KR100980525B1 - Plasma processing apparatus - Google Patents

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가즈오 사사키
마사토 미나미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 각형 기판을 플라즈마 처리하는 평행 평판형 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상부 전극의 온도 제어성이 양호하고 안정한 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing stable and stable temperature controllability of an upper electrode in a parallel plate plasma processing apparatus for plasma processing a rectangular substrate.

기판에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 다수의 가스 공급 구멍을 구비하고, 상기 하부 전극에 대향하여 마련된 판 형상의 상부 전극과, 상부 전극을 덮고, 그 상부 전극과의 사이에 상기 가스 공급 구멍에 연통한 처리 가스의 확산 공간을 형성하는 상부 전극 베이스와, 이 상부 전극 베이스의 내주면에 의해 둘러싸이는 영역 내에 마련되고, 상부 전극의 상면과 상부 전극 베이스의 하면을 접속하는 접속 부재와, 상기 상부 전극 베이스에 마련되고, 상부 전극을 온도 조절하기 위한 온도 조절 유체가 통류하는 유체 유로를 구비하도록 플라즈마 처리 장치를 구성한다.A plurality of gas supply holes for supplying the processing gas to the substrate, covering the plate-shaped upper electrode provided to face the lower electrode, the upper electrode, and communicating with the gas supply hole between the upper electrode; An upper electrode base forming a diffusion space of a processing gas, a connection member provided in a region surrounded by an inner circumferential surface of the upper electrode base, and connecting an upper surface of the upper electrode and a lower surface of the upper electrode base, and the upper electrode base. The plasma processing apparatus is configured to include a fluid flow path through which a temperature control fluid for controlling the temperature of the upper electrode flows.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은, 예컨대 FPD(Flat Panel Display) 기판 등의 각형(角形) 기판에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus that performs plasma processing on a square substrate such as a flat panel display (FPD) substrate.

예컨대 FPD 기판의 제조 공정에 있어서는, 그 표면에 패턴을 형성하는 공정이 포함되고, 그 공정에서는 에칭이나 스퍼터링, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 플라즈마 처리가 기판에 실시된다. 이러한 플라즈마 처리를 행하는 장치로서는, 예컨대 평행 평판 플라즈마 처리 장치를 들 수 있다.For example, in the manufacturing process of an FPD substrate, the process of forming a pattern on the surface is included, In this process, plasma processing, such as etching, sputtering, and chemical vapor deposition (CVD), is performed to a board | substrate. As an apparatus which performs such a plasma process, the parallel plate plasma processing apparatus is mentioned, for example.

이러한 종류의 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기 내의 처리 공간에 하부 전극을 구성하는 탑재대와, 그 탑재대의 상부에 평행하게 마련되고, 처리 가스의 공급 구멍을 갖춘 상부 전극을 구비하고 있다. 그리고 기판 처리시에는 처리 공간이 진공 흡인됨과 아울러 상기 가스 공급 구멍을 거쳐서 처리 가스가 처리 용기 내에 공급되고, 처리 공간이 소정의 압력으로 되면, 상부 전극에 고주파가 인가되어, 이들 상부 전극과 하부 전극 사이에 전계가 형성된다. 이 전계에 의해 형성된 처리 가스의 플라즈마에 의해 상기 탑재대 상의 기판에 처리가 실시된다.This type of plasma processing apparatus includes a mounting table constituting a lower electrode in a processing space in a processing container, and an upper electrode provided in parallel with an upper portion of the mounting table and provided with a supply hole for processing gas. When the substrate is processed, the processing space is vacuumed and the processing gas is supplied into the processing vessel via the gas supply hole. When the processing space is at a predetermined pressure, high frequency is applied to the upper electrodes, and these upper and lower electrodes are applied. An electric field is formed between them. Processing is performed on the substrate on the mounting table by the plasma of the processing gas formed by this electric field.

도 28(a)는 그 플라즈마 처리 장치의 일례인 상부 구조의 종단 측면을 나타낸 것이고, 도 28(b)는 도 28(a)의 쇄선의 화살표 1A의 횡단 평면을 나타낸 것이다. 도면 중 (11)은 각판 형상의 상부 전극이고, 두께 방향으로 다수의 가스 공급 구멍(11a)이 천공되어 있다. 도면 중 (12)은 상부 전극(11)을 지지하는 각형의 상부 전극 베이스이며, 그 주연부는 프랜지로 되어 있고, 상부 전극 베이스(12)와 상부 전극(11)에 의해 처리 가스의 확산 공간(13)이 형성되어 있다. 이들 상부 전극(11) 및 상부 전극 베이스(12)는 예컨대 알루미늄에 의해 구성되어 있고, 상부 전극 베이스(12)에는 정합기(14a)를 거쳐서 고주파 전원(14)이 접속되고, 고주파가 당해 상부 전극 베이스(12)를 거쳐서 상부 전극(11)에 인가된다.Fig. 28 (a) shows the longitudinal side surface of the superstructure as an example of the plasma processing apparatus, and Fig. 28 (b) shows the transverse plane of arrow 1A of the dashed line in Fig. 28 (a). In the figure, reference numeral 11 denotes a plate-shaped upper electrode, in which a plurality of gas supply holes 11a are drilled in the thickness direction. In the figure, reference numeral 12 denotes a rectangular upper electrode base that supports the upper electrode 11, the peripheral portion of which is a flange, and the diffusion space 13 of the processing gas by the upper electrode base 12 and the upper electrode 11. ) Is formed. The upper electrode 11 and the upper electrode base 12 are made of, for example, aluminum, and the high frequency power source 14 is connected to the upper electrode base 12 via a matching unit 14a, and the high frequency is applied to the upper electrode. It is applied to the upper electrode 11 via the base 12.

상부 전극 베이스(12)의 중앙 상부에는 세라믹 등의 절연 부재로 이루어지는 유로(流路) 부재(15)가 마련되어 있고, 유로 부재(15)의 상부에는, 접지된 금속제의 가스 공급관(16)의 일단(一端)이 접속되어 있다. 가스 공급관(16)은 유로 부재(15)의 가스 유로(15a)를 경유하여 확산 공간(13)에 처리 가스를 공급할 수 있다.A flow path member 15 made of an insulating member such as ceramic is provided at the center of the upper electrode base 12, and one end of the grounded metal gas supply pipe 16 is formed on the top of the flow path member 15. (一端) is connected. The gas supply pipe 16 can supply the processing gas to the diffusion space 13 via the gas flow passage 15a of the flow passage member 15.

도면 중 (17)은 배플판이며, 예컨대 중앙과 주연부에 구멍(17a)이 천공되어 있다. 가스 공급관(16)으로부터 확산 공간(13)으로 공급된 처리 가스는, 배플판(17)에 의해, 확산 공간(13) 전체에 확산되어, 상부 전극(11)의 가스 공급 구멍(11a)으로부터 아래쪽의 처리 공간으로 균일하게 공급된다. 또한, 상부 전극 베이스(12)는 그 내부에 온도 조절용의 유체(chiller)의 유로(12a)가 형성되어 있다. 플라즈마 처리 중에는 확산 공간(13)이 감압 분위기로 되기 때문에, 이 유체의 열은 상부 전극 베이스(12)의 주연부를 거쳐서 상부 전극(11)에 전달되고, 플라즈마 처리 중에 플라즈마의 열에 노출되는 상부 전극(11)의 온도가 제어된다. 또 도면 중 (18)은 절연 재료에 의해 구성된 지지부이며, 상부 전극 베이스(12)를 처리 용기의 상부 덮개(19)로부터 전기적으로 절연되어 있다.In the figure, reference numeral 17 denotes a baffle plate, for example, a hole 17a is drilled in the center and the periphery. The processing gas supplied from the gas supply pipe 16 to the diffusion space 13 is diffused into the diffusion space 13 by the baffle plate 17, and is downward from the gas supply hole 11a of the upper electrode 11. It is supplied uniformly to the processing space of. In addition, the upper electrode base 12 has a flow path 12a of a chiller for temperature adjustment therein. Since the diffusion space 13 becomes a depressurized atmosphere during the plasma treatment, the heat of the fluid is transferred to the upper electrode 11 via the periphery of the upper electrode base 12 and exposed to the heat of the plasma during the plasma treatment ( The temperature of 11) is controlled. In addition, 18 in the figure is the support part comprised with the insulating material, and the upper electrode base 12 is electrically insulated from the upper cover 19 of a processing container.

그런데 대형의 FPD 기판에 대하여 처리를 행할 수 있도록 플라즈마 처리 장치의 대형화가 진행하여, 현재에는 플라즈마 처리 장치는, G8 세대라고 불리는 그 사이즈가 2200×2500㎟ 정도의 기판에 대해서 처리를 행할 수 있게 되어 있다. 그러나, 이와 같이 플라즈마 처리 장치가 대형화한 것에 의해, 상기 상부 전극(11)도 대형화되어, 처리를 행할 때에 상기 유체의 열이 상부 전극(11)의 중앙부에 충분히 전해지지 않아, 그 중앙부의 온도 제어성이 저하한다. 그 결과로서, 기판 처리시에 상부 전극(11)의 중앙부와 주연부의 온도차가 커져, 복수의 기판을 연속적으로 처리함에 있어, 이 온도차가 불안정한 상태로 되어, 기판마다 처리 조건이 변동하여 각 기판간에 처리에 편차가 발생할 우려가 있고, 또한 처리에 있어서의 면내 균일성이 악화될 걱정이 있다.By the way, the plasma processing apparatus has been enlarged so as to be able to process a large FPD substrate, and now the plasma processing apparatus can process a substrate having a size of about 2200 × 2500 mm 2, called the G8 generation. have. However, as the plasma processing apparatus is enlarged in this manner, the upper electrode 11 is also enlarged, and the heat of the fluid is not sufficiently transmitted to the central portion of the upper electrode 11 when the processing is performed. Deterioration As a result, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the upper electrode 11 increases during substrate processing, and the temperature difference becomes unstable in processing a plurality of substrates continuously, and the processing conditions vary from substrate to substrate. There exists a possibility that a deviation may arise in a process, and there exists a possibility that the in-plane uniformity in a process may deteriorate.

또, 특허 문헌 1에는 상부 전극 상에 가스 분산실과 냉각실을 적층시킨 플라즈마 에칭 장치에 대하여 기재되어 있지만, 이것은 웨이퍼를 처리하는 플라즈마 처리 장치의 기술이며, 각형 기판의 플라즈마 처리 장치의 기술은 아니다. 또한 그 특허 문헌 1의 도 5에서는 냉각용의 유체의 유로를 마련하는 것이 나타내어져 있지만 그 구성이 불명확하다.Moreover, although patent document 1 has described about the plasma etching apparatus which laminated | stacked the gas dispersion chamber and the cooling chamber on the upper electrode, this is the technique of the plasma processing apparatus which processes a wafer, and is not the technique of the plasma processing apparatus of a square substrate. Moreover, although FIG. 5 of the patent document 1 shows providing the flow path of the fluid for cooling, the structure is unclear.

그래서 플라즈마 처리 장치의 상부는 도 29에 도시하는 바와 같이 구성되는 경우가 있다. 도 28의 상부 구조와의 차이점을 설명하면, 상부 전극 베이스(12)에 온도 조절 유로(12a)가 마련되지 않고, 상부 전극(11)의 상부에 온도 조절판(10)이 마련되어 있다. 이 온도 조절판(10)은, 상부 전극(11)의 가스 공급 구멍(11a)과 겹치는 구멍(10a)과, 이 구멍(10a)을 피하도록 마련된 온도 조절 유체의 유로(도시하지 않음)를 구비하여, 플라즈마 처리 중에 상부 전극(11)을 온도 조절한다.Therefore, the upper part of a plasma processing apparatus may be comprised as shown in FIG. Referring to the difference from the upper structure of FIG. 28, the temperature control channel 12a is not provided in the upper electrode base 12, and the temperature control plate 10 is provided above the upper electrode 11. The temperature control plate 10 includes a hole 10a overlapping the gas supply hole 11a of the upper electrode 11 and a flow path (not shown) of a temperature control fluid provided to avoid the hole 10a. The upper electrode 11 is temperature-controlled during the plasma treatment.

그러나, 온도 조절판(10)에 있어서, 가스 공급 구멍(11a)에 맞추어 다수 마련된 구멍(10a)을 피하도록 상기 온도 조절 유체 유로를 형성하는 것은 어렵고, 이러한 온도 조절판(10)을 마련하는 것은 일반적으로 비용이 높아지게 된다는 문제가 있다.However, in the temperature regulating plate 10, it is difficult to form the temperature regulating fluid flow path so as to avoid the holes 10a provided in a large number in accordance with the gas supply hole 11a, and it is generally necessary to provide such a temperature regulating plate 10. The problem is that the cost increases.

또한, 대형화한 기판의 면내 균일성을 유지하기 위해서 예컨대 도 28 및 도 29에 나타낸 상부 구조의 확산 공간(13)을 가로 방향으로 구획하여 기판의 중앙 영역, 주연(周緣) 영역에 각기 처리 가스를 공급하기 위한 구획 영역을 형성하고, 각 구획 영역에 유로 부재(15) 및 가스 공급관(16)을 접속하여 처리 가스를 공급함으로써, 기판의 각부마다 공급되는 처리 가스의 양을 제어하는 것이 검토되고 있다. 이러한 구성은 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 나타내어져 있다.In order to maintain the in-plane uniformity of the enlarged substrate, for example, the diffusion space 13 of the upper structure shown in Figs. Controlling the amount of processing gas supplied to each part of a board | substrate is provided by providing the partition area for supplying, connecting the flow path member 15 and the gas supply pipe 16 to each partition area, and supplying process gas. . Such a configuration is shown in Patent Document 2 and Patent Document 3.

이 경우, 예컨대 기판 상에 있어서의 중앙 영역과 주연 영역과의 사이에서 가스의 공급량의 균일화를 측정하기 위해서, 중앙 영역보다도 주연 영역의 가스 공급량이 적게 설정된다. 그 이유는 기판의 중앙에 공급되는 처리 가스는 기판의 표면을 따라 주연으로 넓어지므로, 중앙 영역과 주연 영역의 가스의 공급량을 동일하 게 하면 주연 영역의 가스 공급량이 많아져 버리기 때문이다.In this case, for example, in order to measure the uniformity of the gas supply amount between the center region and the peripheral region on the substrate, the gas supply amount of the peripheral region is set smaller than that of the central region. The reason is that the processing gas supplied to the center of the substrate is widened along the surface of the substrate to the periphery, so that the gas supply in the periphery region increases if the gas supply in the center region and the periphery region is the same.

그런데, 상부 전극 베이스(12)에 고주파가 인가되었을 때에, 그 상부 전극 베이스의 전압은 수천V 정도로 되어, 그 상부 전극 베이스(12)의 표면과 금속에 의해 구성되어, 접지 전위 상태인 가스 공급관(16)의 일단과의 사이에 큰 전위차가 발생하게 된다.By the way, when the high frequency is applied to the upper electrode base 12, the voltage of the upper electrode base is about several thousand V, and is composed of the surface of the upper electrode base 12 and the metal, and the gas supply pipe (which is in a ground potential state) A large potential difference occurs between one end of 16).

여기서, 평행한 전극 사이에서 방전이 발생하는 전압(방전 개시 전압)은, 전극간의 가스 압력(p)과 전극간 거리(d)와의 곱의 함수이며, f(pd)로 표시된다고 하는 파센의 법칙(Paschen's Law)이 알려져 있다. 기판 주연 영역으로의 가스 공급량을 적게 하기 위해서 기판의 주연 영역에 대응하는 상기 구획 영역에 연통하는 가스 공급로의 압력을 저하시키면, 이 법칙에 의해 예컨대 상부 전극 베이스(12)와 가스 공급관(16) 사이에 개재하는 유로 부재(15)의 가스 유로(15a)에서 그 방전 개시 전압이, 예컨대 300V 정도로까지 저하하여, 그 결과로서, 당해 가스 유로(15a)에 불안정한 플라즈마가 발생할 우려가 있다. 이와 같이 불안정한 플라즈마가 발생하면, 상부 전극(11)에 이상(異常) 방전(아킹)이 발생하는 것을 본 발명자 등은 확인하고 있으며, 이 이상 방전에 의해 기판으로의 정상적인 처리가 방해되거나, 기판이나 상부 전극이 손상(damage)을 받거나 할 우려가 있다. 또한 도 30과 같은 하부 전극으로 고주파를 인가하는 경우에도, 플라즈마를 균일화하기 위한 기구로서, 상부 전극과 처리 용기 사이에 임피던스 조정 회로가 설치되어 있고, 상부 전극은 접지 전위로 되지 않는다. 이러한 장치에서는, 상부 전극에 고주파 전위가 발생하기 때문에, 마찬가지의 문제가 발생한다. 상기 임피던스 조정 회로에 대하 여, 상세하게는 특허 문헌 4에 기재되어 있다.Here, Passen's law is a function of the product of the gas pressure (p) between the electrodes and the distance (d) between the electrodes (discharge starting voltage) between the parallel electrodes, expressed in f (pd). (Paschen's Law) is known. When the pressure in the gas supply passage communicating with the partition region corresponding to the peripheral region of the substrate is reduced in order to reduce the amount of gas supplied to the peripheral region of the substrate, by this law, for example, the upper electrode base 12 and the gas supply pipe 16 are reduced. In the gas flow path 15a of the flow path member 15 interposed therebetween, the discharge start voltage falls to about 300V, for example, and as a result, there is a possibility that an unstable plasma is generated in the gas flow path 15a. When the unstable plasma is generated in this manner, the inventors have confirmed that abnormal discharge (arking) occurs in the upper electrode 11, and this abnormal discharge prevents normal processing to the substrate, There is a fear that the upper electrode may be damaged. In addition, even when a high frequency is applied to the lower electrode as shown in FIG. 30, an impedance adjusting circuit is provided between the upper electrode and the processing container as a mechanism for uniformizing the plasma, and the upper electrode does not become a ground potential. In such a device, the same problem occurs because a high frequency potential is generated in the upper electrode. The impedance adjusting circuit is described in detail in Patent Document 4.

