KR101176745B1 - Plasma process apparatus - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 온도 조절 설비를 간소화하면서, 처리 용기 내에서의 부착물이나 아킹의 발생을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 처리실(5)을 형성하는 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 내측에 열매체 유로(43)를 마련한 보호 플레이트(41)를 배치하는 동시에, 측벽(2a)의 내면과 보호 플레이트(41)와의 사이를 단열 부재(42)로 메우는 것으로, 본체 용기(2)와 보호 플레이트(41)를 열분리한다. 또한, 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)에서는 보호 플레이트(41)가, 고주파 전원(29)으로부터 서셉터(22)에 대해서 공급되는 고주파 전력에 의해서 형성되는 바이어스 전계에 대한 애노드 전극으로서 작용한다.The present invention provides a plasma processing apparatus capable of preventing the occurrence of deposits and arcing in a processing vessel while simplifying the temperature regulating equipment. The protection plate 41 which provided the heat medium flow path 43 in the inside of the side wall 2a of the main body container 2 which forms the process chamber 5 is arrange | positioned, and the inner surface of the side wall 2a and the protection plate 41 The main body container 2 and the protection plate 41 are thermally separated by filling the gap with the heat insulating member 42. In addition, in the inductively coupled plasma processing apparatus 1, the protective plate 41 acts as an anode electrode for a bias electric field formed by the high frequency power supplied from the high frequency power supply 29 to the susceptor 22.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESS APPARATUS}Plasma Processing Equipment {PLASMA PROCESS APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 처리 장치에 있어서의 온도 조절 가능한 보호 플레이트의 단열 기구에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to a plasma processing apparatus. Specifically, It is related with the heat insulation mechanism of the temperature controllable protection plate in a plasma processing apparatus.

FPD(플랫 패널 디스플레이)의 제조 공정에 있어서는, FPD용의 유리 기판에 대해서 플라즈마 에칭, 플라즈마 애싱, 플라즈마 성막 등의 여러 가지의 플라즈마 처리가 실행되고 있다. 이러한 플라즈마 처리를 실행하는 장치로서, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치나, 유도 결합 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 처리 장치 등이 알려져 있다.In the manufacturing process of an FPD (flat panel display), various plasma processes, such as plasma etching, plasma ashing, and plasma film-forming, are performed with respect to the glass substrate for FPD. As an apparatus for performing such plasma processing, a parallel plate type plasma processing apparatus, an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus, and the like are known.

여기서, 각종 플라즈마 처리 장치에서는 플라즈마의 발생에 의해서 처리실 내의 온도가 상승하지만, 통상 처리실 내벽 근방의 플라즈마 밀도는 낮기 때문에, 처리실 내에 온도 분포가 생기고, 이 온도 분포에 의해 처리 용기의 내면에 반응 생성물이 퇴적하는 일이 있다. 특히, 대형 기판을 처리하는 것과 같은 대형 장치에서는 처리 용기의 열용량이 크고, 용기의 표면적도 커서 방열하기 쉽기 때문에 처리실 내에서 온도 분포가 생기기 쉽고, 반응 생성물의 퇴적이 많아지는 것 외에, 플라즈마 처리의 면내 균일성에도 악영향을 줄 염려가 있다. 그래서, 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기의 벽이나 벽면을 덮는 부재에 열매체를 유동시키는 유로(열매체 유로라고 부름)를 마련해서 처리 용기의 온도 조절을 실행하고 있다.Here, in various plasma processing apparatuses, the temperature in the processing chamber rises due to the generation of plasma. However, since the plasma density near the inner wall of the processing chamber is usually low, a temperature distribution occurs in the processing chamber, whereby the reaction product is formed on the inner surface of the processing vessel. It may be deposited. In particular, in a large apparatus such as processing a large substrate, since the heat capacity of the processing container is large, the surface area of the container is large, and heat dissipation is easy, temperature distribution is likely to occur in the processing chamber, and the deposition of reaction products is increased. In-plane uniformity may also be adversely affected. Therefore, in the plasma processing apparatus, a flow path (called a heat medium flow path) through which a heat medium flows is provided in a member covering a wall or a wall surface of the processing container, and temperature control of the processing container is performed.

상기 온도 조절에 관해서, 예를 들면, 특허문헌 1에는 플라즈마 처리 장치의 처리 용기의 벽부를 덮도록 마련된 도전체로 이루어지는 내벽판에, 온도 조절용 매체가 흐르는 온도 조절용 유로와, 처리 용기의 외부로부터 온도 조절용 매체를 도입하기 위한 도입구와, 온도 조절용 매체를 처리 용기의 외부로 배출하기 위한 배출구를 구비한 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다.Regarding the temperature control, for example, Patent Document 1 discloses a temperature control flow path through which a temperature control medium flows on an inner wall plate made of a conductor provided to cover a wall of a processing container of a plasma processing apparatus, and for controlling temperature from the outside of the processing container. A plasma processing apparatus having an inlet for introducing a medium and an outlet for discharging the medium for temperature control to the outside of the processing container are disclosed.

또한, 특허문헌 2에는 진공 용기의 내벽에 방착판(防着板)을 장착하고, 이 방착판 본체에 온매(溫媒)를 유동시키기 위한 온매관과 냉매를 흘리기 위한 냉매관을 배설해, 가스의 흡인 개시 초기에 온매를 흘려서 방착판을 가열하는 진공 장치가 개시되어 있다.In addition, Patent Literature 2 attaches a barrier plate to the inner wall of the vacuum vessel, and installs a refrigerant tube for flowing the refrigerant and a refrigerant tube for flowing the refrigerant to the barrier plate main body. Disclosed is a vacuum apparatus for heating a barrier plate by flowing a warm medium at the beginning of suction start.

일본 특허 공개 제 2007-242474 호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2007-242474 일본 특허 공개 제 1997-157832 호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 1997-157832

그러나, 종래의 플라즈마 처리 장치의 온도 조절 기구에는, 이하에 나타내는 문제가 있었다. 우선, 처리실의 벽 자체에 열매체 유로를 마련하는 방법(제 1 방법)에서는 처리실의 벽은 진공 상태를 유지하기 위해서 강고한 구조로 되어 있고, 처리실의 벽 자체의 열용량이 크고, 방열하기 쉽기 때문에 온도 제어가 어렵다는 문제가 있다. 또한, 열용량이 크고, 방열하기 쉬운 처리실의 벽 자체의 온도를 조정하기 위해서, 열매체 유로에 열매체를 흘리기 위한 설비가 대형화해 버려서, 비용 상승을 초래한다는 문제가 있다. 또한, 열매체 유로는 처리 용기의 벽의 일부에 형성되기 때문에, 처리 용기의 부위에서 온도 분포가 생기고, 이 온도 분포에 의해서 처리 용기의 벽에 열 왜곡이 발생하여 벽이 휘고, 개폐면에서 리크가 생기거나, 전기적인 리턴 회로가 정상적으로 형성되기 어려워져서 방전이 불안정하게 되거나 하는 일이 있다. 또한, 처리 용기의 측벽에 온도 조절 기구를 마련했을 경우, 열전도에 의해서 처리 용기의 바닥부가 고온이 되어서, 하부 전극을 저온으로 하고 싶은 경우에 하부 전극의 온도 제어가 어려워진다고 하는 문제도 있다.However, there existed a problem shown below in the temperature control mechanism of the conventional plasma processing apparatus. First, in the method (first method) of providing the heat medium flow path in the wall of the processing chamber itself, the wall of the processing chamber has a rigid structure in order to maintain the vacuum state, and the heat capacity of the wall of the processing chamber itself is large and heat is easily dissipated. There is a problem that control is difficult. Moreover, in order to adjust the temperature of the wall itself of a process chamber with a large heat capacity and easy heat dissipation, there exists a problem that the installation for flowing a heat medium in a heat medium flow path enlarges, resulting in cost increase. In addition, since the heat medium flow path is formed in a part of the wall of the processing container, a temperature distribution occurs at the site of the processing container, and the temperature distribution generates heat distortion on the wall of the processing container, causing the wall to bend, and leaks at the opening and closing surface. Or the electrical return circuit is difficult to form normally, resulting in unstable discharge. Moreover, when the temperature control mechanism is provided on the side wall of the processing container, there is also a problem that the temperature control of the lower electrode becomes difficult when the bottom part of the processing container becomes high temperature due to heat conduction and the lower electrode is desired to be low temperature.

또한, 특허문헌 1, 2와 같이, 처리실의 벽면을 덮는 내벽판이나 방착판에 열매체 유로를 마련하는 방법(제 2 방법)은, 처리실의 벽 자체에 열매체 유로를 마련하는 제 1 방법에 비해 열용량이나 방열이 작게 되기 때문에, 온도 조절 설비를 간소화할 수 있는 동시에 온도의 제어성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 특허문헌 1, 2의 방법에서는 처리실의 벽면과 내벽판이나 방착판과의 사이에 간극이 있고, 이 간극에 플라즈마 처리로 생기는 반응 생성물이 퇴적하거나, 간극에 잔존하는 공기에 의해서 진공 흡인의 시간이 길어지는 등의 문제가 생긴다. 또한, 내벽판과 처리실의 벽과의 간극에서 이상 방전(아킹)이 발생할 염려도 있다.In addition, as in Patent Literatures 1 and 2, the method (second method) of providing a heat medium flow path in an inner wall plate or an adhesion plate covering the wall surface of the process chamber has a heat capacity as compared with the first method of providing a heat medium flow path in the wall of the process chamber itself. In addition, since the heat dissipation is small, the temperature control equipment can be simplified and the controllability of the temperature can be improved. However, in the methods of Patent Literatures 1 and 2, there is a gap between the wall surface of the processing chamber and the inner wall plate or the anti-glare plate, in which the reaction product generated by the plasma treatment is deposited or the vacuum remaining by the air remaining in the gap. Problems such as longer time. In addition, abnormal discharge (arking) may occur in the gap between the inner wall plate and the wall of the processing chamber.

또한, 특허문헌 1에서는 내벽판은 절연체로 구성되는 고정 부재에 의해서 처리실의 내벽에 고정되어 있고, 이 고정 부재는 단열성을 고려하고 있지 않기 때문에, 고정 부재를 거쳐서 내벽판의 열이 처리실의 벽으로 이동해 버려서, 열용량이 크고, 방열하기 쉬운 처리 용기의 영향을 받아 내벽판의 온도 제어가 어려워진다는 문제도 발생한다.Moreover, in patent document 1, since the inner wall board is fixed to the inner wall of a process chamber by the fixing member comprised from an insulator, and this fixing member does not consider heat insulation, the heat of an inner wall board passes through the fixing member to the wall of a process chamber. The problem also arises that it is difficult to control the temperature of the inner wall plate due to the influence of the processing container having a large heat capacity and easy heat dissipation.

본 발명은 이러한 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 온도 조절 설비를 간소화하면서, 처리 용기 내에서의 부착물이나 아킹의 발생을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus capable of preventing the occurrence of deposits and arcing in a processing container while simplifying the temperature control equipment.

