JP4704445B2 - Mounting method of matching box in plasma processing apparatus - Google Patents

Mounting method of matching box in plasma processing apparatus

Info

Publication number
JP4704445B2
JP4704445B2 JP2008007747A JP2008007747A JP4704445B2 JP 4704445 B2 JP4704445 B2 JP 4704445B2 JP 2008007747 A JP2008007747 A JP 2008007747A JP 2008007747 A JP2008007747 A JP 2008007747A JP 4704445 B2 JP4704445 B2 JP 4704445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matching
frequency power
matching box
contactor
vacuum vessel
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
Application number
JP2008007747A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008124497A (en
Inventor
勉 東浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2008007747A priority Critical patent/JP4704445B2/en
Publication of JP2008124497A publication Critical patent/JP2008124497A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4704445B2 publication Critical patent/JP4704445B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

この発明は、プラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法に関する。   The present invention relates to a method for attaching a matching box in a plasma processing apparatus.

半導体基板等の製造プロセスでは、プラズマを用いてこれらの基板に表面処理を施すプラズマ処理装置が使用されることがある。プラズマ処理装置としては、例えば、化学的気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)処理を施す装置等が知られている。プラズマ処理装置の中でも、平行平板型のプラズマ処理装置は、処理の均一性に優れ、また、装置構成も比較的簡易であることから、広く使用されている。
こうしたプラズマ処理装置には、基板の表面処理が行われる真空容器内に、高周波電力を供給して原料ガス等をプラズマ化するための電極が設けられている。
In a manufacturing process of a semiconductor substrate or the like, a plasma processing apparatus that performs surface treatment on these substrates using plasma may be used. As a plasma processing apparatus, for example, an apparatus that performs a chemical vapor deposition (CVD) process is known. Among the plasma processing apparatuses, a parallel plate type plasma processing apparatus is widely used because it is excellent in processing uniformity and has a relatively simple apparatus configuration.
In such a plasma processing apparatus, an electrode for supplying high-frequency power to turn a raw material gas or the like into plasma is provided in a vacuum vessel in which surface treatment of the substrate is performed.

また、電極に繋がる給電棒と外部の電気回路とを電気的に接続するため、マッチングボックスに配置された接触子を給電棒に嵌合させる場合がある。この場合、従来では、例えば図8に示すように、マッチングボックス70と給電棒71とを結合するための接触子70aが、当初からマッチングボックス70の外部に突設されていた。取付けの際には、接触子70aを給電棒71に設けられた嵌合穴71aに嵌め込んだ後、マッチングボックス70本体を真空容器の外壁に設けられたフレーム等にネジ止めして固定する。   In addition, in order to electrically connect the power supply rod connected to the electrode and an external electric circuit, the contact arranged in the matching box may be fitted to the power supply rod. In this case, conventionally, as shown in FIG. 8, for example, a contact 70 a for coupling the matching box 70 and the power feeding rod 71 is projected from the beginning of the matching box 70. At the time of attachment, the contactor 70a is fitted into the fitting hole 71a provided in the power supply rod 71, and then the matching box 70 main body is fixed by screwing to a frame or the like provided on the outer wall of the vacuum vessel.

インピーダンス整合器及びこれを収容したマッチングボックスは、メンテナンスや電気特性の修正などのために、プラズマ処理装置本体に対する取付けや取外しがしばしば行われることがある。   The impedance matching unit and the matching box containing the impedance matching unit are often attached to or detached from the main body of the plasma processing apparatus for maintenance or correction of electrical characteristics.

ここで、マッチングボックスに突設された接触子を給電棒に嵌合させて結合する場合には、接触子の嵌め込みをマッチングボックスのネジ止めよりも先に行わなければならなくなる。マッチングボックスは、一般に10kg〜20kg程度とかなりの重量があるため、接触子を正確に給電棒に差し込むことが困難であった。さらに、マッチングボックスをネジ止めするまでの間は、重いマッチングボックスを適切に支持しておかなければ、給電棒に強い圧迫が加わることになる。このため、マッチングボックスと給電棒とを結合する接触子や給電棒自体が破壊されやすいという問題があった。   Here, when the contact protruding from the matching box is fitted and connected to the power supply rod, the contact must be fitted before the screwing of the matching box. Since the matching box generally has a considerable weight of about 10 kg to 20 kg, it is difficult to accurately insert the contactor into the power supply rod. Furthermore, unless the heavy matching box is properly supported until the matching box is screwed, strong pressure is applied to the power supply rod. For this reason, there has been a problem that the contactor connecting the matching box and the power feed rod and the power feed rod itself are easily broken.

この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、電気回路を物理的に安定して取付可能なプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法を、提供することを目的とする。   This invention is made in view of the said actual condition, and it aims at providing the attachment method of the matching box in the plasma processing apparatus which can attach an electric circuit physically stably.

