JP5155571B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマ処理装置に関し、例えば、容器内に電磁波を入射する窓を有するプラズマ処理装置に好適なものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus, and is suitable, for example, for a plasma processing apparatus having a window for entering an electromagnetic wave in a container.
プラズマ処理装置において、誘導結合型のプラズマ処理装置では、装置の容器内に供給したガスをプラズマ化するため、RF(Radio Frequency)入射窓を介して、容器の外部のアンテナから容器内部へ電磁波を入射している。このようなRF入射窓を有するプラズマ処理装置において、RF入射窓は、耐熱性、耐プラズマ性を考慮して、セラミクス材料が使用されている。 In an inductively coupled plasma processing apparatus, in order to turn the gas supplied into the container of the apparatus into plasma, electromagnetic waves are transmitted from an antenna outside the container to the inside of the container through an RF (Radio Frequency) incident window. Incident. In the plasma processing apparatus having such an RF incident window, a ceramic material is used for the RF incident window in consideration of heat resistance and plasma resistance.
プラズマ処理装置において、セラミクス製のRF入射窓には、電磁波の吸収や発生したプラズマによる入熱分布や冷却ファン等の冷却装置による冷却分布があり、RF入射窓内に大きな温度差が発生すると、熱応力により亀裂が生じるおそれがある。特に、近年の基板の大口径化に伴い、RF入射窓も大きくなっているため、熱応力によりRF入射窓に亀裂が生じるおそれはますます大きくなってきており、最悪の場合には、RF入射窓の破損に至ることもあり得る。 In the plasma processing apparatus, the ceramic RF entrance window has a heat input distribution due to electromagnetic wave absorption or generated plasma and a cooling distribution by a cooling device such as a cooling fan, and when a large temperature difference occurs in the RF entrance window, There is a risk of cracking due to thermal stress. In particular, as the diameter of the substrate has increased in recent years, the RF incident window has also become larger. Therefore, the risk of cracks in the RF incident window due to thermal stress is increasing. In the worst case, the RF incident window is increased. It can lead to window breakage.
RF入射窓が破損した場合には、破損したRF入射窓が容器内部に落下し、容器内部を損傷、汚染するおそれがあり、その場合には、破損したRF入射窓を容器内部から回収すると共に容器内部の清掃を行わないと、装置を通常の状態に復帰させることはできず、事後処理の復帰作業も大きな負担となることが容易に予想できる。従って、RF入射窓が破損した場合を考慮して、その破損による被害を最小限にすることが望まれている。 If the RF incident window is broken, the broken RF incident window may fall into the container, damaging and contaminating the container. In this case, the broken RF incident window is recovered from the container. If the inside of the container is not cleaned, the apparatus cannot be returned to the normal state, and it can be easily expected that the post-processing return operation will be a heavy burden. Therefore, in consideration of the case where the RF incident window is broken, it is desired to minimize the damage caused by the breakage.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、RF入射窓が破損した場合、その破損による被害を低減するラズマ処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus that reduces damage caused by breakage when an RF incident window is broken.
上記課題を解決する第1の発明に係るプラズマ処理装置は、
容器の上部開口部を閉鎖する絶縁性の窓を介して、前記窓の上方に配置したアンテナからの電磁波を前記容器内に入射して、前記容器内のガスをプラズマ化するプラズマ処理装置において、
前記窓の周縁部の下面を支持する支持部を有し、前記容器の上端面との間及び前記窓の周縁部の下面との間をOリングを介してシールする保持部材を、前記容器の上端面に取り付け、
前記窓の外周より小さい内周を有するリング部材を、前記窓の周縁部の上面に近接させて前記保持部材に取り付け、
前記支持部と前記リング部材との間に前記窓の周縁部を配置し、
前記保持部材の支持部の内周側に、前記支持部を前記容器内のプラズマから保護する保護リングを設けたことを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a first invention for solving the above-mentioned problems is
In the plasma processing apparatus for injecting electromagnetic waves from an antenna disposed above the window through the insulating window that closes the upper opening of the container into the container to convert the gas in the container into plasma,
A holding member that supports a lower surface of the peripheral edge of the window and seals between the upper end surface of the container and a lower surface of the peripheral edge of the window via an O-ring ; Attach to the top surface
A ring member having an inner circumference smaller than the outer circumference of the window is attached to the holding member in the vicinity of the upper surface of the peripheral edge of the window,
A peripheral portion of the window is disposed between the support portion and the ring member ;
A protective ring for protecting the support portion from plasma in the container is provided on the inner peripheral side of the support portion of the holding member .
