JP3930625B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3930625B2 JP3930625B2 JP30059397A JP30059397A JP3930625B2 JP 3930625 B2 JP3930625 B2 JP 3930625B2 JP 30059397 A JP30059397 A JP 30059397A JP 30059397 A JP30059397 A JP 30059397A JP 3930625 B2 JP3930625 B2 JP 3930625B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge tube
- plasma processing
- processing apparatus
- discharge
- plasma
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ処理装置に係わり、特に、マイクロ波によって放電室の内部でプラズマを発生させるようにしたプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造用シリコンウエハや液晶ディスプレイ用ガラス基板といった被処理物を減圧雰囲気下において処理するための装置として、マイクロ波プラズマを利用して被処理物の処理を行うマイクロ波プラズマ処理装置がある。
【0003】
このマイクロ波プラズマ処理装置の一つに、処理室から分離して配置された放電室を備え、この放電室においてマイクロ波プラズマを生成するようにした放電分離型ケミカルドライエッチング装置(以下、「CDE装置」と言う。)がある。
【0004】
図3はCDE装置の概略を示した概略構成図であり、図3に示したように従来のCDE装置は、処理室2を内部に形成する真空容器1を備えており、この真空容器1の内部には被処理物3を載置するための載置台4が設けられている。
【0005】
また、真空容器1にはガス導入管5の一端が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電体で形成された放電管6の一端が接続されている。この放電管6の他端側には反応性ガスを放電管6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられており、さらに、放電管6には、放電管6の内部にマイクロ波を供給するためのマイクロ波導波管8が接続されている。
【0006】
ここで、放電管6を形成するための誘電体としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
【0007】
そして、ガス導入口7から供給された反応性ガスは、導波管8を介して放電管6の内部に供給されたマイクロ波の照射を受けてプラズマ化され、これによって反応性ガス中に活性種が生成される。この活性種はガス導入管5を介して真空容器1内の処理室2に輸送され、載置台4の上に載置された被処理物3の表面に供給され、これによって被処理物3の表面処理が行われる。
【0008】
ところで、放電管6の内部にプラズマが発生すると、プラズマからの熱によって放電管6が加熱される。また、誘電体で形成された放電管6はプラズマによってエッチングされるが、このときのエッチング速度は放電管6の温度に依存し、放電管6の温度が高いほどエッチング速度が大きくなる。
【0009】
そこで、従来のマイクロ波プラズマ処理装置においては、放電管のエッチング速度を小さくして放電管のエッチングを抑制するために放電管を冷却している。
【0010】
図4は、従来のマイクロ波プラズマ処理装置における放電管の冷却方法の一例を説明するために、放電管6の周辺を、一部を切り欠いて示した斜視図である。図4に示したように、内部に水路11を有する金属部材12によって放電管6の周囲を覆い、この金属部材12の水路11に冷却水13を流すことによって金属部材12を水冷し、ひいては放電管6を間接的に冷却する。
【0011】
さらに、水冷した金属部材12と放電管6との間に、熱伝導を向上させるためにシリコーンゴム等の誘電体シート(図示せず)を挿入する場合もある。
【0012】
また、放電管の冷却方法の他の例としては、放電管の外側表面に窒素(N2)等の安定なガスを噴射して放電管を直接冷却する方法がある。
【0013】
なお、従来のマイクロ波プラズマ処理装置は、被処理物表面の薄膜のエッチングや、被処理物表面のレジストのアッシング等に使用されるものであり、例えばエッチングを行う場合には反応性ガスとして酸素(O2)ガス、或いは酸素にCF4、NF3等のフッ素系ガスを添加したガスが使用される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の放電管の冷却方法は、水を使った間接冷却、或いは気体による直接冷却であるため、いずれの冷却方法においても放電管の十分な冷却効果は得られなかった。
【0015】
なお、水はマイクロ波を吸収しやすい性質を有するために、冷却水を放電管に直接接触させるとマイクロ波の一部が冷却水に吸収され、投入電力に対する効率が著しく悪くなってしまう。このため、冷却水を放電管に直接接触させて冷却効率を高めるようにすることはできなかった。
【0016】
このように従来のプラズマ処理装置においては放電管の冷却効果が不十分であったため、放電管がエッチングされるとそこから不純物が発生し、この不純物は被処理物の表面まで運ばれて堆積してしまうという問題があり、また、途中のガス導入管等の内面に堆積し活性種が被処理物のエッチング速度等の特性に影響するという問題があった。
【0017】
また、エッチングによって放電管の肉厚が薄くなることで放電特性が変化し、最終的には、真空状態の放電管内部と大気圧の放電管外部との圧力差から生じる応力によって放電管の破壊が起こってしまうという問題があった
そこで、従来においては、上述した問題を回避するために放電管を定期的に交換する必要があり、このために放電管の寿命が極めて短かった。
【0018】
また、放電管を水によって冷却する場合、水がマイクロ波を吸収しやすい性質を有することから、間接冷却としてもなお投入電力に対する効率が悪くなり、また、マイクロ波の吸収で冷却水の温度上昇が起こり冷却能力が悪くなるという問題があった。
【0019】
さらに、水による間接冷却の場合には水路内部の腐食が起きやすいという問題があった。
【0020】
本発明は上述した種々の問題点に鑑みてなされたものであって、放電管のエッチングを抑制し得るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明によるプラズマ処理装置は、誘電体で形成された放電管の内部に反応性ガスを導入し、前記放電管の内部の前記反応性ガスに導波管を介してマイクロ波を照射してプラズマを発生させるようにしたプラズマ処理装置において、前記放電管の熱を液状誘電体に伝達して除去するようにした放電管冷却手段を備えていることを特徴とする。
【0022】
本発明によるプラズマ処理装置は、前記放電管冷却手段は、前記液状誘電体を前記放電管の外側表面に直接接触させるようにしたことを特徴とする。
【0023】