도 30의 플라즈마 에칭 장치의 각부에 대하여 간단히 설명하면, 도면 중 (1A)는 기판 S의 탑재대를 겸용하는 하부 전극이다. 또한 도면 중 (1B), (1C)는 각기 플라즈마 발생용, 바이어스 인가용의 고주파 전원이며, 정합 박스(1D)를 거쳐서 상기 하부 전극(1A)에 접속되어 있다. 또한 도면 중 (1E)는 임피던스 조정 기구이며, 상부 전극 베이스(12)에 접속되어 있다.Each part of the plasma etching apparatus of FIG. 30 will be briefly described. In the figure, 1A is a lower electrode which also serves as a mounting table of the substrate S. As shown in FIG. 1B and 1C are high frequency power supplies for plasma generation and bias application, respectively, and are connected to the lower electrode 1A via a matching box 1D. In addition, 1E in the figure is an impedance adjustment mechanism, and is connected to the upper electrode base 12. As shown in FIG.

이상과 같은 문제에 부가하여, 대형 기판을 처리하는 경우에는, 상부 전극이 예컨대 이상 방전 등에 의해 손상을 받은 때에, 상부 전극 자체도 대형이므로 변환의 비용이 높다고 하는 문제가 있다.In addition to the above problems, when processing a large substrate, when the upper electrode is damaged by, for example, an abnormal discharge or the like, there is a problem that the cost of conversion is high because the upper electrode itself is also large.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-306889호(단락 [0007] 및 도 5)[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-306889 (paragraph [0007] and FIG. 5)

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 소화 제56-87329호(도 2)[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 56-87329 (FIG. 2)

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평성 제11-16888호(도 1)[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16888 (Fig. 1)

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2005-340760호(단락 [0027], 도 1 등)[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 2005-340760 (paragraph [0027], FIG. 1, etc.)

본 발명의 목적은, 상기 한 바와 같은 문제를 해결하는 것으로, 각형 기판을 플라즈마 처리하는 평행 평판형 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상부 전극의 온도 제어성이 양호하고 안정한 처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 종류의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상부 전극이 손상되었을 때에 교환에 소요되는 비용을 낮게 할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and in the parallel plate type plasma processing apparatus for plasma processing a rectangular substrate, a plasma processing apparatus capable of performing stable processing with good temperature controllability of an upper electrode is provided. It is to offer. Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus in this type of plasma processing apparatus which can lower the cost of replacement when the upper electrode is damaged.

본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하여 플라즈마화해서, 그 플라즈마에 의해 기판을 처리하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리 용기 내에 마련되고, 기판이 탑재되는 하부 전극과, 상기 기판에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 다수의 가스 공급 구멍을 구비하고, 상기 하부 전극에 대향하여 마련된 판 형상의 상부 전극과, 상기 상부 전극의 상면측을 덮고, 그 상부 전극과의 사이에 상기 가스 공급 구멍에 연통한 처리 가스의 확산 공간을 형성하는 상부 전극 베이스와, 이 상부 전극 베이스의 내주면에 의해 둘러싸이는 영역 내에 마련되고, 상부 전극의 상면과 상부 전극 베이스의 하면을 접속하는 접속 부재와, 상기 상부 전극베이스에 마련되고, 상부 전극을 온도 조절하기 위한 온도 조절 유체가 통류(通流)하는 유체 유로와, 상기 상부 전극 베이스에 마련되고, 상기 확산 공간으로 처리 가스를 도입하는 가스 공급로와, 상부 전극과 하부 전극 사이에 고주파 전력을 공급하여 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 고주파 전원을 구비한 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus for supplying a processing gas into a processing vessel to make a plasma, and processing the substrate by the plasma, the plasma processing apparatus comprising: a lower electrode provided in the processing vessel, on which the substrate is mounted; A plurality of gas supply holes for supplying the processing gas to a substrate, covering the upper surface side of the plate-shaped upper electrode provided to face the lower electrode, and the upper electrode, and the gas between the upper electrode; An upper electrode base for forming a diffusion space of the processing gas communicating with the supply hole, a connection member provided in a region surrounded by the inner circumferential surface of the upper electrode base, and connecting the upper surface of the upper electrode and the lower surface of the upper electrode base, Is provided in the upper electrode base, the temperature control fluid for controlling the temperature of the upper electrode under flow A fluid flow path, a gas supply path provided in the upper electrode base to introduce the processing gas into the diffusion space, and a high frequency power supply for supplying high frequency power between the upper electrode and the lower electrode to plasma the processing gas; It is characterized by.

예컨대 상기 접속 부재는, 가로 방향으로 신장되는 대들보이며, 상기 대들보는, 예컨대 확산 공간을 구획하여 복수의 구획 영역을 형성한다. 그리고, 상기 가스 공급로는, 예컨대 구획 영역마다 마련되고, 구획 영역 사이에서 서로 독립하여 처리 가스의 유량을 제어할 수 있도록 가스 공급로에 유량 제어부가 마련되어 있고, 구획 영역 사이에서 서로 독립하여 처리 가스의 유량을 제어한다는 것은, 구획 영역이 다수 마련되는 경우에 그 구획 영역 모든 유량을 서로 독립 제어하는 것 외에 구획 영역을 그룹마다 나누고, 그 그룹마다 유량을 독립 제어하는 것도 포함한다. 그리고 상기 대들보는 고리 형상으로 형성되어 확산 공간을 안으로부터 밖으로 향하는 방향으로 구획되어 있어도 좋고, 예컨대 상기 구획 영역끼리를 연통하기 위한 연통 구멍이 대들보에 뚫려 있다.For example, the connecting member is a girder that extends in the horizontal direction, and the girder, for example, divides the diffusion space to form a plurality of partition regions. The gas supply passage is provided for each compartment region, for example, and a flow rate control unit is provided in the gas supply passage so as to control the flow rate of the process gas independently from each other between the compartment regions, and independently between the compartment regions. Controlling the flow rate of the control unit includes not only controlling all flow rates of the partition area independently of each other when a plurality of partition areas are provided, but also dividing the partition areas for each group, and controlling the flow rate independently for each group. The girder may be formed in an annular shape and may be partitioned in a direction in which the diffusion space is directed from the inside out, for example, a communication hole for communicating the partition areas with each other is drilled in the girder.

예컨대 상부 전극은, 복수의 가로 방향으로 배열된 분할 전극에 의해 구성되고, 각 분할 전극의 주연부가 대들보를 따라 분할되어 있고, 이웃하는 분할 전극의 측벽은 서로 비스듬히 병행하도록 형성되어 있더라도 좋다. 분할 전극과 대들보 사이에는, 밀봉 부재가 개재하고 있더라도 좋고, 또한 분할 전극은 압축된 탄성체로 이루어지는 도전성 부재를 거쳐서 대들보에 접속되어 있더라도 좋다. 또 기판은 예컨대 직사각형 형상이며, 상기 분할 전극은 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 그 경우에 예컨대 상기 기판의 종횡의 각 변의 길이는 1.5m 이하인 것을 특징 으로 한다.For example, the upper electrode may be constituted by split electrodes arranged in a plurality of transverse directions, the periphery of each split electrode may be divided along the girders, and the sidewalls of neighboring split electrodes may be formed to be parallel to each other. A sealing member may be interposed between the split electrodes and the girders, and the split electrodes may be connected to the girders via a conductive member made of a compressed elastic body. The substrate is, for example, rectangular in shape, and the split electrodes are formed in a rectangular shape. In this case, the length of each side in the longitudinal and horizontal direction of the substrate is, for example, 1.5 m or less.

상기 가스 공급로는, 예컨대 상부 전극 베이스에 마련됨과 아울러 상기 확산 공간에 연통하는 가스 공급로를 구비한 절연재로 이루어지는 유로 부재와, 이 유로 부재의 상류측에 접속된 금속제의 가스 공급관을 포함하며, 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재는, 예컨대 적어도 일부가 상부 전극 베이스에 매설되어 있다. 또한 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재의 가스 공급로는 그 상류측에서 하류측이 보이지 않도록 굴곡하고 구성되어 있더라도 좋다.The gas supply path includes, for example, a flow path member made of an insulating material provided in the upper electrode base and having a gas supply path communicating with the diffusion space, and a metal gas supply pipe connected to an upstream side of the flow path member. At least a portion of the flow path member made of the insulating material is embedded in the upper electrode base, for example. The gas supply passage of the flow path member made of the insulating material may be bent so that the downstream side is not visible from the upstream side thereof.

또한 장치는 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재 내의 압력이 설정 압력보다도 낮게 된 때에 그 유로 부재 내에 불활성 가스를 공급하여, 당해 압력을 승압하기 위한 수단을 구비하고 있더라도 좋다. 또한 예컨대 상기 유체 유로는 대들보의 바로 위에, 당해 대들보를 따르도록 형성되어 있고, 또한 예컨대 상부 전극의 가스 공급 구멍은, 매트릭스 형상으로 배열되고, 종횡의 배열 피치는 25㎜ 이하이다.In addition, the apparatus may be provided with a means for supplying an inert gas into the passage member when the pressure in the passage member made of the insulating material becomes lower than the set pressure to boost the pressure. Further, for example, the fluid flow path is formed just above the girders so as to follow the girders, and for example, the gas supply holes of the upper electrode are arranged in a matrix shape, and the vertical and horizontal arrangement pitch is 25 mm or less.

본 발명에 있어서는, 상부 전극과 온도 조절 유체가 통류하는 유체 유로를 구비한 상부 전극 베이스에 의해 구성되는 처리 가스의 확산 공간에서, 상부 전극의 중앙부 상면과 상부 전극 베이스의 하면을 접속하는 접속 부재가 마련되어 있다. 그 접속 부재를 거쳐서 상기 온도 조절 유체의 열이 상부 전극의 중앙부에 전도되어 상부 전극을 온도 조절하기 때문에, 상부 전극의 온도 제어성이 양호하게 되어, 그 결과, 복수의 기판에 대하여 연속적으로 플라즈마 처리를 행하는 경우에, 처리마다 플라즈마의 열을 받아, 상부 전극 중앙부의 온도가 변동하여, 기판간에 처리가 불규칙하게 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 상부 전극을 분할한 구성으로 하면, 각 분할 전극은, 상부 전극에 비해서 소형이기 때문에, 제조 공정에서 취급이나 가공 작업이 용이하여, 제조 비용을 억제할 수 있고, 또한 이상 방전 등에 의해 파손한 경우이더라도 그 파손 부분이 포함되는 분할 전극만을 교환하면 되기 때문에, 그 교환에 소요되는 비용을 낮게 할 수 있다.In the present invention, the connecting member for connecting the upper surface of the central portion of the upper electrode and the lower surface of the upper electrode base in the diffusion space of the processing gas constituted by the upper electrode base having a fluid flow path through which the upper electrode and the temperature control fluid flow. It is prepared. Since the heat of the temperature control fluid is conducted to the central portion of the upper electrode via the connecting member to control the temperature of the upper electrode, the temperature controllability of the upper electrode becomes good, and as a result, the plasma treatment is successively performed on the plurality of substrates. In this case, it is possible to suppress the irregularity of the processing between the substrates by receiving the heat of the plasma for each processing, the temperature of the upper electrode center portion fluctuates. When the upper electrode is divided, the divided electrodes are smaller in size than the upper electrode, and thus, the handling and processing operations in the manufacturing process are easy, and the manufacturing cost can be suppressed, and when damaged due to abnormal discharge or the like. Even in this case, since only the split electrodes including the damaged portion need to be replaced, the cost for the replacement can be reduced.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여, FPD 기판에 대해 에칭 처리를 행하기 위한 진공 처리 시스템에 본 발명의 플라즈마 처리 장치를 적용한 경우를 예로 하여 설명한다. 도 1은 상기 진공 처리 시스템의 개관(槪觀)을 나타내는 사시도, 도 2는 그 내부를 나타내는 수평 단면도이다. 도면 중 (2A, 2B)는, 외부로부터, 다수의 FPD 기판 S를 수용한 캐리어 C1, C2를 탑재하기 위한 캐리어 탑재부이며, 이들 캐리어 C1, C2는, 예컨대 승강 기구(21)에 의해 승강 자유롭게 구성되며, 한쪽의 캐리어 C1에는 미(未)처리 기판 S1이 수용되고, 다른쪽의 캐리어 C2에는 처리된 기판 S2가 수용된다.In the following, an embodiment of the present invention will be described using an example in which the plasma processing apparatus of the present invention is applied to a vacuum processing system for performing an etching process on an FPD substrate. 1 is a perspective view showing an overview of the vacuum processing system, and FIG. 2 is a horizontal sectional view showing the inside thereof. (2A, 2B) is a carrier mounting part for mounting the carrier C1, C2 which accommodated many FPD board | substrate S from the exterior, These carriers C1, C2 are comprised freely by the lifting mechanism 21, for example. The unprocessed substrate S1 is accommodated in one carrier C1, and the processed substrate S2 is accommodated in the other carrier C2.

또한, 캐리어 탑재부(2A, 2B)의 안쪽에는 로드록실(22)과 반송실(23)과가 연접(連接)됨과 아울러, 캐리어 탑재부(2A, 2B) 사이에는, 상기 2개의 캐리어 C1, C2와, 로드록실(22)과의 사이에서 기판 S의 교환을 행하기 위한 기판 반송 수단(25) 이 지지대(24) 상에 마련되어 있고, 이 기판 반송 수단(25)은 상하 2단으로 마련된 아암(25a, 25b)과, 이들을 진퇴 자재 및 회전 자유롭게 지지하는 기초대(25c)를 구비하고 있다. 상기 로드록실(22)은, 소정의 감압 분위기로 유지되도록 구성되고, 그 내부에는 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판 S를 지지하기 위한 버퍼랙(22a)이 배치되어 있다. 도면 중 (22b)는 포지셔너(positioner)이다. 또한 상기 반송실(23)의 주위에는, 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 일 실시예인 3개의 플라즈마 에칭 장치(3)가 배치되어 있다.In addition, the load lock chamber 22 and the transfer chamber 23 are connected to the inside of the carrier mounting portions 2A and 2B, and the two carriers C1 and C2 are connected between the carrier mounting portions 2A and 2B. The board | substrate conveying means 25 for exchanging the board | substrate S between the load lock chambers 22 is provided on the support stand 24, and this board | substrate conveying means 25 is the arm 25a provided in the upper and lower two stages. And 25b), and a base 25c for supporting them forward and backward freely. The load lock chamber 22 is configured to be maintained in a predetermined pressure-reduced atmosphere, and a buffer rack 22a for supporting the substrate S is disposed therein as shown in FIG. 2. 22b in the figure is a positioner. In addition, three plasma etching apparatuses 3 which are an embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention are arranged around the transfer chamber 23.

상기 반송실(23)은, 소정의 감압 분위기로 유지되도록 구성되고, 그 내부에는 도 2에 도시하는 바와 같이 반송 기구(26)가 배치되어 있다. 그리고 이 반송 기구(26)에 의해, 상기 로드록실(22) 및 3개의 에칭 장치(3)와의 사이에서 기판 S가 반송되게 되어 있다. 상기 반송 기구(26)는, 승강 자재 및 회전 자유롭게 마련된 기초대(26a)와, 이 기초대(26a)의 일단에 마련되고, 당해 기초대(26a)에 회동 자유롭게 마련된 제 1 아암(26b)과, 제 1 아암(26b)의 선단부에 회동 자유롭게 마련된 제 2 아암(26c)과, 제 2 아암(26c)에 회동 자유롭게 마련되고, 기판 S를 지지하는 포크 형상의 기판 지지 플레이트(26d)를 갖고 있으며, 기대(26a)에 내장된 구동 장치에 의해 제 1 아암(26b), 제 2 아암(26c) 및 기판 지지 플레이트(26d)를 구동시킴으로써, 기판 S를 반송하는 것이 가능해지고 있다.The conveyance chamber 23 is comprised so that it may be maintained in a predetermined | prescribed pressure-reduced atmosphere, and the conveyance mechanism 26 is arrange | positioned inside it as shown in FIG. And by this conveyance mechanism 26, the board | substrate S is conveyed between the said load lock chamber 22 and the three etching apparatuses 3. The said conveyance mechanism 26 is the base stand 26a provided by the lifting material and rotational freedom, the 1st arm 26b provided in the end of this base stand 26a, and provided in the said base stand 26a to be freely rotated, and And a second arm 26c rotatably provided at the distal end of the first arm 26b, and a fork-shaped substrate support plate 26d rotatably provided on the second arm 26c to support the substrate S. By driving the 1st arm 26b, the 2nd arm 26c, and the board | substrate support plate 26d by the drive apparatus built in the base 26a, it becomes possible to convey the board | substrate S. FIG.

