KR20160142230A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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준 요시카와
미치타카 아이타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

The objective of the present invention is to prevent abnormal discharge around a dielectric window in plasma treatment. A plasma treatment apparatus has: the dielectric window (41) which is prepared to seal an aperture of an upper part of a treatment container (10), and transmits a microwave into the treatment container (10); and a support part (45) supporting a circumferential edge part of the dielectric window (41) in the treatment container (10). The support part (45) has an angle of 180 degrees or less between a support plane (82) supporting the circumferential edge part of the dielectric window (41) and a non-contact plane (84) not contacting the dielectric window (41), as crossing the dielectric window (41).

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은 피처리체에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed.

종래, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 등의 피처리체에 대하여 성막 처리나 에칭 처리를 행하는 장치로서, 예컨대 마이크로파를 이용하여 처리 용기 내에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리가 이용되고 있다.2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for performing a film forming process or an etching process on an object to be processed such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a " wafer "), plasma processing for generating plasma in a process container using microwave is used.

이러한 마이크로파를 이용한 플라즈마 처리 장치는 처리 용기 상부의 개구부를 기밀(氣密)하게 덮는 유전체창을 갖고, 이 유전체창은 처리 용기에 있어서는 그 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지부에 의해 지지되어 있다. 유전체창의 상면에는 슬롯이나 구멍이 다수 형성된 대략 원반형의 금속판으로 이루어지는 평면 안테나가 마련되어 있다. 그리고, 도파관을 통해 평면 안테나의 반경 방향으로 전파된 마이크로파는, 슬롯판에서 원편파를 발생시킨 후, 평면 안테나의 슬롯이나 구멍으로부터 방사되어, 유전체창을 통해 처리 용기 내에 도입된다. 처리 용기 내에서는, 마이크로파에 의해 유전체창 하방으로 발생한 전계에 의해 처리 가스가 플라즈마화되어, 소정의 플라즈마 처리가 행해진다.Such a microwave plasma processing apparatus has a dielectric window that hermetically closes an opening in the upper part of the processing vessel. In the processing vessel, the dielectric window is supported by a support for supporting the periphery of the dielectric window. The upper surface of the dielectric window is provided with a flat antenna formed of a substantially disc-shaped metal plate having a plurality of slots or holes. The microwave propagated through the waveguide in the radial direction of the plane antenna radiates circularly polarized waves from the slot plate and then radiates from a slot or a hole of the plane antenna and is introduced into the processing vessel through the dielectric window. In the processing vessel, the processing gas is converted into plasma by an electric field generated below the dielectric window by the microwave, and a predetermined plasma processing is performed.

그런데, 전술한 바와 같이 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 경우, 유전체창과 그 유전체창을 지지하는 지지부의 접점 근방에서 전계 강도가 높아져, 국부적으로 이상 방전이 발생하는 경우가 있다. 이것은, 유전체창을 지지하는 지지부가 접지되어 접지 전위로 되기 때문에, 유전체창에는 외측면을 노드로 하는 정재파가 반경 방향을 따라 발생하여, 외측면보다 반경 방향 내측의 위치에서 고전계의 부분이 발생하기 때문이다. 그 결과, 이상 방전에 의해 근방의 부재가 스퍼터되어 파티클이 생겨, 피처리체인 웨이퍼에 부착되거나, 웨이퍼의 처리 레이트에 불균일이 생기거나 한다는 문제가 있었다. 그래서, 특허문헌 1에는 전계가 집중하여 이상 방전이 발생하기 쉬운 지지부의 코너부를 곡면형으로 형성하는 것이 제안되어 있다.However, when the plasma is generated by using microwaves as described above, the electric field strength is increased in the vicinity of the contact point of the dielectric window and the supporting portion for supporting the dielectric window, and an abnormal discharge may locally occur in some cases. This is because a standing wave having an outer surface as a node is generated along the radial direction in the dielectric window and a part of the high electric field is generated at a position radially inward of the outer side in the dielectric window because the supporting part for supporting the dielectric window is grounded, . As a result, there has been a problem that particles near the wafer are sputtered due to anomalous discharge to adhere to the wafer to be treated or unevenness in the wafer processing rate. Therefore, in Patent Document 1, it is proposed to form the corner portion of the support portion, which is liable to generate an abnormal discharge by concentrating an electric field, in a curved shape.

일본 특허 공개 제2002-170824호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-170824

그러나, 지지부의 코너부를 곡면형으로 형성함으로써 이상 방전의 발생을 억제할 수 있지만, 지지부의 코너부 근방은 고전계 상태 그대로이며, 여전히 이상 방전이 발생하기 때문에, 웨이퍼에의 파티클 부착이라고 하는 문제는 해결되지 않았다.However, by forming the corners of the support portion in a curved shape, the generation of anomalous discharge can be suppressed. However, since the vicinity of the corner portion of the support portion remains in a high electric field state and an anomalous discharge is still generated, It was not resolved.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 플라즈마 처리에 있어서의 유전체창 근방에서의 이상 방전을 방지하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of this point and aims to prevent an abnormal discharge in the vicinity of a dielectric window in plasma processing.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 안테나 부재를 통해 처리 용기 내에 도입된 마이크로파에 의해 상기 처리 용기의 처리 공간 내에 플라즈마를 생성하여, 피처리체에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 처리 용기의 상부의 개구부를 밀봉하도록 마련되며, 상기 처리 용기 내에 마이크로파를 투과시키는 유전체창과, 상기 처리 용기 내에서 상기 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지부를 가지고, 상기 지지부는, 상기 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지면과, 상기 지지면과 연속하는 면이며 또한 상기 유전체창과 접하지 않는 비접촉면과의 사이의, 상기 유전체창을 가로지르는 각도가, 180도 이하인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plasma processing apparatus for generating a plasma in a processing space of a processing vessel by microwaves introduced into a processing vessel through an antenna member and performing plasma processing on the object to be processed, And a support for supporting the periphery of the dielectric window in the processing vessel, wherein the support comprises a support for supporting the periphery of the dielectric window, Plane and an angle between the dielectric window and the non-contact surface which is continuous with the support surface and which is not in contact with the dielectric window is 180 degrees or less.

본 발명자들은 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지면과, 그 지지면과 연속하는 면이며 또한 유전체창과 접하지 않는 비접촉면과의 각도를 변화시킨 경우에, 지지면과 비접촉면과의 경계 근방의 전계 강도가 어떻게 변화할지에 대해서 확인하는 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 지지면과 비접촉면과의 각도란, 지지면과 비접촉면 사이에 존재하는 유전체창을 가로지르는 측의 각도이다. 그 결과, 상기 각도가 작아질수록 지지면과 비접촉면과의 코너부 근방에서의 전계 강도가 저하한다고 하는 지견을 얻었다. 또한, 이 전계 강도는, 코너부의 각도가 180도보다 큰 영역에 있어서는, 각도가 커지면 급격히 상승하는 것이 확인되었다. 이것으로부터, 이 코너부의 각도를 180도 이하로 함으로써, 계면 근방의 전계 강도를 낮게 억제할 수 있는 것을 발견하였다.The present inventors have found that when an angle between a supporting surface for supporting a peripheral edge portion of a dielectric window and a noncontact surface which is continuous with the supporting surface and which is not in contact with the dielectric window is changed, A simulation was performed to confirm how the intensity would change. The angle between the support surface and the non-contact surface is an angle across the dielectric window existing between the support surface and the non-contact surface. As a result, it was found that the electric field intensity in the vicinity of the corner between the support surface and the non-contact surface decreased as the angle became smaller. It was also confirmed that this electric field intensity rose sharply when the angle increased in a region where the angle of the corner portion was larger than 180 degrees. Therefore, it has been found that the electric field strength in the vicinity of the interface can be suppressed to be low by setting the angle of this corner portion to 180 degrees or less.