上記目的を達成するため、この発明に係るプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法は、
プラズマ化したガスを用いて基板を処理するための真空容器と、
前記真空容器内に配置されるプラズマ生成用電極と、
前記プラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源と、
前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極に伝送する給電棒と、
前記プラズマ生成用電極側への入力インピーダンスと前記高周波電源の出力インピーダンスとを整合させるための整合回路を有するマッチングボックスと、
前記整合回路における高周波電力の出力端と、前記給電棒における高周波電力の入力端との電気的接触を確立する接触器とを備えるプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法であって、
前記整合回路と前記給電棒との電気的接触が確立しない状態で、前記給電棒と前記マッチングボックスとの位置決めを行う位置決め工程と、
前記位置決め工程にて前記給電棒と前記マッチングボックスとの位置決めが完了した後に、前記接触器により前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立する接触確立工程とを備え
前記マッチングボックスは、前記接触器を差し込み可能な差込口を備え、
前記接触確立工程は、前記位置決め工程にて前記マッチングボックスが前記真空容器の外壁に取り付けられた後に、前記差込口に前記接触器を差し込むことにより、前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for attaching a matching box in the plasma processing apparatus according to the present invention is as follows.
A vacuum vessel for processing the substrate using the plasmaized gas;
An electrode for plasma generation disposed in the vacuum vessel;
A high frequency power source for generating high frequency power to be supplied to the plasma generating electrode;
A feeding rod for transmitting high-frequency power generated by the high-frequency power source to the plasma generating electrode;
A matching box having a matching circuit for matching the input impedance to the plasma generating electrode side and the output impedance of the high-frequency power source;
A method for attaching a matching box in a plasma processing apparatus, comprising: a contactor that establishes electrical contact between an output end of high-frequency power in the matching circuit and an input end of high-frequency power in the feeding rod;
In a state where electrical contact between the matching circuit and the power feeding rod is not established, a positioning step for positioning the power feeding rod and the matching box;
A contact establishment step of establishing electrical contact between the matching circuit and the power supply rod by the contactor after the positioning of the power supply rod and the matching box is completed in the positioning step ;
The matching box includes an insertion port into which the contactor can be inserted,
In the contact establishing step, after the matching box is attached to the outer wall of the vacuum vessel in the positioning step, the contactor is inserted into the insertion port, thereby electrically connecting the matching circuit and the power feeding rod. It is characterized by establishing contact .

前記プラズマ処理装置は、前記真空容器内で処理される基板を加熱するヒータを備え、
前記接触確立工程は、前記接触器により、商用電源から供給される電力を前記ヒータに提供するための電気的接触を確立する。
The plasma processing apparatus includes a heater for heating a substrate to be processed in the vacuum vessel,
The contact establishment step establishes an electrical contact for providing electric power supplied from a commercial power source to the heater by the contactor.

この発明によれば、電気回路を物理的に安定して取り付けることができる。   According to the present invention, the electric circuit can be physically and stably attached.

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置1の構成の一例を示す図である。
このプラズマ処理装置1は、上下平行に対向する電極を有する、いわゆる平行平板型プラズマ処理装置として構成され、半導体ウェハ(以下、ウェハWと称する)の表面に例えばSiO膜等を成膜する機能を有する。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a plasma processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
This plasma processing apparatus 1 is configured as a so-called parallel plate type plasma processing apparatus having electrodes that are vertically opposed to each other, and has a function of forming, for example, a SiO 2 film on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as wafer W). Have

図1を参照して、プラズマ処理装置1は、円筒形状の真空容器2を備えている。真空容器2は、アルマイト処理(陽極酸化処理)が施されたアルミニウム等の導電性材料からなる。また、真空容器2は、接地されている。   With reference to FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 includes a cylindrical vacuum vessel 2. The vacuum vessel 2 is made of a conductive material such as aluminum that has been anodized (anodized). The vacuum vessel 2 is grounded.

真空容器2の底部には、排気管3が接続されており、この排気管3はポンプ4に繋がっている。ポンプ4は、ターボ分子ポンプ(TMP)などからなる排気装置であり、真空容器2内が所定の圧力となるまで排気することができる。   An exhaust pipe 3 is connected to the bottom of the vacuum vessel 2, and the exhaust pipe 3 is connected to a pump 4. The pump 4 is an exhaust device composed of a turbo molecular pump (TMP) or the like, and can exhaust until the inside of the vacuum vessel 2 reaches a predetermined pressure.

真空容器2の下部中央には、ウェハWを載置するためのサセプタ8が設けられている。図2は、真空容器2の下部に設けられたサセプタ8等の構成の一例を示す図である。サセプタ8は例えば円柱状に形成された窒化アルミニウム(AlN)等からなり、上部表面に静電チャック10が載置固定され、真空容器2内の処理空間にプラズマを生成するための下部電極として機能する。   A susceptor 8 for mounting the wafer W is provided in the lower center of the vacuum vessel 2. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the susceptor 8 and the like provided in the lower part of the vacuum vessel 2. The susceptor 8 is made of, for example, aluminum nitride (AlN) formed in a columnar shape, and the electrostatic chuck 10 is placed and fixed on the upper surface, and functions as a lower electrode for generating plasma in the processing space in the vacuum vessel 2. To do.

静電チャック10は、例えばポリイミドフィルムからなる上下2枚の絶縁層間に、例えば銅箔板等の導電性シート10aを介在配置することにより構成され、クーロン力によってウェハWを吸着固定する。   The electrostatic chuck 10 is configured by interposing an electrically conductive sheet 10a such as a copper foil plate between two upper and lower insulating layers made of, for example, a polyimide film, and adsorbs and fixes the wafer W by Coulomb force.

サセプタ8の中には、ウェハWを所定の温度に加熱するためのヒータ11が設けられている。また、冷媒を循環させる冷却ジャケット12が、ヒータ11との間に伝熱板15を挟んで設けられている。冷却ジャケット12には、導入管13と排出管14とが接続されており、導入管13から供給された冷媒が冷却ジャケット12を通って排出管14から排出される。サセプタ8の底面は真空容器2の内壁の一部であるグランド部材2aにより支持されている。   In the susceptor 8, a heater 11 for heating the wafer W to a predetermined temperature is provided. A cooling jacket 12 for circulating the refrigerant is provided between the heater 11 and a heat transfer plate 15. An introduction pipe 13 and a discharge pipe 14 are connected to the cooling jacket 12, and the refrigerant supplied from the introduction pipe 13 is discharged from the discharge pipe 14 through the cooling jacket 12. The bottom surface of the susceptor 8 is supported by a ground member 2 a that is a part of the inner wall of the vacuum vessel 2.