上記課題を解決する第2の発明に係るプラズマ処理装置は、
容器の上部開口部を閉鎖する絶縁性の窓を介して、前記窓の上方に配置したアンテナからの電磁波を前記容器内に入射して、前記容器内のガスをプラズマ化するプラズマ処理装置において、
前記窓の周縁部の下面を支持する支持部と前記窓の外周面に近接する近接面部とを有し、前記容器の上端面との間及び前記窓の周縁部の下面との間をOリングを介してシールする保持部材を、前記容器の上端面に取り付け、
前記窓の外周面と前記近接面部との間の間隙に、弾力性があり、かつ、断熱性の高い材料からなる挿入部材を挿入すると共に、
前記窓の外周より小さい内周を有するリング部材を、前記窓の周縁部の上面に近接させて前記保持部材に取り付け、
前記支持部と前記リング部材との間に前記窓の周縁部を配置し、
前記保持部材の支持部の内周側に、前記支持部を前記容器内のプラズマから保護する保護リングを設けたことを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the plasma processing apparatus for injecting electromagnetic waves from an antenna disposed above the window through the insulating window that closes the upper opening of the container into the container to convert the gas in the container into plasma,
An O-ring having a support portion for supporting the lower surface of the peripheral edge portion of the window and a proximity surface portion close to the outer peripheral surface of the window, and between the upper end surface of the container and the lower surface of the peripheral edge portion of the window A holding member for sealing via is attached to the upper end surface of the container,
Inserting an insertion member made of a material having elasticity and high heat insulation into the gap between the outer peripheral surface of the window and the proximity surface portion,
A ring member having an inner circumference smaller than the outer circumference of the window is attached to the holding member in the vicinity of the upper surface of the peripheral edge of the window,
A peripheral portion of the window is disposed between the support portion and the ring member ;
A protective ring for protecting the support portion from plasma in the container is provided on the inner peripheral side of the support portion of the holding member .
上記課題を解決する第3の発明に係るプラズマ処理装置は、
上記第1又は第2の発明に係るプラズマ処理装置において、
前記リング部材の内周の大きさを、前記容器の内周の大きさと同等若しくはそれ以上としたことを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a third invention for solving the above-described problem is
In the first or the plasma processing apparatus according to the second invention,
The size of the inner periphery of the ring member is equal to or greater than the size of the inner periphery of the container.
上記課題を解決する第4の発明に係るプラズマ処理装置は、
上記第1〜第3のいずれかの発明に係るプラズマ処理装置において、
前記窓の周縁部の下面が前記容器の上端面に直接接触可能な部分に、弾力性があり、かつ、断熱性の高い材料からなるシート部材を挿入したことを特徴とする。
A plasma processing apparatus according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the plasma processing apparatus according to any one of the first to third inventions,
A sheet member made of a material having elasticity and high heat insulating property is inserted into a portion where the lower surface of the peripheral edge of the window can directly contact the upper end surface of the container.
第1〜第4の発明によれば、容器上端部とリング部材との間又は保持部材とリング部材との間に挟むように窓(RF入射窓)を保持したり、側方から窓を保持したりする構造であるので、窓自体に加工する必要はなく、窓が破損した場合でも、その落下をできるだけ防止して、窓破損による被害を最小限にくいとめることができる。 According to the first to fourth inventions, the window (RF incident window) is held so as to be sandwiched between the container upper end portion and the ring member or between the holding member and the ring member, or the window is held from the side. Therefore, it is not necessary to process the window itself, and even if the window is broken, it can be prevented from dropping as much as possible, and damage caused by the broken window can be minimized.
又、第1、第2の発明によれば、窓が保持部材とリング部材の間に配置されているので、保持部材を容器から取り外すことで、破損した窓を保持部材及びリング部材と共に容器から取り外すことができ、窓破損時の復帰作業が容易となる。 According to the first and second inventions, since the window is disposed between the holding member and the ring member, the damaged window is removed from the container together with the holding member and the ring member by removing the holding member from the container. It can be removed, making it easy to return when the window breaks.