본 발명은 이러한 지견에 기초하는 것으로, 지지부의 지지면과 비접촉면과의 사이의, 유전체창을 가로지르는 측의 각도가 180도 이하이기 때문에, 지지면과 비접촉면과의 코너부 근방에 있어서의 전계 강도를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 유전체창 근방에서의 이상 방전을 방지할 수 있다.The present invention is based on this finding, and the angle between the support surface of the support portion and the non-contact surface on the side across the dielectric window is 180 degrees or less, The electric field strength can be suppressed to be low. Therefore, an abnormal discharge in the vicinity of the dielectric window can be prevented.

상기 지지면은 상기 처리 용기의 내방을 향하여 돌출하여 마련되고, 상기 지지면의 상면에는 상방을 향하여 돌출하는 돌기부가 마련되어 있어도 좋다.The supporting surface may be provided so as to protrude toward the inside of the processing container, and a protrusion protruding upward may be provided on the upper surface of the supporting surface.

상기 유전체창의 바깥 둘레 가장자리부에는 수직 하강부가 형성되고, 상기 유전체창은, 상기 수직 하강부가 상기 지지면과 접촉함으로써 상기 지지부에 지지되어 있어도 좋다.The dielectric window may have a vertically descending portion formed on an outer peripheral edge thereof and the dielectric window may be supported by the supporting portion by contacting the supporting surface.

상기 유전체창의 바깥 둘레 가장자리부에는 수직 하강부가 형성되고, 상기 수직 하강부의 하단에는 상기 처리 용기의 내방을 향하여 접어 꺾여서 돌출한 피지지부가 형성되며, 상기 유전체창은 상기 피지지부가 상기 지지면과 접촉함으로써 상기 지지부에 지지되고, 상기 피지지부의 상단면은 상기 돌기부의 상단면보다 낮아도 좋다.Wherein the dielectric window is formed with a vertically downward portion at an outer peripheral edge portion of the dielectric window and a bottom portion of the vertically downward portion is bent to protrude toward the inside of the processing container, And the upper end surface of the supported portion may be lower than the upper end surface of the protruding portion.

본 발명에 따르면, 플라즈마 처리에 있어서의 유전체창 근방에서의 이상 방전을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent an abnormal discharge in the vicinity of the dielectric window in the plasma processing.

도 1은 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 유전체창과 지지부 근방의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 종래의 유전체창과 지지부 근방의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 유전체창과 지지부 근방의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 코너부의 각도를 변화시킨 경우의 전계 강도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 종래의 유전체창과 지지부 근방의 전계 강도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 실시형태에 따른 유전체창과 지지부 근방의 전계 강도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 유전체창과 지지부 근방의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment.
Fig. 2 is a vertical cross-sectional view schematically showing a configuration in the vicinity of a dielectric window and a supporting portion according to the embodiment.
3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a conventional dielectric window and its vicinity in the vicinity of a support.
Fig. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration in the vicinity of a dielectric window and a supporting portion according to the embodiment. Fig.
5 is a graph showing the electric field intensity when the angle of the corner portion is changed.
6 is an explanatory view showing a distribution of electric field intensity in the vicinity of a conventional dielectric window and a supporting portion.
7 is an explanatory diagram showing the electric field intensity distribution in the vicinity of the dielectric window and the supporting portion according to the present embodiment.
8 is a vertical cross-sectional view schematically showing a structure in the vicinity of a dielectric window and a supporting portion according to another embodiment.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다. 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(1)가 피처리체로서의 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 대하여 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposiotion) 처리를 행하는 성막 장치인 경우를 예로 하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, the case where the plasma processing apparatus 1 is a film forming apparatus for performing plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) on the surface (upper surface) of the wafer W as an object to be processed will be described as an example. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In addition, the present invention is not limited by the embodiments described below.

플라즈마 처리 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 처리 용기(10)를 갖는다. 처리 용기(10)는 천장면이 개구된 대략 원통 형상을 가지고, 그 천장면 개구부에는 후술하는, 안테나 부재로서의 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)가 배치되어 있다. 또한, 처리 용기(10)의 측면에는 웨이퍼(W)의 반입반출구(도시하지 않음)가 형성되고, 그 반입반출구에는 게이트 밸브(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 그리고, 처리 용기(10)는 그 내부를 밀폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 처리 용기(10)에는 알루미늄이나 스테인리스강 등의 금속이 이용되고, 처리 용기(10)는 전기적으로 접지되어 있다.The plasma processing apparatus 1 has a processing vessel 10 as shown in Fig. The processing vessel 10 has a substantially cylindrical shape with a ceiling surface opened, and a radial line slot antenna 40 as an antenna member, which will be described later, is disposed in the ceiling opening. A loading / unloading port (not shown) of the wafer W is formed on the side surface of the processing container 10, and a gate valve (not shown) is provided at the loading / unloading port. The inside of the processing vessel 10 is configured to be hermetically closed. The processing vessel 10 is made of metal such as aluminum or stainless steel, and the processing vessel 10 is electrically grounded.

처리 용기(10) 내의 바닥부에는, 웨이퍼(W)를 상면에 배치시키는 원통 형상의 배치대(20)가 마련되어 있다. 배치대(20)에는 예컨대 AlN 등이 이용된다.In the bottom portion of the processing vessel 10, a cylindrical placement table 20 for positioning the wafer W on the upper surface is provided. AlN or the like is used for the placement table 20, for example.

배치대(20)의 내부에는 정전 척용의 전극(21)이 마련되어 있다. 전극(21)은 처리 용기(10)의 외부에 마련된 직류 전원(22)에 접속되어 있다. 그리고, 직류 전원(22)에 의해 전극(21)에 전압을 인가함으로써, 웨이퍼(W)를 배치대(20) 상에 정전 흡착할 수 있다.An electrode 21 for an electrostatic chuck is provided in the placement table 20. The electrode 21 is connected to a DC power supply 22 provided outside the processing vessel 10. The wafer W can be electrostatically adsorbed on the stage 20 by applying a voltage to the electrode 21 by the DC power supply 22.

또한, 배치대(20)의 내부에는 예컨대 냉각 매체를 유통시키는 온도 조절 기구(23)가 마련되어 있다. 온도 조절 기구(23)는 처리 용기(10)의 외부에 마련되고, 냉각 매체의 온도를 조정하는 액온 조절부(24)에 접속되어 있다. 그리고, 액온 조절부(24)에 의해 냉매 매체의 온도가 조절되어, 배치대(20)의 온도를 제어할 수 있고, 이 결과, 배치대(20) 상에 배치된 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 유지할 수 있다.Inside the placement table 20, for example, a temperature adjustment mechanism 23 for allowing a cooling medium to flow is provided. The temperature regulating mechanism 23 is provided outside the processing vessel 10 and is connected to a liquid temperature regulating section 24 for regulating the temperature of the cooling medium. The temperature of the coolant medium is controlled by the liquid temperature controller 24 and the temperature of the cooler 20 can be controlled. As a result, the wafer W placed on the cooler 20 can be cooled Temperature can be maintained.

또한, 배치대(20)에는 RF 바이어스용의 고주파 전원(도시하지 않음)이 접속되어 있어도 좋다. 고주파 전원은 웨이퍼(W)에 인입하는 이온의 에너지를 제어하는 데 알맞은 일정한 주파수, 예컨대 13.56 ㎒의 고주파를 소정의 파워로 출력한다.Further, a high frequency power source (not shown) for RF bias may be connected to the stage 20. The high frequency power source outputs a high frequency of, for example, 13.56 MHz at a predetermined power suitable for controlling the energy of ions introduced into the wafer W.

또한, 배치대(20)에는 그 배치대(20)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 예컨대 3개소에 형성되어 있다. 관통 구멍에는 후술하는 승강 핀(31)이 삽입 관통하여 마련되어 있다.The placement table 20 is provided with three through holes (not shown) penetrating the placement table 20 in the thickness direction, for example. The through hole is provided with a lift pin 31 to be described later inserted therein.

배치대(20)의 하면에는 그 배치대(20)를 지지하는 지지 부재(25)가 마련되어 있다.On the lower surface of the placement table 20, a support member 25 for supporting the placement table 20 is provided.

배치대(20)의 하방에는 배치대(20) 상에 놓여진 웨이퍼(W)를 적절하게 승강시키는 승강 기구(30)가 마련되어 있다. 승강 기구(30)는 승강 핀(31), 플레이트(32), 지주(33) 및 승강 구동부(34)를 갖는다. 승강 핀(31)은 플레이트(32)의 상면에 예컨대 3개 마련되고, 배치대(20)의 상면으로 돌출 가능하게 구성되어 있다. 플레이트(32)는 처리 용기(10)의 바닥면을 관통하는 지주(33)의 상단에 지지되어 있다. 지주(33)의 하단에는 처리 용기(10)의 외부에 배치된 승강 구동부(34)가 마련되어 있다. 이 승강 구동부(34)의 가동에 의해, 배치대(20)를 관통하고 있는 3개의 승강 핀(31)이 승강하여, 승강 핀(31)의 상단이 배치대(20)의 상면으로부터 상방으로 돌출한 상태와, 승강 핀(31)의 상단이 배치대(20)의 내부에 인입된 상태로 전환된다.Below the placement table 20, there is provided a lifting mechanism 30 for appropriately lifting and lowering the wafer W placed on the placement table 20. The lifting mechanism 30 has a lifting pin 31, a plate 32, a strut 33, and a lifting and lowering driving unit 34. Three elevating pins 31 are provided on the upper surface of the plate 32 and are configured to protrude from the upper surface of the placing table 20. The plate 32 is supported at the upper end of the column 33 passing through the bottom surface of the processing vessel 10. At the lower end of the column 33, there is provided a lifting and driving unit 34 disposed outside the processing vessel 10. The three lift pins 31 passing through the placement table 20 move up and down by the operation of the lift driving section 34 so that the upper end of the lift pin 31 protrudes upward from the upper surface of the placement table 20 And the upper end of the lifting pin 31 is pulled into the inside of the placing table 20, as shown in Fig.

처리 용기(10)의 천장면 개구부에는, 플라즈마 생성용의 마이크로파를 공급하는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)(radial line slot antenna)가 마련되어 있다. 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40)는 유전체창(41), 슬롯판(42), 지파판(遲波板)(43) 및 실드 덮개(44)를 갖는다.A radial line slot antenna 40 for supplying a microwave for plasma generation is provided in the opening of the ceiling of the processing vessel 10. The radial line slot antenna 40 has a dielectric window 41, a slot plate 42, a wave plate 43 and a shield cover 44.

유전체창(41)은 처리 용기(10)의 내측면으로부터 그 처리 용기(10)의 중심 방향으로 돌출하여 마련된 지지부(45)의 상면에, O 링 등의 시일 부재(도시하지 않음)를 통해 기밀하게 지지되어 있고, 이 유전체창(41)과 처리 용기(10)에 의해 둘러싸인 영역에 의해, 처리 공간(P)이 형성되어 있다. 유전체창(41)에는 유전체, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등이 이용되며, 유전체창(41)은 마이크로파를 투과시킨다. 또한, 유전체창(41)과 지지부(45)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.The dielectric window 41 is formed on the upper surface of the support 45 protruding from the inner surface of the processing vessel 10 toward the center of the processing vessel 10 through a sealing member And the processing space P is formed by the region enclosed by the dielectric window 41 and the processing vessel 10. [ A dielectric such as quartz, Al 2 O 3 , AlN or the like is used for the dielectric window 41, and the dielectric window 41 transmits microwaves. Details of the constitution of the dielectric window 41 and the support portion 45 will be described later.

슬롯판(42)은 유전체창(41)의 상면으로서, 배치대(20)와 대향하도록 마련되어 있다. 슬롯판(42)에는 도전성을 지닌 재료, 예컨대 구리, 알루미늄, 니켈 등이 이용된다. 슬롯판(42)의 표면에는 복수의 쌍으로 된 슬롯(도시하지 않음)이 동심 원형으로 형성되어 있다. 각 슬롯은 대략 사각형의 관통 홈이며, 인접하는 슬롯끼리는 서로 직교하여 대략 알파벳의 「T」의 문자를 형성하도록 배치되어 있다. 각 슬롯의 길이나 배열 간격은, 공급되는 마이크로파의 파장에 따라 결정된다.The slot plate 42 is an upper surface of the dielectric window 41, and is provided so as to face the placement table 20. For the slot plate 42, a conductive material such as copper, aluminum, or nickel is used. A plurality of pairs of slots (not shown) are concentrically formed on the surface of the slot plate 42. Each slot is a substantially square through-hole, and the adjacent slots are arranged so as to be orthogonal to each other to form a character of approximately alphabetical " T ". The lengths and arrangement intervals of each slot are determined according to the wavelength of the supplied microwave.

슬롯판(42)의 상면에는 지파판(43)이 마련되어 있다. 지파판(43)에는 저손실 유전체 재료, 예컨대 석영, Al2O3, AlN 등이 이용되며, 지파판(43)은 마이크로파의 파장을 단축한다.On the upper surface of the slot plate 42, there is provided a wave plate 43. A low-loss dielectric material such as quartz, Al 2 O 3 , AlN or the like is used for the wave plate 43, and the wave plate 43 shortens the wavelength of the microwave.

실드 덮개(44)는 지파판(43)의 상면에 있어서, 지파판(43)과 슬롯판(42)을 덮도록 마련되어 있다. 실드 덮개(44)의 내부에는 예컨대 냉각 매체를 유통시키는 원환형의 유로(46)가 복수개 마련되어 있다. 유로(46)를 흐르는 냉각 매체에 의해, 유전체창(41), 슬롯판(42), 지파판(43), 실드 덮개(44)가 소정의 온도로 조절된다.The shield cover 44 is provided on the upper surface of the wave plate 43 so as to cover the wave plate 43 and the slot plate 42. Inside the shield lid 44, a plurality of toroidal flow paths 46 for flowing cooling medium, for example, are provided. The dielectric window 41, the slot plate 42, the chop panel 43, and the shield lid 44 are adjusted to a predetermined temperature by the cooling medium flowing through the flow path 46.

실드 덮개(44)의 중앙부에는 동축 도파관(50)이 접속되어 있다. 동축 도파관(50)은 내부 도체(51)와 외부 도체(52)를 갖는다. 내부 도체(51)는 슬롯판(42)과 접속되어 있다. 내부 도체(51)의 하단부는 원추형으로 형성되고, 그 직경이 슬롯판(42)측을 향하여 확대되는 테이퍼 형상을 갖는다. 이 하단부에 의해, 슬롯판(42)에 대하여 마이크로파를 효율적으로 전파하도록 되어 있다.A coaxial waveguide 50 is connected to the central portion of the shield lid 44. The coaxial waveguide 50 has an inner conductor 51 and an outer conductor 52. The inner conductor 51 is connected to the slot plate 42. The lower end of the inner conductor 51 is formed in a conical shape and has a tapered shape whose diameter is enlarged toward the slot plate 42 side. The microwave is efficiently propagated to the slot plate 42 by the lower end portion.

동축 도파관(50)에는 마이크로파를 소정의 진동 모드로 변환하는 모드 변환기(53), 직사각형 도파관(54), 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생기(55)가 동축 도파관(50)측으로부터 마이크로파 발생기(55)를 향하여 이 순서로 접속되어 있다. 마이크로파 발생기(55)는, 소정 주파수, 예컨대 2.45 ㎓의 마이크로파를 발생시킨다.The coaxial waveguide 50 is provided with a mode converter 53 for converting a microwave into a predetermined vibration mode, a rectangular waveguide 54 and a microwave generator 55 for generating a microwave from a coaxial waveguide 50 side to a microwave generator 55 In this order. The microwave generator 55 generates microwaves at a predetermined frequency, for example, 2.45 GHz.

이러한 구성에 의해, 마이크로파 발생기(55)에 의해 발생된 마이크로파는, 직사각형 도파관(54), 모드 변환기(53), 동축 도파관(50)을 순차 전파하여, 레이디얼 라인 슬롯 안테나(40) 내에 공급되고, 지파판(43)에서 압축되어 단파장화되고, 슬롯판(42)에서 원편파를 발생시킨 후, 슬롯판(42)으로부터 유전체창(41)을 투과하여 처리 용기(10) 내에 방사된다.With this configuration, the microwave generated by the microwave generator 55 sequentially propagates through the rectangular waveguide 54, the mode converter 53, and the coaxial waveguide 50, and is supplied into the radial line slot antenna 40 And is emitted into the processing vessel 10 through the dielectric window 41 from the slot plate 42 after generating a circular polarized wave in the slot plate 42. [

처리 용기(10) 내에는 상측 샤워 플레이트(60)와 하측 샤워 플레이트(61)가 배치대(20)의 상부에 마련되어 있다. 이들 상측 샤워 플레이트(60)와 하측 샤워 플레이트(61)는 예컨대 석영관 등으로 이루어지는 중공의 관재로 구성되어 있다. 상측 샤워 플레이트(60)와 하측 샤워 플레이트(61)에는 배치대(20) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 가스를 공급하는 복수의 개구부(도시하지 않음)가 분포하여 마련되어 있다.An upper shower plate 60 and a lower shower plate 61 are provided in the upper portion of the placing table 20 in the processing vessel 10. The upper shower plate 60 and the lower shower plate 61 are made of a hollow tube made of, for example, a quartz tube. The upper shower plate 60 and the lower shower plate 61 are provided with a plurality of openings (not shown) for supplying gas to the wafers W on the placing table 20.

상측 샤워 플레이트(60)에는, 처리 용기(10)의 외부에 배치된 플라즈마 생성 가스 공급원(62)이 배관(63)을 통해 접속되어 있다. 플라즈마 생성 가스 공급원(62)에는 플라즈마 생성용의 가스로서 예컨대 Ar 가스 등이 저류되어 있다. 이 플라즈마 생성 가스 공급원(62)으로부터 배관(63)을 통하여 상측 샤워 플레이트(60) 내에 플라즈마 생성 가스가 도입되어, 처리 용기(10) 내에 균일하게 분산된 상태로 플라즈마 생성 가스가 공급된다.A plasma generating gas supply source 62 disposed outside the processing vessel 10 is connected to the upper shower plate 60 through a pipe 63. The plasma generating gas supply source 62 stores, for example, Ar gas as a plasma generating gas. The plasma generation gas is introduced from the plasma generation gas supply source 62 into the upper shower plate 60 through the pipe 63 and is supplied in a state of being uniformly dispersed in the processing vessel 10.

하측 샤워 플레이트(61)에는, 처리 용기(10)의 외부에 배치된 처리 가스 공급원(64)이 배관(65)을 통해 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(64)에는 성막되는 막에 따른 처리 가스가 저류되어 있다. 예컨대 웨이퍼(W)의 표면에 SiN막을 성막하는 경우에는, 처리 가스로서 TSA(트리실릴아민), N2 가스, H2 가스 등이 저류되고, SiO2막을 성막하는 경우에는, TEOS 등이 저류된다. 이 처리 가스 공급원(64)으로부터 배관(65)을 통하여 하측 샤워 플레이트(61) 내에 처리 가스가 도입되어, 처리 용기(10) 내에 균일하게 분산된 상태로 처리 가스가 공급된다.A process gas supply source 64 disposed outside the process vessel 10 is connected to the lower shower plate 61 through a pipe 65. The process gas supply source 64 stores a process gas corresponding to the film to be formed. For example, when a SiN film is formed on the surface of the wafer W, TSA (trisilylamine), N 2 gas, H 2 gas, or the like is stored as a process gas. In the case of forming an SiO 2 film, TEOS . A process gas is introduced from the process gas supply source 64 into the lower shower plate 61 through the pipe 65 and is supplied in a state of being uniformly dispersed in the process container 10.

처리 용기(10)의 바닥면에는 처리 용기(10)의 내부의 분위기를 감압하는 감압 기구(70)가 마련되어 있다. 감압 기구(70)는 예컨대 진공 펌프를 구비한 배기부(71)가 배기관(72)을 통해 처리 용기(10)의 바닥면에 접속된 구성을 갖는다. 배기부(71)는 처리 용기(10) 내의 분위기를 배기하여, 소정의 진공도까지 감압할 수 있다.A decompression mechanism (70) for decompressing the atmosphere inside the processing vessel (10) is provided on the bottom surface of the processing vessel (10). The decompression mechanism 70 has a configuration in which, for example, an exhaust unit 71 having a vacuum pump is connected to the bottom surface of the processing vessel 10 through an exhaust pipe 72. The exhaust portion 71 can exhaust the atmosphere in the processing container 10 and reduce the pressure to a predetermined degree of vacuum.

다음에, 전술한 유전체창(41)과 지지부(45)의 구성의 상세에 대해서 설명한다.Next, the details of the structure of the dielectric window 41 and the support portion 45 will be described.

이미 서술한 바와 같이, 유전체창(41)은 처리 용기(10)의 내측면으로부터 그 처리 용기의 중심 방향으로 돌출하여 마련된 지지부(45)의 상면에 지지되어 있다. 유전체창(41)의 바깥 둘레 가장자리부에는 예컨대 연직 하향으로 수직 하강하는 수직 하강부(80)가 형성되어 있다. 수직 하강부(80)의 하단에는 처리 용기(10)의 내방을 향하여 접어 꺾여서 돌출한 피지지부(81)가 형성되어 있다. 다시 말하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유전체창(41)의 바깥 둘레 가장자리부의 하면에는 그 유전체창(41)과의 사이에서 횡방향의 대략 U자형을 이루는 수직 하강부(80)와 피지지부(81)가 형성되어 있다. 유전체창(41)은 이 피지지부(81)의 하면이 지지부(45)의 상면, 즉 유전체창(41)의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지면(82)과 접촉함으로써, 지지부(45)에 의해 지지된다.As described above, the dielectric window 41 is supported on the upper surface of the support portion 45 provided so as to project from the inner surface of the processing vessel 10 toward the center of the processing vessel. A vertical downward portion 80 vertically descending vertically downward is formed on the outer peripheral edge of the dielectric window 41, for example. A supported portion 81 is formed at the lower end of the vertically descending portion 80 so as to protrude inward toward the inside of the processing vessel 10. In other words, as shown in Fig. 2, the lower surface of the outer peripheral portion of the dielectric window 41 is provided with a vertical descending portion 80, which is substantially U-shaped in transverse direction with respect to the dielectric window 41, 81 are formed. The dielectric window 41 is supported by the supporting portion 45 by the lower surface of the supported portion 81 contacting the upper surface of the supporting portion 45, that is, the supporting surface 82 supporting the peripheral edge of the dielectric window 41. [ do.

지지부(45)에는 도 2에 나타내는 바와 같이, 지지면(82)의 상면으로부터 상방을 향하여 높이(H)로 돌출하는 돌기부(83)가 형성되어 있다. 돌기부(83)는 예컨대 유전체창(41)의 피지지부(81)에 있어서의 수직 하강부(80)측과 반대측의 선단부와 접하도록 설정되어 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 피지지부(81)는 그 상단면의 높이 방향의 위치가, 높이(H)의 돌기부(83)의 상단면보다 하방에 위치하도록, 두께(T)가 설정되어 있다.As shown in Fig. 2, the support portion 45 is formed with a protrusion 83 projecting upward from the upper surface of the support surface 82 at a height H. The protruding portion 83 is set so as to be in contact with the distal end portion of the supported portion 81 of the dielectric window 41 opposite to the vertically descending portion 80, for example. 2, the thickness T is set so that the position of the supported portion 81 in the height direction of the upper end surface is located below the upper end surface of the protruding portion 83 of the height H .

또한, 지지면(82)과 연속하는 면이며 또한 유전체창(41)과 접하지 않는 비접촉면(84)과의 사이의, 유전체창(41)을 가로지르는 각도(θ)는, 180도 이하로 설정되어 있다. 다시 말하면 지지면과, 돌기부(83)에 있어서의 피지지부(81)측의 면과의 사이의 코너부(85)의 각도(θ)는, 180도 이하로 설정되어 있다. 또한, 도 2에서는, 각도(θ)가 대략 90도인 경우를 일례로 하여 묘화하고 있다.The angle? Between the dielectric window 41 and the noncontact surface 84 that is continuous with the support surface 82 and does not contact the dielectric window 41 is 180 degrees or less Is set. In other words, the angle [theta] of the corner portion 85 between the support surface and the surface of the protruding portion 83 on the side of the supported portion 81 is set to 180 degrees or less. In Fig. 2, the case where the angle [theta] is approximately 90 degrees is depicted as an example.

여기서, 지지면(82)과 비접촉면(84) 사이의 코너부(85)의 각도(θ)의 설정에 대해서, 본 발명의 원리와 함께 설명한다. 본 발명자들은 코너부(85)의 각도(θ)를 변화시킨 경우에, 유전체창(41)과 지지부(45) 및 처리 공간(P)의 계면 근방에 있어서의 전계 강도 분포의 변화를 조사하기 위한 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 각도(θ)가 180도보다 큰 경우는, 예컨대 도 3에 나타내는 바와 같은, 종래의 지지부(100)나 유전체창(101)을 이용하여 시뮬레이션을 행하였다. 즉, 각도(θ)가 180도보다 큰 경우, 유전체창(101)의 바깥 둘레 가장자리부는, 처리 용기(10)의 내측면으로부터 그 처리 용기(10)의 중심 방향으로 돌출하는 지지부(100)의 상면[도 3의 지지면(110)]의 전체면이 지지되고, 돌기부(83)는 형성되지 않는다. 그리고, 시뮬레이션에서는, 이러한 구조에 있어서, 지지부(100)의 지지면(110)과, 지지면(110)과 연속하는 면이며 또한 유전체창(41)과 접하지 않는 비접촉면(111)과의 사이의 코너부(112)의 처리 공간(P)측의 각도(θ)를 변화시켜, 전계 강도 분포가 어떻게 변화하는지를 검증하였다. 또한, 예컨대 각도(θ)가 대략 180도인 경우는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지지부(100)와 유전체창(101) 및 처리 공간(P)과의 경계(Q)보다, 지지부(100)를 더욱 처리 용기(10)의 중심을 향하게 하여 돌출시키도록 하여도 좋다. 또한, 도 4에 있어서는, 코너부(112)와 경계(Q)의 위치가 동일해진다.Here, the setting of the angle [theta] of the corner portion 85 between the support surface 82 and the non-contact surface 84 will be described together with the principle of the present invention. The inventors of the present invention have found that when the angle of the corner portion 85 is changed, the change of the electric field intensity distribution in the vicinity of the interface between the dielectric window 41 and the supporting portion 45 and the processing space P Simulation was performed. When the angle? Is larger than 180 degrees, for example, the simulation is performed using the conventional support portion 100 and the dielectric window 101 as shown in Fig. That is, when the angle? Is larger than 180 degrees, the outer peripheral edge portion of the dielectric window 101 is located on the outer peripheral side of the support portion 100 protruding from the inner side surface of the processing vessel 10 toward the center of the processing vessel 10 The entire surface of the upper surface (supporting surface 110 in Fig. 3) is supported, and the protruding portion 83 is not formed. In the simulation, in this structure, the supporting surface 110 of the supporting portion 100 and the noncontact surface 111 continuous to the supporting surface 110 and not in contact with the dielectric window 41 The angle? Of the corner portion 112 on the processing space P side was changed to verify how the electric field intensity distribution changed. 4, the distance between the supporting portion 100 and the dielectric window 101 and the processing space P is smaller than the boundary Q between the supporting portion 100 and the dielectric window 101 and the processing space P, Or may protrude so as to face the center of the processing vessel 10. 4, the positions of the corner portion 112 and the boundary Q become the same.

도 5, 도 6, 도 7에 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 도 5의 횡축은 각도(θ), 종축은 각도(θ)가 270도인 경우의 전계 강도를 「1」이라고 한 경우에, 각 각도(θ)에 있어서의 코너부(85, 112) 근방의 전계 강도를 나타내고 있다. 도 5를 참조하면, 각도(θ)가 작아질수록 코너부(85, 112) 근방에서의 전계 강도가 저하하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 각도(θ)가 대략 180도에 도달할 때까지는 급격히 전계 강도가 저하하는 것을 확인할 수 있고, 각도(θ)가 180도일 때는 270도일 때의 약 10분의 1 정도까지 저하한다.Figures 5, 6 and 7 show the results of the simulation. 5, the horizontal axis represents the angle?, And the vertical axis represents the electric field near the corner portions 85 and 112 at each angle? When the electric field intensity is 270 when the angle? Respectively. Referring to FIG. 5, it can be seen that as the angle? Becomes smaller, the electric field intensity in the vicinity of the corner portions 85 and 112 decreases. Particularly, it can be seen that the electric field strength is rapidly lowered until the angle? Reaches approximately 180 degrees. When the angle? Is 180 degrees, the electric field strength is reduced to about one tenth of that at 270 degrees.

그리고, 본 발명자들에 의하면, 코너부(112) 근방의 전계 강도가 코너부(112)의 각도(θ)가 270도일 때의 약 10분의 1 정도까지 저하하면, 그 코너부(112) 근방에 있어서의 이상 방전 그 자체의 발생을 방지할 수 있는 것이 확인되었다.According to the inventors of the present invention, when the electric field intensity in the vicinity of the corner portion 112 decreases to about one-tenth of that when the angle? Of the corner portion 112 is 270 degrees, It is possible to prevent the occurrence of anomalous discharge itself.

도 6, 도 7은 각각 각도(θ)가 270도인 경우와 90도인 경우, 구체적으로는, 도 6은 도 3에 나타내는 구성인 경우, 도 7은 도 2에 나타내는 구성인 경우에 있어서의, 코너부(112, 85) 근방의 전계 강도 분포를 표시하고 있다. 코너부(112)의 각도(θ)가 270도인 도 6의 경우에 있어서는, 코너부(112)의 근방에서의 전계 강도가 높아진 것을 확인할 수 있다. 한편, 코너부(85)의 각도(θ)를 90도로 한 도 7에서는, 코너부(85)의 근방의 전계 강도가 저하하며, 또한 전계 강도의 저하 정도는 코너부(85)에 근접할수록 큰 것을 확인할 수 있다. 그 때문에 도 7에서는, 코너부(85)에 가장 가까운, 유전체창(41)의 피지지부(81)의 선단 부분에서 현저한 전계 강도의 저하를 확인할 수 있다. 또한, 본 발명자들에 의하면, 전계 강도의 저하 정도가 코너부(85)와의 거리에 의존한다고 하는 사상은, 도 7과 같이 코너부(85)의 각도(θ)가 90도인 경우에 한정되지 않고, 코너부(85)의 각도가 180도 이하라면 임의의 각도에서 생기는 것이 확인되었다. 이 도 5, 도 6, 도 7의 결과로부터, 코너부(112, 85)의 각도(θ)를 작게 할수록 코너부 근방의 전계 강도가 저하하며, 그 각도(θ)는 180도 이하로 하는 것이 적절한 것이 발견되었다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하는 것이다.Figs. 6 and 7 show the case where the angle? Is 270 degrees and the case where the angle is 90 degrees, specifically, Fig. 6 shows the configuration shown in Fig. 3, Fig. 7 shows the configuration shown in Fig. The electric field intensity distribution in the vicinity of the sections 112 and 85 is shown. In the case of FIG. 6 where the angle of the corner portion 112 is 270 degrees, it can be seen that the electric field intensity in the vicinity of the corner portion 112 is increased. On the other hand, in Fig. 7 in which the angle [theta] of the corner portion 85 is 90 degrees, the electric field intensity in the vicinity of the corner portion 85 is lowered and the degree of decrease in electric field intensity becomes larger . Therefore, in FIG. 7, it is possible to confirm a remarkable decrease in electric field intensity at the tip end portion of the supported portion 81 of the dielectric window 41 closest to the corner portion 85. According to the inventors of the present invention, the idea that the degree of decrease in electric field strength depends on the distance from the corner 85 is not limited to the case where the angle? Of the corner 85 is 90 degrees as shown in Fig. 7 , And when the angle of the corner portion 85 is 180 degrees or less, it is confirmed that it occurs at an arbitrary angle. 5, 6, and 7, the electric field strength in the vicinity of the corner portion decreases as the angle? Of the corner portions 112, 85 decreases, and the angle? Appropriate was found. The present invention is based on this finding.

다음에, 이상과 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(1)에서 행해지는 웨이퍼(W)의 플라즈마 처리에 대해서 설명한다.Next, the plasma processing of the wafer W performed in the plasma processing apparatus 1 configured as described above will be described.

먼저, 처리 용기(10) 내에 반입된 웨이퍼(W)는 승강 핀(31)에 의해 배치대(20) 상에 배치된다. 이때, 직류 전원(22)을 온으로 하여 배치대(20)의 전극(21)에 직류 전압을 인가하고, 배치대(20)에 의해 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다.First, the wafer W carried into the processing container 10 is placed on the placing table 20 by the elevating pins 31. At this time, the DC power supply 22 is turned on to apply a DC voltage to the electrode 21 of the placement table 20, and the placement table 20 holds the wafer W by suction.

그 후, 처리 용기(10) 내부를 밀폐한 후, 감압 기구(70)에 의해, 처리 용기(10) 내의 분위기를 소정의 압력, 예컨대 400 mTorr(=53 ㎩)로 감압한다. 또한, 상측 샤워 플레이트(60)로부터 처리 용기(10) 내에 플라즈마 생성 가스를 공급하며, 하측 샤워 플레이트(61)로부터 처리 용기(10) 내에 플라즈마 성막용의 처리 가스를 공급한다.Thereafter, the inside of the processing vessel 10 is closed, and then the atmosphere in the processing vessel 10 is reduced to a predetermined pressure, for example, 400 mTorr (= 53 Pa) by the pressure reducing mechanism 70. A plasma generation gas is supplied from the upper shower plate 60 to the processing vessel 10 and a processing gas for plasma film formation is supplied from the lower shower plate 61 into the processing vessel 10.

이와 같이 처리 용기(10) 내에 플라즈마 생성 가스와 처리 가스가 공급될 때, 마이크로파 발생기(55)를 작동시키고, 그 마이크로파 발생기(55)에서는, 예컨대 2.45 ㎓의 주파수로 소정의 파워의 마이크로파를 발생시킨다. 그리고, 유전체창(41)의 하면에 전계가 발생하여, 플라즈마 생성 가스가 플라즈마화되며, 또한 처리 가스가 플라즈마화되고, 그때에 발생한 활성종에 의해, 웨이퍼(W) 상에 성막 처리가 이루어진다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 표면에 소정의 막이 형성된다. 이때, 코너부(85)의 각도가 180도 이하로 설정되어 있기 때문에, 유전체창(41) 근방에서의 이상 방전을 방지하여, 양호한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.When the plasma generation gas and the process gas are supplied into the processing vessel 10 as described above, the microwave generator 55 is operated, and the microwave generator 55 generates a microwave of a predetermined power at a frequency of, for example, 2.45 GHz . Then, an electric field is generated on the lower surface of the dielectric window 41, the plasma generation gas is converted into plasma, the process gas is converted into plasma, and the film formation process is performed on the wafer W by the active species generated at this time. Thus, a predetermined film is formed on the surface of the wafer W. At this time, since the angle of the corner portion 85 is set to 180 degrees or less, abnormal discharge in the vicinity of the dielectric window 41 is prevented, and good plasma processing can be performed.

그 후, 소정의 막이 성장하고, 웨이퍼(W)에 소정 막 두께의 막이 형성되면, 플라즈마 생성 가스 및 처리 가스의 공급과, 마이크로파의 조사가 정지된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 처리 용기(10)로부터 반출되어, 일련의 플라즈마 성막 처리가 종료한다.Thereafter, when a predetermined film is grown and a film having a predetermined film thickness is formed on the wafer W, the supply of the plasma generation gas and the processing gas and the irradiation of the microwave are stopped. Thereafter, the wafer W is taken out of the processing vessel 10, and a series of plasma film forming processes are completed.

이상의 실시형태에 따르면, 지지부(45)의 지지면(82)과 비접촉면(84) 사이의 코너부(85)의, 유전체창(41)을 가로지르는 각도(θ)가 180도 이하이기 때문에, 유전체창(41)과 지지부(45) 및 처리 공간(P)의 계면 근방에 있어서의 전계 강도를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 이 계면 근방에서의 이상 방전을 방지할 수 있다.According to the above embodiment, since the angle? Of the corner portion 85 between the support surface 82 of the support portion 45 and the non-contact surface 84 across the dielectric window 41 is 180 degrees or less, The electric field strength in the vicinity of the interface between the dielectric window 41 and the supporting portion 45 and the processing space P can be suppressed to a low level. Therefore, it is possible to prevent an abnormal discharge in the vicinity of this interface.

이상의 실시형태에서는, 돌기부(83)는 유전체창(41)의 피지지부(81)의 선단과 접하도록 설정되어 있지만, 돌기부(83)와 피지지부(81)는 반드시 접하고 있을 필요는 없고, 예컨대 도 8에 나타내는 바와 같이, 돌기부(83)와 피지지부(81) 사이에 소정 간격의 간극(G)이 형성되어 있어도 좋다. 전술한 도 7에 나타내는 시뮬레이션 결과와 같이, 각도(θ)를 180도 이하로 함으로써, 코너부(85)에 근접할수록 전계 강도가 저하한다. 그 때문에, 유전체창(41), 지지부(45) 및 처리 공간(P)의 계면 근방에서의 이상 방전을 방지한다고 하는 관점에서는, 코너부(85) 근방의, 이상 방전을 방지할 수 있는 정도로 전계 강도가 저하한 영역 내에, 피지지부(81)에 있어서의 수직 하강부(80)측과 반대측의 선단부가 위치하는 것이 좋다. 또한, 코너부(85) 근방의 전계 강도 분포는, 처리 용기(10)에 공급하는 마이크로파의 강도나 처리 용기(10) 내의 압력이라고 하는 여러 가지 조건에 따라 변화하기 때문에, 간극(G)을 형성하는 경우, 간극(G)의 간격은 이들 여러 가지 조건에 기초하여 적절하게 결정된다. 또한, 간극(G)의 간격이 과대해져, 피지지부(81)의 선단이 전계 강도가 저하하는 영역의 외부에 위치하게 되어도, 지지부(45)에 있어서의 접촉면(82)과, 경계(Q)를 사이에 둔 비접촉면(84)과의 사이의 각도가 예컨대 180도이면, 도 4에 나타내는 경우와 동일한 상태가 되기 때문에, 여전히 각도(θ)를 180도로 한 경우와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.Although the projection 83 is set so as to be in contact with the tip of the supported portion 81 of the dielectric window 41, the projection 83 and the supported portion 81 are not necessarily in contact with each other, A gap G may be formed between the projecting portion 83 and the supported portion 81 with a predetermined gap as shown in Figs. As shown in the simulation result shown in Fig. 7, when the angle? Is 180 degrees or less, the electric field intensity decreases as it gets closer to the corner portion 85. Fig. Therefore, from the viewpoint of preventing anomalous discharge in the vicinity of the interface between the dielectric window 41, the supporting portion 45 and the processing space P, it is possible to prevent the abnormal discharge in the vicinity of the corner portion 85, It is preferable that the distal end portion of the supported portion 81 on the side opposite to the vertical descending portion 80 is located in the region where the strength is lowered. The electric field intensity distribution in the vicinity of the corner portion 85 varies depending on various conditions such as the intensity of the microwave supplied to the processing vessel 10 and the pressure in the processing vessel 10, , The interval of the gap G is appropriately determined based on these various conditions. Even if the distance between the gaps G is excessively large and the tip of the supported portion 81 is positioned outside the region where the electric field intensity is lowered, Contact surface 84 sandwiched therebetween is the same as the case shown in Fig. 4, the same effect as in the case where the angle? Is still 180 degrees can be achieved.

또한, 이상 방전을 보다 확실하게 방지하기 위해, 예컨대 도 8에 나타내는 바와 같이, 지지부(45)의 돌기부(83)의 선단 부분이나 유전체창(41)의 피지지부(81)의 선단 부분을 곡면형으로 형성하여도 좋다.8, the tip end portion of the projection portion 83 of the support portion 45 and the tip end portion of the supported portion 81 of the dielectric window 41 are formed into a curved surface shape, for example, .

또한, 이상의 실시형태에서는, 예컨대 피지지부(81)의 상단면이 높이(H)의 돌기부(83)의 상단부보다 하방에 위치하도록 피지지부(81)의 두께(T)가 설정되어 있지만, 이러한 피지지부(81)의 두께(T)의 설정은, 전술한 시뮬레이션 결과로부터 얻어진, 전계 강도의 저하 정도가 코너부(85)와의 거리에 의존한다고 하는 지견에 기초하는 것이다. 즉, 피지지부(81)의 상단면이 돌기부(83)의 상단부보다 상방에 위치하여 코너부(85)와의 거리가 커져, 피지지부(81)의 특히 선단부가 전계 강도가 저하하는 영역의 외부에 위치하는 상태가 되면, 그 선단부에서 이상 방전이 발생해 버릴 가능성이 있지만, 피지지부(81)의 두께(T)를 작게 하여 상단면의 높이를 낮게 억제함으로써, 그와 같은 이상 방전을 방지할 수 있다.Although the thickness T of the supported portion 81 is set so that the upper end face of the supported portion 81 is located below the upper end of the protruding portion 83 of the height H in the above embodiment, The setting of the thickness T of the supporting portion 81 is based on the knowledge that the degree of decrease of the electric field strength obtained from the above simulation result depends on the distance from the corner portion 85. [ That is, the upper end face of the supported portion 81 is located above the upper end of the protruding portion 83 and the distance from the corner portion 85 is increased, so that the tip end of the supported portion 81, However, the thickness T of the supported portion 81 may be made smaller and the height of the upper end surface may be lowered to prevent such an abnormal discharge. In this case, have.

또한, 돌기부(83)의 높이(H)의 설정에 있어서는, 유전체창(41)의 하면과의 사이에 소정의 간격을 확보하도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대 본 실시형태와 같이 마이크로파의 주파수가 2.45 ㎓인 경우, 플라즈마의 전자밀도는 약 7.5×1010/㎤라고 하는 고밀도이며, 이 고전자밀도의 플라즈마는 마이크로파를 차폐하는 효과를 갖는다. 따라서, 지지부(45)와 유전체창(80)으로 둘러싸인 공간 내에, 마이크로파의 차폐에 충분할 정도의 플라즈마가 존재할 수 있도록, 돌기부(83)의 상단부와 유전체창(41)의 하면과의 사이에 소정의 간극을 확보함으로써, 마이크로파의 진입을 억제하여 결과적으로 지지부(45)와 유전체창(80)으로 둘러싸인 공간 내의 전계 강도를 저하시킬 수 있다.In setting the height H of the projection 83, it is preferable to secure a predetermined gap between the lower surface of the dielectric window 41 and the lower surface. For example, when the frequency of the microwave is 2.45 GHz as in the present embodiment, the plasma has a high density of about 7.5 10 10 / cm 3, and the plasma with high electron density has the effect of shielding the microwave. A predetermined space is formed between the upper end of the protrusion 83 and the lower surface of the dielectric window 41 so that plasma sufficient for shielding the microwave can be present in the space surrounded by the support 45 and the dielectric window 80. [ By securing the gap, entry of the microwaves can be suppressed, and as a result, the electric field strength in the space surrounded by the supporting portion 45 and the dielectric window 80 can be lowered.

이상의 실시형태에서는, 본 발명을 성막 처리를 행하는 플라즈마 처리에 적용하였지만, 본 발명은 성막 처리 이외의 기판 처리, 예컨대 에칭 처리나 스퍼터링을 행하는 플라즈마 처리에도 적용할 수 있다.In the above embodiment, the present invention is applied to the plasma processing for performing the film forming process, but the present invention can also be applied to the substrate processing other than the film forming processing, for example, the plasma processing for performing the etching treatment or the sputtering.

또한, 본 발명의 플라즈마 처리로 처리되는 기판은, 반도체 웨이퍼, 유기 EL 기판, FPD(플랫 패널 디스플레이)용의 기판 등 중 어느 것이어도 좋다.The substrate to be processed by the plasma treatment of the present invention may be any of a semiconductor wafer, an organic EL substrate, a substrate for an FPD (flat panel display), and the like.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 플라즈마 처리 장치 10: 처리 용기
40: 레이디얼 라인 슬롯 안테나 41: 유전체창
42: 슬롯판 45: 지지부
80: 수직 하강부 81: 피지지부
82: 지지면 83: 돌기부
84: 비접촉면 85: 코너부
P: 처리 공간 Q: 경계
W: 웨이퍼1: plasma processing apparatus 10: processing vessel
40: Radial line slot antenna 41: Dielectric window
42: Slot plate 45: Support
80: vertically descending portion 81:
82: Support surface 83:
84: non-contact surface 85: corner portion
P: processing space Q: boundary
W: Wafer

Claims (4)

안테나 부재를 통해 처리 용기 내에 도입된 마이크로파에 의해 상기 처리 용기의 처리 공간 내에 플라즈마를 생성하여, 피처리체에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
상기 처리 용기의 상부의 개구부를 밀봉하도록 마련되며, 상기 처리 용기 내에 마이크로파를 투과시키는 유전체창과,
상기 처리 용기 내에서 상기 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지부
를 가지고,
상기 지지부는, 상기 유전체창의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지면과, 상기 지지면과 연속하는 면이며 또한 상기 유전체창과 접하지 않는 비접촉면과의 사이의, 상기 유전체창을 가로지르는 각도가 180도 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.1. A plasma processing apparatus for generating plasma in a processing space of a processing vessel by microwaves introduced into a processing vessel via an antenna member and performing plasma processing on an object to be processed,
A dielectric window that is provided to seal an opening portion of the upper portion of the processing vessel,
And a support portion for supporting a peripheral edge portion of the dielectric window in the processing vessel,
Lt; / RTI &
Wherein the support portion has a support surface for supporting the periphery of the dielectric window and an angle of 180 degrees or less across the dielectric window between a surface continuous with the support surface and a non-contact surface not in contact with the dielectric window Wherein the plasma processing apparatus is a plasma processing apparatus. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 상기 처리 용기의 내방을 향하여 돌출하여 마련되고,
상기 지지면의 상면에는, 상방을 향하여 돌출하는 돌기부가 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.2. The process cartridge according to claim 1, wherein the support surface is provided so as to project toward the inside of the processing container,
And a protruding portion protruding upward is provided on the upper surface of the support surface. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유전체창의 바깥 둘레 가장자리부에는 수직 하강부가 형성되고,
상기 유전체창은, 상기 수직 하강부가 상기 지지면과 접촉함으로써 상기 지지부에 지지되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The dielectric window according to claim 1 or 2, wherein the dielectric window is formed with a vertically descending portion at an outer periphery thereof,
Wherein the dielectric window is supported by the support portion by contacting the vertical downward portion with the support surface. 제2항에 있어서, 상기 유전체창의 바깥 둘레 가장자리부에는 수직 하강부가 형성되고,
상기 수직 하강부의 하단에는, 상기 처리 용기의 내방을 향하여 접어 꺾여서 돌출한 피지지부가 형성되며,
상기 유전체창은, 상기 피지지부가 상기 지지면과 접촉함으로써 상기 지지부에 지지되고,
상기 피지지부의 상단면은 상기 돌기부의 상단면보다 낮은 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The plasma display panel of claim 2, wherein the dielectric window has a vertically downward portion formed on an outer peripheral portion thereof,
Wherein a bottom portion of the vertically downward portion is formed with a projected portion bent inward toward the inside of the processing container,
The dielectric window is supported by the supporting portion by contacting the supported portion with the supporting surface,
And the upper end surface of the supported portion is lower than the upper end surface of the protruding portion.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170824A (en) 2000-12-04 2002-06-14 Tokyo Electron Ltd Plasma-processing apparatus
KR20070108929A (en) * 2005-03-04 2007-11-13 동경 엘렉트론 주식회사 Microwave plasma processing device

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