본 발명의 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기와,The plasma processing apparatus of the present invention includes a processing container for forming a processing chamber for processing a substrate to be processed;

상기 처리실 내에 마련되고, 상기 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,A mounting table provided in the processing chamber and on which the substrate to be processed is mounted;

상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 장치와,A processing gas supply device for supplying a processing gas into the processing chamber;

상기 처리실 내를 진공 상태로 하는 배기 장치와,An exhaust device for making the inside of the processing chamber vacuum;

상기 처리실 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 수단과,Plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing chamber;

상기 처리 용기의 벽의 내측에 배치된 보호 플레이트와,A protective plate disposed inside the wall of the processing container,

상기 보호 플레이트의 온도를 조절하는 온도 조절 수단과,Temperature control means for adjusting the temperature of the protective plate,

상기 처리 용기의 내벽면과 상기 보호 플레이트의 사이에 밀착해서 장착되고, 이들 사이의 열전도를 차단 혹은 억제하는 단열 부재를 구비하고 있다. It is provided in close contact between the inner wall surface of the processing container and the protective plate, and is provided with a heat insulating member for blocking or suppressing the heat conduction therebetween.

본 발명의 플라즈마 처리 장치는 상기 플라즈마 생성 수단이, 상기 처리실의 외측에 마련되고, 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나와, 상기 안테나와 상기 처리실의 사이에 마련된 유전체벽과, 상기 안테나에 고주파 전력을 공급해 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성시키는 고주파 전원을 갖는 유도 결합 방식의 플라즈마 생성 수단이어도 괜찮다. 이 경우, 상기 탑재대에 고주파 전력을 공급해 바이어스 전계를 형성시키는 고주파 전원을 더 구비하고, 상기 보호 플레이트는 상기 처리 용기에 전기적으로 접속되어서 상기 바이어스 전계에 대한 애노드 전극으로서 작용하는 것이어도 괜찮다.In the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma generating means is provided outside the processing chamber to form an induction electric field in the processing chamber, a dielectric wall provided between the antenna and the processing chamber, and high frequency power to the antenna. May be a plasma generating means of an inductive coupling method having a high-frequency power supply for supplying? In this case, a high frequency power supply for supplying high frequency power to the mounting table to form a bias electric field may be further provided, and the protective plate may be electrically connected to the processing container to act as an anode electrode for the bias electric field.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 상기 단열 부재의 단부의 노출면의 일부 또는 전부를 덮는 차폐 부재를 구비하고 있어도 괜찮다.Moreover, the plasma processing apparatus of this invention may be equipped with the shielding member which covers a part or all of the exposed surface of the edge part of the said heat insulation member.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 보호 플레이트의 하단부는 상기 처리 용기의 바닥면에 접촉하고 있고, 상기 보호 플레이트의 상단부, 또는 상단부 및 측단부는 상기 차폐 부재로 덮여 있어도 괜찮다.Moreover, in the plasma processing apparatus of this invention, the lower end part of the said protection plate may contact the bottom surface of the said processing container, and the upper end part, or the upper end part and the side end part of the said protection plate may be covered with the said shielding member.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단열 부재는 단열성 심부재와, 해당 단열성 심부재를 피복하는 내플라즈마성 재료로 이루어지는 피복층을 갖고 있어도 괜찮다.Moreover, in the plasma processing apparatus of this invention, the said heat insulation member may have a heat insulation core member and the coating layer which consists of a plasma-resistant material which coat | covers this heat insulation core member.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단열 부재는 절연성을 갖고, 상기 보호 플레이트는 상기 처리 용기와 전기적으로 비접속으로 배치되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 상기 단열 부재의 두께가 부위에 따라 변화해도 괜찮고, 상기 단열 부재의 유전율이 부위에 따라 변화해도 괜찮다. 또한, 상기 단열 부재가, 유전율이 다른 복수의 부재에 의해 구성되어 있어도 괜찮다. 또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단열 부재는 절연성 부재와 단열성 부재를 중첩한 적층 구조를 갖고 있어도 괜찮다.Moreover, in the plasma processing apparatus of this invention, the said heat insulating member has insulation, and the said protection plate may be arrange | positioned in electrical connection with the said processing container. In this case, the thickness of the said heat insulating member may change with a site | part, and the dielectric constant of the said heat insulating member may change with a site | part. Moreover, the said heat insulating member may be comprised by the some member from which dielectric constant differs. Moreover, in the plasma processing apparatus of this invention, the said heat insulating member may have a laminated structure which overlapped the insulating member and the heat insulating member.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 보호 플레이트의 내부에는 열매체의 유로가 형성되어 있고, 상기 온도 조절 수단이 상기 처리 용기의 외측에 마련되어서 상기 보호 플레이트의 상기 유로에 상기 열매체를 순환시키는 칠러 기구여도 좋다.Moreover, in the plasma processing apparatus of this invention, the heat medium flow path is formed in the inside of the said protection plate, The said temperature control means is provided in the outer side of the said processing container, and the said heat medium is circulated in the said flow path of the said protection plate. The chiller apparatus may be sufficient.

본 발명의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 처리 용기를 플라즈마로부터 보호하는 보호 플레이트를 온도 조절 가능하게 구성하는 동시에, 처리 용기의 내벽면과 보호 플레이트의 사이에 단열 부재를 개재시킨 것에 의해, 보호 플레이트의 온도 제어를 확실히 실행할 수 있다. 즉, 단열 부재에 의해서 처리 용기의 벽과 보호 플레이트를 확실히 열분리할 수 있기 때문에, 열용량이 작은 보호 플레이트로부터 열용량이 큰 처리 용기로의 열전도를 차단 혹은 억제하는 것이 가능해져서, 보호 플레이트의 온도 제어가 용이하게 되는 동시에 온도 조절 설비를 소형화할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 처리 용기의 벽 자체를 온도 조절할 필요가 없어지기 때문에, 예를 들면 가열에 의한 열 왜곡에 의해서 처리 용기의 벽이 휘어 개폐면에서 리크가 발생하거나, 전류의 리턴 회로를 갖기 어려워져서 방전이 불안정하게 되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 처리 용기의 벽 자체를 가열하지 않는 것에 의해서, 처리 용기로부터 탑재대로의 열전도에 의해서 탑재대의 온도 제어가 어려워진다는 것과 같은 문제도 생기지 않는다.According to the plasma processing apparatus of the present invention, the protection plate for protecting the processing container from the plasma is configured to be temperature-controlled, and a heat insulating member is interposed between the inner wall surface of the processing container and the protection plate to thereby protect the temperature of the protection plate. You can certainly exercise control. That is, since the heat insulating member can reliably separate the wall of the processing container and the protection plate, it becomes possible to block or suppress the heat conduction from the protection plate with a small heat capacity to the processing container with a large heat capacity, thereby controlling the temperature of the protection plate. It is easy to reduce the size of the temperature control equipment. In addition, according to the present invention, since it is not necessary to adjust the temperature of the wall of the processing container itself, for example, the wall of the processing container is bent due to heat distortion caused by heating, so that leakage occurs at the opening and closing surface, It becomes difficult to have it, and it can prevent that discharge becomes unstable. Further, for example, by not heating the wall of the processing container itself, there is no problem such that temperature control of the mounting table becomes difficult due to heat conduction from the processing container to the mounting table.

또한, 본 발명에 의하면, 처리 용기의 벽면과 보호 플레이트의 사이에 단열 부재를 개재시키는 것에 의해서 여분의 간극이 존재하지 않게 되기 때문에, 그 간극에 플라즈마 처리의 반응 생성물이 퇴적하거나, 처리실의 진공 흡인 시간이 길어지거나 하는 문제가 발생하는 일은 없다. 또한, 단열 부재를 개재시키는 것에 의해서, 처리 용기의 벽면과 보호 플레이트의 사이의 이상 방전을 억제할 수도 있다.In addition, according to the present invention, since an extra gap does not exist by interposing a heat insulating member between the wall surface of the processing container and the protective plate, the reaction product of the plasma treatment is deposited in the gap, or vacuum suction of the processing chamber is performed. It doesn't take much time to get stuck. Moreover, the abnormal discharge between the wall surface of a process container and a protection plate can also be suppressed by interposing a heat insulation member.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도,
도 2는 도 1에 있어서의 A 부분을 확대한 단면도,
도 3은 제 1 변형예로 차폐 부재를 마련한 상태를 도시하는 단면도,
도 4는 도 3의 화살표의 방향에서 본 차폐 부재의 배설 상태를 설명하는 도면,
도 5는 단열 부재의 다른 구성예를 도시하는 단면도,
도 6은 제 2 변형예에 있어서의 단열 부재의 장착 상태를 도시하는 단면도,
도 7은 단열 부재의 다른 구성예를 도시하는 단면도,
도 8은 제 3 변형예에 있어서의 단열 부재의 장착 상태를 도시하는 단면도,
도 9는 제 4 변형예에 있어서의 단열 부재의 장착 상태를 도시하는 단면도,
도 10은 제 4 변형예에 있어서의 단열 부재의 또 다른 구성예를 도시하는 도면,
도 11은 단열 부재의 또 다른 구성예를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing a state where a shielding member is provided in a first modification;
4 is a view for explaining an excretion state of the shielding member seen in the direction of an arrow in FIG. 3;
5 is a sectional view showing another configuration example of the heat insulating member;
6 is a cross-sectional view showing a mounting state of a heat insulating member according to a second modification;
7 is a sectional view showing another configuration example of the heat insulating member;
8 is a cross-sectional view showing a mounting state of a heat insulating member according to a third modification;
9 is a sectional view showing a mounting state of a heat insulating member according to a fourth modification;
10 is a diagram showing still another configuration example of the heat insulating member according to the fourth modification;
11 is a sectional view showing still another configuration example of the heat insulating member.

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 관해서, 도면을 참조해서 설명한다. 우선, 도 1은 본 실시형태의 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다. 도 1에 도시한 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)는 예를 들면, FPD용의 유리 기판(이하, 간단히「기판」이라고 적음)(S)에 대해서 플라즈마 처리를 실행하는 것이다. FPD로서는 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display), 일렉트로루미네센스(EL : Electro Luminescence) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel) 등이 예시된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. First, FIG. 1 is sectional drawing which shows typically the structure of the inductively coupled plasma processing apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is sectional drawing which expanded the part A of FIG. In the inductively coupled plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1, for example, plasma processing is performed on a glass substrate (hereinafter, simply referred to as "substrate") S for FPD. Examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL) display, a plasma display panel (PDP), and the like.

유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)는 처리 용기로서의 본체 용기(2)와, 이 본체 용기(2)의 상부에 배치된 유전체벽(6)에 의해서 구성된 처리실(5)을 구비하고 있다. 유전체벽(6)은 처리실(5)의 천정 부분을 구성한다. 처리실(5)은 기밀하게 보지되고, 거기서 기판(S)에 대해서 플라즈마 처리가 실행된다.The inductively coupled plasma processing apparatus 1 includes a processing chamber 5 constituted by a main body container 2 as a processing container and a dielectric wall 6 disposed above the main body container 2. The dielectric wall 6 constitutes a ceiling portion of the process chamber 5. The processing chamber 5 is held airtight, and plasma processing is performed on the substrate S there.

