JP3888120B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体部品や液晶部品、光ディスク部品や電子部品デバイスなどの製造に利用されるプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体などの電子デバイスは、一層の性能向上や低コスト化が求められており、それらの要求を実現するために、大集積化に絶え得る高精度で高速処理が可能な微細加工技術が必須となってきている。このような微細加工技術に対応する方法としては、プラズマ処理方法を利用した加工処理が一般的となっており、例えば、ドライエッチング法、スパッタリング法、プラズマCVD法などが用いられる。
【0003】
以下、上述したプラズマ処理方法のうち、特にドライエッチング法を取り上げ説明する。図2は従来のドライエッチング装置の概略図であり、特に、誘導結合型プラズマ源(以下「ICP」と称す)を有する基本構成を示す。
【0004】
以下、ICPを利用したドライエッチング法の動作手順を説明する。
【0005】
まず、真空容器1の外部に配置されたアンテナコイル2に対して、整合回路3を介し高周波電源4aから高周波電力を印加することで電界を発生させる。このアンテナコイル2から発生した電界は、高周波導入部材5による電磁界の作用効果によって、前記電界を真空容器1内に誘導する。このとき真空容器1内では、ガス供給装置6からガスが導入され、ガス排気装置7でガスが排気されており、高周波電源4bから基板8を載置する基板保持台9に高周波電力を印加することで、前記電界とガスとが反応し、真空容器1内にプラズマが発生する。このプラズマの作用によって、基板8をエッチングすることを可能としている。その際、アンテナコイル2を支持する筐体10は接地されているものとする。一般にICPは、高密度のプラズマを発生/維持させることができるという特徴があることから、現在では主流なプラズマ処理装置として利用されている。
【0006】
また、最近では、液晶表示パネルや半導体ウエハは大版化する傾向にあり、それに伴いプラズマ処理装置そのものが大型化してきており、従来技術におけるICP方式のプラズマ処理装置では、真空容器1やアンテナコイル2の外径がメーター角を越えてきている。また、アンテナコイル2に印加する電力も10kW以上の高出力が必要になってきているのが現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述する従来技術におけるプラズマ処理装置では、アンテナコイル2が大型化した場合、その形状を確保することは困難となるだけでなく、アンテナコイル2に電力を高出力で印加した際、アンテナコイル2と筐体10とを固定する絶縁部材11に電荷が蓄積され、異常放電を誘発させる要因となる可能が高くなり、真空容器1内に安定したプラズマを発生することが難しいという問題が発生することになる。
【0008】
本発明は上記従来の問題を解決するもので、アンテナコイルの形状を確保しつつ、異常放電の発生を抑制することが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載されたプラズマ処理装置は、真空容器の外部にアンテナコイルを有し、前記アンテナコイルは支持部材によって支持され、前記アンテナコイルに高周波電力を印加することでプラズマを発生させ、真空容器内に配置された基板を処理するプラズマ処理装置であって、支持部材は凹形状の部材であり、前記支持部材の高さから凹みの深さを差し引いた距離が5mm以上10mm以下であることを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1におけるプラズマ処理装置において、アンテナコイルを支持した基板に対向する面と、前記アンテナコイルの上部との距離が5mm以上10mm以下であることを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載されたプラズマ処理装置は、請求項1または2に記載のプラズマ処理装置において、支持部材は比誘電率10以上の材料であることを特徴とする。
【0012】
請求項4に記載されたプラズマ処理装置は、請求項3におけるプラズマ処理装置において、比誘電率10以上の材料が、セラミック、ガラス、フッ素系樹脂のいずれか一方の材料であることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成を示す。
【0014】
このプラズマ処理装置は、真空容器1、アンテナコイル2、整合回路3、高周波電源4a及び4b、高周波導入部材5、ガス供給装置6、ガス排気装置7、基板保持台9、筐体10、絶縁部材11、支持部材12で構成される。
【0015】
本実施形態では、図1に示すように、アンテナコイル2を支持する支持部材12として、セラミックなどの比誘電率が10以上の材料で形状が凹型の部材としている。支持部材12は、アンテナコイル2と電気的に接地される筐体10の一部との距離をd1(或いはd2)を5mmとしている。
【0016】
また、アンテナコイル2と筐体10との位置関係は、筐体10とアンテナコイル2を筐体10に支持する絶縁部材との距離r1とし、アンテナコイル2を支持し基板8に対向する筐体10の表面とアンテナコイル2の上部との距離をr2の双方とも5mmとしている。
【0017】
以下、上記のような構成と位置関係におけるプラズマ処理装置で、ドライエッチングを行う際の動作手順を説明する。
【0018】
まず、真空容器1の外部に配置されたアンテナコイル2に対して、整合回路3を介し高周波電源4aから10kWの電力を印加することで電界を発生させる。このアンテナコイル2から発生した電界は、高周波導入部材5による電磁界の作用効果によって、前記電界を真空容器1内に誘導する。このとき真空容器1内では、ガス供給装置6からガスが導入され、ガス排気装置7でガスが排気されており、高周波電源4bから基板8を載置する基板保持台9に高周波電力を印加することで、前記電界とガスとが反応し、真空容器1内にプラズマが発生する。
【0019】
上記のような装置構成でエッチングを行った結果、従来技術のようなアンテナコイル2の形状変化や異常放電が発生することなく、真空容器1内に安定したプラズマを発生することができた。
【0020】
なお、本実施形態では、特にd1及びd2の距離を5mmとし、r1及びr2の距離を5mmとした場合を示したが、それぞれ5〜10mmで実験を行った結果(図示せず)でも、良好な結果が得られた。また、本実施形態では、比誘電率が10以上の材料としてセラミックを提示したが、他の材料として、ガラスやフッ素樹脂材料であってもよい。
【0021】
以上のように、アンテナコイルを支持する凹型の支持部材を設け、アンテナコイルと電気的に接地される筐体の一部との距離を5mm以上10mm以下とすることで、真空容器内に安定したプラズマを発生させることが可能となる。また、上記に加え、筐体とアンテナコイルを筐体に支持する部材との距離を5mm以上10mm以下とし、筐体の基板に対向する表面とアンテナコイルの上部との距離を5mm以上10mm以下とした場合では、特に好適である。
【0022】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置によれば、真空容器内に比誘電率が10以上で凹型の支持部材を設けることで、真空容器内に安定したプラズマを発生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図
【図2】従来技術におけるプラズマ処理装置を示す図
【符号の説明】
1 真空容器
2 アンテナコイル
3 整合回路
4a,4b 高周波電源
5 高周波導入部材
6 ガス供給装置
7 ガス排気装置
8 基板
9 基板保持台
10 筐体
11 絶縁部材
12 支持部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus used for manufacturing semiconductor components, liquid crystal components, optical disk components, electronic component devices, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices such as semiconductors have been demanded for further performance improvement and cost reduction, and in order to realize these demands, there is a fine processing technology capable of high-precision and high-speed processing that can cease with large integration. It has become essential. As a method corresponding to such a fine processing technique, a processing using a plasma processing method is generally used, and for example, a dry etching method, a sputtering method, a plasma CVD method, or the like is used.