サセプタ8には、例えば内部導体棒16、17a、17b及び外部導体管18が接続されている。これにより、サセプタ8は、第1の高周波電源50にて生成された高周波電力を受け、真空容器2内のウェハWにプラズマを引き込むための下部電極として機能する。   For example, internal conductor rods 16, 17 a, 17 b and an external conductor tube 18 are connected to the susceptor 8. Thus, the susceptor 8 functions as a lower electrode for receiving high frequency power generated by the first high frequency power supply 50 and drawing plasma into the wafer W in the vacuum vessel 2.

内部導体棒16は、静電チャック10が備える導電性シート10aに接続されており、第1の高周波電源50にて生成された高周波電力及び直流電源52にて生成された直流電力を伝送する。内部導体棒17a、17bはヒータ11に接続されており、商用電源53から供給された商用周波数の電力を伝送する。   The inner conductor rod 16 is connected to the conductive sheet 10 a included in the electrostatic chuck 10, and transmits high frequency power generated by the first high frequency power supply 50 and direct current power generated by the DC power supply 52. The internal conductor rods 17 a and 17 b are connected to the heater 11 and transmit commercial frequency power supplied from the commercial power supply 53.

図1に示すように、サセプタ8と第1の高周波電源50、直流電源52及び商用電源53との間には、整合回路部21を備えたマッチングボックス20が配設されている。給電棒19は真空容器2の側面外壁に引き出されており、その周縁はマッチングボックス20を取付可能に構成されている。   As shown in FIG. 1, a matching box 20 including a matching circuit unit 21 is disposed between the susceptor 8 and the first high-frequency power source 50, the DC power source 52, and the commercial power source 53. The power feeding rod 19 is drawn out to the outer side wall of the vacuum vessel 2, and the periphery thereof is configured so that the matching box 20 can be attached.

図3(a)はマッチングボックス20の構成の一例を示す正面図である。図示するように、マッチングボックス20は整合回路部21と、接触器差込部22とを備え、第1の高周波電源50や、LPF(Low Pass Filter)等からなるフィルタ回路55を介挿した直流電源52、商用電源53等に接続されている。   FIG. 3A is a front view showing an example of the configuration of the matching box 20. As shown in the figure, the matching box 20 includes a matching circuit unit 21 and a contactor insertion unit 22, and a direct current inserted through a filter circuit 55 including a first high-frequency power source 50 and an LPF (Low Pass Filter). It is connected to a power source 52, a commercial power source 53 and the like.

整合回路部21は、第1の高周波電源50側の出力インピーダンスと、下部電極であるサセプタ8側への入力インピーダンスとをマッチングさせるためのものである。また、整合回路部21は、第1の高周波電源50から受けたプラズマ引込用の電圧を、フィルタ回路55を介して直流電源52から受けた直流電圧に重畳させて出力する。   The matching circuit unit 21 is for matching the output impedance on the first high frequency power supply 50 side with the input impedance on the susceptor 8 side, which is the lower electrode. In addition, the matching circuit unit 21 superimposes the plasma drawing voltage received from the first high frequency power supply 50 on the DC voltage received from the DC power supply 52 via the filter circuit 55 and outputs the superimposed voltage.

接触器差込部22は、内部配線がモジュール化された接触器23の差込口であり、その最奥部には、給電棒19を裏側から引出可能な開口としての給電棒引出部24が設けられている。また、接触器差込部22には、接触器23に格納された各配線の引出端子と接触することで給電棒19との電気的結合を確立する電極25が、所定位置に配置されている。   The contactor insertion part 22 is an insertion port of the contactor 23 in which the internal wiring is modularized, and at the innermost part thereof, there is a power supply rod drawing part 24 as an opening through which the power supply bar 19 can be drawn from the back side. Is provided. Further, in the contactor insertion portion 22, an electrode 25 that establishes electrical coupling with the power feeding rod 19 by contacting with an extraction terminal of each wiring stored in the contactor 23 is disposed at a predetermined position. .

より具体的に、電極25は、例えば、接触器23の差込により内部導体棒16に繋がる第1の電極25aと、外部導体管18に繋がる第2の電極25bと、内部導体棒17a、17bに繋がる第3及び第4の電極25c、25dとを備えている。第1及び第2の電極25a、25bは、整合回路部21に接続されて整合回路部21の出力端として機能し、直流電圧に重畳されて伝送されるプラズマ引込用の電圧を静電チャック10に供給可能とする。但し、外部導体管18に繋がる第2の電極25bは接地されている。第3及び第4の電極25c、25dは、商用電源53に接続されており、ヒータ11に商用周波数の電力を供給可能とする。なお、商用電源53との間には、高周波電力の回り込みを防止するためのLPF等からなるフィルタ回路が設けられていてもよい。   More specifically, the electrode 25 includes, for example, a first electrode 25a connected to the inner conductor rod 16 by insertion of the contactor 23, a second electrode 25b connected to the outer conductor tube 18, and inner conductor rods 17a and 17b. And the third and fourth electrodes 25c and 25d connected to. The first and second electrodes 25a and 25b are connected to the matching circuit unit 21 and function as an output terminal of the matching circuit unit 21. The electrostatic chuck 10 applies a voltage for plasma attraction that is transmitted while being superimposed on a DC voltage. Can be supplied. However, the second electrode 25b connected to the outer conductor tube 18 is grounded. The third and fourth electrodes 25 c and 25 d are connected to a commercial power source 53 and can supply commercial frequency power to the heater 11. A filter circuit made of LPF or the like may be provided between the commercial power supply 53 and the high frequency power to prevent it from wrapping around.