본체 용기(2)는 4개의 측벽(2a)을 갖는 각통 형상이라도 좋고, 원통 형상이어도 괜찮다. 본체 용기(2)의 재료로서는 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 도전성 재료가 이용된다. 본체 용기(2)의 재료로서 알루미늄을 이용했을 경우에는, 본체 용기(2)의 내벽면으로부터 오염물이 발생하지 않도록, 본체 용기(2)의 내벽면에는 알루마이트 처리(양극 산화 처리)가 실시된다. 또한, 본체 용기(2)는 접지되어 있다.The main body container 2 may be in the shape of a square cylinder having four side walls 2a, or may be a cylindrical shape. As a material of the main body container 2, electroconductive materials, such as aluminum and an aluminum alloy, are used. When aluminum is used as the material of the main body container 2, anodization (anodic oxidation treatment) is performed on the inner wall surface of the main body container 2 so that no contaminants are generated from the inner wall surface of the main body container 2. In addition, the main body container 2 is grounded.

유전체벽(6)은 대략 정방형 형상의 상면 및 바닥면을 갖는 판 형상을 이루고 있다. 유전체벽(6)은 유전체 재료에 의해서 형성되어 있다. 유전체벽(6)의 재료로서는 예를 들면, Al203 등의 세라믹스나, 석영이 이용된다.The dielectric wall 6 has a plate shape having a top surface and a bottom surface of a substantially square shape. The dielectric wall 6 is formed of a dielectric material. As a material of the dielectric wall 6, for example, Al 2 O 3 Ceramics, such as these, and quartz are used.

유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)는 또한 유전체벽(6)을 지지하는 지지 부재로서 지지 선반(7)을 구비하고 있다. 지지 선반(7)은 본체 용기(2)의 측벽(2a)에 장착되어 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus 1 also includes a support shelf 7 as a support member for supporting the dielectric wall 6. The support shelf 7 is attached to the side wall 2a of the main body container 2.

본체 용기(2)의 외부에는 가스 공급 장치(20)가 설치되어 있다. 가스 공급 장치(20)는 도중 분기된 가스 공급관(21)을 거쳐서 유전체벽(6)의 하면에 형성된 복수의 가스 분출구(16)에 접속되어 있다. 가스 공급 장치(20)는 플라즈마 처리에 이용되는 처리 가스를 공급하기 위한 것이다. 플라즈마 처리가 실행될 때에는, 처리 가스는 가스 공급관(21), 복수의 가스 분출구(16)를 통해서 처리실(5) 내로 공급된다. 처리 가스로서는 예를 들면, SF6 가스, CF4 가스가 이용된다. 또한, 처리 가스는 예를 들면, 본체 용기(2)의 측벽(2a)에 가스 도입부를 마련하고, 그곳으로부터 처리실(5) 내로 도입하는 구성으로 해도 좋다.The gas supply apparatus 20 is provided outside the main body container 2. The gas supply device 20 is connected to a plurality of gas ejection openings 16 formed on the lower surface of the dielectric wall 6 via the gas supply pipe 21 branched in the middle. The gas supply device 20 is for supplying a processing gas used for plasma processing. When the plasma processing is performed, the processing gas is supplied into the processing chamber 5 through the gas supply pipe 21 and the plurality of gas ejection openings 16. As the processing gas, for example, SF 6 gas and CF 4 gas are used. In addition, a process gas may be provided, for example in the gas introduction part in the side wall 2a of the main body container 2, and introduce | transducing into the process chamber 5 from there.

유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)는 처리실(5)의 외부이고, 유전체벽(6)의 상방에 배치된 고주파 안테나(이하, 간단히 안테나라고 적음)(13)를 구비하고 있다. 안테나(13)는 예를 들면, 대략 정방형의 평면각형 소용돌이 형상을 이루고 있다. 안테나(13)는 유전체벽(6)의 상면의 위에 배치되어 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus 1 is provided with a high frequency antenna (hereinafter simply referred to as an antenna) 13 which is disposed outside the processing chamber 5 and above the dielectric wall 6. The antenna 13 has a substantially square planar vortex shape, for example. The antenna 13 is disposed on the upper surface of the dielectric wall 6.

본체 용기(2)의 외부에는 정합기(14)와, 고주파 전원(15)이 설치되어 있다. 안테나(13)의 일단은 급전선(15a)에 의해 정합기(14)를 거쳐서 고주파 전원(15)에 접속되어 있다. 안테나(13)의 타단은 본체 용기(2)의 내벽에 접속되고, 본체 용기(2)를 거쳐서 접지되어 있다. 기판(S)에 대해서 플라즈마 처리가 실행될 때에는 안테나(13)에, 고주파 전원(15)으로부터 유도 전계 형성용의 고주파 전력(예를 들면, 13.56MHz의 고주파 전력)이 공급된다. 이것에 의해, 안테나(13)에 의해서 처리실(5) 내에 유도 전계가 형성된다. 이 유도 전계는 처리 가스를 플라즈마로 전화시킨다. 또한, 유전체벽(6), 안테나(13), 정합기(14), 급전선(15a) 및 고주파 전원(15)은 플라즈마 생성 수단을 구성하고 있다.Outside of the main body container 2, a matching unit 14 and a high frequency power supply 15 are provided. One end of the antenna 13 is connected to the high frequency power supply 15 via a matching line 14 by a feed line 15a. The other end of the antenna 13 is connected to the inner wall of the main body container 2 and is grounded via the main body container 2. When plasma processing is performed on the substrate S, the antenna 13 is supplied with a high frequency power (for example, 13.56 MHz high frequency power) for induction field formation from the high frequency power supply 15. As a result, an induction electric field is formed in the processing chamber 5 by the antenna 13. This induction field converts the process gas into a plasma. In addition, the dielectric wall 6, the antenna 13, the matching unit 14, the power supply line 15a, and the high frequency power supply 15 constitute plasma generating means.

유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)는 또한, 기판(S)을 탑재하기 위한 서셉터(탑재대)(22)와, 절연체 케이스(24)와, 지주(25)와, 벨로우즈(26)와, 도시하지 않는 게이트 밸브를 구비하고 있다. 지주(25)는 본체 용기(2)의 하방에 설치된 도시하지 않는 승강 장치에 접속되고, 본체 용기(2)의 바닥부에 형성된 개구부를 통해서, 처리실(5) 내로 돌출하고 있다. 또한, 지주(25)는 중공부를 갖고 있다. 절연체 케이스(24)는 지주(25) 상에 설치되어 있다. 이 절연체 케이스(24)는 상부가 개구된 상자 형상을 이루고 있다. 절연체 케이스(24)의 바닥부에는 지주(25)의 중공부에 계속되는 개구부가 형성되어 있다. 벨로우즈(26)는 지주(25)를 포위하고, 절연체 케이스(24) 및 본체 용기(2)의 바닥부 내벽에 기밀하게 접속되어 있다. 이것에 의해, 처리실(5)의 기밀성이 유지된다.The inductively coupled plasma processing apparatus 1 further includes a susceptor (mounting stand) 22 for mounting the substrate S, an insulator case 24, a support 25, a bellows 26, and an illustration. The gate valve which is not provided is provided. The strut 25 is connected to a lifting device (not shown) provided below the main body container 2, and protrudes into the processing chamber 5 through an opening formed in the bottom portion of the main body container 2. In addition, the support | pillar 25 has a hollow part. The insulator case 24 is provided on the support 25. The insulator case 24 has a box shape with an open upper portion. The bottom part of the insulator case 24 is provided with the opening part which continues in the hollow part of the support | pillar 25. As shown in FIG. The bellows 26 surrounds the support 25 and is hermetically connected to the insulator case 24 and the bottom inner wall of the main body container 2. Thereby, the airtightness of the process chamber 5 is maintained.

서셉터(22)는 절연체 케이스(24) 내에 수용되어 있다. 서셉터(22)는 기판(S)을 탑재하기 위한 탑재면(22A)을 갖고 있다. 서셉터(22)의 재료로서는 예를 들면, 알루미늄 등의 도전성 재료가 이용된다. 서셉터(22)의 재료로서 알루미늄을 이용했을 경우에는, 표면으로부터 오염물이 발생하지 않도록, 서셉터(22)의 표면에 알루마이트 처리(양극 산화 처리)가 실시된다.The susceptor 22 is housed in the insulator case 24. The susceptor 22 has a mounting surface 22A for mounting the substrate S. As shown in FIG. As the material of the susceptor 22, for example, a conductive material such as aluminum is used. When aluminum is used as the material of the susceptor 22, anodization (anodic oxidation treatment) is performed on the surface of the susceptor 22 so that no contaminants are generated from the surface.

본체 용기(2)의 외부에는 또한 정합기(28)와, 고주파 전원(29)이 설치되어 있다. 서셉터(22)는 절연체 케이스(24)의 개구부 및 지주(25)의 중공부에 삽통된 통전봉(30)을 거쳐서 정합기(28)에 접속되고, 또한 이 정합기(28)를 거쳐서 고주파 전원(29)에 접속되어 있다. 기판(S)에 대해서 플라즈마 처리가 실행될 때에는, 서셉터(22)에는 고주파 전원(29)으로부터 바이어스용의 고주파 전력(예를 들면, 3.2MHz의 고주파 전력)이 공급된다. 이 고주파 전력은 플라즈마중의 이온을 서셉터(22) 상에 탑재된 기판(S)에 효과적으로 인입하기 위해 사용되는 것이다.Outside of the main body container 2, a matching device 28 and a high frequency power supply 29 are provided. The susceptor 22 is connected to the matching device 28 via an energizing rod 30 inserted into the opening of the insulator case 24 and the hollow portion of the support 25, and also via the matching device 28. It is connected to the power supply 29. When plasma processing is performed on the substrate S, the susceptor 22 is supplied with a high frequency power for biasing (for example, a high frequency power of 3.2 MHz) from the high frequency power supply 29. This high frequency power is used to effectively attract ions in the plasma to the substrate S mounted on the susceptor 22.

또한, 도시하지 않는 게이트 밸브가 본체 용기(2)의 측벽(2a)에 마련되어 있다. 게이트 밸브는 개폐 기능을 갖고, 폐쇄 상태에서 처리실(5)의 기밀성을 유지하는 동시에, 개방 상태에서 처리실(5)과 외부의 사이에 기판(S)의 이송을 가능하게 한다.Moreover, the gate valve which is not shown in figure is provided in the side wall 2a of the main body container 2. As shown in FIG. The gate valve has an opening and closing function, maintains the airtightness of the processing chamber 5 in the closed state, and enables the transfer of the substrate S between the processing chamber 5 and the outside in the open state.

