KR20110040806A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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KR20110040806A
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료 사토
히토시 사이토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A plasma processing apparatus is provided to include a dielectric object between a mesh member covering an exhaust hole and a conductive wall of a processing container, thereby preventing abnormal discharging between a cathode electrode and the mesh member. CONSTITUTION: A baffle plate(25) is arranged around a cathode electrode(3). An exhaust hole(241) is arranged in the lower part of the baffle plate and exhausts a processing gas. A conductive member(51) includes an opening through which the processing gas is exhausted. A dielectric object is located between the conductive member and the lower inner wall of the processing container. The space surrounded by an upper electrode base(41) and an upper electrode(4) configures a gas spreading space(42) for an etching gas.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은 고주파 전력에 의해 처리 가스를 플라즈마화하고, 그 플라즈마에 의해 피처리체에 대하여 에칭 등의 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for converting a processing gas into plasma by high frequency electric power, and performing processing such as etching on the target object by the plasma.

반도체 디바이스나 액정표시 장치 등의 플랫 패널의 제조 공정에 있어서는 반도체 웨이퍼나 유리 기판과 같은 피처리 기판에 에칭 처리나 성막 처리 등의 프로세스 처리를 실시하기 위해서, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 플라즈마 처리 장치가 이용된다.In the manufacturing process of flat panels, such as a semiconductor device and a liquid crystal display device, in order to perform process processes, such as an etching process and a film-forming process, to a to-be-processed substrate like a semiconductor wafer or a glass substrate, such as a plasma etching apparatus, a plasma CVD film-forming apparatus, etc. Plasma processing apparatus is used.

도 8에 도시한 플라즈마 처리 장치는 예를 들면 FPD(평판 디스플레이; Flat Panel Display)용의 유리 기판 상에 형성된 박막에 대하여 에칭 처리를 실시하는 플라즈마 에칭 장치의 구성예를 도시하고 있다. 이 플라즈마 에칭 장치는 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어지는 접지된 처리 용기(10)내에 가스 공급부를 이루는 가스 샤워 헤드를 겸용한 상부 전극(12)이 마련되는 동시에, 이 상부 전극(12)에 대향하도록 기판(S)의 탑재대를 겸용하는 하부 전극(11)이 마련된 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치로서 구성되어 있다. 상부 전극(12)은 처리 용기(10)에 접속되어 애노드 전극으로서 구성되는 한편, 하부 전극(11)은 절연재(14)에 의해 처리 용기(10)에 대하여 전기적으로 충분히 떠 있는 상태에 있고, 도시하지 않는 정합 회로(매칭 회로)를 거쳐서 고주파 전원(15)에 접속된 캐소드 전극으로 되어 있다. 또한, 이 하부 전극(11) 표면의 주연부 및 측면은 도 8에 도시하는 바와 같이 하부 전극(11)의 상방에 플라즈마를 균일하게 형성하기 위한 예컨대 세라믹스 등의 절연체로 이루어지는 실드링(18)에 의해 덮여져 있는 경우도 있다.The plasma processing apparatus shown in FIG. 8 shows an example of the configuration of a plasma etching apparatus which performs an etching process on a thin film formed on a glass substrate for an FPD (flat panel display), for example. The plasma etching apparatus is provided with an upper electrode 12 serving as a gas shower head which forms a gas supply part in a grounded processing container 10 made of, for example, aluminum and a substrate so as to face the upper electrode 12. It is comprised as the parallel plate type plasma processing apparatus provided with the lower electrode 11 which serves as the mounting table of (S). The upper electrode 12 is connected to the processing container 10 and is configured as an anode electrode, while the lower electrode 11 is in a state that is sufficiently electrically floating with respect to the processing container 10 by the insulating material 14, and is illustrated. It is a cathode electrode connected to the high frequency power supply 15 via a matching circuit (matching circuit) which is not provided. In addition, the peripheral part and side surface of this lower electrode 11 surface are shown by the shield ring 18 which consists of insulators, such as ceramics, for forming a plasma uniformly above the lower electrode 11, as shown in FIG. It may be covered.

이 플라즈마 에칭 장치에 있어서의 고주파 전류의 도전로의 등가 회로를 도 9에 도시한다. 처리 용기(10)내에 처리 가스를 공급하고, 고주파 전원(15)에 의해 상부 전극(12)-하부 전극(11)간에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하면, 하부 전극(11)과 상부 전극(12)의 사이에는 용량결합(C1)이 형성되므로, 고주파 전원(15)으로부터의 고주파 전류는 하부 전극(11)→플라즈마→상부 전극(12) →처리 용기(10)의 벽부→어스의 경로를 흐르고, 이 플라즈마화한 처리 가스를 이용해서 하부 전극(11)상에 탑재된 기판(S)에 대하여 에칭이 실행된다. 또한 상세하게는 고주파 전류는 처리 용기(10)의 벽부에서 도시하지 않는 매칭 회로의 하우징(매칭 박스)을 거쳐서 고주파 전원(15)의 어스로 복귀한다.The equivalent circuit of the electrically conductive path of the high frequency current in this plasma etching apparatus is shown in FIG. When the processing gas is supplied into the processing container 10 and the high-frequency power is applied between the upper electrode 12 and the lower electrode 11 by the high frequency power supply 15 to convert the processing gas into plasma, the lower electrode 11 and the upper part Since the capacitive coupling C1 is formed between the electrodes 12, the high frequency current from the high frequency power supply 15 is lower than the lower electrode 11 → plasma → upper electrode 12 → wall of the processing vessel 10 → earth. Through the passage, etching is performed on the substrate S mounted on the lower electrode 11 using the plasma-formed processing gas. In detail, the high frequency current returns to the earth of the high frequency power supply 15 through the housing (matching box) of the matching circuit (not shown) at the wall of the processing container 10.

그런데, 해당 장치의 처리 대상인 예컨대 FPD용의 기판(S)은 점점 대형화하는 경향이 있고, 이에 따라 처리 용기(10)도 대형화하고 있다. 처리 용기(10)가 대형화되면, 처리 용기(10)의 인덕턴스 성분이 커지고, 상기의 고주파 전류의 경로의 임피던스가 커진다. 이 때문에, 캐소드 전극에 대하여 애노드 전극보다도 거리가 가까운 처리 용기(10)의 벽부 등이 캐소드 전극으로부터 보았을 때 애노드 전극으로 보여서 양쪽 부재가 용량결합하기 쉬워진다. 그래서, 애노드 전극과 처리 용기의 사이의 전류경로에 임피던스 조정 기구를 개재시켜서 상기 임피던스를 상대적으로 작게 하는 수법도 알려져 있다(특허 문헌 1). 그러나, 전술한 플라즈마 에칭 장치와 같이 예를 들면 하부 전극(11)이 캐소드 전극이 되어 있는 경우에는 하부 전극(11)의 주변의 처리 용기(10)의 측면이나 바닥면과 하부 전극(11)의 사이에서 여전히 용량결합하기 쉬운 상태로 되어 있다.By the way, the board | substrate S for FPDs which are the process targets of the said apparatus tends to become larger, and the processing container 10 is also enlarged by this. When the processing container 10 becomes large, the inductance component of the processing container 10 becomes large, and the impedance of the path of the said high frequency current becomes large. For this reason, the wall part of the processing container 10 which is closer to the cathode electrode than the anode electrode is seen as the anode electrode when viewed from the cathode electrode, so that both members are easily capacitively coupled. Therefore, a method is known in which the impedance is made relatively small by interposing an impedance adjustment mechanism in the current path between the anode electrode and the processing container (Patent Document 1). However, in the case where the lower electrode 11 is a cathode, for example, as in the above-described plasma etching apparatus, the side or bottom surface of the processing container 10 around the lower electrode 11 and the lower electrode 11 It is still in a state where capacitive coupling is easy.

여기서, 처리 용기(10)의 바닥면에는 기판(S)을 처리한 후의 가스를 배기하기 위한 배기로(16)가 마련되어 있고, 상기 배기로(16)의 배기구에는 배기로(16)내에의 이물의 낙하, 침입을 막는 동시에 배기로(16)내에의 플라즈마의 침입이나 발생을 억제하기 위한 방호용의 메쉬 부재(17)가 마련되어 있다. 이 메쉬 부재(17)로서는 가공성이나 강도의 관점으로부터 금속재가 이용되고 있다. 그리고, 균일한 플라즈마를 형성하기 위해서는 하부 전극(11)으로부터 보았을 때 그 주위가 동전위인 쪽이 바람직하다는, 이른바 선입관적인 설계 사상에 근거해서 메쉬 부재(17)는 처리 용기(10)에 접촉해 해당 처리 용기(10)와 동전위로 되어 있었다.Here, the exhaust path 16 for exhausting the gas after processing the board | substrate S is provided in the bottom surface of the processing container 10, and the foreign material in the exhaust path 16 is provided in the exhaust port of the said exhaust path 16. The mesh member 17 for protection which prevents the fall and invasion of the plasma, and suppresses the invasion and generation | occurrence | production of the plasma in the exhaust path 16 is provided. As this mesh member 17, a metal material is used from a viewpoint of workability and strength. In order to form a uniform plasma, the mesh member 17 is in contact with the processing container 10 based on the so-called stereotyped design idea that the periphery thereof is preferable when viewed from the lower electrode 11. It was on the processing container 10 and a coin.

이 때문에, 처리 용기(10)의 바닥부의 하부 전극(11)에 가까운 위치에 마련된 메쉬 부재(17)는 하부 전극(11)으로부터 보았을 때 상부 전극(12)보다도 가까운 애노드 전극으로 되어 있고, 하부 전극(11)과 메쉬 부재(17)의 사이에는 용량결합(도 9 중에 C2라고 표시되어 있다)이 형성되고, 예를 들면 글로우 방전(glow discharge)을 발생시키기 쉽다. 그리고, 본 발명자들은 이 현상이 발생되는 대표적인 조건이 처리 용기(11)내의 압력이 0.67Pa 내지 27Pa(5mtorr 내지 200mtorr)의 범위내이고, 처리 가스가 염소 가스 등의 할로겐계의 가스나 CF4 가스, O2 가스 등을 대표로 하는 부성 가스, 즉 해당 가스를 구성하는 분자가 전자와 부착되어서 많은 부이온을 생성하고, 이 부이온이 전자보다도 많은 플라즈마를 생성하는 가스이고, 또한 기판(S)의 한변이 1m를 넘는 대형의 것인 동시에, 전술한 바와 같이 하부 전극(11)이 탑재대에 구비되어 있는 경우인 것을 확인하였다.For this reason, the mesh member 17 provided in the position near the lower electrode 11 of the bottom part of the processing container 10 becomes an anode electrode closer than the upper electrode 12 when seen from the lower electrode 11, and the lower electrode A capacitive coupling (indicated by C2 in FIG. 9) is formed between the 11 and the mesh member 17, for example, to easily generate a glow discharge. The inventors of the present invention have shown that a typical condition under which this phenomenon occurs is in the range of 0.67 Pa to 27 Pa (5 mtorr to 200 mtorr) in the processing vessel 11, and the processing gas is halogen-based gas such as chlorine gas or CF 4. Gas, O 2 A negative gas such as a gas or the like, that is, a molecule constituting the gas is attached to an electron to generate more negative ions, and this negative ion is a gas that generates more plasma than electrons, and one side of the substrate S It was confirmed that the case was a large one exceeding 1 m and the lower electrode 11 was provided in the mounting table as described above.

또한, 처리 용기(10)내의 가스가 유입되는 배기로(16)의 배기구 부근은 가스 유량이나 압력 등의 프로세스 조건에 의해 여러가지 압력 분위기가 되지만, 일반적으로 전극간에서 플라즈마를 발생시키기 위해서 필요한 최저 전압은 전극간에 형성되는 공간의 압력의 함수가 되어 있는 것으로부터, 상술의 요인과 더불어 캐소드 전극인 하부 전극(11)과, 특히 메쉬 부재(17)와의 사이에서 글로우 방전이 일어나기 쉽다.In addition, although the vicinity of the exhaust port of the exhaust path 16 into which the gas in the processing container 10 flows becomes various pressure atmospheres according to process conditions such as gas flow rate and pressure, the lowest voltage generally required for generating plasma between electrodes Since silver is a function of the pressure of the space formed between the electrodes, in addition to the above-mentioned factors, glow discharge tends to occur between the lower electrode 11 serving as the cathode and the mesh member 17 in particular.

이와 같이, 하부 전극(11)과 메쉬 부재(17)의 사이에서 불필요한 용량결합이 형성되고, 국부적으로 강한 글로우 방전을 발생시키면, 본래의 플라즈마 발생 공간인 하부 전극(11)과 상부 전극(12)의 사이의 플라즈마가 불안정해질 우려가 있고, 예를 들면 처리 용기(10)내의 부재나 기판(S)의 표면에 아크 형상의 이상 방전이 발생하는 이른바 아킹(arcing)을 유발해서 이들의 부재나 기판(S)의 손상, 혹은 손모(損耗)를 진행시키고, 또한 편향된 플라즈마의 발생에 의해 기판(S) 처리의 면내 균일성이 악화될 우려가 있다.As such, when unnecessary capacitive coupling is formed between the lower electrode 11 and the mesh member 17 and a locally strong glow discharge is generated, the lower electrode 11 and the upper electrode 12 which are original plasma generating spaces are formed. There is a possibility that the plasma in between may become unstable, for example, causing so-called arcing in which arc-like abnormal discharge is generated on the surface of the member or the substrate S in the processing container 10, and these members or the substrate are caused. In-plane uniformity of substrate S processing may deteriorate due to damage of (S) or wear and tear, and generation of deflected plasma.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제 2005-340760 호; 제 0027 단락, 도 1 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-340760; Paragraph 0027, FIG. 1

본 발명은 이러한 사정에 비추어 보아서 행해진 것으로서, 그 목적은 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 캐소드 전극과 배기구를 덮는 메쉬 부재와의 사이에 있어서의 이상 방전의 발생을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a plasma processing apparatus having a parallel plate type plasma processing apparatus, which can suppress occurrence of abnormal discharge between a cathode electrode and a mesh member covering an exhaust port. To provide.

본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 처리 용기내에 서로 대향하여 마련된 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라즈마화하고, 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,In the plasma processing apparatus according to the present invention, a plasma processing apparatus is formed by applying a high frequency power between an anode electrode and a cathode electrode provided to face each other in a processing container to convert a processing gas into plasma, and perform a plasma processing on a target object.

상기 캐소드 전극 주변에 배치되고, 상기 처리 가스를 배기하는 배기구와, An exhaust port disposed around the cathode electrode to exhaust the processing gas;

이 배기구를 덮고, 상기 배기구로 배기되는 처리 가스를 통류시키는 개구부를 구비한 도전성 부재와,  A conductive member covering the exhaust port and having an opening for flowing a process gas exhausted to the exhaust port;

이 도전성 부재와 상기 처리 용기의 도전성의 벽부의 사이에 개재되어 마련된 유전체를 구비한 것을 특징으로 한다.A dielectric provided between the conductive member and the conductive wall portion of the processing container is provided.

또한, 상기 도전성 부재는 예를 들면 금속이고, 상기 유전체는 세라믹스인 경우가 적합하며, 해당 도전성 부재는 메쉬 형상인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the said conductive member is a metal, for example, and the said dielectric material is ceramics, and it is preferable that the said conductive member is a mesh shape.

또한, 상기 배기구를 덮고, 상기 배기구의 주변부에 마련된 제 1 도전성 부재와, 이 제 1 도전성 부재의 상방측 공간을 덮도록, 또한 상기 제 1 도전성 부재와는 이격되어 마련된 제 2 도전성 부재를 구비하고, 상기 도전성 부재를 해당 제 2 도전성 부재로서 구성해도 좋다. 이 경우에도, 상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재는 금속이며, 상기 유전체는 세라믹스인 것이 적합하다. 그리고, 상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재가 메쉬 형상인 경우나, 또한 상기 제 1 도전성 부재가 메쉬 형상이고, 상기 제 2 도전성 부재는 평판 형상인 경우 등이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 도전성 부재와 상기 처리 용기의 도전성의 벽부의 사이에 개재되어 마련된 제 2 유전체를 구비하고 있어도 좋다.And a second conductive member provided to cover the exhaust port, the first conductive member provided at the periphery of the exhaust port, and a space above the first conductive member, and the second conductive member spaced apart from the first conductive member. The conductive member may be configured as the second conductive member. Also in this case, the first conductive member and the second conductive member are metal, and the dielectric is preferably ceramics. The case where the first conductive member and the second conductive member have a mesh shape, the first conductive member has a mesh shape, and the second conductive member has a flat plate shape is preferable. The second dielectric may be provided between the first conductive member and the conductive wall portion of the processing container.

이상의 각 플라즈마 처리 장치에 대해서, 상기 캐소드 전극 및 배기구는 상기 처리 용기의 하부에 마련되어 있는 것이 바람직하고, 해당 플라즈마 처리 장치는, 상기 피처리체는 면적이 4.0m2이상의 각형 기판, 처리 가스가 부성 가스, 상기 플라즈마 처리가 실행되는 압력 분위기가 0.67Pa이상, 27Pa이하의 범위내인 경우가 적합하다.Or more for each plasma processing apparatus, the cathode electrode and the air outlet is preferably provided on the lower portion of the processing vessel, the plasma treatment apparatus, the object to be processed is a rectangular substrate area of at least 4.0m 2, the process gas is negative gas The case where the pressure atmosphere in which the plasma processing is performed is within the range of 0.67 Pa or more and 27 Pa or less is suitable.

본 발명에 의하면, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 처리 용기에 마련된 배기구를 덮는 메쉬 부재와 처리 용기의 도전성의 벽부의 사이에 유전체를 마련한 상태로 하고 있다. 이 결과, 탑재대를 구비한 캐소드 전극으로부터 메쉬 부재를 거쳐서 처리 용기에 도달하는 이른바 이상(異常) 경로의 임피던스가 커지고, 캐소드 전극과 메쉬 부재가 용량결합하기 어려워져서 이상 방전이 억제된다. 이 때문에 아킹의 발생을 억제할 수 있어서 처리 용기내의 부재나 기판의 손상, 손모를 억제할 수 있다.According to the present invention, in the parallel plate type plasma processing apparatus, a dielectric is provided between the mesh member covering the exhaust port provided in the processing container and the conductive wall portion of the processing container. As a result, the impedance of the so-called abnormal path which reaches the processing container from the cathode electrode provided with the mounting table via the mesh member becomes large, and the cathode electrode and the mesh member are difficult to be capacitively coupled, and abnormal discharge is suppressed. For this reason, generation | occurrence | production of arcing can be suppressed and the damage and the damage of the member, a board | substrate in a process container can be suppressed.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 에칭 처리 장치의 구성을 도시하는 종단면도,
도 2는 상기 에칭 처리 장치의 처리 용기 내부의 구조를 도시하는 평면도,
도 3은 상기 처리 용기의 배기부 부근의 구조를 도시하는 확대 종단면도,
도 4는 상기 처리 용기내에 마련되어 있는 메쉬 부재 및 그 지지 부재의 평면도,
도 5는 메쉬 부재 및 그 지지 부재의 변형예를 도시하는 평면도,
도 6은 메쉬 부재의 제 2 변형예를 도시하는 확대 종단면도,
도 7은 제 1 실험에 따른 실험 결과를 도시하는 설명도,
도 8은 종래의 에칭 처리 장치의 구성을 도시하는 종단면도,
도 9는 상기 종래의 에칭 처리 장치의 등가 회로를 도시하는 회로도.
1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an etching processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view showing a structure inside a processing vessel of the etching apparatus;
3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a structure near an exhaust part of the processing container;
4 is a plan view of a mesh member and its supporting member provided in the processing container;
5 is a plan view showing a modification of the mesh member and its supporting member;
6 is an enlarged longitudinal sectional view showing a second modification of the mesh member;
7 is an explanatory diagram showing an experimental result according to a first experiment;
8 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional etching processing apparatus;
9 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the conventional etching processing apparatus.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리 장치를 FPD 기판의 에칭 처리 장치(2)에 적용한 실시형태에 관해서 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다. 이 에칭 처리 장치(2)는 그 내부에 있어서 피처리체, 예를 들면 FPD 기판인 기판(S)에 대하여 에칭 처리를 실시하기 위한 진공 챔버인 처리 용기(20)를 구비하고 있고, 이 처리 용기(20)는 예를 들면 평면 형상이 사각 형상으로 형성되어 있는 동시에 해당 처리 용기(20)는 후술의 매칭 박스의 하우징(64)을 거쳐서 접지되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which applied the plasma processing apparatus of this invention to the etching processing apparatus 2 of an FPD board | substrate is demonstrated, referring FIGS. This etching processing apparatus 2 is provided with the processing container 20 which is a vacuum chamber for performing an etching process with respect to the to-be-processed object, for example, the board | substrate S which is an FPD board | substrate in this inside, and this processing container ( 20 is, for example, a planar shape formed in a square shape, and the processing container 20 is grounded via a housing 64 of a matching box described later.

기판(S)은 한변의 길이가 1m를 넘는 각형의 유리 기판이고, 처리 용기(20)는 이 기판(S)의 형상에 대응해서 예를 들면 수평 단면의 한변이 3.5m, 타변이 3.0m정도의 크기로 구성되고, 또한 예컨대 알루미늄 등의 열전도성이 양호한 도전성의 재료로 구성되어 있다. 처리 용기(20)의 하나의 측벽부(21)에는 기판(S)을 처리 용기(20)내에 반입하기 위한 반입출구(22)가 형성되어 있고, 이 반입출구(22)는 게이트 밸브(23)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다.The board | substrate S is a square glass substrate with the length of one side exceeding 1m, and the process container 20 respond | corresponds to the shape of this board | substrate S, for example, about 3.5m one side of a horizontal cross section, and about 3.0m other sides. It is composed of a conductive material having a good thermal conductivity, such as aluminum, for example. One sidewall portion 21 of the processing container 20 is provided with a carrying in and out port 22 for carrying the substrate S into the processing container 20, and the carrying in and out port 22 has a gate valve 23. It is comprised so that opening and closing is possible.

처리 용기(20)의 내부에는 그 상면에 기판(S)을 탑재하기 위한 탑재대(3)가배치되어 있다. 탑재대(3)는 플라즈마 발생용의 제 1 고주파 전원부(311) 및 플라즈마중의 이온 인입용의 제 2 고주파 전원부(312)와 각각 매칭 회로(62, 63)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있고, 처리 용기(20)내에 플라즈마를 발생시켜서 해당 플라즈마중의 이온을 기판(S) 표면에 인입시키는 캐소드 전극으로서의 역할을 수행한다. 또한, 매칭 회로(62, 63)는 매칭 박스인 도전성의 하우징(64)내에 수납되어 있고, 이 하우징(64)은 도전성의 관로 부재(65)를 거쳐서 처리 용기(20)의 바닥벽에 접속되어 있다. 하우징(64)은 제 1, 제 2 고주파 전원부(311, 312)의 접지측에 접속되어 있고, 따라서 처리 용기(20)는 이 하우징(64)을 거쳐서 접지되어 있는 상태로 되어 있다.Inside the processing container 20, a mounting table 3 for mounting the substrate S on its upper surface is arranged. The mounting table 3 is electrically connected to the first high frequency power supply section 311 for generating plasma and the second high frequency power supply section 312 for introducing ions into the plasma via matching circuits 62 and 63, respectively. Plasma is generated in the vessel 20 to serve as a cathode electrode for introducing ions in the plasma to the substrate S surface. In addition, the matching circuits 62 and 63 are housed in a conductive housing 64 which is a matching box, and the housing 64 is connected to the bottom wall of the processing container 20 via the conductive pipe member 65. have. The housing 64 is connected to the ground side of the 1st, 2nd high frequency power supply parts 311 and 312, Therefore, the processing container 20 is in the state which is earthed via this housing 64. FIG.

탑재대(3)는 처리 용기(20)의 바닥면 상에 유전체(32)를 거쳐서 배치되어 있고, 이로써 하부 전극인 탑재대(3)는 처리 용기(20)에서 전기적으로 뜬 상태가 되어 있다. 또한, 탑재대(3) 표면의 주연부 및 측면은 플라즈마를 탑재대(3) 상방에서 균일하게 형성하기 위한, 세라믹스 재료에 의해 구성된 실드링(33)에 의해 덮여져 있다.The mounting table 3 is disposed on the bottom surface of the processing container 20 via the dielectric 32, whereby the mounting table 3 serving as the lower electrode is in an electrically floating state in the processing container 20. In addition, the periphery and side surfaces of the surface of the mounting table 3 are covered by a shield ring 33 made of a ceramic material for uniformly forming plasma above the mounting table 3.

또한, 탑재대(3)에는 에칭 처리 장치(2)의 외부의 도시하지 않는 반송 장치와, 해당 탑재대(3)의 사이에서 기판(S)의 수수를 하기 위한 승강핀(34)이 마련되어 있다. 승강핀(34)은 승강 기구(35)에 의해 탑재대(3)의 표면으로부터 돌몰 가능하게 구성되어 있고, 외부의 반송 수단과의 사이에서 기판(S)의 수수를 하는 위치와, 탑재대(3)의 표면에 마련되어서 기판(S)이 탑재되는 위치와의 사이에서 기판(S)을 승강시킬 수 있다.Moreover, the mounting apparatus 3 is provided with the conveying apparatus which is not shown outside of the etching processing apparatus 2, and the lifting pin 34 for carrying out the board | substrate S between the said mounting apparatus 3. . The lifting pin 34 is configured to be driven from the surface of the mounting table 3 by the elevating mechanism 35 so as to allow the substrate S to be passed between the external transport means and the mounting table ( It is provided in the surface of 3), and the board | substrate S can be raised and lowered between the positions where the board | substrate S is mounted.

한편, 처리 용기(20) 내부의 탑재대(3)의 상방에는 이 탑재대(3)의 표면과 대향하도록 애노드 전극인 평판 형상의 상부 전극(4)이 마련되어 있고, 이 상부 전극(4)은 각판 형상의 상부 전극 베이스(41)에 지지되어 있다. 이들 상부 전극(4) 및 상부 전극 베이스(41)는 예를 들면 알루미늄에 의해 구성되어 있다. 또한, 상부 전극 베이스(41)의 상면은 유전체(45)를 거쳐서 처리 용기(20)의 천장부에 고정되어 있고, 상부 전극(4) 및 그 스페이스(41)는 임피던스 조정 기구(6) 및 도전성의 커버체(61)를 거쳐서 처리 용기(20)에 대하여 전기적으로 접속되어 있다.On the other hand, above the mounting table 3 inside the processing container 20, a flat upper electrode 4, which is an anode electrode, is provided to face the surface of the mounting table 3, and the upper electrode 4 is provided. It is supported by the upper electrode base 41 of the square plate shape. These upper electrodes 4 and the upper electrode base 41 are made of aluminum, for example. In addition, the upper surface of the upper electrode base 41 is fixed to the ceiling of the processing vessel 20 via the dielectric 45, and the upper electrode 4 and its space 41 are formed of the impedance adjusting mechanism 6 and the conductive portion. It is electrically connected to the processing container 20 via the cover body 61.

임피던스 조정 기구(6)는 상부 전극(4)으로부터 처리 용기(20)에 이르기까지의 임피던스를 조정하는 역할을 수행하고, 콘덴서를 포함하는 회로, 예를 들면 가변용량 콘덴서가 이용되고, 플라즈마의 캐패시턴스(C1) 및 상부 전극(4)으로부터 처리 용기(20)의 하부에 이르기까지의 경로의 인덕턴스(L)를 임피던스 조정 기구(6)의 용량성분(C)에 의해 상쇄시키고 있다. 이것에 의해 임피던스 조정 기구(6)는 탑재대(3)(하부 전극)→플라즈마→상부 전극(4)→임피던스 조정 기구(6)→처리 용기(20)→접지의 경로의 임피던스를 j(-1/ωC1+ωL-1/ωC)로 하고, 후술의 이상 경로의 임피던스보다도 작게 하는 역할을 수행하고 있다.The impedance adjusting mechanism 6 serves to adjust the impedance from the upper electrode 4 to the processing vessel 20, and a circuit including a capacitor, for example, a variable capacitor, is used, and the capacitance of the plasma is used. The inductance L of the path from (C1) and the upper electrode 4 to the lower part of the processing container 20 is canceled by the capacitance component C of the impedance adjusting mechanism 6. As a result, the impedance adjusting mechanism 6 adjusts the impedance of the path of the mounting table 3 (lower electrode) → plasma → upper electrode 4 → impedance adjustment mechanism 6 → processing vessel 20 → ground. 1 / ωC1 + ωL-1 / ωC), and serves to make it smaller than the impedance of the abnormal path described later.

또한 상부 전극 베이스(41) 및 상부 전극(4)에 의해 둘러싸여진 공간은 에칭 가스의 가스 확산 공간(42)을 구성하고 있다. 이하, 이들 상부 전극(4), 상부 전극 베이스(41) 등을 합쳐서 가스 샤워 헤드(40)라고 부른다. 또한 처리 용기(20)의 천장부에는 상기 가스 확산 공간(42)에 접속되도록 처리 가스 공급로(43)가 마련되어 있고, 이 처리 가스 공급로(43)의 타단측은 가스 확산 공간(42)을 거쳐서 처리 용기(20)내에 에칭 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급부(44)와 접속되어 있다.The space surrounded by the upper electrode base 41 and the upper electrode 4 constitutes the gas diffusion space 42 of the etching gas. Hereinafter, these upper electrodes 4, the upper electrode base 41, and the like are collectively referred to as a gas shower head 40. In addition, a processing gas supply path 43 is provided at the ceiling of the processing container 20 so as to be connected to the gas diffusion space 42, and the other end of the processing gas supply path 43 is processed via the gas diffusion space 42. It is connected with the process gas supply part 44 for supplying etching gas in the container 20.

여기서, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 탑재대(3)의 측면과 측벽부(21)의 사이의 공간에는 예를 들면 표면을 알루마이트 처리한 알루미늄제의 부재로 이루어지는 평판 형상의 배플판(25)이 배치되어 있다. 배플판(25)은 탑재대(3)의 4변의 외방측의 영역에 배치되고, 탑재대(3)와 가스 샤워 헤드(40)의 사이의 플라즈마가 형성되는 공간으로부터 보아서, 후술하는 배기구(241)의 전면을 차단하는 위치에 배치되어 있다. 배플판(25)은 탑재대(3)상의 기판(S) 표면에 공급된 에칭 가스가 배기구(241)에 직접 흘러 들어 오는 것을 규제해서 가스의 흐름의 기울기를 억제하고, 기판(S) 표면 전체에 에칭 가스가 균일하게 흐르도록 하는 역할을 수행한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 배플판(25)의 외방측의 네 구석에는 배플판(25)이 마련되어 있지 않은 통류구(251)가 개구되어 있고, 처리 용기(20)내에 공급된 에칭 가스는 이 배플판(25)을 거쳐서 하류측으로 흘러가도록 되어 있다.Here, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the space between the side surface of the mounting table 3 and the side wall portion 21, a flat baffle plate made of, for example, an aluminum member whose surface is anodized. 25 is arrange | positioned. The baffle plate 25 is arrange | positioned in the outer side area | region of the four sides of the mounting table 3, The exhaust port 241 mentioned later from the space in which the plasma is formed between the mounting table 3 and the gas shower head 40 is formed. It is located at the position blocking the front of the). The baffle plate 25 restricts the flow of the etching gas supplied to the surface of the substrate S on the mounting table 3 directly into the exhaust port 241 to suppress the inclination of the flow of gas, and thus the entire surface of the substrate S. Serves to allow the etching gas to flow uniformly. As shown in FIG. 2, the four holes on the outer side of the baffle plate 25 are provided with a through hole 251 in which the baffle plate 25 is not provided, and the etching gas supplied into the processing container 20 is It flows to the downstream side through this baffle plate 25.

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이 처리 용기(20)의 바닥벽에는 가로로 긴 배기구(241)를 이루는 개구부가 형성되어 있다. 이 배기구의 하방에는 배기로(24)를 이루는 배기관이 접속되어 있고, 해당 배기관의 상류단은 가로로 긴 배기구(241)의 형상에 대응한 형상으로 확장 개구부(242)에서 확장 개구되어 있는 동시에 이 확장 개구부(242)의 개구 가장자리에 형성된 플랜지 부분이 처리 용기(20)의 바닥벽의 하면측에 기밀하게 접합되어 있다. 이 배기구(241)는 예를 들면 탑재대(3)와 측벽부(21)의 사이의 처리 용기(20)의 바닥벽에 각 측벽부(21)를 따라 2개소씩 합계 8개소에 마련되어 있고, 이들 각 배기구(241)의 하류측의 배기관에는 예를 들면 버터플라이 밸브 등으로 구성되는 압력 조절 기구(26)가 개설되어 있다. 그리고 이 배기관은 압력 조절 기구(26)의 하류측에서 합류한 후, 하류단에서 진공 펌프(27)에 접속되어 있다.As shown in FIGS. 1-3, the opening part which comprises the horizontally long exhaust port 241 is formed in the bottom wall of the processing container 20. As shown in FIG. The exhaust pipe which forms the exhaust path 24 is connected below this exhaust port, and the upstream end of the said exhaust pipe is extended by the expansion opening 242 in the shape corresponding to the shape of the horizontally long exhaust port 241, and The flange part formed in the opening edge of the expansion opening part 242 is hermetically joined to the lower surface side of the bottom wall of the processing container 20. This exhaust port 241 is provided in eight places, for example, in two places along each side wall part 21 in the bottom wall of the processing container 20 between the mounting table 3 and the side wall part 21, In the exhaust pipe downstream of each of these exhaust ports 241, a pressure regulating mechanism 26 constituted by, for example, a butterfly valve is provided. The exhaust pipe is joined to the downstream side of the pressure regulating mechanism 26 and is connected to the vacuum pump 27 at the downstream end.

각 배기구(241)는 도 3, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 도전성 부재인 예컨대 알루미늄 등의 금속제의 메쉬 부재(51)에 의해 덮여져 있고, 배경기술에서 설명한 바와 같이 메쉬 부재(51)는 배기로(24)내로의 이물질의 낙하, 침입, 또한 배기로(24)내로의 플라즈마의 침입이나 발생을 억제하는 역할을 수행하고 있다. 본 예에 있어서는 메쉬 부재(51)의 망이 도전성 부재의 개구부에 해당한다.Each exhaust port 241 is covered by a mesh member 51 made of metal such as aluminum, which is a conductive member, as shown in Figs. 3 and 4 (a), and the mesh member 51 as described in the background art. Plays a role of suppressing the falling and invasion of foreign matter into the exhaust passage 24 and the intrusion and generation of plasma into the exhaust passage 24. In this example, the mesh of the mesh member 51 corresponds to the opening of the conductive member.

메쉬 부재(51)는 도 3, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이 예컨대 알루미나 등 예컨대, 세라믹스로 이루어지는 소편(小片) 형상의 유전체(52)를 거쳐서 예컨대 세라믹스로 이루어지는 유전체로 이루어지는 볼트(511) 등에 의해 처리 용기(20)의 바닥벽면에 체결되어 있고, 해당 바닥벽면에서 예를 들면 5mm 내지 20mm의 간극을 거쳐서 고정되어 있다. 이 유전체(52)는 예를 들면 배기구(241)의 주위의 8개소에서 메쉬 부재(51)를 국부적으로 지지하고 있고, 금속제의 처리 용기(20)와 메쉬 부재(51)의 사이에 유전체(52)가 개재한 상태가 되어 있다.As shown in Figs. 3 and 4 (b), the mesh member 51 is a bolt 511 made of a dielectric made of ceramic, for example, through a small-piece dielectric 52 made of ceramic, for example, alumina or the like. It is fastened to the bottom wall surface of the processing container 20, etc., and is fixed to the bottom wall surface through the clearance gap of 5 mm-20 mm, for example. The dielectric material 52 locally supports the mesh member 51 at eight locations around the exhaust port 241, and the dielectric material 52 is disposed between the metal processing container 20 and the mesh member 51. For example, as shown in FIG. ) Is intervened.

도 1에 도시하는 바와 같이, 에칭 처리 장치(2)는 제어부(7)와 접속되어 있다. 제어부(7)는 예를 들면 도시하지 않는 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 기억부에는 해당 에칭 처리 장치(2)의 작용, 즉, 처리 용기(20)내에 기판(S)을 반입하고, 탑재대(3) 상에 탑재된 기판(S)에 에칭 처리를 실시하고 나서 반출할때까지의 동작에 관계되는 제어 등에 관한 단계(명령) 군이 조합되어 있는 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은 예를 들면 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그곳에서 컴퓨터에 인스톨된다.As shown in FIG. 1, the etching apparatus 2 is connected to the control unit 7. The control part 7 consists of a computer which is equipped with the CPU which is not shown in figure, and a memory | storage part, for example, the operation | movement of the said etching processing apparatus 2, ie, the board | substrate S is carried in the process container 20, A program is recorded in which a group of steps (commands) related to control and the like related to the operation from the etching process to the carrying out of the substrate S mounted on the mounting table 3 is combined. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnet optical disk, a memory card, for example, and is installed in a computer there.

이하, 본 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(2)의 동작에 대해서 설명한다. 처음에 도시하지 않는 조작부를 거쳐서 유저가 제어부(7)에 대하여 원하는 에칭 처리의 프로세스 레시피를 선택하면, 제어부(7)에서는 이 프로세스 레시피에 근거해서 에칭 처리 장치(2)의 각부에 제어 신호를 출력하고, 이렇게 해서 기판(S)에 대하여 소정의 에칭 처리가 실행되게 된다.Hereinafter, the operation of the etching processing apparatus 2 according to the present embodiment will be described. When the user selects the process recipe of the desired etching process with respect to the control part 7 via the operation part which is not shown initially, the control part 7 outputs a control signal to each part of the etching process apparatus 2 based on this process recipe. Thus, a predetermined etching process is performed on the substrate S in this way.

구체적으로는, 우선 게이트 밸브(23)를 개방하고, 표면에 Al막이 형성된 기판(S)을 도시하지 않은 외부의 반송 수단에 의해 처리 용기(20)내에 반입하고, 탑재대(3)의 탑재 영역의 상방측의 수수 위치까지 반송한다. 그리고 승강핀(34)을 상승시키고, 이 수수 위치에서 반송 수단으로부터 해당 승강핀(34)으로 기판(S)을 수수하고, 승강핀(34)을 하강시켜서 기판(S)을 탑재대(3)상의 탑재 영역에 탑재한다. 그 사이에, 기판(S)을 수수한 반송 수단은 처리 용기(20) 밖으로 퇴출되고, 게이트 밸브(23)에 의해 반입출구(22)를 폐쇄한다.Specifically, first, the gate valve 23 is opened, and the substrate S having an Al film formed thereon is brought into the processing container 20 by an external conveying means (not shown) to mount the mounting area of the mounting table 3. It is conveyed to the picking position on the upper side of. Then, the lifting pin 34 is raised, the substrate S is received from the conveying means from the conveying means at the lifting pin 34, and the lifting pin 34 is lowered to mount the substrate S on the mounting table 3. Mount on the mounting area of the top. In the meantime, the conveying means which received the board | substrate S exits the process container 20, and closes the loading-in / out port 22 by the gate valve 23. As shown in FIG.

이어서, 처리 가스 공급부(44)로부터, 에칭 처리용의 에칭 가스 예를 들면 염소 가스 등의 할로겐계의 부성 가스를 기판(S)을 향해서 토출하는 동시에 처리 용기(20)의 내부 공간을 소정의 압력으로 조정한다. 그리고 플라즈마 발생용의 제 1 고주파 전원부(311)로부터 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전력을 5.5kW, 또한 플라즈마중의 이온 인입용의 제 2 고주파 전원부(312)로부터 예를 들면 3.2MHz의 고주파 전력을 1.0kW 각각 탑재대(3)에 인가하고, 기판(S)의 상방측의 공간에 형성된 플라즈마를 이용하여 하기 (1)식에 나타낸 주요한 반응에 기초하여 기판(S)에 대한 에칭 처리를 실행한다.Next, the process gas supply part 44 discharges the etching gas for etching process, for example, halogen-type negative gas, such as chlorine gas, toward the board | substrate S, and simultaneously makes the internal space of the process container 20 predetermined pressure. Adjust with The high frequency power of 13.56 MHz, for example, is 5.5 kW from the first high frequency power supply section 311 for plasma generation, and the high frequency power of 3.2 MHz, for example, is received from the second high frequency power supply 312 for ion implantation in the plasma. 1.0 kW is applied to the mounting table 3, respectively, and the etching process is performed on the substrate S based on the main reaction shown in the following formula (1) using a plasma formed in the space above the substrate S. .

3Cl*+Al→AlCl3 ‥·(1)3Cl * + Al → AlCl 3 ‥ (1)

이 때의 처리 용기(20)내에 있어서의 에칭 가스의 흐름에 대해서 설명하면, 가스 샤워 헤드(40)로부터 공급된 에칭 가스는 상하의 전극(4, 3) 사이를 강하하면서 플라즈마화되고, 기판(S)에 도달한 후, 기판(S) 표면 및 배플판(25)상을 흘러서 통류구(251)에 유입된다. 그리고, 배플판(25) 하방의 공간에서 각 배기구(241)를 거쳐서 배기로(24)로 배기된다.Referring to the flow of the etching gas in the processing vessel 20 at this time, the etching gas supplied from the gas shower head 40 is converted into plasma while falling between the upper and lower electrodes 4 and 3 and the substrate S ), Flows through the surface of the board | substrate S and on the baffle plate 25, and flows into the flow-through port 251. FIG. And it exhausts to the exhaust path 24 through each exhaust port 241 in the space below the baffle board 25. As shown in FIG.

한편, 에칭 가스를 플라즈마화 함으로써 고주파 전력은 탑재대(하부 전극)(3)→플라즈마→상부 전극(4)[가스 샤워 헤드(40)]→임피던스 조정 기구(6)→처리 용기(20)→매칭 박스인 하우징(64)→제 1, 제 2 고주파 전원(311, 312)측의 접지의 이른바 정상인 경로를 흐른다. 이 때 하부 전극인 탑재대(3)의 근방에는 배기로(24)의 배기구(241)를 덮는 메쉬 부재(51)가 마련되어 있고, 이 메쉬 부재(51) 주변의 분위기는 배경기술에 있어서도 설명한 바와 같이 배기되는 가스가 배기구(241)를 향해서 유입되는 것에 의해, 프로세스 레시피에 따라 여러가지 압력 분위기가 형성된다. 이 때문에, 메쉬 부재(51)가 탑재대(3)의 사이에서 글로우 방전을 발생시키기 쉬운 압력 분위기가 될 우려도 있지만, 탑재대(3)로부터 보이는 도전체인 메쉬 부재(51)가 유전체(52)에 의해 지지된 상태로 되어 있는 것에 의해, 실드링(33)을 포함하는 탑재대(3)→플라즈마 메쉬 부재(51)→처리 용기(20)→접지의 이른바 이상 경로에 유전체(52)를 거쳐서 메쉬 부재(51)와 처리 용기(20)의 사이에 형성되는 용량이 가해지는 것이 되고, 해당 이상 경로의 임피던스가 커진다. 이 결과 메쉬 부재(51)는 캐소드 전극인 탑재대(3)로부터 보았을 때 바로 인접한 애노드 전극에는 보이지 않게 되어서 탑재대(3)와 메쉬 부재(51)의 사이에서의 글로우 방전의 발생을 억제하고, 또한 방전이 생겼다고 해도 그 정도를 작게 억제할 수 있다.On the other hand, by turning the etching gas into plasma, the high frequency electric power is mounted on the mounting table (lower electrode) 3 → plasma → upper electrode 4 (gas shower head 40) → impedance adjustment mechanism 6 → processing vessel 20 →. The so-called normal path | route of the ground of the housing 64 which is a matching box → the 1st, 2nd high frequency power supply 311, 312 side flows. At this time, the mesh member 51 which covers the exhaust port 241 of the exhaust path 24 is provided in the vicinity of the mounting table 3 which is a lower electrode, and the atmosphere around this mesh member 51 is the same as the background art demonstrated. As the gas discharged in the same flows toward the exhaust port 241, various pressure atmospheres are formed according to the process recipe. For this reason, although the mesh member 51 may become the pressure atmosphere which is easy to generate | occur | produce glow discharge between the mounting tables 3, the mesh member 51 which is a conductor seen from the mounting board 3 is the dielectric material 52. By being supported by the structure, the dielectric material 3 is placed through the so-called abnormal path of the mounting table 3, the plasma mesh member 51, the processing container 20, and the ground, including the shield ring 33. The capacitance formed between the mesh member 51 and the processing container 20 is applied, and the impedance of the abnormal path increases. As a result, the mesh member 51 becomes invisible to the immediately adjacent anode electrode when viewed from the mounting table 3 which is the cathode electrode, thereby suppressing the occurrence of glow discharge between the mounting table 3 and the mesh member 51, Moreover, even if discharge generate | occur | produces, the extent can be suppressed small.

본 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(2)에 의하면 이하의 효과가 있다. 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치인 에칭 처리 장치(2)에 있어서, 처리 용기(20)에 마련된 배기구(241)를 덮는 메쉬 부재(51)와 도전성의 처리 용기(20)의 사이에 유전체(52)를 마련한 상태로 되어 있다. 이 결과, 탑재대(3)를 구비한 캐소드 전극으로부터 메쉬 부재(51)를 거쳐서 처리 용기(20)에 달하는 이른바 이상 경로의 임피던스가 커지고, 캐소드 전극과 메쉬 부재(51)가 용량결합하기 어려워져서 이상 방전을 억제할 수 있다. 이 때문에 아킹의 발생을 억제할 수 있어서 처리 용기(20)내의 부재나 기판(S)의 손상, 손모를 억제할 수 있다. 또한 탑재대(3), 상부 전극(4)간의 용량결합의 불안정화에 의한 플라즈마의 기울기를 억제하고, 면내 균일성이 높은 기판(S) 처리를 실행하는 것이 가능해진다.According to the etching apparatus 2 which concerns on this embodiment, there exist the following effects. In the etching processing apparatus 2 which is a parallel plate type plasma processing apparatus, the dielectric material 52 is provided between the mesh member 51 which covers the exhaust port 241 provided in the processing container 20, and the conductive processing container 20. It is in a state prepared. As a result, the impedance of the so-called abnormal path from the cathode electrode provided with the mounting table 3 to the processing vessel 20 through the mesh member 51 becomes large, and the cathode electrode and the mesh member 51 become difficult to be capacitively coupled. Abnormal discharge can be suppressed. For this reason, generation | occurrence | production of arcing can be suppressed and the damage and the loss of the member, the board | substrate S in the processing container 20 can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the inclination of the plasma due to destabilization of the capacitive coupling between the mounting table 3 and the upper electrode 4, and to perform the substrate S processing with high in-plane uniformity.

또한, 이 효과에 대해서 자세히 설명하면, 기판 면적이 1m2 이상, 특히 4m2 이상이나 하는 대형 기판(S)의 경우에는 캐소드 전극과 처리 용기(20)나 주위의 부재와의 사이에서 용량결합을 하기 쉽기 때문에, 애노드 전극과 처리 용기(20)의 사이에 임피던스 조정 기구(6)를 개재시키는 것이 실행되고 있다. 그러나 이러한 처리 용기(20)의 배기구(241) 부근은 프로세스 레시피에 의해 여러가지 압력 분위기가 되고, 특히 0.67Pa 내지 27Pa(5mtorr 내지 200mtorr)의 압력 범위에서는 글로우 방전을 일으키기 쉽다. 염소 가스 등의 할로겐계의 가스와 같이 부성 가스를 처리 가스로서 이용한 경우에는 가스의 해리도가 크기 때문에 더욱 글로우 방전을 일으키기 쉽고, 이러한 조건이 갖추어져 있는 에칭 처리 장치(2)에 있어서 메쉬 부재(51)를 처리 용기(20)에 대하여 전기적으로 뜬 구조는 대형 기판(S)에 대해서 면내 균일성이 높은 처리를 실행하는 동시에 극히 유효하다.Furthermore, when detailed information with respect to this effect, in the case of a large-sized substrate (S) of the substrate area to or more than 1m 2, particularly at least 4m 2, the capacitive coupling between the cathode and the process container 20 or the surrounding member Since it is easy to carry out, interposing the impedance adjustment mechanism 6 between the anode electrode and the processing container 20 is performed. However, the vicinity of the exhaust port 241 of this processing container 20 becomes various pressure atmospheres by a process recipe, and it is easy to produce a glow discharge especially in the pressure range of 0.67 Pa-27 Pa (5 mtorr-200 mtorr). When a negative gas is used as the processing gas, such as halogen-based gas such as chlorine gas, the dissociation degree of the gas is large, so that the glow discharge is more likely to occur, and the mesh member 51 is provided in the etching processing apparatus 2 having such conditions. The structure which electrically floated with respect to the processing container 20 performs extremely high in-plane uniformity process with respect to the large sized substrate S, and is extremely effective.

이 외에, 상술의 실시형태에 있어서는 임피던스 조정 기구(6)를 구비한 타입의 플라즈마 처리 장치(2)를 예시했지만, 이러한 임피던스 조정 기구(6)를 구비하고 있지 않은 타입의 플라즈마 처리 장치에도 본 발명을 적용함으로써, 전술한 이상 경로의 임피던스를 크게 해서 이상 방전의 발생을 억제할 수 있다. 단지, 임피던스 조정 기구(6)를 구비하는 것에 의해, 이상 경로의 임피던스에 대하여 정상인 경로의 임피던스를 작게 하는 조정이 용이하게 되고, 메쉬 부재(51)와 처리 용기(20)의 사이에 유전체(52)를 배치함에 의한 본 발명의 유효성이 증가한다는 효과가 얻어진다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the plasma processing apparatus 2 of the type provided with the impedance adjustment mechanism 6 was illustrated, the present invention also applies to the plasma processing apparatus of the type which is not equipped with such an impedance adjustment mechanism 6. By applying this, the impedance of the abnormal path mentioned above can be enlarged and generation | occurrence | production of abnormal discharge can be suppressed. However, the provision of the impedance adjusting mechanism 6 facilitates the adjustment of reducing the impedance of the path normal to the impedance of the abnormal path, and the dielectric material 52 between the mesh member 51 and the processing container 20. The effect of increasing the effectiveness of the present invention by disposing) is obtained.

여기서 메쉬 부재나 유전체의 구성은 도 4(a), 도 4(b)에 예시한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 5(a), 도 5(b)에 도시하는 바와 같이 배기로(24)의 배기구(241)의 전체 주위를 둘러싸는 유전체(52a)를 마련하고, 예를 들면 해당 유전체(52a)의 형상에 적합한 플랜지부(512)를 갖는 메쉬 부재(51a)를 지지하도록 해도 좋다. 처리 용기(20)의 바닥벽면과 메쉬 부재(51a)의 사이의 간극을 유전체(52a)에 의해 메우고 있으므로, 이 간극을 통해 이물질이 배기로(24)에 낙하 및 침입하는 것을 방지할 수 있다.The structure of the mesh member or the dielectric is not limited to those illustrated in Figs. 4A and 4B. For example, as shown in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b), the dielectric 52a which surrounds the whole periphery of the exhaust port 241 of the exhaust path 24 is provided, for example, the said dielectric 52a The mesh member 51a which has the flange part 512 suitable for the shape of () may be supported. Since the gap between the bottom wall surface of the processing container 20 and the mesh member 51a is filled with the dielectric 52a, foreign matters can fall and enter the exhaust path 24 through this gap.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이 금속제의 메쉬 부재(53)를 배기구(241)의 주변부에 접촉시킨 상태에서, 예를 들면 금속제의 볼트로 고정하고, 또한 해당 메쉬 부재(53)의 상방의 공간을 덮는 볼록 형상으로 형성되고, 이 메쉬 부재(53)와는 이격되어 마련된 제 2 메쉬 부재(51b)를 마련하고, 이 제 2 메쉬 부재(51b)를 유전체(52)상에 고정한 상태로 해도 좋다. 본 예에서는 제 2 메쉬 부재(51b)는 청구항의 제 2 도전성 부재에 해당하고, 메쉬 부재(53)는 청구항의 제 1 도전성 부재에 해당한다. 이 경우, 배기구(241)의 주변부에 접촉시킨 상태로 설치되어 있는 기존의 메쉬 부재(53)를 구비한 처리 용기(20)내에 제 2 메쉬 부재(51b)를 추가함으로써 대응할 수 있으므로, 장치의 개조가 용이하다는 이점이 있다. 또한, 본 예에 있어서 메쉬 부재(53)와 처리 용기(20)의 사이에 제 2 유전체를 개재시켜도 되는 것은 물론이다.In addition, as shown in FIG. 6, in the state which made the metal mesh member 53 contact the peripheral part of the exhaust port 241, it fixed with the metal bolt, for example, and the space above the said mesh member 53 is shown. The second mesh member 51b is formed in a convex shape covering the gap and spaced apart from the mesh member 53, and the second mesh member 51b may be fixed on the dielectric 52. In this example, the second mesh member 51b corresponds to the second conductive member of the claims, and the mesh member 53 corresponds to the first conductive member of the claims. In this case, it is possible to cope by adding the second mesh member 51b into the processing container 20 provided with the existing mesh member 53 provided in contact with the periphery of the exhaust port 241, thereby remodeling the apparatus. There is an advantage that it is easy. It goes without saying that the second dielectric may be interposed between the mesh member 53 and the processing container 20 in this example.

이 외에 제 1 도전성 부재 및 제 2 도전성 부재를 마련하는 다른 예로서, 예를 들면 배플판(25)을 제 2 도전성 부재로 하고, 유전체를 매개로 하여 처리 용기(20)의 측벽면에 배플판(25)을 고정하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는 예를 들면 탑재대(3) 주위의 네 구석에 마련된 통류구(251)가 도전성 부재의 개구부에 해당하지만, 통류구(251)를 마련하지 않고 배플판(25) 자체에 개구부를 마련해도 좋고, 또한 통류구(251)에 더해서 배플판(25) 자체에 개구부를 마련해도 좋다.In addition, as another example of providing the first conductive member and the second conductive member, for example, the baffle plate 25 is used as the second conductive member, and the baffle plate is formed on the sidewall surface of the processing container 20 via a dielectric material. It is good also as a structure which fixes (25). In this case, although the through holes 251 provided at four corners around the mounting table 3 correspond to the openings of the conductive member, the openings are provided in the baffle plate 25 itself without providing the through holes 251. In addition to the flow passage 251, the opening may be provided in the baffle plate 25 itself.

또한, 본 발명의 캐소드 전극은 전술한 플라즈마 처리 장치(2)와 같이 탑재대(3)에 구비되어 있는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상부 전극(4)에 플라즈마 발생용의 고주파 전원부를 접속하고, 이 상부 전극의 사이에서 용량결합을 발생시킬 수 있는 위치, 예를 들면 처리 용기의 측벽부에 배기구(241)를 마련한 상하2주파 타입, 측방 배기형의 플라즈마 처리 장치에도 본 발명은 적용될 수 있다.In addition, the cathode of this invention is not limited to the case where it is equipped in the mounting table 3 like the plasma processing apparatus 2 mentioned above. For example, the high frequency power supply for plasma generation is connected to the upper electrode 4, and the exhaust port 241 is provided at a position where capacitive coupling can be generated between the upper electrodes, for example, in the side wall of the processing container. The present invention can also be applied to the plasma processing apparatus of the upper and lower two-frequency type and the side exhaust type.

그리고, 본 발명을 적용할 수 있는 캐소드 전극은 실시형태중에 예시한 탑재대(3)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 세라믹스제의 탑재대에 매설한 시트 형상 전극을 캐소드 전극으로 해도 좋고, 상부 전극에만 고주파를 인가하는 플라즈마 처리 장치나 상부 전극과 하부 전극의 양쪽에 고주파를 인가하는 상하 2주파 타입의 플라즈마 처리 장치에서는 상부 전극을 캐소드 전극으로 해도 좋다. 또한, 도전성 부재의 재질에 관해서도 금속에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 도전성 수지나 도전성 세라믹스 등이어도 좋다.The cathode electrode to which the present invention can be applied is not limited to the mounting table 3 exemplified in the embodiments. For example, a sheet-shaped electrode embedded in a ceramic mounting table may be used as a cathode electrode, and a plasma processing apparatus for applying a high frequency only to an upper electrode, or an upper and lower two-frequency type for applying a high frequency to both the upper electrode and the lower electrode. In the plasma processing apparatus, the upper electrode may be a cathode electrode. In addition, the material of the conductive member is not limited to metal, for example, conductive resin, conductive ceramics, or the like may be used.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는 알루미늄막의 에칭 처리뿐만 아니라, 알루미늄 합금, 티탄, 티탄 합금 등의 금속막이나 절연막, 반도체막이나 이들의 적층막의 에칭에도 적용된다. 또한, 에칭 처리 이외의 예컨대 애싱이나 플라즈마CVD(Chemical Vapor Deposition)등, 다른 처리 가스를 이용하여 피처리체에 대하여 처리를 실행하는 플라즈마 처리에 적용할 수 있다. 또한 피처리체로서는 각형의 기판에는 한정되지 않으며, FPD 기판의 이외에 반도체 웨이퍼 등이어도 좋다.In addition, the plasma processing apparatus of the present invention is applied not only to etching processing of an aluminum film but also to etching of metal films, insulating films, semiconductor films, and laminated films thereof, such as aluminum alloys, titanium and titanium alloys. Moreover, it can apply to the plasma process which performs a process with respect to a to-be-processed object using other process gas, such as ashing and plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) other than an etching process. The object to be processed is not limited to the rectangular substrate, but may be a semiconductor wafer or the like in addition to the FPD substrate.

실시예Example

(실험 1)(Experiment 1)

실시형태 중에 도시한 에칭 처리 장치(2)의 모델기를 제작하고, 처리 용기(20)와 메쉬 부재의 사이에 유전체(52)를 마련한 경우와 마련하지 않은 경우에 있어서, 탑재대(3)에 고주파 전력을 인가한 때의 탑재대(3)-메쉬 부재 사이의 상태를 관찰했다. 배기로(24)의 배기구(241)에는 도 6에 도시한 볼록 형상의 제 2 메쉬 부재(51b)(알루미늄제, 이하, 간단히 「메쉬 부재(51b)」라고 기재한다)를 마련하고, 처리 가스로서는 산소 가스를 6000sccm으로 공급했다. 처리 용기(20)내의 압력은 13Pa(100mtorr)으로 하고, 제 1 고주파 전원부(311)로부터는 13.56MHz, 1OkW, 제 2 고주파 전원부(312)로부터는 3.2MHz, 1OkW의 고주파 전력을 인가하였다.In the case where the model machine of the etching processing apparatus 2 shown in embodiment is produced, and when the dielectric body 52 is provided between the processing container 20 and the mesh member, and not provided, the mounting table 3 has a high frequency. The state between the mounting table 3 and the mesh member when electric power was applied was observed. A convex second mesh member 51b (made of aluminum, hereinafter simply referred to as "mesh member 51b") provided in the exhaust port 241 of the exhaust path 24 is provided with a processing gas. As an oxygen gas, 6000 sccm was supplied. The pressure in the processing vessel 20 was set to 13 Pa (100 mtorr), and high frequency powers of 13.56 MHz and 10 kW were applied from the first high frequency power supply section 311 and 3.2 MHz and 10 kW from the second high frequency power supply section 312.

A.실험 조건A. Experimental Conditions

(실시예 1)(Example 1)

메쉬 부재(51b)와 처리 용기(20)의 바닥벽면의 사이에 알루미나제의 유전체(52)를 마련했다.An alumina dielectric 52 was provided between the mesh member 51b and the bottom wall surface of the processing container 20.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

처리 용기(20)의 바닥벽면에 메쉬 부재(51b)를 직접 고정하고, 양쪽 부재를 전기적으로 도통한 상태로 했다.The mesh member 51b was directly fixed to the bottom wall surface of the processing container 20, and both members were made electrically connected.

B.실험 결과B. Experimental Results

(실시예 1)에 있어서의 탑재대(3)-메쉬 부재(51b) 사이의 상태를 도 7(a)에 도시하고, (비교예 1)의 결과를 도 7(b)에 도시한다. 도 7(a)에 의하면, 메쉬 부재(51b) 근방에서는 현저한 발광은 관찰되지 않고, (실시예 1)의 실험에 있어서는 탑재대(3)-메쉬 부재(51b) 사이의 방전이 억제되는 것을 알 수 있다. 한편, 도 7(b)에 의하면, 메쉬 부재(51b)의 상면에 휘도가 높은 발광이 확인되고, (비교예 1)의 실험에 있어서는 탑재대(3)-메쉬 부재(51b) 사이에서 비교적 강한 글로우 방전이 발생하고 있는 것을 알았다. 이상의 실험 결과로부터, 메쉬 부재(51b)와 처리 용기(20)의 사이에 유전체(52)를 마련한 경우에는 이것을 마련하지 않는 경우와 비교해서 탑재대(3)-메쉬 부재(51b) 사이의 방전을 억제할 수 있는 것이 확인되었다.The state between the mounting table 3 and the mesh member 51b in (Example 1) is shown in FIG. 7 (a), and the result of (comparative example 1) is shown in FIG. 7 (b). According to Fig. 7A, no significant light emission is observed in the vicinity of the mesh member 51b, and in the experiment of Example 1, the discharge between the mounting table 3 and the mesh member 51b is suppressed. Can be. On the other hand, according to FIG. 7 (b), light emission with high luminance is confirmed on the upper surface of the mesh member 51b, and in the experiment of (Comparative Example 1), relatively strong between the mounting table 3 and the mesh member 51b. It was found that glow discharge was occurring. From the above experimental results, when the dielectric 52 is provided between the mesh member 51b and the processing container 20, the discharge between the mounting table 3 and the mesh member 51b is compared with the case where the dielectric member 52 is not provided. It was confirmed that it can suppress.

(실험 2)(Experiment 2)

(실험 1)과 같은 조건에서, 메쉬 부재(51b)상에 실리콘 웨이퍼의 소편을 놓고 탑재대(3)에 고주파 전력을 7분간 인가하여, 유전체(52)를 마련한 경우와 마련하지 않은 경우에 있어서의 해당 기간 동안의 소편의 마모량을 계측했다.Under the same conditions as in (Experiment 1), when a small piece of silicon wafer was placed on the mesh member 51b, high frequency power was applied to the mounting table 3 for 7 minutes, and when the dielectric 52 was not provided. The amount of wear of the piece during the corresponding period was measured.

A.실험 조건A. Experimental Conditions

(실시예 2)(Example 2)

메쉬 부재(51b)와 처리 용기(20)의 사이에 유전체(52)를 마련했다.The dielectric 52 was provided between the mesh member 51b and the processing container 20.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

처리 용기(20)의 바닥벽면에 메쉬 부재(51b)를 직접 고정하고, 양쪽 부재를 전기적으로 도통한 상태로 했다.The mesh member 51b was directly fixed to the bottom wall surface of the processing container 20, and both members were made electrically connected.

B.실험 결과B. Experimental Results

(실시예 2), (비교예 2)의 결과에 의하면, 유전체(52)를 마련한 (실시예 2)에 있어서의 소편의 마모량(741A)은 유전체(52)를 마련하지 않은 (비교예 2)의 마모량(1,186 Å)과 비교해서 약 40%정도 적었다. 이것은 유전체(52)를 마련하는 것에 의해 탑재대(3)-메쉬 부재(51b)간의 방전의 발생이 억제되어서 이 주위의 부재에 주는 손상, 손모를 저감할 수 있는 결과라고 말할 수 있다. 여기서, (실시예 2) 및 (비교예 2)의 실험을 실행한 비교적 짧은 시간내에서는 에칭 처리 장치(2)내에서의 아킹은 확인되지 않았다. 그러나 배경기술에서도 설명한 바와 같이, 실제의 기판(S)의 에칭 공정에 있어서는 에칭 처리 장치(2)를 장기간 연속 운전하기 때문에, 유전체(52)를 마련하지 않은 경우에는 이 기간 동안에 탑재대(3)-상부 전극(4)사이의 용량결합이 불안정화해서 아킹이 발생할 확률이 높아진다. 아킹이 발생한 경우에는 발생한 부위의 손상, 손모는 상술의 (비교예 2)에 도시한 마모량과 비교해서 각별히 클 것이 예상되며, 또한 아킹이 발생하지 않더라도, 도 7(b)에 도시하는 것과 같은 발광이 발생한 상태에서도, 메쉬 부재 표면의 소모는 촉진되어버리기 때문에, 이러한 점에 있어서도 유전체(52)를 마련하는 효과는 크다.According to the results of (Example 2) and (Comparative Example 2), the wear amount 741A of the small piece in (Example 2) in which the dielectric 52 was provided (Comparative Example 2) It was about 40% less than the wear rate of 1,186 Å. This can be said to be the result of the occurrence of the discharge between the mounting table 3 and the mesh member 51b being suppressed by providing the dielectric 52 to reduce damage and wear and tear on the surrounding members. Here, arcing in the etching processing apparatus 2 was not confirmed within a relatively short time which the experiment of (Example 2) and (Comparative Example 2) was performed. However, as described in the background art, in the etching process of the actual substrate S, since the etching processing apparatus 2 is continuously operated for a long time, when the dielectric 52 is not provided, the mounting table 3 is used during this period. Capacitive coupling between the upper electrodes 4 becomes unstable, and the probability of arcing increases. When arcing has occurred, the damage and loss of the generated site are expected to be particularly large compared to the amount of wear shown in (Comparative Example 2) described above, and even if arcing does not occur, light emission as shown in FIG. Even in this state, since the consumption of the surface of the mesh member is promoted, the effect of providing the dielectric 52 is also great in this respect.

S : FPD 기판(기판) 2 : 에칭 처리 장치
3 : 탑재대 4 : 상부 전극
7 : 제어부 20 : 처리 용기
21 : 측벽부 22 : 반입출구
23 : 게이트 밸브 24 : 배기로
25 : 배플판 32 : 유전체
34 : 승강핀 35 : 승강 기구
40 : 가스 샤워 헤드 41 : 상부 전극 베이스
42 : 가스 확산 공간 43 : 처리 가스 공급로
44 : 처리 가스 공급부 51, 51a, 51b : 메쉬 부재
52, 52a : 유전체 53 : 제 2 메쉬 부재
241 : 배기구 242 : 배기로 접속부
251 : 통류구 311 : 제 1 고주파 전원부
312 : 제 2 고주파 전원부 511 : 볼트
512 : 플랜지부
S: FPD substrate (substrate) 2: etching processing apparatus
3: mounting table 4: upper electrode
7: control unit 20: processing container
21: side wall portion 22: carrying in and out
23: gate valve 24: exhaust passage
25 baffle plate 32 dielectric
34 lifting pin 35 lifting mechanism
40 gas shower head 41 upper electrode base
42 gas diffusion space 43 process gas supply passage
44: process gas supply part 51, 51a, 51b: mesh member
52, 52a: dielectric 53: second mesh member
241: exhaust port 242: exhaust path connecting portion
251: through hole 311: first high frequency power supply
312: second high frequency power supply unit 511: volt
512: flange

Claims (6)

처리 용기 내에 서로 대향하여 마련된 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 고주파 전력을 인가하여 처리 가스를 플라즈마화하고, 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
상기 캐소드 전극의 주변에 배치된 배플판과,
상기 캐소드 전극 주변에서 상기 배플판의 하방에 배치되고, 상기 처리 가스를 배기하는 배기구와,
상기 배기구를 덮고, 상기 배기구로 배기되는 처리 가스를 통류시키는 개구부를 구비한 도전성 부재와,
상기 도전성 부재와 상기 처리 용기의 저부 내벽과의 사이에 개재되어 마련된 유전체를 구비한 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
In the plasma processing apparatus which applies a high frequency electric power between the anode electrode and the cathode electrode which oppose each other in the processing container, plasmaizes a process gas, and performs a plasma process with respect to a to-be-processed object,
A baffle plate disposed around the cathode electrode;
An exhaust port disposed below the baffle plate around the cathode electrode to exhaust the processing gas;
A conductive member covering the exhaust port and having an opening for flowing a process gas exhausted to the exhaust port;
And a dielectric provided interposed between the conductive member and the bottom inner wall of the processing container.
Plasma processing apparatus.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 부재는 금속이고, 상기 유전체는 세라믹스인 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
The conductive member is a metal, and the dielectric is ceramics.
Plasma processing apparatus.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도전성 부재는 메쉬 형상인 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The conductive member has a mesh shape
Plasma processing apparatus.
제 1 항에 있어서,
상기 배기구를 덮고, 상기 배기구의 주변부에 마련된 제 1 도전성 부재와, 상기 제 1 도전성 부재의 상방측 공간을 덮도록, 또한 상기 제 1 도전성 부재와는 이격되어 마련된 제 2 도전성 부재를 구비하고, 상기 도전성 부재는 제 2 도전성 부재인 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
A second conductive member provided to cover the exhaust port, a first conductive member provided at a periphery of the exhaust port, and an upper space of the first conductive member and spaced apart from the first conductive member; The conductive member is a second conductive member
Plasma processing apparatus.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재는 금속이고, 상기 유전체는 세라믹스인 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
The method of claim 4, wherein
The first conductive member and the second conductive member are metal, and the dielectric is ceramics.
Plasma processing apparatus.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재는 메쉬 형상인 것을 특징으로 하는
플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 4 or 5,
The first conductive member and the second conductive member is characterized in that the mesh shape
Plasma processing apparatus.
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