또한 상기 로드록실(22)과 반송실(23) 사이, 반송실(23)과 각 플라즈마 에칭 처리 장치(3) 사이, 및 로드록실(22)과 외측의 대기 분위기를 연통하는 개구부에는, 이들 사이를 기밀하게 밀봉하고, 또한 개폐 가능하게 구성된 게이트 밸브(27) 가 각기 그 사이에 마련되어 있다.In addition, between the load lock chamber 22 and the transfer chamber 23, between the transfer chamber 23 and each plasma etching processing apparatus 3, and in the opening communicating with the load lock chamber 22 and the outside atmosphere, therebetween Is provided between each of the gate valves 27 which are hermetically sealed and which can be opened and closed.

다음에 플라즈마 에칭 장치(3)에 대하여, 그 종단 측면도인 도 3을 참조하면서 설명한다. 에칭 처리 장치(3)는, 그 내부에서 FPD 기판 S에 대하여, 에칭 처리를 실시하기 위한 각기둥(角筒) 형상의 처리 용기(30)를 구비하고 있다. 이 처리 용기(30)는, 평면 형상이 사각형상으로 구성되고, 천장부가 개구되는 용기 본체(31)와, 이 용기 본체(31)의 천장 개구부를 막도록 마련된 상부 덮개(32)를 구비하고 있다.Next, the plasma etching apparatus 3 is demonstrated with reference to FIG. 3 which is the longitudinal side view. The etching processing apparatus 3 is equipped with the columnar processing container 30 for performing an etching process with respect to the FPD board | substrate S inside. The processing container 30 has a planar shape having a rectangular shape, and includes a container main body 31 in which the ceiling is opened, and an upper lid 32 provided to block the ceiling opening of the container main body 31. .

용기 본체(31) 내의 바닥부에는, 기판 S를 탑재하기 위한 하부 전극을 구성하는 탑재대(32)가 마련되어 있고, 지지부(33)를 거쳐서 수평으로 지지되어 있다. 지지부(33)는 용기 본체(31)의 바닥부 중앙에 마련된 개구부로부터 아래쪽으로 신장되어 지지판(33a)에 지지되어 있다. 도면 중 (33b)는 벨로우즈체이며, 그 상단(上端)은 상기 개구부의 개구 가장자리에, 그 하단은 지지판(33a)의 주연에 고정되고, 용기 본체(31) 내가 기밀하게 되도록 구성되어 있다. 또한 도시하지 않은 승강 기구에 의해 지지판(33a)이 승강되는 것에 의해, 탑재대(32)가 승강 자유롭게 구성된다. 탑재대(32)는, 알루미늄이나 SUS 등의 금속에 의해 구성되고, 도전로(33c)를 거쳐서 지지판(33a)에 접속되어 있으며, 당해 도전로(33c), 지지판(33a), 벨로우즈체(33b)를 거쳐서 용기 본체(31)에 전기적으로 접속되고, 접지되어 있다.In the bottom part of the container main body 31, the mounting table 32 which comprises the lower electrode for mounting the board | substrate S is provided, and is supported horizontally through the support part 33. As shown in FIG. The support part 33 is extended downward from the opening part provided in the center of the bottom part of the container main body 31, and is supported by the support plate 33a. In the figure, 33b is a bellows body, the upper end of which is fixed to the edge of the opening of the opening, the lower end of which is fixed to the periphery of the support plate 33a, and the container main body 31 is configured to be airtight. In addition, the mounting plate 32 is freely moved up and down by lifting up and down the support plate 33a by a lifting mechanism not shown. The mounting table 32 is comprised by metals, such as aluminum and SUS, and is connected to the support plate 33a via the electrically conductive path 33c, The said electrically conductive path 33c, the support plate 33a, and the bellows body 33b. Is electrically connected to the container main body 31 and grounded.

또한 용기 본체(31)의 측벽 하부에는 배기로(34)를 거쳐서, 예컨대 진공 펌프로 이루어지는 진공 배기 수단(35)이 접속되어 있다. 이 진공 배기 수단(35)에 는 압력 조정부(도시하지 않음)가 포함되어 있고, 당해 압력 조정부가 후술하는 제어부(6A)로부터의 제어 신호를 받음으로써, 배기 장치(35)가 그 신호에 따라, 처리 용기(30) 내를 진공 배기하여 처리 용기(30) 내가 소망하는 진공도로 유지되도록 구성되어 있다. 또 기판 S는, 예컨대 1변이 2200㎜, 다른 변이 2500㎜ 정도의 크기의 각형으로 형성되어 있다.In addition, the vacuum exhaust means 35 which consists of a vacuum pump is connected to the lower part of the side wall of the container main body 31 through the exhaust path 34, for example. The vacuum exhaust means 35 includes a pressure adjusting unit (not shown), and the pressure adjusting unit receives a control signal from the control unit 6A described later, so that the exhaust device 35 responds to the signal. The inside of the processing container 30 is evacuated and the inside of the processing container 30 is maintained at a desired vacuum degree. Moreover, the board | substrate S is formed in the square of the magnitude | size of about 2200 mm on one side and about 2500 mm on the other side, for example.

한편, 처리 용기(30)의 상기 탑재대(32)의 위쪽에는, 기판 S에 처리 가스를 공급하기 위한 상부 가스 공급 기구(4)가 마련되어 있다. 이 상부 가스 공급 기구(4)에 대하여, 보다 상세히 나타낸 도 4도 참조하면서 설명한다. 상부 가스 공급 기구(4)는, 탑재대(32)의 표면과 대향하도록 마련된 상부 전극(41)과, 그 상부 전극(41)을 지지하는 상부 전극 베이스(42)와, 가스 공급부(5)와, 그 가스 공급부(5)에 접속되는 각 가스 공급관(61∼63)을 구비하고 있다.On the other hand, the upper gas supply mechanism 4 for supplying a process gas to the board | substrate S is provided above the mounting table 32 of the processing container 30. The upper gas supply mechanism 4 will be described with reference to FIG. 4 shown in more detail. The upper gas supply mechanism 4 includes an upper electrode 41 provided to face the surface of the mounting table 32, an upper electrode base 42 supporting the upper electrode 41, a gas supply part 5, And gas supply pipes 61 to 63 connected to the gas supply part 5.

도 5는 상부 전극(41) 및 상부 전극 베이스(42)의 하면측을 나타낸 사시도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이 상부 전극(41)은 각판 형상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향으로 다수의 가스 공급 구멍(41a)이 천공되어 있다. 그리고 이 가스 공급 구멍(41a)은 기판 S의 변을 따라 매트릭스 형상으로 배열되어 있고, 도면 중 L1, L2로 나타내는 종횡의 각 가스 공급 구멍(41a)간의 거리(피치)는 예컨대 양쪽 모두 25㎜이다.5 is a perspective view showing the lower surface side of the upper electrode 41 and the upper electrode base 42. As shown in this figure, the upper electrode 41 is formed in the shape of a square plate, and a plurality of gas supply holes 41a are drilled in the thickness direction thereof. And this gas supply hole 41a is arrange | positioned in matrix form along the side of the board | substrate S, and the distance (pitch) between each vertical and horizontal gas supply hole 41a shown by L1, L2 in figure is both 25 mm, for example. .

상부 전극 베이스(42)는, 상부 전극(41)에 대응하는 크기를 갖는 각판 형상으로 형성되어 있고, 그 주연부는 플랜지부(42a)로서 아래쪽으로 돌출하도록 형성되어 있다. 또한 플랜지부(42a)의 내주면으로부터 둘러싸이는 각형 영역에는 크기 가 다른 2개의 고리 형상, 이 예에서는 각형의 링 형상의 대들보(43a, 43b)가 내측으로부터 이 순서대로 상부 전극 베이스(42)의 하면에 일체적으로 마련되어 있고, 대들보(43a, 43b) 및 플랜지부(42a)는 서로 간격을 두도록 형성되어 있다.The upper electrode base 42 is formed in the shape of a square plate having a size corresponding to the upper electrode 41, and the periphery thereof is formed to protrude downward as the flange portion 42a. In addition, in the rectangular region enclosed from the inner circumferential surface of the flange portion 42a, two annular rings having different sizes, in this example, the rectangular ring-shaped girders 43a and 43b have a lower surface of the upper electrode base 42 in this order from the inner side. The girders 43a and 43b and the flange portion 42a are formed to be spaced from each other.

상부 전극(41)의 주연부는, 상부 전극 베이스(42)의 플랜지부(42a)에 당해 상부 전극(41)의 하면측으로부터 도시하지 않은 볼트를 삽입하는 것에 의해 착탈 자유롭게 고정되고, 이에 따라 상부 전극 베이스(42)가 수평으로 지지됨과 아울러 대들보(43a, 43b)가 상부 전극 베이스(42)의 상면에 밀착한 상태로 된다. 상부 전극(41)과 상부 전극 베이스(42)의 밀착면에서 이들 사이에는 수지제의 밀봉 부재 예컨대 O 링(43c, 43d)(도 4 참조)이 개재되어 있다. 또 상부 전극 베이스(42)는 절연 부재로 이루어지는 지지부(36)를 거쳐서 처리 용기(30)의 상부 덮개(32)에 수평으로 지지된다.The peripheral part of the upper electrode 41 is detachably fixed by inserting a bolt (not shown) from the lower surface side of the upper electrode 41 to the flange portion 42a of the upper electrode base 42, whereby the upper electrode The base 42 is horizontally supported and the girders 43a and 43b are in close contact with the upper surface of the upper electrode base 42. Resin sealing members such as O-rings 43c and 43d (see FIG. 4) are interposed between the upper electrodes 41 and the upper electrode base 42 between them. In addition, the upper electrode base 42 is horizontally supported by the upper lid 32 of the processing container 30 via a support 36 made of an insulating member.

상부 전극(41)과 상부 전극 베이스(42)에 의해 둘러싸이는 공간은, 구획 부재인 대들보(43a, 43b)에 의해 안에서 밖으로 향해서 3개의 고리 형상으로 구획되고, 기판 S의 중앙부 상에 처리 가스를 공급하기 위한 제 1 확산 공간(44a), 기판 S의 중앙부와 주연부 사이의 중간부에 처리 가스를 공급하기 위한 제 2 확산 공간(44b), 기판 S의 주연부에 처리 가스를 공급하기 위한 제 3 확산 공간(44c)으로서 구성되어 있다.The space surrounded by the upper electrode 41 and the upper electrode base 42 is partitioned into three annular shapes from the inside out by the girders 43a and 43b as partition members, and the processing gas is disposed on the center portion of the substrate S. A first diffusion space 44a for supplying, a second diffusion space 44b for supplying the processing gas to an intermediate portion between the center portion and the periphery of the substrate S, and a third diffusion for supplying the processing gas to the peripheral portion of the substrate S It is comprised as space 44c.

또한 상부 전극 베이스(42)에는 온도 조절 유체 유로(46)가 형성되어 있고, 이 온도 조절 유체 유로(46)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 상부 전극 베이스(42)의 일각(一角)으로부터 당해 베이스(42)로 진입하여, 플랜지부(42a), 대들보(43b) 및 대들보(43a)의 위쪽을 순차적으로 이들을 따라 주회(周回)함과 아울러, 말하자면 일필서(一筆書)로 상기 일각으로부터 유출측이 끌어나오도록 주회 방향이 순차적으로 역전되어 구성되어 있다. 이 유로(46)의 일단 및 타단은 각각 온도 조절 유체 공급부(47)에 접속되어 있고, 온도 조절 유체 공급부(47)는 온도 조절 유체를 온도 조절 유체 유로(46)에 순환 공급하도록 구성되어 있다. 플라즈마 에칭 처리시에 이와 같이 유로(46)를 온도 조절 유체가 유통함으로써, 플랜지부(42a), 대들보(43a) 및 대들보(43b)를 거쳐서 상기 유체의 열이 상부 전극(41)에 전도되어, 상부 전극(41)이 온도 조절되게 되어 있다.Moreover, the temperature control fluid flow path 46 is formed in the upper electrode base 42, and this temperature control fluid flow path 46 is a said base from one corner of the upper electrode base 42 as shown in FIG. (42), the flange portion 42a, the girder 43b, and the upper side of the girder 43a are sequentially rotated along these, and, as it were, the outlet side from the corner in one writing. The circumferential direction is reversed in sequence so as to draw this out. One end and the other end of this flow path 46 are respectively connected to the temperature control fluid supply part 47, and the temperature control fluid supply part 47 is comprised so that a temperature control fluid may be circulated-supplied to the temperature control fluid flow path 46. As shown in FIG. When the temperature control fluid flows through the flow passage 46 in the plasma etching process in this way, the heat of the fluid is conducted to the upper electrode 41 via the flange portion 42a, the girder 43a and the girder 43b. The upper electrode 41 is to be temperature-controlled.

상기한 바와 같이 플라즈마 에칭 장치(3)의 상부 전극 베이스(42)의 온도 조절 유체 유로(46)에 대해서는 대들보(43a, 43b)를 따르고 또한 대들보(43a, 43b)의 바로 위에 마련됨으로써 효율 좋게 이들 대들보(43a, 43b)를 거쳐서 상부 전극(41)을 온도 조절할 수 있다. 여기서 「온도 조절 유체 유로(46)가 대들보(43)의 바로 위에 마련된다」는 것은, 예컨대 도 7 중 실선으로 나타내는, 유체 유로(46)를 아래쪽으로 투영했을 때에, 그 투영 영역 전체가 대들보(43)에 수납되는 위치에 유로(46)가 마련되는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 도 7중 2점 쇄선으로 나타내는, 유체 유로(46)를 아래쪽으로 투영했을 때에, 그 투영 영역의 일부만이 대들보(43)에 수납되는 경우도 포함한다.As described above, the temperature control fluid flow path 46 of the upper electrode base 42 of the plasma etching apparatus 3 is provided along the girders 43a and 43b and directly above the girders 43a and 43b so that these are efficiently The upper electrode 41 may be temperature controlled via the girders 43a and 43b. Here, "the temperature control fluid flow path 46 is provided directly above the girder 43" means that when the fluid flow path 46 projected downward by the solid line in FIG. 7, for example, the whole projection area | region is a girder ( It is not limited to the case where the flow path 46 is provided in the position accommodated in 43, for example, when a part of the projection area | region projected below by the fluid flow path 46 shown by the dashed-dotted line in FIG. 7 only a part of the girder ( 43).

상부 전극 베이스(42) 및 상부 전극(41)은 도전체 예컨대 알루미늄이나 SUS 등의 금속에 의해 구성되어 있고, 또한 상부 전극 베이스(42)에는 정합기(47a) 및 급전봉(47b)을 거쳐서 고주파 전원(47)이 접속되어 있다. 또 상부 전극(41)은 실 리콘 등의 반도체로 구성되더라도 좋다.The upper electrode base 42 and the upper electrode 41 are made of a conductive material such as aluminum, SUS, or the like, and the upper electrode base 42 has a high frequency through a matching unit 47a and a feed rod 47b. The power supply 47 is connected. The upper electrode 41 may be made of a semiconductor such as silicon.

계속해서 가스 공급부(5)에 대하여 설명한다. 가스 공급부(5)는 각 확산 공간(44a, 44b, 44c)에 각기 처리 가스를 공급하도록 상부 전극 베이스(42)에 형성된 3개의 가스 공급로(45)와, 이들 가스 공급로(45)에 각기 대응하는 위치에서, 예컨대 그 일부가 상부 전극 베이스(42)에 매설되고, 가스 공급로(45)에 연통하는 가스 공급로(52)가 형성된 절연재 예컨대 세라믹으로 이루어지는 원주 형상의 유로 부재(51a, 51b, 51c)를 구비하고 있다. 이들 유로 부재(51a, 51b, 51c)는 각각 동일하게 구성되어 있고, 각기 금속제의 가스 공급관(61, 62, 63)의 일단측의 플랜지부에 접속되어 있다. 또 각 가스 공급관(61, 62, 63)은 접지되어 있다.Next, the gas supply part 5 is demonstrated. The gas supply unit 5 has three gas supply passages 45 formed in the upper electrode base 42 so as to supply processing gases to the respective diffusion spaces 44a, 44b, 44c, and the gas supply passages 45, respectively. At a corresponding position, for example, a portion of the column-shaped flow path members 51a and 51b made of an insulating material, for example, ceramic, in which a part thereof is embedded in the upper electrode base 42 and the gas supply passage 52 communicating with the gas supply passage 45 is formed. And 51c). These flow path members 51a, 51b, 51c are each configured in the same manner, and are respectively connected to flange portions on one end side of the metal gas supply pipes 61, 62, and 63, respectively. In addition, each of the gas supply pipes 61, 62, and 63 is grounded.