본체 용기(2)의 외부에는 또한 배기 장치(31)가 설치되어 있다. 배기 장치(31)는 본체 용기(2)의 바닥부에 접속된 배기관(32)을 거쳐서, 처리실(5)에 접속되어 있다. 기판(S)에 대해서 플라즈마 처리가 실행될 때에는, 배기 장치(31)는 처리실(5) 내의 가스를 배기하고, 처리실(5) 내를 진공 혹은 감압 분위기로 유지한다.The exhaust device 31 is further provided outside the main body container 2. The exhaust device 31 is connected to the processing chamber 5 via an exhaust pipe 32 connected to the bottom of the main body container 2. When plasma processing is performed on the substrate S, the exhaust device 31 exhausts the gas in the processing chamber 5 and maintains the interior of the processing chamber 5 in a vacuum or reduced pressure atmosphere.

처리실(5)을 구성하는 본체 용기(2)의 4개의 측벽(2a)(도 1의 좌우 및 도시하지 않는 앞측 및 뒤측)의 각각의 내벽면으로부터 이간된 위치에는, 해당 내벽면에 대략 평행으로 보호 플레이트(41)가 배치되어 있다. 이 보호 플레이트(41)의 제 1 기능은 본체 용기(2)의 내벽면을 플라즈마로부터 보호하는 것이다. 또한, 보호 플레이트(41)의 제 2 기능은 본체 용기(2)의 내벽면 대신에 온도 조절(예를 들면 가열)할 수 있도록 해서 반응 생성물이 처리실(5) 내에 퇴적하는 것을 방지하는 것이다. 이 목적을 위해, 보호 플레이트(41)의 내부에는 열매체 유로(43)가 마련되어 있고, 거기에 열매체를 통류시킬 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이에는, 단열 부재(42)가 보호 플레이트(41)와 측벽(2a)의 내벽면에 밀착해서 배치되어 있다.At positions separated from the respective inner wall surfaces of the four side walls 2a (left and right in FIG. 1 and front and back sides not shown) of the main body container 2 constituting the processing chamber 5, substantially parallel to the inner wall surface. The protective plate 41 is arrange | positioned. The first function of this protective plate 41 is to protect the inner wall surface of the main body container 2 from plasma. In addition, the second function of the protective plate 41 is to allow temperature regulation (for example, heating) instead of the inner wall surface of the main body container 2 to prevent the reaction product from being deposited in the processing chamber 5. For this purpose, the heat medium flow path 43 is provided in the inside of the protection plate 41, and is comprised so that a heat medium may flow through it. Moreover, the heat insulation member 42 is arrange | positioned in close contact with the inner wall surface of the protection plate 41 and the side wall 2a between the protection plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2.

상술한 바와 같이 플라즈마 처리 장치에서는 반응 생성물의 부착 방지 등의 목적으로, 본체 용기(2) 또는 보호 플레이트의 온도를 조절할 필요가 있다. 온도 조절 기구로서, 본체 용기(2)의 벽 자체에 열매체 유로를 마련하는 구조에서는, 본체 용기(2)의 큰 열용량이나 방열에 의해서 온도 조절이 어렵고, 온도 조절 설비가 대형화하는 문제나, 본체 용기(2)의 온도 분포에 의해 열 왜곡이 발생한다는 문제가 생긴다. 본체 용기(2)의 내벽면에 밀착시켜서 열매체 유로를 마련한 보호 플레이트를 배치하는 경우도, 상기와 마찬가지의 문제가 생긴다. 또한, 본체 용기(2)의 벽면의 내측에, 열매체 유로를 마련한 보호 플레이트를 이간시켜 배치하는 경우에는, 본체 용기(2)의 벽면과 해당 부재와의 사이의 간극에 플라즈마 처리의 반응 생성물이 퇴적하거나, 진공 흡인의 시간이 길어진다는 문제나, 본체 용기(2)의 벽면과 해당 부재의 사이에 이상 방전이 발생한다는 문제가 생긴다.As described above, in the plasma processing apparatus, it is necessary to adjust the temperature of the main body container 2 or the protective plate for the purpose of preventing adhesion of the reaction product. In the structure in which the heat medium flow path is provided in the wall itself of the main body container 2 as a temperature control mechanism, temperature control is difficult due to the large heat capacity and heat dissipation of the main body container 2, and the problem that the temperature control facility is enlarged, or the main body container The problem that thermal distortion occurs due to the temperature distribution in (2) occurs. The same problem as described above occurs even when the protective plate provided with the heat medium flow path is brought into close contact with the inner wall surface of the main body container 2. In addition, when arranging the protection plate which provided the heat medium flow path inside the wall surface of the main body container 2, the reaction product of a plasma process deposits in the clearance gap between the wall surface of the main body container 2, and the said member. In addition, there arises a problem that the time for vacuum suction becomes long, or a problem that abnormal discharge occurs between the wall surface of the main body container 2 and the member.

그래서, 본 실시형태에서는 보호 플레이트(41)에 열매체 유로(43)를 마련하는 동시에, 본체 용기(2)의 내벽면과 보호 플레이트(41)의 사이에, 이들 사이의 열전도를 차단 혹은 억제하는 단열 부재(42)를 밀착시켜서 개재 배치하는 구성으로 했다. 도 1의 A 부분을 확대한 도 2에 도시하는 바와 같이, 보호 플레이트(41)의 내부에는 열매체 유로(43)가 형성되어 있고, 열매체 유로(43)의 일단과 타단에는 도입부(43a)와 배출부(43b)가 마련되어 있다. 그리고, 도입부(43a)는 본체 용기(2) 및 단열 부재(42)를 관통하는 도입관(44)에, 배출부(43b)는 본체 용기(2) 및 단열 부재(42)를 관통하는 배출관(45)에 각각 접속되어 있고, 각각의 배관은 본체 용기(2)의 외부에 마련된, 칠러 유닛(50)과 접속되어 있다. 칠러 유닛(50)은 예를 들면, 도시하지 않는 열교환기나 순환 펌프 등을 구비하고 있다. 상기 도입관(44), 배출관(45) 및 칠러 유닛(50)은 온도 조절 수단을 구성하고 있다.Therefore, in this embodiment, while providing the heat medium flow path 43 in the protection plate 41, between the inner wall surface of the main body container 2, and the protection plate 41, the heat insulation which cuts off or suppresses heat conduction between these, The member 42 was brought into close contact with each other so as to be interposed. As shown in FIG. 2, in which the portion A of FIG. 1 is enlarged, a heat medium flow path 43 is formed inside the protection plate 41, and an introduction portion 43a and a discharge part are provided at one end and the other end of the heat medium flow path 43. The part 43b is provided. And the introduction part 43a is the inlet pipe 44 which penetrates the main body container 2 and the heat insulation member 42, and the discharge part 43b is the discharge pipe which penetrates the main body container 2 and the heat insulation member 42 ( 45 respectively, and each piping is connected with the chiller unit 50 provided in the exterior of the main body container 2. As shown in FIG. The chiller unit 50 is provided with the heat exchanger, circulation pump, etc. which are not shown in figure, for example. The introduction pipe 44, the discharge pipe 45 and the chiller unit 50 constitute a temperature adjusting means.

이 보호 플레이트(41)의 형상은 임의이지만, 처리실(5)을 형성하는 본체 용기(2)의 각 측벽(2a)의 내면의 대략 전면을 덮는 직사각형 형상으로 할 수 있다. 보호 플레이트(41)를 설치하기 쉽게 하기 위해서, 유전체벽(6)과 보호 플레이트(41)의 상단과의 사이에 간격을 마련해도 좋다. 또한, 처리실(5)을 형성하는 본체 용기(2)를 원통 형상으로 하는 경우는, 본체 용기(2)보다 직경이 작은 원통 형상 혹은 원통을 임의의 수로 분단한 곡면 형상으로 할 수 있다. 또한, 본체 용기(2)의 측벽(2a)에 게이트 밸브나 기판(S)의 반송 기구, 플라즈마 처리 상태를 확인하기 위한 창 등이 배치되는 경우는, 그 부분을 피하는 형상으로 하면 좋고, 반드시 측벽(2a)의 전면을 덮고 있을 필요는 없다.Although the shape of this protective plate 41 is arbitrary, it can be set as the rectangular shape which covers the substantially whole surface of the inner surface of each side wall 2a of the main body container 2 which forms the process chamber 5. In order to facilitate the installation of the protective plate 41, a gap may be provided between the dielectric wall 6 and the upper end of the protective plate 41. In addition, when making the main body container 2 which forms the process chamber 5 into a cylindrical shape, it can be set as the curved shape which divided the cylindrical shape or cylinder smaller in diameter than the main body container 2 by arbitrary numbers. Moreover, when the gate valve, the conveyance mechanism of the board | substrate S, the window for checking the plasma processing state, etc. are arrange | positioned in the side wall 2a of the main body container 2, what is necessary is just to make it the shape which avoids the part, It is not necessary to cover the entire surface of (2a).

또한, 보호 플레이트(41)는 처리 가스나 플라즈마에 내성이 있고, 본체 용기(2) 내의 도달 온수(예를 들면, 120 내지 150℃)에 견딜 수 있고, 또한 열매체 유로(43)를 형성할 수 있는 강도를 갖는 재료로 형성할 수 있다. 보호 플레이트(41)는 예를 들면, 스테인리스나 본체 용기(2)와 같은 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 금속 재료를 이용할 수 있다. 보호 플레이트(41)의 재료로서 알루미늄을 이용했을 경우에는, 보호 플레이트(41)의 표면으로부터 오염물이 발생하지 않도록 알루마이트 처리(양극 산화 처리)를 실시하는 것이 바람직하다.In addition, the protective plate 41 is resistant to the processing gas and the plasma, can withstand the reaching hot water (for example, 120 to 150 ° C.) in the main body container 2, and can form the heat medium flow path 43. It can be formed of a material having a high strength. The protective plate 41 can use metal materials, such as aluminum and aluminum alloys, such as stainless steel and the main body container 2, for example. When aluminum is used as the material of the protective plate 41, it is preferable to perform anodization (anodic oxidation treatment) so that no contaminants are generated from the surface of the protective plate 41.

단열 부재(42)는 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 내면과의 사이를 메우는 형상의 판재이고, 보호 플레이트(41)와 대략 같은 면적과 마찬가지의 직사각형 형상으로 할 수 있다. 또한, 처리실(5)을 형성하는 본체 용기(2)가 원통 형상의 경우는, 그 외직경이 본체 용기(2)의 내직경과 대략 같고, 그 내직경이 보호 플레이트(41)의 외직경과 대략 같은 원통 형상 혹은 원통을 임의의 수로 분단한 곡면 형상으로 할 수 있다.The heat insulation member 42 is a board member of the shape which fills in between the protection plate 41 and the inner surface of the side wall 2a of the main body container 2, and has a rectangular shape similar to the area substantially the same as the protection plate 41. Can be. In addition, when the main body container 2 which forms the process chamber 5 is cylindrical, the outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the main body container 2, and the inner diameter is substantially the outer diameter of the protection plate 41. FIG. The same cylindrical shape or cylindrical shape can be made into the curved surface shape which divided | segmented by arbitrary numbers.

