JPH10162992A - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JPH10162992A
JPH10162992A JP9279549A JP27954997A JPH10162992A JP H10162992 A JPH10162992 A JP H10162992A JP 9279549 A JP9279549 A JP 9279549A JP 27954997 A JP27954997 A JP 27954997A JP H10162992 A JPH10162992 A JP H10162992A
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processing
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frequency antenna
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理室内に処理ガスを均一に導入し,かつ均
一な電界を形成可能な高周波誘導結合プラズマ処理装置
を提供する。 【解決手段】 エッチング装置100の処理室102a
上部に配される誘電体118の高周波アンテナ層118
c内に,内周部120bと外周部120cと中間部12
0dから成る高周波アンテナ120を形成する。高周波
アンテナ120が粗に配され,高電界領域となる中間部
120d下方の処理ガス供給層118d内に,第1ガス
供給経路152と第2ガス供給経路150を配置する。
処理ガスは,第2ガス供給経路150のガス供給孔15
0aから処理室102a内に均一に吐出する。ガス供給
経路151内でプラズマが励起し,処理室102a内に
伝達される電界が減衰して,処理室102a内に均一な
電界が形成され,均一な密度のプラズマが生成される。
[PROBLEMS] To provide a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus capable of uniformly introducing a processing gas into a processing chamber and forming a uniform electric field. SOLUTION: A processing chamber 102a of an etching apparatus 100 is provided.
High frequency antenna layer 118 of dielectric 118 disposed on top
c, the inner peripheral portion 120b, the outer peripheral portion 120c, and the intermediate portion 12
A high-frequency antenna 120 made of Od is formed. A first gas supply path 152 and a second gas supply path 150 are arranged in a processing gas supply layer 118d below an intermediate portion 120d where a high-frequency antenna 120 is roughly arranged and is in a high electric field region.
The processing gas is supplied to the gas supply holes 15 of the second gas supply path 150.
0a is uniformly discharged into the processing chamber 102a. The plasma is excited in the gas supply path 151, the electric field transmitted into the processing chamber 102a is attenuated, a uniform electric field is formed in the processing chamber 102a, and a plasma having a uniform density is generated.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,プラズマ処理装置
にかかり,特に高周波アンテナに高周波電力を印加する
ことにより,誘電体を介して処理室内に誘導プラズマを
励起する誘導結合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, and more particularly, to an inductively coupled plasma processing apparatus that applies an RF power to a RF antenna to excite an induced plasma in a processing chamber via a dielectric.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,半導体デバイスやLCDの超高集
積化に伴って,サブミクロン単位,さらにサブハーフミ
クロン単位の超微細加工を行う必要が生じている。そし
て,かかるプロセスをプラズマ処理装置により実施する
ためには,高真空雰囲気(例えば1〜70mTorr)
において,高密度のプラズマを高い精度で制御すること
が重要であり,しかもそのプラズマは大口径半導体ウェ
ハや大型のLCD用ガラス基板にも対応できるように,
大面積で高均一なものであることが必要である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the ultra-high integration of semiconductor devices and LCDs, it has become necessary to perform ultra-fine processing in sub-micron units and further in sub-half micron units. In order to perform such a process using a plasma processing apparatus, a high vacuum atmosphere (for example, 1 to 70 mTorr) is required.
Therefore, it is important to control high-density plasma with high accuracy, and the plasma can be applied to large-diameter semiconductor wafers and large-size LCD glass substrates.
It is necessary to have a large area and high uniformity.

【0003】このような技術的要求に対して,新しいプ
ラズマソースを確立すべく,多くのアプローチがなされ
ている。例えば,欧州特許公開明細書第379828号
には,高周波アンテナを用いる高周波誘導結合プラズマ
処理装置が開示されている。この高周波誘導プラズマ処
理装置10は,図8に示すように,被処理体12を載置
する載置台14と対向する処理室16の一面(天井面)
を石英ガラスなどの誘電体18で構成して,その外壁面
に,例えば渦巻きコイルから成る高周波アンテナ20を
設置し,この高周波アンテナ20に高周波電源22より
マッチング回路24を介して高周波電力を印加すること
により処理室16内に高周波による電界を形成し,この
電界内を流れる電子を処理ガスの中性粒子に衝突させて
ガスを電離させ,プラズマを生成するように構成されて
いる。なお,載置台14には,被処理体12の処理面へ
のプラズマ流の入射を促進するように,高周波電源26
よりバイアス用の高周波電力を印加することが可能であ
る。また,処理室16の底部には,処理室16内を所定
の圧力雰囲気にするように不図示の排気手段に連通する
排気口28が設けられるとともに,処理室16の天井面
を成す誘電体18の中央部には所定の処理ガスを処理室
16内に導入するための処理ガス導入口30が設けられ
ている。
Many approaches have been taken to establish a new plasma source in response to such technical requirements. For example, European Patent Publication No. 379828 discloses a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus using a high-frequency antenna. As shown in FIG. 8, the high-frequency induction plasma processing apparatus 10 has one surface (a ceiling surface) of a processing chamber 16 facing a mounting table 14 on which the object 12 is mounted.
Is composed of a dielectric material 18 such as quartz glass, and a high-frequency antenna 20 composed of, for example, a spiral coil is installed on the outer wall surface thereof. As a result, an electric field by a high frequency is formed in the processing chamber 16, and electrons flowing in the electric field collide with neutral particles of the processing gas to ionize the gas to generate plasma. A high-frequency power supply 26 is provided on the mounting table 14 so as to promote the incidence of the plasma flow on the processing surface of the processing target 12.
Higher bias power can be applied. At the bottom of the processing chamber 16, an exhaust port 28 communicating with an exhaust unit (not shown) is provided so that the inside of the processing chamber 16 has a predetermined pressure atmosphere, and a dielectric 18 forming a ceiling surface of the processing chamber 16 is provided. A processing gas inlet 30 for introducing a predetermined processing gas into the processing chamber 16 is provided at a central portion of the processing chamber 16.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで,上記のよう
な従来の高周波誘導結合プラズマ処理装置においては,
高周波アンテナから励起された高周波を誘電体を介して
処理室内に導入して電界を形成させ,この電界によって
処理室内に導入されている処理ガス中の電子およびイオ
ンを加速し,それら電子およびイオンがお互いに衝突す
ることによりプラズマが励起される構成となっている。
従って,高密度で均一なプラズマを生成させるために
は,処理ガスを処理室内に均一に導入し,かつ電界を均
一にしなければならない。
However, in the conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus as described above,
The high frequency excited by the high frequency antenna is introduced into the processing chamber through the dielectric to form an electric field, and the electric field accelerates electrons and ions in the processing gas introduced into the processing chamber, and the electrons and ions are accelerated. The plasma is excited by colliding with each other.
Therefore, in order to generate high-density and uniform plasma, the processing gas must be uniformly introduced into the processing chamber and the electric field must be uniform.

【0005】このように,処理ガスを処理室内に均一に
導入するためには,載置台上に載置される被処理体の被
処理面に対向する位置に処理ガス供給手段,例えばいわ
ゆるシャワーヘッドを備え,被処理体の被処理面に対し
て均一にガスを吹き出すように構成することが好まし
い。一般的なシャワーヘッドは,シャワーヘッド内にバ
ッファ部を構成する中空状の拡散室内を形成し,この拡
散室内にガス導入口から導入される処理ガスを一旦蓄え
た後,その処理ガスを拡散室と処理室を連通する略シャ
ワー状の多数の小孔(ガス吐出孔)を介して,被処理体
の処理面方向に吐出するように構成されている。
As described above, in order to uniformly introduce the processing gas into the processing chamber, a processing gas supply means, for example, a so-called shower head is provided at a position opposed to the processing surface of the processing object mounted on the mounting table. It is preferable that a gas is blown uniformly to the surface of the object to be processed. In a general shower head, a hollow diffusion chamber constituting a buffer portion is formed in the shower head, and after temporarily storing a processing gas introduced from a gas inlet in the diffusion chamber, the processing gas is diffused. It is configured to discharge in the direction of the processing surface of the object to be processed through a number of small holes (gas discharge holes) in a substantially shower shape that communicates with the processing chamber.

【0006】しかしながら,誘導結合プラズマ処理装置
に上記シャワーヘッド構造を採用した場合には,高周波
アンテナと処理室との間に拡散室が介在することにな
る。その結果,高周波アンテナから発振される高周波エ
ネルギ(電界)の一部によって拡散室内の処理ガスがプ
ラズマ化し,処理室内に導入される高周波エネルギが減
少してしまう。拡散室内でプラズマが励起された場合で
も,そのプラズマが処理室内に供給されれば,処理室内
のプラズマ密度が低下することがないが,ガス吐出孔
は,非常に小径であるため,拡散室内で励起されたプラ
ズマがガス吐出孔内を通過することができない。その結
果,当該装置にシャワーヘッド構造を適用した場合に
は,処理室内に伝達される高周波エネルギの減少に伴っ
てプラズマ密度が低下してしまう。
However, when the above-described showerhead structure is employed in the inductively coupled plasma processing apparatus, a diffusion chamber is interposed between the high-frequency antenna and the processing chamber. As a result, the processing gas in the diffusion chamber is turned into plasma by a part of the high-frequency energy (electric field) oscillated from the high-frequency antenna, and the high-frequency energy introduced into the processing chamber decreases. Even when the plasma is excited in the diffusion chamber, if the plasma is supplied into the processing chamber, the plasma density in the processing chamber does not decrease. However, since the gas discharge holes are very small in diameter, the gas discharge holes are very small. The excited plasma cannot pass through the gas discharge hole. As a result, when a showerhead structure is applied to the apparatus, the plasma density decreases with a decrease in high-frequency energy transmitted into the processing chamber.

【0007】本発明は,従来の高周波誘導結合プラズマ
処理装置が有する上記のような問題点に鑑みて成された
ものであり,本発明の第1の目的は,高周波アンテナか
ら処理室内に伝達される高周波エネルギを均一化し,処
理室内に均一な密度のプラズマを励起することが可能な
新規かつ改良された高周波誘導結合プラズマ処理装置を
提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus, and a first object of the present invention is to transmit a signal transmitted from a high-frequency antenna into a processing chamber. It is an object of the present invention to provide a new and improved high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus capable of homogenizing high-frequency energy and exciting a plasma having a uniform density in a processing chamber.

【0008】また,上記従来の装置では,高周波アンテ
ナを誘電体壁を介して処理室の外部に設置しているた
め,処理室内の減圧雰囲気と処理室外の大気圧雰囲気と
の圧力差に抗するために,誘電体壁の肉厚を厚くせねば
ならなかった。このような肉厚の誘電体壁の下面側に処
理ガス供給手段を設置するような構成は,高周波アンテ
ナにより励起された電界がさらに弱まることになり,高
周波エネルギの利用効率が悪化する点において採用が困
難であった。そして,かかる問題は,特に大口径半導体
ウェハや大面積LCD用ガラス基板を処理するための大
型のプラズマ処理装置において顕著であった。
Further, in the above-mentioned conventional apparatus, since the high-frequency antenna is installed outside the processing chamber via the dielectric wall, it resists the pressure difference between the reduced pressure atmosphere inside the processing chamber and the atmospheric pressure atmosphere outside the processing chamber. Therefore, the thickness of the dielectric wall had to be increased. Such a configuration in which the processing gas supply means is provided on the lower surface side of the thick dielectric wall is adopted in that the electric field excited by the high frequency antenna is further weakened, and the efficiency of using high frequency energy is deteriorated. Was difficult. Such a problem is particularly remarkable in a large-sized plasma processing apparatus for processing a large-diameter semiconductor wafer or a large-area LCD glass substrate.

【0009】本発明は,従来の高周波誘導結合プラズマ
処理装置が有する上記のような問題点に鑑みて成された
ものであり,本発明の第2の目的は,処理室内に生じる
電界に影響を与えることなく処理室内に均一な処理ガス
を導入することにより,高密度で均一なプラズマを発生
させることが可能な新規かつ改良された高周波誘導結合
プラズマ処理装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems of the conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus, and a second object of the present invention is to reduce the influence of the electric field generated in the processing chamber. It is an object of the present invention to provide a new and improved high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus capable of generating a high-density and uniform plasma by introducing a uniform processing gas into a processing chamber without giving it.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,本発明は,高周波アンテナに高周波電力を印加する
ことにより,誘電体を介して処理室内に誘導結合プラズ
マを励起し,処理室内の被処理体に対して所定のプラズ
マ処理を施すように構成されたプラズマ処理装置を提供
するものである。そして,上記プラズマ処理装置は,請
求項1に記載の発明のように,誘電体の被処理体に対す
る対向面側にガス供給手段が形成され,このガス供給手
段は,誘電体本体と,ガス供給インレットと,そのガス
供給インレットから誘電体本体内を略水平方向に延伸す
る1または2以上のガス経路と,そのガス経路から分岐
して被処理体に対する対向面側に開口するとともにガス
経路よりも小径の1または2以上のガス供給口とを具備
している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention applies high-frequency power to a high-frequency antenna to excite inductively-coupled plasma into a processing chamber via a dielectric material, thereby to reduce the frequency of the object in the processing chamber. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus configured to perform predetermined plasma processing on a processing body. In the plasma processing apparatus, gas supply means is formed on the side of the dielectric facing the object to be processed, and the gas supply means comprises a dielectric body, a gas supply An inlet, one or more gas paths extending in a substantially horizontal direction from the gas supply inlet into the dielectric body, and branching off from the gas path to open on the side facing the object to be processed, and One or more gas supply ports having a small diameter.

【0011】かかる構成によれば,ガス供給手段は,誘
電体本体内に形成されているため,高周波アンテナから
励起される高周波,あるいは処理室内に生じる電界に影
響を与えることなく,均一な処理ガスを処理室内に導入
することが可能となるため,高密度で均一なプラズマに
より,被処理体に対して均一なプラズマ処理を施すこと
ができる。
According to this configuration, since the gas supply means is formed in the dielectric main body, the gas supply means does not affect the high frequency excited from the high frequency antenna or the electric field generated in the processing chamber, so that the gas supply means is uniform. Can be introduced into the processing chamber, so that a high-density and uniform plasma can perform a uniform plasma process on the object to be processed.

【0012】また,誘電体は,例えば請求項2に記載の
発明のように,導電性材料から成り接地された処理室の
内壁面に接するように配置することができ,さらに高周
波アンテナは,誘電体の内部に埋設することができる。
Further, the dielectric can be arranged so as to be in contact with the inner wall surface of the processing chamber which is made of a conductive material and is grounded. Can be buried inside the body.

【0013】かかる構成によれば,処理室内に誘電体を
配置し,さらにこの誘電体内に高周波アンテナが形成さ
れるため,処理室内外の圧力差を考慮することなく,誘
電体の厚さを適宜設定することができる。その結果,誘
電体の高周波アンテナ側面と被処理体側面との間の厚さ
を薄くすることにより,処理室内に相対的に強い電界を
形成することができ,高密度プラズマを励起することが
できる。
According to this configuration, since the dielectric is disposed in the processing chamber and the high-frequency antenna is formed in the dielectric, the thickness of the dielectric can be appropriately adjusted without considering the pressure difference inside and outside the processing chamber. Can be set. As a result, a relatively strong electric field can be formed in the processing chamber by reducing the thickness of the dielectric between the high-frequency antenna side surface and the processing object side surface, and high-density plasma can be excited. .

【0014】また,ガス経路は,例えば請求項3に記載
の発明のように,高周波アンテナから励起され処理室内
に至る電界経路を妨げないように,誘電体本体内に巡ら
すことができるため,電界を弱めるなど,電界を不均一
にすることなく処理室内に均一な処理ガスを導入するこ
とができる。
Further, since the gas path can be routed through the dielectric body so as not to obstruct the electric field path excited from the high frequency antenna and reaching the processing chamber as in the invention of the third aspect, Thus, a uniform processing gas can be introduced into the processing chamber without making the electric field non-uniform, for example, by weakening the electric field.

【0015】さらに,ガス経路は,例えば請求項4に記
載の発明のように,高周波アンテナから励起され処理室
内に至る電界経路を制御して,処理室内の電界密度を均
一化するように,誘電体本体内に巡らすことができるた
め,処理室内に均一な密度のプラズマが励起され,被処
理体の被処理面の全面に渡って均一な処理を施すことが
できる。
Further, the gas path is controlled by controlling an electric field path which is excited from the high-frequency antenna and reaches the processing chamber to make the electric field density in the processing chamber uniform. Since the plasma can be circulated in the body, a plasma having a uniform density is excited in the processing chamber, and uniform processing can be performed over the entire surface of the processing surface of the processing object.

【0016】また,高周波アンテナは,例えば請求項5
に記載の発明のように,密に配される領域と粗に配され
る領域を有し,少なくともガス経路は,高周波アンテナ
が粗に配される領域に対応する誘電体本体内に巡らすこ
とができる。
The high-frequency antenna may be, for example,
As in the invention described in (1), there is a densely arranged area and a coarsely arranged area, and at least the gas path may extend around the dielectric body corresponding to the area where the high-frequency antenna is coarsely arranged. it can.

【0017】かかる構成によれば,ガス経路は,高周波
アンテナが粗に配される領域,すなわち高周波アンテナ
が密に配される領域よりも相対的に高い電界が形成され
る領域に対応する誘電体本体内に設けられるため,ガス
経路内でプラズマを励起させることにより,高周波アン
テナが粗に配される領域から処理室内に伝達される電界
を減衰させることができる。その結果,高周波アンテナ
が密に配される領域と粗に配される領域から各々処理室
内に伝達される電界を均一にすることができるため,処
理室内に均一な高密度プラズマを安定して励起すること
ができる。
According to such a configuration, the gas path is formed in a dielectric material corresponding to a region where the high-frequency antenna is coarsely arranged, that is, a region where an electric field is formed relatively higher than a region where the high-frequency antenna is densely arranged. Since it is provided in the main body, it is possible to attenuate the electric field transmitted into the processing chamber from the area where the high-frequency antenna is roughly arranged by exciting the plasma in the gas path. As a result, the electric field transmitted into the processing chamber from the region where the high-frequency antennas are densely arranged and the region where the high-frequency antennas are coarsely arranged can be made uniform. can do.

【0018】また,ガス経路は,例えば請求項6に記載
の発明のように,複数の分岐路から構成され,さらに各
分岐路に1または2以上のガス供給口が備えられる構成
において,ガス供給インレットから各第2ガス経路の各
開口部に至るガス流通長さは,それぞれ実質的に同一に
構成することができる。
The gas path may be constituted by a plurality of branch paths, and one or more gas supply ports may be provided in each branch path. The gas flow lengths from the inlet to the respective openings of the respective second gas paths can be configured to be substantially the same.

【0019】かかる構成によれば,各ガス供給口の各開
口部から処理室内に導入される処理ガスのコンダクタン
スがそれぞれ実質的に同一となるため,その各開口部か
ら処理室内に均一な処理ガスを導入することができる。
According to this configuration, the conductance of the processing gas introduced into the processing chamber from each opening of each gas supply port becomes substantially the same, so that a uniform processing gas is introduced into the processing chamber from each opening. Can be introduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に,添付図面を参照しなが
ら,本発明にかかるプラズマ処理装置をLCD用ガラス
基板用の高周波誘導結合プラズマエッチング装置に適用
した実施の一形態について詳細に説明する。なお,以下
の説明において,略同一の機能及び構成を有する構成要
素については,同一符号を付することにより,重複説明
を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a plasma processing apparatus according to the present invention is applied to a high-frequency inductively coupled plasma etching apparatus for a glass substrate for an LCD will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0021】図1に示すプラズマエッチング装置100
は,導電性材料,例えば表面に陽極酸化処理が施された
アルミニウムやステンレスなどからなる円筒あるいは矩
形の角筒状に成形された処理容器102を有しており,
所定のエッチング処理は,この処理容器102内に形成
される処理室102a内で行われる。
The plasma etching apparatus 100 shown in FIG.
Has a processing container 102 formed in a cylindrical or rectangular prismatic shape made of a conductive material, for example, aluminum or stainless steel whose surface is anodized,
The predetermined etching process is performed in a processing chamber 102a formed in the processing container 102.

【0022】前記処理容器102は接地されており,さ
らにその底部には,被処理体,例えばLCD用ガラス基
板(以下,「LCD基板」と称する。)Lを載置するた
めの略矩形状の載置台106が設けられている。載置台
106は,例えば表面に陽極酸化処理が施されたアルミ
ニウムやステンレスなどの導電性材料からなる電極部1
06aと,その電極部106aの載置面以外の部分を覆
うセラミックスなどの絶縁材料から成る電極保護部10
6bとから構成されている。載置台106は,処理容器
102の底部に貫装された昇降軸106c上に取り付け
られている。この昇降軸106cは,不図示の昇降機構
により昇降自在であり,必要に応じて載置台106全体
を昇降させることができる。また昇降軸106cの外周
部には,処理室102a内を気密に保持するための収縮
自在のベローズ108が設けられている。
The processing vessel 102 is grounded, and further has a substantially rectangular shape at the bottom thereof for mounting an object to be processed, for example, an LCD glass substrate (hereinafter, referred to as "LCD substrate") L. A mounting table 106 is provided. The mounting table 106 includes, for example, an electrode unit 1 made of a conductive material such as aluminum or stainless steel whose surface has been subjected to anodizing treatment.
06a and an electrode protection portion 10 made of an insulating material such as ceramics covering portions other than the mounting surface of the electrode portion 106a.
6b. The mounting table 106 is mounted on an elevating shaft 106 c penetrating the bottom of the processing container 102. The elevating shaft 106c can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown), and the entire mounting table 106 can be moved up and down as needed. A shrinkable bellows 108 for keeping the inside of the processing chamber 102a airtight is provided on the outer periphery of the elevating shaft 106c.

【0023】載置台106の電極部106aには,マッ
チング回路110を介して高周波電源112が電気的に
接続されており,プラズマ処理時に,所定の高周波,例
えば2MHzの高周波電力を印加することにより,バイ
アス電位を生じさせ,処理室102a内に励起されたプ
ラズマをLCD基板Lの処理面に効果的に引き込むこと
が可能である。なお図1に示す装置では,載置台106
にバイアス用の高周波電力を印加する構成を示したが,
単に載置台106を接地させる構成を採用することもで
きる。
A high-frequency power supply 112 is electrically connected to the electrode portion 106a of the mounting table 106 via a matching circuit 110, and by applying a predetermined high-frequency power, for example, 2 MHz high-frequency power during plasma processing. By generating a bias potential, the plasma excited in the processing chamber 102a can be effectively drawn into the processing surface of the LCD substrate L. In the apparatus shown in FIG.
The configuration for applying high frequency power for bias was shown in
A configuration in which the mounting table 106 is simply grounded may be adopted.

【0024】さらに載置台106の電極部106aに
は,冷却ジャケット114が内設されている。この冷却
ジャケット114内には,たとえばチラーにより温調さ
れたエチレングリコールなどの熱媒を,熱媒導入管11
4aを介して導入可能であり,導入されたエチレングリ
コールは同冷却ジャケット114内を循環して冷熱を生
じる。かかる構成により,エチレングリコールの冷熱が
冷却ジャケット114から載置台106を介してLCD
基板Lに対して伝熱し,LCD基板Lの処理面を所望す
る温度まで温調することが可能である。なお,冷却ジャ
ケット114を循環したエチレングリコールは熱媒排出
管114bより容器外へ排出される。なお,図1に示す
装置では省略しているが,載置台106に加熱ヒータな
どの加熱手段を設け,LCD基板Lの処理面の温調を行
うように構成してもよい。また,載置台106の載置面
には多数の孔115aが穿設されており,ガス供給管1
15から,所定の伝熱ガス,例えばヘリウムガスを載置
台106の載置面とLCD基板Lの裏面との間に供給す
ることにより伝熱効率を高め,減圧雰囲気下であって
も,効率的にLCD基板Lの温調を行うことが可能であ
る。
Further, a cooling jacket 114 is provided inside the electrode portion 106a of the mounting table 106. In the cooling jacket 114, for example, a heating medium such as ethylene glycol whose temperature is controlled by a chiller is introduced.
4a, and the introduced ethylene glycol circulates through the cooling jacket 114 to generate cold heat. With this configuration, the cryogenic heat of ethylene glycol is transferred from the cooling jacket 114 to the LCD via the mounting table 106.
It is possible to transfer heat to the substrate L and control the temperature of the processing surface of the LCD substrate L to a desired temperature. The ethylene glycol circulated through the cooling jacket 114 is discharged out of the container through the heat medium discharge pipe 114b. Although omitted in the apparatus shown in FIG. 1, a heating means such as a heater may be provided on the mounting table 106 to control the temperature of the processing surface of the LCD substrate L. A large number of holes 115a are formed in the mounting surface of the mounting table 106,
From 15, the heat transfer efficiency is increased by supplying a predetermined heat transfer gas, for example, a helium gas, between the mounting surface of the mounting table 106 and the back surface of the LCD substrate L, so that even under a reduced pressure atmosphere, the heat transfer efficiency is improved. It is possible to control the temperature of the LCD substrate L.

【0025】また,載置台106の上部には,LCD基
板Lの外縁部をクランプすることが可能なクランプフレ
ーム116が設けられている。このクランプフレーム1
16は,載置台106の周囲に立設された,例えば4本
の支持柱116aにより支持されており,LCD基板L
が載置された載置台106を上昇させ,LCD基板Lの
外縁部にクランプフレーム116を当接させることによ
り,LCD基板Lを載置台106上に載置固定すること
が可能である。なお,載置台106には,不図示のプッ
シャピンも設けられており,このプッシャピンを昇降さ
せることにより,LCD基板Lを載置台106上に載置
したり,載置台106から持ち上げたりすることが可能
である。
A clamp frame 116 capable of clamping the outer edge of the LCD substrate L is provided above the mounting table 106. This clamp frame 1
The LCD substrate L is supported by, for example, four support columns 116a which stand upright around the mounting table 106.
Is raised, and the clamp frame 116 is brought into contact with the outer edge of the LCD substrate L, whereby the LCD substrate L can be mounted and fixed on the mounting table 106. The mounting table 106 is also provided with a pusher pin (not shown), and by raising and lowering the pusher pin, the LCD substrate L can be mounted on the mounting table 106 or can be lifted from the mounting table 106. It is.

【0026】また,載置台106のLCD基板Lの載置
面とほぼ対向する処理容器102の天板部102bに接
するように,高周波アンテナ120が埋設された誘電体
118が設けられている。この誘電体118は,積層構
造を有しており,図示の例では,それぞれ誘電体部材か
ら成る4層構造を成している。すなわち,天板部102
b側から,パイレックス層118a,石英層118b,
マイカなどの誘電体材料中に高周波アンテナ120が埋
設された高周波アンテナ層118c,そして本実施の形
態にかかる,石英中に処理ガス経路が内設された処理ガ
ス供給層118dから構成されている。なお,積層され
る誘電体材料は,高周波電力の印加により高周波アンテ
ナ120が加熱した場合に,その熱により剥離等の現象
が生じないように,熱膨張率が等しい材料を用いること
が好ましい。また,図示の例では,加工性およびコスト
に鑑みマイカやパイレックスを利用しているが,もちろ
んすべてを石英層から構成することも可能である。ま
た,積層する数も4層に限定されず,数の誘電体層を積
層することも可能である。あるいは,積層構造にせず
に,単に誘電体材料中に高周波アンテナを埋設するよう
に構成することも可能である。
Further, a dielectric 118 in which a high-frequency antenna 120 is embedded is provided so as to be in contact with the top plate 102b of the processing container 102 which is substantially opposed to the mounting surface of the LCD board L of the mounting table 106. The dielectric 118 has a laminated structure, and in the illustrated example, has a four-layer structure composed of dielectric members. That is, the top plate 102
From the b side, a Pyrex layer 118a, a quartz layer 118b,
It is composed of a high-frequency antenna layer 118c in which a high-frequency antenna 120 is embedded in a dielectric material such as mica, and a processing gas supply layer 118d according to the present embodiment in which a processing gas path is provided in quartz. In addition, it is preferable to use a material having the same coefficient of thermal expansion as the dielectric material to be laminated so that when the high-frequency antenna 120 is heated by application of high-frequency power, the heat does not cause a phenomenon such as separation. Further, in the illustrated example, mica or Pyrex is used in view of workability and cost, but it is of course possible to constitute all of them from a quartz layer. Also, the number of layers to be laminated is not limited to four, and a number of dielectric layers can be laminated. Alternatively, it is also possible to simply embed a high-frequency antenna in a dielectric material without using a laminated structure.

【0027】なお,処理容器102の天板部102b
は,誘電体118および高周波アンテナ120とともに
取り外し自在であり,誘電体118および高周波アンテ
ナ120のメンテナンスを容易に行うことが可能なよう
に構成されている。
The top plate 102b of the processing container 102
Is detachable together with the dielectric 118 and the high-frequency antenna 120, and is configured so that maintenance of the dielectric 118 and the high-frequency antenna 120 can be easily performed.

【0028】高周波アンテナ層118cは,図2に示す
ように,マイカなどの誘電体層118c中に帯状の導電
体,例えば銅板,アルミニウム板,ステンレス板などを
高周波アンテナ120として挟み込んだ構造を有してい
る。ここで,マイカなどの誘電体層118cと高周波ア
ンテナ120の熱膨張率は相違するため,高周波アンテ
ナ120に高周波電力が印加され,高周波アンテナ12
0およびその周囲が加熱された場合に,高周波アンテナ
120の熱膨張によりひずみが生じ,剥離等の現象が生
じるおそれがある。この点,本実施の形態にかかる装置
では,高周波アンテナ120のところどころに切欠き部
120aが設けられているので,この切欠き部120a
により高周波アンテナ120の熱膨張分が吸収され,ひ
ずみが生じにくく,剥離等の好ましくない現象を未然に
防止することが可能である。
As shown in FIG. 2, the high-frequency antenna layer 118c has a structure in which a strip-shaped conductor, for example, a copper plate, an aluminum plate, a stainless steel plate, or the like is sandwiched as a high-frequency antenna 120 in a dielectric layer 118c such as mica. ing. Here, since the coefficient of thermal expansion of the dielectric layer 118c such as mica and the high-frequency antenna 120 are different, high-frequency power is applied to the high-frequency antenna 120 and the high-frequency antenna 12
When 0 and its surroundings are heated, distortion may occur due to thermal expansion of the high-frequency antenna 120, and a phenomenon such as peeling may occur. In this regard, in the device according to the present embodiment, since the notch 120a is provided in some places of the high-frequency antenna 120, the notch 120a is provided.
Accordingly, the thermal expansion of the high-frequency antenna 120 is absorbed, distortion is hardly generated, and undesired phenomena such as peeling can be prevented.

【0029】また,高周波アンテナ120は,載置台1
06上のLCD基板Lの中心点と対向する部分を中心と
して帯状導電体が略渦巻き状に数ターンの巻かれた内周
部120bと,この内周部120bから所定の間隔を隔
てて配され,内周部120bと同様にして帯状導電体が
略渦巻き状に数ターン巻かれた外周部120cから構成
されている。さらに,高周波アンテナ120が密に配さ
れる内周部120bと外周部120cの間には,高周波
アンテナ120が粗に配される中間部120dが形成さ
れ,この中間部120dに配置される帯状導電体によ
り,内周部120bと外周部120cが接続されてい
る。なお,図示の例では,高周波アンテナ120は,数
ターンの渦巻き状に構成されているが,この高周波アン
テナ120はプラズマを発生するためのアンテナ作用を
呈する機能があればよく,周波数が高くなれば巻き数を
減少させても良い。
The high-frequency antenna 120 is mounted on the mounting table 1.
An inner peripheral portion 120b in which a band-shaped conductor is wound several turns in a substantially spiral shape around a portion opposed to the center point of the LCD substrate L on the LCD substrate 06, and is disposed at a predetermined distance from the inner peripheral portion 120b. In the same manner as the inner peripheral portion 120b, the belt-shaped conductor is constituted by an outer peripheral portion 120c in which several turns are wound substantially spirally. Further, an intermediate portion 120d where the high-frequency antenna 120 is coarsely formed is formed between the inner peripheral portion 120b and the outer peripheral portion 120c where the high-frequency antenna 120 is densely arranged, and a strip-shaped conductive member arranged in the intermediate portion 120d. The body connects the inner peripheral part 120b and the outer peripheral part 120c. In the illustrated example, the high-frequency antenna 120 is formed in a spiral shape having several turns. However, the high-frequency antenna 120 only needs to have an antenna function for generating plasma. The number of turns may be reduced.

【0030】再び,図1を参照すると,パイレックス層
118aおよび石英層118bを貫通し,さらにマイカ
層118c中の高周波アンテナ120に至るまで,給電
経路122aおよび接地経路122bが設けられてい
る。給電経路122aには,マッチング回路124を介
して高周波電源126が接続されており,処理時には,
この高周波電源126から所定の周波数,例えば13.
56MHzの高周波電力を高周波アンテナ120に印加
し,処理室102a内に誘導プラズマを励起することが
可能である。
Referring again to FIG. 1, a feed path 122a and a ground path 122b are provided through the Pyrex layer 118a and the quartz layer 118b and further to the high-frequency antenna 120 in the mica layer 118c. A high-frequency power supply 126 is connected to the power supply path 122a via a matching circuit 124.
A predetermined frequency, for example, 13.
A high frequency power of 56 MHz can be applied to the high frequency antenna 120 to excite the induction plasma in the processing chamber 102a.

【0031】上記のような構成により,本実施の形態に
かかるエッチング装置100の誘電体118および高周
波アンテナ120は,処理容器102の内部に一体的に
設けられているので,大気圧と処理室内との圧力差にか
かわらず,高周波アンテナ120からLCD基板L側の
誘電体層の肉厚を薄く構成することができる。従って,
高周波電源126より高周波アンテナ120に印加され
る高周波電力により,より強い電界を処理室102a内
に形成することができるので,高周波エネルギの有効利
用が図れる。
With the above-described configuration, the dielectric 118 and the high-frequency antenna 120 of the etching apparatus 100 according to the present embodiment are integrally provided inside the processing vessel 102. Irrespective of the pressure difference, the thickness of the dielectric layer from the high-frequency antenna 120 to the LCD substrate L can be reduced. Therefore,
Since a stronger electric field can be formed in the processing chamber 102a by high-frequency power applied to the high-frequency antenna 120 from the high-frequency power supply 126, high-frequency energy can be effectively used.

【0032】ここで,本実施の形態にかかる,処理ガス
供給層118dについて,図3を参照しながら説明す
る。処理ガス供給層118dは,前述したように誘電
体,例えば石英から成り,その内部には,例えば断面が
略長方形状で複数本,例えば6本の第2ガス経路150
が,処理室102a側壁付近からその略反対方向に向か
って略梯子状に形成されている。また,処理ガス供給層
118dの載置台106側の面には,この第2ガス経路
150に連通する多数のガス供給孔150aが穿設され
ている。
Here, the processing gas supply layer 118d according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As described above, the processing gas supply layer 118d is made of a dielectric material, for example, quartz, and has a plurality of, for example, six second gas paths 150 having a substantially rectangular cross section.
Are formed in a substantially ladder shape from the vicinity of the side wall of the processing chamber 102a toward the substantially opposite direction. A large number of gas supply holes 150a communicating with the second gas path 150 are formed in the surface of the processing gas supply layer 118d on the mounting table 106 side.

【0033】そして,第2ガス経路150の両端には,
この第2ガス経路150よりも実質的に断面積が大きい
第1ガス経路152が接続されており,各第2ガス経路
150と第1ガス経路152とはお互いに連通してい
る。さらに,第1ガス経路152の第2ガス経路150
が接続されている面の略対称面の略中央部には,後述の
処理ガス源130から所定の処理ガスを第1ガス経路1
52内に導入するためのガス供給インレット154が接
続されている。
At both ends of the second gas path 150,
A first gas path 152 having a substantially larger cross-sectional area than the second gas path 150 is connected, and each of the second gas paths 150 and the first gas path 152 communicate with each other. Further, the second gas path 150 of the first gas path 152
A predetermined processing gas from a processing gas source 130 to be described later is supplied to the first gas path 1
A gas supply inlet 154 for introduction into the interior 52 is connected.

【0034】従って,処理ガス源130から流量制御装
置(MFC)132,ガス供給インレット154を介し
て,所定の処理ガス,例えば酸化膜処理の場合にはCF
4ガス,アルミニウム膜処理の場合にはBCl3+Cl2
の混合ガスが第1ガス経路152内に供給された後,各
第2ガス経路150に供給され,その各第2ガス経路1
50に設けられている各ガス供給孔150aからシャワ
ー状に処理室102a内に吹き出すことにより,処理室
102a内の処理ガス濃度を均一化し,従って均一な密
度のプラズマを処理室102a内に励起することが可能
である。
Accordingly, a predetermined processing gas, for example, CF in the case of an oxide film processing, is supplied from the processing gas source 130 through the flow control device (MFC) 132 and the gas supply inlet 154.
BCl 3 + Cl 2 for 4 gas, aluminum film treatment
Is supplied into the first gas path 152, and then supplied to each second gas path 150, and the second gas path 1
By blowing the gas into the processing chamber 102a from each gas supply hole 150a provided in the processing chamber 102 in the form of a shower, the processing gas concentration in the processing chamber 102a is made uniform, so that a plasma having a uniform density is excited into the processing chamber 102a. It is possible.

【0035】また,処理ガス供給層118dは,誘電体
から構成されているが,上述の如く処理ガス供給層11
8dの内部には,ガス経路151が形成されている。従
って,高周波アンテナ120から発振される高周波エネ
ルギ(電界)を,処理ガス供給層118dを介して処理
室102a内に十分に伝達するためには,ガス経路15
1でのエネルギ損失を考慮する必要がある。そこで,発
明者の知見によれば,載置台106の載置面の平面外輪
郭内に対する処理ガス供給層118dの誘電体部11
9,すなわちガス経路151が形成されていない部分の
投影面積(A1)と,ガス経路151の投影面積(A
2)は,A2/(A1+A2)が0.4未満,好ましく
は0.15〜0.25となるように設定されることが望
ましい。
The processing gas supply layer 118d is made of a dielectric material.
A gas path 151 is formed inside 8d. Therefore, in order to sufficiently transmit the high-frequency energy (electric field) oscillated from the high-frequency antenna 120 to the processing chamber 102a via the processing gas supply layer 118d, the gas path 15 is required.
1 must be considered. Therefore, according to the knowledge of the inventor, the dielectric portion 11 of the processing gas supply layer 118d with respect to the out-of-plane contour of the mounting surface of the mounting table 106 is provided.
9, ie, the projected area (A1) of the portion where the gas path 151 is not formed, and the projected area (A1) of the gas path 151.
2) is desirably set so that A2 / (A1 + A2) is less than 0.4, preferably 0.15 to 0.25.

【0036】次に,図4を参照しながら,処理室102
a内でのプラズマの生成過程について説明する。まず,
所定の減圧雰囲気等の諸条件が整えられている処理室1
02a内に,前述のようにして第2ガス経路150から
所定の処理ガス,例えばBCl3+Cl2の混合ガスが導
入された後,前述のように,高周波アンテナ120に所
定の高周波電力が印加されると高周波が励起され,その
高周波により,誘電体,例えば石英から成る処理ガス供
給層118dを介して,処理室102a内に電界が生じ
る。そして,この電界により,処理室102a内に導入
されている所定の処理ガス中の電子が,処理ガス中の中
性粒子に衝突することにより,プラズマが励起される。
この際,高周波は,処理ガス供給層118d内に設けら
れている各第1ガス経路152と各第2ガス経路150
との間の誘電体部分から処理室102a内に導入される
ため,高密度で均一なプラズマを生成することができ
る。
Next, referring to FIG.
The process of generating plasma in a will be described. First,
Processing chamber 1 in which various conditions such as a predetermined reduced pressure atmosphere are prepared
After a predetermined processing gas, for example, a mixed gas of BCl 3 + Cl 2 is introduced from the second gas path 150 into the 02a as described above, a predetermined high-frequency power is applied to the high-frequency antenna 120 as described above. Then, a high frequency is excited, and the high frequency generates an electric field in the processing chamber 102a through the processing gas supply layer 118d made of a dielectric material, for example, quartz. The electric field causes electrons in a predetermined processing gas introduced into the processing chamber 102a to collide with neutral particles in the processing gas to excite plasma.
At this time, the high frequency is applied to each of the first gas paths 152 and each of the second gas paths 150 provided in the processing gas supply layer 118d.
Is introduced into the processing chamber 102a from the dielectric portion between the two, and a high-density and uniform plasma can be generated.

【0037】ところで,高周波アンテナ120から励起
される高周波により,第1ガス経路152内と第2ガス
経路150内にも電界が生じるため,その内部の処理ガ
スが解離してプラズマが生成される。その結果,高周波
アンテナ120から発振された高周波エネルギがガス経
路151内に進入した場合には,その高周波エネルギは
処理室102a内へ実質的に伝達されない。しかしなが
ら,処理ガス供給層118dには,高周波アンテナ12
0から発振される高周波エネルギを十分に透過すること
ができる誘電体部119が相対的に多く存在するため,
処理室102a内に十分なプラズマを生成させることが
できる。
By the way, an electric field is also generated in the first gas path 152 and the second gas path 150 due to the high frequency excited from the high frequency antenna 120, so that the processing gas therein is dissociated to generate plasma. As a result, when the high-frequency energy oscillated from the high-frequency antenna 120 enters the gas path 151, the high-frequency energy is not substantially transmitted to the processing chamber 102a. However, the high-frequency antenna 12
Since there are relatively many dielectric portions 119 that can sufficiently transmit high-frequency energy oscillated from zero,
Sufficient plasma can be generated in the processing chamber 102a.

【0038】なお,上記誘電体118中に冷却水が循環
する経路を内設し,冷却水を循環させることにより,高
周波電力の印加により加熱した高周波アンテナ120を
冷却し,高周波アンテナ120および誘電体118の寿
命を延ばすように構成することも可能である。
A route for circulating cooling water is provided in the dielectric 118, and the high-frequency antenna 120 heated by application of high-frequency power is cooled by circulating the cooling water. It is also possible to configure to extend the life of the 118.

【0039】以上のように,本実施の形態にかかるエッ
チング装置100においては,高周波アンテナ120が
処理容器102の内部の誘電体118内に一体的に設け
られているので,大気圧と処理室102a内との圧力差
にかかわらず,高周波アンテナ120からLCD基板L
側の誘電体層の肉厚を薄く構成することができ,処理室
102a内に強い電界を形成することができる。このた
め,高周波アンテナ120とLCD基板Lとの間の処理
ガス供給層118d内に,処理ガスの供給手段であるガ
ス供給インレット154,第1ガス経路152および第
2ガス経路150を設けても,処理室102a内に生じ
る電界に影響を与えることはない。そして,その第2ガ
ス経路150aのガス供給孔150aから処理ガスが処
理室102a内に均一に導入されるため,従来,困難で
あった高密度で均一なプラズマの生成が可能となり,L
CD基板Lに対して均一なプラズマ処理を施すことがで
きる。
As described above, in the etching apparatus 100 according to the present embodiment, since the high-frequency antenna 120 is integrally provided in the dielectric 118 inside the processing container 102, the atmospheric pressure and the processing chamber 102a Regardless of the pressure difference between the inside and the
The thickness of the dielectric layer on the side can be reduced, and a strong electric field can be formed in the processing chamber 102a. For this reason, even if the gas supply inlet 154, the first gas path 152, and the second gas path 150, which are processing gas supply means, are provided in the processing gas supply layer 118d between the high-frequency antenna 120 and the LCD substrate L, The electric field generated in the processing chamber 102a is not affected. Further, since the processing gas is uniformly introduced into the processing chamber 102a from the gas supply holes 150a of the second gas path 150a, it is possible to generate high-density and uniform plasma, which has been difficult in the related art.
A uniform plasma process can be performed on the CD substrate L.

【0040】また,処理ガス供給層118dは,上述の
如くガス経路151が形成されている部分と,ガス経路
151が形成されていない誘電体部119から構成され
ているため,それら各部分で高周波アンテナ120から
発振される高周波エネルギの処理室102a内への透過
率が異なる。従って,処理室102a内に励起されるプ
ラズマの均一性を考慮すると,ガス経路151と高周波
アンテナ120を,載置台106の載置面の中心に対し
て略線対称状または略点対称状に配置することが好まし
い。
The processing gas supply layer 118d is composed of the portion where the gas path 151 is formed as described above and the dielectric portion 119 where the gas path 151 is not formed. The transmittance of the high-frequency energy oscillated from the antenna 120 into the processing chamber 102a is different. Therefore, considering the uniformity of the plasma excited in the processing chamber 102a, the gas path 151 and the high-frequency antenna 120 are arranged substantially line-symmetrically or substantially point-symmetrically with respect to the center of the mounting surface of the mounting table 106. Is preferred.

【0041】また,高周波アンテナ120から処理室1
02a内に供給される電界エネルギ強度分布は,図5に
示したように,高周波アンテナ120が粗に配される中
間部120dで最も強くなる。そこで,本実施の形態で
は,図6に示したように,電界エネルギが最も高い中間
部120dの下方の処理ガス供給層118d内に第1ガ
ス経路152と第2ガス経路150を形成し,該部分か
ら処理室102a内に供給される電界エネルギを相対的
に低下させるように構成されている。その結果,処理室
102a内に形成される電界強度分布が均一化されるた
め,プラズマ密度の均一性を向上させることができる。
Further, from the high-frequency antenna 120 to the processing room 1
As shown in FIG. 5, the distribution of the electric field energy intensity supplied in 02a becomes strongest in the intermediate portion 120d where the high-frequency antenna 120 is coarsely arranged. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first gas path 152 and the second gas path 150 are formed in the processing gas supply layer 118d below the intermediate portion 120d having the highest electric field energy. It is configured to relatively reduce the electric field energy supplied into the processing chamber 102a from the portion. As a result, the electric field intensity distribution formed in the processing chamber 102a is made uniform, so that the uniformity of the plasma density can be improved.

【0042】再び図1に戻り,前記処理容器102の底
部には排気管136が接続されて,この処理室102a
内の雰囲気を不図示の排気手段,例えば,真空ポンプに
より排出し得るように構成されており,処理室102a
の雰囲気を任意の減圧度にまで真空引きすることが可能
である。
Referring back to FIG. 1, an exhaust pipe 136 is connected to the bottom of the processing chamber 102, and the processing chamber 102a
The inside of the processing chamber 102a is configured to be able to exhaust the atmosphere in the chamber by an exhaust means (not shown), for example, a vacuum pump.
Can be evacuated to an arbitrary degree of reduced pressure.

【0043】なお,前記処理容器102の側部にはゲー
トバルブ138が設けられており,隣接して設置される
ロードロック室より,搬送アームなどを備えた搬送機構
により,未処理のLCD基板Lを処理室102a内に搬
入するとともに,処理済みのLCD基板Lを搬出するこ
とができる。
A gate valve 138 is provided on the side of the processing container 102, and an unprocessed LCD substrate L is moved from a load lock chamber installed adjacently by a transfer mechanism having a transfer arm or the like. Can be carried into the processing chamber 102a, and the processed LCD substrate L can be carried out.

【0044】次に,以上のように構成された実施の形態
に係るプラズマエッチング装置の動作について説明す
る。
Next, the operation of the plasma etching apparatus according to the embodiment configured as described above will be described.

【0045】まず,ゲートバルブ138を介してLCD
基板Lを,不図示の搬送アームにより処理室102a内
に収容する。この時,載置台106は,下方位置にあ
り,不図示のプッシャピンが上昇しており,不図示の搬
送アームは,LCD基板Lをこの不図示のプッシャピン
上に置き,ゲートバルブ138から処理容器102外に
待避する。次いで,不図示のプッシャピンが下降し,L
CD基板Lは載置台106の載置面に載置される。次い
で,不図示の昇降機構により,載置台106が上昇し,
クランプ106の下面にLCD基板Lの周縁部が押圧さ
れ,LCD基板Lが載置台106に固定される。
First, an LCD is connected via a gate valve 138.
The substrate L is accommodated in the processing chamber 102a by a transfer arm (not shown). At this time, the mounting table 106 is at the lower position, and a pusher pin (not shown) is lifted. The transfer arm (not shown) places the LCD substrate L on the pusher pin (not shown), and the processing vessel 102 is moved from the gate valve 138 to the processing vessel 102. Evacuate outside. Next, the pusher pin (not shown) descends, and L
The CD substrate L is mounted on the mounting surface of the mounting table 106. Next, the mounting table 106 is lifted by a lifting mechanism (not shown),
The periphery of the LCD substrate L is pressed against the lower surface of the clamp 106, and the LCD substrate L is fixed to the mounting table 106.

【0046】この処理室102a内は,排気管136に
接続される不図示の真空ポンプにより真空引きされ,同
時に本実施の形態にかかる処理ガス供給層118d内の
各第2ガス経路150に設けられている各ガス供給孔1
50aより所定の処理ガス,例えば,酸化膜処理の場合
にはCF4ガス,アルミニウム膜処理の場合にはBCl3
+Cl2の混合ガスが処理室102a内に均一に導入さ
れ,処理室102a内は,例えば30mTorr程度の
高真空状態に保持される。
The inside of the processing chamber 102a is evacuated by a vacuum pump (not shown) connected to the exhaust pipe 136, and is simultaneously provided in each second gas path 150 in the processing gas supply layer 118d according to the present embodiment. Each gas supply hole 1
From 50a, a predetermined processing gas, for example, CF 4 gas in the case of oxide film processing, and BCl 3 gas in the case of aluminum film processing
The mixed gas of + Cl 2 is uniformly introduced into the processing chamber 102a, and the processing chamber 102a is maintained in a high vacuum state of, for example, about 30 mTorr.

【0047】そして,高周波電源126よりマッチング
回路124を介して,例えば13.56MHzの高周波
エネルギを誘電体118の高周波アンテナ層118cに
埋設された高周波アンテナ120に印加する。すると,
高周波アンテナ120のインダクタンス成分の誘導作用
により処理室102a内に電界が形成される。その際,
本実施の形態にかかる各ガス供給孔150aより処理室
102a内に均一な処理ガスが導入されているため,高
密度で均一なプラズマを処理室102a内に生成するこ
とが可能となり,LCD基板Lに対して均一なプラズマ
処理を施すことができる。
Then, a high-frequency energy of 13.56 MHz, for example, is applied from a high-frequency power supply 126 via a matching circuit 124 to a high-frequency antenna 120 embedded in a high-frequency antenna layer 118 c of the dielectric 118. Then
An electric field is formed in the processing chamber 102a by the induction action of the inductance component of the high-frequency antenna 120. that time,
Since a uniform processing gas is introduced into the processing chamber 102a from each gas supply hole 150a according to the present embodiment, a high-density and uniform plasma can be generated in the processing chamber 102a. Can be subjected to uniform plasma processing.

【0048】さて,このようにして処理室102a内に
励起されたプラズマは,載置台106に印加されるバイ
アス電位により載置台106上のLCD基板Lの方向に
移動し,処理面に対して所望のエッチング処理を施すこ
とが可能である。そして,所定のエッチング処理が終了
した後,処理済みのLCD基板Lは不図示の搬送アーム
によりゲートバルブ138を介してロードロック室に搬
出され,一連の動作が終了する。
The plasma excited in the processing chamber 102a as described above moves in the direction of the LCD substrate L on the mounting table 106 by the bias potential applied to the mounting table 106, and the desired plasma is applied to the processing surface. Can be applied. After the predetermined etching process is completed, the processed LCD substrate L is carried out to the load lock chamber via the gate valve 138 by the transfer arm (not shown), and a series of operations is completed.

【0049】以上,添付図面を参照しながら,本発明に
かかるプラズマ処理装置をLCD基板用のエッチング装
置に適用した実施の一形態について説明したが,本発明
はかかる例に限定されない。特許請求の範囲に記載され
た技術的思想の範囲内において,当業者であれば,各種
の修正および変更を施すことが可能であり,これらにつ
いても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解さ
れる。
While the embodiment in which the plasma processing apparatus according to the present invention is applied to an etching apparatus for an LCD substrate has been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such an example. A person skilled in the art can make various modifications and changes within the scope of the technical idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. I understand.

【0050】例えば,上記実施の形態においては,第2
ガス経路の形状を略梯子状とした例を挙げて説明した
が,本発明はかかる構成に限定されない。例えば図7に
示したように,誘電体118の処理ガス供給層118d
内に,処理室102aの略中心方向に向かうガス供給イ
ンレット200に,その略垂直方向に向かって延びる第
1ガス経路202を接続し,さらにその第1ガス経路2
02の両端部に,例えば4方向の略放射状に向かって延
びる第2ガス経路204を接続して,その第2ガス経路
204の端部にガス供給孔204aを設けるように構成
できる。その際,ガス供給インレット200と各ガス供
給孔204aとの間の距離がそれぞれ同じになるように
構成されているため,ガス供給インレット200から各
ガス供給孔204aに至るまでのコンダクタンスが略同
一となり,その結果,処理ガスを処理室102a内に均
一に分散させることができる。
For example, in the above embodiment, the second
Although an example has been described in which the shape of the gas path is substantially ladder-shaped, the present invention is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 7, the processing gas supply layer 118d of the dielectric 118
Inside, a first gas path 202 extending substantially in the vertical direction is connected to a gas supply inlet 200 extending substantially in the direction of the center of the processing chamber 102a.
For example, a second gas path 204 extending substantially radially in four directions is connected to both ends of the second gas path 02, and a gas supply hole 204a is provided at an end of the second gas path 204. At this time, since the distance between the gas supply inlet 200 and each gas supply hole 204a is configured to be the same, the conductance from the gas supply inlet 200 to each gas supply hole 204a becomes substantially the same. As a result, the processing gas can be uniformly dispersed in the processing chamber 102a.

【0051】また,上記実施の形態においては,高周波
アンテナ120を誘電体118内に設けた構成を例に挙
げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されず,高
周波アンテナを処理容器上部の誘電体壁外部に設けたプ
ラズマ処理装置においても適用が可能である。
Further, in the above embodiment, the configuration in which the high-frequency antenna 120 is provided in the dielectric 118 has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the high-frequency antenna is provided in the upper part of the processing container. The present invention is also applicable to a plasma processing apparatus provided outside a dielectric wall.

【0052】さらに,上記実施の形態においては,第2
ガス経路150を高周波アンテナ120間の下方付近に
設けた構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構
成に限定されず,第2ガス経路を高周波アンテナの下方
に設けた構成としても実施可能である。
Further, in the above embodiment, the second
Although the configuration in which the gas path 150 is provided near the lower portion between the high-frequency antennas 120 has been described as an example, the present invention is not limited to this configuration, and the present invention is also applicable to a configuration in which the second gas path is provided below the high-frequency antenna. It is possible.

【0053】さらにまた,上記実施の形態においては,
LCD基板Lを被処理体として処理する例を示したが,
本発明は,半導体ウェハを被処理体とする処理装置に対
しても適用できる。また,上記実施の形態では,本発明
をエッチング装置に適用した例を示したが,本発明は,
プラズマを利用した各種装置,例えばアッシング装置や
プラズマCVD装置に対しても適用することが可能であ
る。
Further, in the above embodiment,
An example in which the LCD substrate L is processed as an object to be processed has been described.
The present invention is also applicable to a processing apparatus using a semiconductor wafer as a processing target. In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an etching apparatus has been described.
The present invention can be applied to various apparatuses using plasma, for example, an ashing apparatus and a plasma CVD apparatus.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように,本発明にかかるプ
ラズマ処理装置によれば,高周波アンテナが処理容器の
内部の誘電体内に一体的に設けられているので,大気圧
と処理室内との圧力差にかかわらず,高周波アンテナか
ら被処理体側の誘電体層の肉厚を薄く構成することがで
き,処理室内に強い電界を形成することができる。この
ため,高周波アンテナと被処理体との間の誘電体内に,
処理ガスの供給手段であるガス供給インレット,ガス経
路およびガス供給孔を設けても,処理室内に生じる電界
に影響を与えることはない。また,そのガス供給孔から
処理ガスが処理室内に均一に導入されるため,従来,困
難であった高密度で均一なプラズマの生成が可能とな
り,被処理体に対して均一なプラズマ処理を施すことが
できる。さらに,各ガス経路の各ガス供給口の各開口部
から処理室内に導入される処理ガスのコンダクタンスが
それぞれ実質的に同一となるため,その各開口部から処
理室内に均一な処理ガスを導入することができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, since the high-frequency antenna is integrally provided in the dielectric inside the processing vessel, the atmospheric pressure and the pressure in the processing chamber are reduced. Regardless of the difference, the thickness of the dielectric layer on the object side can be reduced from the high-frequency antenna, and a strong electric field can be generated in the processing chamber. Therefore, in the dielectric between the high-frequency antenna and the object,
Even if a gas supply inlet, a gas path, and a gas supply hole, which are means for supplying a processing gas, are provided, the electric field generated in the processing chamber is not affected. In addition, since the processing gas is uniformly introduced into the processing chamber from the gas supply holes, it is possible to generate a high-density and uniform plasma, which has been difficult in the past, and to perform a uniform plasma processing on the object to be processed. be able to. Furthermore, since the conductance of the processing gas introduced into the processing chamber from each opening of each gas supply port of each gas path becomes substantially the same, a uniform processing gas is introduced into the processing chamber from each opening. be able to.

【0055】また,高周波アンテナが粗に配される領
域,すなわち相対的に高い電界が形成される領域の処理
室側にガス経路が形成されるため,ガス経路内でプラズ
マを励起させることにより,当該領域から処理室内に供
給される電界を減衰させることができる。その結果,処
理室内に均一な電界を形成することができるため,高密
度プラズマを均一かつ安定して励起することができる。
Further, since a gas path is formed on the processing chamber side in a region where the high-frequency antenna is roughly arranged, that is, a region where a relatively high electric field is formed, by exciting plasma in the gas path, The electric field supplied into the processing chamber from the region can be attenuated. As a result, a uniform electric field can be formed in the processing chamber, so that high-density plasma can be excited uniformly and stably.

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

【図1】本発明を適用可能なエッチング装置を示した概
略的な断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an etching apparatus to which the present invention can be applied.

【図2】図1に示すエッチング装置の誘電体に埋設され
る高周波アンテナの概略構成を示す概略的な説明図であ
る。
2 is a schematic explanatory view showing a schematic configuration of a high-frequency antenna embedded in a dielectric of the etching apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示すエッチング装置の処理ガス供給経路
の実施の一形態を示す概略的な説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing one embodiment of a processing gas supply path of the etching apparatus shown in FIG. 1;

【図4】図1に示すエッチング装置における処理室内の
プラズマの生成過程を示す概略的な説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a plasma generation process in a processing chamber in the etching apparatus shown in FIG.

【図5】図1に示したエッチング装置の高周波アンテナ
から処理室内に発振される電界エネルギの強度分布を説
明するための概略的な説明図である。
5 is a schematic explanatory diagram for explaining an intensity distribution of electric field energy oscillated into a processing chamber from a high-frequency antenna of the etching apparatus shown in FIG. 1;

【図6】図1に示したエッチング装置の高周波アンテナ
と処理ガス供給経路の配置を説明するための概略的な説
明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view for explaining an arrangement of a high-frequency antenna and a processing gas supply path of the etching apparatus shown in FIG. 1;

【図7】本発明にかかるプラズマ処理装置におけるガス
供給経路の他の実施の一形態を示す概略的な説明図であ
る。
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing another embodiment of the gas supply path in the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図8】従来の高周波誘導結合プラズマ処理装置の概略
構成を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 エッチング装置 102a 処理室 106 載置台 118 誘電体 118c 高周波アンテナ層 118d 処理ガス供給層 120 高周波アンテナ 120b 内周部 120c 外周部 120d 中間部 150 第2ガス経路 150a ガス供給孔 152 第1ガス経路 154 ガス供給インレット Reference Signs List 100 etching apparatus 102a processing chamber 106 mounting table 118 dielectric 118c high-frequency antenna layer 118d processing gas supply layer 120 high-frequency antenna 120b inner peripheral part 120c outer peripheral part 120d intermediate part 150 second gas path 150a gas supply hole 152 first gas path 154 gas Supply inlet

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波アンテナに高周波電力を印加する
ことにより,誘電体を介して処理室内に誘導結合プラズ
マを励起し,前記処理室内の被処理体に対して所定のプ
ラズマ処理を施すように構成されたプラズマ処理装置に
おいて:前記誘電体の前記被処理体に対する対向面側に
ガス供給手段を形成し;前記ガス供給手段は,誘電体本
体と,ガス供給インレットと,そのガス供給インレット
から前記誘電体本体内を略水平方向に延伸する1または
2以上のガス経路と,そのガス経路から分岐して前記被
処理体に対する対向面側に開口するとともに前記ガス経
路よりも小径の1または2以上のガス供給口とから構成
されることを特徴とする,プラズマ処理装置。
1. A structure in which a high-frequency power is applied to a high-frequency antenna to excite inductively coupled plasma into a processing chamber via a dielectric, and to perform a predetermined plasma processing on an object to be processed in the processing chamber. In the plasma processing apparatus, a gas supply means is formed on a surface of the dielectric facing the object to be processed; the gas supply means comprises a dielectric body, a gas supply inlet, and a gas supply inlet. One or more gas paths extending in a substantially horizontal direction in the body, and one or more gas paths branched from the gas paths and opening on the side facing the object to be processed and having a smaller diameter than the gas paths. A plasma processing apparatus comprising: a gas supply port.
【請求項2】 前記誘電体は,導電性材料から成り接地
された前記処理室の内壁面に接するように配置され;前
記高周波アンテナは,前記誘電体の内部に埋設されるこ
とを特徴とする,請求項1に記載のプラズマ処理装置。
2. The method according to claim 1, wherein the dielectric is made of a conductive material and is disposed in contact with an inner wall surface of the processing chamber, which is grounded; and the high-frequency antenna is embedded in the dielectric. The plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記ガス経路は,前記高周波アンテナか
ら励起され前記処理室内に至る電界経路を妨げないよう
に,前記誘電体本体内に巡らされることを特徴とする,
請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
3. The gas path is routed inside the dielectric body so as not to obstruct an electric field path excited from the high frequency antenna and reaching the processing chamber.
The plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項4】 前記ガス経路は,前記高周波アンテナか
ら励起され前記処理室内に至る電界経路を制御して,前
記処理室内の電界密度を均一化するように,前記誘電体
本体内に巡らされることを特徴とする,請求項1,2ま
たは3のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
4. The gas path is routed in the dielectric main body so as to control an electric field path excited from the high frequency antenna and reaching the processing chamber so as to equalize an electric field density in the processing chamber. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein:
【請求項5】 前記高周波アンテナは,密に配される領
域と粗に配される領域を有し,少なくとも前記ガス経路
は,前記高周波アンテナが前記粗に配される領域に対応
する前記誘電体本体内に巡らされることを特徴とする,
請求項1,2,3または4のいずれかに記載のプラズマ
処理装置。
5. The high-frequency antenna has a densely arranged region and a coarsely arranged region, and at least the gas path is provided in the dielectric material corresponding to the region where the high-frequency antenna is roughly arranged. Characterized by being circulated throughout the body.
The plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項6】 前記ガス経路は,複数の分岐路から構成
され;さらに,各分岐路に1または2以上のガス供給口
が備えられる構成において,前記ガス供給インレットか
ら前記各第2ガス経路の前記各開口部に至るガス流通長
さは,それぞれ実質的に同一に構成されることを特徴と
する,請求項1,2,3,4または5のいずれかに記載
のプラズマ処理装置。
6. The gas path is composed of a plurality of branch paths; further, in a configuration in which one or two or more gas supply ports are provided in each branch path, the gas supply inlet is connected to each of the second gas paths. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 5, wherein a gas flow length reaching each of the openings is substantially the same.
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