングユニット160を用いる点が異なっている。
【0036】
カップリングユニット160は,図5に示すように,左右のユニット161L,161Rに分割可能な構造になっている。クランプ163を解除すると図示しないバネ機構によりヒンジ162を中心軸に回転するようにして開く。左右に分割されたユニット161L,161Rは,それぞれの中心部分に内面が半円形の部分を設けてあり,クランプ163を締結することにより左右の半円形の部分があわさって円筒形の空隙となるように構成されている。この円筒形の空隙の内径はアースシールド154M,154Aと外径が一致して噛合するようになっており,円筒形の空隙部分に図4で示したアースシールド154M,154Aをはさみこむようにして固定することでアースシールド同士を接続する。このさいに,アースシールド154M,154Aとの接触を確保するために,ユニット161L,161Rには半円形の部分の変形が可能なようにスリットが形成されている。またUHF帯電磁波のもれを防止する目的で,ユニット161L,161Rのお互いの接触面およびアースシールドと接触する半円形部分の上下に電磁シールド164,165が設置されている。電磁シールド164,165には,適度な剛性と弾力をもつフィンガー型やスパイラル型のEMCシールド部材が,アース接続とシールドの特性を繰返して再現性・信頼性よく保持できるので好適である。カップリングユニット160は,アースシールド154M,154Aに対して所定の位置関係に設置されており,再現よく締結できる。
【0037】
さらに,カップリングユニット160にはインターロックスイッチ166が設置されており,クランプ163により左右のユニットが締結されることでインターロックが解除されて,図4のアンテナ電源系120の投入が可能になるように構成している。このインターロック機構により,メンテナンス作業の際に作業者がカップリングユニット160の接続を忘れても,フェールセーフインターロック機構によりアンテナ電源系120への電力投入ができないようにしている。
【0038】
このようなカップリングユニットを用いることにより,従来のカップリングと比較して作業性が大幅に改善されるとともに再現性・信頼性も向上する。
【0039】
従来のカップリングでの接続作業は,銅パイプ171をバンド172で締付けるなどの煩雑な作業が必要で,およそ10分を要していた。時間がかかるだけでなく,作業の手間がかかるので作業者の負担にもなっていた。カップリングユニットを用いることで,メンテナンス作業における導入端子150の分離・接続作業はカップリングユニット160のクランプ163を解除・締結するだけに簡略化され,これはきわめて簡単な作業であり,時間も10秒程度しかかからない。
【0040】
また,従来のカップリングでは銅パイプ171の位置設定やバンド172のネジの締め具合などによりUHF電磁波ノイズが発生する問題があった。しかし,カップリングユニットを用いる場合には,カップリングユニット160とアースシールド154M,154Aの位置関係は機械的に決まるのでずれることはなく,導入端子150の接続もカップリングユニット160のクランプ163の締結により再現性よくおこなえ,さらに弾性のあるEMC電磁シールド164,165の効果とあいまって,UHF電磁波のシールドが再現性・信頼性よくおこなえてノイズが発生することもない。
【0041】
また,従来のカップリングにおいてカップリングの接続状態を検知できないため,インターロックがかけられない課題に対しても,カップリングユニットによればカップリングユニット160における接続状態をインターロックスイッチ166により検知できるので,カップリングユニット160の接続が不十分なままでメンテナンス作業を完了した場合でも,インターロック機構により装置は起動しないので装置が誤動作することはない。
【0042】
このように本発明により,従来のカップリングの課題を解決することができて,メンテナンス時の作業性の向上,作業者の負担の軽減,インターロック機構による装置動作の信頼性の向上といった効果を発現できる。そして,メンテナンス性と使い勝手にすぐれたプラズマ処理装置を実現することができ,特にウエットクリーニングや部品交換などのメンテナンス作業の効率をあげることで装置の稼働率を向上させるとともに,再現性・信頼性をも確保することができて,生産性の向上に寄与しうるプラズマ処理装置を提供することができた。
【0043】
なお,前記の各実施例では,カップリングユニットは左右の2つのユニットに分割可能な構造を示していたが,もちろんそれ以上の個数に分割してもよい。また,カップリングユニットの複数個のユニットを締結するのにクランプ機構を用いているが,複数個のユニットをお互いに押圧力をもって接触させることが要件であり,クランプ以外のたとえばバネなどの機構を用いてもよいことはいうまでもない。
【0044】
また,前記の各実施例は,いずれも有磁場UHF帯電磁波放射放電方式のプラズマ処理装置の場合であったが,放射される電磁波はUHF帯以外にも,たとえば2.45GHzのマイクロ波や,あるいは100MHz(さらにはそれより低い数10MHz)から300MHz程度までのVHF帯でもよい。また,磁場強度は,450MHzに対する電子サイクロトロン共鳴磁場強度である160ガウスの場合について説明したが,必ずしも共鳴磁場を用いる必要はなく,これよりも強い磁場やあるいは逆に数10ガウス以下の弱い磁場を用いてもよい。さらには,磁場を用いない例えば無磁場マイクロ波放電でもよい。さらに,上記以外にも,たとえば磁場を用いたマグネトロン型のプラズマ処理装置や平行平板型の容量結合方式プラズマ処理装置,あるいは誘導結合型のプラズマ処理装置などに,前記の各実施例を適用できる。
【0045】
また,前記の各実施例は,いずれも処理対象が半導体ウエハであり,これに対するエッチング処理の場合であったが,本発明はこれに限らず,例えば処理対象が液晶基板の場合にも適用でき,また処理自体もエッチングに限らず,たとえばスパッタリングややCVD処理に対しても適用可能である。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば,クランプ締結機構により締結と分割が可能な複数個のユニットからなるカップリングユニットを用いることで外周導体同士の接続・分離がクランプ締結・分離という簡略な動作で行える。
また,カップリングユニットが外周導体と押圧力をもって接触し,接触面に電磁波シールドが設置されているので電磁波の漏洩が発生しない。
また,接続部の接続状態をカップリングユニットのクランプ締結により検知して電力供給のインターロック機構を解除することにより電力供給が可能となるので,接続状態が不十分な状態で電力が供給されることがない。
【0047】
これらの結果として,プラズマ発生装置から電力を供給する接続部の着脱作業が容易になるとともに再現性・信頼性を確保できるので,メンテナンス性や使い勝手にすぐれたプラズマ処理装置を実現することができ,生産性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を有磁場UHF帯電磁波放射放電方式のプラズマエッチング装置へ適用した実施例の断面図である。
【図2】本実施例によるプラズマエッチング装置のメンテナンスの状況を立体的に示す模式図である。
【図3】本実施例によるプラズマエッチング装置のメンテナンスの状況を立体的に示す模式図である。
【図4】本発明によるカップリングユニットを用いた同軸管導入端子の構造を示す図である。
【図5】本発明によるカップリングユニットの構造を示す図である。
【図6】従来技術による同軸管のインナーコネクタの構造を示す図である。
【図7】従来技術による同軸管のカップリングの構造を示す図である。
【図8】従来技術による同軸管の導入端子の構造を示す図である。
【符号の説明】
100…処理室,101…磁場形成手段,102…側壁,105…真空室,106…真空排気系,107…圧力制御手段,110…アンテナ,120…アンテナ電源系,120M…アンテナ電源整合系,121…アンテナ電源,122…アンテナバイアス電源,126…導入接続部,130…下部電極,131…静電吸着装置,141…バイアス電源,144…静電吸着用直流電源,150…導入端子,151…インナーコネクタ,152…中心導体,154…アースシールド,160…カップリングユニット,161…分割ユニット,162…ヒンジ,163…クランプ,164…電磁シールド,165…電磁シールド,166…インターロックスイッチ,170…カップリング,171…銅パイプ,172…バンド
Claims (4)
- 内部に処理室が形成された真空容器と,前記処理室内で処理される試料を保持する電極と,前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と,前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と,前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置において,
前記接続部の外周導体の外側に,締結と分割が可能な複数個のユニットを設け、該複数個のユニットを、ヒンジを中心軸とする回転方向に分割した構造とし、前記複数個のユニットを締結機構で締結するようにし、
前記複数個のユニット同士を相互に締結して前記のそれぞれの外周導体と接触することで該中心導体および外周導体同士の両方を接続あるいは切断するカップリングユニットを構成し、
前記カップリングユニットは前記複数個のユニットを締結機構により締結することで該ユニット相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触し,また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱するように構成して,前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1に記載のプラズマ処理装置において,前記カップリングユニットは,前記複数個のユニットのお互いの接触面および前記外周導体との接触面に電磁波シールドを設置したことを特徴とするプラズマ処理装置。
- 請求項1または2のいずれかに記載のプラズマ処理装置において,前記カップリングユニットの前記複数個のユニットが相互に締結されたことを検知する検知手段を設け,締結を検知することで前記電力供給部からの電力供給のインターロックを解除して電力供給が可能となるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
- 請求項1に記載のプラズマ処理装置において,前記プラズマ発生装置の電力周波数が100MHz以上1GHz以下のVHF帯またはUHF帯であることを特徴とするプラズマ処理装置。
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