이 단열 부재(42)는 본체 용기(2) 내의 도달 온도에 견딜 수 있고, 열전도율이 작은 재료로 형성할 수 있다. 예를 들면, 본체 용기(2) 내의 도달 온도가 120 내지 150℃의 경우는, 불소 수지(PTFE)나 폴리이미드, 폴리 아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리 에텔 술폰(PFS), 폴리술폰(PSF), 엑폭시 유리 등의 수지 재료, 불소 고무(FKM), 실리콘 고무(Q), 플루오루실리콘고무(FVMQ), 퍼플루오로폴리에텔계 고무(FO), 아크릴 고무(ACM), 에틸렌프로필렌 고무(EPM) 등의 고무 재료 등을 이용할 수 있다.This heat insulation member 42 can withstand the temperature reached in the main body container 2, and can be formed from a material with low thermal conductivity. For example, when the reached temperature in the main body container 2 is 120-150 degreeC, a fluororesin (PTFE), polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide (PPS), polyether sulfone (PFS), poly Resin materials such as sulfone (PSF), epoxy glass, fluororubber (FKM), silicone rubber (Q), fluorosilicone rubber (FVMQ), perfluoropolyether based rubber (FO), acrylic rubber (ACM), Rubber materials, such as ethylene propylene rubber (EPM), etc. can be used.

또한, 보호 플레이트(41) 및 단열 부재(42)는 고정 부재(46)에 의해서 본체 용기(2)에 고정된다. 본 실시형태에서는 고정 부재(46)로서 예를 들면, 금속제의 나사를 이용하는 것에 의해서, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)를 전기적으로 접속시키고 있다. 또한, 보호 플레이트(41) 및 단열 부재(42)의 고정 구조는 나사 고정 등에 한정하지 않고, 보호 플레이트(41)의 단부를 본체 용기(2)의 내벽에 마련한 돌기 등에 계지시키는 것에 의해서 보호 플레이트(41) 및 단열 부재(42)를 고정해도 괜찮고, 보호 플레이트(41)의 도입부(43a)에 접속되는 도입관(44)이나 배출부(43b)에 접속되는 배출관(45)을 본체 용기(2)에 고정하는 것에 의해서 보호 플레이트(41) 및 단열 부재(42)를 고정해도 괜찮다.In addition, the protection plate 41 and the heat insulating member 42 are fixed to the main body container 2 by the fixing member 46. In this embodiment, the protection plate 41 and the main body container 2 are electrically connected by using a metal screw, for example as the fixing member 46. In addition, the fixing structure of the protection plate 41 and the heat insulation member 42 is not limited to screwing, etc., The protection plate 41 is latched | hung by the protrusion etc. which were provided in the inner wall of the main body container 2 by the edge part of the protection plate 41 ( 41 and the heat insulating member 42 may be fixed, and the main body container 2 has the introduction pipe 44 connected to the introduction part 43a of the protection plate 41, and the discharge pipe 45 connected to the discharge part 43b. You may fix the protection plate 41 and the heat insulation member 42 by fixing to this.

열매체는 도시하지 않는 순환 펌프의 기능에 의해서 보호 플레이트(41)와 장치의 외부에 마련한 열매체 순환 장치로서의 칠러 유닛(50)과의 사이를 순환하면서 보호 플레이트(41)를 온도 상승 또는 냉각한다. 또한, 본체 용기(2) 내에 도시하지 않는 열전대 등의 온도 검출부를 마련하고, 그 검출치에 근거해 도시하지 않는 온도 컨트롤러를 거쳐서 열매체의 온도 조절을 실행해서, 보호 플레이트(41)의 표면 온도를 제어하도록 해도 괜찮다.The heat medium circulates between the protection plate 41 and the chiller unit 50 serving as a heat medium circulation device provided outside the apparatus by the function of a circulation pump (not shown), thereby raising or cooling the protection plate 41. In addition, a temperature detecting unit such as a thermocouple (not shown) is provided in the main body container 2, and the temperature of the heating medium is adjusted through a temperature controller (not shown) based on the detected value to adjust the surface temperature of the protective plate 41. You can control it.

다음에, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)를 이용해 기판(S)에 대해서 플라즈마 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대해 설명한다. 우선, 도시하지 않는 게이트 밸브를 관으로 한 상태로, 도시하지 않는 반송 기구에 의해 기판(S)을 처리실(5) 내로 반입하고, 서셉터(22)의 탑재면(22A)에 탑재한 후, 정전척 등에 의해 기판(S)을 서셉터(22) 상에 고정한다.Next, a description will be given of a processing operation when the plasma processing is performed on the substrate S using the inductively coupled plasma processing apparatus 1 configured as described above. First, the board | substrate S is carried in into the process chamber 5 by the conveyance mechanism not shown in the state which made the gate valve not shown in the pipe, and mounts on the mounting surface 22A of the susceptor 22, The substrate S is fixed on the susceptor 22 by an electrostatic chuck or the like.

다음에, 가스 공급 장치(20)로부터, 가스 공급관(21), 복수의 가스 분출구(16)를 거쳐서 처리 가스를 처리실(5) 내에 공급하는 동시에, 배기 장치(31)에 의해 배기관(32)을 거쳐서 처리실(5) 내를 진공 배기하는 것에 의해, 처리실 내를 예를 들면, 1.33Pa 정도의 압력 분위기로 유지한다.Next, the processing gas is supplied into the processing chamber 5 from the gas supply device 20 via the gas supply pipe 21 and the plurality of gas ejection openings 16, and the exhaust pipe 32 is opened by the exhaust device 31. By evacuating the inside of the processing chamber 5 via the vacuum, the inside of the processing chamber is maintained in a pressure atmosphere of, for example, about 1.33 Pa.

다음에, 고주파 전원(15)에서 13.56MHz의 고주파를 안테나(13)에 공급하고, 이것에 의해 유전체벽(6)을 거쳐서 처리실(5) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이와 같이 하여 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(5) 내에서 처리 가스가 플라즈마화하고, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 이와 같이 하여 생성된 플라즈마중의 이온은, 고주파 전원(29)으로부터 서셉터(22)에 대해서 공급되는 고주파 전력에 의해서 생긴 바이어스 전계에 의해서 기판(S)에 효과적으로 인입되고, 기판(S)에 대해서 균일한 플라즈마 처리가 실시된다.Next, the high frequency power supply 15 supplies a high frequency of 13.56 MHz to the antenna 13, thereby forming a uniform induction electric field in the processing chamber 5 via the dielectric wall 6. The induction electric field thus formed causes the processing gas to be plasma-formed in the processing chamber 5 to generate a high density inductively coupled plasma. The ions in the plasma generated in this way are effectively introduced into the substrate S by a bias electric field generated by the high frequency power supplied from the high frequency power supply 29 to the susceptor 22, and with respect to the substrate S. Uniform plasma treatment is performed.

이 플라즈마 처리시에는 외부에 마련한 칠러 유닛(50)으로부터, 도입관(44), 보호 플레이트(41)의 도입부(43a)를 거쳐서 열매체 유로(43)에 열매체가 도입되고, 보호 플레이트(41)의 배출부(43b), 배출관(45)을 거쳐서 열매체가 배출되어서, 칠러 유닛(50)에 순환된다. 열매체의 순환 과정에서 본체 용기(2)의 내부가 소정의 온도로 제어된다. 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)로 기판(S)에 대해서 플라즈마 에칭을 실행하는 경우에는 통상, 반응 생성물이 보호 플레이트(41)에 부착하는 것을 방지하기 위해서, 보호 플레이트(41)를 가열하는 목적으로 열매체가 이용된다. 이 때에, 단열 부재(42)의 존재에 의해, 보호 플레이트(41)의 열은 본체 용기(2)에 거의 전해지지 않는다.During this plasma treatment, the heat medium is introduced into the heat medium flow path 43 from the chiller unit 50 provided outside through the introduction pipe 44 and the introduction portion 43a of the protection plate 41, The heat medium is discharged through the discharge part 43b and the discharge pipe 45 and circulated to the chiller unit 50. In the circulation process of the heat medium, the inside of the main body container 2 is controlled to a predetermined temperature. When plasma etching is performed on the substrate S by the inductively coupled plasma processing apparatus 1, in order to prevent the reaction product from adhering to the protective plate 41, for the purpose of heating the protective plate 41 usually. Heat medium is used. At this time, the heat of the protection plate 41 is hardly transmitted to the main body container 2 by the presence of the heat insulating member 42.

이상 설명한 것과 같이, 처리실(5)을 형성하는 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 내측에 열매체 유로(43)를 마련한 보호 플레이트(41)를 배치하는 동시에, 본체 용기(2)의 측벽(2a)과 보호 플레이트(41)의 사이를 단열 부재(42)로 메우는 것에 의해, 본체 용기(2)와 보호 플레이트(41)를 확실히 열분리할 수 있다. 이것에 의해, 열용량이 크고 방열하기 쉬운 본체 용기(2)의 영향을 억제해서 고정밀도의 온도 제어가 가능하게 되는 동시에, 온도 조절 설비의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 단열 부재(42)에 의해서 보호 플레이트(41)의 열이 본체 용기(2)의 측벽(2a)에 전해지는 것을 억제하는 것에 의해서, 본체 용기(2)에 온도 분포가 생겨 열 왜곡이 발생하는 일도 방지할 수 있다.As explained above, the protection plate 41 which provided the heat medium flow path 43 is arrange | positioned inside the side wall 2a of the main body container 2 which forms the process chamber 5, and the side wall of the main body container 2 ( By filling the insulating member 42 between 2a) and the protection plate 41, the main body container 2 and the protection plate 41 can be reliably separated from each other. Thereby, the influence of the main body container 2 with a large heat capacity and easy heat dissipation can be suppressed, and high-precision temperature control is attained, and a miniaturization of a temperature control installation can be achieved. In addition, by suppressing the heat of the protective plate 41 from being transmitted to the side wall 2a of the main body container 2 by the heat insulating member 42, a temperature distribution occurs in the main body container 2, and thermal distortion occurs. You can also prevent work.

또한, 본체 용기(2)의 측벽(2a)과 보호 플레이트(41)의 사이에 단열 부재(42)를 밀착시켜 개재시키는 것에 의해, 측벽(2a)의 내면과 보호 플레이트(41)의 사이에 공간을 생기게 하지 않는다. 따라서, 플라즈마 처리의 반응 생성물이 측벽(2a)의 내면과 보호 플레이트(41)의 사이에 퇴적하는 일도 없다. 또한, 측벽(2a)의 내면과 보호 플레이트(41)의 사이의 공간에 의해서, 진공 흡인의 시간이 길어지거나, 본체 용기(2)의 측벽(2a)과 보호 플레이트(41)의 사이에 이상 방전이 생기거나 하는 일도 억제할 수 있다.In addition, the space between the inner surface of the side wall 2a and the protective plate 41 is caused by bringing the heat insulating member 42 into close contact between the side wall 2a of the main body container 2 and the protective plate 41. Does not cause Therefore, the reaction product of the plasma treatment does not deposit between the inner surface of the side wall 2a and the protective plate 41. In addition, due to the space between the inner surface of the side wall 2a and the protective plate 41, the vacuum suction time becomes longer, or abnormal discharge is generated between the side wall 2a of the main body container 2 and the protective plate 41. This can also be suppressed.