プラズマ処理装置におけるRF入射窓は、端部よりも中心部の温度が高くなる傾向があるため、熱応力は、端部では周方向に引張り応力がかかり、中心部では圧縮応力がかかっている。そして、RF入射窓には端部に周方向に引張り応力がかかっていること、破損が起こる場合、端部から中心に亀裂が走り、中心部に差し掛かると周方向に回り込む傾向があることから、本発明者等は、破損時には、必ず端部に亀裂が生じた後、端部から中心部へ亀裂が成長して破損に至り、破損に至ったRF入射窓が端部領域を含む大きな破片となることを知見した。 Since the RF incident window in the plasma processing apparatus tends to have a higher temperature at the center than at the end, thermal stress is applied in the circumferential direction at the end, and compressive stress is applied at the center. And since the RF entrance window is subject to tensile stress in the circumferential direction at the end, and when breakage occurs, a crack runs from the end to the center and tends to wrap around in the circumferential direction when reaching the center. In the case of breakage, the present inventors always have cracks at the end portions, then cracks grow from the end portions to the center portion, leading to breakage, and the broken RF incident window includes large fragments including the end region. I found out that
このことから、RF入射窓の破損による被害を低減するには、RF入射窓に亀裂が生じ、破損に至ったとしても、少なくとも、破損に至ったRF入射窓の大きな破片を落下しないようにすればよく、そのためには、RF入射窓の端部を保持可能な構造を備えていれば、破損に至ったRF入射窓の大きな破片の落下を防止することができる。このような構造を備えた本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態のいくつかを以下に示し、その詳細を説明する。 Therefore, in order to reduce the damage caused by the breakage of the RF incident window, even if a crack occurs in the RF incident window and the breakage occurs, at least a large piece of the broken RF incident window should not be dropped. For that purpose, if a structure capable of holding the end of the RF incident window is provided, it is possible to prevent a large piece of the RF incident window that has been damaged from falling. Some of the embodiments of the plasma processing apparatus according to the present invention having such a structure will be described below and will be described in detail.
図1は、本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
本発明に係るプラズマ処理装置は、図1に示すように、金属製の円筒状の真空チャンバ1(容器)の内部が処理室2として構成されるものであり、真空チャンバ1の上部開口部には、絶縁性の円板状のRF入射窓3(窓)が、上部開口部を閉鎖するように配設されている。又、真空チャンバ1の下部には支持台4が備えられ、半導体等の基板5が支持台4の上面に載置される。なお、真空チャンバ1の内壁は、アルマイト処理されており、又、RF入射窓3は、アルミナ等のセラミクスにより構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus according to the present invention is configured such that the inside of a metal cylindrical vacuum chamber 1 (container) is configured as a
RF入射窓3の上方には、例えば、複数の円形リングからなる高周波アンテナ7(アンテナ)が配置されており、高周波アンテナ7には整合器8を介して、数百kHz〜数百MHzの周波数の高周波(RF)電源9が接続されている。又、真空チャンバ1には、処理室2内に所望のガスを導入するガスノズル10a、10bが設けられている。
A high-frequency antenna 7 (antenna) made up of, for example, a plurality of circular rings is disposed above the
又、基板5を支持する支持台4には、電極部12が設けられており、電極部12には整合器13を介して低周波(LF)電源14が接続されている。低周波電源14は、高周波電源9より低い周波数を電極部12に印加し、基板5にバイアス電力を印加できるようになっている。
In addition, an
上記構成のプラズマ処理装置では、高周波アンテナ7に電力を供給することにより、RF入射窓3を介して電磁波が真空チャンバ1に入射され、入射された電磁波が、ガスノズル10a、10bを介して真空チャンバ1内に導入されたガスをイオン化して、プラズマを発生させている。そして、発生させたプラズマを用いて、所望のプラズマ処理、例えば、エッチングやCVD(Chemical Vapor Deposition)を、基板5に施している。
In the plasma processing apparatus having the above configuration, by supplying power to the high-
上記構成のプラズマ処理装置においては、上述したように、RF入射窓3を介して、高周波アンテナ7からの電磁波が真空チャンバ1に入射され、入射された電磁波により真空チャンバ1内のガスのプラズマが生成されている。そのため、電磁波により生成されたプラズマ中の粒子の衝突によりRF入射窓3が加熱されることとなる。このとき、RF入射窓3には、高周波アンテナ7からの電磁波の強度分布や生成されたプラズマ密度分布に相関するように、RF入射窓3の中心部の温度が高く、周辺部の温度が低くなるような入熱分布が生成され、RF入射窓3内に温度差が発生することになる。通常は、図示していない冷却ファン等により、大きな温度差が発生しないようにして、温度差による熱応力によりRF入射窓3が破損されないようにしている。しかしながら、誤って又は故意に負荷の大きいプロセスを行う場合や操作ミス等があった場合には、依然として、RF入射窓3が破損に至るおそれは大きいものであった。