図3(b)は、接触器23の内部に配置されて給電棒19と電極25とを繋ぐ配線30の一例を示す図である。図3(b)に示す接触器23には、配線30a〜30dが3次元回路として内蔵されている。配線30aは、内部導体棒16に接触するべく露設された引出端子31a−1と、第1の電極25aに接触するべく露設された31a−2に接続されている。配線30bは、外部導体管18に接触するべく露設された引出端子31b−1と、第2の電極25bに接触するべく露設された引出端子31b−2に接続されている。配線30cは、内部導体棒17aに接触するべく露設された引出端子31c−1と、第3の電極25cに接触するべく露設された引出端子31c−2に接続されている。配線30dは、内部導体棒17bに接触するべく露設された引出端子31d−1と、第4の電極25dに接触するべく露設された引出端子31d−2に接続されている。   FIG. 3B is a diagram illustrating an example of the wiring 30 that is arranged inside the contactor 23 and connects the power feeding rod 19 and the electrode 25. In the contactor 23 shown in FIG. 3B, wirings 30a to 30d are built in as a three-dimensional circuit. The wiring 30a is connected to a lead terminal 31a-1 exposed to contact the internal conductor rod 16, and 31a-2 exposed to contact the first electrode 25a. The wiring 30b is connected to an extraction terminal 31b-1 exposed to contact the outer conductor tube 18 and an extraction terminal 31b-2 exposed to contact the second electrode 25b. The wiring 30c is connected to an extraction terminal 31c-1 exposed to contact the internal conductor rod 17a and an extraction terminal 31c-2 exposed to contact the third electrode 25c. The wiring 30d is connected to an extraction terminal 31d-1 that is exposed to contact the internal conductor rod 17b and an extraction terminal 31d-2 that is exposed to contact the fourth electrode 25d.

図1に示すサセプタ8上のウェハWの載置面と対向する真空容器2の天井部には、多数のガス吐出孔を備えたシャワーヘッド5が設けられている。シャワーヘッド5の周縁はボルト等により固定され、環状に形成された絶縁部材6でカバーされている。絶縁部材6は、例えば表面にアルミナ(Al)系セラミックスといった高い耐食性を有する絶縁被膜処理が施された石英などから構成される。 A shower head 5 having a large number of gas discharge holes is provided on the ceiling of the vacuum vessel 2 facing the mounting surface of the wafer W on the susceptor 8 shown in FIG. The peripheral edge of the shower head 5 is fixed with a bolt or the like and covered with an insulating member 6 formed in an annular shape. The insulating member 6 is made of, for example, quartz whose surface is treated with an insulating coating having high corrosion resistance, such as alumina (Al 2 O 3 ) -based ceramics.

図4は、真空容器2の上部の構成の一例を詳細に示す図である。シャワーヘッド5の上方には、例えば2枚の拡散板7a、7bが配置されており、その上部に繋がれたガス管26a、26bからプラズマ生成用ガスや原料ガス等が供給される。ガス管26a、26bを含めたガス管26は、図1に示すように、バルブ27やMFC(マスフローコントローラ)28等を経由してガス供給源29に接続されており、例えば、SiH、Oといった原料ガスや、Arガス等のプラズマ生成用ガスなどを、シャワーヘッド5から真空容器2内に供給可能とする。なお、ガス管26、バルブ27、MFC28及びガス供給源29は、真空容器2内に提供するガスの種類に合わせて適宜複数設けられるが、説明を簡単にするため、図1ではそれぞれ1つずつ示している。また、拡散板7a、7bの枚数や構成は、ガス供給源29から供給されるガスの種類等に応じて適宜変更可能である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the upper part of the vacuum vessel 2 in detail. Above the shower head 5, for example, two diffusion plates 7a and 7b are disposed, and plasma generating gas, raw material gas, and the like are supplied from gas pipes 26a and 26b connected to the upper part thereof. As shown in FIG. 1, the gas pipes 26 including the gas pipes 26 a and 26 b are connected to a gas supply source 29 via a valve 27, an MFC (mass flow controller) 28, and the like, for example, SiH 4 , O It is possible to supply a source gas such as 2 or a plasma generating gas such as Ar gas into the vacuum vessel 2 from the shower head 5. Note that a plurality of gas pipes 26, valves 27, MFCs 28, and gas supply sources 29 are provided as appropriate in accordance with the type of gas provided in the vacuum vessel 2, but in order to simplify the explanation, one each is shown in FIG. Show. Further, the number and configuration of the diffusion plates 7a and 7b can be changed as appropriate according to the type of gas supplied from the gas supply source 29 and the like.

また、拡散板7bの上面中央部には、給電棒32がネジ止め等により結合されて固定されており、第2の高周波電源51にて生成された高周波電力をシャワーヘッド5に供給することで、真空容器2内に原料ガス等のプラズマを生成するための上部電極として機能させる。   In addition, a power feeding rod 32 is coupled and fixed to the center of the upper surface of the diffusion plate 7b by screwing or the like, and the high frequency power generated by the second high frequency power source 51 is supplied to the shower head 5. The vacuum vessel 2 functions as an upper electrode for generating plasma such as source gas.

真空容器2の上方には、シールドボックス33を介してインピーダンス整合器34が載置されている。インピーダンス整合器34は、第2の高周波電源51側の出力インピーダンスと、上部電極であるシャワーヘッド5側への入力インピーダンスとをマッチングさせるためのものであり、給電棒32を嵌め込んで固定するためのソケット40を備えている。   An impedance matching unit 34 is placed above the vacuum vessel 2 via a shield box 33. The impedance matching unit 34 is for matching the output impedance on the second high-frequency power source 51 side with the input impedance on the shower head 5 side that is the upper electrode, and is for fitting and fixing the power feed rod 32. Socket 40 is provided.

図5は、ソケット40と給電棒32との嵌込部分を詳細に示す図である。ソケット40は、円筒形状に成形された金属体40aの中心部に、給電棒32を嵌め込んで保持するための嵌込孔41を備えている。嵌込孔41の内壁には、例えばポリテトラフルオロエチレン[テフロン(登録商標)]等のフッ素樹脂といった、絶縁物からなる被膜層42が設けられている。即ち、給電棒32とソケット40との間は、電気的に絶縁されており、誘導結合により、交流成分の電力のみを給電棒32側に伝達するべく構成されている。また、ソケット40は、インピーダンスのリアクトル成分を補償するため、また、直流成分を絶縁するための容量C1を介して接地され、嵌込孔41に嵌め込まれた給電棒32は、容量C2を介して接地される。   FIG. 5 is a diagram showing in detail a fitting portion between the socket 40 and the power feeding rod 32. The socket 40 includes a fitting hole 41 for fitting and holding the power supply rod 32 at the center of a metal body 40a formed in a cylindrical shape. The inner wall of the fitting hole 41 is provided with a coating layer 42 made of an insulating material such as a fluororesin such as polytetrafluoroethylene [Teflon (registered trademark)]. That is, the power feed rod 32 and the socket 40 are electrically insulated, and are configured to transmit only the AC component power to the power feed rod 32 side by inductive coupling. Further, the socket 40 is grounded via a capacitor C1 for compensating for a reactor component of impedance and for insulating a direct current component, and a power feed rod 32 fitted into the fitting hole 41 is connected via a capacitor C2. Grounded.

以下に、この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置1の動作を説明する。
このプラズマ処理装置1によりウェハWを処理するため、真空容器2の上方にシールドボックス33及びインピーダンス整合器34を載置する。この際、拡散板7bに繋がる給電棒32は、インピーダンス整合器34の出力部分に設けられたソケット40の嵌込孔41に、被膜層42が介在した状態で嵌め込まれる。
The operation of the plasma processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described below.
In order to process the wafer W by the plasma processing apparatus 1, the shield box 33 and the impedance matching unit 34 are placed above the vacuum vessel 2. At this time, the power feeding rod 32 connected to the diffusion plate 7b is fitted into the fitting hole 41 of the socket 40 provided at the output portion of the impedance matching unit 34 with the coating layer 42 interposed.

また、真空容器2の側面外壁にマッチングボックス20をネジ止めにより固定する。マッチングボックス20は、図6に示すように、接触器差込部22の最奥部やフレームなどに設けられたネジ穴にてネジ止めすることにより、サセプタ8に繋がる給電棒19との間の空間的な余裕を持たせた状態で、真空容器2の側面外壁に固定される。この際、給電棒19は、給電棒引出部24から接触器差込部22に引き出されて位置決めされた状態で露設される。マッチングボックス20が真空容器2の側面外壁に固定された後、接触器23を接触器差込部22に差し込むことで、整合回路部21などからなる外部の回路と、給電棒19との電気的接触が確立される。   Further, the matching box 20 is fixed to the outer side wall of the vacuum vessel 2 by screws. As shown in FIG. 6, the matching box 20 is connected to the power supply rod 19 connected to the susceptor 8 by screwing with a screw hole provided in the innermost part of the contactor insertion part 22 or the frame. It is fixed to the outer side wall of the vacuum vessel 2 in a state having a space. At this time, the power feeding rod 19 is exposed in a state where the power feeding rod 19 is pulled out from the power feeding rod drawing portion 24 to the contactor insertion portion 22 and positioned. After the matching box 20 is fixed to the outer wall of the side surface of the vacuum vessel 2, the contactor 23 is inserted into the contactor insertion part 22, whereby an electrical circuit between the external circuit including the matching circuit part 21 and the like and the feeder rod 19 is electrically connected. Contact is established.

こうしてマッチングボックス20やインピーダンス整合器34の取付が完了すると、図示せぬロードロック室からウェハWを搬入してサセプタ8上に載置する。このとき、直流電源52にて生成された直流電圧を静電チャック10の導電性シート10aに印加することにより、ウェハWを吸着保持させる。続いてポンプ4を駆動し、真空容器2の内部を所定の真空度まで真空引きする。所定の真空度に達するとバルブ27を開き、ガス供給源29から供給される所定のガス、例えばArガスといったプラズマ生成用ガス等をMFC28により流量を制御しつつガス管26に導き、シャワーヘッド5により真空容器2内に供給して所定の圧力に維持する。   When the mounting of the matching box 20 and the impedance matching unit 34 is completed in this way, the wafer W is loaded from a load lock chamber (not shown) and placed on the susceptor 8. At this time, the wafer W is attracted and held by applying a DC voltage generated by the DC power source 52 to the conductive sheet 10 a of the electrostatic chuck 10. Subsequently, the pump 4 is driven to evacuate the inside of the vacuum vessel 2 to a predetermined degree of vacuum. When a predetermined degree of vacuum is reached, the valve 27 is opened, and a predetermined gas supplied from the gas supply source 29, for example, a plasma generating gas such as Ar gas is guided to the gas pipe 26 while controlling the flow rate by the MFC 28, and the shower head 5 Is supplied into the vacuum vessel 2 and maintained at a predetermined pressure.

また、真空容器2内をヒータ11により加熱し、ガス供給源29から所定の原料ガス、例えばSiHガスやOガスといった処理ガスを投入する。ヒータ11は、例えばウェハWの温度が400℃〜600℃内で所定のプロセス温度となるように、真空容器2内を加熱する。 Further, the inside of the vacuum vessel 2 is heated by the heater 11, and a predetermined source gas such as SiH 4 gas or O 2 gas is supplied from a gas supply source 29. For example, the heater 11 heats the inside of the vacuum container 2 so that the temperature of the wafer W becomes a predetermined process temperature within 400 ° C. to 600 ° C.