또한, 본 실시형태에서는 본체 용기(2)의 측벽(2a) 대신에, 보호 플레이트(41)가, 고주파 전원(29)으로부터 서셉터(22)에 대해서 공급되는 고주파 전력에 의해서 형성되는 바이어스 전계에 대한 애노드 전극으로서 작용한다. 본 실시형태에서는 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 사이의 도통을 도전성의 고정 부재(46)에 의해서 확보하는 것에 의해, 보호 플레이트(41)의 애노드 전극으로서의 기능이 손상되지 않도록 하고 있다. 그 결과, 서셉터(22)로부터 보호 플레이트(41), 측벽(2a) 및 바닥벽(2b)[본체 용기(2)], 또한 정합기(28)에 도달하는 바이어스 전계의 리턴 회로의 형성이 방해받는 일이 없고, 바이어스 전계를 안정되게 형성시키는 것이 가능하게 되고, 또한 처리실(5) 내에서 생성하는 플라즈마의 안정성을 높일 수 있다.In addition, in this embodiment, instead of the side wall 2a of the main body container 2, the protection plate 41 is applied to the bias electric field formed by the high frequency electric power supplied from the high frequency power supply 29 to the susceptor 22. In addition, in FIG. It acts as an anode electrode. In this embodiment, the conduction between the protection plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 is ensured by the conductive fixing member 46, whereby the function as the anode electrode of the protection plate 41 is achieved. It is not damaged. As a result, formation of the return circuit of the bias electric field that reaches the protective plate 41, the side wall 2a and the bottom wall 2b (the body container 2), and the matching device 28 from the susceptor 22 It is possible to stably form the bias electric field without being disturbed, and also to increase the stability of the plasma generated in the processing chamber 5.

다음에, 본 발명의 변형예를 들지만, 도 1에 도시한 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)와 상위한 구성을 중심으로 설명하고, 도 1과 같은 구성에 대해서는 설명을 생략한다.Next, although the modification of this invention is given, it demonstrates centering on the structure different from the inductively coupled plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1, and abbreviate | omits description about the structure similar to FIG.

[제 1 변형예][First Modification]

도 3은 도 1의 A 부분에 대응하는 부분의 제 1 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2의 구조에서는 단열 부재(42)의 일부(상부나 측부)가 노출되어 있기 때문에, 플라즈마 처리중에 단열 부재(42)의 노출부가 플라즈마에 노출되고, 단열 부재(42)가 깍이거나, 변질, 변형하거나 할 우려가 있다. 그래서, 제 1 변형예에서는 도 3에 도시하는 바와 같이, 단열 부재(42)의 상단에 적어도 단열 부재(42)의 노출부를 덮는 차폐 부재(47)를 배설하고 있다.FIG. 3 is a cross-sectional view showing the first modification of the portion corresponding to the portion A in FIG. 1. In the structures of FIGS. 1 and 2, a part (top or side) of the heat insulating member 42 is exposed, so that the exposed portion of the heat insulating member 42 is exposed to the plasma during the plasma treatment, and the heat insulating member 42 is shaved. There is a risk of altering or deforming. Therefore, in the 1st modification, as shown in FIG. 3, the shielding member 47 which covers the exposed part of the heat insulating member 42 is arrange | positioned at the upper end of the heat insulating member 42 at least.

이 차폐 부재(47)는 단열 부재(42)의 노출부의 적어도 일부를 덮는 형상이면 좋고, 단열 부재(42)의 상부만을 덮는 형상으로 해도 좋다. 또한, 도 3의 화살표 방향에서 본 도 4에 도시하는 바와 같이, 보호 플레이트(41)가 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 내면보다 사이즈가 작은 경우는, 보호 플레이트(41)와 단열 부재(42)의 상부 및 측부를 덮는 형상으로 해도 좋다. 또한, 본체 용기(2)의 바닥벽(2b)의 내면과 보호 플레이트(41)의 바닥부가 밀착하고 있지 않는 경우는, 그 간극으로부터 플라즈마가 침입할 우려가 있으므로, 단열 부재(42)의 바닥부도 덮는 형상으로 해도 좋다. 이 차폐 부재(47)는 보호 플레이트(41)와 일체적으로 형성해도 좋고, 다른 부재로 해서 형성하고, 용접 등에 의해서 고정해도 괜찮고, 나사 고정이나 감합 등에 의해서 착탈 가능하게 고정해도 좋으며, 그 두께는 특히 한정되지 않는다.This shielding member 47 may be a shape which covers at least a part of the exposed part of the heat insulation member 42, and may be a shape which covers only the upper part of the heat insulation member 42. FIG. In addition, as shown in FIG. 4 seen from the arrow direction of FIG. 3, when the protection plate 41 is smaller in size than the inner surface of the side wall 2a of the main body container 2, the protection plate 41 and the heat insulation member It is good also as a shape which covers the upper part and side part of (42). In addition, when the inner surface of the bottom wall 2b of the main body container 2 and the bottom part of the protection plate 41 do not adhere closely, since there exists a possibility that a plasma may invade from the clearance gap, the bottom part of the heat insulating member 42 is also It is good also as a covering shape. The shielding member 47 may be formed integrally with the protective plate 41, may be formed as another member, and may be fixed by welding or the like, or may be detachably fixed by screwing or fitting, or the thickness thereof. It is not specifically limited.

또한, 차폐 부재(47)는 플라즈마를 차단하는 기능을 갖는 재료를 이용해서 형성할 수 있고, 예를 들면 보호 플레이트(41)와 같은 재료(스테인리스나 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 금속 재료)를 이용할 수 있다. 차폐 부재(47)의 재료로서 알루미늄을 이용했을 경우에는, 차폐 부재(47)의 표면으로부터 오염물이 발생하지 않도록 알루마이트 처리(양극 산화 처리)를 실시하는 것이 바람직하다.In addition, the shielding member 47 can be formed using the material which has the function which interrupts a plasma, For example, the material (metal materials, such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, etc.), such as the protection plate 41, can be used. have. When aluminum is used as the material of the shielding member 47, it is preferable to perform anodization (anodic oxidation) so that no contaminants are generated from the surface of the shielding member 47.

이와 같이, 단열 부재(42)의 노출부를 차폐 부재(47)로 보호하는 것에 의해, 플라즈마의 폭로에 의한 단열 부재(42)의 변질이나 변형을 확실히 방지할 수 있어서, 단열 성능의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 수지 재료나 고무 재료로 이루어지는 단열 부재(42)를 처리실(5) 내에 노출시키지 않는 것에 의해, 단열 부재(42)로부터 불순물이 되는 가스나 파티클 원인이 되는 분진 등이 방출되지 않기 때문에, 플라즈마 처리의 신뢰성을 높일 수 있다.Thus, by protecting the exposed part of the heat insulation member 42 with the shielding member 47, deterioration and deformation | transformation of the heat insulation member 42 by the exposure of a plasma can be prevented reliably, and the reliability of heat insulation performance can be improved. have. In addition, since the heat insulating member 42 made of a resin material or rubber material is not exposed in the processing chamber 5, the gas which becomes an impurity, the dust which becomes a particle cause, etc. are not emitted from the heat insulating member 42, The reliability of the process can be improved.

도 2 내지 도 4에서는 단열 부재(42)를 단일의 부재로 구성했지만, 복수의 부재를 조합해서 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 단열성 심부재(42A)의 표면을 내플라즈마성 재료의 피복부(42B)로 덮는 구조로 하면, 제 1 변형예와 같이 차폐 부재(47)를 마련할 필요가 없어져서 구성을 간단하게 할 수 있다. 단열 부재(42)의 단부가 노출하는 경우여도, 단열 부재(42)의 변질이나 변형을 억제하고, 단열 부재(42)로부터의 가스나 분진의 방출을 억제할 수 있어서, 신뢰성을 높일 수 있다. 내플라즈마성 재료의 피복부(42B)는 플라즈마 처리에 사용되는 가스종에 따라 적당히 선택하면 좋지만, 화학 안정성이 높은 재료로서는 예를 들면, 불소 수지(PTFE) 등을 들 수 있다.In FIGS. 2-4, although the heat insulation member 42 was comprised by the single member, you may form combining several members. For example, as shown in FIG. 5, when the surface of the heat insulation core member 42A is covered with the coating part 42B of plasma resistant material, the shielding member 47 will be provided like a 1st modification. This eliminates the need for a simple configuration. Even when the end of the heat insulating member 42 is exposed, deterioration and deformation of the heat insulating member 42 can be suppressed, and the release of gas and dust from the heat insulating member 42 can be suppressed, thereby improving reliability. The coating portion 42B of the plasma resistant material may be appropriately selected depending on the gas species used for the plasma treatment. Examples of the material having high chemical stability include fluorine resin (PTFE) and the like.

[제 2 변형예][Second Modification]

유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)를 예로 들어 설명한 상기 실시형태에 있어서, 도 2에서는 보호 플레이트(41)의 하부를 본체 용기(2)에 접촉시키고, 또한 도 3에서는 또한 보호 플레이트(41)의 상부도 차폐 부재(47)를 거쳐서 본체 용기(2)에 접속시키는 구조로 하고, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 전기적 접속을 허용 하고 있다. 그리고, 또한 도전성의 고정 부재(46)를 이용해서 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)[측벽(2a)]와의 전기적 접속을 확보하는 구성으로 했다. 이것은 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)에서는 서셉터(22)와 보호 플레이트(41)가 대향 전극이 되어 용량 결합되기 때문에, 접지된 본체 용기(2)의 측벽(2a)과 보호 플레이트(41)와의 도통을 도모해서, 보호 플레이트(41)를 거쳐서 바이어스 전계의 리턴 회로를 정상적으로 형성시키는 목적이다.In the above embodiment described using the inductively coupled plasma processing apparatus 1 as an example, in FIG. 2, the lower portion of the protective plate 41 is brought into contact with the main body container 2, and in FIG. 3, the upper portion of the protective plate 41 is also provided. The structure which connects to the main body container 2 via the shielding member 47 is also allowed, and the electrical connection of the protection plate 41 and the main body container 2 is allowed. And further, using the electroconductive fixing member 46, it was set as the structure which ensures the electrical connection of the protection plate 41 and the main body container 2 (side wall 2a). This is because in the inductively coupled plasma processing apparatus 1, since the susceptor 22 and the protective plate 41 are capacitively coupled as opposed electrodes, the side wall 2a of the grounded main body container 2 and the protective plate 41 are separated. The purpose is to achieve conduction and to form the return circuit of the bias electric field normally via the protective plate 41.

그러나, 서셉터(22) 주변 부근의 불필요한 플라즈마의 발생을 억제하기 위해서, 보호 플레이트(41)를 전기적으로 플로팅 상태로 해도 좋다. 예를 들어, 단열 부재(42)를 유전체로서 생각하면, 보호 플레이트(41)를 전기적으로 플로팅 상태로 하는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 사이에 콘덴서를 형성할 수 있다.However, in order to suppress the generation of unnecessary plasma in the vicinity of the susceptor 22, the protective plate 41 may be electrically floating. For example, when the heat insulating member 42 is considered as a dielectric material, the capacitor | condenser is made between the protection plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 by making the protection plate 41 electrically float. Can be formed.

