JPH08288265A - Microwave plasma etching system - Google Patents

Microwave plasma etching system

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Publication number
JPH08288265A
JPH08288265A JP7115066A JP11506695A JPH08288265A JP H08288265 A JPH08288265 A JP H08288265A JP 7115066 A JP7115066 A JP 7115066A JP 11506695 A JP11506695 A JP 11506695A JP H08288265 A JPH08288265 A JP H08288265A
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JP
Japan
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waveguide
etching
etching chamber
microwave
rotating
Prior art date
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Application number
JP7115066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideomi Motomura
英臣 本村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To perform uniform processing on the entire surface of a wafer by rotatably and hermetically connecting an upper end portion of an outer casing with a lower end portion of a fall portion of a waveguide and rotating the waveguide about the vertical center axis of an etching chamber. CONSTITUTION: A rotating device 32 includes a gear 36 concentrically affixed to a fall portion 16b of a waveguide 16, and a driving gear 40 which is meshed with the gear 36 and is rotated by an electric motor 38 so as to drive the gear 36. The fall portion 16b of the waveguide 16 and an outer easing 20 are hermetic and rotatable between a lower end portion 48 of the fall portion 16b and the outer casing 20. As the electric motor 38 is activated, the waveguide 16 freely rotates about the vertical center axis of the outer casing 20 and therefore about the vertical center axis of an etching chamber. Thus, the direction in which a microwave is introduced can be freely adjusted, and uniformity of the etching rate can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、反応ガスを送入してい
るエッチング室にマイクロ波を導入してプラズマを生成
させつつエッチング室内の基体にエッチング処理を施す
マイクロ波プラズマエッチング装置に関し、更に詳細に
は、大型の基体、例えば大径のウェハであっても、その
表面全面にわたり均一に処理できるようにしたマイクロ
波プラズマエッチング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma etching apparatus for introducing a microwave into an etching chamber into which a reaction gas is fed to generate plasma and etching a substrate in the etching chamber. More specifically, the present invention relates to a microwave plasma etching apparatus capable of uniformly processing the entire surface of a large-sized substrate such as a large-diameter wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程ではウェハにエッ
チング処理を施すために、マイクロ波プラズマエッチン
グ装置が多用されている。以下に、従来のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置を説明する。図6は、従来のマイ
クロ波プラズマエッチング装置(以下、簡単にエッチン
グ装置と略称する)の構成を示す概略図である。従来の
エッチング装置は、図6に示すように、基本的には、周
波数2.45GHz のマイクロ波を発生させるマグネトロ
ン12と、石英ベルジャ13で区画され、一定の圧力に
調整されているエッチング室14と、マグネトロン12
からエッチング室14にマイクロ波を導入する導波管1
6と、エッチング室14に磁場を発生させるソレノイド
コイル18とを備えている。外箱体20は、導波管16
と同じ材料で形成された気密の箱体であって、内側にエ
ッチング室14を区画する石英ベルジャ13を収容し、
外側にソレノイドコイル18を配置させている。導波管
16は、一方の端部にマグネトロン12を有する水平部
16aと、水平部16aの他端部から外箱体20に向か
って下降する下降部16bとから構成されている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, a microwave plasma etching apparatus is often used for etching a wafer. The conventional microwave plasma etching apparatus will be described below. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional microwave plasma etching apparatus (hereinafter simply referred to as an etching apparatus). As shown in FIG. 6, the conventional etching apparatus is basically an etching chamber 14 which is divided into a magnetron 12 for generating a microwave having a frequency of 2.45 GHz and a quartz bell jar 13 and adjusted to a constant pressure. And magnetron 12
Waveguide 1 for introducing microwave from etching chamber 14 into etching chamber 14
6 and a solenoid coil 18 for generating a magnetic field in the etching chamber 14. The outer box body 20 is a waveguide 16
An airtight box body made of the same material as the above, which houses a quartz bell jar 13 that defines an etching chamber 14 inside,
The solenoid coil 18 is arranged outside. The waveguide 16 includes a horizontal portion 16a having the magnetron 12 at one end, and a descending portion 16b that descends from the other end of the horizontal portion 16a toward the outer box body 20.

