JP4529734B2

JP4529734B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP4529734B2
Application number: JP2005060114A
Authority: JP
Inventors: 幸弘前川; 隆行甲斐
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006245366A

Description

本発明は、半導体などの製造に用いられるプラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus used for manufacturing semiconductors and the like.

従来のプラズマ処理装置では、プラズマ処理に使用されるガスは、石英製の天板に複数の穴を設け、ここから供給されており、また、プラズマ処理によって発生する反応生成物などが真空容器内の天板や側壁に付着するのを防ぐために、これらをヒータによって加熱していた。 In a conventional plasma processing apparatus, a gas used for plasma processing is provided with a plurality of holes provided in a quartz top plate, and a reaction product generated by the plasma processing is contained in a vacuum vessel. These were heated by a heater in order to prevent them from adhering to the top plate and side walls.

図３は、従来のプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。図３において、真空容器１には、ＩＣＰコイル７、整合器８などからなるプラズマ源１０、処理対象物である基板３を載置する電極２、プラズマ源１０と基板３を収容する空間との境界部に設けた天板５などを備えている。そして、天板５としては石英などの誘電体が使用され、その上に設けられたヒータ６によって加熱されていた。また、プラズマ処理に用いられるガスはガス導入口４より取り入れられ、天板５に設けられ、ガス導入口４と連通する複数のガス吹出し口１１を通り、天板５の下面から真空容器１内へ供給されている。
特開２００４−１１１９４８号公報 FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of a conventional plasma processing apparatus. In FIG. 3, the vacuum vessel 1 includes a plasma source 10 including an ICP coil 7 and a matching unit 8, an electrode 2 on which a substrate 3 as a processing target is placed, and a space for accommodating the plasma source 10 and the substrate 3. A top plate 5 provided at the boundary is provided. The top plate 5 is made of a dielectric material such as quartz and is heated by a heater 6 provided thereon. The gas used for the plasma treatment is taken in from the gas inlet 4, provided in the top plate 5, passes through a plurality of gas outlets 11 communicating with the gas inlet 4, and enters the vacuum vessel 1 from the lower surface of the top plate 5. Has been supplied to.
JP 2004-111948 A

しかしながら、近年、反応性の低い材質の膜が増加し、スパッタ性の高いプラズマ処理を行う傾向にあり、前記従来の構成では、ガス吹出し口内で放電が発生したり、天板や側壁をヒータによって加熱してもプラズマ処理による生成物が付着するのを防止できなくなってきた。このため、メンテナンスの際に、ガス吹出し口などに堆積した反応生成物を洗浄、ブラスト処理などにより十分に除去できていない状態でプラズマ処理装置の構成部材を組立てると、プラズマ処理中にガスを供給することにより反応生成物を真空容器内に吹きつけることになり、パーティクル発生の原因となる。 However, in recent years, the number of films with low reactivity has increased, and there has been a tendency to perform plasma processing with high sputtering properties. In the conventional configuration, discharge occurs in the gas outlet, and the top plate and side walls are heated by a heater. It has become impossible to prevent the product from the plasma treatment from adhering even when heated. For this reason, if the components of the plasma processing apparatus are assembled in a state in which the reaction product accumulated at the gas outlet is not sufficiently removed by cleaning or blasting during maintenance, gas is supplied during plasma processing. By doing so, the reaction product is sprayed into the vacuum vessel, which causes generation of particles.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ガス吹出し口を設けた天板などの構成部材のメンテナンス性を向上させ、パーティクル発生量を低減させるプラズマ処理方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a plasma processing method that improves the maintainability of a structural member such as a top plate provided with a gas outlet and reduces the amount of generated particles. .

上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ発生源を有し、前記プラズマ発生源に対向しかつ真空容器内にて基板を載置する電極を備え、前記プラズマ発生源と前記電極との間に環状の天板を具備するプラズマ処理装置において、前記環状の天板は前記真空容器の本体部にて閉鎖されかつ前記真空容器と面する箇所に環状の連通路を形成しており、前記連通路に複数のスリット状のガス吹出し口が連通しており、前記吹出し口は前記真空容器内に向かって設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus of the present invention includes a plasma generation source, and includes an electrode that faces the plasma generation source and mounts a substrate in a vacuum vessel. forming a communicating passage annular portion in the plasma processing apparatus having a ring-shaped top plate, the top plate of the annular facing the closed and the vacuum vessel at the main body portion of the vacuum chamber between the electrode In addition , a plurality of slit-like gas outlets communicate with the communication passage, and the outlets are provided toward the inside of the vacuum vessel .

また、上記構成において、ガス供給部は、プラズマ発生源から基板までの間に設置された天板に設けられており、さらに上記構成において、ガス供給部は、真空容器外からガスを天板内に取り込むガス導入口と、前記ガス導入口に連通する環状の連通路と、前記連通路に連通し、前記真空容器内に開口するガス吹出し口とからなり、前記連通路及び前記ガス吹出し口は前記天板の、前記基板に対向する面において開口して形成されていることを特徴とするものである。 In the above configuration, the gas supply unit is provided on a top plate installed between the plasma generation source and the substrate. Further, in the above configuration, the gas supply unit supplies gas from outside the vacuum vessel to the inside of the top plate. A gas introduction port, an annular communication passage that communicates with the gas introduction port, and a gas outlet that communicates with the communication passage and opens into the vacuum vessel. The communication passage and the gas outlet are The top plate is formed so as to be opened in a surface facing the substrate.

上記各構成によって、プラズマ処理に使用するガスの供給を、従来の天板に設けた複数のガス吹出し口からの供給ではなく、真空容器内側面の前記プラズマ発生源から前記基板までの間に設けたスリット状のガス吹出し口から供給する構成としたため、ガス吹出し口内での放電発生を防止し、メンテナンスを容易に、かつ十分な清浄度まで実施することが可能になり、ダストの発生を防止して、安定したプラズマ処理を可能にする。 According to each of the above configurations, the gas used for plasma processing is not supplied from a plurality of gas outlets provided on the conventional top plate, but provided between the plasma generation source and the substrate on the inner surface of the vacuum vessel. Since it is configured to be supplied from a slit-shaped gas outlet, discharge can be prevented from occurring in the gas outlet, maintenance can be performed easily and to a sufficient degree of cleanliness, and dust generation can be prevented. Thus, stable plasma processing is possible.

以上のように、本発明のプラズマ処理装置によれば、ガス吹出し口内での放電発生を防止し、ガス吹出し口からのダストの発生を低減するとともに、ガス吹出し口を設けた天板などの構成部材のメンテナンス性を向上させ、安定したプラズマ処理を行うことができる。 As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the occurrence of electric discharge in the gas blowing port is prevented, the generation of dust from the gas blowing port is reduced, and the top plate or the like provided with the gas blowing port is configured. The maintainability of the member can be improved and stable plasma treatment can be performed.

以下本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。図１において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、図２は、図１に示す天板１５のＡ矢示図で、ガス導入口１４からガス吹出し口９までのガス供給の空間やその経路を示している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. FIG. 2 is an arrow A view of the top plate 15 shown in FIG.

ガス導入口１４から取り込まれたガスは、ガス導入口１４に連通し、天板１５の、基板３に対向する面において開口し、プラズマ処理装置への組込み時には真空容器１の本体部１６にて閉鎖されている環状の連通路１８を経由し、この環状の連通路１８に連通し、真空容器１内側面において真空容器１内に開口するスリット状の４ヶ所のガス吹出し口９から真空容器１内へ供給されている。ガス吹出し口９の数は4個でなくても良い。 The gas taken in from the gas introduction port 14 communicates with the gas introduction port 14 and opens on the surface of the top plate 15 facing the substrate 3. When the gas is introduced into the plasma processing apparatus, the gas is introduced into the main body 16 of the vacuum vessel 1. Via the closed annular communication path 18, the vacuum container 1 communicates with the annular communication path 18 from four slit-like gas outlets 9 that open into the vacuum container 1 on the inner surface of the vacuum container 1. It is supplied inside. The number of gas outlets 9 need not be four.

但し、プラズマ処理によって生成される付着物が多い場合は、ガス吹出し口９の数を少なくして、１つの穴を大きくした方がメンテナンスを容易にすることができる。また、天板５に設けられるガス導入口１４、環状の連通路１８やガス吹出し口９からなるガス供給部１７の加工においては、角部をできる限り無くして、端面にはＲ加工を施す方がメンテナンスしやすく、異常放電も防止できて良い。 However, if there are many deposits generated by the plasma treatment, maintenance can be facilitated by reducing the number of gas outlets 9 and increasing one hole. Further, in the processing of the gas supply portion 17 including the gas inlet 14 provided in the top plate 5, the annular communication passage 18 and the gas outlet 9, the corner is eliminated as much as possible and the end surface is subjected to R processing. Is easy to maintain and can prevent abnormal discharge.

本実施形態の構成においては、真空容器１内へのガスの供給が、真空容器１内側面において真空容器内に開口するスリット状のガス吹出し口９より行われるため、ガス吹出し口９内での放電発生を防止することが可能になる。 In the configuration of the present embodiment, the gas is supplied into the vacuum vessel 1 from the slit-like gas outlet 9 that opens into the vacuum vessel on the inner surface of the vacuum vessel 1. It becomes possible to prevent the occurrence of discharge.

また、ガス供給部１７を構成する環状の連通路１８やガス吹出し口９が、上記のように天板１５の、基板３に対向する面において開口して形成されているために、連通路１８やガス吹出し口９などに堆積した反応生成物を洗浄、ブラスト処理などにより除去するためのメンテナンスに際しては、天板１５をプラズマ処理装置より取り外した状態で連通路１８の内部やガス吹出し口９の内部などが露出することになり、従来のプラズマ処理装置において、天板５に設けられ複数のガス吹出し口１１の内部に堆積した反応生成物を洗浄、除去する場合と比較し、洗浄、除去作業を容易に、かつ十分な清浄度まで実施することが可能になる。 Further, since the annular communication path 18 and the gas outlet 9 constituting the gas supply unit 17 are formed so as to open on the surface of the top plate 15 facing the substrate 3 as described above, the communication path 18 is formed. In the maintenance for removing the reaction product accumulated in the gas outlet 9 or the like by cleaning, blasting or the like, the interior of the communication path 18 or the gas outlet 9 is removed with the top plate 15 removed from the plasma processing apparatus. In the conventional plasma processing apparatus, cleaning and removal work is performed in the conventional plasma processing apparatus as compared with the case of cleaning and removing reaction products provided in the top plate 5 and accumulated in the plurality of gas outlets 11. Can be carried out easily and to a sufficient degree of cleanliness.

その結果、メンテナンスサイクルを向上させることができ、ガス吹出し口からのダストの発生を低減することができるとともに、安定したプラズマ処理を行うことが可能になる。 As a result, the maintenance cycle can be improved, the generation of dust from the gas outlet can be reduced, and stable plasma treatment can be performed.

本発明のプラズマ処理装置は、反応生成物の洗浄、除去作業が容易に、かつ十分な清浄度まで実施することが可能になるものであり、反応生成物の発生や堆積、並びにそれに伴うパーティクル発生が問題となる他の処理装置にも広く適用できる。 The plasma processing apparatus of the present invention can easily clean and remove reaction products and can perform the cleaning up to a sufficient degree of cleanliness. It can be widely applied to other processing apparatuses in which the above problem occurs.

本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１に示す天板１５のＡ矢示図A arrow view of the top plate 15 shown in FIG. 従来のプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図A longitudinal sectional view showing the overall configuration of a conventional plasma processing apparatus

Explanation of symbols

１真空容器
２電極
３基板
９ガス吹出し口
１０プラズマ源
１４ガス導入口
１５天板
１７ガス供給部
１８連通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 Electrode 3 Substrate 9 Gas blowout port 10 Plasma source 14 Gas introduction port 15 Top plate 17 Gas supply part 18 Communication path

Claims

A plasma source, an electrode for mounting a substrate in the plasma generation source in One only opposite the vacuum vessel, a plasma treatment having a ring-shaped top plate between the electrode and the plasma source In the device
The top plate of the annular forms a cyclic communication path at a position facing the closed and the vacuum vessel at the main body portion of the vacuum vessel, a plurality of slit-shaped gas blow-out port into the communication passage communicates The plasma processing apparatus is characterized in that the outlet is provided toward the inside of the vacuum vessel .