本発明によるプラズマ処理装置は、前記放電管冷却手段は、前記放電管の周囲に液密に填め込まれた筒状部材を備え、前記筒状部材の内側には、前記放電管の外側表面と前記筒状部材の内側表面との間に前記液状誘電体の流路を形成するための所定の凹部が形成されていることを特徴とする。
【0024】
本発明によるプラズマ処理装置は、前記液状誘電体はフッ素系熱媒体であることを特徴とする。
【0025】
本発明によるプラズマ処理装置は、前記放電管から分離して形成された処理室を備え、被処理物を載置するための載置台を前記処理室の内部に設け、前記載置台に直流電圧又は高周波電圧を印加するようにしたことを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるプラズマ処理装置について図1及び図2を参照して説明する。なお、本実施形態によるプラズマ処理装置は、放電分離型ケミカルドライエッチング装置(CDE装置)であり、図3に示した従来のCDE装置と同一の構成要素には同一の符号を付して説明する。
【0027】
図1は本実施形態によるプラズマ処理装置の概略を示した概略構成図であり、図1に示したようにこのプラズマ処理装置は、処理室2を内部に形成する真空容器1を備えており、この真空容器1の内部には被処理物3を載置するための載置台4が設けられている。
【0028】
ここで、被処理物3は、半導体製造用のシリコンウエハ、液晶表示用のガラス基板等である。
【0029】
また、真空容器1にはガス導入管5の一端が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電体で形成された放電管6の一端が接続されている。放電管6の内部には放電室10が形成されている。このように真空容器1内部の処理室2は、放電管6内部の放電室10から分離して形成されている。
【0030】
放電管6の他端側には反応性ガスを放電管6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられており、さらに、放電管6には、マイクロ波を放電管6の内部に供給するための導波管8が接続されている。
【0031】
放電管6は方形波導波管8の側面に対し放電管6を平行に配置し、放電管6の接する面に開口部を設けている。ここで、放電管6を形成するための誘電体としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
【0032】
真空容器1の底部には排気口9が形成されており、この排気口9を介して真空容器1の内部を真空ポンプ(図示せず)によって真空排気することができる。
【0033】
また、処理室2内の載置台4に、直流電源(図示せず)又は高周波電源(図示せず)によって直流電圧又は高周波電圧を印加するようにすることもできる。
【0034】
そして、ガス導入口7から供給された反応性ガスは、導波管8を介して放電管6の内部に供給されたマイクロ波の照射を受けてプラズマ化され、これによって反応性ガス中に活性種が生成される。この活性種はガス導入管5を介して真空容器1内の処理室2に輸送され、載置台4の上に載置された被処理物3の表面に供給され、これによって被処理物3の表面処理が行われる。
【0035】
さらに、本実施形態によるプラズマ処理装置は、図1において符号20で示した放電管冷却手段を備えており、この放電管冷却手段20は、冷却媒体である液状誘電体21に放電管6の熱を伝達して除去するようにしたものである。
【0036】
ここで、液状誘電体21には、フッ素系熱媒体等を使用することができ、より具体的にはフロリナート、ガルデン等を使用することができる。
【0037】
図2は、本実施形態によるプラズマ処理装置の要部である放電管冷却手段20の周辺を、一部を切り欠いて示した斜視図である。放電管冷却手段20は放電管6の周囲に填め込まれた筒状部材22を備えており、この筒状部材22の内径は放電管6の外径に略等しく、筒状部材22と放電管6との間は液密性が保たれている。
【0038】
なお、この液密性を確保するために適当なパッキン手段(図示せず)を筒状部材22と放電管6との間に介在させることができる。
【0039】
また、筒状部材22は金属材料で形成することができる。
【0040】
筒状部材22の内側には、放電管6の外側表面と筒状部材22の内側表面との間に液状誘電体21の流路23を形成するための所定の凹部24が形成されており、この凹部24は筒状部材22の内側に円環状(アニュラス状)に形成されている。
【0041】
さらに、円環状の凹部24の一方の端部には、筒状部材22の外側表面から流路23まで貫通するようにして形成された導入流路25が連通されている。また、円環状の凹部24の他方の端部には、同じく筒状部材22の外側表面から流路23まで貫通するようにして形成された排出流路26が連通されている。
【0042】
そして、放電管冷却手段20は、マイクロ波を照射してプラズマが発生する部分に液状誘電体21を直接放電管6に接するように循環させ、これによって放電管6を直接冷却する。
【0043】
ここで、恒温槽(図示せず)で液状誘電体21を循環させることによって、放電管6を任意の温度に制御することができる。
【0044】
このように本実施形態によるプラズマ処理装置においては、放電管6を冷却するための冷却媒体を液状誘電体21とすることで、マイクロ波の吸収が無くなり放電管6を冷却媒体、つまり液状誘電体21で直接冷やすことが可能になる。
【0045】
以上述べたように本実施形態によるプラズマ処理装置によれば、液状誘電体21によって放電管6を直接冷却することができるので、従来のような放電部周辺の金属部を水冷し放電管を冷却する間接冷却や気体による直接冷却と比べて放電管6の冷却効率が大幅に向上し、放電管6の温度上昇が抑えられ、ひいては放電管6のエッチング速度が低減される。
【0046】
したがって、放電管6を交換する周期、つまり放電管6の寿命が長くなると共に、放電管6から発生する不純物の量が大幅に減少する。
【0047】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によるプラズマ処理装置によれば、液状誘電体によって放電管を直接冷却することができるので、従来に比して放電管の冷却効率が大幅に向上し、放電管の温度上昇が抑えられ、ひいては放電管のエッチング速度が低減される。このため、放電管を交換する周期、つまり放電管の寿命が長くなると共に、放電管から発生する不純物の量が大幅に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるプラズマ処理装置の概略を示した概略構成図。
【図2】本発明の一実施形態によるプラズマ処理装置の要部について一部を切り欠いて示した斜視図。
【図3】従来のプラズマ処理装置の概略を示した概略構成図。
【図4】従来のプラズマ処理装置の放電管の周囲について一部を切り欠いて示した斜視図。
【符号の説明】
1 真空容器
2 処理室
3 被処理物
4 載置台
5 ガス導入管
6 放電管
7 ガス導入口
8 導波管
9 排気口
10 放電室
20 放電管冷却手段
21 液状誘電体
22 筒状部材
23 流路
24 凹部
25 導入流路
26 排出流路
Claims (4)