In the plasma processing apparatus having the above configuration, as described above, the electromagnetic wave from the
又、上述したように、真空チャンバ1の上部開口部は、RF入射窓3により閉鎖されているが、真空チャンバ1の上端面とRF入射窓3との間にOリングを配置して、真空チャンバ1内部の真空度を維持すると共に、RF入射窓3をその上端面に載置して、RF入射窓3を支持する構造であった。このような構造においては、RF入射窓3を支持するものが真空チャンバ1の上端面のみであり、RF入射窓3に亀裂が入った場合、RF入射窓3の自重及び真空チャンバ1内部の真空の力により、真空チャンバ1の内側方向に力が働き、その亀裂を拡げることになり、又、亀裂が拡がり破損に至った場合、その破片がそのまま真空チャンバ1内部へ落下する状況であった。
Further, as described above, the upper opening of the
そこで、本参考例では、図1に示すプラズマ処理装置おいて、図2に示すような構造を用いることにより、RF入射窓3が破損した場合、その落下を防止して、その被害を最小限に抑えるようにしている。なお、図2は、本発明に係るプラズマ処理装置に用いる構造の一例であり、その一部を断面図で示すものである。
Therefore, in this reference example, in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, when the
具体的には、本参考例においては、図2(a)、(b)に示すように、真空チャンバ1の上端面の外周縁側、即ち、RF入射窓3の外周側に、上面がRF入射窓3の上面より高いリング状の保持部材21を取り付け、その上面に、RF入射窓3の外径(又は外周)より小さい内径(又は内周)を有するリング状のリング部材22を取り付けた構造である。なお、図中のカバー24は、安全性確保のため、プラズマ源を構成する高周波アンテナ7等を覆うものである。
Specifically, in this reference example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the upper surface is RF incident on the outer peripheral edge side of the upper end surface of the
つまり、リング部材22を真空チャンバ1側(保持部材21側)に支持させることにより、側方から見て(図2(a)参照)、リング部材22をRF入射窓3の周縁部の上面に近接させて配置させ、上方から見て(図2(b)参照)、リング部材22の内径側をRF入射窓3の周縁部と重なるように配置させている。なお、保持部材21、リング部材22は、アルミニウム等の金属から構成されており、耐蝕及び導電性維持のため、表面を、例えば、クロム酸化成処理しているものである。
That is, by supporting the
又、真空チャンバ1の上端面の内周側には、その内周に沿って、リング状の突起部1aが設けられており、突起部1aと保持部材21との間の空間に、RF入射窓3と真空チャンバ1との間をシールするOリング26を配置する構造となっている。従って、この空間に配置されたOリング26により、真空チャンバ1とRF入射窓3との間がシールされ、処理室2内の真空が保持されることになる。
A ring-shaped
又、RF入射窓3の周縁部の下面が直接接触可能な部分となる突起部1aの上面には、断熱性、耐プラズマ性、弾力性があるシート部材25が配置されている。これは、真空チャンバ1が、通常、70℃〜100℃程度に加熱されており、RF入射窓3と真空チャンバ1との間の熱伝導を防止するためであり、又、真空チャンバ1内に発生するプラズマに耐えるためであり、又、部材間の擦れあいを防止することにより、擦れ合いにより発生するパーティクルや金属による汚染を防止するためである。これらのことから、シート部材25としては、テフロン(商標)等のフッ素樹脂等が好適である。
In addition, a
又、RF入射窓3とリング部材22との間においても、RF入射窓3とリング部材22との間の熱伝導を防止することを考えると、RF入射窓3とリング部材22とを直接接触させるのではなく、保持部材21の上面をRF入射窓3の上面より少し高くすることにより、RF入射窓3とリング部材22との間に隙間を設けて、互いに近接させるだけの構成がよい。なお、RF入射窓3の下方にはOリング26が配置されているため、大気状態でRF入射窓3とリング部材22とが接触していても、真空状態では、RF入射窓3が真空チャンバ1側に引き込まれて、Oリング26が縮むため、RF入射窓3とリング部材22との間には自然と隙間が発生する。
Also, in consideration of preventing heat conduction between the
なお、保持部材21は、RF入射窓3の上面より少し高い位置にリング部材22を支持できれば、必ずしも、リング状でなくてもよく、例えば、真空チャンバ1の上端面の周方向に取り付けた複数のブロックにより構成してもよいし、又、必ずしも、真空チャンバ1から独立した部材でなくてもよく、真空チャンバ1と一体に形成されたものでもよい。
The holding
又、リング部材22の内径は、RF入射窓3の外径より小さければよいが、RF入射窓3の上方に配置した高周波アンテナ7から入射される電磁波のことを考慮すると、真空チャンバ1の内径と同等若しくはそれ以上であることが望ましい。又、真空チャンバ1が円筒状でなく(例えば、四角筒状)、RF入射窓3も円板状でない場合には(例えば、矩形状)、リング部材22の内周をRF入射窓3と相似する形状とすると共に、装置上方から見て、リング部材22の内周側がRF入射窓3の周縁部と重なるように、リング部材22の内周をRF入射窓3の外周より小さくすればよく、望ましくは、真空チャンバ1の内周と同等若しくはそれ以上とすればよい。
Further, the inner diameter of the
このように、本参考例においては、真空チャンバ1の突起部1aと真空チャンバ1側に支持されたリング部材22との間に、RF入射窓3を配置したので、RF入射窓3が破損に至った場合でも、破壊力の大きい大きな破片を、真空チャンバ1の突起部1aとリング部材22との間に保持することができ、その落下を防止して、被害を最小限に抑えることができる。
Thus, in this reference example, since the
なお、本参考例は、RF入射窓3のシール部分に1つのOリングしか必要なく、構造が比較的簡単であるため、低コストで構成することができる。
Note that this reference example requires only one O-ring for the seal portion of the
図3は、本発明に係るプラズマ処理装置におけるRF入射窓近傍の構造の他の一例であり、その一部の断面図を示すものである。
なお、本実施例も、参考例1と同様に、図1に示すプラズマ処理装置に用いられるものであり、参考例1と重複する構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is another example of the structure in the vicinity of the RF incident window in the plasma processing apparatus according to the present invention, and shows a partial cross-sectional view thereof.
The present embodiment also, in the same manner as in Reference Example 1, which used in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the configuration that overlaps with Example 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted .
本実施例においては、図3に示すように、真空チャンバ1の上端面に、最上面がRF入射窓3の上面より高いリング状の保持部材27を取り付け、その最上面に、RF入射窓3の外径(又は外周)より小さい内径(又は内周)を有するリング状のリング部材22を保持する構造である。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a ring-shaped holding
つまり、リング部材22を真空チャンバ1側(保持部材27側)に支持させることにより、側方から見て(図3参照)、リング部材22をRF入射窓3の周縁部の上面に近接させて配置させ、上方から見て、図2(b)のように、リング部材22の内径側をRF入射窓3の周縁部と重なるように配置させている。
That is, by supporting the
又、保持部材27の内周側には、RF入射窓3の周縁部の下面を支持する支持部27aが延設されており、その支持部27aの上面には、Oリング26を配置する溝が設けられて、RF入射窓3と保持部材27との間をOリング26によりシールする構造である。
Further, a
又、真空チャンバ1の上端面の内周側には、その内周に沿って、リング状の突起部1aが設けられており、突起部1aと保持部材27の支持部27aとが形成する空間に、保持部材27と真空チャンバ1との間をシールするOリング26を配置する構造となっている。従って、保持部材27の支持部27aの上面及び下面に配置された2つのOリング26により、真空チャンバ1との間及びRF入射窓3との間がシールされ、処理室2内の真空が保持されることになる。
Further, on the inner peripheral side of the upper end surface of the
又、保持部材27の支持部27aは、真空チャンバ1の内壁面の手前まで延設されており、支持部27aの先端部は、真空チャンバ1の突起部1aの上面に載置される構成である。このままの構造では、真空チャンバ1内に生成されるプラズマに支持部27aが曝されるため、保持部材27の支持部27aの内周側には、内周面が真空チャンバ1の内壁面と同じ径の保護リング28が配置されており、金属からなる保持部材27の支持部27aを、真空チャンバ1内に生成するプラズマから保護するようにしている。なお、保護リング28は、耐プラズマ性のため、アルミナ又は表面をアルマイト処理したアルミニウムから構成される。
Further, the
又、保護リング28の上面は、保持部材27の支持部27aの上面と同じ高さに形成されている。これらの上面は、RF入射窓3の周縁部の下面と直接接触可能な部分であるため、断熱性、耐プラズマ性、弾力性があるシート部材25を、その上に配置している。
Further, the upper surface of the
又、本実施例においても、RF入射窓3とリング部材22との間の熱伝導を防止することを考えると、RF入射窓3とリング部材22とを直接接触させるのではなく、保持部材27の上面をRF入射窓3の上面より少し高くすることにより、RF入射窓3とリング部材22との間に隙間を設けて、互いに近接させるだけの構成がよい。又、保持部材27は、参考例1の保持部材21と比較して、RF入射窓3に直接的又は間接的に接触する可能性があるため、熱伝導率が悪いステンレススチール等から構成すればよい。
Also in this embodiment, considering the prevention of heat conduction between the
又、本実施例においては、支持部27aの下方側にOリング26を配置したが、真空チャンバ1と保持部材27との間をシールできれば、Oリング26の配置位置は、支持部27aの下方側に限る必要はない。
In this embodiment, the O-
このように、本実施例においては、保持部材27の支持部27aと保持部材27に支持されたリング部材22との間に、RF入射窓3を配置したので、RF入射窓3が破損に至った場合でも、破壊力の大きい大きな破片を、保持部材27の支持部27aとリング部材22との間に保持することができ、その落下を防止して、被害を最小限に抑えることができる。又、本実施例では、RF入射窓3のシール部分に2つのOリングを用いることが必要であるが、RF入射窓3の破損時に、リング部材22と共に保持部材27を真空チャンバ1から取り外すことにより、破損したRF入射窓3も一緒に真空チャンバ1側から取り外すことができ、破損したRF入射窓3の除去作業が極めて容易となる。
As described above, in this embodiment, the
図4は、本発明に係るプラズマ処理装置におけるRF入射窓近傍の構造の他の一例であり、その一部の断面図を示すものである。
なお、本参考例も、参考例1、実施例1と同様に、図1に示すプラズマ処理装置に用いられるものであり、参考例1、実施例1と重複する構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is another example of the structure near the RF incident window in the plasma processing apparatus according to the present invention, and shows a partial cross-sectional view thereof.
The present reference example also, Example 1, in the same manner as in Example 1, which used in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, Example 1, the same reference numerals are given to the configuration that overlaps with Example 1 Detailed description thereof will be omitted.
本参考例においては、図4(a)に示すように、真空チャンバ1の上端面の外周縁側、即ち、RF入射窓3の外周側にリング状の保持部材29を取り付け、保持部材29にはRF入射窓3の外周面に近接する近接面部29aを設け、更に、RF入射窓3の外周面と保持部材29の近接面部29aとの間の隙間に、この隙間を埋める挿入部材30を挿入した構造である。
In this reference example, as shown in FIG. 4A, a ring-shaped holding
挿入部材30は、RF入射窓3と保持部材29の一部が接触して著しい温度勾配が生じることを防止するものであり、又、RF入射窓3と保持部材29(真空チャンバ1側)との間の熱伝導を更に防止するため、断熱性のある材料から構成されている。又、挿入部材30は、弾力性のある材料から構成されており、RF入射窓3に亀裂が入ったり、亀裂が広がったりした場合に、RF入射窓3の外周面と保持部材29の近接面部29aとの間に、挿入部材30による弾性力が働くように構成されている。
The
又、真空チャンバ1の上端面の内周側には、その内周に沿って、リング状の突起部1aが設けられており、突起部1aと保持部材29との間の空間に、RF入射窓3と真空チャンバ1との間をシールするOリング26を配置する構造となっている。従って、この空間に配置されたOリング26により、真空チャンバ1とRF入射窓3との間がシールされ、処理室2内の真空が保持されることになる。
A ring-shaped
なお、保持部材29は、RF入射窓3と保持部材29とが局所的に直接接触しなければ、必ずしも、リング状でなくてもよく、例えば、真空チャンバ1の上端面の周方向に取り付けた複数のブロックにより構成してもよい。例えば、複数のブロックから構成する場合には、できるだけ数が多い方が望ましいが、少なくとも3つ以上のブロックにより保持部材29を構成し、ブロック数に応じて挿入部材30を挿入すればよく、更には、ブロックを用いて、RF入射窓3を積極的に押圧する構成としてもよい。又、保持部材29は、必ずしも、真空チャンバ1から独立した部材でなくてもよく、真空チャンバ1と一体に形成されたものでもよい。
The holding
このように、本参考例においては、RF入射窓3と保持部材29との間に挿入部材30を挿入し、RF入射窓3に亀裂が入ったり、亀裂が広がったりした場合に、RF入射窓3の外周面と保持部材29の近接面部29aとの間に弾性力が働くように構成したので、その弾性力により、RF入射窓3の外周面と保持部材29の近接面部29aとの間により大きな静止摩擦力が作用し、RF入射窓3が破損に至った場合でも、破壊力の大きい大きな破片を、その静止摩擦力により保持することができ、その落下を防止して、被害を最小限に抑えることができる。
Thus, in this reference example, when the
加えて、RF入射窓3の外周面と保持部材29の近接面部29aとの間に働く弾性力は、図4(b)に示すように、RF入射窓3の中心方向に押す力としても作用し、RF入射窓3に亀裂が発生しても、亀裂の大きさを最小限に留めることができる。亀裂は、その大きさを最小限(例えば、数mm程度)に留めておけば、その破面の摩擦により落下しにくくなり、その結果、破壊力の大きい大きな破片の落下を防止して、被害を最小限に抑えることができる。
In addition, the elastic force acting between the outer peripheral surface of the
なお、本参考例は、構造が比較的簡単であるため、低コストで構成することができる。 Note that this reference example has a relatively simple structure and can be configured at low cost.
図5は、本発明に係るプラズマ処理装置におけるRF入射窓近傍の構造の他の一例であり、その一部の断面図を示すものである。
なお、本参考例は、参考例1(図2)、参考例2(図4)を組み合わせた構造であるため、参考例1、参考例2と同等の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 5 is another example of the structure near the RF incident window in the plasma processing apparatus according to the present invention, and shows a partial cross-sectional view thereof.
Incidentally, this reference example, Reference Example 1 (FIG. 2), since a structure combining Reference Example 2 (FIG. 4), Reference Example 1, the same reference numerals are given to the same structure as Example 2, the Detailed description is omitted.
本参考例は、図5に示す保持部材31の構成が、図2に示す保持部材21、図4に示す保持部材29とは相違するものである。具体的には、図5に示すように、真空チャンバ1の上端面の外周縁側、即ち、RF入射窓3の外周側に、上面がRF入射窓3の上面より高いリング状の保持部材31を取り付けると共に、保持部材31に、RF入射窓3の外周面に近接する近接面部31aを設けた構造である。
In this reference example, the configuration of the holding
リング部材22は、参考例1と同じ構成であり、リング部材22を保持部材31の上面に支持させることにより、側方から見て、リング部材22をRF入射窓3の周縁部の上面に近接させて配置させ、上方から見て、図2(b)と同様に、リング部材22の内径側をRF入射窓3の周縁部と重なるように配置させている。
The
又、挿入部材30も、参考例2と同じ構成であり、弾力性かつ断熱性のある材料から構成され、RF入射窓3の外周面と保持部材31の近接面部31aとの間の隙間に挿入したものである。
The
なお、保持部材31は、RF入射窓3の上面より少し高い位置にリング部材22を支持し、かつ、RF入射窓3と保持部材31とが局所的に直接接触しなければ、必ずしも、リング状でなくてもよく、例えば、真空チャンバ1の上端面の周方向に取り付けた複数のブロックにより構成してもよい。又、保持部材31は、必ずしも、真空チャンバ1から独立した部材でなくてもよく、真空チャンバ1と一体に形成されたものでもよい。
The holding
このように、本参考例においては、参考例1、2を組み合わせた構成とすることにより、RF入射窓3が破損に至った場合でも、亀裂の大きさを最小限に留めると共に、破片を真空チャンバ1の突起部1aとリング部材22との間に保持して、破片の落下を防止することができ、その結果、破損による被害を最小限に抑えることができる。特に、本参考例では、亀裂又は破損したRF入射窓3であっても、リング部材22、挿入部材30、保持部材31により、亀裂又は破損したRF入射窓3の動きが大きく制約されるため、参考例1の場合よりも、RF入射窓3の中央付近において、側面から離れた破片の落下を防止することができる。
Thus, in this reference example, by combining the reference examples 1 and 2 , even when the
図6は、本発明に係るプラズマ処理装置におけるRF入射窓近傍の構造の他の一例であり、その一部の断面図を示すものである。
なお、本実施例は、実施例1(図3)、参考例2(図4)を組み合わせた構造であるため、実施例1、参考例2と同等の構成には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is another example of the structure near the RF incident window in the plasma processing apparatus according to the present invention, and shows a partial cross-sectional view thereof.
In addition, since this example has a structure in which Example 1 (FIG. 3) and Reference Example 2 (FIG. 4) are combined, the same components as those in Example 1 and Reference Example 2 are denoted by the same reference numerals. Detailed description is omitted.
本実施例は、図6に示す保持部材32の構成が、図3に示す保持部材27、図4に示す保持部材29とは相違するものである。具体的には、図6に示すように、真空チャンバ1の上端面に、最上面がRF入射窓3の上面より高いリング状の保持部材32を取り付けると共に、保持部材32にRF入射窓3の外周面に近接する近接面部32bを設けた構造である。
In this embodiment, the configuration of the holding
保持部材32の内周側には、実施例1における支持部27aと同様に、RF入射窓3の周縁部の下面を支持する支持部32aが延設されており、その支持部32aの上面に、Oリング26を配置する溝が設けられて、RF入射窓3と保持部材32との間をOリング26によりシールする構造である。又、真空チャンバ1の上端面の内周側に設けられた突起部1aと保持部材32の支持部32aとが形成する空間にOリング26が配置されており、保持部材32と真空チャンバ1との間をOリング26によりシールする構造となっている。
On the inner peripheral side of the holding
又、保持部材32の支持部32aは、真空チャンバ1の内壁面の手前まで延設されており、支持部32aの先端部は、真空チャンバ1の突起部1aの上面に載置される構成である。保持部材32の支持部32aの内周側には、内周面が真空チャンバ1の内壁面と同じ径の保護リング28が配置されており、金属からなる保持部材32の支持部32aを、真空チャンバ1内に生成するプラズマから保護するようにしている。
Further, the
又、リング部材22は、参考例1、実施例1と同じ構成であり、リング部材22を保持部材32の最上面に支持させることにより、側方から見て、リング部材22をRF入射窓3の周縁部の上面に近接させて配置させ、上方から見て、図2(b)と同様に、リング部材22の内径側をRF入射窓3の周縁部と重なるように配置させている。
Further, the
又、挿入部材30も、参考例2と同じ構成であり、弾力性かつ断熱性のある材料から構成され、RF入射窓3の外周面と保持部材32の近接面部32bとの間の隙間に挿入されたものである。
The
このように、本実施例においては、実施例1、参考例2を組み合わせた構成とすることにより、RF入射窓3が破損に至った場合でも、亀裂の大きさを最小限に留めると共に、破片を保持部材32の支持部32aとリング部材22との間に保持して、破片の落下を防止することができ、その結果、破損による被害を最小限に抑えることができる。加えて、RF入射窓3の破損時に、リング部材22と共に保持部材32を真空チャンバ1から取り外すことにより、破損したRF入射窓3も一緒に真空チャンバ1側から取り外すことができ、破損したRF入射窓3の除去作業が極めて容易となる。
Thus, in the present embodiment has the structure in which a combination of the Example 1, Reference Example 2, even if the
本発明は、容器内に電磁波を入射する窓を容器上部に有するプラズマ処理装置であれば、どのようなものでも適用可能なものである。 The present invention can be applied to any plasma processing apparatus that has a window on the top of the container that allows electromagnetic waves to enter the container.
1 真空チャンバ
2 処理室
3 RF入射窓
4 支持台
5 基板
7 高周波アンテナ
8 整合器
9 高周波電源
10a、10b ガスノズル
12 電極部
13 整合器
14 低周波電源
21、27、29、31、32 保持部材
22 リング部材
24 カバー
25 シート部材
26 Oリング
27a、32a 支持部
28 保護リング
30 挿入部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記窓の周縁部の下面を支持する支持部を有し、前記容器の上端面との間及び前記窓の周縁部の下面との間をOリングを介してシールする保持部材を、前記容器の上端面に取り付け、
前記窓の外周より小さい内周を有するリング部材を、前記窓の周縁部の上面に近接させて前記保持部材に取り付け、
前記支持部と前記リング部材との間に前記窓の周縁部を配置し、
前記保持部材の支持部の内周側に、前記支持部を前記容器内のプラズマから保護する保護リングを設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus for injecting electromagnetic waves from an antenna disposed above the window through the insulating window that closes the upper opening of the container into the container to convert the gas in the container into plasma,
A holding member that supports a lower surface of the peripheral edge of the window and seals between the upper end surface of the container and a lower surface of the peripheral edge of the window via an O-ring ; Attach to the top surface
A ring member having an inner circumference smaller than the outer circumference of the window is attached to the holding member in the vicinity of the upper surface of the peripheral edge of the window,
A peripheral portion of the window is disposed between the support portion and the ring member ;
A plasma processing apparatus , wherein a protective ring for protecting the support portion from plasma in the container is provided on an inner peripheral side of the support portion of the holding member .
前記窓の周縁部の下面を支持する支持部と前記窓の外周面に近接する近接面部とを有し、前記容器の上端面との間及び前記窓の周縁部の下面との間をOリングを介してシールする保持部材を、前記容器の上端面に取り付け、
前記窓の外周面と前記近接面部との間の間隙に、弾力性があり、かつ、断熱性の高い材料からなる挿入部材を挿入すると共に、
前記窓の外周より小さい内周を有するリング部材を、前記窓の周縁部の上面に近接させて前記保持部材に取り付け、
前記支持部と前記リング部材との間に前記窓の周縁部を配置し、
前記保持部材の支持部の内周側に、前記支持部を前記容器内のプラズマから保護する保護リングを設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus for injecting electromagnetic waves from an antenna disposed above the window through the insulating window that closes the upper opening of the container into the container to convert the gas in the container into plasma,
An O-ring having a support portion for supporting the lower surface of the peripheral edge portion of the window and a proximity surface portion close to the outer peripheral surface of the window, and between the upper end surface of the container and the lower surface of the peripheral edge portion of the window A holding member for sealing via is attached to the upper end surface of the container,
Inserting an insertion member made of a material having elasticity and high heat insulation into the gap between the outer peripheral surface of the window and the proximity surface portion,
A ring member having an inner circumference smaller than the outer circumference of the window is attached to the holding member in the vicinity of the upper surface of the peripheral edge of the window,
A peripheral portion of the window is disposed between the support portion and the ring member ;
A plasma processing apparatus , wherein a protective ring for protecting the support portion from plasma in the container is provided on an inner peripheral side of the support portion of the holding member .
前記リング部材の内周の大きさを、前記容器の内周の大きさと同等若しくはそれ以上としたことを特徴とするプラズマ処理装置。 The claim 1 or the plasma processing apparatus according to claim 2,
The plasma processing apparatus characterized in that the size of the inner periphery of the ring member is equal to or greater than the size of the inner periphery of the container.
前記窓の周縁部の下面が前記容器の上端面に直接接触可能な部分に、弾力性があり、かつ、断熱性の高い材料からなるシート部材を挿入したことを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
A plasma processing apparatus, wherein a sheet member made of a material having elasticity and high heat insulating property is inserted into a portion where the lower surface of the peripheral edge of the window can directly contact the upper end surface of the container.
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