또한 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재(51a∼51c) 중의 가스 공급로(52)는, 도 4 및 도 8에 도시하는 바와 같이 확산 공간(44a, 44b, 44c)으로 향하는 도중에 4개로 분기하여 가로 방향으로 넓어진 후, 아래쪽으로 굴곡되고, 재차 합류하여 가스 공급로(45)에 연통하도록 구성됨으로써, 그 상류단에서 하류단을 볼 수 없는 미로(labyrinth) 구조를 갖고 있다. 또, 이 예에서는 하나의 구획된 확산 공간에 대하여, 하나의 가스 공급로(45)가 개구되어, 처리 가스가 공급되게 되어 있지만, 가스 공급로(45)는 하나의 구획된 확산 공간에 대하여 복수, 예컨대 상부 전극 베이스(42)에서 좌우 대칭으로 되도록 마련되며, 그들의 각 가스 공급로(45)에 유로 부재(51a∼51c)가 접속되게 되어 있더라도 좋다.In addition, the gas supply paths 52 in the flow path members 51a to 51c made of the above insulating material branch into four in the transverse direction in the direction toward the diffusion spaces 44a, 44b, 44c as shown in FIGS. 4 and 8. After being widened, it is bent downward and joined again to communicate with the gas supply passage 45, thereby having a labyrinth structure in which the downstream end cannot be seen from the upstream end. In addition, in this example, one gas supply path 45 is opened to one partitioned diffusion space so that the processing gas is supplied. However, the gas supply path 45 has a plurality of partitions for one partitioned diffusion space. For example, the upper electrode base 42 may be symmetrically disposed, and the flow path members 51a to 51c may be connected to the respective gas supply paths 45.

이 플라즈마 에칭 장치(3)에 있어서는, 상부 전극(41)과 상부 전극 베이스(42) 사이에 형성되는 처리 가스의 확산 공간(44)이 대들보(43a, 43b)에 의해 3 개의 확산 공간(44a∼44c)으로 구획되고, 3개의 유로 부재(51a∼51c)의 가스 공급로(52)로부터 각 확산 공간(44a∼44c)으로 처리 가스가 공급된다. 그리고 기판 S 상에 있어서의 중앙 영역과 주연 영역 사이에서 가스의 공급량 균일화를 측정하기 위해서, 중앙 영역보다도 주연 영역의 가스 공급량이 적게 설정된다. 그 이유는 기판 S의 중앙에 공급되는 가스는 기판 S의 표면을 따라 주연으로 넓어지므로, 중앙 영역과 주연 영역의 가스의 공급량을 동일하게 하면, 주연 영역의 가스 공급량이 많아져 버리기 때문이다.In this plasma etching apparatus 3, the diffusion space 44 of the processing gas formed between the upper electrode 41 and the upper electrode base 42 is formed by the three beams 43a and 43b. A process gas is supplied to each diffusion space 44a-44c from the gas supply path 52 of the three flow path members 51a-51c, and is divided into 44c. In order to measure the uniformity of the supply amount of gas between the center region and the peripheral region on the substrate S, the gas supply amount of the peripheral region is set smaller than that of the central region. This is because the gas supplied to the center of the substrate S is widened along the surface of the substrate S to the periphery, so that the gas supply to the periphery region increases when the gas supply amount of the center region and the periphery region is the same.

따라서 배경기술의 란에서 설명한 바와 같이 확산 공간을 구획하지 않고, 하나의 가스 유로로부터 그 분할되어 있지 않은 확산 공간으로 처리 가스를 공급하는 구조에 있어서의 상기 유로 중의 처리 가스의 압력에 비해서, 확산 공간(44c)에 대응하는 유로 부재(51c)의 가스 공급로(52)의 처리 가스의 압력은 낮아져, 가스 공급관(63)과 그 아래쪽의 상부 전극 베이스(42)와의 사이에서, 기술(旣述)한 파센의 법칙에 따라 방전 개시 전압이 저하된다. 따라서 가스 공급로(52)가 일직선으로 신장되어 있으면, 당해 가스 공급로(52) 내에서 절연 파괴가 발생하여 이상 방전이 일어나기 쉽지만, 상기한 바와 같이 가스 공급로(52)를 굴곡하여 가스 공급관(63)에서 가스 공급로(45)가 보이지 않도록 함으로써 전하가 공간 내를 이동하기 어렵게 되어, 그 결과적으로 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다. 이러한 구조를 채용하는 이점은, 가스 공급관(63)이 금속제인 것에 근거하지만, 금속제가 아니더라도 다른 도전성 부재에 의해 구성되어 있는 경우에도 적용할 수 있다. 또한 이 미로 구조는, 특히 주연측의 확산 공간에 가스를 공급하는 부분에 효과적이지만, 본 예 에서는 각 유로 부재(51a∼51c) 전체에 채용하고 있다.Therefore, as described in the background section, the diffusion space is compared with the pressure of the processing gas in the flow path in the structure in which the processing gas is supplied from one gas flow path to the undivided diffusion space without partitioning the diffusion space. The pressure of the processing gas of the gas supply path 52 of the flow path member 51c corresponding to 44c becomes low, and it is described between the gas supply pipe 63 and the upper electrode base 42 below it. According to the law of Paschen, the discharge start voltage decreases. Therefore, when the gas supply path 52 extends in a straight line, insulation breakdown occurs in the gas supply path 52 and abnormal discharge easily occurs. However, as described above, the gas supply path 52 is bent and the gas supply pipe ( By making the gas supply path 45 invisible in 63, the electric charge becomes difficult to move in the space, and as a result, occurrence of abnormal discharge can be suppressed. The advantage of employing such a structure is based on the fact that the gas supply pipe 63 is made of metal, but can be applied even when the gas supply pipe 63 is made of another conductive member even if it is not made of metal. In addition, this labyrinth structure is particularly effective for supplying gas to the diffusion space on the periphery side, but is employed in the entire flow path members 51a to 51c in this example.

또 상부 전극 베이스(42)와 가스 공급관(61∼63) 사이에 형성되는 절연 부재에 의해 구성된 유로에 있어서 그 상류측에서 하류측이 보이지 않는 구성이면, 상기한 전하의 직선 이동을 방지할 수 있기 때문에, 가스 공급로(52)의 분기는 4개가 아니더라도, 예컨대 2개라도 좋고, S자 형상 또는 나선 형상으로 형성되어 있더라도 좋다. 또 도 4 중 가스 공급관(61, 62, 63)의 일단과 상부 전극 베이스(42)간의 거리(유로 부재(51a∼51c)의 높이) H1은 예컨대 50㎜∼150㎜로 설정된다.Moreover, in the flow path comprised by the insulating member formed between the upper electrode base 42 and the gas supply pipes 61-63, when the downstream side is not seen from the upstream, the linear movement of the said electric charge can be prevented. Therefore, the branch of the gas supply path 52 may not be four, but may be two, for example, and may be formed in S shape or spiral shape. 4, the distance between the one end of the gas supply pipes 61, 62, and 63 and the upper electrode base 42 (the height of the flow path members 51a to 51c) H1 is set to 50 mm to 150 mm, for example.

가스 공급관(61, 62, 63)의 타단은 서로 합류하여 처리 가스 공급원(64)에 접속되어 있다. 가스 공급관(61∼63)에는 밸브나 매스플로우 콘트롤러(MFC)가 그 사이에 마련되어 있고, 이들 밸브나 MFC는 가스 공급계(65)를 구성하며, 가스 공급계(65)는, 제어부(6A)로부터 송신된 제어 신호에 근거하여, 각 확산 공간(44a, 44b, 44c)으로의 처리 가스의 공급/차단 및 유량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.The other ends of the gas supply pipes 61, 62, and 63 are joined to each other and are connected to the processing gas supply source 64. Valves and mass flow controllers (MFCs) are provided between the gas supply pipes 61 to 63, and these valves and the MFC constitute a gas supply system 65, and the gas supply system 65 is a control unit 6A. On the basis of the control signal transmitted from the control unit, it is configured to control the supply / blocking and the flow rate of the processing gas to each of the diffusion spaces 44a, 44b and 44c.

상기 진공 처리 시스템에는 예컨대 컴퓨터로 이루어지는 제어부(6A)가 마련되어 있다. 제어부(6A)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고 있으며, 상기 프로그램에는 제어부(6A)가 진공 처리 시스템의 각부에 제어 신호를 보내어, 후술하는 각 단계를 진행시킴으로써 기판 S에 대하여 에칭 처리를 실시할 수 있도록 명령이 내장되어 있다. 또한, 예컨대 메모리에는 플라즈마 에칭 장치(3)의 처리 압력, 처리 시간, 가스 유량, 전력값 등의 처리 파라미터의 값이 기입되는 영역을 구비하고 있으며, CPU가 프로그램의 각 명령을 실행할 때 이 들 처리 파라미터가 판독되고, 그 파라미터값에 따른 제어 신호가 이 플라즈마 에칭 장치(3)의 각부로 보내어지게 된다.In the vacuum processing system, for example, a control unit 6A made of a computer is provided. The control part 6A is provided with the data processing part which consists of a program, a memory, and a CPU, The control part 6A sends a control signal to each part of a vacuum processing system, and progresses each step mentioned later to the board | substrate S to the said program. Instructions are built in to enable etching. Further, for example, the memory includes an area in which the values of processing parameters such as the processing pressure, processing time, gas flow rate, and power value of the plasma etching apparatus 3 are written, and these processes are executed when the CPU executes each instruction of the program. The parameter is read, and a control signal in accordance with the parameter value is sent to each part of this plasma etching apparatus 3.

이 프로그램(처리 파라미터의 입력용 화면에 관련되는 프로그램도 포함함)은, 예컨대 플렉서블 디스크(flexible disk), 콤팩트 디스크, MO(광자기 디스크) 등에 의해 구성되는 기억 매체인 기억부(6B)에 저장되어 제어부(6A)에 인스톨된다.This program (including a program related to a screen for inputting processing parameters) is stored in a storage unit 6B which is a storage medium constituted by, for example, a flexible disk, a compact disk, a magneto-optical disk, or the like. And it is installed in the control part 6A.

다음에, 이상과 같이 구성된 진공 처리 시스템의 처리 동작에 대하여 설명한다. 우선, 기판 반송 수단(25)의 2개의 아암(25a, 25b)을 진퇴 구동시켜, 미처리 기판 S1을 수용한 한쪽의 캐리어 C1로부터 2장의 기판 S1을 한번에 로드록실(22)에 반입한다. 로드록실(22) 내에서는, 버퍼랙(22a)에 의해 기판 S1을 유지하고, 아암(25a, 25b)이 퇴피된 후, 로드록실(22) 내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 진공 흡입 종료 후, 포지셔너(22b)에 의해 기판 S1의 위치 정렬을 행한다.Next, the processing operation of the vacuum processing system comprised as mentioned above is demonstrated. First, the two arms 25a and 25b of the board | substrate conveying means 25 drive forward and backward, and carry two board | substrates S1 into the load lock chamber 22 at one time from the one carrier C1 which accommodated the unprocessed board | substrate S1. In the load lock chamber 22, the substrate S1 is held by the buffer rack 22a, and after the arms 25a and 25b are retracted, the load lock chamber 22 is evacuated to reduce the inside to a predetermined vacuum degree. . After completion of the vacuum suction, the positioner 22b performs position alignment of the substrate S1.

기판 S1이 위치 정렬된 후, 로드록실(22)과 반송실(23) 사이의 게이트 밸브(27)를 열어, 반송 기구(26)에 의해 2장의 기판 S1 중 1장을 기판 지지 플레이트(26d) 상에 수취하고, 상기 게이트 밸브(27)를 닫힌다. 이어서 반송실(23)과 소정의 플라즈마 에칭 장치(3) 사이의 게이트 밸브(27)를 열어, 상기 기판 S1을 반송 기구(26)에 의해 당해 플라즈마 에칭 장치(3)에 반입하고, 상기 게이트 밸브(27)를 닫는다.After the substrate S1 is aligned, the gate valve 27 between the load lock chamber 22 and the transfer chamber 23 is opened, and one of the two substrates S1 is transferred to the substrate support plate 26d by the transfer mechanism 26. It is received on the phase and the gate valve 27 is closed. Subsequently, the gate valve 27 between the transfer chamber 23 and the predetermined plasma etching apparatus 3 is opened, and the said board | substrate S1 is carried in to the said plasma etching apparatus 3 by the transfer mechanism 26, and the said gate valve Close (27).

플라즈마 에칭 장치(3)에 있어서는, 예컨대 미리 유체 유로(46)를 온도 조절 수단(46)에 의해 온도 조절된 유체 예컨대 갈덴이 유통되어, 상부 전극 베이스(42) 의 플랜지부(42a) 및 대들보(43a, 43b)를 거쳐서 그 유체의 열이 상부 전극(41)에 전도되어 상부 전극(41)이 예컨대 90℃로 유지되고 있다. 그리고 기판 S가 탑재대(32) 상에 탑재되면, 처리 가스 공급원(64)으로부터 가스 공급계(65)를 거쳐서 구획된 각 확산 공간(44a, 44b, 44c)으로, 처리 가스 예컨대 C12, SF6, CF4 등의 할로겐계 가스가 공급된다. 상부 전극(41)의 설정 온도는 처리 가스의 종류 등의 프로세스 조건에 따라 결정할 수 있다. 각 확산 공간(44a∼44c)에 공급된 처리 가스는 이들 확산 공간(44a∼44c) 내를 확산하여, 상부 전극(41)의 가스 공급 구멍(41a)을 거쳐서 기판 S의 중앙부, 중간부, 주연부로 공급된다. 이 때 가스 공급계(65)에 있어서는, 기술한 이유로 인해, 가스 유량이 44a>44b>44c의 관계로 되는 유량 설정이 행하여진다. 또한 진공 배기 수단(35)은, 처리 용기(30) 내를 진공 배기하고 있어, 당해 배기 수단(35)에 포함되는 도시하지 않은 압력 조정부에 의해, 처리 용기(30) 내가 소정의 압력으로 조정된다.In the plasma etching apparatus 3, for example, a fluid, for example, galden, which has been temperature-controlled by the temperature adjusting means 46 in the fluid flow passage 46 in advance, is flown so that the flange portion 42a and the girder of the upper electrode base 42 ( The heat of the fluid is conducted to the upper electrode 41 via 43a and 43b so that the upper electrode 41 is maintained at 90 ° C, for example. When the substrate S is mounted on the mounting table 32, the processing gases, for example C1 2 and SF, are divided into the diffusion spaces 44a, 44b, 44c partitioned from the processing gas supply source 64 via the gas supply system 65. 6, is supplied to the halogen-based gas such as CF 4. The set temperature of the upper electrode 41 can be determined according to process conditions such as the type of processing gas. Process gas supplied to each of the diffusion spaces 44a to 44c diffuses in these diffusion spaces 44a to 44c and passes through the gas supply hole 41a of the upper electrode 41 to the center portion, the middle portion, and the peripheral portion of the substrate S. FIG. Is supplied. At this time, in the gas supply system 65, for the reasons described above, the flow rate setting in which the gas flow rate is 44a>44b> 44c is performed. In addition, the vacuum evacuation means 35 evacuates the inside of the processing container 30, and the inside of the processing container 30 is adjusted to predetermined pressure by the pressure adjustment part which is not shown in the said exhaust means 35. .

그러한 후, 고주파 전원(47)으로부터 정합기(47a), 급전봉(47b) 및 상부 전극 베이스(42)를 거쳐서 상부 전극(41)에 고주파 전력을 공급하고, 이에 따라 고주파가 처리 공간, 탑재대(32) 및 처리 용기(30)를 거쳐서 접지로 복귀한다. 이 결과, 상부 전극(41)과 하부 전극인 탑재대(32) 사이의 처리 공간에 플라즈마가 형성되고, 기판 S에 대한 에칭 처리가 행하여진다.Thereafter, high frequency power is supplied from the high frequency power source 47 to the upper electrode 41 via the matching unit 47a, the feed rod 47b, and the upper electrode base 42, and thus the high frequency is applied to the processing space and the mounting table. It returns to earth via 32 and the processing container 30. As a result, a plasma is formed in the processing space between the upper electrode 41 and the mounting table 32 serving as the lower electrode, and the etching process for the substrate S is performed.

이 에칭 처리 종료 후, 반송 기구(26)가 처리된 기판을 수취하여, 로드록실(22)에 반송한다. 로드록실(22)에 2장의 처리된 기판 S2가 반송된 시점에서 처 리된 기판 S2는, 반송 수단(25)의 아암(25a, 25b)에 의해, 처리된 기판용의 캐리어 C2로 반송된다. 이것에 의해 1장의 기판 S에서의 처리가 종료되지만, 이 처리를 미처리 기판용의 캐리어 C1에 탑재된 모든 미처리 기판 S1에 대하여 실행한다.After completion of the etching treatment, the transfer mechanism 26 receives the processed substrate and transfers it to the load lock chamber 22. The substrate S2 processed at the time when the two processed substrates S2 are conveyed to the load lock chamber 22 is conveyed to the carrier C2 for the processed substrate by the arms 25a and 25b of the conveying means 25. Thereby, although the process by one board | substrate S is complete | finished, this process is performed with respect to all the unprocessed board | substrates S1 mounted in the carrier C1 for unprocessed board | substrates.

이러한 플라즈마 에칭 장치(3)에 있어서는, 다음과 같은 효과가 있다. 상부 전극(41)은, 온도 조절 유체에 의해 주연의 플랜지부(42a)뿐만 아니라, 중앙으로부터의 대들보(43a, 43b)를 거쳐서 온도 조절되기 때문에, 중앙부의 온도 제어가 용이하게 되어, 기판 S의 연속 처리를 행할 때에 기판간에 처리 조건이 변동하는 것이 억제되고, 또한 플라즈마 처리의 면내 균일성도 향상하므로 양품률이 향상된다. 또한 배경기술에서 설명한 바와 같이, 온도 조절판을 상부 전극(41)에 적층한다고 한 구조가 불필요하므로 제조 비용을 대폭 낮게 억제할 수 있다.In such a plasma etching apparatus 3, the following effects are obtained. Since the upper electrode 41 is temperature-controlled not only by the flange portion 42a at the periphery but also by the girder 43a and 43b from the center by the temperature control fluid, the temperature control at the center portion is facilitated, so that When the continuous processing is performed, fluctuations in the processing conditions between the substrates are suppressed, and the in-plane uniformity of the plasma processing is also improved, so that the yield rate is improved. In addition, as described in the background art, the structure of stacking the temperature control plate on the upper electrode 41 is unnecessary, so that the manufacturing cost can be significantly reduced.

또한 상부 전극(41)의 상측의 가스의 확산 공간을 주연부와 중앙부로 구획함과 아울러 구획된 확산 공간(44a∼44c)마다 독립하여 가스의 유량 조정을 행할 수 있기 때문에, 중앙부측의 처리 가스의 유량을 주연부측보다도 크게 함으로써 기판 S에 대하여 높은 면내 균일성을 가지고 처리 가스를 공급할 수 있으며, 그리고 이러한 가스 공급 제어에 의해, 주연부의 가스 공급로의 압력이 낮게 되어 가스 공급로 내에서 이상 방전이 일어나기 쉬운 상태로 되더라도 기술한 바와 같이 절연 부재의 가스 공급로(52)를 미로 구조로 하고 있기 때문에, 이상 방전의 발생이 억제된다.In addition, since the gas diffusion space on the upper side of the upper electrode 41 can be divided into the peripheral portion and the center portion, and the gas flow rate can be adjusted independently for each of the partitioned diffusion spaces 44a to 44c, By making the flow rate larger than the peripheral part side, a process gas can be supplied with respect to the board | substrate S with high in-plane uniformity, and by this gas supply control, the pressure of the gas supply path of the peripheral part becomes low and abnormal discharge in a gas supply path is carried out. Even if it becomes a state which is easy to occur, since the gas supply path 52 of the insulating member is made into the maze structure as mentioned above, generation | occurrence | production of abnormal discharge is suppressed.

또한 처리 용기(30) 내를 진공 흡입하여 소정의 압력으로 하기 위해서는, 확산 공간(44a∼44c)의 분위기도 흡인될 필요가 있지만, 배경기술의 란에서 설명한 바와 같이 플라즈마 처리 장치의 대형화에 의해, 이러한 확산 공간의 용적은 종래에 비해서 증가하여, 그 결과적으로 상기 진공 흡입에 소요되는 시간은 종래보다도 길어져, 기판의 처리 속도가 저하하고 있는 것도 문제로 되어 있다. 그러나 매트릭스 형상으로 배열한 가스 공급 구멍(41a)군에 있어서 그 피치를 25㎜ 이하로 설정함으로써 후술하는 평가 시험이 나타내는 바와 같이 이 진공 흡입의 시간을 단축화할 수 있다.In addition, in order to vacuum suction the inside of the processing container 30 to a predetermined pressure, the atmosphere of the diffusion spaces 44a to 44c also needs to be sucked, but as described in the background section, by the increase in the size of the plasma processing apparatus, The volume of the diffusion space is increased as compared with the prior art, and as a result, the time required for the vacuum suction is longer than in the past, and the processing speed of the substrate is also a problem. However, by setting the pitch to 25 mm or less in the gas supply hole 41a group arranged in matrix form, the time of this vacuum suction can be shortened as the evaluation test mentioned later shows.

계속해서 플라즈마 에칭 장치(3)의 상부 가스 공급 기구의 다른 구성예에 대하여 도 9를 참조하면서 설명한다. 또 도면 중 기술한 실시예와 동일한 구성으로 되어 있는 부분에 대해서는 동일한 번호를 이용하고 있다. 본 실시예의 상부 가스 공급 기구(7)는 4장의 상부 전극(71)과 상부 전극 베이스(72)와 가스 공급부(53)를 구비하고 있으며, 이들의 상부 전극(71)은, 도 10에 도시하는 바와 같이 마치 기술한 상부 전극(41)이 열 십(十)자로 4개로 분할된 것 같은 형상을 갖고 있다. 도 10에 나타내는 각 변 L3, L4의 길이는 예컨대 모두 1.5m 이하이다. 또 도면 중 (71a)는 가스 공급 구멍이다. 또한 상부 전극 베이스(72)는 기술한 상부 전극 베이스(42)와 동일하게 구성되어 있지만, 그 하면에는 열 십(十)자형의 대들보(73)가 마련되어 있고, 그 대들보(73)의 4개의 단부는 상부 전극 베이스(72)의 주연의 플랜지부(72a)에 접속되어 있다.Next, another structural example of the upper gas supply mechanism of the plasma etching apparatus 3 is demonstrated, referring FIG. In addition, the same number is used about the part which has the same structure as the Example described in the figure. The upper gas supply mechanism 7 of this embodiment is provided with four upper electrodes 71, an upper electrode base 72, and a gas supply part 53, and these upper electrodes 71 are shown in FIG. As described above, the upper electrode 41 described above has a shape in which it is divided into four to ten tenths. The length of each side L3 and L4 shown in FIG. 10 is 1.5 m or less, for example. In addition, 71a is a gas supply hole in a figure. In addition, the upper electrode base 72 is configured in the same manner as the upper electrode base 42 described above, but the lower side is provided with a ten-girder girders 73, the four ends of the girders 73 Is connected to the flange portion 72a at the periphery of the upper electrode base 72.

4장의 상부 전극(71)은 평면에서 보아, 직사각형 형상으로 배치되고, 그 주연부는, 도 11에 도시하는 바와 같이 상부 전극(71)의 형상에 대응하도록 형성된 밀봉 부재를 이루는 수지제의 밀봉재인 O 링(74)을 거쳐서, 대들보(73) 및 플랜지 부(72a)에 각기 밀착하도록 도시하지 않은 볼트에 의해 착탈 자유롭게 고정되어 있고, 서로 구획된 4개의 확산 공간(75a)이 형성되어 있다. 이 확산 공간(75a)은 상기 O 링(74)에 의해 높은 기밀성을 가지도록 형성된다. 또한 상부 전극 베이스(72)와 상부 전극(71)의 도전성 즉 고주파의 전류 경로를 확보하기 위해서, 탄성체로 이루어지는 도전성 부재인, 띠 형상의 금속제의 박판을 코일 형상으로 감아서 구성한 쉴드 스파이럴(76)이 O 링(74)을 둘러싸고, 각 상부 전극(71)의 주연부 및 상부 전극 베이스(72)에 복원 범위 내에서 눌러서 찌부려트린 상태로 개재하여, 밀착하도록 마련되어 있다. 또 도면이 번잡하게 되는 것을 막기 위해서 도 10에 있어서는 O 링(74) 및 쉴드 스파이럴(76)의 도시를 생략하고 있다.The four upper electrodes 71 are arranged in a rectangular shape in plan view, and the periphery thereof is a sealing member made of resin that forms a sealing member formed so as to correspond to the shape of the upper electrode 71 as shown in FIG. Via the ring 74, four diffusion spaces 75a are detachably fixed by bolts (not shown) to be in close contact with the girder 73 and the flange portion 72a, and partitioned from each other. This diffusion space 75a is formed by the O-ring 74 to have high airtightness. In addition, the shield spiral 76 formed by winding a strip of thin metal plate, which is a conductive member made of an elastic body, in a coil shape in order to secure the conductivity of the upper electrode base 72 and the upper electrode 71, that is, a high frequency current path. It surrounds this O-ring 74, and is provided so that it may be in close contact with the peripheral part of each upper electrode 71 and the upper electrode base 72 in the state which was pressed and crushed in restoring range. In addition, in order to prevent a drawing from becoming complicated, illustration of the O ring 74 and the shield spiral 76 is abbreviate | omitted in FIG.

상부 전극 베이스(72) 상에는 각 확산 공간(75a)에 대응하는 위치에 4개의 가스 공급부(53)가 마련되어 있고, 이 가스 공급부(53)는 기술한 가스 공급부(5)와 대략 동일하게 구성되어 있다.Four gas supply parts 53 are provided in the position corresponding to each diffusion space 75a on the upper electrode base 72, and this gas supply part 53 is comprised substantially the same as the gas supply part 5 which was described. .

각 가스 공급부(53)의 유로 부재(54)에는 가스 공급관(61)의 일단이 접속되어 있고, 이 가스 공급관(61)의 상류측은 도 12(a)에 도시하는 바와 같이 합류되어, 가스 공급계(65)를 거쳐서 처리 가스 공급원(64)에 접속되어 있다.One end of the gas supply pipe 61 is connected to the flow path member 54 of each gas supply part 53, and an upstream side of the gas supply pipe 61 is joined as shown in FIG. It is connected to the processing gas supply source 64 via 65.

또한 상부 전극 베이스(72)에는 도 12(b)에 도시하는 바와 같이 평면에서 보아, 상하좌우로 각기 대칭이고 또한 대들보(73) 및 플랜지부(72a)에 따른 그리드 형상의 유체 유로(77)가 형성되어 있고, 상부 전극 베이스(72)의 일각(一角)으로부터 대각으로 향해서 이 유체 유로(77)를 온도 조절된 유체가 유통함으로써, 유체 유로(77)의 바로 아래에 형성된 대들보(73) 및 플랜지부(72a)가 온도 조절되고, 그 들을 거쳐서 상부 전극(71)이 온도 조절되게 되어 있다. 이 유체 유로(77)에는 몇 개의 분기점이 마련되어 있지만, 상기한 바와 같이 상부 전극 베이스(72)의 일각으로부터 대각까지 유체 유로(77)를 유체가 유통함에 있어, 유체가 각 분기점으로부터 어떤 경로로 흘러들어오더라도, 일정한 거리를 이동하게 되기 때문에, 유체의 컨덕턴스는 동등하게 되어, 온도 조절 유체가 유로(77) 전체를 균등하게 유통하여, 각 상부 전극(71)을 균일히 온도 조절할 수 있다.In addition, in the upper electrode base 72, as shown in FIG. 12 (b), in a plan view, the fluid channel 77 having a symmetry in the top, bottom, left, and right sides, and a grid shape along the girder 73 and the flange portion 72a is provided. The girder 73 and the plan formed directly under the fluid flow path 77 by flowing a temperature-controlled fluid through the fluid flow path 77 from one corner of the upper electrode base 72 to the diagonal. The branch portion 72a is temperature controlled, and the upper electrode 71 is temperature controlled via them. Although several branching points are provided in the fluid flow path 77, as the fluid flows through the fluid flow path 77 from one angle to the diagonal of the upper electrode base 72 as described above, the fluid flows in some path from each branch point. Even if it enters, since it moves a certain distance, the conductance of a fluid becomes equal, the temperature control fluid can distribute | circulate the whole flow path 77 evenly, and can uniformly temperature-control each upper electrode 71. FIG.

본 실시예에 따르면, 상부 전극을 분할한 구성으로 하고 있기 때문에, 각 상부 전극(71)이 소형으로 되어, 이 때문에, 상부 전극의 제작이 용이하게 되고, 가격을 저감할 수 있다. 특히 가스 공급 구멍(71a)의 가공 작업이 용이해지므로, 당해 가스 공급 구멍(71a)의 피치를 좁게 할 수 있어, 예컨대 그 피치를 25㎜ 이하로 할 수 있기 때문에 가스 공급 구멍(71a)의 개개의 컨덕턴스가 작더라도 진공 흡입 시간을 단축화할 수 있다. 또한 소형이기 때문에, 유지 보수시에 있어 상부 전극 베이스(72)로부터 각 상부 전극(71)을 분리하는 것이나 다시 조립을 행하는 것이 용이하게 실행할 수 있다. 또한 이상 방전 등에 의해 상부 전극(71)이 파손된 경우이더라도 그 파손 부분이 포함되는 상부 전극(71)만을 교환하면 되기 때문에, 비용의 증가를 방지할 수 있다. 분할 전극인 상부 전극(71)의 치수에 대해서는, 1변이 1.5m 이하인 것이 바람직하다.According to the present embodiment, since the upper electrode is divided, the upper electrode 71 becomes small, thereby making it easy to manufacture the upper electrode and reducing the cost. In particular, since the machining operation of the gas supply hole 71a becomes easy, the pitch of the gas supply hole 71a can be narrowed, so that the pitch can be 25 mm or less, for example, so that the gas supply hole 71a is individually opened. Even if the conductance is small, vacuum suction time can be shortened. In addition, since it is compact, it is easy to separate each upper electrode 71 from the upper electrode base 72 at the time of maintenance and to perform assembly again. In addition, even if the upper electrode 71 is damaged due to abnormal discharge or the like, only the upper electrode 71 including the damaged portion needs to be replaced, so that an increase in cost can be prevented. About the dimension of the upper electrode 71 which is a division electrode, it is preferable that one side is 1.5 m or less.

계속해서 도 13을 참조하면서 다른 상부 가스 공급 기구의 구성예에 대하여 설명한다. 이 상부 가스 공급 기구(8)는 9장의 직사각형의 상부 전극(81)과 상부 전극 베이스(82)를 구비하고 있다. 이 9장의 상부 전극(81)은, 평면에서 보아, 직 사각형 형상으로 배열되고, 도 14에 도시하는 바와 같이 기술한 상부 전극(41)이 후술하는 대들보(83)를 따라 9장으로 분할된 구성으로 되어 있으며, 그 1변의 길이는 예컨대 상부 전극(71)과 마찬가지로 1.5m 이하가 되도록 형성되어 있다. 또한 각 상부 전극(81)이 이웃하는 측벽은 도 13의 점선의 범위 내로 도시하는 바와 같이, 서로 평행하는 사면(斜面)으로서 형성되어 있다. 이것은 에칭 처리 중에 처리 가스가 처리 공간으로부터 상부 전극(81, 81)의 간극 사이로 흘러들어와, 퇴적물을 형성하더라도 이와 같이 맞닿는 부분이 비스듬하게 있음으로써, 마찰에 의해 기판 S에 그 퇴적물이 파티클로서 낙하하는 것을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다. 또 이러한 구성은 기술한 바와 같이 상부 전극(41)을 4분할한 경우에도 적용할 수 있다. 도면 중 (81a)는 처리 가스의 공급 구멍이다.Next, the structural example of the other upper gas supply mechanism is demonstrated, referring FIG. The upper gas supply mechanism 8 includes nine rectangular upper electrodes 81 and an upper electrode base 82. The nine upper electrodes 81 are arranged in a rectangular shape in plan view, and the upper electrode 41 described in FIG. 14 is divided into nine sections along the girder 83 described later. The length of one side thereof is formed to be 1.5 m or less, for example, similarly to the upper electrode 71. Moreover, the side wall which each upper electrode 81 adjoins is formed as the inclined surface parallel to each other, as shown in the range of the dotted line of FIG. This is because during the etching process, the processing gas flows from the processing space into the gaps between the upper electrodes 81 and 81, and even when the deposit is formed, the contact portions are oblique so that the deposit falls on the substrate S as particles due to friction. It aims to suppress that. This configuration can also be applied to the case where the upper electrode 41 is divided into four as described above. In the figure, 81a is a supply hole for the processing gas.

상기 상부 전극 베이스(82)에 있어서의 기술한 상부 전극 베이스(42, 72)의 차이점으로서는 평면에서 보아, 우물 정(井)자로 대들보(83)가 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 각 상부 전극(81)의 주연부는, 이 대들보(83) 및 상부 전극 베이스(82)의 주연부를 이루는 플랜지부(82a)에 밀착하도록 당해 상부 전극 베이스(82)에 고정되고, 그것에 의하여 기판 S의 중앙에 처리 가스를 공급하는 하나의 확산 영역(84a)과, 기판 S의 주연부에 가스를 공급하는 8개의 확산 공간(84b)이 형성되어 있다. 도면 중 (85)은 배플판인데, 이것에 대해서는 후술한다.As a difference between the upper electrode bases 42 and 72 described in the upper electrode base 82, a girder 83 is formed in a well view in plan view. The periphery of each upper electrode 81 is fixed to the upper electrode base 82 so as to be in close contact with the flange portion 82a forming the periphery of the girder 83 and the upper electrode base 82, whereby One diffusion region 84a for supplying a processing gas to the center and eight diffusion spaces 84b for supplying gas to the peripheral portion of the substrate S are formed. 85 in the figure is a baffle plate, which will be described later.

상부 전극 베이스(82)의 상부에는 각 확산 공간(84a, 84b)에 대응하는 위치에 각기 세라믹에 의해 구성되는 유로 부재(55a, 55b)가 마련되어 있다. 확산 공간(84a)에 대응하는 유로 부재(55a)의 상부에는 가스 공급관(61)의 일단이 접속되 어 있고, 또한 확산 공간(84b)에 대응하는 유로 부재(55b)의 상부에는 가스 공급관(62)의 일단이 접속되어 있다. 이 유로 부재(55a, 55b)는, 서로 동일하게 구성되며, 그 내부에 기술한 유로 부재(51a)의 가스 공급로(52)와 유사한 4분기하는 가스 공급로(56)를 구비하고 있다. 그러나 도 15에 도시하는 바와 같이 가스 공급로(56)는 그 하단에서 수속(收束)되지 않고 확산 공간(84a, 84b)으로 향하여, 그들로 개구하도록 구성되어 있다.In the upper portion of the upper electrode base 82, flow path members 55a and 55b each made of ceramic are provided at positions corresponding to the respective diffusion spaces 84a and 84b. One end of the gas supply pipe 61 is connected to an upper portion of the flow path member 55a corresponding to the diffusion space 84a and a gas supply pipe 62 to an upper portion of the flow path member 55b corresponding to the diffusion space 84b. One end of) is connected. These flow path members 55a and 55b are configured in the same manner, and are provided with the gas supply path 56 which is divided into four similar to the gas supply path 52 of the flow path member 51a described therein. However, as shown in FIG. 15, the gas supply path 56 is comprised so that it may open to them toward the diffusion spaces 84a and 84b without converging at the lower end.

상기 배플판(85)은 도전성 부재에 의해 구성되어 있으며, 각 확산 공간(84a, 84b)에서 그 가스 공급로(56)를 막고, 또한 그 주연부가 상부 전극 베이스(82)에 밀착되어 있다. 도 15에 있어서 H2로 나타내는 절연 거리인 가스 공급관(61)과 배플판(85)의 거리(유로 부재(55b)의 높이)는 예컨대 50㎜∼150㎜이다. 또 상기 가스 공급로(52)와 마찬가지로 가스 공급로(56)에 있어서 분기는 4개로 하는 것에 한정되지 않고, 2개라도 좋다.The baffle plate 85 is made of a conductive member, and closes the gas supply path 56 in each of the diffusion spaces 84a and 84b, and the periphery thereof is in close contact with the upper electrode base 82. The distance (the height of the flow path member 55b) between the gas supply pipe 61 and the baffle plate 85 which are insulation distances shown by H2 in FIG. 15 is 50 mm-150 mm, for example. Similarly to the gas supply path 52, the branch in the gas supply path 56 is not limited to four, but may be two.

각 가스 공급관(61, 62)의 상류측은 서로 합류하고, 처리 가스의 공급원(64)에 접속되어 있다. 그리고 가스 공급관(61, 62)에 그 사이에 마련된 가스 공급계(65)에 의해 확산 공간(84a), 확산 공간(84b)에 공급하는 처리 가스의 유량을 각기 제어하여, 기판 S의 중앙부에 공급하는 처리 가스의 유량과 기판 S의 주연부에 공급하는 처리 가스의 유량을 제어할 수 있게 되어 있다.The upstream side of each gas supply pipe 61 and 62 is mutually joined, and is connected to the supply source 64 of a process gas. The flow rates of the processing gases supplied to the diffusion space 84a and the diffusion space 84b are controlled by the gas supply system 65 provided between the gas supply pipes 61 and 62, respectively, and are supplied to the center portion of the substrate S. FIG. It is possible to control the flow rate of the processing gas and the flow rate of the processing gas supplied to the peripheral portion of the substrate S.

또한 도 13 및 도 16(a)에 도시하는 바와 같이 가스 공급관(61, 62)에는 분기관(91, 92)의 일단이 각기 접속되어 있고, 분기관(91, 92)의 타단은 서로 합류하여 배관(93)을 구성하고, 그 배관(93)은 He(헬륨) 가스의 공급원(94)에 접속되어 있다. 분기관(91, 92)에는 각기 밸브 V1, 밸브 V2가 각기 그 사이에 마련되어 있고, 배관(93)에는 압력 제어 기구(95)가 그 사이에 마련되어 있다. 압력 제어 기구(95)는, 유량 조정 밸브와 그 밸브의 하류측의 압력을 검출하는 압력계를 구비하고 있으며, 가스 공급로(56)의 압력이 낮아져, 가스 공급로(56) 내의 이상 방전이 일어나는 압력으로 되었을 때는, 고주파를 인가시키지 않도록 함과 아울러, 압력계의 검출 결과에 근거하여 상기 유량 조정 밸브의 개방도가 조정되어, 배관(93)의 하류측에 설정된 소정의 유량의 He 가스를 공급한다. 또한 마찬가지인 기능은, 가스 공급관(61, 62)의 가스 유량을 검출하여 행하는 것도 가능하다.13 and 16 (a), one end of the branch pipes 91 and 92 is connected to the gas supply pipes 61 and 62, respectively, and the other ends of the branch pipes 91 and 92 join with each other. The pipe 93 is constituted, and the pipe 93 is connected to the supply source 94 of He (helium) gas. Valve V1 and valve V2 are respectively provided in branch pipes 91 and 92, and the pressure control mechanism 95 is provided in pipe 93 between them. The pressure control mechanism 95 is provided with the flow control valve and the pressure gauge which detects the pressure of the downstream side of the valve, and the pressure of the gas supply path 56 becomes low, and abnormal discharge in the gas supply path 56 arises. When the pressure is set, the high frequency is not applied, and the opening degree of the flow regulating valve is adjusted based on the detection result of the pressure gauge to supply the He gas at a predetermined flow rate set downstream of the pipe 93. . In addition, the same function can also be performed by detecting the gas flow volume of the gas supply pipes 61 and 62. FIG.

처리 가스가 각 확산 공간(84a, 84b)에 공급될 때에, 기판 S의 중앙부 또는 주연부 중 어느 하나의 유량이 예컨대 미리 결정된 기준 유량보다도 낮아지도록 레시피가 짜지면, 제어부(6A)의 제어 신호를 받아, 밸브 V1, V2 중 그 기준 유량보다도 하회한 측에 대응하는 밸브(V1 또는 V2)가 열린다. 기술한 바와 같이 주연부측의 확산 공간으로의 처리 가스의 공급량을 낮게 하는 일이 많지만, 이 경우에는 밸브 V2가 열리게 된다. 이 경우를 예로 들면, 예컨대 처리 가스의 공급과 동시에, He 가스가 분기관(92)을 거쳐서 처리 가스와 함께 대응하는 유로 부재(55b)에 유입된다. 이 때의 He 가스의 유량은, 그 때의 처리 가스의 공급량이 기준 유량으로부터 부족한 분만큼을 보상하도록 설정되어, 이 결과 그 유로 부재(55b)의 가스 공급로(56)가 소정의 압력으로 되도록 제어되어, 기술한 파센의 법칙에 의해 방전 개시 전압이 높아짐으로써, 방전의 발생이 보다 확실히 억제되게 되어 있다.When the processing gas is supplied to each of the diffusion spaces 84a and 84b and the recipe is squeezed so that the flow rate of either the central portion or the peripheral portion of the substrate S is lower than, for example, the predetermined reference flow rate, the control signal of the control unit 6A is received. The valve V1 or V2 corresponding to the side below the reference flow rate among the valves V1 and V2 is opened. As described above, the supply amount of the processing gas to the diffusion space on the peripheral side is often lowered, but in this case, the valve V2 is opened. In this case, for example, at the same time as the supply of the processing gas, the He gas flows into the corresponding flow path member 55b together with the processing gas via the branch pipe 92. The flow rate of the He gas at this time is set so as to compensate for the shortage of the supply amount of the processing gas at that time from the reference flow rate, so that the gas supply path 56 of the flow path member 55b becomes a predetermined pressure. The discharge start voltage is controlled by the Passen's law described above, whereby the generation of the discharge is more reliably suppressed.

상부 전극 베이스(82)에는 도 16(b)에 도시하는 바와 같이 기술한 상부 전극 베이스(72)의 유체 유로(77)와 유사한 평면에서 보아, 상하좌우로 대칭인 그리드 형상의 유체 유로(86)가 마련되어 있으며, 당해 유체 유로(86)는, 상부 전극 베이스(82)의 플랜지부(82a) 및 대들보(83) 상을 통과하도록 형성되어 있다. 그리고 유체 유로(77)와 마찬가지로 상부 전극 베이스(82)의 일각으로부터 그 대각으로 향해 유체가 유통하여, 유로(77)에 있어서의 각 분기점으로부터 유체가 어떤 경로로 흘러들어오더라도, 그 각으로부터 대각으로 이르기까지의 유체가 지나는 경로의 거리가 동일하게 되어, 유체 유로(86) 전체를 유체가 균일하게 흐르게 되어 있다.The upper electrode base 82 has a grid-shaped fluid flow path 86 that is symmetrical in a plane similar to that of the fluid flow path 77 of the upper electrode base 72 described as shown in FIG. 16 (b). Is provided, and the fluid flow path 86 is formed to pass on the flange portion 82a and the girder 83 of the upper electrode base 82. Similarly to the fluid flow path 77, the fluid flows from one angle of the upper electrode base 82 to its diagonal, and no matter which path flows fluid from each branch point in the flow path 77, the angle is diagonal from the angle. The distance of the path | route through which the fluid | route to the path | route passes is the same, and the fluid flows uniformly through the fluid flow path 86 whole.

또 상부 전극 베이스(82)에 있어서 도 17에 도시하는 바와 같이 온도 조절 유체 유로를 형성하더라도 좋다. 도 17(a), 도 17(b)는 각기 이 온도 조절 유체 유로(87)의 평면도, 사시도이며, 도 17(c)는 상부 전극 베이스(82)의 종단 측면도이다. 이 유로(87)는 상부 전극 베이스(82)의 폭 방향으로 신장하는 중심 라인을 따라 대칭 또한 상하 2단의 입체 구조로 되어 있고, 도 17(a), (b)에 있어서는 상단측의 유로(87a)를 실선으로, 하단측의 유로(87b)를 점선으로 각기 나타내고 있다. 상단측의 유로(87a)는, 중앙의 확산 공간(84a)의 투영 영역을 둘러싸고, 상부 전극 베이스(82)의 1변으로 향하도록 형성되며, 그 1변으로 향하는 도중에서 하단측의 유로(87b)에 연락하고 있다. 하단측의 유로(87b)는, 상부 전극 베이스(82)의 플랜지부(82a)를 따라 상기 변과 대향하는 변으로 향하는 도중에서 분기하여 상부 전극 베이스(82)의 4코너의 확산 공간(84b)의 투영 영역을 둘러싸도록 형성되어 있다. 이와 같이 온도 조절 유체 유로(87)를 구성하더라도, 온도 조절 유체는 상부 전극 베이스(82)에 공급되고 나서 배출될 때까지 일정한 거리를 이동함으로써, 유 체 유로(87)를 균등하게 유통하고, 각 상부 전극(81)을 균일하게 온도 조절할 수 있다.In the upper electrode base 82, a temperature control fluid flow path may be formed as shown in FIG. 17 (a) and 17 (b) are a plan view and a perspective view of the temperature regulating fluid passage 87, respectively, and FIG. 17 (c) is a longitudinal side view of the upper electrode base 82. The flow path 87 has a symmetrical and two-level top and bottom three-dimensional structure along the center line extending in the width direction of the upper electrode base 82. In Figs. 17A and 17B, the flow path on the upper side ( 87a) is shown by the solid line, and the flow path 87b of the lower end side is shown by the dotted line, respectively. The flow path 87a on the upper side surrounds the projection area of the central diffusion space 84a and is formed to face one side of the upper electrode base 82, and the flow path 87b on the lower side on the way to the one side. Contacting). The flow path 87b on the lower side branches along the flange portion 82a of the upper electrode base 82 toward the side opposite to the side and spreads in four corners of the upper electrode base 82. It is formed to surround the projection area of. Even if the temperature control fluid flow path 87 is constituted in this manner, the temperature control fluid flows a constant distance until it is supplied to the upper electrode base 82 and then discharged, thereby evenly distributing the fluid flow path 87, The upper electrode 81 may be uniformly temperature controlled.

또한 이 상부 전극 베이스(82)에 마련되는 가스 공급부의 유로 부재는 도 18에 도시하는 바와 같이 구성하더라도 좋다. 도 18에 나타내는 유로 부재(57)는 예컨대 세라믹에 의해 구성되고, 유로 부재(53)와 마찬가지로 직선 형상의 가스 공급로(58)를 구비하고 있으며, 그 공급로(58)의 하단이 직경 확대되도록 유로 부재(57)의 하부는 플랜지 형상으로 구성되어 있다. 그리고 가스 공급로(58)의 직경 확대부에 공급된 가스는 기술한 배플판(85)에 의해, 확산 공간(84a, 84b) 전체에 확산되도록 공급된다. 가스 공급로(58)에 있어서의 방전을 억제하기 위해서 도 18 중 H3으로 나타내는 유로 부재(57)의 높이는 예컨대 100㎜∼300㎜이 되도록 구성된다.Moreover, the flow path member of the gas supply part provided in this upper electrode base 82 may be comprised as shown in FIG. The flow path member 57 shown in FIG. 18 is comprised by ceramics, for example, and is provided with the linear gas supply path 58 similarly to the flow path member 53, so that the lower end of the supply path 58 may enlarge diameter. The lower part of the flow path member 57 is configured in a flange shape. The gas supplied to the diameter-expanded portion of the gas supply path 58 is supplied to the entire diffusion spaces 84a and 84b by the baffle plate 85 described above. In order to suppress the discharge in the gas supply path 58, the height of the flow path member 57 shown by H3 in FIG. 18 is comprised so that it may become 100 mm-300 mm, for example.

또한 상부 가스 공급 기구(8)에 있어서 상부 전극 베이스는 도 19에 도시하는 바와 같이 구성하더라도 좋다. 이 상부 전극 베이스(101)는, 상부 전극 베이스(82)와 대략 동일하게 구성되고, 대들보(83)에 의해 구획된 총 9개의 확산 공간(84a, 84b)을 구비하고 있지만, 도 19(a)에 도시하는 바와 같이 그 상부에는 중앙의 확산 공간(84a)과 4코너의 확산 공간(84b)에 대응하는 위치에, 예컨대 기술한 가스 공급부(5)를 거쳐서 가스 공급관(61, 62)이 접속되어 있다. 또한 도 19(b)에 도시하는 바와 같이 대들보(83)에 있어서 각 확산 공간(84b)끼리를 구획하는 부분에는 가로 방향으로 연통 구멍(83c)이 마련되어 있다. 상부 전극 베이스(82)의 상부 4코너의 가스 공급부(5)를 구성하는 유로 부재(51a) 및 가스 공급로(45)에 처리 가스가 공급되면, 그 처리 가스는 대응하는 4코너의 확산 공간(84b)으로부터, 구멍(83c)을 거쳐 인접하는 확산 공간(84b)으로 유통되어, 기판 S의 주연부 전체에 공급되게 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 베이스(101) 주연부의 하나당의 유로 부재(51a)에 공급되는 처리 가스의 유량이 저하하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 이들 유로 부재(51a)에서 방전이 일어나는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.In the upper gas supply mechanism 8, the upper electrode base may be configured as shown in FIG. Although this upper electrode base 101 is comprised substantially the same as the upper electrode base 82, and has a total of nine diffusion spaces 84a and 84b divided by the girder 83, FIG. 19 (a) As shown in Fig. 2, the gas supply pipes 61 and 62 are connected to the upper portion of the upper portion of the diffusion space 84a and the four corner diffusion space 84b via, for example, the gas supply section 5 described above. have. As shown in FIG. 19B, a communication hole 83c is provided in the cross section in the cross section in each of the diffusion spaces 84b. When the processing gas is supplied to the flow path member 51a and the gas supply path 45 constituting the gas supply part 5 of the upper four corners of the upper electrode base 82, the processing gas is supplied to the corresponding four corner diffusion space ( 84b), it flows to the adjacent diffusion space 84b via the hole 83c, and is supplied to the whole periphery of the board | substrate S. FIG. With such a configuration, since the flow rate of the processing gas supplied to the flow path member 51a per one of the periphery of the base 101 can be suppressed from dropping, it is possible to more reliably suppress the discharge from occurring in these flow path members 51a. have.

또 도 20에 도시하는 바와 같이 상부 가스 공급 기구를 구성하더라도 좋다. 이 상부 가스 공급 기구(110)는 16매의 상부 전극(111), 상부 전극 베이스(112) 및 후술하는 가스 공급부(5A)를 구비하고 있으며, 가스 공급 구멍(111a)을 구비한 상부 전극(111)은 상부 전극(41)이 종횡으로 16등분되도록 형성되어 있다. 그리고 상부 전극 베이스(112)에 있어서는, 도 21에 도시하는 바와 같이 이 16매의 상부 전극(111)에 대응하도록 대들보(113)가 우물 정(井)자 형상으로 형성되어 있고, 상부 전극(111)과 상부 전극 베이스(112)에 둘러싸인 계 16개의 구획된 확산 공간이 형성된다. 구획된 중앙의 4개의 영역, 그 주위에 형성되는 12개의 영역을 각기 확산 공간(114a, 114b)으로 한다. 그리고 도 22(a)와 같이 가스 공급관(61, 62)에 의한 배관망이 형성되며, 확산 공간(114a), 확산 공간(114b)에 공급되는 처리 가스의 유량이 각기 제어되고, 기판 S의 중앙부에 공급하는 처리 가스의 유량과 주연부에 공급하는 처리 가스의 유량이 각기 독립적으로 제어된다.As shown in FIG. 20, the upper gas supply mechanism may be configured. The upper gas supply mechanism 110 includes sixteen upper electrodes 111, an upper electrode base 112, and a gas supply part 5A to be described later. The upper electrode 111 is provided with a gas supply hole 111a. ) Is formed such that the upper electrode 41 is divided into 16 equal parts vertically and horizontally. In the upper electrode base 112, as shown in FIG. 21, the girders 113 are formed in a well-shaped square shape so as to correspond to the 16 upper electrodes 111, and the upper electrode 111 is formed. ) And 16 partitioned diffusion spaces surrounded by the upper electrode base 112 are formed. The four regions of the divided center and the twelve regions formed around them are defined as diffusion spaces 114a and 114b, respectively. As shown in FIG. 22A, a pipe network formed by the gas supply pipes 61 and 62 is formed, and the flow rates of the processing gases supplied to the diffusion space 114a and the diffusion space 114b are respectively controlled, and the center portion of the substrate S is controlled. The flow rate of the process gas to supply and the flow volume of the process gas supplied to a periphery part are respectively controlled independently.

또한 도 22(b)에 도시하는 바와 같이 격자 형상으로 온도 조절 유체의 유로(116)가 형성되어 있으며, 이 유체 유로(116)는 대들보(113) 및 상부 전극 베이 스(112)의 플랜지부(112a)의 위쪽을 통과하도록 형성되어 있다. 그리고 상부 전극 베이스(82)의 유로(86)와 마찬가지로 상부 전극 베이스(112)의 일각으로부터 대각으로 향해서 유체가 흘러, 상기 대들보(113) 및 상부 전극 베이스(112)의 플랜지부(112a)를 거쳐서 각 상부 전극(111)을 냉각하도록 구성되어 있다.In addition, as shown in FIG. 22B, a flow path 116 of a temperature control fluid is formed in a lattice shape, and the fluid flow path 116 includes a flange portion of the girder 113 and the upper electrode base 112. It is formed to pass through the upper part of 112a). Similarly to the flow path 86 of the upper electrode base 82, fluid flows from one angle of the upper electrode base 112 to the diagonal, and passes through the flange portion 112a of the girder 113 and the upper electrode base 112. It is comprised so that each upper electrode 111 may be cooled.

가스 공급부(5A)는 기술한 가스 공급부(5)와 대략 동일하게 구성되어 있지만, 유로 부재(51a∼51c) 대신에 유로 부재(5B)를 구비하고 있다. 도 23에 도시하는 바와 같이 그 내부에 마련되어 있는 가스 공급로(5C)는 유로 부재(51)의 가스 공급로(52)와 상이하며, 직선상으로 형성되어 있다. 그리고 기술한 방전의 발생을 억제하기 위해서, 도면 중 H4로 표시되는 유로 부재(5B)의 높이, 즉 절연 거리는, 예컨대 100㎜∼300㎜로 설정된다.5 A of gas supply parts are comprised substantially the same as the gas supply part 5 mentioned above, but the flow path member 5B is provided instead of the flow path members 51a-51c. As illustrated in FIG. 23, the gas supply passage 5C provided therein is different from the gas supply passage 52 of the flow path member 51, and is formed in a straight line. And in order to suppress generation | occurrence | production of the above-mentioned discharge, the height of the flow path member 5B shown by H4, ie, an insulation distance, is set to 100 mm-300 mm, for example.

이상 방전 방지의 대책으로서 지금까지 서술하여 온 수법을 정리하면, 도 8, 도 15에 나타내는 바와 같이 절연성의 유로 부재의 유로를 미로 구조로 하는 것, 도 18 및 도 23에 도시하는 바와 같이 유로의 길이를 예컨대 200㎜로 크게 설정하는 것 및 도 16(a)에 도시하는 바와 같이 유로의 압력 제어 기구를 마련하는 것의 3개를 들 수 있지만, 어느 실시예에 있어서도 이들을 단독으로 실시하더라도 좋고, 또는 전자의 각 대책에 부가하여 압력 제어 기구를 더 조합하도록 하더라도 좋다.As a countermeasure against abnormal discharge, the method described so far has been summarized. As shown in Figs. 8 and 15, the flow path of the insulating flow path member has a maze structure, and as shown in Figs. 18 and 23, There are three types of lengths, for example, largely set to 200 mm and providing a pressure control mechanism of the flow path as shown in Fig. 16 (a). In addition to the former countermeasures, a pressure control mechanism may be further combined.

또한 각 실시예에서 나타낸 각 상부 가스 공급 기구는, 상부 전극에 고주파를 인가하는 플라즈마 처리 장치뿐만 아니라, 하부 전극에 고주파가 인가되는 처리 장치에도 적용할 수 있다. 도 24는 상부 가스 공급 기구(8)를 그러한 플라즈마 처리 장치에 적용한 예이며, 도면 중 (121)은 탑재대를 겸용하는 기판 S의 하부 전극 이다. 도면 중 (122)은 예컨대 13.56㎒의 플라즈마 발생용의 고주파 전원이고, 도면 중 (123)은 예컨대 3.2㎒의 바이어스 인가용의 고주파 전원이다. 이들 고주파 전원(122, 123)은 정합 박스(124)를 거쳐서 상기 하부 전극(121)에 접속되어 있다. 보다 상세히 설명하면, 정합 박스(124)는 하우징체를 구비하며, 그 하우징체 내에 각 고주파 전원(122, 123)용의 정합 회로(122a, 123a)가 각기 마련되어 있고, 각 정합 회로(122a, 123a)의 후단에서 각 고주파 전원(122, 123)으로부터의 급전 라인이 결선되고, 도면과 같이 하부 전극(121)의 중심부에 접속되어 있다. 또한 도면 중 (125, 126)은 절연 부재이고, 하부 전극(121)을 지지하여, 처리 용기(30)로부터 절연하고 있다. 또한 상부 전극 베이스(82a)에는 고주파 전원(47)이 접속되는 대신에 임피던스 조정기(127)가 접속되어 있다. 그리고 고주파 전원(122, 123)으로부터 각기 소정의 고주파가 하부 전극(121)에 인가되면, 하부 전극(121)과 상부 전극(81) 사이에 플라즈마가 형성되어, 기판 S에 에칭 처리가 행하여진다.In addition, each upper gas supply mechanism shown in each embodiment can be applied not only to the plasma processing apparatus which applies a high frequency to an upper electrode, but also to the processing apparatus to which a high frequency is applied to a lower electrode. FIG. 24 shows an example in which the upper gas supply mechanism 8 is applied to such a plasma processing apparatus, in which 121 is a lower electrode of the substrate S which also serves as a mounting table. In the figure, reference numeral 122 denotes a high frequency power supply for plasma generation of 13.56 MHz, for example, and reference numeral 123 denotes a high frequency power supply for bias application of 3.2 MHz, for example. These high frequency power sources 122 and 123 are connected to the lower electrode 121 via a matching box 124. More specifically, the matching box 124 includes a housing body, and matching circuits 122a and 123a for the high frequency power sources 122 and 123 are provided in the housing body, respectively, and the matching circuits 122a and 123a are provided. The feed line from each of the high frequency power sources 122 and 123 is connected at the rear end of the circuit board) and is connected to the center of the lower electrode 121 as shown in the figure. In the figure, 125 and 126 are insulating members, and support the lower electrode 121 and insulate from the processing container 30. In addition, the impedance regulator 127 is connected to the upper electrode base 82a instead of the high frequency power source 47. When a predetermined high frequency is applied to the lower electrode 121 from the high frequency power sources 122 and 123, plasma is formed between the lower electrode 121 and the upper electrode 81, and the etching process is performed on the substrate S.

(평가 시험 1)(Evaluation examination 1)

가스 공급 구멍(41a)을 종횡으로 등간격으로 배열한 상기 플라즈마 에칭 장치(3)를 이용하여 처리 용기(30) 내를 산소 가스에 의해 26.7㎩(200mTorr)로 압력 조절된 상태로부터, 진공 흡인이 완료되기까지의 시간을 측정하였다. 가스 공급 구멍(41a)의 배열 패턴에 대해서는 그 피치를 표 1과 같이 3가지로 설정하였다. 또 피치란 도 5에서의 L1(=L2)에 상당한다.Using the plasma etching apparatus 3 in which the gas supply holes 41a are arranged at equal intervals in the horizontal and horizontal directions, vacuum suction is carried out from the pressure-controlled state in the processing container 30 to 26.7 kPa (200 mTorr) by oxygen gas. The time to completion was measured. About the arrangement pattern of the gas supply hole 41a, the pitch was set to three as shown in Table 1. The pitch is equivalent to L1 (= L2) in FIG.

평가 결과는 표 1 및 도 25에 나타내는 바와 같다. 피치가 50㎜일 때, 소요 시간이 50초이지만, 피치를 25㎜로 설정했을 때의 소요 시간은 16초이며, 또한 피치를 12.5㎜로 설정했을 때의 소요 시간은 3초였다. 진공 흡인의 소요 시간은 실용상 20초 이하인 것이 바람직하기 때문에, 이 시험 결과로부터 피치는 25㎜ 이하인 것이 바람직하다고 할 수 있다.The evaluation result is as showing in Table 1 and FIG. When the pitch was 50 mm, the required time was 50 seconds, but the required time when the pitch was set to 25 mm was 16 seconds, and the required time when the pitch was set to 12.5 mm was 3 seconds. Since the time required for vacuum suction is practically preferably 20 seconds or less, it can be said that the pitch is preferably 25 mm or less from this test result.

Figure 112008004022763-pat00001
Figure 112008004022763-pat00001

(평가 시험 2)(Evaluation examination 2)

평가 시험 2로서, 표면에 무정질 실리콘(a-Si)막이 형성된 기판 S에 대하여 배경기술에 나타낸 확산 공간이 구획되어 있지 않은 플라즈마 에칭 장치를 이용해서 기판 S의 중앙부, 중간부, 주연부 각각의 에칭 레이트를 측정하였다. 또한 이 평가 시험 2의 에칭 장치로서는, 도 24에 도시하는 바와 같이 탑재대를 겸용하는 하부 전극(121)에 플라즈마 형성용의 고주파 및 바이어스 인가용의 고주파가 각각 인가되는 장치를 이용하였다. 또 처리하는 기판 S는 기술한 크기를 갖고 있다. 처리 중인 처리 용기(30) 내의 압력은 6.67㎩(50mT)로 설정하고, 처리 가스로서는 Cl2(염소)/SF6계 가스를 이용하였다. 가스 공급 구멍은, 상부 전극 전면에 존재하는 것(샤워 개구 면적이 100%)과 상부 전극의 중앙부에만 존재하는(샤워 개구 면적이 50%) 상부 전극을 이용하는 것에 의해, 개구 면적을 2가지로 변화시켜 시험을 행하였다.As evaluation test 2, each of the center, middle, and peripheral portions of the substrate S was etched using a plasma etching apparatus in which the diffusion space shown in the background art was not partitioned with respect to the substrate S on which the amorphous silicon (a-Si) film was formed on the surface. The rate was measured. As the etching apparatus of this evaluation test 2, as shown in FIG. 24, the apparatus which applied the high frequency for plasma formation and the high frequency for bias application, respectively, was used for the lower electrode 121 which also serves as a mounting table. Moreover, the board | substrate S to process has the magnitude | size mentioned. The pressure in the processing vessel 30 under treatment was set to 6.67 kPa (50 mT), and Cl 2 (chlorine) / SF 6 -based gas was used as the processing gas. The gas supply hole is changed into two opening areas by using the upper electrode which is present on the front surface of the upper electrode (100% of shower opening area) and the upper electrode which exists only in the center of the upper electrode (50% shower opening area). The test was carried out.

도 26은 상기 평가 시험 2의 결과를 나타낸 그래프이다. 샤워 개구 면적이 50%일 때, 기판 전체의 평균 에칭 레이트는 매분 2700Å이고, 샤워 개구 면적이 100%일 때, 기판 전체의 평균 에칭 레이트는 매분 3000Å이다. 또한 그래프 중 30%, 14%라고 한 수치는 각각 기판 전체의 에칭 레이트의 균일성을 나타내고 있다. 이 그래프로부터 상부 전극(41)의 개구 면적이 작아지만, 기판 S의 주연부에 비해 중앙부의 에칭 레이트가 빠르게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이로부터, 기술한 실시예의 상부 전극 베이스(42, 82, 112)와 같이 처리 가스의 확산 공간을 대들보로 구획하고, 처리 기판의 중앙부와 주연부로 각기 공급되는 처리 가스의 유량을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 기판 각부의 에칭 레이트를 임의로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다. 또 종래, 기판 각부로의 가스 공급량을 조정하기 위해 샤워의 개구 면적을 바꾸기 위해서는 상부 전극을 재설계 및 재제작해야 하는데, 이것에는 많은 비용이 들고 있었지만, 기술한 실시예에 있어서는 대들보를 이용하여 기판 S 각부로의 공급량을 변경할 수 있기 때문에, 그러한 비용이 늘어나는 것을 억제할 수 있다.26 is a graph showing the results of the evaluation test 2. FIG. When the shower opening area is 50%, the average etching rate of the entire substrate is 2700 Pa / min, and when the shower opening area is 100%, the average etching rate of the entire substrate is 3000 Pa / min. In addition, the numerical value of 30% and 14% in the graph has shown the uniformity of the etching rate of the whole board | substrate, respectively. The graph shows that the opening area of the upper electrode 41 is small, but the etching rate of the center portion is faster than that of the peripheral portion of the substrate S. FIG. From this, as in the upper electrode bases 42, 82, and 112 of the above-described embodiment, the diffusion space of the processing gas is divided into girders, and the flow rate of the processing gas supplied to the central portion and the peripheral portion of the processing substrate can be controlled. It turns out that the etching rate of each board | substrate part can be arbitrarily controlled by this. In addition, conventionally, in order to change the opening area of the shower in order to adjust the gas supply amount to each part of the substrate, the upper electrode has to be redesigned and remanufactured, which is expensive, but in the above-described embodiment, the substrate is used by using the Since the supply amount to each S part can be changed, such an increase in cost can be suppressed.

(평가 시험 3-1)(Evaluation test 3-1)

계속해서 평가 시험 3-1로서 도 24에 도시하는 바와 같이 상부 가스 공급 기구(8)를 구비하고, 하부 전극(121)에 플라즈마 형성용의 고주파 및 바이어스용의 고주파가 공급되는 플라즈마 에칭 장치를 이용해서 일정량의 처리 가스를 기판 S에 공급하여 플라즈마를 형성함에 있어, 기판 S 중앙부로 공급하는 가스 유량에 대한 기판 S 주연부로 공급하는 가스 유량을 변화시켜, 그 주연부에 대응하는 유로 부재에 있어서의 방전의 유무를 측정하였다. 단 그 유로 부재로서는 도 27에 나타내는 것을 이용하였다. 이 도면의 유로 부재(59)는 유로 부재(57)와 동일한 가스 공급로(58)를 구비하고 있지만, 상부 전극 베이스(82) 상에 돌출한 상부(59a)만이 세라믹에 의해 구성되고, 플랜지부를 구성하는 하부(59b)는 금속인 SUS에 의해 구성되어 있다. 도 27 중 H5로 나타내는 상부 전극 베이스(82)와 가스 공급관(61)((62))과의 거리(상부(59a)의 높이) H5는 50㎜로 설정하였다. 처리 중에 있어서의 바이어스 인가용의 고주파 전원의 전력은 5㎾로, 플라즈마 형성용의 고주파 전원(122)의 전력은 15㎾로 각기 설정하였다. 또한 처리 중인 처리 용기(30) 내의 압력은 6.67㎩(50mT)로 설정하고, 처리 가스로서는 O2(산소)/Cl2(염소)계 가스를 이용하였다. 또 기술한 바와 같은 He 가스 공급원(94)으로부터의 He 가스의 공급은 행하지 않는다.Subsequently, as the evaluation test 3-1, as shown in FIG. 24, the plasma etching apparatus provided with the upper gas supply mechanism 8, and the high frequency for plasma formation and the high frequency for bias are supplied to the lower electrode 121 is used. In order to form a plasma by supplying a predetermined amount of processing gas to the substrate S, the flow rate of the gas supplied to the periphery of the substrate S with respect to the flow rate of the gas supplied to the center of the substrate S is varied, and the discharge in the flow path member corresponding to the periphery thereof is changed. Was measured. However, the thing shown in FIG. 27 was used as the flow path member. Although the flow path member 59 of this figure is provided with the same gas supply path 58 as the flow path member 57, only the upper part 59a which protruded on the upper electrode base 82 is comprised by the ceramic, and a flange part The lower part 59b which comprises this part is comprised by SUS which is metal. The distance (height of the upper part 59a) H5 between the upper electrode base 82 and the gas supply pipe 61 (62) shown by H5 in FIG. 27 was set to 50 mm. The power of the high frequency power supply for bias application in the process was set to 5 kW, and the power of the high frequency power supply 122 for plasma formation was set to 15 kW, respectively. In addition, the pressure in the processing container 30 under processing was set to 6.67 kPa (50 mT), and O 2 (oxygen) / Cl 2 (chlorine) -based gas was used as the processing gas. As described above, the He gas from the He gas supply source 94 is not supplied.

하기의 표 2는 시험의 결과를 나타내고 있다. 표 중 C/E 유량비란, 기판 중앙부에 대응하는 확산 공간(84a)에 공급되는 가스 유량:기판 주연부에 대응하는 하나의 확산 공간(84b)에 공급되는 가스 유량의 비를 나타내고 있다. 이 표 2에 도시하는 바와 같이, 주연부의 가스 유량이 적을 때에는 유로 부재(59)에, 기술한 파센의 법칙에 따라, 방전이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 주연부에 가스를 공급하지 않았을 때에는 상부 전극에 이상 방전이 발생하였다.Table 2 below shows the results of the test. In the table, the C / E flow rate ratio indicates the ratio of the gas flow rate supplied to the diffusion space 84a corresponding to the center portion of the substrate: the gas flow rate supplied to one diffusion space 84b corresponding to the substrate peripheral portion. As shown in this Table 2, when the gas flow rate of the peripheral part is small, it turns out that discharge is generate | occur | producing in the flow path member 59 according to the law of Passen described above. In addition, when gas was not supplied to the peripheral part, abnormal discharge occurred in the upper electrode.

Figure 112008004022763-pat00002
Figure 112008004022763-pat00002

(평가 시험 3-2)(Evaluation test 3-2)

평가 시험 3-1과 동일한 시험을 행했지만, 유로 부재로서는 도 18에 나타낸 유로 부재(57)를 이용하였다. 하기의 표 3은 그 때의 결과를 나타낸 것이며, 어느 C/E 유량비에 있어서도 가스 공급부는 어둡고, 방전은 관찰되지 않았다. 상부 전극의 이상 방전도 보이지 않았다.Although the test similar to the evaluation test 3-1 was performed, the flow path member 57 shown in FIG. 18 was used as a flow path member. Table 3 below shows the results at that time. The gas supply unit was dark even at any C / E flow rate ratio, and no discharge was observed. Abnormal discharge of the upper electrode was also not seen.

Figure 112008004022763-pat00003
Figure 112008004022763-pat00003

(평가 시험 3-3)(Evaluation Exam 3-3)

평가 시험 3-1과 동일한 시험을 행했지만, 유로 부재로서는 도 15에 나타낸 유로 부재(55b)를 이용하였다. 하기의 표 4는 그 때의 결과를 나타낸 것이며, 평가 시험 3-2와 동일한 결과가 되었다.Although the same test as the evaluation test 3-1 was performed, the flow path member 55b shown in FIG. 15 was used as the flow path member. Table 4 below shows the results at that time and the same results as in Evaluation Test 3-2.

Figure 112008004022763-pat00004
Figure 112008004022763-pat00004

상기한 평가 시험 3-1∼3-3에 의해, 실시예에 나타낸 바와 같이 유로 부재를 구성함으로써, 그 유로 부재의 유로에 있어서의 방전의 발생을 억제하여, 상부 전극에 이상 방전이 발생하는 것을 억제할 수 있는 것이 확인되었다.By the above-described evaluation tests 3-1 to 3-3, by configuring the flow path member as shown in the examples, it is possible to suppress the occurrence of discharge in the flow path of the flow path member and to cause abnormal discharge to occur in the upper electrode. It was confirmed that it can suppress.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치를 포함한 진공 처리 시스템의 사시도,1 is a perspective view of a vacuum processing system including a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 상기 진공 처리 시스템의 평면도,2 is a plan view of the vacuum processing system,

도 3은 상기 플라즈마 에칭 장치의 종단 측면도,3 is a longitudinal side view of the plasma etching apparatus;

도 4는 상기 플라즈마 에칭 장치가 구비하는 상부 가스 공급 기구의 종단 측면도,4 is a longitudinal side view of an upper gas supply mechanism provided in the plasma etching apparatus;

도 5는 상기 플라즈마 에칭 장치에 구비된 상부 전극 베이스 및 상부 전극의 하측 사시도,5 is a bottom perspective view of an upper electrode base and an upper electrode provided in the plasma etching apparatus;

도 6은 상기 상부 전극 베이스에 마련된 온도 조절 유체의 유로의 설명도,6 is an explanatory diagram of a flow path of a temperature control fluid provided in the upper electrode base;

도 7은 대들보와 유로의 위치 관계를 나타낸 설명도,7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a girder and a flow path;

도 8은 상기 상부 가스 공급 기구에 있어서의 가스 공급부의 유로의 사시도,8 is a perspective view of a flow path of a gas supply unit in the upper gas supply mechanism;

도 9는 상부 가스 공급 기구의 다른 예의 종단 측면도,9 is a longitudinal side view of another example of the upper gas supply mechanism;

도 10은 상기 상부 가스 공급 기구를 구성하는 상부 전극 베이스 및 상부 전극의 하측 사시도,10 is a bottom perspective view of an upper electrode base and an upper electrode constituting the upper gas supply mechanism;

도 11은 상기 상부 전극 베이스의 하면을 나타낸 평면도,11 is a plan view showing a lower surface of the upper electrode base,

도 12는 상기 상부 가스 공급 기구에 마련된 배관 및 온도 조절용의 유체 유로의 설명도,12 is an explanatory diagram of a pipe provided in the upper gas supply mechanism and a fluid flow path for temperature control;

도 13은 상부 가스 공급 기구의 다른 예의 종단 측면도,13 is a longitudinal side view of another example of the upper gas supply mechanism;

도 14는 상기 상부 가스 공급 기구를 구성하는 상부 전극 베이스 및 상부 전 극의 하측 사시도,14 is a bottom perspective view of an upper electrode base and an upper electrode constituting the upper gas supply mechanism;

도 15는 상기 상부 가스 공급 기구를 구성하는 가스 공급부의 종단 측면도,15 is a longitudinal side view of a gas supply unit constituting the upper gas supply mechanism;

도 16은 상기 상부 가스 공급 기구에 마련된 배관 및 온도 조절용의 유체 유로의 설명도,16 is an explanatory diagram of a pipe provided in the upper gas supply mechanism and a fluid flow path for temperature control;

도 17은 상기 상부 가스 공급 기구의 유체 유로의 다른 예를 나타낸 설명도,17 is an explanatory diagram showing another example of a fluid flow path of the upper gas supply mechanism;

도 18은 가스 공급부의 다른 예의 종단 측면도,18 is a longitudinal side view of another example of the gas supply unit;

도 19는 상부 전극 베이스의 다른 예를 나타낸 설명도,19 is an explanatory diagram showing another example of an upper electrode base;

도 20은 상부 가스 공급 기구의 다른 예의 종단 측면도,20 is a longitudinal side view of another example of the upper gas supply mechanism;

도 21은 상기 상부 가스 공급 기구를 구성하는 상부 전극 베이스 및 상부 전극의 하측 사시도,21 is a bottom perspective view of an upper electrode base and an upper electrode constituting the upper gas supply mechanism;

도 22는 상기 상부 가스 공급 기구에 마련된 배관 및 온도 조절용의 유체 유로의 설명도,FIG. 22 is an explanatory view of a pipe provided in the upper gas supply mechanism and a fluid flow path for temperature control; FIG.

도 23은 상기 상부 가스 공급 기구에 마련된 가스 공급부의 종단 측면도,23 is a longitudinal side view of a gas supply unit provided in the upper gas supply mechanism;

도 24는 다른 플라즈마 에칭 장치의 예를 나타낸 종단 측면도,24 is a longitudinal side view showing an example of another plasma etching apparatus;

도 25는 평가 시험에 있어서 얻어진 플라즈마 에칭 장치의 진공 흡인 소요 시간과 상부 가스 공급 기구의 가스 공급 구멍의 피치와의 관계를 나타낸 그래프,25 is a graph showing a relationship between the vacuum suction time required for the plasma etching apparatus obtained in the evaluation test and the pitch of the gas supply holes of the upper gas supply mechanism;

도 26은 평가 시험에 있어서 얻어진 상부 전극의 개구 면적과 기판 각부의 에칭 레이트의 관계를 나타낸 그래프,Fig. 26 is a graph showing the relationship between the opening area of the upper electrode obtained in the evaluation test and the etching rate of each substrate part;

도 27은 평가 시험에서 이용한 가스 공급부의 종단 측면도,27 is a longitudinal side view of a gas supply unit used in an evaluation test;

도 28은 종래의 플라즈마 처리 장치의 상부 가스 공급 기구의 구성을 나타낸 설명도,28 is an explanatory diagram showing a configuration of an upper gas supply mechanism of a conventional plasma processing apparatus;

도 29는 종래의 플라즈마 처리 장치의 다른 예의 상부 가스 공급 기구의 종단 측면도,29 is a longitudinal side view of the upper gas supply mechanism of another example of the conventional plasma processing apparatus;

도 30은 종래의 플라즈마 처리 장치의 예를 나타낸 종단 측면도.30 is a longitudinal side view showing an example of a conventional plasma processing apparatus;

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

S : 기판S: Substrate

33 : 탑재대33: mounting table

4 : 상부 가스 공급 기구4: upper gas supply mechanism

41 : 상부 전극41: upper electrode

42 : 상부 전극 베이스42: upper electrode base

43a, 43b : 대들보43a, 43b: girders

5 : 가스 공급부5: gas supply unit

51 : 유로 부재51: absence of flow path

Claims (19)

처리 용기 내에 처리 가스를 공급하여 플라즈마화해서, 그 플라즈마에 의해 기판을 처리하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,In the plasma processing apparatus which supplies a processing gas into a processing container, makes it plasma, and processes a board | substrate with the plasma, 상기 처리 용기 내에 마련되고, 기판이 탑재되는 하부 전극과,A lower electrode provided in the processing container and on which a substrate is mounted; 상기 기판에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 다수의 가스 공급 구멍을 구비하고, 상기 하부 전극에 대향하여 마련된 판 형상의 상부 전극과,A plate-shaped upper electrode provided with a plurality of gas supply holes for supplying the processing gas to the substrate, and opposed to the lower electrode; 상기 상부 전극의 상면측을 덮고, 그 상부 전극과의 사이에 상기 가스 공급 구멍에 연통한 처리 가스의 확산 공간을 형성하는 상부 전극 베이스와,An upper electrode base covering an upper surface side of the upper electrode and forming a diffusion space of the processing gas in communication with the upper gas supply hole; 상기 상부 전극 베이스의 내주면에 의해 둘러싸이는 영역 내에 마련되고, 상부 전극의 상면과 상부 전극 베이스의 하면을 접속하는 접속 부재와,A connection member provided in a region surrounded by an inner circumferential surface of the upper electrode base and connecting an upper surface of the upper electrode and a lower surface of the upper electrode base; 상기 상부 전극 베이스에 마련되고, 상부 전극을 온도 조절하기 위한 온도 조절 유체가 통류(通流)하는 유체 유로와,A fluid flow path provided in the upper electrode base and through which a temperature control fluid for controlling the temperature of the upper electrode flows; 상기 상부 전극 베이스에 마련되고, 상기 확산 공간으로 처리 가스를 도입하는 가스 공급로와,A gas supply passage provided in the upper electrode base to introduce a processing gas into the diffusion space; 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 고주파 전력을 공급하여 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 고주파 전원A high frequency power supply for supplying high frequency power between the upper electrode and the lower electrode to convert a processing gas into a plasma 을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus comprising the. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접속 부재는 가로 방향으로 신장되는 대들보인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And said connecting member is a girder extending in the lateral direction. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 대들보는 상기 확산 공간을 복수의 구획 영역으로 구획하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And the girder divides the diffusion space into a plurality of partition regions. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 가스 공급로는, 구획 영역마다 마련되고, 구획 영역 사이에서 서로 독립적으로 처리 가스의 유량을 제어할 수 있도록 가스 공급로에 유량 제어부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The said gas supply path is provided for every partition area | region, and the flow volume control part is provided in the gas supply path so that the flow volume of a process gas can be controlled independently between partition areas. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 대들보는 고리 형상으로 형성되어 확산 공간을 안에서 밖으로 향하는 방향으로 구획하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And said girders are formed in an annular shape to partition the diffusion space in an outward direction. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 5, 상기 구획 영역끼리를 연통하기 위한 연통 구멍이 대들보에 뚫려있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And a communication hole is formed in the girder to communicate the partition regions. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 5, 상기 상부 전극은, 가로 방향으로 배열된 복수의 분할 전극에 의해 구성되고, 각 분할 전극의 주연부가 대들보를 따라 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The upper electrode is constituted by a plurality of split electrodes arranged in a horizontal direction, and a peripheral portion of each split electrode is divided along the girders. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 인접하는 분할 전극의 측벽은 서로 평행하는 사면(斜面)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.A plasma processing apparatus, wherein sidewalls of adjacent split electrodes are formed in parallel to each other. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 분할 전극과 대들보 사이에는, 밀봉 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And a sealing member is interposed between the split electrode and the girder. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 분할 전극은, 압축된 탄성체로 이루어지는 도전성 부재를 거쳐서 대들보에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The said split electrode is connected to the girder via the electrically conductive member which consists of a compressed elastic body, The plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판은 직사각형 형상이고, 상기 분할 전극은 직사각형 형상으로 형성 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The substrate has a rectangular shape, and the split electrode is formed in a rectangular shape. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기판의 종횡의 각 변의 길이는 1.5m 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The length of each side of the vertical and horizontal sides of the said board | substrate is 1.5 m or less, The plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 가스 공급로는, 상부 전극 베이스에 마련됨과 아울러 상기 확산 공간에 연통하는 가스 공급로를 구비한 절연재로 이루어지는 유로 부재와, 이 유로 부재의 상류측에 접속된 금속제의 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The gas supply path includes a flow path member made of an insulating material provided in the upper electrode base and having a gas supply path communicating with the diffusion space, and a metal gas supply pipe connected to an upstream side of the flow path member. Plasma processing apparatus. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재는 적어도 일부가 상부 전극 베이스에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.At least a portion of the flow path member made of the insulating material is embedded in the upper electrode base. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재의 높이는 50㎜∼300㎜인 플라즈마 처리 장치.The plasma processing apparatus of which the height of the flow path member made of the insulating material is 50 mm to 300 mm. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재의 가스 공급로는 그 상류측에서 하류측이 보이지 않도록 굴곡하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The gas supply passage of the flow path member made of the insulating material is bent so that the downstream side is not visible from the upstream side. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 절연재로 이루어지는 유로 부재 내의 압력이 설정 압력보다 낮아졌을 때에 그 유로 부재 내에 불활성 가스를 공급하고, 상기 압력을 승압하기 위한 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And a means for supplying an inert gas into the flow passage member when the pressure in the flow passage member made of the insulating material becomes lower than the set pressure, and for boosting the pressure. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 유체 유로는 대들보의 바로 위에, 상기 대들보를 따르도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.And the fluid flow path is formed directly above the girders so as to follow the girders. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 상부 전극의 가스 공급 구멍은, 매트릭스 형상으로 배열되고, 종횡의 배열 피치는 25㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The gas supply hole of the said upper electrode is arrange | positioned in matrix form, and the vertical and horizontal arrangement pitch is 25 mm or less, The plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned.
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