- 誘電体で形成された放電管の内部に反応性ガスを導入し、前記放電管の内部の前記反応性ガスに導波管を介してマイクロ波を照射してプラズマを発生させるようにしたプラズマ処理装置において、
前記放電管の熱を液状誘電体に伝達して除去するようにした放電管冷却手段を備えてなり、この放電管冷却手段における前記液状誘電体の流路は、前記導波管位置を避けて配置されており、
前記放電管冷却手段は、前記液状誘電体を前記放電管の外側表面に直接接触させるようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記放電管冷却手段は、前記放電管の周囲に液密に填め込まれた筒状部材を備え、前記筒状部材の内側には、前記放電管の外側表面と前記筒状部材の内側表面との間に前記液状誘電体の流路を形成するための所定の凹部が形成されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。
- 前記液状誘電体はフッ素系熱媒体であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記放電管の内部の放電室から分離して形成された処理室を備え、被処理物を載置するための載置台を前記処理室の内部に設け、前記載置台に直流電圧又は高周波電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30059397A JP3930625B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30059397A JP3930625B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11135485A JPH11135485A (ja) | 1999-05-21 |
JP3930625B2 true JP3930625B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=17886721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30059397A Expired - Fee Related JP3930625B2 (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3930625B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6284051B1 (en) * | 1999-05-27 | 2001-09-04 | Ag Associates (Israel) Ltd. | Cooled window |
KR100749406B1 (ko) * | 2005-08-22 | 2007-08-14 | (주)에스이 플라즈마 | 불용방전 방지를 위한 전극 구조를 갖는 대기압 플라즈마발생장치 |
JP7258435B2 (ja) * | 2019-06-17 | 2023-04-17 | 株式会社ディスコ | 冷却ジャケット及びプラズマ発生装置 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP30059397A patent/JP3930625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11135485A (ja) | 1999-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI553717B (zh) | A focusing ring and a substrate processing device provided with the focusing ring | |
KR910002451B1 (ko) | 온도제어가능 진공처리장치 | |
KR100234661B1 (ko) | 이방성 에칭장치 | |
KR101069567B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
KR20130023193A (ko) | 챔버로 가스를 방사상으로 전달하기 위한 장치 및 그 이용 방법들 | |
JPH01251735A (ja) | 静電チャック装置 | |
JP2004342703A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
US10867777B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
JP2002134417A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2008226857A (ja) | プラズマ処理方法及び装置 | |
JP3930625B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2003303812A (ja) | プラズマ処理方法及び装置 | |
JP5213741B2 (ja) | 基板製造方法 | |
JP3394263B2 (ja) | 真空処理方法及び装置 | |
JP4041722B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP4632316B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP5253237B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
JP2006332087A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JPH10308297A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP2004304035A (ja) | プラズマ発生装置 | |
JP3839570B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3839628B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JPS6025233A (ja) | 真空処理方法 | |
JP3662101B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3930691B2 (ja) | プラズマ発生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100316 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120316 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130316 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130316 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |