明細書 プラズマ処理装置 技術分野 Description Plasma processing equipment Technical field
本発明は、 プラズマ処理装置に関する。 背景技術 The present invention relates to a plasma processing apparatus. Background art
プラズマ処理を半導体基板及ぴ液晶基板等に施す際には、 プラズマを用いて所 定の処理を行うプラズマ処理装置が使用される。 プラズマ処理装置としては、 例 えば、 基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装置、 及び、 C V D (Chemical Vapor Deposition)処理を施すプラズマ C V D装置等が挙げられる。 プ ラズマ処理装置の中でも、 平行平板型プラズマ処理装置は処理を均一に行うこと 'ができ、 また、 装置の構成が比較的簡易であることから、 広く使用されている。 When performing plasma processing on a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, or the like, a plasma processing apparatus that performs predetermined processing using plasma is used. Examples of the plasma processing apparatus include a plasma etching apparatus for performing an etching process on a substrate, a plasma CVD apparatus for performing a CVD (Chemical Vapor Deposition) process, and the like. Among the plasma processing apparatuses, the parallel plate type plasma processing apparatus is widely used because it can perform the processing uniformly and the configuration of the apparatus is relatively simple.
平行平板型プラズマ処理装置は、 互いに平行に対向する 2つの電極平板が上下 に設置された真空容器 (チャンバ) を備える。 一方の電極平板 (下部電極) は、 載置台を備え、 被処理体を載置可能に構成されている。 他方の電極平板 (上部電 極) は、 下部電極と対向する面上に、 多数のガス穴を有する電極板を備える。 上 部電極は処理ガスの供給源に接続されている。 供給源からの処理ガスは、 電極板 のガス穴を介して、 上部電極と下部電極との間の空間 (プラズマ発生空間) に供 給される。 The parallel plate type plasma processing apparatus is provided with a vacuum vessel (chamber) in which two electrode plates facing each other in parallel are installed vertically. One electrode plate (lower electrode) has a mounting table, and is configured to be able to mount an object to be processed. The other electrode plate (upper electrode) includes an electrode plate having a number of gas holes on a surface facing the lower electrode. The upper electrode is connected to a processing gas supply. The processing gas from the supply source is supplied to a space (plasma generation space) between the upper electrode and the lower electrode through a gas hole in the electrode plate.
供給された処理ガスのプラズマは、 上部電極に高周波電力を印加することによ つて生成される。 生成されたプラズマは、 上部電極に印加される高周波電力より .も低レ、周波数の交流電力を印加される下部電極付近に引き込まれる。 下部電極上 に載置された被処理体は、 この引き込まれたプラズマによって、 所定の処理を施 される。 The plasma of the supplied processing gas is generated by applying high frequency power to the upper electrode. The generated plasma is drawn near the lower electrode to which AC power having a frequency lower than that of the high-frequency power applied to the upper electrode is applied. The target object placed on the lower electrode is subjected to a predetermined process by the drawn plasma.
また、 真空容器の上には、 上部電極を支持する電極筐体が設置されている。 電 極筐体は、 高周波電力が接地へと帰還する際に流れる外導体としても機能する。 さらに、 電極筐体の上には、 インピーダンス整合器が設置されている。 電極筐体
と整合器とは、 それぞれ独立した金属製の筐体を備えている。 これらの金属筐体 の接触面には開口が形成されており、 この開口には、 給電棒が配置されている。 高周波発振装置からの高周波電力は、この給電棒を介して上部電極に供給される。 また、 電極筐体の内部には、 処理ガスを供給するためのガス供給管と、 上部電 極の温度を制御するための冷媒を上部電極内に流通させるための冷媒供給管及ぴ 冷媒排出管と、 が設置されている。 An electrode housing that supports the upper electrode is installed above the vacuum vessel. The electrode housing also functions as an outer conductor that flows when high-frequency power returns to ground. In addition, an impedance matching device is installed on the electrode housing. Electrode housing And the matching box have independent metal casings. An opening is formed in the contact surface of these metal housings, and a power supply rod is arranged in this opening. High-frequency power from the high-frequency oscillator is supplied to the upper electrode via the power supply rod. Further, inside the electrode housing, a gas supply pipe for supplying a processing gas, a refrigerant supply pipe and a refrigerant discharge pipe for flowing a refrigerant for controlling the temperature of the upper electrode through the upper electrode. And are installed.
また、 電極筐体の内部には、 高周波電力から直流成分を抽出するための低周波 濾波器及び対向電極 (例えば下部電極) に印加される電力の周波数を仮想接地す るためのトラップ回路等の高周波回路も収納される。 Also, inside the electrode housing, there are a low-frequency filter for extracting the DC component from the high-frequency power and a trap circuit for virtually grounding the frequency of the power applied to the counter electrode (for example, the lower electrode). A high frequency circuit is also housed.
以上のように、電極筐体内に複数の構造物が収納されたプラズマ処理装置には、 以下に示すような種々の問題点がある。 As described above, the plasma processing apparatus in which a plurality of structures are housed in the electrode housing has various problems as described below.
まず、電極筐体の内部に構造物があると、外導体内部の高周波電磁界が乱れる。 高周波電磁界が乱れると、 発生するプラズマの対称性が損なわれる。 即ち、 真空 容器内で発生するプラズマの分布が不均一になる。 そして、 プラズマの分布が不 均一になると、 1枚の被処理体 (ウェハ) に形成される各素子の品質にばらつき が生じる。 First, if there is a structure inside the electrode housing, the high-frequency electromagnetic field inside the outer conductor is disturbed. When the high-frequency electromagnetic field is disturbed, the symmetry of the generated plasma is lost. That is, the distribution of the plasma generated in the vacuum vessel becomes uneven. When the distribution of the plasma becomes non-uniform, the quality of each element formed on one object (wafer) varies.
また、 上記したように、 電極筐体と整合器とは、 それぞれ独立した筐体を備え ているので、 高周波電力の帰還経路が長い。 高周波電力の帰還経路が長いと、 ィ ンピーダンスが高く、 プラズマを生成するために供給される高周波電力の損失が 大きい。 即ち、 上部電極への高周波電力の供給量が低い。 Further, as described above, since the electrode casing and the matching box are provided with independent casings, respectively, the return path of the high-frequency power is long. If the return path of the high-frequency power is long, the impedance is high, and the loss of the high-frequency power supplied to generate plasma is large. That is, the supply amount of the high frequency power to the upper electrode is low.
また、 電極筐体に複数の構造物が収納されると、 高周波回路の設置場所を確保 するのが困難になる。 特に、 高周波回路を構成する空芯コイルの容積及ぴ寸法は 大きく、 一定のスペースを要する。 また、 高周波回路が、 他の構造物の設置を困 難にすることもある。 In addition, when a plurality of structures are stored in the electrode housing, it is difficult to secure a place for installing a high-frequency circuit. In particular, the air-core coil constituting the high-frequency circuit has a large volume and a large size, and requires a certain space. High frequency circuits can also make it difficult to install other structures.
また、 インピーダンス整合が取れていないと、 高周波電力の供給によって反射 波が発生する。 この反射波は、 高周波発振装置に戻って電圧上昇や、 高周波電力 の損失を増大させるといった不都合を招き、 高周波発振装置に重大な影響を及ぼ す。 If the impedance is not matched, the supply of high-frequency power generates reflected waves. This reflected wave returns to the high-frequency oscillator and causes inconveniences such as an increase in voltage and an increase in loss of high-frequency power.
反射波の大きさが規定値を超えた場合には、 高周波出力を垂下させたり、 高周
波電力の出力を一時的に停止させたりすることによって高周波発振装置を保護す ることができる。 し力 し、 このような方法では、 プラズマの発生が不安定になつ たり、 プラズマが消失してしまう場合がある。 このため、 ウェハの品質に大きな 影響を及ぼす場合がある。 If the magnitude of the reflected wave exceeds the specified value, drop the high-frequency output or By temporarily stopping the output of the wave power, the high-frequency oscillator can be protected. However, in such a method, the generation of the plasma may become unstable or the plasma may disappear. This can have a significant effect on wafer quality.
本発明は、 以上のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 高品質のゥェ ハを安定して実現可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above conventional problems, and has as its object to provide a plasma processing apparatus capable of stably realizing a high-quality wafer.
また、 本発明は、 発生するプラズマを均一に分布させることが可能なプラズマ 処理装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of uniformly distributing generated plasma.
また、 本発明は、 電流の帰還経路を短いプラズマ処理装置を提供することを目 的とする。 Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus having a short current return path.
また、 本発明は、 プラズマ生成用電極を支持する筐体内の構造物の設置場所を 容易に確保することが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。 また、 本発明は、 プラズマを安定して発生させることが可能なプラズマ処理装 置を提供することを目的とする。 発明の開示 Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of easily securing a place for installing a structure in a housing that supports a plasma generation electrode. Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of stably generating plasma. Disclosure of the invention
上記目的を達成するために、本発明の第 1の観点にかかるプラズマ処理装置は、 プラズマを閉じ込めるための容器 (11) と、 前記容器 (11) 内に配置され、 前記プラズマを生成するための電力が印加される電極 (14) と、 前記電力を供 給する電力源 (23) と、前記電力源(23) からの前記電力を前記電極(14) に供給するための内導体 (21) と、 前記内導体を囲む外導体 (17) と、 を備 えたプラズマ処理装置において、 前記容器 (11)、 前記内導体 (21)、 及ぴ、 前記外導体 (17) は、 前記電極 (14) の中心を通り、 該電極 (14) に垂直 な中心軸に対して対称な形状を有する、 ことを特徴とする。 前記外導体 (17) 内に、 前記中心軸に対して対称となるように設置された複 数の構造物 (28, 29, 30, 31) をさらに備え、 前記複数の構造物のうち の少なくとも 1つは、他の構造物のうちの 1つと同一形状を有する模擬構造物( 2 9) であってもよい。
前記模擬構造物 (29) は、 前記他の構造物のうちの 1つと同一の材質から構 成されていてもよい。 本発明の第 2の観点にかかるプラズマ処理装置は、 内部でプラズマが生成され る容器 (1 1) 内に配置される電極 (1 4) と、 前記プラズマを生成する.ための 電力を供給する電力源(23) と、前記電力源(2 3)からの電力を前記電極(1 4) に供給するための電送線 (7 1) と、 前記容器 (1 1) 上に設置され、 前記 電極 (1 4) を支持する電極筐体 (1 7) と、 前記電極筐体 (1 7) 上に設置さ れ、 前記電極 (1 4) と前記伝送線 (7 1) との間のインピーダンス整合を行う 整合器 (1 9) と、 を備えた'プラズマ処理装置において、 前記電極筐体 (1 7) は、 天井板 (1 8) を備え、 前記天井板 (1 8) は、 前記整合器 (1 7) の床板 を兼ねている、 ことを特徴とする。 本発明の第 3の観点にかかるプラズマ処理装置は、 内部でプラズマが生成され る容器(1 1) と、前記プラズマを生成するための電力を供給される電極(1 4) と、 前記電極 (1 4) に前記電力を供給する電力源 (2 3) と、 前記電極 (1 4) に供給される前記電力に所定の処理を施す処理回路 (50) と、 内部をガスが流 通する管 (28) と、 を備えるプラズマ処理装置において、 前記管 (2 8) は、 コイル状に形成され、 その一端が前記電極 (1 4) に電気的に接続され、 前記処 理回路 (50) の一部を構成する、 ことを特徴とする。 前記管 (2 8) は、 前記容器 (1 1) の外部から内部に処理ガスを供給するた めのガス供給管であってもよい。 前記処理回路 (50) は、 フィルタ回路であり、 前記管 (2 8) は、 前記フィ ルタ回路を構成するコイル素子として用いられてもよい。 前記処理回路 (50) は、 トラップ回路であり、 前記管 (28) は、 前記トラ
ップ回路を構成するコイルとして用いられてもよい。 前記容器 (11) の上に設置され、 前記電極 (28) を支持する筐体 (17) をさらに備え、 前記処理回路 (50) は、 前記筐体 (17) 内に設置されていて あよい。 本発明の第 4の観点にかかるプラズマ処理装置は、 内部でプラズマが生成され る容器 (11) 内に設置される電極 (14) と、 前記プラズマを生成するための 電力を供給する電力源(23) と、前記電力源(23) からの電力を前記電極(1 4) に供給するための伝送線 (21) と、前記電極 (14) と前記伝送線(21) との間のインピーダンス整合を行う整合器 (19) と、 を備えるプラズマ処理装 置において、 前記電力の供給により生じる反射波が前記電力源 (23) に伝送さ れることを防止する防止器 (61) を備える、 ことを特徴とする。 前記防止器 (61) は、 複数の入出力ポートを有するサーキユレータから構成 され、 前記複数の入出力ポートのうちの 1つは接地されており、 前記サーキユレ ータは、 前記反射波を接地へと送出してもよい。 前記防止器 (61) は、 前記反射波の強度に応じて、 該反射波の前記接地への 送出量を制御してもよい。 図面の簡単な説明 In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to a first aspect of the present invention comprises: a container (11) for confining plasma; and a container (11) disposed in the container (11) for generating the plasma. An electrode (14) to which power is applied, a power source (23) for supplying the power, and an inner conductor (21) for supplying the power from the power source (23) to the electrode (14) And an outer conductor (17) surrounding the inner conductor, wherein the container (11), the inner conductor (21), and the outer conductor (17) include the electrode (14). ), And has a shape symmetrical with respect to a central axis perpendicular to the electrode (14). The outer conductor (17) further includes a plurality of structures (28, 29, 30, 31) installed symmetrically with respect to the central axis, and at least one of the plurality of structures One may be a simulated structure (29) having the same shape as one of the other structures. The simulated structure (29) may be made of the same material as one of the other structures. A plasma processing apparatus according to a second aspect of the present invention includes: an electrode (14) disposed in a container (11) in which plasma is generated; and an electric power supply for generating the plasma. A power source (23); a power transmission line (71) for supplying power from the power source (23) to the electrode (14); and An electrode housing (17) supporting the (14); and an impedance matching between the electrode (14) and the transmission line (71), which is installed on the electrode housing (17). And a matching device (1 9), wherein the electrode housing (17) includes a ceiling plate (18), and the ceiling plate (18) includes the matching device. (17) It also serves as a floor plate. A plasma processing apparatus according to a third aspect of the present invention includes a container (11) in which plasma is generated, an electrode (14) to which power for generating the plasma is supplied, and an electrode (14). A power source (23) for supplying the power to the electrode (14), a processing circuit (50) for performing a predetermined process on the power supplied to the electrode (14), and a pipe through which gas flows. (28) In the plasma processing apparatus comprising: the tube (28) is formed in a coil shape, one end of which is electrically connected to the electrode (14); A part thereof. The pipe (28) may be a gas supply pipe for supplying a processing gas from outside to inside of the container (11). The processing circuit (50) may be a filter circuit, and the tube (28) may be used as a coil element constituting the filter circuit. The processing circuit (50) is a trap circuit, and the pipe (28) is a trap circuit. It may be used as a coil constituting a flip-flop circuit. A housing (17) installed on the container (11) and supporting the electrode (28) may be further provided, and the processing circuit (50) may be installed in the housing (17). . A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes: an electrode (14) provided in a container (11) in which plasma is generated; and a power source ( 23), a transmission line (21) for supplying power from the power source (23) to the electrode (14), and impedance matching between the electrode (14) and the transmission line (21). A plasma processing apparatus comprising: a matching device (19) for performing the following; and a preventer (61) for preventing a reflected wave generated by the supply of the power from being transmitted to the power source (23). Features. The preventer (61) is constituted by a circulator having a plurality of input / output ports, one of the plurality of input / output ports is grounded, and the circulator is configured to transfer the reflected wave to ground. May be sent. The preventer (61) may control the amount of the reflected wave sent to the ground according to the intensity of the reflected wave. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係るプラズマ CVD装置の構成を示す部 分断面図である。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a plasma CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図 2は、 図 1の電極筐体等の内部を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the electrode housing and the like in FIG.
図 3は、 電極筐体の内部を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing the inside of the electrode housing.
図 4は、 第 2の実施の形態に係るプラズマ C V D装置の電極筐体等の内部を示 す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the inside of an electrode housing and the like of the plasma CVD device according to the second embodiment.
図 5は、 図 4の拡大断面図である。
図 6は、 従来のプラズマ CVD装置の電極筐体等の内部を示す断面図である。 図 7は、 図 6の拡大断面図である。 FIG. 5 is an enlarged sectional view of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the inside of an electrode housing and the like of a conventional plasma CVD apparatus. FIG. 7 is an enlarged sectional view of FIG.
図 8は、 第 3の実施の形態に係るプラズマ C V D装置の電極筐体の内部を示す 断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing the inside of the electrode housing of the plasma CVD device according to the third embodiment.
図 9 Aは、 図 8に示す電極筐体内に設置される高周波回 §の具体的な構成を示 す図である。 図 9Bは、 図 9 Aに示す高周波回路の等価回路である。 FIG. 9A is a diagram showing a specific configuration of a high-frequency circuit installed in the electrode housing shown in FIG. FIG. 9B is an equivalent circuit of the high-frequency circuit shown in FIG. 9A.
図 10は、 第 4の実施の形態に係るプラズマ CVD装置の構成を示す説明図で める。 . FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a plasma CVD apparatus according to the fourth embodiment. .
図 11は、 従来のプラズマ CVD装置の構成を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional plasma CVD apparatus. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置について、 以下図面を参照して 説明する。 以下では、 プラズマ処理装置として、 プラズマ CVD (Chemical Vapor Deposition)装置を例にとつて説明する。 Hereinafter, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus will be described as an example of the plasma processing apparatus.
(第 1の実施の形態) (First Embodiment)
第 1の実施の形態に係るプラズマ CVD装置は、 上部電極を支持する電極筐体 内部の高周波電磁界が電極筐体内に設置される構造物によって乱されないような 構成を有する。 The plasma CVD apparatus according to the first embodiment has a configuration in which a high-frequency electromagnetic field inside an electrode housing supporting an upper electrode is not disturbed by a structure installed in the electrode housing.
第 1の実施の形態に係るプラズマ CVD装置 1の構成を図 1に示す。 FIG. 1 shows a configuration of a plasma CVD apparatus 1 according to the first embodiment.
第 1の実施の形態に係るプラズマ CVD装置 1は、 上下に平行に対向する電極 を有する、 いわゆる平行平板型プラズマ処理装置であり、 被処理体である半導体 ウェハ (以下、 「ウェハ」 と記す。) の表面に S i〇F膜等を成膜する。 A plasma CVD apparatus 1 according to the first embodiment is a so-called parallel plate type plasma processing apparatus having vertically and vertically opposed electrodes, and is a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a “wafer”) as an object to be processed. ) A Si〇F film or the like is formed on the surface of.
プラズマ CVD装置 1は、 真空容器 (チャンバ) 11と、 ポンプ 12と、 を備 える。 ' The plasma CVD apparatus 1 includes a vacuum vessel (chamber) 11 and a pump 12. '
ポンプ 12としては、 ターボ分子ポンプ等が用いられる。 ポンプ 12は、 真空 容器 11内のガスを排気して、 真空容器 11内に所定の減圧雰囲気を生成する。 具体的には、 ポンプ 12は、 真空容器 11内の圧力を、 例えば、 0. 01 P a以 下の所定の圧力に設定する。 As the pump 12, a turbo molecular pump or the like is used. The pump 12 exhausts the gas in the vacuum vessel 11 to generate a predetermined reduced-pressure atmosphere in the vacuum vessel 11. Specifically, the pump 12 sets the pressure in the vacuum vessel 11 to a predetermined pressure of, for example, 0.01 Pa or less.
1の側部には、 シャッター 13が設けられている。
真空容器 1 1の内部には、 上部電極 1 4と、 下部電極 1 5と、 が配置される。 下部電極 1 5は、 高い融点を有する導体,、 たとえばモリプデン等より構成され ている。 ウェハは、 下部電極 1 5の上に絶縁材等 (図示せず) を介して載置され る。 下部電極 1 5の下には、 たとえばニクロム線より構成されているヒータ (図 示せず) が配置される。 また、 下部電極 1 5内には、 下部電極 1 5の温度を制御 するための冷媒が流通する流路 (図示せず) が設けられている。 On one side, a shutter 13 is provided. Inside the vacuum vessel 11, an upper electrode 14 and a lower electrode 15 are arranged. The lower electrode 15 is made of a conductor having a high melting point, such as molybdenum. The wafer is placed on the lower electrode 15 via an insulating material or the like (not shown). Below the lower electrode 15, a heater (not shown) composed of, for example, a nichrome wire is arranged. Further, a flow path (not shown) through which a refrigerant for controlling the temperature of the lower electrode 15 flows is provided in the lower electrode 15.
上部電亟 1 4は、 下部電極 1 5に平行に対向するように配置され、 絶縁材 1 6 を介して、 円柱状の電極筐体 1 7によって支持されている。 電極筐体 1 7の上に は、 上蓋 1 8が被せられている。 尚、 電極筐体 1 7は、 上部電極 1 4に印力 Bされ る高周波電力が接地へと帰還するための外導体としても機能する。 The upper electrode 14 is disposed so as to face the lower electrode 15 in parallel, and is supported by the columnar electrode housing 17 via the insulating material 16. An upper lid 18 is placed on the electrode housing 17. The electrode housing 17 also functions as an outer conductor for returning the high-frequency power applied to the upper electrode 14 to the ground.
プラズマ C V D装置 1は、 2周波励起方式を採用している。 即ち、 プラズマ C VD装置 1は、 上部電極 1 4に高周波電力を供給するための高周波発振装置 2 3 と、 下部電極 1 5に高周波電力を供給するための高周波発振装置 2 4と、 を備え る。 The plasma CVD device 1 employs a two-frequency excitation method. That is, the plasma C VD device 1 includes a high-frequency oscillator 23 for supplying high-frequency power to the upper electrode 14 and a high-frequency oscillator 24 for supplying high-frequency power to the lower electrode 15. .
高周波発振装置 2 3は、 1 3〜1 5 0 MH zの高周波電力を出力する装置であ る。 高周波発振装置 2 3が出力する高周波電力は、 上部電極 1 4と下部電極 1 5 との間に高周波電界を発生させ、 処理ガスのブラズマを生成するために用いられ る。 The high-frequency oscillator 23 is a device that outputs high-frequency power of 13 to 150 MHz. The high-frequency power output from the high-frequency oscillator 23 generates a high-frequency electric field between the upper electrode 14 and the lower electrode 15 and is used for generating plasma of the processing gas.
高周波発振装置 2 4は、 0 . 1〜1 3 MH zの高周波電力を出力する装置であ る。 高周波発信装置 2 4が出力する高周波電力は、 プラズマ中のイオンを下部電 極 1 5の近傍へ引き込み、 ウェハ表面近傍のイオンエネルギーを制御するために 用いられる。 The high-frequency oscillator 24 is a device that outputs high-frequency power of 0.1 to 13 MHz. The high-frequency power output from the high-frequency transmitting device 24 is used to draw ions in the plasma to the vicinity of the lower electrode 15 and control the ion energy near the wafer surface.
尚、 高周波発振装置 2 3, 2 4は、 プラズマ C V D装置 1の接地に接続されて いる。 伹し、 プラズマ C V D装置 1の接地を大地接地に接続することもできる。 上蓋 1 8の上と真空容器 1 1の側部とには、 それぞれ、 整合器 1 9, 2 0が配 置されている。 整合器 1 9, 2 0は、 電極 1 4, 1 5と伝送線 7 1, 7 2とのィ ンピーダンス整合を行うことにより、 反射波による定在波の発生を防止する。 上蓋 1 8は開口 1 8 aを有し、 この開口 1 8 aに給電棒 2 1が配置される。 ま た、 下部電極 1 5と整合器 2 0との間にも給電棒 2 2が介揷されている。 給電棒
2 1, 2 2は、 それぞれ、 上部電極 1 4、 下部電極 1 5に高周波電力を供給する 内導体となる。 The high-frequency oscillators 23 and 24 are connected to the ground of the plasma CVD device 1. However, the ground of the plasma CVD apparatus 1 can be connected to the earth ground. Matching devices 19 and 20 are arranged on the upper lid 18 and on the side of the vacuum vessel 11, respectively. The matching devices 19 and 20 prevent the generation of standing waves due to reflected waves by performing impedance matching between the electrodes 14 and 15 and the transmission lines 71 and 72. The upper cover 18 has an opening 18a, and the power supply rod 21 is arranged in the opening 18a. In addition, a power supply rod 22 is also provided between the lower electrode 15 and the matching box 20. Feeding rod 21 and 22 are inner conductors for supplying high-frequency power to the upper electrode 14 and the lower electrode 15, respectively.
整合器 1, 9は、 図 2に示すように、 整合回路 2 5を内蔵している。 尚、 整合器 2 0にも、 同じような整合回路が内蔵されている。 また、.整合器 1 9内には、 給 電棒 2 1と整合回路 2 5とを電気的に接続する接続部 2 6が設けられている。 給 電棒 2 1の一端は、 接続部 2 6を介して整合回路 2 5に接続され、 他端は、 上部 電極 1 4に接続されている。 これにより、 高周波発振装置 2 3からの高周波電力 は、 整合回路 2 5及び給電棒 2 1を介して上部電極 1 4に供給される。 なお、 整 合器 1 9の筐体は、 上部電極 1 4に印加される高周波電力が接地へと帰還するた めの外導体としても機能する。 The matching devices 1 and 9 include a matching circuit 25 as shown in FIG. Note that the matching device 20 also has a similar matching circuit built therein. In the matching device 19, a connecting portion 26 for electrically connecting the power supply rod 21 and the matching circuit 25 is provided. One end of the power supply rod 21 is connected to the matching circuit 25 via the connection part 26, and the other end is connected to the upper electrode 14. Thus, the high-frequency power from the high-frequency oscillator 23 is supplied to the upper electrode 14 via the matching circuit 25 and the power supply rod 21. The casing of the matching box 19 also functions as an outer conductor for returning the high-frequency power applied to the upper electrode 14 to the ground.
上部電極 1 4内には、 上部電極 1 4の温度を制御するための冷媒が流通する流 路 (図示せず) が設けられている。 また、 上部電極 1 4の内部には、 処理ガスを 拡散するための中空部 (図示せず) が形成されている。 また、 上部電極 1 4の下 部電極 1 5に対向する面上には、 アルミニウム等からなる電極板 2 7が備えられ ている。 電極板 2 7には、 上部電極 1 4の中空部とつながる複数のガス穴 2 7 a が形成されている。 A flow path (not shown) through which a refrigerant for controlling the temperature of the upper electrode 14 flows is provided in the upper electrode 14. Further, a hollow portion (not shown) for diffusing the processing gas is formed inside the upper electrode 14. Further, an electrode plate 27 made of aluminum or the like is provided on a surface facing the lower electrode 15 of the upper electrode 14. The electrode plate 27 has a plurality of gas holes 27 a connected to the hollow portion of the upper electrode 14.
電極筐体 1 7の内部には、 ガス供給管 2 8と、 模擬管 2 .9と、 が設置されてい る。 ガス供給管 2 8は、 外部の処理ガス供給源 (図示せず) からの処理ガスを、 上部電極 1 4の中空部に供給するために設置されている。 Inside the electrode housing 17, a gas supply pipe 28 and a simulation pipe 2.9 are provided. The gas supply pipe 28 is provided to supply a processing gas from an external processing gas supply source (not shown) to the hollow portion of the upper electrode 14.
処理ガス供給源からの処理ガスは、 ガス供給管 2 8を介して上部電極 1 4の中 空部に供給され、 中空部内で拡散され、 ガス穴 2 7 aからウェハに向けて吐出さ れる。 処理ガスとしては種々のものを採用することができる。 例えば、 S i O F 膜の成膜を行う場合であれば、 従来用いられている S i F 4、 S i H4、 02、 N F 3、 NH3ガスと希釈ガスとしての A rガスを用いることができる。 The processing gas from the processing gas supply source is supplied to the hollow portion of the upper electrode 14 via the gas supply pipe 28, diffused in the hollow portion, and discharged from the gas hole 27a toward the wafer. Various gases can be used as the processing gas. For example, in the case of performing film formation of S i OF film, using S i F 4, S i H 4, 0 2, NF 3, NH 3 gas and A r gas as a diluent gas conventionally used be able to.
模擬管 2 9は、 プラズマを均一に分布させるために設けられ、 ガス供給管 2 8 と同じ形状を有し、 同じ材質から形成されている。 伹し、 模擬管 2 9内には、 処 理ガス等は通らない。 The simulation tube 29 is provided for uniformly distributing the plasma, has the same shape as the gas supply tube 28, and is formed of the same material. However, the processing gas does not pass through the mock tube 29.
図 3は、 整合器 1 9と整合回路 2 5と接続部 2 6とを取り外し、 電極筐体.1 7 の内部を上から目視した状態を示す図である。 図 3に示すように、 電極筐体 1 7
の内部には、 ガス供給管 2 8及び模擬管 2 9の他に、 冷媒供給管 3 0と、 冷媒排 出管 3 1と; が設置されている。 FIG. 3 is a diagram showing a state in which the matching device 19, the matching circuit 25, and the connection portion 26 are removed, and the inside of the electrode housing .17 is viewed from above. As shown in Fig. 3, the electrode housing 17 In addition to the gas supply pipe 28 and the simulation pipe 29, a refrigerant supply pipe 30 and a refrigerant discharge pipe 31 are installed inside.
冷媒供給管 3 0は、 上部電極 1 4の温度を制御する冷媒を上部電極 1 4内に送 るための管であり、 冷媒排出管 3 1は、 上部電極 1 4内の冷媒を排出するための 管である。 冷媒供給管 3 0と冷媒排出管 3 1とは、 同じ形状を有し、 及び、 同じ 材質から形成されている。 The refrigerant supply pipe 30 is a pipe for sending the refrigerant for controlling the temperature of the upper electrode 14 into the upper electrode 14, and the refrigerant discharge pipe 31 is for discharging the refrigerant in the upper electrode 14. Tube. The refrigerant supply pipe 30 and the refrigerant discharge pipe 31 have the same shape and are formed of the same material.
図 3に示すように、 ガス供給管 2 8、 模擬管 2 9、 冷媒供給管 3 0、 及び、 冷 媒排出管 3 1は、 中心点 Oに対して対称となるように配置されている。 この中心 点 Oは、上部電極 1 4の中心を通り、上部電極 1 4に垂直な対称中心軸上にある。 本実施の形態では、 対称中心軸は、 真空容器 1 1、 上部電極 1 4、 及ぴ、 下部電 極 1 5のそれぞれの中心を通る。 As shown in FIG. 3, the gas supply pipe 28, the simulation pipe 29, the refrigerant supply pipe 30, and the refrigerant discharge pipe 31 are arranged symmetrically with respect to the center point O. The center point O passes through the center of the upper electrode 14 and is on the center axis of symmetry perpendicular to the upper electrode 14. In the present embodiment, the center axis of symmetry passes through the centers of the vacuum vessel 11, the upper electrode 14, and the lower electrode 15.
また、 電極筐体 1 7内の構造物 (ガス供給管 2 8、 模擬管 2 9、 冷媒供給管 3 0、 及び、 冷媒排出管 3 1 ) は、 同じ表面処理を施され、 同じ固定方法により設 置されている。 The structures inside the electrode housing 17 (gas supply pipe 28, simulation pipe 29, refrigerant supply pipe 30 and refrigerant discharge pipe 31) are subjected to the same surface treatment and are fixed by the same fixing method. is set up.
さらに、 電極筐体 1 7内に配置される高周波回路等も中心点 O (対称中心軸) に対して対称となるように配置される。 また、 真空容器 1 1、 電極筐体 1 7、 上 蓋 1 8、 整合器 1 9、 及び、 給電棒 2 1も中心点 O (対称中心軸) に対して対称 . 性を有する形状、 例えば円柱状に形成されている。 Furthermore, the high-frequency circuits and the like arranged in the electrode housing 17 are also arranged symmetrically with respect to the center point O (the center axis of symmetry). In addition, the vacuum vessel 11, the electrode housing 17, the top lid 18, the matching box 19, and the power supply rod 21 are also symmetrical with respect to the center point O (symmetric center axis), for example, a circle. It is formed in a column shape.
以上のように、 真空容器 1 1、 電極筐体 1 7、 上蓋 1 8、 整合器 1 9、 そして 電極筐体 1 7に内蔵されたすベての構造物は、 中心点 O (対称中心軸) を中心と . して対称となるように構成される。 As described above, all the structures built in the vacuum vessel 11, the electrode housing 17, the top lid 18, the matching box 19, and the electrode housing 17 are located at the center point O (the center axis of symmetry). ) Is configured to be symmetric about.
次に、 第 1の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1の動作を説明する。 Next, the operation of the plasma CVD apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
ウェハが下部電極 1 5上に載置されると、 ウェハは、 高温静電チャック (図示 せず) により静電吸着される。 次いで、 シャッター 1 3が閉じ、 真空容器' 1 1内 のガスはポンプ 1 2によって排気される。 これにより、 真空容器 1 1内は、 所定 の高真空状態 (例えば 0 . O l P a ) に設定される。 When the wafer is placed on the lower electrode 15, the wafer is electrostatically attracted by a high-temperature electrostatic chuck (not shown). Next, the shutter 13 is closed, and the gas in the vacuum vessel 11 is exhausted by the pump 12. As a result, the inside of the vacuum vessel 11 is set to a predetermined high vacuum state (for example, 0.1Pa).
この状態で、 下部電極 1 5に設けられた流路に冷媒が通流し、 下部電極 1 5の 温度が、 例えば、 5 0 °Cに制御される。 In this state, the refrigerant flows through the flow path provided in the lower electrode 15, and the temperature of the lower electrode 15 is controlled to, for example, 50 ° C.
その後、 処理ガス供給源から上部電極 1 4に、 処理ガス及ぴ希釈ガス (キヤリ
ァガス) 力 ガス供給管 2 8を介して、 所定の流量で供給される。 処理ガスは、 例えば S i F 4、 S i H4、 02、 N F 3、 NH 3ガスであり、 希釈ガスは、 例えば A rガスである。 After that, the processing gas and diluent gas (carry The gas is supplied at a predetermined flow rate via the gas supply pipe 28. Process gas, for example, S i F 4, S i H 4, 0 2, NF 3, NH 3 gas, diluent gas, for example, A r gas.
供給された処理ガスは、 上部電極 1 4内の中空部、 電極板 2 7のガス穴 2 7 a を経由して、 真空容器 1 1内に供給される。 この際、 処理ガス及びキャリアガス は、 電極板 2 7のガス穴 2 7 aからウェハに向けて均一に吐出される。 The supplied processing gas is supplied into the vacuum vessel 11 via the hollow portion in the upper electrode 14 and the gas hole 27 a of the electrode plate 27. At this time, the processing gas and the carrier gas are uniformly discharged from the gas holes 27a of the electrode plate 27 toward the wafer.
その後、 高周波発振装置 2 3は、 整合器 1 9、 給電棒 2 1を介して、 上部電極 1 4に高周波電力を印加する。 これにより、 上部電極 1 4と下部電極 1 5との間 に高周波電界が発生し、 供給された処理ガスのプラズマが生成される。 Thereafter, the high-frequency oscillator 23 applies high-frequency power to the upper electrode 14 via the matching box 19 and the power supply rod 21. As a result, a high-frequency electric field is generated between the upper electrode 14 and the lower electrode 15, and plasma of the supplied processing gas is generated.
他方、 高周波発振装置 2 4は、 整合器 2 0、 給電棒 2 2を介して、 下部電極 1 5に高周波電力を印加する。 これにより、 プラズマ中のイオンが下部電極 1 5の 近傍に引き込まれ、 ウェハ表面近傍のイオンエネルギーが制御される。 On the other hand, the high-frequency oscillator 24 applies high-frequency power to the lower electrode 15 via the matching box 20 and the feed rod 22. As a result, ions in the plasma are drawn into the vicinity of the lower electrode 15, and the ion energy near the wafer surface is controlled.
以上のような上下の電極 1 4、 1 5への高周波電力の印加により、 処理ガスの プラズマが生成され、 このプラズマによって生じるゥェハ表面での化学反応によ り、 ウェハの表面に S i O F膜が形成される。 The application of the high-frequency power to the upper and lower electrodes 14 and 15 generates a plasma of the processing gas, and a chemical reaction on the wafer surface generated by the plasma causes a Si OF film on the surface of the wafer. Is formed.
高周波発振装置 2 3からの高周波電力によって生じる電流は、 電極筐体 1 7の 内壁、 整合器 1 9の内壁を通って、 高周波発振装置 2 3の接地へと流れる。 .この 電流の帰還経路が、 対称中心軸に対して非対称であると、 真空容器 1 1内で発生 するプラズマの分布も不均一になる。 即ち、 プラズマが偏って分布してしまう。 The current generated by the high-frequency power from the high-frequency oscillator 23 flows through the inner wall of the electrode housing 17 and the inner wall of the matching device 19 to the ground of the high-frequency oscillator 23. If the current return path is asymmetric with respect to the central axis of symmetry, the distribution of plasma generated in the vacuum vessel 11 will also be uneven. That is, the plasma is unevenly distributed.
しかし、 上記したように、 真空容器 1 1、 電極筐体 1 7、 上蓋 1 8、 整合器 1 9、そして電極筐体 1 7に内蔵されたすベての構造物は、中心点 O (対称中心軸) に対して対称となるように構成されている。 この結果、 発生したプラズマは、 一 個所に偏らず、 対称中心軸を中心にして真空容器 1 1内で均一に分布する。 以上説明したように、 本実施の形態によれば、 電極筐体 1 7の内部に、 ガス供 給管 2 8と同じ形状、 同じ材質の模擬管 2 9が備えられ、 電極筐体 1 7内の構造 物が中心点 Oを中心にして対称となるように配置されている。 このため、 真空容 器 1 1内に発生するプラズマを均一に分布させることができる。 その結果、 ゥェ ハ上に形成される複数のチップ間で品質も均一となる。 However, as described above, the vacuum vessel 11, the electrode housing 17, the top lid 18, the matching box 19, and all the structures built into the electrode housing 17 have the center point O (symmetrical (Center axis). As a result, the generated plasma is not biased to one place and is uniformly distributed in the vacuum vessel 11 around the center axis of symmetry. As described above, according to the present embodiment, a simulation tube 29 having the same shape and the same material as the gas supply tube 28 is provided inside the electrode housing 17. Are arranged symmetrically about the center point O. Therefore, the plasma generated in the vacuum container 11 can be distributed uniformly. As a result, the quality is uniform among a plurality of chips formed on the wafer.
尚、 本実施の形態では、 模擬管 2 9を 1つだけ備える場合を示した。 しかし、
模擬管 2 9の数は、 1つには限定されず、 電極筐体 1 7内の構造物の数に応じて 変更することができる。 In this embodiment, the case where only one simulation tube 29 is provided is shown. But, The number of the simulation tubes 29 is not limited to one, and can be changed according to the number of structures in the electrode housing 17.
また、 模擬管 2 9を配置しなくても良い。 この場合、 ガス供給管 2 8、 冷媒供 給管 3 0、 及び、 冷媒排出管 3 1に、 それぞれ、 同一形状、 同一材質で形成され た管を使用し、 これらを中心点 Oに対して対称となるように 3方向に配置するよ うにしても良い。 Further, the simulation tube 29 need not be provided. In this case, the gas supply pipe 28, the refrigerant supply pipe 30 and the refrigerant discharge pipe 31 are made of the same shape and the same material, respectively, and are symmetric with respect to the center point O. It may be arranged in three directions so that
(第 2の実施の形態) (Second embodiment)
第 2の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1は、 電力損失を抑えるため、 上 部電極 1. 4 ·に印加される高周波電力の帰還経路が短くなるように構成されてい る。 The plasma CVD device 1 according to the second embodiment is configured such that the feedback path of the high-frequency power applied to the upper electrodes 1.4 is short in order to suppress power loss.
第 2の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1.の構成を図 4に示す。 FIG. 4 shows the configuration of a plasma CVD apparatus 1. according to the second embodiment.
第 2の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1には、 従来存在していた整合器 The plasma CVD device 1 according to the second embodiment includes a matching device conventionally existing.
1 9の底板がなく、 電極筐体 1 7の上蓋 1 8が整合器 1 9の底板を兼ねている。 図 5に示すように、 電極筐体 1 7の上蓋 1 8と密着する端面 1 7 aには、 溝 1 7 bが形成されている。 この溝 1 7 b内には、 弾性を有し、 高周波の漏洩を防止 するガスケット 4 2が配置される。 電極筐体 1 7と上蓋 1 8とがネジ等によって 締結されると、 ガスケット 4 2が変形し、 電極筐体 1 7と整合器 1 9との隙間を 塞ぐ。 There is no bottom plate 19, and the top cover 18 of the electrode housing 17 also serves as the bottom plate of the matching box 19. As shown in FIG. 5, a groove 17b is formed in an end face 17a in close contact with the upper lid 18 of the electrode housing 17. A gasket 42 having elasticity and preventing high-frequency leakage is disposed in the groove 17b. When the electrode housing 17 and the upper lid 18 are fastened by screws or the like, the gasket 42 is deformed, and the gap between the electrode housing 17 and the matching box 19 is closed.
また、 上蓋 1 8の整合器 1 9と密着する端面 1 8 bにも溝 1 8 cが形成されて いる。 この溝 1 8 c内には、 弾性を有し、 高周波の漏洩を防止するガスケット 4 3が配置される。 そして、 上蓋 1 8と整合器 1 9とがネジ等で締結されると、 ガ スケット 4 3が変形し、 上蓋 1 8と整合器 1 9との隙間を塞ぐ。 Also, a groove 18c is formed on an end face 18b of the upper cover 18 which is in close contact with the matching device 19. A gasket 43 having elasticity and preventing high-frequency leakage is arranged in the groove 18c. Then, when the upper cover 18 and the matching box 19 are fastened with screws or the like, the gasket 43 is deformed, and the gap between the top cover 18 and the matching box 19 is closed.
以上のようにして、 電極筐体 1 7及び整合器 1 9の内部が密閉される。 上部電 極 1 4に印加される高周波電力は、 図 5中の矢印 7 5で示すように、 電極筐体 1 7、 上蓋 1 8、 及び、 整合器 1 9の内壁を経由して、 高周波発振装置 2 3へと帰 還する。 As described above, the insides of the electrode housing 17 and the matching box 19 are sealed. The high-frequency power applied to the upper electrode 14 passes through the electrode housing 17, the top cover 18, and the inner wall of the matching box 19, as indicated by an arrow 75 in FIG. Return to device 23.
従来のプラズマ C V D装置では、図 6に示すように、整合器 1 9の底板 4 1が、 電極筐体 1 7の上蓋 1 8とは別に設けられている。 このため、 従来のプラズマ C V D装置では、 図 7の矢印 7 6で示すように、 上部電極 1 4に印加される高周波
電力は、 電極筐体 1 7、 上蓋 1 8を通った後、 整合器 1 9の底板 4 1を経由して 高周波発振装置 2 3に帰還する。 このように、 従来のプラズマ C V D装置では、 高周波電力の帰還経路が長い。 In the conventional plasma CVD apparatus, as shown in FIG. 6, the bottom plate 41 of the matching box 19 is provided separately from the top cover 18 of the electrode housing 17. For this reason, in the conventional plasma CVD apparatus, as shown by an arrow 76 in FIG. After passing through the electrode housing 17 and the upper lid 18, the power returns to the high-frequency oscillator 23 via the bottom plate 41 of the matching box 19. As described above, in the conventional plasma CVD apparatus, the return path of the high frequency power is long.
しかし、 本実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1では、 整合器 1 9の底板が なく、 上蓋 1 8が整合器 1 9の底板を兼ねている。 このため、 高周波電力の帰還 経路は従来のも'のよりも短い。 高周波電力の帰還経路が短いと、 インピーダンス が小さく、 その結果、 高周波電力の損失を小さく抑えることができる。 従って、 プラズマ C V D装置 1の動作が安定する。 However, in plasma CVD apparatus 1 according to the present embodiment, there is no bottom plate of matching box 19, and upper lid 18 also serves as the bottom plate of matching box 19. For this reason, the return path of the high-frequency power is shorter than the conventional one. If the high-frequency power return path is short, the impedance is small, and as a result, the loss of high-frequency power can be kept low. Therefore, the operation of the plasma CVD device 1 is stabilized.
(第 3の実施の形態) (Third embodiment)
第 3の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1は、 電極筐体 1 7の内部に設置 する構造物の設置場所を容易に確保するために、 構造物の 1つであるガス供給管 2 8をコイル素子として用いるようにしたものである。 In the plasma CVD apparatus 1 according to the third embodiment, a gas supply pipe 28, which is one of the structures, is provided in order to easily secure an installation place of the structure to be installed inside the electrode housing 17. This is used as a coil element.
図 8に示すように、 電極筐体 1 7の内部には、 高周波回路 5 0が設置されてい る。 以下に示すように、 コイル素子としてのガス供給管 2 8は、 高周波回路 5 0 を構成する。 As shown in FIG. 8, a high-frequency circuit 50 is provided inside the electrode housing 17. As described below, the gas supply pipe 28 as a coil element forms a high-frequency circuit 50.
第 3の実施の形態において、 高周波発振装置 2 3が供給する高周波電圧は、 直 流電圧が加算されて、 上部電極 1 4に供給される。 In the third embodiment, the high-frequency voltage supplied by the high-frequency oscillator 23 is added to the direct-current voltage and supplied to the upper electrode 14.
図 9 Aに示すように、 ガス供給管 2 8の一端は、 上部電極 1 4に接続され、 そ の他端は、 誘電体 5 1を介して電極筐体 1 7に接続されている。 ガス供給管 2 8 は、 金属 (導体) から構成され、 コイル状に巻かれている。 誘電体 5 1は、 ガス 供給管 2 8を、 接地電位から切り離す。 ガス供給管 2 8と誘電体 5 1とは、 高周 波回路 5 0であるローパスフィルタを構成する。 As shown in FIG. 9A, one end of the gas supply pipe 28 is connected to the upper electrode 14, and the other end is connected to the electrode housing 17 via the dielectric 51. The gas supply pipe 28 is made of metal (conductor) and is wound in a coil shape. Dielectric 51 disconnects gas supply tube 28 from ground potential. The gas supply pipe 28 and the dielectric 51 constitute a low-pass filter that is a high-frequency circuit 50.
なお、 誘電体 5 1は、 ガスが流通できるように、 例えばリング状に形成されて レ、る。 また、 ガス供給管 2 8の代わりに、 上記した冷媒供給管 3 0又は冷媒排出 管 3 1をコイル状に卷いてコイル素子として用いてもよい。 The dielectric 51 is formed, for example, in a ring shape so that gas can flow. Further, instead of the gas supply pipe 28, the above-described refrigerant supply pipe 30 or the refrigerant discharge pipe 31 may be wound in a coil shape and used as a coil element.
また、 ガス供給管 2 8の他端には、 絶縁物で形成された被覆線 5 2が接続され ている。 被覆線 5 2は、 電極筐体 1 7の外部まで延びており、 外部の直流検出回 路に接続される。 尚、 被覆線 5 2の被覆材には、 ポリテトラフルォロエチレン等 が用いられる。 被覆線 5 2と電極筐体 1 7との間には、 絶縁材 5 3が介挿されて
いる。 この絶縁材 5 3によって、 被覆線 5 2が支持されると共に、 電極筐体 1 7 の内部が密閉される。 等価回路を図 9 Bに示す。 The other end of the gas supply pipe 28 is connected to a covered wire 52 made of an insulating material. The covered wire 52 extends to the outside of the electrode housing 17 and is connected to an external DC detection circuit. In addition, polytetrafluoroethylene or the like is used for the covering material of the covered wire 52. An insulating material 53 is inserted between the covered wire 52 and the electrode housing 17. I have. The insulating material 53 supports the covered wire 52 and seals the inside of the electrode housing 17. Figure 9B shows the equivalent circuit.
ガス供給管 2 8、 誘電体 5 1は、 それぞれ、 インダクタンス、 コンデンサとし て作用し、 ローパスフィルタを構成する。 このローパスフィルタは、 上部電極 1 4の上に形成される。 高周波発振装置 2 3から上部電極 1 4に高周波電力が供給 されると、 高周波電力の直流成分はローパスフィルタを通過し、 被覆線 5 2を介 して直流検出回路に出力される。 The gas supply pipe 28 and the dielectric 51 act as an inductance and a capacitor, respectively, and constitute a low-pass filter. This low-pass filter is formed on the upper electrode 14. When high-frequency power is supplied from the high-frequency oscillator 23 to the upper electrode 14, the DC component of the high-frequency power passes through the low-pass filter and is output to the DC detection circuit via the covered wire 52.
以上のように、 ガス供給管 2 8が容積及ぴ寸法の大きなコイル素子を兼ねるこ とにより、 電極筐体 1 7内部のスペースを節約することができる。 これにより、 高周波回路 5 0及び上記した複数の構造物の設置場所を、 電極筐体 1 7内に容易 に確保することができる。 As described above, since the gas supply pipe 28 also serves as a coil element having a large volume and a large dimension, the space inside the electrode housing 17 can be saved. Thereby, the installation place of the high-frequency circuit 50 and the above-mentioned plurality of structures can be easily secured in the electrode housing 17.
尚、 上記したガス供給管 2 8は、 ローパスフィルタだけでなく、 上部電極 1 4 に供給される高周波電力に所定の処理を施す様々な高周波回路 (例えばトラップ 回路など) に用いることができる。 The gas supply pipe 28 described above can be used not only for a low-pass filter, but also for various high-frequency circuits (for example, a trap circuit) for performing a predetermined process on the high-frequency power supplied to the upper electrode 14.
(第 4の実施の形態) (Fourth embodiment)
第 4の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1は、 高周波電力の供給により生 じる反射波によって高周波発振装置 2 3の動作が不安定にならないように、 高周 波発振装置 2 3と整合器 1 9との間にサーキュレータ (Circulator) を介挿するよ うにしたものである。 The plasma CVD device 1 according to the fourth embodiment includes a high-frequency oscillator 23 and a matching device so that the operation of the high-frequency oscillator 23 does not become unstable due to reflected waves generated by the supply of high-frequency power. A circulator (Circulator) is interposed between 1 and 19.
第 4の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1の構成を図 1 0に示す。 FIG. 10 shows a configuration of a plasma CVD apparatus 1 according to the fourth embodiment.
第 4の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1では、 高周波発振装置 2 3と整 合器 1 9との間にサーキュレータ 6 1が介揷される。 In the plasma CVD device 1 according to the fourth embodiment, a circulator 61 is interposed between the high-frequency oscillator 23 and the matching device 19.
サーキユレータ 6 1は、 3つの入出力ポートを有し、 そのうちの 1つは、 疑似 負荷 6 2を介して接地されている。 残りの 2つのうちの 1つは、 高周波発振装置 2 3に接続され、 もう 1つは実効値モニタ 6 3を介して整合器 1 9に接続されて いる。 The circulator 61 has three input / output ports, one of which is grounded via the dummy load 62. One of the remaining two is connected to the high-frequency oscillator 23, and the other is connected to the matching box 19 via the effective value monitor 63.
サーキユレータ 6 1は、 ある入出力ポートからの入力を、 ある特定のポートへ 出力するという特性を有する。 サーキユレータ 6 1には、 フェライト素子等が内 蔵されている。 サーキユレータ 6 1は、 このフェライト素子に磁界が印加される
ことにより、 このような特性を有することになる。 The circulator 61 has a characteristic that an input from a certain input / output port is output to a certain specific port. The circulator 61 incorporates a ferrite element and the like. The circulator 61 applies a magnetic field to this ferrite element. As a result, it has such characteristics.
この特性により、 サーキユレータ 6 1は、 高周波発振装置 2 3から供給される 入射波を実効値モニタ 6 3を介して整合器 1 9に供給し、 実効値モニタ 6 3から 供給される反射波を、 疑似負荷 6 2を介して接地へと送出する。 なお、 サーキュ レータ 6 1は、 反射波の強度に応じて、 反射波の接地への送出量を変化させる。 また、 実効値モニタ 6 3は、 入射波と反射波との差分を検出し、 検出結果を表 すモニタ信号を高周波発振装置 2 3に供給する。 高周波発振装置 2 3は、 実効値 モニタ 6 3から供給されるモニタ信号が表す検出結果に基づいて、 入射波と反射 波との差分が一定となるように、 供給する高周波電力を制御する。 Due to this characteristic, the circulator 61 supplies the incident wave supplied from the high-frequency oscillator 23 to the matching unit 19 via the effective value monitor 63, and the reflected wave supplied from the effective value monitor 63 to Dispatch to ground via pseudo load 62. The circulator 61 changes the amount of the reflected wave sent to the ground according to the intensity of the reflected wave. Further, the effective value monitor 63 detects the difference between the incident wave and the reflected wave, and supplies a monitor signal indicating the detection result to the high-frequency oscillator 23. The high-frequency oscillator 23 controls the supplied high-frequency power based on the detection result indicated by the monitor signal supplied from the effective value monitor 63 so that the difference between the incident wave and the reflected wave is constant.
尚、 同様のサーキユレータを高周波発振装置 2 4と整合器 2 0との間にも介挿 しても良い。 Note that a similar circulator may be inserted between the high-frequency oscillator 24 and the matching device 20.
次に、 第 4の実施の形態に係るプラズマ C V D装置 1の動作を説明する。 Next, the operation of the plasma CVD apparatus 1 according to the fourth embodiment will be described.
高周波発振装置 2 3からの入射波は、 サーキユレータ 6 1に入力される。 サー キユレータ 6 1は、入射波を、実効値モニタ 6 3を介して整合器 1 9へ出力する。 上部電極 1 4の負荷 6 4と伝送線との間でインピーダンス整合がとれていない場 合、 整合器 1 9から高周波発振装置 2 3へ向けて反射波が伝送される。 The incident wave from the high-frequency oscillator 23 is input to the circulator 61. The circulator 61 outputs the incident wave to the matching unit 19 via the effective value monitor 63. When impedance matching is not established between the load 64 of the upper electrode 14 and the transmission line, a reflected wave is transmitted from the matching device 19 to the high-frequency oscillator 23.
図 1 1に示すように、 サーキユレータ 6 1が設置されていない場合、 整合器 1 As shown in Fig. 11, when circuit circulator 61 is not installed, matching box 1
9からの反射波は、 高周波発振装置 2 3へと伝送され、 高周波発振装置 2 3に大 きな影響を及ぼす。 The reflected wave from 9 is transmitted to the high-frequency oscillator 23 and has a great effect on the high-frequency oscillator 23.
しかし、 図 1 0に示すようにサーキユレータ 6 1が高周波発振装置 2 3と整合 器 1 9との間に設けられている場合、 整合器 1 9からの反射波は、 サーキユレ一 タ 6 1に入力され、 入射波と分離される。 サーキユレータ 6 1は、 整合器 1 9か らの反射波を、 疑似負荷 6 2を介して設置へと送出する。 However, when the circulator 61 is provided between the high-frequency oscillator 23 and the matching box 19 as shown in FIG. 10, the reflected wave from the matching box 19 is input to the circuit And separated from the incident wave. The circulator 61 sends the reflected wave from the matching box 19 to the installation via the pseudo load 62.
この際、 実効値モニタ 6 3は、 この入射波と反射波との差分を検出し、 検出結 果を表すモニタ信号を高周波発振装置 2 3に出力する。 高周波発振装置 2 3は、 実効値モニタ 6 3からのモニタ信号が表す検出結果 (差分) に基づいて、 入射波 と反射波との差分が一定となるように、 供給する高周波電力を制御する。 At this time, the effective value monitor 63 detects the difference between the incident wave and the reflected wave, and outputs a monitor signal indicating the detection result to the high-frequency oscillator 23. The high-frequency oscillator 23 controls the supplied high-frequency power based on the detection result (difference) represented by the monitor signal from the effective value monitor 63 so that the difference between the incident wave and the reflected wave is constant.
以上のように、 高周波発振装置 2 3と整合器 1 9との間にサーキユレータ 6 1 を設置することにより、 高周波発振装置 2 3を反射波から簡単に守ることができ
る。 このため、 高周波発振装置 2 3が供給する高周波電力を垂下させたり、 高周 波電力の供給を一時的に停止させたりしなくても、 高周波発振装置 2 3の安定し た動作を維持することができる。 その結果、 プラズマを安定して生成することが でき、 ウェハの品質を維持することができる。 As described above, by installing the circulator 61 between the high-frequency oscillator 23 and the matching box 19, the high-frequency oscillator 23 can be easily protected from reflected waves. You. Therefore, the stable operation of the high-frequency oscillator 23 can be maintained without dripping the high-frequency power supplied by the high-frequency oscillator 23 or temporarily stopping the supply of the high-frequency power. Can be. As a result, plasma can be generated stably, and the quality of the wafer can be maintained.
尚、 負荷 6 4に送出される入射波の大きさを一定に保つことにより、 実効値モ ユタ 6 3を省くことができる。 By keeping the magnitude of the incident wave transmitted to the load 64 constant, the effective value monitor 63 can be omitted.
本発明を実施するにあたっては、 種々の形態が考えられ、 上記実施の形態に限 られるものではない。 Various embodiments are conceivable for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、 被処理体は半導体ウェハに限らず、 液晶表示装置等であってもよい。 また、 被処理体上に形成される膜は、 S i 0 2、 S i N、 S i C、 S i C O H、 C F膜等どのようなものであってもよい。 For example, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but may be a liquid crystal display device or the like. Further, the film formed on the target object is, S i 0 2, S i N, S i C, S i COH, may be of any type CF film.
また、 本発明は、 成膜処理に限らず、 エッチング処理等を行う場合にも適用ず ることができる。 さらにまた、 平行平板型プラズマ処理装置だけでなく、 マグネ ト口ン型等、 チヤシバ内に電極を備えるプラズマ処理装置なちばいかなるもので も適用可能である。 Further, the present invention can be applied not only to the film forming process but also to the case of performing an etching process or the like. Furthermore, not only a parallel plate type plasma processing apparatus but also any type of plasma processing apparatus having an electrode in a lance, such as a magnet type, can be applied.
また、 第 1〜第 4の実施の形態を適宜、 組み合わせてプラズマ処理装置を構成 することもできる。 Further, the plasma processing apparatus can be configured by appropriately combining the first to fourth embodiments.
なお、 本発明は、 2 0 0 2年 7月 3日に出願された日本国特願 2 0 0 2 - 1 9 4 4 3 1号に基づき、 その明細書、 特許請求の範囲、 図面おょぴ要約を含む。 上 記出願における開示は、 その全体が本明細書中に参照として含まれる。 産業上の利用の可能性 The present invention is based on Japanese Patent Application No. 2002-1944431 filed on July 3, 2002, and its description, claims, and drawings are as follows.含 む Includes summary. The disclosure in the above application is incorporated herein by reference in its entirety. Industrial potential
本発明は、 プラズマ処理装置を使用する産業分野に利用可能である。
INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the industrial field which uses a plasma processing apparatus.