보호 플레이트(41)를 전기적으로 플로팅 상태로 해 두기 위해서는, 본체 용기(2)와 보호 플레이트(41)를 전기적으로 비접속 상태로 할 필요가 있다. 그래서, 제 2 변형예에서는 단열 부재(42)를, 단열성에 더하여 전기 전도도가 작은 절연성의 재료로 형성하는 동시에, 도 6에 도시하는 바와 같이 보호 플레이트(41)의 하부를 본체 용기(2)의 바닥면으로부터 떼어 놓아 배치하는 구성으로 했다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 보호 플레이트(41)의 하부와 본체 용기(2)의 바닥면과의 사이에 단열 부재(42)를 삽입시키는 구성으로 해도 좋다. 절연성의 재료로서는 불소 수지(PTFE), 폴리에테르술폰(PFS), 폴리 아미드이미드, 고무 재료 등을 들 수 있다.In order to keep the protection plate 41 electrically floating, it is necessary to make the main body container 2 and the protection plate 41 electrically disconnected. Therefore, in the second modification, the heat insulating member 42 is formed of an insulating material having low electrical conductivity in addition to the heat insulating property, and the lower part of the protective plate 41 as shown in FIG. It was set as the structure which separates from a floor and arranges. In addition, as shown in FIG. 7, the heat insulating member 42 may be inserted between the lower portion of the protective plate 41 and the bottom surface of the main body container 2. Examples of the insulating material include fluororesin (PTFE), polyether sulfone (PFS), polyamideimide, and rubber materials.

[제 3 변형예][Third Modification]

보호 플레이트(41)를 전기적으로 플로팅 상태로 하는 경우, 단열 부재(42)의 두께를 장소에 의해서 변화시키는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이에 형성되는 콘덴서의 단위 면적당의 용량을 장소에 따라 바꿀 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시하는 바와 같이 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 상부에 인접하는 부위에서는 단열 부재(42)를 얇게, 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 하부에 인접하는 부위에서는 단열 부재(42)를 두껍게 하는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이의 콘덴서의 단위 면적당의 용량을 측벽(2a)의 상부에서는 크게, 측벽(2a)의 하부에서는 작게 할 수 있다. 그 결과, 바이어스 전계의 리턴 전류(I)는 콘덴서의 단위 면적 근처의 용량이 작은 측벽(2a)의 하부의 경로(파선)보다, 용량이 큰 측벽(2a)의 상부의 경로(실선)를 통과하기 쉬워지기 때문에, 서셉터(22)의 주변 부근의 불필요한 플라즈마의 발생을 억제할 수 있다.In the case where the protective plate 41 is in an electrically floating state, the thickness of the heat insulating member 42 is changed from place to place between the protective plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2. The capacity per unit area of the formed capacitor can be changed depending on the location. For example, as shown in FIG. 8, in the site | part adjacent to the upper part of the side wall 2a of the main body container 2, the heat insulation member 42 is thinly thin and adjoining the lower part of the side wall 2a of the main body container 2; By thickening the heat insulation member 42 in the site | part to be made, the capacity | capacitance per unit area of the capacitor | condenser between the protection plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 is large in the upper part of the side wall 2a, It can be made small in the lower part of the side wall 2a. As a result, the return current I of the bias electric field passes through the path (solid line) above the side wall 2a having a larger capacitance than the path (broken line) of the lower side of the side wall 2a having a small capacitance near the unit area of the capacitor. Since it becomes easy to do this, generation | occurrence | production of the unnecessary plasma of the periphery of the susceptor 22 can be suppressed.

[제 4 변형예]Fourth Modification

보호 플레이트(41)를 전기적으로 플로팅 상태로 하는 경우, 단열 부재(42)의 유전율을 장소에 따라 변화시키는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이에 형성된 콘덴서의 단위 면적당의 용량을 장소에 따라 바꿀 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시하는 예에서는 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 상부에 인접하는 부위에서는, 단열 부재(42)의 유전율을 상대적으로 크게, 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 하부에 인접하는 부위에서는 단열 부재(42)의 유전율을 상대적으로 작게 하는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이의 콘덴서의 단위 면적당의 용량을, 측벽(2a)의 상부에서는 크게, 측벽(2a)의 하부에서는 작게 할 수 있다. 그 결과, 바이어스 전계의 리턴 전류(I)는 콘덴서의 단위 면적당의 용량이 작은 측벽(2a)의 하부의 경로(파선)보다, 용량이 큰 측벽(2a)의 상부의 경로(실선)를 통과하기 쉬워지기 때문에, 서셉터(22) 주변 부근의 불필요한 플라즈마의 발생을 억제할 수 있다. 단열 부재(42)의 유전율을 장소에 따라 변화시키기 위해서는, 단열 부재(42)를 구성하는 합성 수지 등의 재료에 유전율을 조절할 수 있는 다른 재료를 혼합하는 것을 들 수 있다.In the case where the protective plate 41 is electrically floating, the dielectric constant of the heat insulating member 42 is changed from place to place between the protective plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2. The capacity per unit area of the formed capacitor can be changed from place to place. For example, in the example shown in FIG. 9, in the site | part adjacent to the upper part of the side wall 2a of the main body container 2, the dielectric constant of the heat insulating member 42 is made relatively large, and the side wall 2a of the main body container 2 is relatively large. In a portion adjacent to the lower portion of the s), by decreasing the dielectric constant of the heat insulating member 42 relatively, the capacity per unit area of the capacitor between the protective plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 is increased. In the upper part of the side wall 2a, it can enlarge and in the lower part of the side wall 2a. As a result, the return current I of the bias electric field passes through the path (solid line) above the side wall 2a having a larger capacitance than the path (dashed line) below the side wall 2a having a small capacitance per unit area of the capacitor. Since it becomes easy, generation | occurrence | production of the unnecessary plasma in the vicinity of the susceptor 22 can be suppressed. In order to change the dielectric constant of the heat insulation member 42 according to a place, mixing other materials which can adjust dielectric constant with materials, such as synthetic resin which comprises the heat insulation member 42, is mentioned.

또한, 단열 부재(42)의 재질을 장소에 의해서 바꾸는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이에 형성된 콘덴서의 단위 면적당의 용량을 장소에 따라 바꾸어도 좋다. 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 상부에 인접하는 부위에서는 상대적으로 유전율이 큰 단열 부재(42C)를 배치하고, 본체 용기(2)의 측벽(2a)의 하부에 인접하는 부위에서는 상대적으로 유전율이 작은 단열 부재(42D)를 배치하는 것에 의해, 보호 플레이트(41)와 본체 용기(2)의 측벽(2a)과의 사이의 콘덴서의 단위 면적당의 용량을 측벽(2a)의 상부에서는 크게, 측벽(2a)의 하부에서는 작게 할 수 있다. 그 결과, 바이어스 전계의 리턴 전류(I)는 콘덴서의 단위 면적당의 용량이 작은 측벽(2a)의 하부의 경로(파선)보다, 용량이 큰 측벽(2a)의 상부의 경로(실선)를 통과하기 쉬워지기 때문에, 서셉터(22) 주변 부근의 불필요한 플라즈마의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 10에서는 유전율이 큰 단열 부재(42C)와 유전율이 작은 단열 부재(42D)의 2종류의 단열 부재만 사용하고 있지 않지만, 2종류에 한정하지 않고 3종류 이상의 단열 부재를 사용해도 좋다. 예를 들면, 유전율이 큰 단열 부재와 유전율이 작은 단열 부재의 사이에 중간 정도의 유전율을 갖는 단열 부재를 마련해도 좋다.In addition, the capacity per unit area of the capacitor formed between the protective plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 may be changed depending on the place by changing the material of the heat insulating member 42 according to the place. . For example, as shown in FIG. 10, in the site | part adjacent to the upper part of the side wall 2a of the main body container 2, the heat insulation member 42C with a relatively large dielectric constant is arrange | positioned, and the side wall of the main body container 2 is arranged. Per part area of the capacitor | condenser between the protection plate 41 and the side wall 2a of the main body container 2 by arrange | positioning the heat insulation member 42D with a relatively small dielectric constant in the site | part adjacent to (2a) lower part. The capacitance of can be made larger at the upper side of the side wall 2a and smaller at the lower side of the side wall 2a. As a result, the return current I of the bias electric field passes through the path (solid line) above the side wall 2a having a larger capacitance than the path (dashed line) below the side wall 2a having a small capacitance per unit area of the capacitor. Since it becomes easy, generation | occurrence | production of the unnecessary plasma in the vicinity of the susceptor 22 can be suppressed. In addition, in FIG. 10, although only two types of heat insulating members, the heat insulation member 42C with a large dielectric constant and the heat insulation member 42D with a small dielectric constant, are not used, three or more types of heat insulating members may be used. For example, you may provide the heat insulation member which has a moderate dielectric constant between the heat insulation member with a large dielectric constant, and the heat insulation member with a small dielectric constant.

이상의 제 2 내지 제 4 변형예에 나타낸 것과 같이, 보호 플레이트(41)를 본체 용기(2)와 전기적으로 접속하지 않게 배치하는 것에 의해, 단열 부재(42)를 단순한 단열 부재가 아닌, 유전 부재로서 활용할 수도 있다.As shown in the second to fourth modifications described above, by arranging the protection plate 41 so as not to be electrically connected to the main body container 2, the heat insulating member 42 is not a simple heat insulating member but a dielectric member. It can also be used.

또한, 단열성이 높은 부재는 절연성이 높다고는 할 수 없기 때문에, 상기 제 2 내지 제 4 변형예에 있어서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 단열성의 판재(42E)와 절연성의 판재(42F)를 중첩시켜서 단열 부재(42)를 구성할 수도 있다. 절연성의 판재(42F)로서는 예를 들면, 불소 수지(PTFE), 폴리에테르술폰(PFS), 폴리아미드이미드, 고무 재료 등을 들 수 있다.In addition, since a member with high heat insulation cannot be said to have high insulation, as shown in FIG. 11, the heat insulating plate 42E and the insulating plate 42F are overlapped in the second to fourth modifications. The heat insulating member 42 can also be comprised. As an insulating board | plate material 42F, a fluororesin (PTFE), a polyether sulfone (PFS), a polyamideimide, a rubber material, etc. are mentioned, for example.

또한, 도 1에 도시한 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)에 한정하지 않고, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 평행 평판 방식의 플라즈마 처리 장치에서는, 상부 전극과 하부 전극(서셉터)과의 사이에 플라즈마를 거쳐서 용량 결합시킬 필요가 있다. 그 경우, 보호 플레이트를 거쳐서 처리 용기의 측벽을 향하는 전류의 합선을 막는 목적으로, 상기 제 2 내지 제 4 변형예에 나타낸 구성에 의해서 보호 플레이트를 전기적으로 플로팅 상태로 하는 것에 의해, 플라즈마를 안정적으로 생성시킬 수도 있다.In addition, not only the inductively coupled plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 but, for example, in the plasma processing apparatus of a parallel plate type system as described in Patent Document 1, the upper electrode and the lower electrode (susceptor) and It is necessary to capacitively couple through the plasma. In that case, the plasma is stably stabilized by setting the protective plate electrically in a floating state by the configuration shown in the second to fourth modifications for the purpose of preventing short-circuit of the electric current toward the side wall of the processing container via the protective plate. You can also create

이상, 본 발명의 실시형태를 예시의 목적으로 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되는 일은 없다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하는 일 없이 많은 변경을 이룰 수 있고, 그들도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 유도 결합 플라즈마 처리 장치(1)를 예로 들었지만, 본 발명은 예를 들면, 평행 평판 플라즈마 처리 장치, 표면파 플라즈마 처리 장치, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 처리 장치, 헤리콘파(helicon wave) 플라즈마 처리 장치 등 다른 방식의 플라즈마 처리 장치에도 적용 가능하다. 또 챔버 내의 온도 조절이 필요한 장치이면, 드라이 에칭 장치에 한정하지 않고, 성막 장치나 애싱 장치 등에도 동등하게 적용 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of illustration, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. Those skilled in the art can make many changes without departing from the spirit and scope of the invention, and they are included within the scope of the invention. For example, in the above embodiment, although the inductively coupled plasma processing apparatus 1 is taken as an example, the present invention is, for example, a parallel plate plasma processing apparatus, a surface wave plasma processing apparatus, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma processing apparatus, a helicon wave. It is also applicable to other types of plasma processing apparatuses, such as a (helicon wave) plasma processing apparatus. Moreover, if it is an apparatus which requires temperature control in a chamber, it is not limited to a dry etching apparatus, It is equally applicable to a film-forming apparatus, an ashing apparatus, etc ..

또한, 상기 실시형태에서는 보호 플레이트(41)의 온도 조절 수단으로서 열매체를 유동시키는 칠러 구조를 들었지만, 예를 들면 히터 등의 발열체를 이용하는 구조나, 이것들을 조합한 구조로 할 수도 있다.In addition, in the said embodiment, although the chiller structure which makes a heat medium flow as a temperature control means of the protection plate 41 was mentioned, it can also be set as the structure which uses heating elements, such as a heater, and a combination of these, for example.

또한, 본 발명은 FPD용 기판을 피처리체로 하는 것에 한정하지 않고, 예를 들면, 반도체 웨이퍼나 태양 전지용 기판을 피처리체로 하는 경우에도 적용할 수 있다.In addition, this invention is not limited to making a FPD board | substrate into a to-be-processed object, For example, it is applicable also when a semiconductor wafer or a solar cell substrate is used as a to-be-processed object.

1 : 플라즈마 처리 장치 2 : 본체 용기
5 : 처리실 6 : 유전체벽
7 : 지지선반 13 : 안테나
14 : 정합기 15 : 고주파 전원
16 : 가스 분출구 20 : 가스 공급 장치
21 : 가스 공급관 22 : 서셉터
22A : 탑재면 24 : 절연체 케이스
25 : 지주 26 : 벨로우즈
28 : 정합기 29 : 고주파 전원
31 : 배기 장치 32 : 배기관
4 : 보호 플레이트 42 : 단열 부재
42A : 단열성 심부재 42B : 피복부
42C : 유전율이 큰 단열 부재 42D : 유전율이 작은 단열 부재
42E : 단열성의 판재 42F : 절연성의 판재
43 : 열매체 유로 43a : 도입부
43b : 배출부 44 : 도입관
45 : 배출관 46 : 고정 부재
47 : 차폐 부재 50 : 칠러 유닛1 plasma processing apparatus 2 main body container
5: process chamber 6: dielectric wall
7: support shelf 13: antenna
14 matching device 15 high frequency power supply
16 gas outlet 20 gas supply device
21 gas supply pipe 22 susceptor
22A: Mounting surface 24: insulator case
25: holding 26: bellows
28: matching device 29: high frequency power supply
31 exhaust device 32 exhaust pipe
4: protective plate 42: heat insulating member
42A: insulated core member 42B: covering part
42C: high dielectric constant insulation member 42D: low dielectric constant insulation member
42E: Insulating plate 42F: Insulating plate
43: heat medium flow path 43a: introduction portion
43b: discharge portion 44: introduction pipe
45 discharge pipe 46 fixed member
47: shield member 50: chiller unit

Claims (12)

피처리 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기와,
상기 처리실 내에 마련되고, 상기 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 장치와,
상기 처리실 내를 진공 상태로 하는 배기 장치와,
상기 처리실 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 수단과,
상기 처리 용기의 벽의 내측에 배치되며 내부에 열매체의 유로가 형성된 보호 플레이트와,
상기 보호 플레이트의 상기 유로에 상기 열매체를 순환시켜, 상기 보호 플레이트의 온도를 조절하며 상기 처리 용기의 외측에 마련되는 온도 조절 수단과,
상기 처리 용기의 내벽면과 상기 보호 플레이트와의 사이에 밀착해서 장착되고, 이것들 사이의 열전도를 차단 혹은 억제하는 단열 부재를 구비하고 있는
플라즈마 처리 장치.A processing container for forming a processing chamber for processing a substrate to be processed;
A mounting table provided in the processing chamber and on which the substrate to be processed is mounted;
A processing gas supply device for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust device for making the inside of the processing chamber vacuum;
Plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing chamber;
A protective plate disposed inside the wall of the processing container and having a heat medium flow path formed therein;
Temperature adjusting means provided on an outer side of the processing container by circulating the heat medium in the flow path of the protective plate to adjust the temperature of the protective plate;
It is provided in close contact between the inner wall surface of the processing container and the protective plate, and is provided with a heat insulating member for blocking or suppressing heat conduction between them.
Plasma processing apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 생성 수단이, 상기 처리실의 외측에 마련되고, 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나와, 상기 안테나와 상기 처리실의 사이에 마련된 유전체벽과, 상기 안테나에 고주파 전력을 공급해서 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성시키는 고주파 전원을 갖는 유도 결합 방식의 플라즈마 생성 수단인
플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
The plasma generating means is provided outside the processing chamber and forms an induction electric field in the processing chamber, a dielectric wall provided between the antenna and the processing chamber, and a high frequency power is supplied to the antenna to guide the processing chamber. Inductively coupled plasma generation means having a high frequency power source to form an electric field
Plasma processing apparatus. 피처리 기판을 처리하는 처리실을 형성하는 처리 용기와,
상기 처리실 내에 마련되고, 상기 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 장치와,
상기 처리실 내를 진공 상태로 하는 배기 장치와,
상기 처리실 내에 상기 처리 가스의 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 수단과,
상기 처리 용기의 벽의 내측에 배치된 보호 플레이트와,
상기 보호 플레이트의 온도를 조절하는 온도 조절 수단과,
상기 처리 용기의 내벽면과 상기 보호 플레이트와의 사이에 밀착해서 장착되고, 이것들 사이의 열전도를 차단 혹은 억제하는 단열 부재를 구비하며,
상기 플라즈마 생성 수단이, 상기 처리실의 외측에 마련되고, 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나와, 상기 안테나와 상기 처리실의 사이에 마련된 유전체벽과, 상기 안테나에 고주파 전력을 공급해서 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성시키는 고주파 전원을 갖는 유도 결합 방식의 플라즈마 생성 수단이며,
상기 탑재대에 고주파 전력을 공급해서 바이어스 전계를 형성시키는 고주파 전원을 더 구비하고,
상기 보호 플레이트는 상기 처리 용기에 전기적으로 접속되어 상기 바이어스 전계에 대한 애노드 전극으로서 작용하는
플라즈마 처리 장치.A processing container for forming a processing chamber for processing a substrate to be processed;
A mounting table provided in the processing chamber and on which the substrate to be processed is mounted;
A processing gas supply device for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust device for making the inside of the processing chamber vacuum;
Plasma generating means for generating a plasma of the processing gas in the processing chamber;
A protective plate disposed inside the wall of the processing container,
Temperature control means for adjusting the temperature of the protective plate,
It is provided in close contact with the inner wall surface of the said processing container and the said protection plate, and is provided with the heat insulation member which interrupts or suppresses heat conduction between these,
The plasma generating means is provided outside the processing chamber and forms an induction electric field in the processing chamber, a dielectric wall provided between the antenna and the processing chamber, and a high frequency power is supplied to the antenna to guide the processing chamber. Inductively coupled plasma generating means having a high frequency power source for forming an electric field,
And a high frequency power supply for supplying high frequency power to the mounting table to form a bias electric field.
The protective plate is electrically connected to the processing vessel and acts as an anode electrode for the bias field.
Plasma processing apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열 부재의 단부의 노출면의 일부 또는 전부를 덮는 차폐 부재를 구비하고 있는
플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The shielding member which covers a part or all of the exposed surface of the edge part of the said heat insulating member is provided.
Plasma processing apparatus. 제 4 항에 있어서,
상기 보호 플레이트의 하단부는 상기 처리 용기의 바닥면에 접촉하고 있고, 상기 보호 플레이트의 상단부, 또는 상단부 및 측단부는 상기 차폐 부재로 덮여 있는
플라즈마 처리 장치.The method of claim 4, wherein
The lower end of the protection plate is in contact with the bottom surface of the processing container, and the upper end, or the upper end and the side end of the protection plate are covered with the shielding member.
Plasma processing apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열 부재는 단열성 심부재와, 상기 단열성 심부재를 피복하는 내플라즈마성 재료로 이루어지는 피복층을 갖고 있는
플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The heat insulating member has a heat insulating core member and a coating layer made of a plasma resistant material covering the heat insulating core member.
Plasma processing apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 단열 부재는 절연성을 갖고,
상기 보호 플레이트는 상기 처리 용기와 전기적으로 비접속으로 배치되어 있는
플라즈마 처리 장치.The method of claim 1,
The heat insulation member has insulation,
The protective plate is arranged in electrical connection with the processing vessel.
Plasma processing apparatus. 제 7 항에 있어서,
상기 단열 부재의 두께가 부위에 따라 변화하는
플라즈마 처리 장치.The method of claim 7, wherein
The thickness of the heat insulating member is changed depending on the site
Plasma processing apparatus. 제 7 항에 있어서,
상기 단열 부재의 유전율이 부위에 따라 변화하는
플라즈마 처리 장치. The method of claim 7, wherein
The dielectric constant of the insulating member is changed depending on the site
Plasma processing apparatus. 제 7 항에 있어서,
상기 단열 부재가 유전율이 다른 복수의 부재에 의해 구성되어 있는
플라즈마 처리 장치.The method of claim 7, wherein
The heat insulating member is composed of a plurality of members having different dielectric constants
Plasma processing apparatus. 제 7 항에 있어서,
상기 단열 부재는 절연성 부재와 단열성 부재를 중첩한 적층 구조를 갖고 있는
플라즈마 처리 장치.The method of claim 7, wherein
The said heat insulating member has the laminated structure which overlapped the insulating member and the heat insulating member.
Plasma processing apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 조절 수단이 칠러 기구인
플라즈마 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The temperature control means is a chiller mechanism
Plasma processing apparatus.
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