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JP3058530B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3058530B2
JP3058530B2 JP5055090A JP5509093A JP3058530B2 JP 3058530 B2 JP3058530 B2 JP 3058530B2 JP 5055090 A JP5055090 A JP 5055090A JP 5509093 A JP5509093 A JP 5509093A JP 3058530 B2 JP3058530 B2 JP 3058530B2
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JP
Japan
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frequency power
rod
power supply
gas
conductor
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庸一 上田
聡 川上
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、ある種のガスを放電させ
て得られたプラズマ中には、イオン、錯イオン、ラジカ
ルなどの活性種が存在し、これら活性種の利用分野の一
つとして半導体ウエハの表面処理が挙げられる。プラズ
マによる処理は、高精度なプロセス制御ができることな
どの理由から、半導体ウエハの製造プロセスでは、各種
の膜のエッチングや成膜などを行うためにプラズマ処理
が用いられている。
2. Description of the Related Art As is well known, active species such as ions, complex ions, and radicals are present in plasma obtained by discharging a certain kind of gas. Surface treatment of a semiconductor wafer; Plasma processing is used in a semiconductor wafer manufacturing process to perform various kinds of film etching, film formation, and the like because, for example, high-precision process control can be performed.

【0003】プラズマを発生させる方法の一つとして処
理ガスに高周波電力を印加する方法があり、この方法を
利用したプラズマ処理装置例えば枚葉式エッチング装置
は、気密シール構造の処理室内に下部電極と、これと対
向するようにガス供給部をなす上部電極とを配置し、上
部電極と下部電極との間に高周波電圧を印加してプラズ
マを発生させ、下部電極上に載置された被処理体例えば
半導体ウエハの表面をエッチングするように構成され
る。
One method of generating plasma is to apply high-frequency power to a processing gas. A plasma processing apparatus using this method, for example, a single wafer type etching apparatus, has a lower electrode and a lower electrode in a processing chamber having an airtight seal structure. An upper electrode forming a gas supply unit is arranged so as to face the same, a high-frequency voltage is applied between the upper electrode and the lower electrode to generate plasma, and the object to be processed placed on the lower electrode For example, it is configured to etch the surface of a semiconductor wafer.

【0004】従来このようなプラズマ処理装置では、下
部電極と高周波電源とを接続する手段として同軸ケーブ
ルが用いられていたが、シールド線と処理室との接続が
面倒であると共に、この接続の仕方によって装置のイン
ピーダンスが変化するという問題があり、また大電力用
の同軸ケーブルの誘電体として用いられるテフロンが高
価であるなどの理由から、最近では、同軸ケーブルの代
わりに二重管構造の高周波給電棒が検討されている。
Conventionally, in such a plasma processing apparatus, a coaxial cable has been used as a means for connecting the lower electrode and the high-frequency power supply. However, the connection between the shielded wire and the processing chamber is troublesome, and the method of this connection is difficult. Recently, there is a problem that the impedance of the device changes due to the fact that Teflon used as a dielectric of a coaxial cable for high power is expensive. Sticks are being considered.

【0005】このような高周波給電棒を用いたエッチン
グ装置の従来例を図4に示すと、処理室1内にガス供給
部を兼用する上部電極11と、サセプタ支持台12上に
サセプタ13を支持してなる下部電極10とが対向配置
され、高周波給電棒の内部導体棒14が処理室1の下方
側からサセプタ13まで突入されると共に、高周波給電
棒の外部導体管15が処理室1の底壁に接続されてい
る。この底壁は、処理室1の側壁を介して上部電極11
に電気的に接続されている。
FIG. 4 shows a conventional example of an etching apparatus using such a high-frequency power supply rod. An upper electrode 11 also serving as a gas supply unit in a processing chamber 1 and a susceptor 13 supported on a susceptor support 12 are provided. The lower conductor 10 is disposed in opposition to the lower conductor 10, the inner conductor rod 14 of the high-frequency power supply rod projects from the lower side of the processing chamber 1 to the susceptor 13, and the outer conductor tube 15 of the high-frequency power supply rod is Connected to the wall. This bottom wall is connected to the upper electrode 11 via the side wall of the processing chamber 1.
Is electrically connected to

【0006】前記内部導体棒14及び外部導体管15の
下端部は夫々マッチングボックスM内のマッチング回路
部MCを介して高周波電源E及びアースに電気的に接続
されている。また内部導体棒14及び外部導体管15の
下端部とマッチング回路部MCとは給電棒14a、15
aにより夫々されている。なお図4中16は排気管、1
7、18は絶縁部、19は冷却媒体を循環させる冷媒
溜、Wは被処理体であるウエハである。
The lower ends of the inner conductor rod 14 and the outer conductor tube 15 are electrically connected to a high-frequency power source E and a ground via a matching circuit MC in a matching box M, respectively. The lower ends of the inner conductor rod 14 and the outer conductor tube 15 and the matching circuit part MC are connected to the power supply rods 14a, 15
a. In FIG. 4, reference numeral 16 denotes an exhaust pipe, 1
Reference numerals 7 and 18 denote insulating portions, reference numeral 19 denotes a coolant reservoir for circulating a cooling medium, and reference numeral W denotes a wafer to be processed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで処理室1の下
方側には、冷媒溜19に冷却媒体例えば液体窒素を循環
させるための配管や、図示していないが、ウエハWの裏
面側にバックサイドガスを供給するためのガス導入管な
どが存在する。従ってマッチングボックスMは、処理室
1の底壁から、かなり下方側に位置し、このため高周波
給電棒の管路長も相当長くなっている。このように高周
波給電棒が長いと、内部導体棒14、外部導体管15を
夫々給電棒14a、15aに例えばネジにより取り付け
たときに内部導体棒14と外部導体管15との互いの軸
が大きくずれることがあった。
By the way, a pipe for circulating a cooling medium, such as liquid nitrogen, into the coolant reservoir 19 and a back side (not shown) on the back side of the wafer W are provided below the processing chamber 1. There are gas introduction pipes for supplying gas. Therefore, the matching box M is located considerably below the bottom wall of the processing chamber 1, so that the line length of the high-frequency power supply rod is considerably long. When the high-frequency power supply rod is long as described above, the axes of the internal conductor rod 14 and the external conductor pipe 15 become large when the internal conductor rod 14 and the external conductor pipe 15 are attached to the power supply rods 14a and 15a by screws, for example. There was a shift.

【0008】一方最近においてウエハは従来の6インチ
サイズのものから8インチサイズへ更には12インチサ
イズへと大口径化する傾向にある。また液晶パネルの技
術も急速に進展し、そのサイズも大型化しており、この
ようなLCD基板に対しても成膜やエッチングなどの処
理を行う装置が開発されている。
On the other hand, recently, the diameter of a wafer has tended to increase from a conventional 6-inch size to an 8-inch size and further to a 12-inch size. In addition, the technology of liquid crystal panels has rapidly progressed and the size thereof has been increased, and apparatuses for performing processes such as film formation and etching on such LCD substrates have been developed.

【0009】こうした大きなサイズのウエハやLCD基
板などの被処理体に対してプラズマ処理例えばエッチン
グを行う場合には、高周波電力を例えば4Kw程度もの
大電力にしなければならない。ここで高周波給電棒は、
所定の大きさの特性インピーダンスとなるように設計し
なければならないので、この特性インピーダンスにもと
づいて内部導体棒14と外部導体管15との径の比が決
定される。このため高周波電力が大きくなると、内部導
体棒14と外部導体管15との軸がずれてこれらが接近
すると、内部導体棒14と外部導体管15との間で放電
するおそれがある。
When plasma processing, for example, etching is performed on an object to be processed such as a wafer or LCD substrate having such a large size, the high-frequency power must be as large as about 4 Kw. Here, the high-frequency power supply rod is
Since the design must be made so as to have a predetermined characteristic impedance, the ratio of the diameter of the inner conductor rod 14 to the diameter of the outer conductor tube 15 is determined based on this characteristic impedance. For this reason, when the high-frequency power is increased, the axes of the inner conductor rod 14 and the outer conductor tube 15 are shifted and approach to each other, and there is a possibility that discharge occurs between the inner conductor rod 14 and the outer conductor tube 15.

【0010】高周波給電棒において放電が起こると、高
周波電力の供給効率が低下してエッチングレートが低く
なるし、またプラズマが不安定になってインピーダンス
のマッチングがとれなくなり、安定したプラズマ処理が
行えなくなる。また放電により高周波給電棒自体が損傷
してしまう。
When a discharge occurs in the high-frequency power supply rod, the supply efficiency of the high-frequency power is reduced to lower the etching rate, and the plasma becomes unstable, impedance cannot be matched, and stable plasma processing cannot be performed. . Further, the high-frequency power supply rod itself is damaged by the discharge.

【0011】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、高周波給電棒の内部の放電
を確実に防止することのできるプラズマ処理装置を提供
することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of reliably preventing discharge inside a high-frequency power supply rod.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、処理
室内にて下部電極と上部電極との間に高周波電力を供給
して処理ガスをプラズマ化し、このプラズマにより下部
電極上の被処理体を処理するプラズマ処理装置におい
て、下端側が高周波電源に電気的に接続され、前記処理
室の下方側から下部電極まで設けられた内部導体棒と、
下端側が接地され、上端側が処理室の底部に接続された
外部導体管とよりなる二重管構造の高周波給電棒と、
周面が前記外部導体管の内周面に、内周面が前記内部導
体棒の外周面に、夫々接するように内部導体棒と外部導
体管との間に設けられ、内部導体棒と外部導体管との相
互の位置を固定するための絶縁材よりなるリング状固定
部材と、を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a high-frequency power is supplied between a lower electrode and an upper electrode in a processing chamber to convert a processing gas into a plasma, and the plasma causes a process target on the lower electrode to be processed. In the plasma processing apparatus for processing the body, the lower end side is electrically connected to a high-frequency power supply, an internal conductor rod provided from the lower side of the processing chamber to the lower electrode,
Lower end is grounded, and a high-frequency power feed rod become more double pipe structure and an outer conductor tube upper end side connected to the bottom of the processing chamber, the outer
A peripheral surface is on the inner peripheral surface of the outer conductor tube, and an inner peripheral surface is the inner conductor surface.
A ring-shaped fixing member which is provided between the inner conductor bar and the outer conductor tube so as to be in contact with the outer peripheral surface of the body bar, and is made of an insulating material for fixing the mutual positions of the inner conductor bar and the outer conductor tube. characterized by comprising a and.

【0013】この場合前記リング状固定部材の上面及び
下面の少なくとも一方の面に、高周波給電棒の周方向に
沿って凹部及び/または凸部を形成することが好まし
く、また高周波給電棒の内部導体棒と外部導体管との間
に乾燥ガスを導入するガス導入手段を備え、前記高周波
給電棒の内部導体棒と外部導体管との間を例えばSF6
ガスなどの乾燥ガス雰囲気とすることが好ましい。
In this case, the upper surface of the ring-shaped fixing member and
On at least one surface of the lower surface,
It is preferable to form recesses and / or protrusions along
Between the inner conductor rod of the high-frequency power supply rod and the outer conductor tube.
Gas introducing means for introducing a drying gas into the
The space between the inner conductor rod of the power supply rod and the outer conductor tube is, for example, SF6.
It is preferable to use a dry gas atmosphere such as a gas.

【0014】[0014]

【作用】絶縁材よりなる固定部材は、例えば内部導体棒
の外径と外部導体管の内径に対応したリング状に構成さ
れ、これを内部導体棒と外部導体管との間に嵌入するこ
とにより内部導体棒と外部導体管との軸が一致し、内部
導体棒と外部導体管との離間距離が一定になる。そして
固定部材の上面及び下面の少なくとも一方に凹部及び/
または凸部を形成すれば、沿面距離が大きくなり、固定
部材の表面を伝って放電するおそれもない。
The fixing member made of an insulating material is formed in a ring shape corresponding to, for example, the outer diameter of the inner conductor rod and the inner diameter of the outer conductor pipe, and is fitted between the inner conductor rod and the outer conductor pipe. The axes of the inner conductor bar and the outer conductor tube coincide, and the distance between the inner conductor bar and the outer conductor tube becomes constant. A concave portion and / or a concave portion is provided on at least one of the upper surface and the lower surface of the fixing member.
Alternatively , when the convex portion is formed, the creepage distance increases, and there is no possibility of discharging along the surface of the fixing member.

【0015】更に内部導体棒と外部導体管との間を乾燥
ガス雰囲気としておけば、例えば下部電極を冷却媒体に
より冷却する場合であっても高周波給電棒の内部が結露
しにくくなり、放電も起こりにくくなる。この場合SF
6 ガス雰囲気とすれば絶縁性が高いことから高周波給電
棒内の放電をより一層確実に防止できる。
Further, if a dry gas atmosphere is provided between the inner conductor rod and the outer conductor tube, for example, even when the lower electrode is cooled by a cooling medium, the inside of the high-frequency power supply rod is less likely to condense and discharge occurs. It becomes difficult. In this case SF
6 High frequency power supply due to high insulation in a gas atmosphere
Discharge in the rod can be more reliably prevented.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図1
は本発明の一実施例に係るプラズマ処理装置例えばエッ
チング装置の全体構成を示す略断面図である。図2は、
この実施例の要部を拡大した断面図である。図1に示す
処理室2には、外側壁に図示しないロードロック室との
間を気密にシールするゲートバルブ21、22が設けら
れると共に、処理室2内の底面中央部には、例えばアル
ミニウム等の導電性金属よりなる、例えば円柱状のサセ
プタ支持台31が配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG.
1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a plasma processing apparatus, for example, an etching apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG.
It is sectional drawing to which the principal part of this Example was expanded. The processing chamber 2 shown in FIG. 1 is provided with gate valves 21 and 22 for hermetically sealing the space between the processing chamber 2 and a load lock chamber (not shown) on the outer wall. For example, a columnar susceptor support 31 made of a conductive metal is provided.

【0017】サセプタ支持台31の上には例えばアルミ
ニウム等の導電性金属よりなるサセプタ32が、例えば
ボルトによって取付けられており、この例では、サセプ
タ支持台31とサセプタ32とにより下部電極が構成さ
れる。サセプタ32の上面には、静電チャックシート3
3が配設されており、この静電チャックシート33は例
えば電解箔銅からなる電極板34を例えばポリイミドフ
ィルム35からなる絶縁膜で両側から被覆して構成さ
れ、半導体ウエハWはこの静電チャックシート33を介
してサセプタ32上に載置される。
A susceptor 32 made of a conductive metal such as aluminum is mounted on the susceptor support 31 by, for example, a bolt. In this example, the susceptor support 31 and the susceptor 32 constitute a lower electrode. You. On the upper surface of the susceptor 32, the electrostatic chuck sheet 3
The electrostatic chuck sheet 33 is formed by covering an electrode plate 34 made of, for example, electrolytic foil copper from both sides with an insulating film made of, for example, a polyimide film 35. It is placed on the susceptor 32 via the sheet 33.

【0018】このサセプタ支持台31内部には冷却媒体
を循環させる冷媒溜41が形成され、これには導入管4
1Aと排出管41Bが設けられていて、導入管41Aを
介して冷媒溜41内に供給された冷却媒体例えば液体窒
素は排出管41Bを介して装置外部へ排出される。また
サセプタ支持台31及びサセプタ32の周囲には、絶縁
部42を介して、処理室2の壁部に連続するグランド部
材43が配設されている。
A coolant reservoir 41 for circulating a cooling medium is formed inside the susceptor support 31, and the coolant reservoir 41 is provided therein.
1A and a discharge pipe 41B are provided, and a cooling medium, such as liquid nitrogen, supplied into the refrigerant reservoir 41 via the introduction pipe 41A is discharged to the outside of the apparatus via the discharge pipe 41B. A ground member 43 that is continuous with the wall of the processing chamber 2 is provided around the susceptor support base 31 and the susceptor 32 via an insulating part 42.

【0019】前記処理室1の下方側には、高周波給電棒
5を介してマッチングボックス6が配置されている。こ
の高周波給電棒5は、管状体よりなる内部導体棒51と
外部導体管52とを同心円状に配置してなる二重管構造
をなしており、高周波電力を効率良く供給するために抵
抗率の少ない導電性の材質、例えば銀または銅から構成
され、銅を用いた場合にはその表面に銀メッキされる。
前記内部導体棒51の上端部はサセプタ32の下面に接
合されると共に、内部導体棒51の下端部は給電棒53
と、マッチングボックス6内のブロッキングコンデンサ
などを含むマッチング回路部60とを介して高周波電源
61に電気的に接続されている。またこの内部導体棒5
1の管壁には、後述のように乾燥ガスを通気するための
通気孔51aが形成されている。
A matching box 6 is disposed below the processing chamber 1 via a high-frequency power supply rod 5. The high-frequency power supply rod 5 has a double-tube structure in which an inner conductor rod 51 formed of a tubular body and an outer conductor tube 52 are concentrically arranged. It is made of a less conductive material, for example, silver or copper. When copper is used, its surface is plated with silver.
The upper end of the inner conductor rod 51 is joined to the lower surface of the susceptor 32, and the lower end of the inner conductor rod 51 is connected to a power supply rod 53.
And a high-frequency power supply 61 via a matching circuit unit 60 including a blocking capacitor and the like in the matching box 6. In addition, this internal conductor rod 5
A vent hole 51a for venting the dry gas is formed in the tube wall of one as described later.

【0020】前記外部導体管52の上端部は、例えば外
周面にネジが切られていて処理室2の底壁(グランド部
材43)に螺合されて電気的に接続されると共に、外部
導体管52と底壁との間にはOリング50(図2参照)
が介装されている。前記外部導体管52の下端部は給電
棒54及び前記マッチング回路部60を介して接地され
ている。前記絶縁部42び及びグランド部材43と内部
導体棒51との間には絶縁リング55が介装されてお
り、この絶縁リング55の下端面は、外部導体管52の
上端部を塞ぐように、内部導体棒51と外部導体管52
との間の内部空間に露出し、露出面には内部導体棒51
を囲むようにリング状に凹部56(図2参照)が形成さ
れている。
The upper end of the outer conductor tube 52 is, for example, threaded on the outer peripheral surface thereof and is screwed to the bottom wall (ground member 43) of the processing chamber 2 to be electrically connected thereto. O-ring 50 between 52 and the bottom wall (see FIG. 2)
Is interposed. The lower end of the outer conductor tube 52 is grounded via a feed rod 54 and the matching circuit section 60. An insulating ring 55 is interposed between the insulating portion 42 and the ground member 43 and the inner conductor bar 51, and a lower end surface of the insulating ring 55 closes an upper end portion of the outer conductor tube 52. Inner conductor rod 51 and outer conductor tube 52
And the inner conductor rod 51 is exposed on the exposed surface.
A concave portion 56 (see FIG. 2) is formed in a ring shape so as to surround.

【0021】前記内部導体棒51内には、給電線62が
貫通して設けられており、この給電線62は、下側がマ
ッチングボックス6内の直流電源63にスイッチ64を
介して接続されると共に、上端側は静電チャックシート
33の電極板35に電気的に接続されている。
A power supply line 62 is provided through the inner conductor rod 51. The lower side of the power supply line 62 is connected to a DC power supply 63 in the matching box 6 via a switch 64. The upper end is electrically connected to the electrode plate 35 of the electrostatic chuck sheet 33.

【0022】前記内部導体棒51と外部導体管52との
間には、例えば外部導体管52の長さ方向の中間位置付
近、及び下端部における給電棒54の上方側位置の2個
所に、内部導体棒51と外部導体管52との相互位置を
固定するための固定部材7、8が夫々設けられている。
これら固定部材7、8は、絶縁材例えばテフロンをリン
グ状に成形してなり、外周面が外部導体管52の内周面
に、また内周面が内部導体棒51の外周面に接するよう
に嵌入されている。
Between the inner conductor rod 51 and the outer conductor tube 52, there are two internal positions, for example, near the middle position in the longitudinal direction of the outer conductor tube 52 and above the power supply rod 54 at the lower end. Fixing members 7 and 8 for fixing the mutual positions of the conductor rod 51 and the external conductor tube 52 are provided respectively.
These fixing members 7 and 8 are formed by molding an insulating material such as Teflon into a ring shape so that the outer peripheral surface contacts the inner peripheral surface of the outer conductor tube 52 and the inner peripheral surface contacts the outer peripheral surface of the inner conductor rod 51. It is inserted.

【0023】上方側の固定部材7は、図2、図3に示す
ように内部導体棒51と外部導体管52との中間部付近
にて上下両面側に例えば凹部71が高周波給電棒5の周
方向にリング状に形成されており、凹部71の底面に
は、当該固定部材7を貫通する通気孔72が形成されて
いる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the upper fixing member 7 has, for example, concave portions 71 on the upper and lower sides near the middle portion between the inner conductor rod 51 and the outer conductor tube 52. The recessed portion 71 has a bottom surface formed with a ventilation hole 72 penetrating the fixing member 7.

【0024】下方側の固定部材8は、上面側に同様に凹
部81が形成されると共に、内部導体棒51との間及び
外部導体管52との間に夫々Oリング82、83が介装
され、固定部材8よりも上方側の空間を外部に対して気
密にシールしている。
The lower fixing member 8 has a recess 81 similarly formed on the upper surface side, and O-rings 82 and 83 interposed between the inner conductor rod 51 and the outer conductor tube 52, respectively. The space above the fixing member 8 is hermetically sealed from the outside.

【0025】前記外部導体管52には、夫々バルブV
1、V2が介設されたガス導入管91及び排気管92が
接続されており、ガス導入管91の上流側には、水分量
が極めて少ない乾燥したガス、例えば高絶縁性を有して
いるSF6 ガス供給源が接続されると共に、排気管92
の下流側には、排気手段93が接続されている。ただし
この排気手段93は、処理室2内を真空排気する真空ポ
ンプなどの排気手段と兼用してもよい。なおこの例では
ガス導入管91とバルブV1はガス導入手段の一部を示
すものである。
Each of the outer conductor tubes 52 has a valve V
1, a gas introduction pipe 91 provided with V2 and an exhaust pipe 92 are connected. On the upstream side of the gas introduction pipe 91, a dry gas having a very small amount of moisture, for example, a high insulating property is provided. The SF6 gas supply source is connected and the exhaust pipe 92
The exhaust means 93 is connected to the downstream side of. However, the exhaust unit 93 may also be used as an exhaust unit such as a vacuum pump for evacuating the inside of the processing chamber 2. In this example, the gas introduction pipe 91 and the valve V1 show a part of the gas introduction means.

【0026】さらにサセプタ32の上方には、処理室2
の側壁に電気的に接続され、ガス供給部を兼用する上部
電極23がこれと対向するように配設されている。この
上部電極23には、例えばCHF3 、CF4 等の処理ガ
スや不活性ガスを処理室2内に供給するためのガス供給
管24が接続されると共に、上部電極24の下面側に
は、処理ガスを処理室1内に例えばシャワー状に供給す
るための、ガス拡散板25が設けられている。また処理
室2の下部には、図示しない真空ポンプに接続された排
気管26が設けられている。
Further, above the susceptor 32, the processing chamber 2
The upper electrode 23 which is electrically connected to the side wall of the substrate and serves also as a gas supply unit is disposed so as to face the upper electrode 23. A gas supply pipe 24 for supplying a processing gas such as CHF3 or CF4 or an inert gas into the processing chamber 2 is connected to the upper electrode 23, and a processing gas is provided on the lower surface of the upper electrode 24. Is provided in the processing chamber 1 for example in the form of a shower. An exhaust pipe 26 connected to a vacuum pump (not shown) is provided below the processing chamber 2.

【0027】次に上述実施例の作用について述べる。先
ず予め外部導体管52に接続されている排気管92のバ
ルブV2を開いて、排気手段93により外部導体管52
内を排気する。先述のように固定部材7には通気孔72
が形成されているので、固定部材7の上方側空間も排気
される。また内部導体棒51には通気孔51aが形成さ
れているため、これを通して内部導体棒51内も排気さ
れ、例えば高周波給電棒5内の圧力が約10-2Torr
まで減圧される。続いてバルブV2を閉じ、バルブV1
を開いて図示しないガス供給源より乾燥ガス例えばSF
6 ガスを高周波給電棒5内に導入し、バルブV1を閉じ
て高周波給電棒5内を例えば約2Kgf/cm2 のSF
6 ガスの雰囲気にする。
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, the valve V2 of the exhaust pipe 92 connected to the external conductor pipe 52 is opened in advance, and the external conductor pipe 52 is
Exhaust the inside. As described above, the fixing member 7 has the ventilation hole 72.
Is formed, the space above the fixing member 7 is also exhausted. Further, since the inner conductor rod 51 is formed with the ventilation hole 51a, the inside of the inner conductor rod 51 is also evacuated through the vent hole 51a, and for example, the pressure in the high-frequency power supply rod 5 becomes about 10 -2 Torr.
The pressure is reduced to Subsequently, the valve V2 is closed, and the valve V1 is closed.
To open a dry gas such as SF from a gas supply source (not shown).
6 Gas is introduced into the high-frequency power supply rod 5, the valve V1 is closed, and the inside of the high-frequency power supply rod 5 is filled with, for example, SF of about 2 kgf / cm 2.
6 Create a gas atmosphere.

【0028】そして被処理体である半導体ウエハWを図
示しない搬送アームによりゲートバルブ21を介して処
理室2内に搬入し、例えば液体窒素を冷却溜41を通流
させて所定の温度例えば0℃〜−100℃に冷却された
サセプタ32の上面に静電チャックシート33を介して
吸着して載置する。そしてガス供給管24により、上部
電極23、ガス拡散板25を介して処理室2内に処理ガ
スを供給すると共に、排気管26を介して真空排気し、
処理室2内を所定の圧力に維持する。
Then, the semiconductor wafer W to be processed is carried into the processing chamber 2 by a transfer arm (not shown) via the gate valve 21 and, for example, liquid nitrogen is allowed to flow through the cooling reservoir 41 to a predetermined temperature, for example, 0 ° C. The susceptor 32, which has been cooled to -100C, is adsorbed and placed via the electrostatic chuck sheet 33. Then, the processing gas is supplied into the processing chamber 2 through the upper electrode 23 and the gas diffusion plate 25 by the gas supply pipe 24, and the processing chamber 2 is evacuated through the exhaust pipe 26.
The inside of the processing chamber 2 is maintained at a predetermined pressure.

【0029】一方高周波電源61→マッチング回路部6
0→内部導体棒51→サセプタ32(下部電極)→上部
電極23→処理室2の壁部→外部導体管52→接地のル
ープで例えば13.56MHz、1Kwの高周波電力を
印加し、上部電極23及びサセプタ32間にプラズマを
発生させて、半導体ウエハWに対してエッチング処理が
行われる。なお高周波電源61の周波数は、例えば40
MHzとしても良い。そしてプラズマ処理後半導体ウエ
ハWを図示しない搬送アームによってゲートバルブ22
を介して図示しないロードロック室に搬送する。
On the other hand, high-frequency power supply 61 → matching circuit section 6
0 → inner conductor rod 51 → susceptor 32 (lower electrode) → upper electrode 23 → wall of processing chamber 2 → outer conductor tube 52 → high-frequency power of, for example, 13.56 MHz, 1 Kw is applied in a loop of grounding and upper electrode 23 Then, plasma is generated between the susceptor 32 and the semiconductor wafer W is etched. The frequency of the high frequency power supply 61 is, for example, 40
MHz may be used. After the plasma processing, the semiconductor wafer W is transferred to the gate valve 22 by a transfer arm (not shown).
Through a load lock chamber (not shown).

【0030】上述の実施例によれば、内部導体棒51と
外部導体管52との間において、長さ方向の2個所にリ
ング状の固定部材7、8を設けているため、内部導体棒
51と外部導体管52との軸が一致し、従ってこれらの
離間距離が長さ方向のどの位置でも同じになり、局部的
に相互に異常に接近することがないので、内部導体棒5
1と外部導体管52との間の空間を介して放電するおそ
れがない。そして固定部材7、8の上下両面にはリング
状に凹部71、81が形成されているので固定部材7、
8の沿面距離が大きく、従って固定部材7、8の表面に
沿って放電するおそれがない。
According to the above-described embodiment, since the ring-shaped fixing members 7 and 8 are provided at two positions in the length direction between the inner conductor rod 51 and the outer conductor tube 52, the inner conductor rod 51 is provided. Since the axes of the inner conductor rod 52 and the outer conductor tube 52 coincide with each other, the distance between them becomes the same at any position in the longitudinal direction and the local conductors do not abnormally approach each other.
There is no possibility of discharging through the space between the first conductor tube 52 and the outer conductor tube 52. Since ring-shaped concave portions 71 and 81 are formed on both upper and lower surfaces of the fixing members 7 and 8,
8 has a large creepage distance, and therefore there is no danger of discharging along the surfaces of the fixing members 7, 8.

【0031】また冷却媒体により下部電極3が上述のよ
うに冷却されるので高周波給電棒5もかなり低い温度に
なるが、高周波給電棒5内にはSF6 ガスが封入されて
いるため、結露を抑えることができ、しかもSF6 ガス
は絶縁性が大きいため、これらの点からも内部導体棒5
1及び外部導体管52間は放電しにくくなる。
Although the lower electrode 3 is cooled by the cooling medium as described above, the high-frequency power supply rod 5 also has a considerably low temperature. However, since the high-frequency power supply rod 5 is filled with SF6 gas, dew condensation is suppressed. And the SF6 gas has a large insulating property.
Discharge between the first and outer conductor tubes 52 becomes difficult.

【0032】以上において高周波給電棒5内の固定部材
の数は、高周波給電棒5の長さなどに応じて適宜決定す
ればよく、例えば1個でも、あるいは3個以上でもよ
い。また固定部材は、全周に亘って形成されていなくと
も、周の一部に形成されているものでもよく、沿面距離
をかせぐにあたっても凹部にかぎらず凸部を形成しても
よいし、その両方を形成してもよい。
In the above description, the number of fixing members in the high-frequency power supply rod 5 may be appropriately determined according to the length of the high-frequency power supply rod 5, and may be, for example, one or three or more. Further, the fixing member may not be formed over the entire circumference, may be formed on a part of the circumference, and may be formed not only with the concave part but also with the convex part in increasing the creepage distance. Both may be formed.

【0033】また本発明は、エッチング処理装置に限定
されるものではなく、高周波給電棒4により電力を供給
し、半導体ウエハやLCD基板のような被処理体をプラ
ズマ処理する装置であれば、プラズマCVD等の熱処理
装置、アッシング装置等にも適用できる。なお高周波給
電棒は、大気中の水分により結露する場合もあるので本
発明は、サセプタ支持台に冷却溜がない場合にも適用で
きる。また乾燥ガスとしてはSF6 ガス以外のガス例え
ば窒素ガスなどの不活性ガスや水分を十分除去した空気
であってもよい。
The present invention is not limited to the etching apparatus, but may be any apparatus that supplies power through the high-frequency power supply rod 4 and performs plasma processing on an object to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate. The present invention can also be applied to a heat treatment apparatus such as CVD, an ashing apparatus, and the like. In addition, since the high-frequency power supply rod may be dewed by moisture in the atmosphere, the present invention can be applied to a case where the susceptor support has no cooling reservoir. The dry gas may be a gas other than SF6 gas, for example, an inert gas such as nitrogen gas, or air from which moisture has been sufficiently removed.

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、高周波給電棒
の内部導体棒と外部導体管との間に固定部材を設けて内
部導体棒と外部導体管との軸がずれないようにしている
ため、高周波給電棒の内部の放電を防止でき、高周波電
力の供給効率の低下を抑えることができるなどの効果が
ある。また請求項2の発明によれば、固定部材に凹部及
び/または凸部を形成しているので大きな沿面距離を確
保でき、より確実に放電を防止できる。請求項3の発明
によれば、更に内部導体棒と外部導体管との間を乾燥ガ
スの雰囲気としいるため、高周波給電棒内の結露を防止
でき、高周波給電棒内の放電をより一層確実に防止で
き、また高周波給電棒の腐食を抑えることができるの
で、この点からも高周波電力の供給効率の低下を抑える
ことができる。この場合SF6 ガス雰囲気とすれば絶縁
性が高いことから高周波給電棒内の放電を更により一層
確実に防止できる。
According to the first aspect of the present invention, a fixing member is provided between the inner conductor rod of the high-frequency power supply rod and the outer conductor pipe so that the axes of the inner conductor rod and the outer conductor pipe do not shift. Is
Therefore, discharge inside the high-frequency power supply rod can be prevented,
The effect is that the reduction in power supply efficiency can be suppressed.
is there. According to the second aspect of the present invention, the fixing member has a concave portion and a concave portion.
Large creepage distances due to the formation of
And discharge can be more reliably prevented. The invention of claim 3
According to the present invention, since a dry gas atmosphere is provided between the inner conductor rod and the outer conductor tube, dew condensation in the high-frequency power supply rod can be prevented, and discharge in the high-frequency power supply rod can be more reliably prevented. Since the corrosion of the power supply rod can be suppressed, a decrease in the supply efficiency of the high-frequency power can be suppressed from this point as well. In this case, insulation is provided by using SF6 gas atmosphere.
Discharge in the high-frequency power supply rod
It can be reliably prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るエッチング装置(プラズ
マ処理装置)の全体構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an etching apparatus (plasma processing apparatus) according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係るエッチング装置(プラズ
マ処理装置)の要部を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of an etching apparatus (plasma processing apparatus) according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例で用いられる固定部材を示す破
断斜視図である。
FIG. 3 is a cutaway perspective view showing a fixing member used in the embodiment of the present invention.

【図4】従来のプラズマ処理装置(エッチング装置)を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional plasma processing apparatus (etching apparatus).

【符号の説明】 2 処理室 23 上部電極 3 下部電極 41 冷媒溜 5 高周波給電棒 51 内部導体棒 52 外部導体管 7、8 固定部材 61、71 凹部 91 ガス導入管[Description of Signs] 2 Processing chamber 23 Upper electrode 3 Lower electrode 41 Refrigerant reservoir 5 High-frequency power supply rod 51 Internal conductor rod 52 External conductor pipe 7, 8 Fixing member 61, 71 Recess 91 Gas introduction pipe

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/46 H01L 21/3065 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05H 1/46 H01L 21/3065

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理室内にて下部電極と上部電極との間
に高周波電力を供給して処理ガスをプラズマ化し、この
プラズマにより下部電極上の被処理体を処理するプラズ
マ処理装置において、 下端側が高周波電源に電気的に接続され、前記処理室の
下方側から下部電極まで設けられた内部導体棒と、下端
側が接地され、上端側が処理室の底部に接続された外部
導体管とよりなる二重管構造の高周波給電棒と、外周面が前記外部導体管の内周面に、内周面が前記内部
導体棒の外周面に、夫々接するよう に内部導体棒と外部
導体管との間に設けられ、内部導体棒と外部導体管との
相互の位置を固定するための絶縁材よりなるリング状
定部材と、を備えたこと を特徴とするプラズマ処理装置。
1. A plasma processing apparatus for supplying a high-frequency power between a lower electrode and an upper electrode in a processing chamber to convert a processing gas into a plasma and processing an object to be processed on the lower electrode with the plasma, wherein a lower end is provided. A double conductor comprising an internal conductor rod electrically connected to a high-frequency power source and provided from the lower side of the processing chamber to the lower electrode, and an outer conductor pipe grounded at the lower end and connected at the upper end to the bottom of the processing chamber. A high-frequency power supply rod having a tube structure, an outer peripheral surface on the inner peripheral surface of the outer conductor tube, and an inner peripheral surface on the inner conductor surface.
A ring-shaped solid body made of an insulating material is provided between the inner conductor bar and the outer conductor tube so as to be in contact with the outer peripheral surface of the conductor bar, and fixes the mutual position of the inner conductor bar and the outer conductor tube. br /> plasma processing apparatus characterized a constant member, further comprising a.
【請求項2】 前記リング状固定部材の上面及び下面の
少なくとも一方の面に、高周波給電棒の周方向に沿って
凹部及び/または凸部を形成したことを特徴とする請求
項1記載のプラズマ処理装置。
2. An upper and lower surface of the ring-shaped fixing member.
At least on one side, along the circumferential direction of the high-frequency power supply rod
Claims characterized in that concave portions and / or convex portions are formed.
Item 2. A plasma processing apparatus according to item 1.
【請求項3】 高周波給電棒の内部導体棒と外部導体管
との間に乾燥ガスを導入するガス導入手段を備え、 前記
高周波給電棒の内部導体棒と外部導体管との間を乾燥ガ
ス雰囲気としたことを特徴とする請求項1または2記載
のプラズマ処理装置。
3. An internal conductor rod and an external conductor tube of a high-frequency power supply rod.
And a gas introducing means for introducing the dry gas between the
Dry the gap between the inner conductor rod and the outer conductor tube of the high-frequency power supply rod.
3. An atmosphere as defined in claim 1, wherein
Plasma processing equipment.
【請求項4】 乾燥ガスはSF6 ガスであることを特徴
とする請求項3記載のプラズマ処理装置。
4. The plasma processing apparatus according to claim 3 , wherein the drying gas is SF6 gas.
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