第1及び第2の高周波電源50、51を起動して高周波電力の供給を開始し、原料ガス等をプラズマ分解してウェハW上に積層膜を堆積させる。ここで、第1の高周波電源50は、ウェハWにイオンを吸引するために負のバイアス電圧を印加する。この第1の高周波電源50の周波数は、真空容器2内のプラズマイオンの振動周波数等に基づいて決定され、約10MHzを最高とし、好ましくは2MHz程度に設定する。第2の高周波電源51は、例えば27MHz〜100MHz内で所定の周波数、好ましくは60MHzの周波数を有する高周波電力を生成して出力する。   The first and second high-frequency power supplies 50 and 51 are activated to start supplying high-frequency power, and a raw material gas or the like is plasma-decomposed to deposit a laminated film on the wafer W. Here, the first high-frequency power source 50 applies a negative bias voltage to attract ions to the wafer W. The frequency of the first high-frequency power supply 50 is determined based on the vibration frequency of plasma ions in the vacuum vessel 2 and the like, and is set to about 10 MHz, preferably about 2 MHz. The second high-frequency power source 51 generates and outputs high-frequency power having a predetermined frequency, for example, a frequency of 60 MHz within a range of 27 MHz to 100 MHz, for example.

拡散板7bに繋がる給電棒32とソケット40は、それぞれに流れる交番電流によって形成される磁界の方向が一致するように配置されている。例えば、第2の高周波電源51から伝送された高周波電力によりソケット40内に交番電流が流れ、給電棒32の周方向に同心円状の磁界が形成されたとする。この場合、給電棒32に誘導起電力が生じ、上部電極であるシャワーヘッド5に高周波電力が伝送される。   The power feeding rod 32 and the socket 40 connected to the diffusion plate 7b are arranged so that the directions of magnetic fields formed by the alternating currents flowing through them match each other. For example, it is assumed that an alternating current flows in the socket 40 by the high-frequency power transmitted from the second high-frequency power source 51, and a concentric magnetic field is formed in the circumferential direction of the power feed rod 32. In this case, an induced electromotive force is generated in the power feeding rod 32, and high frequency power is transmitted to the shower head 5 which is the upper electrode.

即ち、インピーダンス整合器34の出力部分は、図7に示すトランスT1と等価な電気的特性を示し、第2の高周波電源51から供給された高周波電力を、給電棒32を通じて上部電極であるシャワーヘッド5に伝送することができる。ここでは、ソケット40がトランスT1の一次巻線に相当し、給電棒32がトランスT1の二次巻線に相当する。また、図7に示すプラズマ負荷60は、給電棒32及びシャワーヘッド5のインピーダンスや、真空容器2内の処理空間に発生したプラズマのインピーダンス等を含んでいる。   In other words, the output portion of the impedance matching unit 34 has an electrical characteristic equivalent to that of the transformer T1 shown in FIG. 7, and the high frequency power supplied from the second high frequency power supply 51 is supplied to the shower head as the upper electrode through the power supply rod 32. 5 can be transmitted. Here, the socket 40 corresponds to the primary winding of the transformer T1, and the power feed rod 32 corresponds to the secondary winding of the transformer T1. Further, the plasma load 60 shown in FIG. 7 includes impedances of the power supply rod 32 and the shower head 5, impedances of plasma generated in the processing space in the vacuum vessel 2, and the like.

このように、ソケット40と給電棒32との間は、被膜層42によって絶縁されていることから、そもそも接触抵抗を考慮する必要がなく、電気的に安定した特性で第2の高周波電源51からの高周波電力を伝送することができる。   Thus, since the socket 40 and the power supply rod 32 are insulated by the coating layer 42, it is not necessary to consider contact resistance in the first place, and the second high frequency power supply 51 has an electrically stable characteristic. High frequency power can be transmitted.

例えば、原料ガスとしてSiHガスとOガスが供給された場合、真空容器2内の処理空間では、これらのガスがイオン化して、ウェハW上にSiO膜が堆積する。積層膜の堆積が終了すると、放電電力の供給、原料ガスの導入、真空容器2内の加熱をそれぞれ停止し、真空容器2内を充分にパージして冷却した後、ウェハWを取り出す。 For example, when SiH 4 gas and O 2 gas are supplied as source gases, these gases are ionized in the processing space in the vacuum vessel 2 and a SiO 2 film is deposited on the wafer W. When deposition of the laminated film is completed, supply of discharge power, introduction of source gas, and heating in the vacuum vessel 2 are stopped, the inside of the vacuum vessel 2 is sufficiently purged and cooled, and then the wafer W is taken out.

以上説明したように、この発明によれば、真空容器2の側面外壁にマッチングボックス20を取り付ける際に、給電棒19との間に余裕を持たせた状態で固定して位置決めした後、接触器差込部22に接触器23を差し込むことで外部の回路との電気的接触が確立される。これにより、マッチングボックス20を取り付ける際に給電棒19との結合部分にかかる圧迫を軽減することができ、給電棒19や接触器23の破壊を防止して、外部の回路を物理的に安定して取り付けることができる。   As described above, according to the present invention, when the matching box 20 is attached to the outer side wall of the vacuum vessel 2, the contactor is fixed and positioned with a margin between the power supply rod 19 and the contactor. Electrical contact with an external circuit is established by inserting the contactor 23 into the insertion part 22. As a result, it is possible to reduce the pressure applied to the connecting portion with the power supply rod 19 when the matching box 20 is attached, prevent the power supply rod 19 and the contactor 23 from being destroyed, and physically stabilize the external circuit. Can be attached.