[0003]
Hereinafter, among the plasma processing methods described above, the dry etching method will be particularly described. FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional dry etching apparatus, and particularly shows a basic configuration having an inductively coupled plasma source (hereinafter referred to as “ICP”).
[0004]
The operation procedure of the dry etching method using ICP will be described below.
[0005]
First, an electric field is generated by applying high-frequency power from the high-
[0006]
In recent years, liquid crystal display panels and semiconductor wafers have a tendency to become larger, and accordingly, the plasma processing apparatus itself has become larger. In the conventional ICP type plasma processing apparatus, the vacuum vessel 1 and the antenna coil are increased. The outer diameter of 2 has exceeded the meter angle. In addition, the power applied to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described plasma processing apparatus according to the prior art, when the
[0008]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing the occurrence of abnormal discharge while ensuring the shape of an antenna coil.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the plasma processing apparatus according to claim 1 has an antenna coil outside a vacuum vessel, the antenna coil is supported by a support member, and high frequency power is applied to the antenna coil. A plasma processing apparatus for generating plasma and processing a substrate disposed in a vacuum vessel, wherein the support member is a concave member, and the depth of the recess is subtracted from the height of the support member. The distance is 5 mm or more and 10 mm or less.
[0010]
The plasma processing apparatus according to
[0011]
The plasma processing apparatus according to
[0012]
The plasma processing apparatus according to claim 4 is the plasma processing apparatus according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the overall configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0014]
The plasma processing apparatus includes a vacuum vessel 1, an
[0015]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0016]
The positional relationship between the
[0017]
Hereinafter, an operation procedure when dry etching is performed in the plasma processing apparatus having the above-described configuration and positional relationship will be described.
[0018]
First, an electric field is generated by applying 10 kW of power from the high-
[0019]
As a result of etching with the apparatus configuration as described above, stable plasma can be generated in the vacuum vessel 1 without the shape change or abnormal discharge of the
[0020]
In the present embodiment, the case where the distance between d 1 and d 2 is set to 5 mm and the distance between r 1 and r 2 is set to 5 mm has been shown. However, good results were obtained. In the present embodiment, ceramic is presented as a material having a relative dielectric constant of 10 or more. However, other materials may be glass or a fluororesin material.
[0021]
As described above, the concave support member for supporting the antenna coil is provided, and the distance between the antenna coil and a part of the casing that is electrically grounded is set to 5 mm or more and 10 mm or less. Plasma can be generated. In addition to the above, the distance between the housing and the member that supports the antenna coil on the housing is 5 mm or more and 10 mm or less, and the distance between the surface facing the substrate of the housing and the upper portion of the antenna coil is 5 mm or more and 10 mm or less. In this case, it is particularly preferable.
[0022]
【The invention's effect】
According to the plasma processing apparatus of the present invention, by providing a concave support member having a relative dielectric constant of 10 or more in the vacuum vessel, it is possible to generate stable plasma in the vacuum vessel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a plasma processing apparatus in the prior art.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
ドーム状に形成されたアンテナコイルに対し真空容器の反対側に筐体を備え、
前記アンテナコイルは前記筐体から突出した複数の凹型支持部材によって支持されていること
を特徴とするプラズマ処理装置。A vacuum vessel, an antenna coil disposed outside the vacuum vessel, a power source for applying high-frequency power to the antenna coil, a gas supply device for supplying gas to the vacuum vessel, and exhausting gas from the vacuum vessel A plasma processing apparatus comprising a gas exhaust device,
A housing on the opposite side of the vacuum vessel to the antenna coil formed in the dome shape,
The plasma processing apparatus, wherein the antenna coil is supported by a plurality of concave support members protruding from the casing.
を特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a distance between a bottom surface of a recess formed on a surface of the support member facing the vacuum vessel and the antenna coil is 5 mm or more and 10 mm or less.
を特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the support member is a material having a relative dielectric constant of 10 or more.
を特徴とする請求項3記載のプラズマ処理装置。4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the material having a relative dielectric constant of 10 or more is any one of ceramic, glass, and fluorine resin.
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