JP3730754B2

JP3730754B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP3730754B2
Application number: JP19488797A
Authority: JP
Inventors: 俊明本郷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1126191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，気密な処理室の天井部を形成する誘電体壁を介して，処理室外部に高周波アンテナを配置した誘導結合型プラズマ処理装置が提案されている。かかる装置は，処理室内に配置された下部電極上に被処理体を載置すると共に，処理室内に所定の処理ガスを導入した後，高周波アンテナに対して所定の高周波電力を印加することにより，処理ガスが解離して生成したプラズマにより，被処理体に対して所定のプラズマ処理を施す構成となっている。
【０００３】
また，最近の被処理体の大型化に対応するべく，大型の被処理体を処理することが可能な処理装置が要求されており，かかる大型化によっても，処理室内に均一な電界を形成して，均一かつ高密度のプラズマを励起させることが可能な高周波アンテナの開発が求められている。例えば，径の異なる複数の略環状の導電性線材をそれぞれ独立して放射状に配置した高周波アンテナや，導電性線材を略梯子状に形成した高周波アンテナ等が提案されている。また，これらの高周波アンテナは，上述した如く処理室内と外部とを隔てる誘電体壁上に取り付けられる構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上述の如く高周波アンテナを略環状や略梯子状等の形状に形成した場合には，次のような問題が生じることがある。例えば，上述した略環状の高周波アンテナを使用する場合には，処理室内に高密度プラズマを励起させることができるが，各高周波アンテナのそれぞれに所定の高周波電力を印加しなければならないため，高周波電力の電力分割器が必要となる。その結果，装置構成が複雑となると共に，その高周波電力の制御も非常に複雑となり，処理室内に均一な電界を形成することが非常に困難になることがある。また，かかる高周波アンテナは，隣り合う部材間で電気的な相互干渉が生じる場合があり，その相互干渉によって処理室内に均一な電界を形成することが困難となる場合がある。さらに，高周波アンテナの大型化に伴って，最も外側に配置される高周波アンテナの大きさが大きくなり，処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換が非常に困難となることがある。
【０００５】
また，例えば略梯子状の高周波アンテナを使用する場合には，上述した電力分割器を設ける必要がなく，装置構成が容易となり，かつ高周波電力の制御も容易に行うことができる。さらに，かかる高周波アンテナは，高周波アンテナを形成する部材間での電気的な相互干渉が生じることがない。しかしながら，かかる高周波アンテナは，高周波電力をその全域に渡って均一に供給することが困難であり，処理室内に形成される電界が不均一となって高密度プラズマを励起させることができない場合がある。また，上述した略環状の高周波アンテナと同様に，高周波アンテナの大型化に伴って，処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換が非常に困難となる場合がある。
【０００６】
本発明は，従来のプラズマ処理装置が有する上記のような問題点に鑑みて成されたものであり，高周波アンテナを大型化した場合でも，処理室内に均一な電界を形成して高密度プラズマを励起させることが可能であると共に，処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換を容易に行うことが可能な，新規かつ改良されたプラズマ処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は，プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され，所定の高周波電力を印加することによりプラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えたプラズマ処理装置に適用されるものである。
そして，請求項１に記載の発明は，高周波アンテナは，誘電体壁面の略中央部に配された高周波電力の給電点付近において４分岐し，４分岐した各第１，第２，第３及び第４分岐アンテナは前記給電点から周辺部に向けて四方に展開し，各第１，第２，第３及び第４分岐アンテナは，第１，第２，第３及び第４の分岐点においてそれぞれ略反対方向に２分岐し，それぞれ２分岐した各第１ａ，第１ｂ，第２ａ，第２ｂ，第３ａ，第３ｂ，第４ａ及び第４ｂ分岐アンテナは，それぞれが重ならないように前記誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
かかる構成によれば，高周波アンテナを誘電体壁面上で上述の如く展開及び分岐させ，印加された高周波電力の電流をそれら展開及び分岐方向に沿って流すようにしたことにより，一の分岐アンテナとその一の分岐アンテナに隣接して配置された他の分岐アンテナとの電流の流れ方向を略同一にすることができる。従って，一の分岐アンテナと他の分岐アンテナとの間で電気的な干渉が生じることがなく，すなわち高周波アンテナ全体でも電気的な相互干渉が生じないため，処理室内に均一な電界を形成することができ，均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。また，かかる高周波アンテナは，一の給電点から高周波電力が供給される構成であるため，例えば電力分割器を設ける必要がなく，各分岐アンテナに均一かつ所望の状態で高周波電力を供給することができる。
【０００９】
また，請求項２に記載の発明は，各第１ａ，第１ｂ，第２ａ，第２ｂ，第３ａ，第３ｂ，第４ａ及び第４ｂ分岐アンテナは，略三角形状の軌跡を描きながらその略中心方向に展開することを特徴としている。かかる構成によれば，各分岐アンテナは，略三角形状の軌跡を描きながら展開するため，さらに電気的な相互干渉の発生を防止することができると共に，誘電体壁面上に非常に密に高周波アンテナを配置することができる。その結果，処理室内にさらに均一な電界を形成することができ，さらに均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。
【００１０】
さらに，請求項３に記載の発明は，高周波アンテナは，それぞれが別体に構成された４つのユニットから構成され，それらのユニットは，給電点において所定の結合部材により結合されることを特徴としている。かかる構成によれば，高周波アンテナは，４つの別体に構成されたユニット，すなわち４つの分岐アンテナから構成されているため，高周波アンテナを大型化した場合でも，各ユニットごとに分割することが可能となり，処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換作業を容易に行うことができる。
【００１１】
また，請求項４に記載の発明は，高周波アンテナは，プラズマ処理室とは隔離されて，導電性壁面により囲まれたアンテナ室に配されることを特徴としている。かかる構成によれば，高周波アンテナは，アンテナ室内に配置されるため，高周波アンテナが処理室内のプラズマ雰囲気に曝されることがない。その結果，高周波アンテナの耐久性を大幅に向上させることができる。また，アンテナ室は，導電性壁面によって囲まれているため，高周波アンテナによって生じた電界を処理室内に所望の状態で形成させることができる。
【００１２】
さらに，請求項５に記載の発明は，アンテナ室とプラズマ処理室とは，別の圧力雰囲気に保持されることを特徴としている。かかる構成によれば，アンテナ室とプラズマ処理室とは，それぞれ別の圧力雰囲気に保持されるため，処理室内に所望の状態のプラズマを励起させることができると共に，アンテナ室内での不要なプラズマの生成を抑制することができる。その結果，アンテナ室内に配される高周波アンテナの耐久性をさらに向上させることができる。
【００１３】
また，請求項６に記載の発明は，アンテナ室には，アンテナ室内でのプラズマ励起を抑止するガスが充填されることを特徴している。かかる構成によれば，プラズマ励起を抑止するガスがアンテナ室内に充填されているため，アンテナ室内での不要なプラズマの生成を防止することができる。その結果，高周波アンテナがプラズマによって損傷を受けることがない。
また，請求項７に記載の発明は，プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され，所定の高周波電力を印加することによりプラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えたプラズマ処理装置において，高周波アンテナは，前記誘電体面の略中央に配された高周波電力の給電点から，前記誘電体壁面上に重ならないように配列され４つに分割された各ユニットに高周波を供給する構成とし，各ユニットは，それぞれ略反対方向に２分岐する分岐点を有し，それぞれの２分岐した部分は，それぞれが重ならないように誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていることを特徴としている。
このような請求項７の構成によっても，一の分岐アンテナ（又はユニット）と他の分岐アンテナ（又はユニット）との間で電気的な干渉が生じることがなく，すなわち高周波アンテナ全体でも電気的な相互干渉が生じないため，処理室内に均一な電界を形成することができ，均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。また，かかる高周波アンテナは，一の給電点から高周波電力が供給される構成であるため，例えば電力分割器を設ける必要がなく，各分岐アンテナ（又はユニット）に均一かつ所望の状態で高周波電力を供給することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に，添付図面を参照しながら，本発明にかかるプラズマ処理装置をエッチング装置に適用した，実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略することとする。
【００１５】
本実施の形態にかかるエッチング装置１００は，図１に示したように，導電性材料，例えばアルミニウムから成る気密な容器１０２を有している。この容器１０２内には，容器１０２内を気密に隔てるように配置された誘電性材料，例えばセラミックスや石英から成る誘電体壁１０４を介して，処理室１０６とアンテナ室１０８とが形成される構成となっている。また，容器１０２は，例えば処理室１０６の側面部とその底面部とを形成する第１部材１０２ａと，処理室１０６の側面部とアンテナ室１０８の側面部とを形成する第２部材１０２ｂと，アンテナ室１０８の天井部を形成する第３部材１０２ｃとから構成されている。さらに，第１部材１０２ａと第２部材１０２ｂとの係合部，および第２部材１０２ｂと第３部材１０２ｃとの係合部には，それぞれに対応するＯリング１１０，１１４が介装される構成となっている。
【００１６】
また，第２部材１０２ｂの下方の処理室１０６側面には，張り出し部１０２ｂ’が形成されており，この張り出し部１０２ｂ’と誘電体壁１０４の処理室１０６側周縁面とが気密に係合することにより，誘電体壁１０４が支持，固定される構成となっている。さらに，張り出し部１０２ｂ’と誘電体壁１０４との係合部には，Ｏリング１１２が介装される構成となっている。従って，第１部材１０２ａと第２部材１０２ｂと第３部材１０２ｃとは，それぞれ分離することができるため，エッチング装置１００のメンテナンスを容易に行うことができる。また，Ｏリング１１０，１１２，１１４が介装されているため，処理室１０６内とアンテナ室１０８内の気密性を，所望の状態で維持することができる。また，第１部材１０２ａに接続されている接地線１１６により，容器１０２全体が接地される構成となっている。
【００１７】
次に，処理室１０６内の構成について説明する。この処理室１０６内には，下部電極を構成するサセプタ１１８が配置されており，このサセプタ１１８上の載置面に，被処理体，例えばＬＣＤ用ガラス基板Ｌを載置する構成となっている。このサセプタ１１８は，導電性材料，例えばアルミニウムから構成されており，載置面以外の表面は絶縁部材１１８ａにより覆われる構成となっている。また，サセプタ１１８の底面部には，少なくともその表面が絶縁部材によって覆われた昇降軸１２０が接続されており，この昇降軸１２０を上下動させることにより，サセプタ１１８を上下方向（図１中の往復矢印方向）に自在に移動させることが可能なように構成されている。さらに，昇降軸１２０の外周を囲む位置には，気密部材から成るベローズ１２２が配置されており，このベローズ１２２は，サセプタ１１８の底面部と第１部材１０２ａの底面部とに気密に接続されている。従って，サセプタ１１８の上下動によっても，処理室１０６内の気密性が損なわれないように構成されている。
【００１８】
また，サセプタ１１８には，温度調節機構，例えば不図示のヒータや冷媒循環路１２４が内装されており，その冷媒循環路１２４には，冷媒循環路１２４内に冷媒を供給する供給管１２４ａと，冷媒循環路１２４内の冷媒を排出する排気管１２４ｂが接続されている。従って，これら温度調節機構の作動により，サセプタ１１８を介してＬＣＤ用ガラス基板Ｌの温度を，常時所望の状態に維持することができる構成となっている。さらに，サセプタ１１８の載置面には，ガス吐出孔１２６が多数形成されており，ガス供給管１２６ａを介して供給される伝熱ガスを，そのガス吐出孔１２６から吐出させることにより，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌとサセプタ１１８との伝熱効率を向上させることが可能なように構成されている。
【００１９】
また，サセプタ１１８の周囲には，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌを載置したサセプタ１１８を相対的に上方位置に移動させた際に，そのＬＣＤ用ガラス基板Ｌの上部周縁面を所定の押圧力で押圧可能なクランプ１２８が配置される構成となっている。従って，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌをサセプタ１１８上に所望の状態で固定することができると共に，サセプタ１１８を相対的に下方位置に移動させることにより，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌを搬送可能な状態にすることができる。
【００２０】
また，誘電体壁１０４の処理室１０６側面には，所定の処理ガスを処理室１０６内に吐出することが可能な誘電性材料，例えばセラミックスや石英から成る第１ガス吐出部材１３０と，第２ガス吐出部材１３２とが取り付けられている。これら第１ガス吐出部材１３０内と第２ガス吐出部材１３２内とには，それぞれに対応する第１空間部１３０ａと第２空間部１３２ａとが形成されている。また，第１ガス吐出部材１３０には，第１空間部１３０ａ内と処理室１０６内とを連通する第１貫通孔１３０ｂが多数形成されていると共に，第２ガス吐出部材１３２には，第２空間部１３２ａ内と処理室１０６内とを連通する第２貫通孔１３２ｂが多数形成される構成となっている。さらに，第１空間部１３０ａには，第１ガス供給管１３４が接続されると共に，第２空間部１３２ａには，第２ガス供給管１３６が接続されている。
【００２１】
従って，不図示のガス供給源から供給される処理ガス，例えばＳｉＨ₄は，例えば第１ガス供給管１３４を介して一旦第１空間部１３０ａ内に満たされた後，第１ガス吐出孔１３０ｂから処理室１０６内のＬＣＤ用ガラス基板Ｌ方向に吐出される構成となっている。また，処理ガス，例えばＯ₂は，例えば第２ガス供給管１３６を介して一旦第２空間部１３２ａ内に満たされた後，第２ガス吐出孔１３２ｂから上述の如くＬＣＤ用ガラス基板Ｌ方向に吐出される構成となっている。また，本実施の形態においては，第１ガス吐出部材１３０の水平方向の面積，すなわちガスの吐出面積は，例えば第２ガス吐出部材１３２の同面積よりも相対的に大きく構成されているため，第１ガス吐出部材１３０から吐出される処理ガスの吐出量は，例えば第２ガス吐出部材１３２から吐出される処理ガスの吐出量よりも相対的に多く吐出される構成となっている。
【００２２】
また，処理室１０６の底面部には，不図示の排気機構，例えば真空ポンプに接続された第１排気管１３８が連通するように接続されており，その排気機構の作動によって処理室１０６内を所定の減圧雰囲気，例えば１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒまでの任意の圧力雰囲気に維持することが可能なように構成されている。
【００２３】
次に，本実施の形態にかかるアンテナ室１０８内の構成について説明する。かかるアンテナ室１０８は，上述したように，その底面部に配置された誘電体壁１０４と，その側面部に配置された導電性材料から成る第２部材１０２ｂと，その天井部に配置された導電性材料から成る第３部材１０２ｃとによって囲われる構成となっている。従って，アンテナ室１０８は，アンテナ室１０８の処理室１０６側に配置された誘電体壁１０４以外は，導電性材料，例えばアルミニウムによって囲われる構成となっている。
【００２４】
また，第２部材１０２ｂ，すなわちアンテナ室１０８の側壁には，本実施の形態にかかる第３ガス供給管１４０と第２排気管１４２とが連通するように接続されている。かかる第３ガス供給管１４０は，不図示のガス供給源に接続されており，そのガス供給源から供給されるプラズマの励起を抑止するガス，例えばＳＦ₆が第３ガス供給管１４０を介して，アンテナ室１０８内に供給される構成となっている。従って，処理の際，アンテナ室１０８内の不要なプラズマの励起を防止することができるため，例えば後述する高周波アンテナ１４４がプラズマによって損傷を受けることがない。その結果，高周波アンテナ１４４等の寿命を大幅に延長させることができる。
【００２５】
また，アンテナ室１０８内に供給されたＳＦ₆は，不図示の排気機構，例えば真空ポンプに接続された第２排気管１４２から排気されるように構成されている。従って，アンテナ室１０８内は，所定の圧力雰囲気，例えば３００ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒの任意の圧力雰囲気に維持される構成となっている。さらに，本実施の形態においては，アンテナ室１０８と処理室１０６とが，上述の如くそれぞれ独立したガス供給経路とガス排気経路とを備えているため，アンテナ室１０８内の圧力雰囲気と処理室１０６内の圧力雰囲気とを独立して制御することができる。従って，アンテナ室１０８内の圧力雰囲気と，処理室１０６内の圧力雰囲気とを，それぞれ別の圧力雰囲気に維持することが可能である。
【００２６】
次に，本実施の形態にかかる高周波アンテナ１４４の構成について，詳細に説明する。かかる高周波アンテナ１４４は，同図に示したように，アンテナ室１０８内の誘電体壁１０４上に配置される構成となっている。また，高周波アンテナ１４４は，図２に示したように，全体として略正方形の形状に形成されていると共に，それぞれ別体に構成された略正方形の４つのユニット，すなわち第１分岐アンテナ１４６と，第２分岐アンテナ１４８と，第３分岐アンテナ１５０と，第４分岐アンテナ１５２とから構成されている。
【００２７】
また，これら第１分岐アンテナ１４６と，第２分岐アンテナ１４８と，第３分岐アンテナ１５０と，第４分岐アンテナ１５２とは，図１及び図２に示したように，誘電体壁１０４のアンテナ室１０８側略中央部に配置された給電部材１５４（給電点）を中心として配置されている。この給電部材１５４は，例えば誘電体壁１０４からアンテナ室１０８の天井部，すなわち第３部材１０２ｃの略中央部を貫通してアンテナ室１０８の外部に張り出すように構成されている。また，給電部材１５４と第３部材１０２ｃとの間には，絶縁性材料から成る気密部材１５６が嵌装されている。なお，図示の例では，給電部材１５４は，上述した第１ガス供給管１３４の外周面を覆うように形成される構成となっているが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，給電部材１５４と第１ガス供給管１３４とを，それぞれ独立して設けた構成としても良いことは言うまでもない。
【００２８】
また，第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とは，略同形に形成されている。ここで，図２〜図８を参照しながら，例えば第１分岐アンテナ１４６を例に挙げ，かかる形状について説明する。まず，給電部材１５４に接続される第１結合部１４６ａからその給電部材１５４に対して略反対方向に展開し，次いでその終端の第１分岐点１４６ｂにおいて略反対方向に２分岐する。次いで，それら２分岐した第１ａ分岐アンテナ１４６ｃと第１ｂ分岐アンテナ１４６ｄとは，それぞれが重ならないように略三角形状の軌跡を描きながらその略中心方向に展開する構成となっている。また，第１ａ分岐アンテナ１４６ｃと第１ｂ分岐アンテナ１４６ｄとの終端部には，それぞれに対応する第２結合部１４６ｅ（接地点）と第３結合部１４６ｆ（接地点）とが形成される構成となっている。このように構成された第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とが，図２に示したように，上述の如く給電部材１５４を中心として誘電体壁１０４上に配置される構成となっている。従って，後述する如く高周波アンテナ１４４に所定の高周波電力が印加された場合には，その高周波電力の電流は，第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とのそれぞれに対応する展開及び分岐方向に沿って流れる構成となっている。その結果，高周波アンテナ１４４を構成する各分岐アンテナ，すなわち一の分岐アンテナとその分岐アンテナに隣接して配される他の分岐アンテナとの電流の流れ方向が，例えば一方向に統一されるため，それら一の分岐アンテナと他の分岐アンテナとの間で，電気的な相互干渉が生じることがない。なお，図３は第１分岐アンテナ１４６の平面図，図４は同底面図，図５は同正面図，図６は同背面図，図７は同右側面図，図８は同左側面図を表したものである。
【００２９】
次に，本実施の形態にかかる高周波アンテナ１４４と給電部材１５４との結合構成について，図９及び図１０を参照しながら説明する。なお，上述の如く第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とは，略同一に構成されているため，第１分岐アンテナ１４６を例に挙げて説明する。かかる第１分岐アンテナ１４６の第１結合部１４６ａは，図９に示したように，結合部材１５８と取り付けボルト１６０とに給電部材１５４に脱着自在に取り付けられ，結合される構成となっている。すなわち，結合部材１５８には，所定の段部１５８ａが形成されており，この段部１５８ａと第１結合部１４６ａとが係合する構成となっている。そして，取り付けボルト１６０を結合部材１５８に形成された貫通口１５８ｂを介して，給電部材１５４に形成された取り付け穴１５４ａ内に挿入した後，締め付けることにより，第１結合部１４６ａが給電部材１５４に結合される構成となっている。従って，第１分岐アンテナ１４６を含む高周波アンテナ１４４は，給電部材１５４から容易に着脱自在なように構成されている。
【００３０】
また，例えば図１０に示した給電部材２００のように，略板状の形状である場合には，取り付けボルト１６０を貫通口１５８ｂと給電部材２００に形成された貫通口２００ａとを介して，取り付けナット２０２に挿入した後，取り付けボルト１６０を締め付け，第１結合部１４６ａを給電部材２００に結合させる構成としても良い。さらに，第１結合部１４６ａに直接貫通口を形成し，その貫通口内に取り付けボルト１６０を挿入して，給電部材１５４や給電部材２００に結合する構成としても良いことは言うまでもない。
【００３１】
次に，高周波アンテナ１４４の接地構成について，図１及び図２を参照しながら説明する。なお，上述の如く第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とは，略同一に構成されているため，第１分岐アンテナ１４６を例に挙げて説明する。第１分岐アンテナ１４６には，上述の如く接地点を形成する第２結合部１４６ｅと第３結合部１４６ｆとが形成されている。そして，第２結合部１４６ｅには，例えばアンテナ室１０８の天井部を形成する第３部材１０２ｃに電気的に接続された第１接地部材１６２ａが接続され，第３結合部１４６ｆには，同様にして第３部材１０２ｃに電気的に接続された第２接地部材１６２ｂが接続されている。従って，第１分岐アンテナ１４６は，接地部材１６２（１６２ａ，１６２ｂ），第３部材１０２ｃ，第２部材１０２ｂ及び接地線１１６を介して接地される構成となっている。
【００３２】
次に，エッチング装置１００における高周波電力の供給構成について，図１を参照しながら説明する。上述した給電部材１５４には，第１整合器１６４を介して第１高周波電源１６６が電気的に接続されている。また，サセプタ１１８には，第２整合器１６８を介して第２高周波電源１７０が電気的に接続されている。従って，処理時には，第１高周波電源１６６からプラズマ生成用高周波電力，例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が第１整合器１６４及び給電部材１５４を介して高周波アンテナ１４４に印加されため，高周波アンテナ１４４によって処理室１０６内に形成された均一な磁界により，処理室１０６内に高密度の誘導結合プラズマが励起される構成となっている。また，第２高周波電源１７０からバイアス用高周波電力，例えば３８０ｋＨｚの高周波電力が第２整合器１６８を介して，サセプタ１１８に印加されるため，処理室１０６内で励起されたプラズマを効果的にＬＣＤ用ガラス基板Ｌに引き込むことができる。
【００３３】
次に，本実施の形態にかかるエッチング装置１００を用いて，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌに対しエッチング処理を施す場合について，図１を参照しながら説明する。まず，不図示の搬送機構によりＬＣＤ用ガラス基板Ｌをサセプタ１１８の載置面に載置した後，サセプタ１１８を上昇させてクランプ１２８によりＬＣＤ用ガラス基板Ｌの周縁部を押圧して，そのＬＣＤ用ガラス基板Ｌをサセプタ１１８上に固定する。次いで，処理室１０６内に第１ガス吐出部材１３０から例えばＳｉＨ₄を吐出させ，かつ第２ガス吐出部材１３２から例えばＯ₂を吐出させると共に，第１排気管１３８を介して処理室１０６内を真空引きすることにより，処理室１０６内を例えば１０ｍＴｏｒｒの圧力雰囲気に維持する。また，同時に，アンテナ室１０８内に第３ガス供給管１４０からＳＦ₆を供給すると共に，アンテナ室１０８内の雰囲気を第２排気管１４２を介して排気する。
【００３４】
次いで，第１高周波電源１６６から１３．５６ＭＨｚのプラズマ生成用高周波電力を本実施の形態にかかる高周波アンテナ１４４に印加することにより，誘電体壁１０４を介して処理室１０６内に均一な磁界を形成する。かかる磁界により，処理室１０６内には，高密度の誘導結合プラズマが励起されると共に，このプラズマは，第２高周波電源１７０からサセプタ１１８に対して印加される３８０ｋＨｚのバイアス用高周波電力によって，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌ上に効果的に引き込まれ，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌに対して均一な処理を施すことができる。
【００３５】
本実施の形態にかかるエッチング装置１００は，以上のように構成されており，当該装置１００を大型化し，高周波アンテナ１４４を大型化した場合でも，かかる高周波アンテナ１４４は，４つのユニット，すなわち第１分岐アンテナ１４６と第２分岐アンテナ１４８と第３分岐アンテナ１５０と第４分岐アンテナ１５２とに分割することができるため，該装置１００のメンテナンス作業や高周波アンテナ１４４の交換作業を容易に行うことができる。また，高周波アンテナ１４４を上述した特徴的な形状に構成したため，隣り合う各分岐アンテナ間で電気的な相互干渉が生じることがない。従って，かかる高周波アンテナ１４４により，処理室１０６内に均一な磁界を形成し，処理室１０６内に均一かつ高密度のプラズマを励起させることができるため，ＬＣＤ用ガラス基板Ｌに対して高選択比かつ高エッチングレートで均一なエッチング処理を施すことができる。さらに，処理室１０６内とアンテナ室１０８内とは，それぞれ別の圧力雰囲気に保持されると共に，アンテナ室１０８内には，プラズマの励起を抑止するガスが充填されるため，アンテナ室１０８内に不要なプラズマが励起されることがなく，高周波アンテナ１４４等の寿命を大幅に延長することができる。
【００３６】
以上，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり，それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
例えば，上記実施の形態において，給電部材をアンテナ室外部に張り出させた構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，高周波アンテナに高周波電力を供給可能であり，かつ高周波アンテナを固定可能であればいかなる部材であっても，本発明は実施可能である。
【００３８】
また，上記実施の形態において，容器内に単層の誘電体壁を配置した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，多層から成る誘電体壁を容器内に配置した構成としても，本発明を実施することができる。
【００３９】
さらに，上記実施の形態において，２つのガス吐出部材を設けた構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，１つ又は３つ以上のガス吐出部材を設けた構成としても，本発明は実施可能である。
【００４０】
さらにまた，上記実施の形態において，容器を分割可能な３つの部材から形成した構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，容器内のメンテナンスを行うことが可能であれば，いかなる構成としても良い。
【００４１】
また，上記実施の形態において，サセプタにバイアス用の高周波電力を印加する構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，サセプタを単に接地する構成としても本発明は実施可能である。
【００４２】
また，上記実施の形態において，エッチング装置を用いてＬＣＤ用ガラス基板に対してエッチング処理を施す例を挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，本発明は誘導結合プラズマにより被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であれば，いかなる装置であっても適用することができ，また被処理体としては半導体ウェハを用いても良いことは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば，プラズマ処理装置の大型化に伴って高周波アンテナを大型化した場合でも，アンテナ室内に配置される高周波アンテナを上述の如く構成したことにより，高周波アンテナを分割することができるため，当該装置のメンテナンス作業や高周波アンテナの交換作業などを容易に行うことができる。さらに，高周波アンテナを上述の如く構成したため，隣り合う各分岐アンテナ間で電気的な相互干渉が生じることがなく，処理室内に均一な磁界を形成することができる。その結果，処理室内に均一かつ高密度の誘導結合プラズマを励起させることができ，被処理体に対して均一なプラズマ処理を施すことができる。また，アンテナ室内と処理室内とは，それぞれ別の圧力雰囲気に維持されると共に，アンテナ室内にプラズマの励起を抑止するガスが充填されるため，アンテナ室内にプラズマが励起されることがなく，アンテナ室内の部材，例えば高周波アンテナがプラズマによって損傷を受けることがない。従って，高周波アンテナ等の寿命を，大幅に延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用することが可能なエッチング装置を示した概略的な断面図である。
【図２】図１に示したエッチング装置に適用される高周波アンテナを表した概略的な平面図である。
【図３】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な平面図である。
【図４】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な底面図である。
【図５】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な正面図である。
【図６】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な背面図である。
【図７】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な右側面図である。
【図８】図２に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な左側面図である。
【図９】図２に示した高周波アンテナの取り付け（結合）構成を説明するための概略的な説明図である。
【図１０】図９に示した高周波アンテナの取り付け（結合）構成の他の実施の形態にかかる構成を説明するための概略的な説明図である。
【符号の説明】
１００エッチング装置
１０４誘電体壁
１０６処理室
１０８アンテナ室
１１８サセプタ
１４４高周波アンテナ
１４６第１分岐アンテナ
１４８第２分岐アンテナ
１５０第３分岐アンテナ
１５２第４分岐アンテナ
１５４給電部材
１５８結合部材
１６２接地部材
ＬＬＣＤ用ガラス基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inductively coupled plasma processing apparatus has been proposed in which a high-frequency antenna is disposed outside a processing chamber via a dielectric wall that forms a ceiling portion of an airtight processing chamber. Such an apparatus places an object to be processed on a lower electrode disposed in a processing chamber, introduces a predetermined processing gas into the processing chamber, and then applies a predetermined high-frequency power to a high-frequency antenna. A predetermined plasma treatment is performed on the object to be processed by plasma generated by dissociation of the processing gas.
[0003]
In addition, in order to cope with the recent increase in size of objects to be processed, a processing apparatus capable of processing large objects to be processed is required, and even with such an increase in size, a uniform electric field is formed in the processing chamber. Therefore, the development of a high-frequency antenna that can excite uniform and high-density plasma is required. For example, a high-frequency antenna in which a plurality of substantially annular conductive wires having different diameters are radially arranged independently of each other, a high-frequency antenna in which conductive wires are formed in a substantially ladder shape, and the like have been proposed. These high-frequency antennas are configured to be mounted on a dielectric wall that separates the processing chamber from the outside as described above.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the high-frequency antenna is formed in a substantially annular shape or a substantially ladder shape as described above, the following problems may occur. For example, when the above-described substantially annular high-frequency antenna is used, a high-density plasma can be excited in the processing chamber, but a predetermined high-frequency power must be applied to each high-frequency antenna. Power divider is required. As a result, the apparatus configuration becomes complicated and the control of the high frequency power becomes very complicated, and it may be very difficult to form a uniform electric field in the processing chamber. In addition, in such a high-frequency antenna, electrical mutual interference may occur between adjacent members, and it may be difficult to form a uniform electric field in the processing chamber due to the mutual interference. Furthermore, as the size of the high-frequency antenna increases, the size of the high-frequency antenna disposed on the outermost side increases, which may make it very difficult to maintain the processing apparatus and replace the high-frequency antenna.
[0005]
For example, when a substantially ladder-shaped high-frequency antenna is used, it is not necessary to provide the above-described power divider, the device configuration is easy, and high-frequency power can be easily controlled. Further, such a high-frequency antenna does not cause electrical mutual interference between members forming the high-frequency antenna. However, it is difficult for such a high-frequency antenna to uniformly supply high-frequency power over the entire area, and the electric field formed in the processing chamber may be non-uniform, and high-density plasma may not be excited. . Further, as with the above-described substantially annular high-frequency antenna, as the size of the high-frequency antenna increases, maintenance of the processing apparatus and replacement of the high-frequency antenna may become very difficult.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems of the conventional plasma processing apparatus. Even when the high-frequency antenna is enlarged, a uniform electric field is formed in the processing chamber to generate high-density plasma. It is an object of the present invention to provide a new and improved plasma processing apparatus that can be excited and can easily perform maintenance of the processing apparatus and replacement of a high-frequency antenna.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a high-frequency antenna that is installed outside a dielectric wall surface constituting at least a part of a wall surface of a plasma processing chamber and configured to excite plasma in the plasma processing chamber by applying a predetermined high-frequency power. The present invention is applied to a plasma processing apparatus.
According to the first aspect of the present invention, the high-frequency antenna is divided into four branches in the vicinity of the feeding point of the high-frequency power disposed in the substantially central portion of the dielectric wall surface, and each of the first, second, third and fourth branches. The fourth branch antenna is located around the feed point Four towards The first, second, third and fourth branch antennas Are the first, second, third and fourth branch points. 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, and 4b branch antennas that are bifurcated in substantially opposite directions, respectively, so that they do not overlap each other. Deploy on the body wall before touching Earth It is characterized by being comprised.
[0008]
According to such a configuration, the high-frequency antenna is expanded and branched as described above on the dielectric wall surface, and the current of the applied high-frequency power is allowed to flow along the expansion and branching directions. The direction of current flow can be made substantially the same as that of other branch antennas arranged adjacent to the one branch antenna. Therefore, there is no electrical interference between one branch antenna and the other branch antenna, that is, there is no electrical mutual interference with the entire high frequency antenna, so a uniform electric field is formed in the processing chamber. It is possible to excite uniform and high-density plasma. In addition, since such a high-frequency antenna is configured such that high-frequency power is supplied from a single feeding point, for example, it is not necessary to provide a power divider, and high-frequency power can be supplied uniformly and in a desired state to each branch antenna. it can.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, each of the 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, and 4b branch antennas has a substantially triangular shape while drawing a substantially triangular locus. It is characterized by expanding in the direction. According to such a configuration, each branch antenna is developed while drawing a substantially triangular locus, so that electrical mutual interference can be further prevented and the high-frequency antenna is very densely formed on the dielectric wall surface. Can be arranged. As a result, a more uniform electric field can be formed in the processing chamber, and a more uniform and high-density plasma can be excited.
[0010]
Furthermore, the invention described in claim 3 is characterized in that the high-frequency antenna is composed of four units, each of which is configured separately, and these units are coupled at a feeding point by a predetermined coupling member. Yes. According to such a configuration, since the high-frequency antenna is composed of four separate units, that is, four branch antennas, even when the high-frequency antenna is enlarged, it can be divided into units. Thus, maintenance of the processing apparatus and replacement work of the high frequency antenna can be easily performed.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the high frequency antenna is isolated from the plasma processing chamber and is disposed in an antenna chamber surrounded by a conductive wall surface. According to such a configuration, since the high frequency antenna is arranged in the antenna chamber, the high frequency antenna is not exposed to the plasma atmosphere in the processing chamber. As a result, the durability of the high frequency antenna can be greatly improved. Further, since the antenna chamber is surrounded by the conductive wall surface, the electric field generated by the high frequency antenna can be formed in a desired state in the processing chamber.
[0012]
Furthermore, the invention described in claim 5 is characterized in that the antenna chamber and the plasma processing chamber are held in different pressure atmospheres. According to this configuration, the antenna chamber and the plasma processing chamber are maintained in different pressure atmospheres, so that plasma in a desired state can be excited in the processing chamber and unnecessary plasma in the antenna chamber can be excited. Generation can be suppressed. As a result, the durability of the high-frequency antenna disposed in the antenna room can be further improved.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that the antenna chamber is filled with a gas for suppressing plasma excitation in the antenna chamber. According to this configuration, since the gas that suppresses plasma excitation is filled in the antenna chamber, unnecessary plasma generation in the antenna chamber can be prevented. As a result, the high frequency antenna is not damaged by the plasma.
Claims 7 The invention described in 1 is provided with a high-frequency antenna that is installed outside a dielectric wall surface constituting at least a part of a wall surface of the plasma processing chamber and is configured to excite plasma in the plasma processing chamber by applying a predetermined high-frequency power. In a plasma processing apparatus equipped with a high frequency antenna, A feeding point for high-frequency power arranged substantially at the center of the dielectric surface To arrange so as not to overlap the dielectric wall It is configured to supply high frequency to each unit divided into four, Each unit is bifurcated in approximately opposite directions Has a bifurcation point, Each of the bifurcated portions is configured to be grounded after being developed on the dielectric wall surface so as not to overlap each other.
Such claims 7 Even with this configuration, there is no electrical interference between one branch antenna (or unit) and another branch antenna (or unit), that is, there is no electrical mutual interference with the entire high-frequency antenna. , A uniform electric field can be formed in the processing chamber, and uniform and high-density plasma can be excited. In addition, since such a high-frequency antenna has a configuration in which high-frequency power is supplied from one feeding point, for example, it is not necessary to provide a power divider, and high-frequency power can be uniformly and desiredly supplied to each branch antenna (or unit). Can be supplied.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments in which a plasma processing apparatus according to the present invention is applied to an etching apparatus will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0015]
As shown in FIG. 1, the etching apparatus 100 according to the present embodiment has an airtight container 102 made of a conductive material such as aluminum. In the container 102, a processing chamber 106 and an antenna chamber 108 are formed via a dielectric wall 104 made of a dielectric material such as ceramics or quartz, which is disposed so as to be airtightly separated from the container 102. It has become. The container 102 includes, for example, a first member 102a that forms a side surface portion and a bottom surface portion of the processing chamber 106, a second member 102b that forms a side surface portion of the processing chamber 106 and a side surface portion of the antenna chamber 108, And a third member 102c that forms the ceiling of the antenna chamber 108. Further, corresponding O-rings 110 and 114 are interposed in the engaging portion between the first member 102a and the second member 102b and the engaging portion between the second member 102b and the third member 102c, respectively. It has become.
[0016]
Further, an overhanging portion 102b ′ is formed on the side surface of the processing chamber 106 below the second member 102b, and the overhanging portion 102b ′ and the peripheral wall surface of the dielectric wall 104 on the processing chamber 106 side are engaged with each other in an airtight manner. Thus, the dielectric wall 104 is supported and fixed. Further, an O-ring 112 is interposed in the engaging portion between the projecting portion 102 b ′ and the dielectric wall 104. Therefore, since the first member 102a, the second member 102b, and the third member 102c can be separated from each other, maintenance of the etching apparatus 100 can be easily performed. In addition, since the O-rings 110, 112, and 114 are interposed, the airtightness in the processing chamber 106 and the antenna chamber 108 can be maintained in a desired state. Further, the entire container 102 is grounded by a ground wire 116 connected to the first member 102a.
[0017]
Next, the configuration inside the processing chamber 106 will be described. A susceptor 118 constituting a lower electrode is disposed in the processing chamber 106, and an object to be processed, for example, an LCD glass substrate L is placed on the placement surface on the susceptor 118. . The susceptor 118 is made of a conductive material such as aluminum, and the surface other than the mounting surface is covered with an insulating member 118a. Further, an elevating shaft 120 whose surface is covered with an insulating member is connected to the bottom surface of the susceptor 118. By moving the elevating shaft 120 up and down, the susceptor 118 is moved up and down (in FIG. 1). It can be moved freely in the direction of the reciprocating arrow). Further, a bellows 122 made of an airtight member is disposed at a position surrounding the outer periphery of the lifting shaft 120. The bellows 122 is airtightly connected to the bottom surface of the susceptor 118 and the bottom surface of the first member 102a. Yes. Therefore, even if the susceptor 118 moves up and down, the airtightness in the processing chamber 106 is not impaired.
[0018]
The susceptor 118 is provided with a temperature adjustment mechanism, for example, a heater and a refrigerant circulation path 124 (not shown). The refrigerant circulation path 124 includes a supply pipe 124 a for supplying refrigerant into the refrigerant circulation path 124, and An exhaust pipe 124b for discharging the refrigerant in the refrigerant circuit 124 is connected. Therefore, the operation of these temperature adjusting mechanisms allows the temperature of the LCD glass substrate L to be always maintained in a desired state via the susceptor 118. Further, a large number of gas discharge holes 126 are formed on the mounting surface of the susceptor 118, and the heat transfer gas supplied through the gas supply pipe 126a is discharged from the gas discharge holes 126, thereby being used for LCDs. The heat transfer efficiency between the glass substrate L and the susceptor 118 can be improved.
[0019]
Further, around the susceptor 118, when the susceptor 118 on which the LCD glass substrate L is placed is moved relatively upward, the upper peripheral surface of the LCD glass substrate L is pressed with a predetermined pressing force. A possible clamp 128 is arranged. Therefore, the LCD glass substrate L can be fixed on the susceptor 118 in a desired state, and the LCD glass substrate L can be transported by moving the susceptor 118 to a relatively lower position. Can do.
[0020]
Further, on the side surface of the processing chamber 106 of the dielectric wall 104, a first gas discharge member 130 made of a dielectric material capable of discharging a predetermined processing gas into the processing chamber 106, for example, ceramics or quartz, and a second A gas discharge member 132 is attached. A first space portion 130a and a second space portion 132a corresponding to the first gas discharge member 130 and the second gas discharge member 132 are formed in the first gas discharge member 130 and the second gas discharge member 132, respectively. In addition, the first gas discharge member 130 has a plurality of first through holes 130b communicating the inside of the first space 130a and the inside of the processing chamber 106, and the second gas discharge member 132 has a second through-hole 130b. A large number of second through-holes 132b communicating the space 132a and the processing chamber 106 are formed. Furthermore, a first gas supply pipe 134 is connected to the first space 130a, and a second gas supply pipe 136 is connected to the second space 132a.
[0021]
Therefore, a processing gas supplied from a gas supply source (not shown), for example, SiH _Four For example, the first space 130 a is once filled through the first gas supply pipe 134 and then discharged from the first gas discharge hole 130 b toward the LCD glass substrate L in the processing chamber 106. ing. Also, processing gas, for example O ₂ Is, for example, filled in the second space 132a through the second gas supply pipe 136 and then discharged from the second gas discharge hole 132b in the direction of the LCD glass substrate L as described above. . In the present embodiment, the horizontal area of the first gas discharge member 130, that is, the gas discharge area is configured to be relatively larger than the same area of the second gas discharge member 132, for example. The process gas discharged from the first gas discharge member 130 is discharged in a relatively larger amount than, for example, the process gas discharged from the second gas discharge member 132.
[0022]
Further, an exhaust mechanism (not shown), for example, a first exhaust pipe 138 connected to a vacuum pump is connected to the bottom surface portion of the processing chamber 106 so as to communicate with the inside of the processing chamber 106 by the operation of the exhaust mechanism. It is configured to be able to maintain a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, an arbitrary pressure atmosphere from 10 mTorr to 100 mTorr.
[0023]
Next, the configuration inside the antenna room 108 according to the present embodiment will be described. As described above, the antenna chamber 108 includes the dielectric wall 104 disposed on the bottom surface portion thereof, the second member 102b made of a conductive material disposed on the side surface portion thereof, and the conductive material disposed on the ceiling portion thereof. It is configured to be surrounded by the third member 102c made of a conductive material. Accordingly, the antenna chamber 108 is surrounded by a conductive material such as aluminum except for the dielectric wall 104 disposed on the processing chamber 106 side of the antenna chamber 108.
[0024]
Further, the third gas supply pipe 140 and the second exhaust pipe 142 according to the present embodiment are connected to the second member 102b, that is, the side wall of the antenna chamber 108 so as to communicate with each other. The third gas supply pipe 140 is connected to a gas supply source (not shown), and a gas that suppresses excitation of plasma supplied from the gas supply source, for example, SF ₆ Is supplied into the antenna chamber 108 via the third gas supply pipe 140. Accordingly, during the processing, unnecessary excitation of plasma in the antenna chamber 108 can be prevented, so that, for example, the high-frequency antenna 144 described later is not damaged by the plasma. As a result, the life of the high-frequency antenna 144 and the like can be greatly extended.
[0025]
In addition, SF supplied in the antenna room 108 ₆ Is configured to be exhausted from a second exhaust pipe 142 connected to an exhaust mechanism (not shown), for example, a vacuum pump. Accordingly, the antenna chamber 108 is configured to be maintained in a predetermined pressure atmosphere, for example, an arbitrary pressure atmosphere of 300 mTorr to 500 mTorr. Furthermore, in the present embodiment, the antenna chamber 108 and the processing chamber 106 are provided with the independent gas supply path and gas exhaust path as described above. The pressure atmosphere inside can be controlled independently. Therefore, the pressure atmosphere in the antenna chamber 108 and the pressure atmosphere in the processing chamber 106 can be maintained in different pressure atmospheres.
[0026]
Next, the configuration of the high frequency antenna 144 according to the present embodiment will be described in detail. The high frequency antenna 144 is arranged on the dielectric wall 104 in the antenna chamber 108 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2, the high-frequency antenna 144 is formed in a substantially square shape as a whole, and has four substantially square units each formed separately, that is, a first branch antenna 146, The second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 are configured.
[0027]
Further, the first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 are arranged in the antenna chamber of the dielectric wall 104 as shown in FIGS. The power supply member 154 (power supply point) disposed at a substantially central portion on the 108 side is disposed at the center. The power supply member 154 is configured to project from the dielectric wall 104 to the outside of the antenna chamber 108 through the ceiling of the antenna chamber 108, that is, the substantially central portion of the third member 102 c. An airtight member 156 made of an insulating material is fitted between the power supply member 154 and the third member 102c. In the illustrated example, the power supply member 154 is configured to cover the outer peripheral surface of the first gas supply pipe 134 described above, but the present invention is not limited to such a configuration. Needless to say, the power supply member 154 and the first gas supply pipe 134 may be provided independently of each other.
[0028]
The first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 are formed in substantially the same shape. Here, with reference to FIGS. 2 to 8, for example, the first branch antenna 146 will be described as an example, and the shape will be described. First, the first coupling portion 146a connected to the power supply member 154 is developed in a substantially opposite direction with respect to the power supply member 154, and then bifurcated in a substantially opposite direction at the first branch point 146b at the end thereof. Next, the two-branched 1a branch antenna 146c and 1b branch antenna 146d are configured to develop in a substantially central direction while drawing a substantially triangular locus so that they do not overlap each other. In addition, a second coupling portion 146e (grounding point) and a third coupling portion 146f (grounding point) corresponding to each of the terminal ends of the first a branch antenna 146c and the first b branch antenna 146d are formed. It has become. As shown in FIG. 2, the first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 configured as described above are electrically connected to the feeding member 154 as described above. The structure is arranged on the body wall 104. Therefore, when a predetermined high frequency power is applied to the high frequency antenna 144 as will be described later, the current of the high frequency power is converted into the first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna. It is the structure which flows along the expansion | deployment and branch direction corresponding to each of 152. As a result, the current flow direction between each branch antenna constituting the high-frequency antenna 144, that is, one branch antenna and another branch antenna arranged adjacent to the branch antenna is unified, for example, in one direction. There is no electrical mutual interference between the one branch antenna and the other branch antenna. 3 is a plan view of the first branch antenna 146, FIG. 4 is a bottom view thereof, FIG. 5 is a front view thereof, FIG. 6 is a rear view thereof, FIG. 7 is a right side view thereof, and FIG. It is a representation.
[0029]
Next, a coupling configuration between the high-frequency antenna 144 and the power feeding member 154 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Note that, as described above, the first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 are configured substantially the same, and therefore the first branch antenna 146 is taken as an example. explain. As shown in FIG. 9, the first coupling portion 146 a of the first branch antenna 146 is configured to be detachably attached to the power feeding member 154 and coupled to the coupling member 158 and the mounting bolt 160. That is, the coupling member 158 is formed with a predetermined step portion 158a, and the step portion 158a and the first coupling portion 146a are engaged with each other. Then, the mounting bolt 160 is inserted into the mounting hole 154a formed in the power feeding member 154 through the through-hole 158b formed in the coupling member 158 and then tightened, whereby the first coupling portion 146a is connected to the power feeding member 154. It is the composition which is combined. Therefore, the high frequency antenna 144 including the first branch antenna 146 is configured to be easily detachable from the power supply member 154.
[0030]
Further, for example, in the case of a substantially plate-like shape like the power supply member 200 shown in FIG. 10, the mounting bolt 160 is attached via the through hole 158 b and the through hole 200 a formed in the power supply member 200. After inserting into the nut 202, it is good also as a structure which fastens the attachment volt | bolt 160 and couple | bonds the 1st coupling | bond part 146a with the electric power feeding member 200. FIG. Furthermore, it goes without saying that a configuration may be adopted in which a through-hole is formed directly in the first coupling portion 146a and a mounting bolt 160 is inserted into the through-hole to couple to the power supply member 154 or the power supply member 200.
[0031]
Next, the ground configuration of the high-frequency antenna 144 will be described with reference to FIGS. Note that, as described above, the first branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152 are configured substantially the same, and therefore the first branch antenna 146 is taken as an example. explain. As described above, the first branch antenna 146 is formed with the second coupling portion 146e and the third coupling portion 146f that form the ground point. For example, a first grounding member 162a that is electrically connected to a third member 102c that forms the ceiling portion of the antenna chamber 108 is connected to the second coupling portion 146e, and similarly to the third coupling portion 146f. The second ground member 162b that is electrically connected to the third member 102c is connected. Therefore, the first branch antenna 146 is configured to be grounded via the ground member 162 (162a, 162b), the third member 102c, the second member 102b, and the ground wire 116.
[0032]
Next, a configuration for supplying high-frequency power in the etching apparatus 100 will be described with reference to FIG. A first high-frequency power source 166 is electrically connected to the above-described power supply member 154 via a first matching unit 164. The susceptor 118 is electrically connected to a second high frequency power source 170 via a second matching unit 168. Therefore, at the time of processing, the high frequency power for plasma generation, for example, the high frequency power of 13.56 MHz, for example, is applied to the high frequency antenna 144 via the first matching unit 164 and the power supply member 154 from the first high frequency power supply 166, so A high-density inductively coupled plasma is excited in the processing chamber 106 by a uniform magnetic field formed in the chamber 106. In addition, since bias high frequency power, for example, 380 kHz high frequency power is applied from the second high frequency power supply 170 to the susceptor 118 via the second matching unit 168, the plasma excited in the processing chamber 106 can be effectively displayed on the LCD. Can be drawn into the glass substrate L.
[0033]
Next, a case where an etching process is performed on the glass substrate L for LCD using the etching apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, after the LCD glass substrate L is placed on the placement surface of the susceptor 118 by a transport mechanism (not shown), the susceptor 118 is lifted and the peripheral portion of the LCD glass substrate L is pressed by the clamp 128, and the LCD The glass substrate L for use is fixed on the susceptor 118. Next, for example, SiH from the first gas discharge member 130 into the processing chamber 106. _Four And, for example, O is discharged from the second gas discharge member 132. ₂ And the inside of the processing chamber 106 is evacuated through the first exhaust pipe 138 to maintain the inside of the processing chamber 106 in a pressure atmosphere of, for example, 10 mTorr. At the same time, the third gas supply pipe 140 enters the SF into the antenna chamber 108. ₆ And the atmosphere in the antenna chamber 108 is exhausted through the second exhaust pipe 142.
[0034]
Next, a high frequency power for plasma generation of 13.56 MHz is applied from the first high frequency power source 166 to the high frequency antenna 144 according to the present embodiment, thereby forming a uniform magnetic field in the processing chamber 106 via the dielectric wall 104. To do. The magnetic field excites high-density inductively coupled plasma in the processing chamber 106, and this plasma is applied to the LCD by the bias high frequency power of 380 kHz applied from the second high frequency power supply 170 to the susceptor 118. It is effectively drawn on the glass substrate L, and the LCD glass substrate L can be uniformly processed.
[0035]
The etching apparatus 100 according to the present embodiment is configured as described above. Even when the apparatus 100 is enlarged and the high-frequency antenna 144 is enlarged, the high-frequency antenna 144 has four units, that is, first units. Since it can be divided into the branch antenna 146, the second branch antenna 148, the third branch antenna 150, and the fourth branch antenna 152, the maintenance work of the device 100 and the replacement work of the high frequency antenna 144 can be easily performed. . Further, since the high-frequency antenna 144 is configured in the above-described characteristic shape, electrical mutual interference does not occur between adjacent branch antennas. Therefore, the high-frequency antenna 144 can form a uniform magnetic field in the processing chamber 106 and excite a uniform and high-density plasma in the processing chamber 106. Therefore, the high-selectivity ratio with respect to the glass substrate L for LCD is high. In addition, a uniform etching process can be performed at a high etching rate. Further, the inside of the processing chamber 106 and the inside of the antenna chamber 108 are maintained in different pressure atmospheres, and the antenna chamber 108 is filled with a gas that suppresses plasma excitation. Unnecessary plasma is not excited, and the life of the high-frequency antenna 144 and the like can be greatly extended.
[0036]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this structure. Within the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art will be able to conceive of various changes and modifications, and these changes and modifications are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.
[0037]
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the feeding member is extended to the outside of the antenna room has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and high-frequency power can be supplied to the high-frequency antenna. The present invention can be implemented with any member as long as the high-frequency antenna can be fixed.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the single-layer dielectric wall is disposed in the container has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and a multilayer dielectric wall is provided. The present invention can also be implemented as a configuration arranged in a container.
[0039]
Furthermore, in the above embodiment, the configuration in which two gas discharge members are provided has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and one or three or more gas discharge members are provided. The present invention can be implemented even with the provided configuration.
[0040]
Furthermore, in the above-described embodiment, the structure formed from three members that can divide the container has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a structure, and maintenance inside the container is performed. Any configuration is possible as long as possible.
[0041]
In the above-described embodiment, the configuration in which the high frequency power for bias is applied to the susceptor has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention can be applied to a configuration in which the susceptor is simply grounded. The invention can be implemented.
[0042]
In the above embodiment, an example in which an etching process is performed on an LCD glass substrate using an etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention is not limited to inductive coupling. It is needless to say that any apparatus can be applied as long as it is a plasma processing apparatus that performs plasma processing on an object to be processed by plasma, and a semiconductor wafer may be used as the object to be processed.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the high-frequency antenna is increased with the increase in the size of the plasma processing apparatus, the high-frequency antenna can be divided by configuring the high-frequency antenna disposed in the antenna chamber as described above. Therefore, maintenance work of the apparatus and replacement work of the high frequency antenna can be easily performed. Furthermore, since the high-frequency antenna is configured as described above, there is no electrical mutual interference between adjacent branch antennas, and a uniform magnetic field can be formed in the processing chamber. As a result, uniform and high-density inductively coupled plasma can be excited in the processing chamber, and uniform plasma processing can be performed on the object to be processed. In addition, the antenna chamber and the processing chamber are maintained in different pressure atmospheres, and the antenna chamber is filled with a gas that suppresses excitation of the plasma. Indoor members such as high-frequency antennas are not damaged by plasma. Therefore, the lifetime of the high frequency antenna can be greatly extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an etching apparatus to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a high-frequency antenna applied to the etching apparatus shown in FIG.
3 is a schematic plan view showing one branch antenna constituting the high-frequency antenna shown in FIG. 2. FIG.
4 is a schematic bottom view showing one branch antenna constituting the high-frequency antenna shown in FIG. 2. FIG.
5 is a schematic front view showing one branch antenna constituting the high frequency antenna shown in FIG. 2; FIG.
6 is a schematic rear view showing one branch antenna constituting the high-frequency antenna shown in FIG. 2; FIG.
7 is a schematic right side view showing one branch antenna constituting the high-frequency antenna shown in FIG. 2; FIG.
8 is a schematic left side view showing one branch antenna constituting the high frequency antenna shown in FIG. 2; FIG.
9 is a schematic explanatory diagram for explaining a mounting (coupling) configuration of the high-frequency antenna shown in FIG. 2; FIG.
10 is a schematic explanatory diagram for explaining a configuration according to another embodiment of the mounting (coupling) configuration of the high-frequency antenna shown in FIG. 9. FIG.
[Explanation of symbols]
100 Etching equipment
104 Dielectric wall
106 treatment room
108 Antenna room
118 Susceptor
144 high frequency antenna
146 First branch antenna
148 Second branch antenna
150 Third branch antenna
152 4th branch antenna
154 Power supply member
158 coupling member
162 Grounding member
L Glass substrate for LCD

Claims

Inductive coupling provided with a high-frequency antenna installed outside the dielectric wall that forms at least a part of the wall of the plasma processing chamber and configured to excite plasma in the plasma processing chamber by applying a predetermined high-frequency power Type plasma processing equipment,
The high-frequency antenna is branched into four in the vicinity of a feeding point of high-frequency power arranged in a substantially central portion of the dielectric wall;
Each of the four branched first, second, third and fourth branch antennas expands in all directions from the feeding point toward the periphery;
Each of the first, second, third and fourth branch antennas bifurcates in substantially opposite directions at the first, second, third and fourth branch points, respectively;
The 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, and 4b branch antennas that are bifurcated are grounded on the dielectric wall surface so that they do not overlap each other. Is structured as follows;
An inductively coupled plasma processing apparatus.

Each of the 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, and 4b branch antennas is developed in a substantially central direction while drawing a substantially triangular locus, The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1.

The high-frequency antenna is composed of four units each configured separately, and these units are coupled by a predetermined coupling member at the feeding point. Inductively coupled plasma processing apparatus.

4. The inductively coupled type according to claim 1, wherein the high-frequency antenna is disposed in an antenna room that is isolated from the plasma processing chamber and surrounded by a conductive wall surface. Plasma processing equipment.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the antenna chamber and the plasma processing chamber are held in different pressure atmospheres.

6. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the antenna chamber is filled with a gas that suppresses plasma excitation in the antenna chamber.

Inductive coupling provided with a high-frequency antenna installed outside the dielectric wall that forms at least a part of the wall of the plasma processing chamber and configured to excite plasma in the plasma processing chamber by applying a predetermined high-frequency power Type plasma processing equipment,
The high-frequency antenna is configured to supply high-frequency power to each of the four units arranged so as not to overlap the dielectric wall surface from a high-frequency power feeding point disposed substantially at the center of the dielectric surface;
Each of the units has a bifurcation point bifurcating in a substantially opposite direction;
Each bifurcated portion is configured to be grounded after being developed on the dielectric wall surface so that they do not overlap each other;
An inductively coupled plasma processing apparatus.