また、この発明によれば、インピーダンス整合器34の出力部分に設けられたソケット40において、絶縁物からなる被膜層42が介在した状態で、嵌込孔41に給電棒32が嵌め込まれる。これにより、給電棒32の嵌込部分での接触抵抗を考慮する必要がなく、一方、高周波電力は誘導結合により上部電極側に伝達されるので、インピーダンス整合器34等の回路を電気的に安定して取り付けることができる。   Further, according to the present invention, in the socket 40 provided at the output portion of the impedance matching device 34, the power feeding rod 32 is fitted into the fitting hole 41 with the coating layer 42 made of an insulator interposed. Thereby, it is not necessary to consider the contact resistance at the fitting portion of the power feed rod 32. On the other hand, since the high frequency power is transmitted to the upper electrode side by inductive coupling, the circuit such as the impedance matching unit 34 is electrically stable. Can be attached.

この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態では、上部電極に繋がる給電棒32を嵌め込むソケット40に被膜層42を設けるものとして説明したが、これに限定されるものではない。即ち、下部電極であるサセプタ8に繋がる給電棒19において、ソケット40と同様に構成されたソケットを用いて複数の金属体を結合するようにしてもよい。この場合、直流電源52が出力する直流電圧については、給電棒19との電気的接触により伝送するものとし、ソケットには第1の高周波電源50にて生成された高周波電力等を供給するようにすればよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, in the above-described embodiment, it has been described that the coating layer 42 is provided in the socket 40 into which the power feeding rod 32 connected to the upper electrode is fitted. However, the present invention is not limited to this. That is, in the power supply rod 19 connected to the susceptor 8 as the lower electrode, a plurality of metal bodies may be coupled using a socket configured in the same manner as the socket 40. In this case, the DC voltage output from the DC power supply 52 is transmitted by electrical contact with the power feed rod 19, and the socket is supplied with high-frequency power generated by the first high-frequency power supply 50. do it.

また、接触器23の構成は、下部電極であるサセプタ8等に電力を供給する電源の種類などに応じて任意に変更可能であり、給電棒19と外部の回路との適切な電気的接触を確立するための引出端子、電極が配置され、配線が施されたものを用いることができる。   The configuration of the contactor 23 can be arbitrarily changed according to the type of power source that supplies power to the susceptor 8 that is the lower electrode, etc., and appropriate electrical contact between the power supply rod 19 and an external circuit is achieved. It is possible to use a lead terminal and an electrode for establishing the wiring and wiring.

プラズマ処理装置1の構成も任意に変更可能であり、例えば、真空容器2の周囲に所定の磁場を発生させるためのコイルや永久磁石などを有し、電子サイクロトロン共鳴等を利用してウェハWを処理するものであってもよい。
また、この発明は、プラズマCVD処理を行うプラズマ処理装置に限定されるものではなく、シャワーヘッドやサセプタに高周波電力を供給し、半導体ウェハやLCD基板、太陽電池基板のような被処理体をプラズマ処理する装置であれば、エッチング装置、アッシング装置等にも適用することができる。
The configuration of the plasma processing apparatus 1 can also be arbitrarily changed. For example, the plasma processing apparatus 1 includes a coil or a permanent magnet for generating a predetermined magnetic field around the vacuum vessel 2, and the wafer W is formed using electron cyclotron resonance or the like. It may be processed.
In addition, the present invention is not limited to a plasma processing apparatus that performs plasma CVD processing, but supplies high frequency power to a shower head or susceptor to plasma a target object such as a semiconductor wafer, an LCD substrate, or a solar cell substrate. As long as it is a processing apparatus, it can be applied to an etching apparatus, an ashing apparatus, or the like.

この発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 真空容器の下部に設けられたサセプタ等の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of structures, such as a susceptor provided in the lower part of the vacuum vessel. (a)はマッチングボックスの構成の一例を示す正面図であり、(b)は接触器の内部配線の一例を示す図である。(A) is a front view which shows an example of a structure of a matching box, (b) is a figure which shows an example of the internal wiring of a contactor. 真空容器の上部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the upper part of a vacuum vessel. ソケットと給電棒との嵌込部分を詳細に示す図である。It is a figure which shows the fitting part of a socket and an electric power feeding rod in detail. マッチングボックスを取り付ける動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement which attaches a matching box. 第2の高周波電源からシャワーヘッドに高周波電力を伝送する経路の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the path | route which transmits high frequency electric power from a 2nd high frequency power supply to a shower head. 従来のマッチングボックスについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional matching box.

符号の説明Explanation of symbols

1 プラズマ処理装置
2 真空容器
3 排気管
4 ポンプ
5 シャワーヘッド
8 サセプタ
10 静電チャック
11 ヒータ
19、32、71 給電棒
20、70 マッチングボックス
21 整合回路部
22 接触器差込部
23 接触器
34 インピーダンス整合器
40 ソケット
41 嵌込孔
42 被膜層
50、51 高周波電源
52 直流電源
53 商用電源
C1、C2 容量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 Vacuum vessel 3 Exhaust pipe 4 Pump 5 Shower head 8 Susceptor 10 Electrostatic chuck 11 Heater 19, 32, 71 Feeding rod 20, 70 Matching box 21 Matching circuit part 22 Contactor insertion part 23 Contactor 34 Impedance Matching device 40 Socket 41 Insertion hole 42 Coating layer 50, 51 High frequency power source 52 DC power source 53 Commercial power source C1, C2 Capacity

Claims (2)