【0003】エッチング室14には、エッチング処理を
施すウェハWを載置するサセプタ22が設置されてお
り、エッチングガスは導入口24からエッチング室14
に導入され、排気口26より吸引されて排出される。サ
セプタ22には、高周波電源28により高周波バイアス
が印加されて、バイアス電位が与えられる。エッチング
ガスは、導入されたマイクロ波の作用によりプラズマを
生成し、ウェハWに衝突してウェハ面をエッチングす
る。
The etching chamber 14 is provided with a susceptor 22 on which a wafer W to be etched is placed, and etching gas is introduced from an inlet 24 to the etching chamber 14.
Is introduced into the exhaust gas, is sucked from the exhaust port 26, and is discharged. A high frequency power supply 28 applies a high frequency bias to the susceptor 22 to apply a bias potential. The etching gas generates plasma by the action of the introduced microwave and collides with the wafer W to etch the wafer surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のマイ
クロ波プラズマエッチング装置では、エッチング室14
に導入されるマイクロ波は、ウェハに対して一定の方向
に導入され、かつ固有モードを有している。そのため、
ウェハ面でのエッチング速度が、マイクロ波の導入方向
に沿って速く、それに対して交差する方向では遅くなる
傾向を示す。固有モードは、マイクロ波源であるマグネ
トロン12からエッチング室14にマイクロ波を伝送す
る導波管16の形状によって主として決まる因子であ
る。例えば、導波管が円形の場合には、図7(a)及び
(b)に示すようなTE11モード及びTE01モードを基
本とする固有モードとなり、導波管が矩形の場合には図
7(c)に示すようなTE10モードを基本とする固有モ
ードとなる。このマイクロ波の固有モードは、エッチン
グ室に生成されるプラズマ密度の均一性に影響を与える
ため、その結果、ウェハ上に施されるエッチング速度の
均一性に影響が出る。
In the conventional microwave plasma etching apparatus, the etching chamber 14 is used.
The microwave introduced to the wafer is introduced in a certain direction with respect to the wafer and has an eigenmode. for that reason,
The etching rate on the wafer surface tends to be high along the microwave introduction direction and slow in the direction intersecting with it. The eigenmode is a factor mainly determined by the shape of the waveguide 16 that transmits microwaves from the magnetron 12 that is a microwave source to the etching chamber 14. For example, when the waveguide is circular, eigenmodes based on TE 11 mode and TE 01 mode as shown in FIGS. 7A and 7B are obtained, and when the waveguide is rectangular, It becomes an eigenmode based on the TE 10 mode as shown in 7 (c). This microwave eigenmode affects the uniformity of the plasma density generated in the etching chamber, which in turn affects the uniformity of the etch rate applied to the wafer.

【0005】以上のように、マイクロ波の導入方向が一
定方向である従来のマイクロ波プラズマエッチング装置
では、ウェハ面上のエッチング速度がマイクロ波の導入
方向に沿って速く、導入方向に交差する方向に遅いた
め、プラズマ密度が不均一になり、エッチング速度の面
内均一性の向上が難しかった。また、プラズマ密度が均
一でないと、導波管、エッチング室、サセプタ等の寸
法、形状等に基づく装置各々の本来的特性により、エッ
チング速度がウェハの中心部で遅く、逆に周辺部で速く
なったり、エッチングの速度が遅い部分と速い部分がウ
ェハの中心からリング状に交互に発生したりする。
As described above, in the conventional microwave plasma etching apparatus in which the microwave introduction direction is constant, the etching rate on the wafer surface is fast along the microwave introduction direction and intersects the introduction direction. Since it is extremely slow, the plasma density becomes non-uniform and it is difficult to improve the in-plane uniformity of the etching rate. If the plasma density is not uniform, the etching rate will be slower at the center of the wafer and faster at the periphery due to the inherent characteristics of each device based on the dimensions, shape, etc. of the waveguide, etching chamber, susceptor, etc. Alternatively, portions where the etching speed is slow and portions where the etching speed is fast are alternately generated in a ring shape from the center of the wafer.

【0006】そこで、導波路の形状或いは寸法を変える
ことによりマイクロ波の固有モードを変更して、エッチ
ング処理の均一性を向上させる方法が、従来、試みられ
ている。即ち、一つの方法は、エッチング処理の状況に
応じて、導波路を取り替えたり、或いは導波路の内部形
状を変更したりすることであり、別の方法は、複数の導
波路を設けて、適宜そのなかの適当な導波路を選択する
ようにすることである。しかし、エッチング処理の状況
に応じて、処理工程中に導波路を取り替えたり、或いは
内部形状を変更したりすることは、技術的ににも実際的
にも困難であり、また複数の導波路を設けて、適宜その
なかの適当な導波路を選択する方法は、エッチング装置
が大きくなり、また設備費も嵩むと言う問題がある。し
かも、導波路の形状、寸法を変えてマイクロ波の固有モ
ードを調整しようとする従来の方法では、リアルタイム
でマイクロ波の固有モードを調整することは、極めて困
難である。
Therefore, a method of changing the eigenmode of the microwave by changing the shape or size of the waveguide to improve the uniformity of the etching process has been conventionally tried. That is, one method is to replace the waveguide or change the internal shape of the waveguide in accordance with the etching condition, and another method is to provide a plurality of waveguides and appropriately It is to select an appropriate waveguide among them. However, it is technically and practically difficult to replace the waveguide or change the internal shape during the treatment process depending on the condition of the etching treatment. The method of providing and selecting an appropriate waveguide among them has a problem that the etching apparatus becomes large and the equipment cost increases. Moreover, it is extremely difficult to adjust the eigenmode of the microwave in real time by the conventional method of adjusting the eigenmode of the microwave by changing the shape and size of the waveguide.

【0007】上述のプラズマによるエッチング処理の不
均一性は、近年の大径化したウェハをエッチング処理す
る場合に、特に著しく、例えばマイクロ波の導入方向に
沿う方向の処理が所定通りである場合には、マイクロ波
の導入方向に交差する方向の処理が不合格になり、また
中心部での処理が所定通りに施されている場合には、周
辺部での処理が不合格になり、逆に周辺部での処理が所
定通りである場合には、中心部での処理が不合格にな
る。その結果、半導体製品の歩留りの向上が難しく、均
一なエッチング処理を施せるマイクロ波プラズマエッチ
ング装置の提供が求められていた。
The above-mentioned non-uniformity of the etching process by plasma is particularly remarkable when etching a wafer having a large diameter in recent years, for example, when the process in the direction along which the microwave is introduced is a predetermined process. Indicates that processing in the direction intersecting the direction of introduction of microwaves has failed, and when processing in the center has been performed as specified, processing in the peripheral area has failed, and vice versa. If the processing in the peripheral portion is as specified, the processing in the central portion fails. As a result, it is difficult to improve the yield of semiconductor products, and there has been a demand for the provision of a microwave plasma etching apparatus that can perform uniform etching treatment.

【0008】そこで、本発明の目的は、ウェハの表面全
面にわたり均一な処理を施すようにしたマイクロ波プラ
ズマエッチング装置を提供することである。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a microwave plasma etching apparatus adapted to perform uniform processing over the entire surface of a wafer.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のマイ
クロ波プラズマエッチング装置の導波管がエッチング室
に対して固定してあることに問題があると考え、エッチ
ング室の垂直方向中心軸の周りに導波管を回動させるこ
とに注目し、本発明を完成するに到った。上記目的を達
成するために、内側にエッチング室を収容し、外側に磁
石を配置させた外箱体と、一方の端部にマイクロ波発生
装置を備えた水平部と水平部の他方の端部から外箱体に
向かって下降する下降部とから構成された導波路とを備
え、反応ガスが送入されているエッチング室に導波路と
外箱体とを介してマイクロ波を導入してプラズマを生成
させつつエッチング室内の基体にエッチング処理を施す
マイクロ波プラズマエッチング装置において、外箱体と
導波路との接続部を相互に回動自在にかつ気密に接続
し、エッチング室の垂直方向中心軸の周りに導波路を回
動させるようにしたことを特徴としている。
The present inventor considers that there is a problem in that the waveguide of the conventional microwave plasma etching apparatus is fixed to the etching chamber, and therefore, the vertical center axis of the etching chamber is considered to be a problem. The present invention has been completed, paying attention to rotating the waveguide around the. In order to achieve the above object, an outer box body containing an etching chamber inside and a magnet arranged outside, a horizontal part having a microwave generator at one end, and the other end of the horizontal part And a waveguide composed of a descending part that descends toward the outer box body, and introduces microwaves into the etching chamber into which the reaction gas is fed through the waveguide and the outer box body to form a plasma. In a microwave plasma etching apparatus that performs etching processing on the substrate in the etching chamber while generating the, the connecting portion between the outer box body and the waveguide is rotatably and airtightly connected to each other, and the vertical central axis of the etching chamber is It is characterized in that the waveguide is rotated around.

【0010】本発明で外箱体とは、エッチング室を区画
するベルジャを内側に収容し、磁場をエッチング室内に
発生させる磁石をその外側に配置させた気密の外箱体を
言い、その上端部で導波路の下降部と接続している。エ
ッチング室の垂直方向の中心軸の周りに導波路を回動さ
せる回動手段は、特に限定はなく、例えば歯車機構、ベ
ルト伝達機構で回動の駆動力を伝達させる。回動は、3
60°回転させてもよく、一定の角度範囲、例えば0°
〜180°の範囲で揺動させても良い。また、回動速度
は、本発明の効果を奏するような速度を実験により定め
る。
In the present invention, the outer casing means a hermetically sealed outer casing having a bell jar which defines the etching chamber accommodated therein and a magnet for generating a magnetic field inside the etching chamber arranged outside thereof. It is connected to the descending part of the waveguide. The rotating means for rotating the waveguide around the central axis in the vertical direction of the etching chamber is not particularly limited, and for example, the rotation driving force is transmitted by a gear mechanism or a belt transmission mechanism. 3 turns
It may be rotated by 60 °, within a certain angle range, eg 0 °
It may be rocked within a range of up to 180 °. Further, as the rotation speed, a speed at which the effect of the present invention is achieved is determined by an experiment.

【0011】本発明の好適な実施態様は、それぞれ摺動
面を有する導波路の下降部の下端部及び外箱体の上端部
とからなり、その面で相互に摺動回動しつつ気密に相互
を接続する接続部と、エッチング室の垂直方向中心軸周
りに導波路を回動させるために導波路の下降部に設けら
れた導波管の回動手段と、導波管の回動を案内するため
に接続部に設けられた回動案内手段と、導波路の水平部
を支持する上端部と、水平方向に延在するように外箱体
に固定された支持板により回動自在に支持されている下
端部とを有する、導波管の支持手段と、を備えることを
特徴としている。
A preferred embodiment of the present invention comprises a lower end of a descending part of a waveguide and an upper end of an outer casing, each of which has a sliding surface. The connecting portion for connecting each other, the waveguide rotating means provided in the descending portion of the waveguide for rotating the waveguide around the vertical center axis of the etching chamber, and the rotating of the waveguide. Rotation guide means provided in the connection portion for guiding, an upper end portion that supports the horizontal portion of the waveguide, and a support plate fixed to the outer box body so as to extend in the horizontal direction so as to be rotatable. Supporting means for the waveguide having a supported lower end portion.

【0012】本発明は、マイクロ波をプロセスチャンバ
に導入してプラズマを生成させつつプロセスチャンバ内
の基体にエッチング処理を施すマイクロ波プラズマエッ
チング装置である限り、反応ガスの種類、処理を施す基
体の種類に制約無く、適用できる。
As long as the present invention is a microwave plasma etching apparatus for introducing a microwave into a process chamber to generate plasma and etching a substrate in the process chamber, the type of reaction gas and the type of substrate to be treated are used. It can be applied regardless of type.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明では、外箱体の上端部と導波路
の下降部の下端部とを回動自在にかつ気密に接続し、エ
ッチング室の垂直方向中心軸の周りに導波路を回動させ
るようにしたことにより、マイクロ波の導入方向をウェ
ハに対して自在に調整できる。よって、エッチング室内
のプラズマの密度分布を自在に調整できる結果、エッチ
ング速度の均一性を向上させることができる。
According to the invention of claim 1, the upper end of the outer box and the lower end of the descending part of the waveguide are rotatably and airtightly connected to each other, and the waveguide is provided around the vertical center axis of the etching chamber. By rotating the wafer, the introduction direction of the microwave can be freely adjusted with respect to the wafer. Therefore, the density distribution of plasma in the etching chamber can be adjusted freely, and as a result, the uniformity of the etching rate can be improved.

【0014】請求項2の発明では、案内手段で案内しつ
つ回動手段で導波路の下降部を回動させることにより導
波路全体をエッチング室の垂直方向中心軸の周りに円滑
に回動させ、支持手段で導波路の水平部を支えることに
より、導波路の回動を平滑に行うことができる。
According to the second aspect of the invention, the entire waveguide is smoothly rotated around the vertical center axis of the etching chamber by rotating the descending portion of the waveguide by the rotating means while guiding by the guide means. By supporting the horizontal portion of the waveguide by the supporting means, the waveguide can be smoothly rotated.

【0015】[0015]

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。実施例1 図1は、本発明に係るマイクロ波プラズマエッチング装
置(以下、簡単にエッチング装置と略称する)の実施例
1の要部の構成を示す概略図である。図1の部品のうち
図6と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略し
ている。本エッチング装置30は、図6に示したエッチ
ング装置の構成に加えて、図1に示すように、導波管1
6の回転装置32と導波管16の支持装置34とを備え
ている。回転装置32は、導波管16の下降部16bに
同心状に取り付けられた歯車36と、その歯車36に噛
み合い、かつ電気モータ38の駆動により回転して歯車
36を駆動する駆動歯車40とから構成されている。電
気モータ38は、支持機構を介してエッチング装置30
の適所に固定されており、歯車40の回転軸は、同じく
支持機構に支持された軸受(図示せず)により軸支され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the essential parts of Embodiment 1 of a microwave plasma etching apparatus (hereinafter simply referred to as an etching apparatus) according to the present invention. Of the parts shown in FIG. 1, the same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition to the configuration of the etching device shown in FIG. 6, the present etching device 30 has a waveguide 1 as shown in FIG.
6 includes a rotating device 32 and a supporting device 34 for the waveguide 16. The rotating device 32 includes a gear 36 concentrically attached to the descending portion 16b of the waveguide 16 and a drive gear 40 that meshes with the gear 36 and rotates by the drive of an electric motor 38 to drive the gear 36. It is configured. The electric motor 38 is connected to the etching device 30 via a support mechanism.
Is fixed in place, and the rotating shaft of the gear 40 is rotatably supported by a bearing (not shown) also supported by the supporting mechanism.

【0016】支持装置34は、導波管16の水平部16
bを支持する支持柱42と、支持柱42の荷重を受ける
支持板44とから構成されている。支持柱42の上端は
水平部16aに固定され、下端は自在に回転するボール
46が取り付けてあって、ボールの回転運動により平滑
に支持板44上に円を描く円運動を行う。支持板44
は、外箱体20に固定されていて、ボール46が動く面
は摩擦を小さくするために平滑に仕上げてある。
The support device 34 includes a horizontal portion 16 of the waveguide 16.
It is composed of a support column 42 that supports b and a support plate 44 that receives the load of the support column 42. An upper end of the support column 42 is fixed to the horizontal portion 16a, and a freely rotating ball 46 is attached to the lower end thereof, so that the circular motion smoothly draws a circle on the support plate 44 by the rotational motion of the ball. Support plate 44
Is fixed to the outer box body 20, and the surface on which the ball 46 moves is finished to be smooth to reduce friction.

【0017】また、導波管16の下降部16aと外箱体
20とは、下降部16aの下端部48と、外箱体20の
上端部50との間で回転自在になっている。本実施例で
は、図2に示すように、下降部16aの下端部48は、
下側に摺動面を有する第1円環状板52と、それにL字
状に直交し、かつ外面に摺動面を有する円筒状の内輪板
54とを有する。外箱体20の上端部50は、第1円環
状板52と摺動する摺動面を上側に有する第2円環状板
56と、内輪板54の摺動面と摺動する円筒状の外輪板
58とを有する。外輪板58と内輪板54は、協働して
導波管16の下端部16aの回転を案内するガイドであ
る。尚、回転摩擦を軽減するために、各摺動面をボール
ベアリング構造にすることもできる。
The descending portion 16a of the waveguide 16 and the outer casing 20 are rotatable between the lower end 48 of the descending portion 16a and the upper end 50 of the outer casing 20. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the lower end portion 48 of the descending portion 16a is
It has a first annular plate 52 having a sliding surface on the lower side and a cylindrical inner ring plate 54 orthogonal to it in an L shape and having a sliding surface on the outer surface. The upper end portion 50 of the outer box body 20 has a second annular plate 56 having a sliding surface on the upper side that slides with the first annular plate 52, and a cylindrical outer ring that slides with the sliding surface of the inner ring plate 54. And a plate 58. The outer ring plate 58 and the inner ring plate 54 are guides that cooperate to guide the rotation of the lower end portion 16 a of the waveguide 16. It should be noted that each sliding surface may have a ball bearing structure in order to reduce rotational friction.

【0018】以上の構成により、電気モータ38を起動
すると、外箱体20の垂直方向の中心軸、従ってエッチ
ング室14の垂直方向中心軸の周りに導波管16を自在
に回転させることができる。また、支持装置34によ
り、導波管16は安定した姿勢で回転することができ
る。
With the above structure, when the electric motor 38 is started, the waveguide 16 can be freely rotated around the vertical central axis of the outer box body 20, and thus the vertical central axis of the etching chamber 14. . Further, the support device 34 allows the waveguide 16 to rotate in a stable posture.

【0019】実施例2 実施例2は、実施例1のエッチング装置30に設けた回
転装置と支持装置との改変例であって、図3は、実施例
2のエッチング装置60の要部の構成を示す概略図であ
る。本実施例は、実施例1の支持板が導波管16と一体
的に回転する方式である。本実施例の回転装置は、外箱
体20に取り付けられた円盤状の固定案内板62と、そ
の外周面に対して摺動しつつ案内される円環状の回転板
64と、回転板64の外周面に設けられた歯に噛合して
回転板64を駆動する駆動歯車66と、駆動歯車66を
回転させる電気モータ68と、導波管16の水平部16
aを回転板64と一体的に回転させる連結柱70とから
構成されている。
Second Embodiment The second embodiment is a modification of the rotating device and the supporting device provided in the etching apparatus 30 of the first embodiment, and FIG. 3 shows the structure of the main part of the etching apparatus 60 of the second embodiment. FIG. In this embodiment, the support plate of the first embodiment rotates integrally with the waveguide 16. The rotating device of the present embodiment includes a disk-shaped fixed guide plate 62 attached to the outer box body 20, an annular rotating plate 64 that is guided while sliding on the outer peripheral surface thereof, and a rotating plate 64. A drive gear 66 that meshes with teeth provided on the outer peripheral surface to drive the rotary plate 64, an electric motor 68 that rotates the drive gear 66, and the horizontal portion 16 of the waveguide 16.
It is composed of a connecting column 70 that rotates a together with the rotating plate 64.

【0020】また、本実施例では、導波管16の下降部
16bの回転を案内するために、図2に示す機構に加え
て、別の案内機構が設けられている。それは、下降部1
6bに取り付けられ、それと一体的に回転する円盤状の
上部回転板72と、その外周面に対して摺動しつつ上部
回転板72を案内する円環状の案内板74とから構成さ
れ、案内板74は支持体76を介して適所に固定されて
いる。尚、本案内機構を設けた場合には、図2に示す内
輪板54と外輪板58とを省くこともできる。
Further, in this embodiment, in order to guide the rotation of the descending portion 16b of the waveguide 16, another guide mechanism is provided in addition to the mechanism shown in FIG. It is the descending part 1
6b, which is composed of a disc-shaped upper rotating plate 72 that rotates integrally with it and an annular guide plate 74 that guides the upper rotating plate 72 while sliding on the outer peripheral surface thereof. 74 is fixed in place via a support 76. When the guide mechanism is provided, the inner ring plate 54 and the outer ring plate 58 shown in FIG. 2 can be omitted.

【0021】以上の構成により、電気モータ68を起動
すると、回転板64が案内板62に案内されつつ回転
し、導波管16が連結柱70を介して回転板64と一体
的に外箱体20の垂直方向の中心軸、従ってエッチング
室14の垂直方向中心軸の周りに回転する。また、上部
回転板72と案内板74とからなる案内機構により、導
波管16は、安定した姿勢で安定した姿勢で回転するこ
とができる。
With the above structure, when the electric motor 68 is started, the rotating plate 64 rotates while being guided by the guide plate 62, and the waveguide 16 is integrally formed with the rotating plate 64 via the connecting column 70. Rotate about the vertical central axis of 20, and thus the vertical central axis of the etching chamber 14. Further, the guide mechanism including the upper rotary plate 72 and the guide plate 74 allows the waveguide 16 to rotate in a stable posture and in a stable posture.

【0022】実施例3 実施例3は、実施例2のエッチング装置60に設けた回
転装置と支持装置との改変例であって、図4は、実施例
3のエッチング装置80の要部の構成を示す概略図であ
る。本実施例では、実施例2の回転板が導波管16の上
部に一体的に取り付けられていて、導波管16と一体的
に回転する方式である。本実施例の回転装置は、導波管
16の水平部16aに取り付けられた円盤状の回転板8
2と、その外周面に設けられた歯に噛合して回転板82
を駆動する駆動歯車84と、駆動歯車84を回転させる
電気モータ86とから構成されている。本実施例でも、
実施例2と同様に、上部回転板72と案内板74とから
なる案内機構を備えている。
Third Embodiment The third embodiment is a modification of the rotating device and the supporting device provided in the etching apparatus 60 of the second embodiment, and FIG. 4 shows the configuration of the main part of the etching apparatus 80 of the third embodiment. FIG. In this embodiment, the rotating plate of the second embodiment is integrally attached to the upper portion of the waveguide 16 and rotates integrally with the waveguide 16. The rotating device of the present embodiment includes a disc-shaped rotating plate 8 attached to the horizontal portion 16a of the waveguide 16.
2 and the rotary plate 82 that meshes with the teeth provided on the outer peripheral surface thereof.
And a drive gear 84 for driving the drive gear 84, and an electric motor 86 for rotating the drive gear 84. Also in this embodiment,
Similar to the second embodiment, a guide mechanism including an upper rotary plate 72 and a guide plate 74 is provided.

【0023】以上の構成により、電気モータ86を起動
すると、回転板82が回転し、それと一体的に導波管1
6が外箱体20の垂直方向の中心軸、従ってエッチング
室14の垂直方向の中心軸の周りに安定した姿勢で回転
する。
With the above structure, when the electric motor 86 is started, the rotary plate 82 rotates, and the waveguide 1 is integrated with the rotary plate 82.
6 rotates in a stable posture around the vertical center axis of the outer box body 20, and thus the vertical center axis of the etching chamber 14.

【0024】実施例1から実施例3では、導波管16が
円滑にエッチング室14の垂直方向の中心軸の周りに回
転するので、エッチング室14内に配置されているウェ
ハ上のマイクロ波は、全ての方向から順次連続的に導入
されるので、図5に示すように、疎密の差が小さくなっ
てエッチング室内のプラズマの密度分布が均一になり、
エッチング速度の面内均一性が向上する。尚、実施例1
から実施例3では導波管16と外箱体20と接続部は外
箱体20の最上部に位置するが、必ずしもそこに限る必
要もなく、例えば図1でのI−I面、即ちソレノイドコ
イル18より上の外箱体20であれば、どこでも良い。
In the first to third embodiments, since the waveguide 16 smoothly rotates around the vertical center axis of the etching chamber 14, the microwaves on the wafer placed in the etching chamber 14 are , As it is continuously and continuously introduced from all directions, as shown in FIG. 5, the density difference of sparseness and density becomes small and the plasma density distribution in the etching chamber becomes uniform.
The in-plane uniformity of the etching rate is improved. In addition, Example 1
Therefore, in the third embodiment, the waveguide 16 and the outer casing 20 and the connecting portion are located at the uppermost portion of the outer casing 20, but it is not necessarily limited to this. For example, the I-I plane in FIG. 1, that is, the solenoid. Any outer box body 20 above the coil 18 may be used.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の構成によれば、導波路がエッチ
ング室の垂直方向中心軸の周りに自在に回動するので、
エッチング室内に配置されているウェハ上のマイクロ波
は、回動角の範囲で各方向から順次連続的に導入され
る。それにより、マイクロ波の疎密の差が小さくなって
エッチング室内のプラズマの密度分布が均一になり、エ
ッチング速度の面内均一性が向上する。従って、本発明
に係るマイクロ波プラズマエッチング装置を使用すれ
ば、大型の基体、例えば大径のウェハを処理する場合で
も、ウェハの全面にわたり均一にエッチング処理を施す
ことができる。
According to the structure of the present invention, since the waveguide freely rotates about the vertical center axis of the etching chamber,
Microwaves on the wafer arranged in the etching chamber are sequentially and continuously introduced from each direction within the range of the rotation angle. As a result, the difference in density of microwaves becomes small, the density distribution of plasma in the etching chamber becomes uniform, and the in-plane uniformity of the etching rate is improved. Therefore, by using the microwave plasma etching apparatus according to the present invention, even when a large-sized substrate, for example, a large-diameter wafer is processed, the entire surface of the wafer can be uniformly etched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1のマイクロ波プラズマエッチング装置
の要部を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a microwave plasma etching apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施例1の案内手段を説明する部分断面図であ
る。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a guide unit according to the first embodiment.

【図3】実施例2のマイクロ波プラズマエッチング装置
の要部を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a main part of a microwave plasma etching apparatus according to a second embodiment.

【図4】実施例3のマイクロ波プラズマエッチング装置
の要部を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of a microwave plasma etching apparatus according to a third embodiment.

【図5】ウェハ上のマイクロ波の疎密の程度が小さいこ
とを説明する概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating that the degree of density of microwaves on a wafer is small.

【図6】従来のマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示
す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional microwave plasma processing apparatus.

【図7】図7(a)、(b)及び(c)は、それぞれマ
イクロ波の固有モードを示す模式図である。
7 (a), (b) and (c) are schematic diagrams showing microwave eigenmodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 マグネトロン 13 ベルジャ 14 エッチング室 16 導波管 16a 導波管の水平部 16b 導波管の下降部 18 ソレノイドコイル 20 外箱体 22 サセプタ 24 導入口 26 排気口 28 高周波電源 30 本発明に係るマイクロ波プラズマエッチング装置
の実施例1 32 回転装置 34 支持装置 36 歯車 38 電気モータ 40 駆動歯車 42 支持柱 44 支持板 46 ボール 48 導波管の下端部 50 外箱体の上端部 52 第1円環状板 54 内輪板 56 第2円環状板 58 外輪板 60 本発明に係るマイクロ波プラズマエッチング装置
の実施例2 62 案内板 64 回転板 66 駆動歯車 68 電気モータ 70 連結柱 80 本発明に係るマイクロ波プラズマエッチング装置
の実施例3 82 回転板 84 駆動歯車 86 電気モータ
12 magnetron 13 bell jar 14 etching chamber 16 waveguide 16a horizontal part of waveguide 16b descending part of waveguide 18 solenoid coil 20 outer box 22 susceptor 24 inlet 26 exhaust port 28 high frequency power source 30 microwave according to the present invention Example 1 of plasma etching apparatus 32 Rotating device 34 Supporting device 36 Gear 38 Electric motor 40 Driving gear 42 Supporting column 44 Supporting plate 46 Ball 48 Lower end of waveguide 50 Upper end of outer casing 52 First annular plate 54 Inner ring plate 56 Second annular plate 58 Outer ring plate 60 Embodiment 2 of microwave plasma etching device according to the present invention 62 Guide plate 64 Rotating plate 66 Drive gear 68 Electric motor 70 Connecting column 80 Microwave plasma etching device according to the present invention Example 3 82 Rotating plate 84 Drive gear 86 Electric motor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内側にエッチング室を収容し、外側に磁
石を配置させた外箱体と、一方の端部にマイクロ波発生
装置を備えた水平部と水平部の他方の端部から外箱体に
向かって下降する下降部とから構成された導波路とを備
え、反応ガスが送入されているエッチング室に導波路と
外箱体とを介してマイクロ波を導入してプラズマを生成
させつつエッチング室内の基体にエッチング処理を施す
マイクロ波プラズマエッチング装置において、 外箱体と導波路との接続部を相互に回動自在にかつ気密
に接続し、エッチング室の垂直方向中心軸の周りに導波
路を回動させるようにしたことを特徴とするマイクロ波
プラズマエッチング装置。
1. An outer box containing an etching chamber inside and a magnet arranged outside, a horizontal part having a microwave generator at one end, and an outer box from the other end of the horizontal part. A waveguide composed of a descending part descending toward the body, and a microwave is introduced into the etching chamber into which the reaction gas is fed through the waveguide and the outer casing to generate plasma. At the same time, in a microwave plasma etching apparatus that performs etching processing on the substrate in the etching chamber, the outer box body and the waveguide are connected to each other in a rotatable and airtight manner so that the outer chamber and the waveguide are connected around the vertical center axis of the etching chamber. A microwave plasma etching apparatus characterized in that a waveguide is rotated.
【請求項2】 それぞれ摺動面を有する導波路の下降部
の下端部及び外箱体の上端部とからなり、その面で相互
に摺動回動しつつ気密に相互を接続する接続部と、 エッチング室の垂直方向中心軸周りに導波路を回動させ
るために導波路の下降部に設けられた導波管の回動手段
と、 導波管の回動を案内するために接続部に設けられた回動
案内手段と、 導波路の水平部を支持する上端部と、水平方向に延在す
るように外箱体に固定された支持板により回動自在に支
持されている下端部とを有する、導波管の支持手段と、 を備えることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波
プラズマエッチング装置。
2. A connecting portion, which comprises a lower end portion of a descending portion of a waveguide and an upper end portion of an outer casing, each of which has a sliding surface, and which airtightly connects with each other while slidingly rotating on the surface. , A waveguide rotating means provided in the descending portion of the waveguide for rotating the waveguide around the vertical center axis of the etching chamber, and a connecting portion for guiding the rotation of the waveguide. A rotation guide means provided, an upper end portion that supports the horizontal portion of the waveguide, and a lower end portion that is rotatably supported by a support plate that is fixed to the outer box body so as to extend in the horizontal direction. The microwave plasma etching apparatus according to claim 1, further comprising: a waveguide supporting unit having:
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