プラズマ化したガスを用いて基板を処理するための真空容器と、
前記真空容器内に配置されるプラズマ生成用電極と、
前記プラズマ生成用電極に供給される高周波電力を生成する高周波電源と、
前記高周波電源にて生成された高周波電力を前記プラズマ生成用電極に伝送する給電棒と、
前記プラズマ生成用電極側への入力インピーダンスと前記高周波電源の出力インピーダンスとを整合させるための整合回路を有するマッチングボックスと、
前記整合回路における高周波電力の出力端と、前記給電棒における高周波電力の入力端との電気的接触を確立する接触器とを備えるプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法であって、
前記整合回路と前記給電棒との電気的接触が確立しない状態で、前記給電棒と前記マッチングボックスとの位置決めを行う位置決め工程と、
前記位置決め工程にて前記給電棒と前記マッチングボックスとの位置決めが完了した後に、前記接触器により前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立する接触確立工程とを備え
前記マッチングボックスは、前記接触器を差し込み可能な差込口を備え、
前記接触確立工程は、前記位置決め工程にて前記マッチングボックスが前記真空容器の外壁に取り付けられた後に、前記差込口に前記接触器を差し込むことにより、前記整合回路と前記給電棒との電気的接触を確立する、
ことを特徴とするプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法。
A vacuum vessel for processing the substrate using the plasmaized gas;
An electrode for plasma generation disposed in the vacuum vessel;
A high frequency power source for generating high frequency power to be supplied to the plasma generating electrode;
A feeding rod for transmitting high-frequency power generated by the high-frequency power source to the plasma generating electrode;
A matching box having a matching circuit for matching the input impedance to the plasma generating electrode side and the output impedance of the high-frequency power source;
A method for attaching a matching box in a plasma processing apparatus, comprising: a contactor that establishes electrical contact between an output end of high-frequency power in the matching circuit and an input end of high-frequency power in the feeding rod;
In a state where electrical contact between the matching circuit and the power feeding rod is not established, a positioning step for positioning the power feeding rod and the matching box;
A contact establishment step of establishing electrical contact between the matching circuit and the power supply rod by the contactor after the positioning of the power supply rod and the matching box is completed in the positioning step ;
The matching box includes an insertion port into which the contactor can be inserted,
In the contact establishing step, after the matching box is attached to the outer wall of the vacuum vessel in the positioning step, the contactor is inserted into the insertion port, thereby electrically connecting the matching circuit and the power feeding rod. Establish contact,
A method for attaching a matching box in a plasma processing apparatus.
前記プラズマ処理装置は、前記真空容器内で処理される基板を加熱するヒータを備え、
前記接触確立工程は、前記接触器により、商用電源から供給される電力を前記ヒータに提供するための電気的接触を確立する、
ことを特徴とする請求項に記載のプラズマ処理装置におけるマッチングボックスの取り付け方法。
The plasma processing apparatus includes a heater for heating a substrate to be processed in the vacuum vessel,
The contact establishment step establishes an electrical contact for providing electric power supplied from a commercial power source to the heater by the contactor.
The method for attaching a matching box in the plasma processing apparatus according to claim 1 .
JP2008007747A 2008-01-17 2008-01-17 Mounting method of matching box in plasma processing apparatus Expired - Fee Related JP4704445B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008007747A JP4704445B2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Mounting method of matching box in plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008007747A JP4704445B2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Mounting method of matching box in plasma processing apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001380183A Division JP4488662B2 (en) 2001-12-13 2001-12-13 Plasma processing equipment, matching box

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008124497A JP2008124497A (en) 2008-05-29
JP4704445B2 true JP4704445B2 (en) 2011-06-15

Family

ID=39508844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008007747A Expired - Fee Related JP4704445B2 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Mounting method of matching box in plasma processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4704445B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019135182A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Holding device for holding a substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172794A (en) * 1996-12-09 1998-06-26 Kokusai Electric Co Ltd Plasma processing device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3092388B2 (en) * 1993-04-22 2000-09-25 住友金属工業株式会社 Thin film forming equipment
JP3100279B2 (en) * 1994-01-24 2000-10-16 三菱重工業株式会社 High frequency power supply method to vacuum equipment
JP2959701B2 (en) * 1994-02-17 1999-10-06 日本アンテナ株式会社 Transmission / reception facility equipment mounting mechanism
JPH11330058A (en) * 1998-05-19 1999-11-30 Tokyo Electron Ltd Plasma processor
JP4410885B2 (en) * 1999-10-15 2010-02-03 株式会社アルバック Parallel plate type reactive ion etching system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10172794A (en) * 1996-12-09 1998-06-26 Kokusai Electric Co Ltd Plasma processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008124497A (en) 2008-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6330087B2 (en) Substrate support with symmetrical feeding structure
KR102539151B1 (en) Substrate processing method
JP5657262B2 (en) Plasma processing equipment
JP4236329B2 (en) Plasma processing equipment
JP6219229B2 (en) Heater feeding mechanism
TWI339413B (en) Plasma processing unit and high-frequency electric power supplying unit
TW201735215A (en) Electrostatic chuck mechanism and semiconductor processing device
JP2003179045A (en) Plasma treatment apparatus and controlling method thereof
JP4488662B2 (en) Plasma processing equipment, matching box
WO2000041229A1 (en) Plasma apparatus and lower electrode thereof
JP4137419B2 (en) Plasma processing equipment
JP6858656B2 (en) Power supply member and board processing device
JP4704445B2 (en) Mounting method of matching box in plasma processing apparatus
JP2010159493A (en) Plasma treatment apparatus, impedance matching device, coupler
JP4127488B2 (en) Plasma processing equipment
TW202107950A (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
KR20060037582A (en) Semiconductor manufacturing apparatus using plasma

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101221

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110210

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110309

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees