JP3609985B2

JP3609985B2 - Inductively coupled plasma processing equipment

Info

Publication number: JP3609985B2
Application number: JP2000134719A
Authority: JP
Inventors: 務里吉; 健次天野; 博道伊藤; 由都宮崎
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2020-05-08
Also published as: JP2001028299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体処理分野で使用される誘導結合プラズマ処理装置に関する。より具体的には、本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用の基板（ＬＣＤガラス基板）等の被処理基板に対して、プラズマを使用して、成膜、エッチング等の処理を施すための誘導結合（ＩＣＰ）プラズマ処理装置に関する。なお、ここで、半導体処理とは、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の被処理体上に半導体層、絶縁層、導電層等を所定のパターンで形成することにより、該被処理体上に半導体デバイスや、半導体デバイスに接続される配線、電極等を含む構造物を製造するために実施される種々の処理を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程において、ガラス製の矩形のＬＣＤガラス基板の表面に対して、成膜、エッチング等の処理が施される。このような処理を、プラズマを使用して行う装置として、高密度プラズマを発生できる誘導結合プラズマ処理装置が知られている。
【０００３】
誘導結合プラズマ処理装置の典型的な構造において、気密な処理室の天井に誘電体壁（窓板）が配設され、該誘電体壁上に高周波（ＲＦ）アンテナが配設される。高周波アンテナにより、処理室内に誘導電界が形成され、該電界により、処理ガスがプラズマに転化される。このようにして生成された処理ガスのプラズマを使用して、処理室内に配置された被処理基板に対して成膜、エッチング等の処理が施される。
【０００４】
ＬＣＤの製造工程において処理される被処理基板（ＬＣＤガラス基板）は、通常、１枚の被処理基板から複数枚、例えば９枚のＬＣＤパネル製品が得られるような寸法に設定される。従って、被処理基板であるＬＣＤガラス基板の寸法は、市販のＬＣＤに比べてかなり大きなものとなる。更に、近年、ＬＣＤ自体の大型化に伴って、被処理基板であるＬＣＤガラス基板の寸法は、ますます大きくなり、例えば、１ｍ×１ｍのようなものも出現している。
【０００５】
このため、ＬＣＤガラス基板を処理するための誘導結合プラズマ処理装置も大型化し、従って、また、ＬＣＤガラス基板と高周波アンテナとの間に配設される誘電体壁も大型化している。処理室の内外の圧力差や自重等に耐えるだけの十分な強度を有するように、誘電体壁は平面寸法の大型化に伴って厚さも大きく設定される。しかし、誘電体壁が肉厚になると、高周波アンテナと処理室との距離が大きくなるため、エネルギー効率の低下の原因となる。
【０００６】
ＵＳＰＮｏ．５，５８９，７３７は、誘導結合プラズマ処理装置におけるこのような問題に対処するためのある構造を開示する。この公報に開示の装置においては、本体容器が誘電体壁により下側の処理室と上側のアンテナ室とに区画される。本体容器の区画位置に対応して、容器の中心を十字状に横断するレール等の複数のレールを有する支持枠が配設され、支持枠上に誘電体壁が載置される。誘電体壁は、支持枠のレールに対応して分割された複数のセグメントからなる。
【０００７】
ＵＳＰＮｏ．５，５８９，７３７の構造では、誘電体壁の重量及び処理室内外の圧力差は、最終的に、本体容器の内面に沿って走る支持枠の外側枠部分によって全て支持される。このため、支持枠のレールの存在に拘わらず、誘電体壁は、依然中央部で下側に向かって撓み易い。この現象を軽減するためには、支持枠全体を頑丈な構造にする必要があるが、この場合、支持枠自体の寸法及び重量も大きなものとなり、処理室内面のプロファイル、操作性、メンテナンス、コスト等の面で望ましくない結果をもたらす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高周波アンテナに対応して処理室の天井に誘電体壁が配設された誘導結合プラズマ処理装置において、装置の大型化に伴って誘電体壁の平面寸法が大型化しても、誘電体壁の厚さを小さくすることができ、従って、高周波アンテナのエネルギー効率の低下を防止できるようにすることを目的とする。
【０００９】
本発明はまた、高周波アンテナに対応して処理室の天井に誘電体壁が配設された誘導結合プラズマ処理装置において、装置の大型化に伴って生じるその他の種々の問題に対処するための改良を装置に加えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点は、誘導結合プラズマ処理装置であって、
気密な処理室と、
前記処理室内で被処理基板を載置するための載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するための処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気すると共に前記処理室内を真空に設定するための排気系と、
前記処理室の天井に配設された誘電体壁と、
前記処理室外で前記誘電体壁に面して配設された高周波アンテナと、前記高周波アンテナは、前記処理ガスをプラズマに転化するための誘導電界を前記処理室内に形成することと、
前記誘電体壁の上方に配設された上方枠と、
前記誘電体壁の周縁部から離れた位置において、前記誘電体壁の荷重を前記上方枠に掛けるように配設されたサスペンダと、
前記載置台と前記誘電体壁との間に配設され、前記処理ガス供給系に接続されたガス流路と前記載置台に対して開口する複数のガス供給孔とを有するシャワー筐体を含むシャワーヘッドと、前記シャワー筐体は、前記サスペンダに接続されると共に前記誘電体壁と平行に延在する部分を有し、前記誘電体壁を支持する支持梁として機能することと、
を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の視点は、第１の視点の装置において、前記処理室の上側に配設された、前記高周波アンテナを収容するアンテナ室を更に具備し、前記アンテナ室の天井は前記上方枠として機能することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の視点は、第２の視点の装置において、前記処理室及び前記アンテナ室は、気密な本体容器を前記誘電体壁により上下に区画することにより形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の視点は、第１の視点の装置において、前記シャワー筐体は金属から実質的になることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５の視点は、第４の視点の装置において、前記シャワー筐体は、前記高周波アンテナの延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第６の視点は、第４の視点の装置において、前記シャワー筐体は接地されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７の視点は、第１の視点の装置において、前記サスペンダは、前記処理ガス供給系から前記ガス供給孔へ前記処理ガスを供給するためのガス管を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第８の視点は、第１の視点の装置において、前記誘電体壁は、下面内に前記シャワー筐体を収容する凹部を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第９の視点は、第８の視点の装置において、前記誘電体壁及び前記シャワー筐体の下面を被覆する誘電体カバーを更に具備し、前記ガス供給孔に対応して前記誘電体カバーに孔が形成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１０の視点は、第１の視点の装置において、前記誘電体壁は、前記シャワー筐体上で互いに隣接する複数のセグメントを組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１１の視点は、誘導結合プラズマ処理装置であって、
気密な処理室と、
前記処理室内で被処理基板を載置するための載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するための処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気すると共に前記処理室内を真空に設定するための排気系と、
前記処理室の天井に配設された誘電体壁と、
前記処理室外で前記誘電体壁に面して配設された高周波アンテナと、前記高周波アンテナは、前記処理ガスをプラズマに転化するための誘導電界を前記処理室内に形成することと、
前記誘電体壁の上方に配設された上方枠と、
前記誘電体壁の周縁部から離れた位置において、前記誘電体壁の荷重を前記上方枠に掛けるように配設されたサスペンダと、
前記サスペンダに接続されると共に前記誘電体壁と平行に延在する部分を有し、前記誘電体壁を支持するように配設された金属からなる支持梁と、
を具備することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１２の視点は、第１１の視点の装置において、前記支持梁は、前記高周波アンテナの延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１３の視点は、第１１の視点の装置において、前記支持梁は接地されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１４の視点は、第１１の視点の装置において、前記誘電体壁は、下面内に前記支持梁を収容する凹部を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１５の視点は、第１４の視点の装置において、前記誘電体壁及び前記支持梁の下面を被覆する誘電体カバーを更に具備することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１６の視点は、第１１の視点の装置において、前記誘電体壁は、前記支持梁上で互いに隣接する複数のセグメントを組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１７の視点は、第１１の視点の装置において、前記サスペンダに配設された、前記誘電体壁を加熱するためのヒータを更に具備することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第１８の視点は、誘導結合プラズマ処理装置であって、
気密な本体容器と、
前記本体容器を下側の処理室と上側のアンテナ室とに区画する誘電体壁と、
前記処理室内で被処理基板を載置するための載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するための処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気すると共に前記処理室内を真空に設定するための排気系と、
前記アンテナ室内で前記誘電体壁に面して配設された高周波アンテナと、前記高周波アンテナは、前記処理ガスをプラズマに転化するための誘導電界を前記処理室内に形成することと、
前記誘電体壁の周縁部から離れた位置において、前記誘電体壁の荷重を前記本体容器の天井に掛けるように配設されたサスペンダと、
前記サスペンダに接続されると共に前記誘電体壁を支持するように配設された支持部材と、
を具備することを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１９の視点は、第１８の視点の装置において、前記支持部材は前記誘電体壁と平行に延在する部分を有し、前記支持部材上に前記誘電体壁が載置されることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第２０の視点は、第１９の視点の装置において、前記誘電体壁は、前記支持部材上で互いに隣接する複数のセグメントを組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第２１の視点は、誘導結合プラズマ処理装置であって、
気密な処理室と、
前記処理室内で被処理基板を載置するための載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するための処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気すると共に前記処理室内を真空に設定するための排気系と、
前記処理室の天井に配設された誘電体壁と、
前記処理室外で前記誘電体壁に面して配設された高周波アンテナと、前記高周波アンテナは、前記処理ガスをプラズマに転化するための誘導電界を前記処理室内に形成することと、
前記誘電体壁と平行に延在する部分を有し、前記誘電体壁を支持するように配設された支持梁と、前記支持梁上に前記誘電体壁が載置されることと、
前記誘電体壁及び前記支持梁の下面を被覆する誘電体カバーと、
を具備することを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２２の視点は、第２１の視点の装置において、前記誘電体壁は、下面内に前記支持梁を収容する凹部を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の第２３の視点は、第２１の視点の装置において、前記載置台と前記誘電体壁との間に配設され、前記処理ガス供給系に接続されたガス流路と前記載置台に対して開口する複数のガス供給孔とを有するシャワー筐体を含むシャワーヘッドを更に具備し、前記シャワー筐体は前記支持梁として機能し、前記ガス供給孔に対応して前記誘電体カバーに孔が形成されることを特徴とする。
【００３３】
本発明の第２４の視点は、第２１の視点の装置において、前記誘電体壁の上方に配設された上方枠と、前記誘電体壁の周縁部から離れた位置において、前記誘電体壁の荷重を前記上方枠に掛けるように配設されたサスペンダと、を更に具備することを特徴とする。
【００３４】
本発明の第２５の視点は、誘導結合プラズマ処理装置であって、
気密な処理室と、
前記処理室内で被処理基板を載置するための載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するための処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気すると共に前記処理室内を真空に設定するための排気系と、
前記処理室の天井に配設された誘電体壁と、
前記処理室外で前記誘電体壁に面して配設された高周波アンテナと、前記高周波アンテナは、前記処理ガスをプラズマに転化するための誘導電界を前記処理室内に形成することと、
前記載置台と前記誘電体壁との間に配設され、前記処理ガス供給系に接続されたガス流路と前記載置台に対して開口する複数のガス供給孔とを有する金属から実質的になるシャワー筐体を含むシャワーヘッドと、
を具備することを特徴とする。
【００３５】
本発明の第２６の視点は、第２５の視点の装置において、前記シャワー筐体は、前記高周波アンテナの延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有することを特徴とする。
【００３６】
本発明の第２７の視点は、第２６の視点の装置において、前記高周波アンテナは渦巻きアンテナを具備し、前記シャワー筐体は放射方向に延在する形状を有することを特徴とする。
【００３７】
本発明の第２８の視点は、第２６の視点の装置において、前記高周波アンテナは互いに平行に延在する複数の長い直線部分を有するアンテナを具備し、前記シャワー筐体は前記直線部分に直交するように互いに平行に延在する複数の部分を有することを特徴とする。
【００３８】
本発明の第２９の視点は、第２５の視点の装置において、前記シャワー筐体は接地されることを特徴とする。
【００３９】
本発明の第３０の視点は、第２５の視点の装置において、前記シャワー筐体の下面を被覆する誘電体カバーを更に具備し、前記ガス供給孔に対応して前記誘電体カバーに孔が形成されることを特徴とする。
【００４０】
更に、本発明に係る実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。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、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００４２】
図１は本発明の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図である。この装置は、例えば、ＬＣＤの製造において、ＬＣＤガラス基板上にＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成するため、ポリシリコン膜或いはアモルファスシリコン膜をパターニングするために使用される。
【００４３】
図１図示の如く、本プラズマエッチング装置は、導電性材料、例えばアルミニウム製の筐体から分解可能に組立てられた気密な本体容器１を有する。本体容器１は接地線１ａによって接地される。本体容器１は、壁面から汚染物が発生しないように、内壁面が陽極酸化によりアルマイト処理される。本体容器１内は、仕切り構造２により、上側のアンテナ室４と下側の処理室５とに気密に区画される。仕切り構造２の位置に対応して、本体容器１の内面には２つの水平な棚面７ａ、７ｂ（図３参照）を規定する支持棚７が配設される。
【００４４】
図２は図１図示装置の仕切り構造２を、その下側カバーを除いて示す底面図、図３及び図４は図２中のＩＩＩ −ＩＩＩ線及びＩＶ−ＩＶ線に沿った仕切り構造２の断面図である。
【００４５】
仕切り構造２は、実質的に同一寸法の４つの石英等からなるセグメント３ｓを組み合わせてなる厚さ約３０ｍｍの誘電体壁３を含み、誘電体壁３の周縁部は、支持棚７の下側の棚面７ａ上に載置される。セグメント３ｓが互いに隣接する位置に対応して、本体容器１の中央には線対称の十字形状の支持梁兼補強梁１６が配設される。支持梁１６は、誘電体壁３の周縁部から離れた位置において、後述する複数のサスペンダ８ａ、８ｂによって本体容器１の天井に吊るされ、水平状態を維持するように設定される。支持梁１６はサスペンダ８ａ、８ｂと接続するための円形凸部１６ｂを除いて水平な支持面１６ａを規定し、セグメント３ｓの互いに対向する縁部は、該支持面１６ａ上に載置される。
【００４６】
セグメント３ｓの周縁部には、支持棚７及び支持梁１６と相補形状の下向きの段部が形成される。即ち、支持棚７及び支持梁１６は、これ等の段部により規定される誘電体壁３の下面の凹部内に嵌め込まれ、支持棚７、支持梁１６及び誘電体壁３の下面が水平面上で実質的に整一した状態となる。支持棚７、支持梁１６及び誘電体壁３の下面は、更に、平滑な下面を有する石英等からなる誘電体カバー１２により被覆される。カバー１２は、その凹部内に埋め込まれた複数のビス１２ａによって支持梁１６に固定される。ビス１２ａは、カバー１２の凹部内に埋め込まれた石英等からなる誘電体キャップ１２ｂによって被覆され、ここで、カバー１２及びキャップ１２ｂの下面は実質的に整一する。
【００４７】
一方、誘電体壁３の上側には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：商品名テフロン等）等からなる樹脂板１７が配設される。樹脂板１７は、１枚の板からなり、誘電体壁３、支持棚７の上側棚面７ｂ及び支持梁１６の円形凸部１６ｂの上に載置される。樹脂板１７の周縁部に沿って押え枠１８が配設され、樹脂板１７の周縁部を挟み込むように通しビス１８ａによって支持棚７に固定される。
【００４８】
また、樹脂板１７には、サスペンダ８ａ、８ｂと接続するための支持梁１６の円形凸部１６ｂに対応して開口が形成される。サスペンダ８ａ、８ｂの下端部にはフランジ１０が配設され、樹脂板１７の開口の周囲部分を挟み込むように通しビス１０ａによって支持梁１６の凸部１６ｂに固定される。樹脂板１７と支持棚７の上側棚面７ｂとの間、及び樹脂板１７と支持梁１６の円形凸部１６ｂとの間には弾性材料からなるシールリング１７ａが配設され、これにより、アンテナ室４と処理室５とを気密に区画するための、仕切り構造２の気密性が保証される。
【００４９】
図５は図１図示装置の仕切り構造２とサスペンダ８ａ、８ｂとの関係を示す概略斜視図である。サスペンダ８ａ、８ｂは、支持梁１６の中央に接続された１本の管状のサスペンダ８ａと、支持梁１６の十字形状の端部に接続された４本の中実ロッド状のサスペンダ８ｂとからなる。各サスペンダ８ａ、８ｂは本体容器１の天井から仕切り構造２へ垂直に延在し、その下端部には、前述のフランジ１０が配設され、上端部には、同様なフランジ９が配設される。
【００５０】
全サスペンダ８ａ、８ｂの上側のフランジ９は、ビス９ａによって連結板１１に固定される。連結板１１は、本体容器の１の天井を貫通する複数のボルト１１ａによって該天井に固定される。なお、サスペンダ８ａ、８ｂ及びこれ等を取付けるための部材９、１０、１１やビス９ａ、１０ａ及びボルト１１ａは、プラズマに接触しない部分であるため、全て機械的強度の高いステンレス鋼から形成される。また、支持梁１６は接地線１ｂにより本体容器１に接続され、従って、支持梁１６は、接地線１ｂ、本体容器１、接地線１ａを介して接地される。
【００５１】
サスペンダ８ａ、８ｂを周回するようにコイル状の抵抗加熱ヒータ６が配設され、電源６ａに接続される。ヒータ６によりサスペンダ８ａ、８ｂ、支持梁１６を介して誘電体壁３を含む仕切り構造２が加熱され、これにより、処理室５に露出する仕切り構造２の下面即ち、誘電体カバー１２の下面に副生成物が付着するのが防止される。
【００５２】
支持梁１６は、導電性材料、望ましくは金属、例えばアルミニウム製の筐体からされた中空の部材からなり、シャワーヘッドを構成するためのシャワー筐体として兼用される。支持梁１６を構成する筐体の内外表面は、壁面から汚染物が発生しないように、陽極酸化によりアルマイト処理される。支持梁兼シャワー筐体１６には、ガス流路１９が内部に形成されると共に、ガス流路１９に連通し且つ後述するサセプタ即ち載置台２２に対して開口する複数のガス供給孔１９ａが下面に形成される。なお、誘電体カバー１２には、シャワー筐体１６のガス供給孔１９ａに対応して、孔１２ｃが形成される。
【００５３】
支持梁１６の中央に接続された管状のサスペンダ８ａ内には、支持梁１６内のガス流路１９に連通するガス供給管２０ａが配設される。ガス供給管２０ａは、連結板１１及び本体容器の１の天井を貫通し、本体容器１外に配設された処理ガス源部２０に接続される。即ち、プラズマ処理中、処理ガスが、処理ガス源部２０からガス供給管２０ａを介して、支持梁兼シャワー筐体１６内に供給され、更に、その下面のガス供給孔１９ａから処理室５内に放出される。
【００５４】
アンテナ室４内には、誘電体壁３に面するように、仕切り構造２上に配設された高周波（ＲＦ）アンテナ１３が配設される。図６は図１図示装置の仕切り構造２と高周波アンテナ１３との関係を示す概略斜視図である。図示の如く、アンテナ１３は、仕切り構造２上の部分が略正方形の角形渦巻き状をなす平面型のコイルアンテナからなる。アンテナ１３は、渦巻きの中心端部が本体容器１の天井の略中央から導出され、整合器１４を介して高周波電源１５に接続される。一方、渦巻きの外側端部は本体容器１に接続され、これにより接地される。
【００５５】
プラズマ処理中、電源１５からは、誘導電界形成用の高周波電力、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力がアンテナ１３へ供給される。アンテナ１３により、処理室５内に誘導電界が形成され、この誘導電界により、支持梁兼シャワー筐体１６から供給された処理ガスがプラズマに転化される。このため、電源１５は、プラズマを発生させるのに十分な出力で高周波電力を供給できるように設定される。
【００５６】
誘電体壁３を挟んで高周波アンテナ１３と対向するように、処理室５内にはＬＣＤガラス基板ＬＳを載置するためのサセプタ即ち載置台２２が配設される。サセプタ２２は、導電性材料、例えばアルミニウム製の部材からなり、その表面は、汚染物が発生しないように、陽極酸化によりアルマイト処理される。サセプタ２２の周囲には基板ＬＳを固定するためのクランプ２３が配設される。基板ＬＳがサセプタ２２上の所定位置に配置された時、支持梁１６の十字形状の中心は、基板ＬＳの中心と実質的に整一する。
【００５７】
サセプタ２２は絶縁体枠２４内に収納され、更に、中空の支柱２５上に支持される。支柱２５は本体容器１の底部を気密に貫通し、本体容器１外に配設された昇降機構（図示せず）に支持される。即ち、サセプタ２２は、基板ＬＳのロード／アンロード時に、この昇降機構により上下方向に駆動される。なお、サセプタ２２を収納する絶縁体枠２４と本体容器１の底部との間には、支柱２５を気密に包囲するベローズ２６が配設され、これにより、処理室５内の気密性が保証される。また、処理室５の側部には、基板ＬＳをロード／アンロードする際に使用されるゲートバルブ２７が配設される。
【００５８】
サセプタ２２は、中空の支柱２５内に配置された給電棒により、整合器２８を介して高周波電源２９に接続される。プラズマ処理中、高周波電源２９からは、バイアス用の高周波電力、例えば３８０ＫＨｚの高周波電力がサセプタ２２に印加される。このバイアス用の高周波電力は、処理室５内で励起されたプラズマ中のイオンを効果的に基板ＬＳに引込むために使用される。
【００５９】
更に、サセプタ２２内には、基板ＬＳの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と、温度センサとが配設される（いずれも図示せず）。これ等の機構や部材に対する配管や配線は、いずれも中空の支柱２５を通して本体容器１外に導出される。
【００６０】
処理室５の底部には、排気管３０ａを介して、真空ポンプなどを含む真空排気機構３０が接続される。真空排気機構３０により、処理室５内が排気されると共に、プラズマ処理中、処理室５内が真空雰囲気、例えば１０ｍＴｏｒｒの圧力雰囲気に設定及び維持される。
【００６１】
次に、図１図示の誘導結合プラズマエッチング装置を用いて、ＬＣＤガラス基板ＬＳに対してプラズマエッチング処理を施す場合について説明する。
【００６２】
まず、ゲートバルブ２７を通して搬送機構により基板ＬＳをサセプタ２２の載置面に載置した後、クランプ２３により基板ＬＳをサセプタ２２に固定する。次に、処理室５内にガス供給源２０からエッチングガス（例えばＳＦ６ガス）を含む処理ガス吐出させると共に、排気管２３を介して処理室５内を真空引きすることにより、処理室５内を例えば１０ｍＴｏｒｒの圧力雰囲気に維持する。
【００６３】
次に、電源１５から１３．５６ＭＨｚの高周波電力をアンテナ１３に印加することにより、仕切り壁構造２を介して処理室５内に均一な誘導電界を形成する。かかる誘導電界により、処理室５内で処理ガスがプラズマに転化され、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このようにして生成されたプラズマ中のイオンは、電源２９からサセプタ２２に対して印加される３８０ＫＨｚの高周波電力によって、基板ＬＳに効果的に引込まれ、基板ＬＳに対して均一なエッチング処理が施される。
【００６４】
上述のような構成を有する図１図示の誘導結合プラズマエッチング装置においては、以下に述べるような効果が得られる。
【００６５】
エッチング処理中、誘電体壁３を含む仕切り壁構造２は、重力及び処理室５内外の圧力差により下方向に力を受ける。しかし、図１図示の装置においては、誘電体壁３が、複数本のサスペンダ８ａ、８ｂ及び支持梁１６によって本体容器１の天井に吊持されるため、下方に撓むことはない。このため、誘電体壁３を肉薄に形成することができ、アンテナ１３のエネルギー効率の低下を防止することができる。また、誘電体壁３を支持梁１６上で組み合わされる複数のセグメント３ｓから構成したため、誘電体壁３の製造が容易となる。
【００６６】
誘電体壁３を含む仕切り壁構造２に配設された金属製の支持梁１６は、シャワーヘッドのシャワー筐体として使用される。即ち、仕切り壁構造２を補強及び支持するための部材と、処理ガスを供給するための部材とが兼用されるため、処理室５内の部品点数の増加を抑えることができる。また、金属製のシャワーヘッドは、石英等の誘電体からなる従来のシャワーヘッドと比較して、加工性及び機械的強度に優れたものとなる。
【００６７】
支持梁兼シャワー筐体１６は金属製であるため、これがアンテナ１３に対してシールドとして機能し、その内部のガス流路１９内において異常放電が発生して処理ガスがプラズマ化されるのを防止することができる。また、接地された支持梁兼シャワー筐体１６は、サセプタ２２の対向電極として機能するため、バイアス電界の広がりを防止し、従って、プラズマの広がりを防止することができる。
【００６８】
支持梁兼シャワー筐体１６は、アンテナ１３の延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有するため、アンテナ１３からの誘導電界が、支持梁１６によって、妨げられる度合いが低下する。即ち、アンテナ１３と基板ＬＳとの間に金属の部材を介在させることにより生じるアンテナ１３のエネルギー効率の低下を最小限とすることができる。
【００６９】
仕切り壁構造２において、支持棚７、支持梁１６及び誘電体壁３の下面は、平滑な下面を有する誘電体カバー１２により被覆される。即ち、処理室５の天井の下面は凹凸のない面となるため、プラズマによる損傷やクリーニングが困難になる等の問題が発生しない。この点に関し、前述のＵＳＰＮｏ．５，５８９，７３７の構造のように、処理室側に誘電体壁の支持枠が突出した構造であると、円周方向の電界によって加速されるプラズマ中の電子等が支持枠に衝突し、支持枠を損傷させる。この場合、削られた支持枠から発生したパーティクルやエネルギーを失ったイオン等が支持枠の側面に堆積して、クリーニングを頻繁に必要とするが、誘電体壁と支持枠との間に段差があるためその作業は容易ではない。
【００７０】
なお、図示の実施の形態においては、サスペンダ８ａ、８ｂは、本体容器１の天井即ちアンテナ室４の天井に支持されるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、処理室の上方に上方枠（ｏｖｅｒｈｅａｄｆｒａｍｅ）を配設し、ここに、サスペンダ８ａ、８ｂを取付けるようにしてもよい。このような構成は、例えば、アンテナを包囲するアンテナ室を設けない場合に用いることができる。
【００７１】
図７は本発明の別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図である。この実施の形態は、誘電体壁をサスペンダによって本体容器の天井に吊持するという本発明の特徴を組込んだ、より単純な構造のエッチング装置に関する。しかし、図７図示の装置における仕切り構造は、図１図示の装置の構造とは幾分相違する。
【００７２】
この装置において、誘電体壁３は厚さが約３０ｍｍで、その外周縁が本体容器１の内周壁に突出して配設された支持棚７にビス４１ａによって固定される。誘電体壁３と支持棚７との間には弾性材料からなるシールリング４１ｂが配設され、これにより、アンテナ室４と処理室５とが気密に区画される。誘電体壁３の中央部周辺、即ち誘電体壁３の周縁部から離れた位置において、誘電体壁３は４本のサスペンダ８ｂによって本体容器１の天井に吊持される。
【００７３】
図８は図７図示装置の誘電体壁３とサスペンダ８ｂとの関係を示す概略斜視図、図９（Ａ）は該誘電体壁３とサスペンダ８ｂとの接続部を示す拡大断面図である。サスペンダ８ｂの上下両端部にはフランジ９、１０が一体に配設される。上側のフランジ９はビス９ａによって天井に固定され、下側のフランジ１０はビス１０ａによって誘電体壁３の上面に固定される。なお、図９（Ｂ）図示の如く、サスペンダ８ｂが誘電体壁３を貫通し、フランジ１０がビス１０ａによって誘電体壁３の下面に取付けられるような構造とすることもできる。
【００７４】
更に、図７図示の装置においては、図１図示の装置のような支持梁兼シャワー筐体１６が配設されていない。処理ガスは、支持棚７の下側に配設された複数の噴出ノズル４２から処理室５内に供給される。
【００７５】
図７図示の装置の仕切り構造においては、誘電体壁３が、複数本のサスペンダ８ｂによって本体容器１の天井に吊持されるため、下方に撓むことはない。このため、誘電体壁３を肉薄に形成することができ、アンテナ１３のエネルギー効率の低下を防止することができる。
【００７６】
図１０は図７図示の装置における仕切り構造の変更例を示す斜視図、図１１（Ａ）は当該変更例の誘電体壁３とサスペンダ８ｂとの接続部を示す拡大断面図である。この変更例にあっては、誘電体壁３を十字状に横断する支持梁４３が配設され、支持梁４３にサスペンダ８ｂが接続される。支持梁４３は誘電体壁３の下面の凹部内に嵌め込まれ、支持梁４３及び誘電体壁３の下面が水平面上で実質的に整一した状態となる。このように、支持梁４３を使用することにより、より強固に誘電体壁３を本体容器１の天井に吊持することができる。なお、図１１（Ｂ）図示の如く、支持梁４３が誘電体壁３の下面から突出するようなものとしてもよい。
【００７７】
また、支持梁４３を金属製とする場合、前述の如く、支持梁４３は、アンテナ１３の延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有することが望ましい。これにより、アンテナ１３と基板ＬＳとの間に金属の部材を介在させることにより生じるアンテナ１３のエネルギー効率の低下を最小限とすることができる。
【００７８】
図１２は図７図示の装置における仕切り構造の別の変更例を示す拡大断面図である。図１２図示の変更例において、誘電体壁３は、図１図示の装置のように、支持梁４３上で組み合わされる複数のセグメント３ｓから構成される。支持梁４３とセグメント３ｓの端部との間に弾性材料からなるパッキング４４が配設され、これにより、アンテナ室４と処理室５とが気密に区画される。誘電体壁３を複数のセグメント３ｓから構成することにより、誘電体壁３の製造が容易となる。
【００７９】
図１３は図７図示の装置における仕切り構造の更に別の変更例を示す斜視図、図１４は当該変更例の支持枠を示す平面図である。図１３図示の変更例において、誘電体壁３と同じ外輪郭形状を有する支持枠４５が配設され、支持枠４５上に誘電体壁３が載置される。支持枠４５は矩形部分４６ａと、矩形部分４６ａの４辺から内方に延在する延長部分４６ｂとを有し、サスペンダ８ｂは延長部分４６ｂの内端部に接続される。
【００８０】
図１５は本発明の更に別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図である。この実施の形態は、誘電体壁のための金属製の支持梁或いは補強梁をシャワー筐体として使用するという本発明の特徴を組込んだ、より単純な構造のエッチング装置に関する。
【００８１】
この装置において、誘電体壁３は、その外周縁が本体容器１の内周壁に突出して配設された支持棚７にビス４１ａによって固定される。誘電体壁３と支持棚７との間には弾性材料からなるシールリング４１ｂが配設され、これにより、アンテナ室４と処理室５とが気密に区画される。誘電体壁３の中央部下側には、補強梁兼シャワー筐体５１が嵌め込まれる。
【００８２】
図１６及び図１７は図１５図示の装置の仕切り構造を示す底面図及び拡大断面図である。補強梁５１は、図１図示の装置の支持梁１６と同様に、線対称の十字形状をなし、アンテナ１３の延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する（図６参照）。補強梁５１は中央部に接続された１本の管状のサスペンダ８ａにより本体容器１の天井に接続される。補強梁５１は誘電体壁３の下面の凹部内に嵌め込まれ、補強梁５１及び誘電体壁３の下面が水平面上で実質的に整一した状態となる。
【００８３】
補強梁５１は、支持梁１６と同様に、導電性材料、望ましくは金属、例えばアルミニウム製の筐体からされた中空の部材からなり、シャワーヘッドを構成するためのシャワー筐体として兼用される。補強梁５１を構成する筐体の内外表面は、壁面から汚染物が発生しないように、陽極酸化によりアルマイト処理される。補強梁兼シャワー筐体５１には、ガス流路５２が内部に形成されると共に、ガス流路５２に連通し且つサセプタ即ち載置台２２に対して開口する複数のガス供給孔５２ａが下面に形成される。
【００８４】
補強梁５１の中央に接続された管状のサスペンダ８ａ内には、補強梁５１内のガス流路５２に連通するガス供給管２０ａが配設される。ガス供給管２０ａは、本体容器の１の天井を貫通し、本体容器１外に配設された処理ガス源部２０に接続される。即ち、プラズマ処理中、処理ガスが、処理ガス源部２０からガス供給管２０ａを介して、補強梁兼シャワー筐体５１内に供給され、更に、その下面のガス供給孔５２ａから処理室５内に放出される。また、ガス供給管２０ａに沿って接地線５３が配設され、これにより、補強梁兼シャワー筐体５１が接地される。
【００８５】
図１５図示の装置の仕切り構造においては、誘電体壁３を補強及び支持するための部材と、処理ガスを供給するための部材とが兼用されるため、処理室５内の部品点数の増加を抑えることができる。また、金属製のシャワーヘッドは、石英等の誘電体からなる従来のシャワーヘッドと比較して、加工性及び機械的強度に優れたものとなる。
【００８６】
補強梁兼シャワー筐体５１は金属製であるため、これがアンテナ１３に対してシールドとして機能し、ガス流路５２内において異常放電が発生して処理ガスがプラズマ化されるのを防止することができる。また、接地された筐体５１は、サセプタ２２の対向電極として機能するため、バイアス電界の広がりを防止し、従って、プラズマの広がりを防止することができる。
【００８７】
補強梁兼シャワー筐体５１は、アンテナ１３の延在する方向に対して実質的に直交する方向に延在する形状を有するため、アンテナ１３からの誘導電界が、補強梁５１によって妨げられる度合いが低下する。即ち、アンテナ１３と基板ＬＳとの間に金属の部材を介在させることにより生じるアンテナ１３のエネルギー効率の低下を最小限とすることができる。
【００８８】
図１８（Ａ）〜（Ｃ）は図１５図示の装置におけるアンテナ及び補強梁の組み合わせの変更例を示す図である。図１８（Ａ）図示の変更例において、渦巻き状の平面型のコイルアンテナ１３に対して、一本のビーム状の補強梁兼シャワー筐体５４が放射方向に延在する。図１８（Ｂ）図示の変更例において、渦巻き状の平面型のコイルアンテナ１３に対して、星形の補強梁兼シャワー筐体５５の複数のビームが放射方向に延在する。図１８（Ｃ）図示の変更例において、アンテナ１３は互いに平行に延在する複数の長い直線部分を有し、補強梁兼シャワー筐体はこれ等の直線部分に直交するように互いに平行に延在する複数のビーム状部分５６からなる。これ等のいずれの変更例においても、アンテナ及び補強梁兼シャワー筐体が互いに直交して延在するため、アンテナからの誘導電界が、補強梁によって妨げられる度合いが低い。
【００８９】
図１９（Ａ）〜（Ｃ）は図１５図示の装置における補強梁兼シャワー筐体５１の変更例を示す図である。図１９（Ａ）〜（Ｃ）図示の変更例において、補強梁兼シャワー筐体は、夫々、円形の断面形状、逆三角形の断面形状、半円形の断面形状をなす。このように、本発明において、補強梁兼シャワー筐体の断面形状は特に制限されない。
【００９０】
なお、図１５図示の装置において、補強梁兼シャワー筐体５１は、中央部に接続された１本の管状のサスペンダ８ａにより本体容器１の天井に吊持されるが、本実施の形態の特徴はこれに制限されるものではない。即ち、誘電体壁３のための金属製の補強梁５１をシャワー筐体として使用することにより得られる効果は、補強梁５１がサスペンダ８ａにより吊持されていない場合にも得ることができる。
【００９１】
図２０は本発明の更に別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図である。この実施の形態は、支持梁が組み合わされた誘電体壁の下面を誘電体カバーで被覆するという本発明の特徴を組込んだ、より単純な構造のエッチング装置に関する。
【００９２】
この装置において、本体容器１の内周壁には支持棚が配設されておらず、誘電体壁３は、これを横断する３本の支持梁６１ａ、６１ｂによって支持される。図２１及び図２２は夫々図２０図示の装置の仕切り構造を示す底面図及び拡大断面図である。誘電体壁３の下面には、サセプタ２２と対向するように３本の溝部６２が間隔を互いに間隔をおいて平行に形成される。溝部６２内に支持梁６１ａ、６１ｂが夫々配設され、支持梁６１ａ、６１ｂ及び誘電体壁３の下面は水平面上で実質的に整一した状態となる。
【００９３】
中央の支持梁６１ａは２本の管状のサスペンダ８ａにより本体容器１の天井に接続され、両側の支持梁６１ｂは夫々２本の中実ロッド状のサスペンダ８ｂにより本体容器１の天井に接続される。即ち、誘電体壁３は、６本のサスペンダ８ａ、８ｂと、３本の支持梁６１ａ、６１ｂを介して、本体容器１の天井に吊持される。なお、各サスペンダ８ａ、８ｂは、ネジ及びナットにより本体容器１の天井に直接取付けられる。支持梁６１ａ、６１ｂは、導電性材料、望ましくは金属、例えばアルミニウム製で、その表面は、壁面から汚染物が発生しないように、陽極酸化によりアルマイト処理される。支持梁６１ａ、６１ｂは、サスペンダ８ａ、８ｂを介して接地される。
【００９４】
両側の支持梁６１ｂは単なる梁として使用されるが、中央の支持梁６１ａはシャワーヘッドを構成するためのシャワー筐体として兼用される。即ち、支持梁兼シャワー筐体６１ａには、ガス流路６６が内部に形成されると共に、ガス流路６６に連通し且つサセプタ即ち載置台２２に対して開口する複数のガス供給孔６６ａが下面に形成される。
【００９５】
支持梁６１ａ、６１ｂ及び誘電体壁３の下面は、平滑な下面を有する石英等からなる誘電体カバー１２により被覆される。誘電体カバー１２には、支持梁兼シャワー筐体６１ａのガス供給孔６６ａに対応して孔１２ｃが形成される。カバー１２は、図３図示の態様と同じ態様で、その凹部内に埋め込まれた複数のビスによって支持梁６１ａ、６１ｂに固定される。なお、カバー１２は、ビスに
中央の支持梁６１ａに接続された管状のサスペンダ８ａ内には、支持梁兼シャワー筐体６１ａ内のガス流路６６に連通するガス供給管２０ａが配設される。ガス供給管２０ａは、本体容器の１の天井を貫通し、本体容器１外に配設された処理ガス源部２０に接続される。即ち、プラズマ処理中、処理ガスが、処理ガス源部２０からガス供給管２０ａを介して、支持梁兼シャワー筐体６１ａ内に供給され、更に、その下面のガス供給孔６６ａから処理室５内に放出される。
【００９６】
図２０図示の装置の仕切り構造においては、支持梁６１ａ、６１ｂ及び誘電体壁３の下面は、平滑な下面を有する誘電体カバー１２により被覆される。即ち、処理室５の天井の下面は凹凸のない面となるため、プラズマによる損傷やクリーニングが困難になる等の前述のＵＳＰＮｏ．５，５８９，７３７において生じる問題が発生しない。
【００９７】
図２３は図２０図示の装置における仕切り構造の変更例を示す拡大断面図である。図２３図示の変更例において、誘電体壁３は、図１図示の装置のように、支持梁６１ａ上で組み合わされる複数のセグメント３ｓから構成される。支持梁６１ａとセグメント３ｓの端部との間に弾性材料からなるパッキング６３が配設され、これにより、アンテナ室４と処理室５とが気密に区画される。誘電体壁３を複数のセグメント３ｓから構成することにより、誘電体壁３の製造が容易となる。
【００９８】
なお、図２０図示の装置において、支持梁６１ａ、６１ｂは複数のサスペンダ８ａ、８ｂにより本体容器１の天井に吊持されるが、本実施の形態の特徴はこれに制限されるものではない。即ち、支持梁６１ａ、６１ｂが組み合わされた誘電体壁３の下面を誘電体カバーで被覆することにより得られる効果は、支持梁６１ａ、６１ｂがサスペンダ８ａ、８ｂにより吊持されていない場合にも得ることができる。
【００９９】
図２４は高周波アンテナ１３の変更例を示す図である。誘導結合プラズマ処理装置においては、装置の大型化に伴ってアンテナ長が長くなると、アンテナのインピーダンスが上昇する。高周波アンテナのインピーダンスが大きくなると、アンテナの給電部の電位が上昇すると共に電流が減少してプラズマ密度が低下する。図２４図示の変更例は、このような問題に対処するもので、前述のいずれの実施の形態に対しても例に適用することができる。
【０１００】
図２４図示の如く、この変更例に係る渦巻き状の平板型のコイルアンテナ部は、その中心部に、高周波電源１５（図１等参照）に接続された電力供給点７１を有し、外周端部に、本体容器１を介して接地された接地点７２を有する。アンテナ１３の接地側端子Ｐｃと接地点７２との間には、該アンテナ１３と直列に１個のコンデンサ７３が接続される。コンデンサ７３の容量は、コンデンサ７３のインピーダンスがアンテナ１３のインピーダンスの半分となるように決められる。このようにアンテナ１３と直列にコンデンサ７３を設置することによってアンテナ部のインピーダンスを低下させ、アンテナの電力供給点の電位を低下させると共に電流を増大させることができる。
【０１０１】
図２５は図２４図示のアンテナ１３における接地点からの距離と電位との関係を示す図であり、図２６は該アンテナ１３における高周波の波形を示す図である。図２５図示の如く、アンテナ中心部の電力供給点７１をＰａ点、中間をＰｂ点、接地側端子をＰｃ点とすると、Ｐｂ点における電位はゼロになり、Ｐａ点及びＰｃ点における電位は、コンデンサ７３を介さずに直接接地した場合のＰａ点の電位の約半分になる。また、各Ｐａ点、Ｐｂ点、Ｐｃ点における高周波の波形は図２６図示のようになる。
【０１０２】
このため、処理装置の大型化に伴ってアンテナ１３が長くなっても電力供給点７１（Ｐａ点）及び接地点近傍（Ｐｃ点）の電位差は低下し且つアンテナ１３を流れる電流も増加する。これによって誘導プラズマを均等且つ高密度に発生させることができる。
【０１０３】
図２７は高周波アンテナ１３の別の変更例を示す図であり、これも、図２４図示の変更例と同様な問題に対処するもので、前述のいずれの実施の形態に対しても例に適用することができる。図２７図示の如く、この変更例に係る渦巻き状の平板型のコイルアンテナ部は、その中心部に、高周波電源１５（図１等参照）に接続された電力供給点７１を有し、外周端部に、本体容器１を介して接地された接地点７２を有する。電力供給点７１と接地点７２との間で、アンテナ１３は複数の、ここでは５個のアンテナセグメントに分割され、５個のアンテナセグメントと６個のコンデンサ７４とが交互に接続される。
【０１０４】
このようにアンテナ１３と直列に複数個のコンデンサ７４を設置することによってアンテナ全体のインピーダンスを一層低下させ、アンテナ電位を低下させると共に電流の低下を防止することができる。
【０１０５】
図２８は図２７図示のアンテナ１３における接地点からの距離と電位との関係を示す図である。図２８図示の如く、アンテナ中心部の電力供給点７１をＰａ点、アンテナセグメントの中間点をＰｂ点、Ｐｃ点、Ｐｄ点、Ｐｅ点及びＰｆ点、アンテナ１３の接地側の終端をＰｇとすると、アンテナ電位はＰｂ点〜Ｐｆ点においてゼロになり、各点間は均等に一層低下する。
【０１０６】
このため、処理装置の大型化に伴ってアンテナ１３が長くなっても電力供給点７１（Ｐａ点）から接地点７２までの電位は低下し、アンテナ１３の中心部と周辺部との間の電界の不均一を低減できる。これによって誘導プラズマを均等且つ高密度に発生させることができる。
【０１０７】
なお、上述の各実施の形態においては、エッチング装置を例に挙げて説明したが、本発明は、成膜装置やアッシング装置などの他の誘導結合プラズマ処理装置に対しても適用可能である。また、被処理基板として、ＬＣＤガラス基板ではなく、半導体ウエハを処理する装置にも、本発明を適用することができる。
【０１０８】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば、高周波アンテナに対応して処理室の天井に誘電体壁が配設された誘導結合プラズマ処理装置において、装置の大型化に伴って生じる種々の問題に対処するための改良を装置に加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図。
【図２】図１図示装置の仕切り構造を、その下側カバーを除いて示す底面図。
【図３】図２中のＩＩＩ −ＩＩＩ線に沿った仕切り構造の断面図。
【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った仕切り構造の断面図。
【図５】図１図示装置の仕切り構造とサスペンダとの関係を示す概略斜視図。
【図６】図１図示装置の仕切り構造と高周波アンテナとの関係を示す概略斜視図。
【図７】本発明の別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図。
【図８】図７図示装置の誘電体壁とサスペンダとの関係を示す概略斜視図。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、図７図示装置の誘電体壁とサスペンダとの接続部を示す拡大断面図、及びその変更例を示す拡大断面図。
【図１０】図７図示の装置における仕切り構造の変更例を示す斜視図。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、図１０図示の変更例の誘電体壁とサスペンダとの接続部を示す拡大断面図、及びその更なる変更例を示す拡大断面図。
【図１２】図７図示の装置における仕切り構造の別の変更例を示す拡大断面図。
【図１３】図７図示の装置における仕切り構造の更に別の変更例を示す斜視図。
【図１４】図１３図示の変更例の支持枠を示す平面図。
【図１５】本発明の更に別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図。
【図１６】図１５図示の装置の仕切り構造を示す底面図。
【図１７】図１５図示の装置の仕切り構造を示す拡大断面図。
【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１５図示の装置におけるアンテナ及び補強梁の組み合わせの変更例を示す図。
【図１９】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１５図示の装置における補強梁兼シャワー筐体の変更例を示す図。
【図２０】本発明の更に別の実施の形態に係る誘導結合プラズマエッチング装置を示す縦断正面図。
【図２１】図２０図示の装置の仕切り構造を示す底面図。
【図２２】図２０図示の装置の仕切り構造を示す拡大断面図。
【図２３】図２０図示の装置における仕切り構造の変更例を示す拡大断面図。
【図２４】高周波アンテナの変更例を示す図。
【図２５】図２４図示のアンテナにおける接地点からの距離と電位との関係を示す図。
【図２６】図２４図示のアンテナにおける高周波の波形を示す図。
【図２７】高周波アンテナの別の変更例を示す図。
【図２８】図２７図示のアンテナにおける接地点からの距離と電位との関係を示す図。
【符号の説明】
１：本体容器
２：仕切り構造
３：誘電体壁
３ｓ：セグメント
４：アンテナ室
５：処理室
６：ヒータ
７：支持棚
８ａ、８ｂ：サスペンダ
１２：カバー
１３：アンテナ
１６：支持梁
１７：樹脂板
１８：押え枠
２９：ガス流路
２０：ガス源部
２２：サセプタ
２３：クランプ
２４：絶縁体枠
２５：支柱
２６：ベローズ
２７：ゲートバルブ
３０：真空排気機構
４２：ノズル
４５：支持梁
５１：補強梁
５２：ガス流路
６１ａ、６１ｂ：支持梁
６６：ガス流路
７３、７４：コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus used in the field of semiconductor processing. More specifically, the present invention relates to an induction for performing processing such as film formation and etching using plasma on a substrate to be processed such as a substrate (LCD glass substrate) for a liquid crystal display (LCD). The present invention relates to a coupled (ICP) plasma processing apparatus. Here, the semiconductor processing means that a semiconductor layer, an insulating layer, a conductive layer, and the like are formed in a predetermined pattern on a target object such as a semiconductor wafer or an LCD glass substrate, thereby forming a semiconductor device on the target object In addition, it means various processes performed to manufacture a structure including wiring, electrodes and the like connected to a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a liquid crystal display (LCD), processing such as film formation and etching is performed on the surface of a rectangular glass glass substrate made of glass. As an apparatus for performing such processing using plasma, an inductively coupled plasma processing apparatus capable of generating high-density plasma is known.
[0003]
In a typical structure of an inductively coupled plasma processing apparatus, a dielectric wall (window plate) is disposed on the ceiling of an airtight processing chamber, and a radio frequency (RF) antenna is disposed on the dielectric wall. An induction electric field is formed in the processing chamber by the high-frequency antenna, and the processing gas is converted into plasma by the electric field. Using the plasma of the processing gas generated in this way, processing such as film formation and etching is performed on the target substrate disposed in the processing chamber.
[0004]
The substrate to be processed (LCD glass substrate) to be processed in the LCD manufacturing process is usually set to such a dimension that a plurality of, for example, nine LCD panel products can be obtained from one substrate to be processed. Therefore, the dimension of the LCD glass substrate as the substrate to be processed is considerably larger than that of a commercially available LCD. Furthermore, in recent years, with the increase in size of the LCD itself, the size of the LCD glass substrate which is a substrate to be processed has been increased, and for example, a size of 1 m × 1 m has appeared.
[0005]
For this reason, the inductively coupled plasma processing apparatus for processing the LCD glass substrate is also enlarged, and accordingly, the dielectric wall disposed between the LCD glass substrate and the high-frequency antenna is also enlarged. The dielectric wall is set to have a large thickness as the planar dimension is increased so that the dielectric wall has sufficient strength to withstand the pressure difference between the inside and outside of the processing chamber and its own weight. However, when the dielectric wall becomes thick, the distance between the high-frequency antenna and the processing chamber increases, which causes a decrease in energy efficiency.
[0006]
USP No. US Pat. No. 5,589,737 discloses a structure to address such problems in inductively coupled plasma processing apparatus. In the apparatus disclosed in this publication, the main body container is partitioned into a lower processing chamber and an upper antenna chamber by a dielectric wall. A support frame having a plurality of rails such as rails crossing the center of the container in a cross shape is disposed corresponding to the partition position of the main body container, and a dielectric wall is placed on the support frame. The dielectric wall is composed of a plurality of segments divided corresponding to the rails of the support frame.
[0007]
USP No. In the structure of 5,589,737, the weight of the dielectric wall and the pressure difference inside and outside the processing chamber are finally supported by the outer frame portion of the support frame that runs along the inner surface of the main body container. For this reason, regardless of the presence of the rail of the support frame, the dielectric wall still tends to bend downward at the center. In order to reduce this phenomenon, it is necessary to make the entire support frame a sturdy structure. In this case, however, the size and weight of the support frame itself are large, and the profile, operability, maintenance, and cost of the processing chamber inner surface are increased. Cause undesirable results.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus in which a dielectric wall is disposed on the ceiling of a processing chamber corresponding to a high-frequency antenna, and even if the planar size of the dielectric wall increases as the apparatus increases in size, the dielectric An object of the present invention is to reduce the thickness of the body wall and thus prevent a reduction in energy efficiency of the high-frequency antenna.
[0009]
The present invention also provides an inductively coupled plasma processing apparatus in which a dielectric wall is disposed on the ceiling of a processing chamber corresponding to a high-frequency antenna, in order to cope with various other problems caused by an increase in the size of the apparatus. Is intended to be added to the device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is an inductively coupled plasma processing apparatus,
An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
An upper frame disposed above the dielectric wall;
A suspender disposed so as to apply a load of the dielectric wall to the upper frame at a position away from a peripheral edge of the dielectric wall;
A shower housing having a gas flow path disposed between the mounting table and the dielectric wall and connected to the processing gas supply system; and a plurality of gas supply holes opened to the mounting table. The shower head and the shower housing have a portion connected to the suspender and extending in parallel with the dielectric wall, and function as a support beam for supporting the dielectric wall;
It is characterized by comprising.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the antenna chamber further includes an antenna chamber that is disposed above the processing chamber and accommodates the high-frequency antenna, and the ceiling of the antenna chamber is the upper frame. It functions as.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the apparatus according to the second aspect, the processing chamber and the antenna chamber are formed by vertically dividing an airtight main body container with the dielectric wall. .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the shower casing is substantially made of metal.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus according to the fourth aspect, the shower casing has a shape extending in a direction substantially perpendicular to a direction in which the high-frequency antenna extends. And
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus according to the fourth aspect, the shower casing is grounded.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the suspender includes a gas pipe for supplying the processing gas from the processing gas supply system to the gas supply hole.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the dielectric wall has a recess for accommodating the shower casing in a lower surface.
[0018]
According to a ninth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighth aspect, the apparatus further includes a dielectric cover that covers the dielectric wall and a lower surface of the shower casing, and the dielectric corresponds to the gas supply hole. A hole is formed in the cover.
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the first aspect, the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the shower housing.
[0020]
An eleventh aspect of the present invention is an inductively coupled plasma processing apparatus,
An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
An upper frame disposed above the dielectric wall;
A suspender disposed so as to apply a load of the dielectric wall to the upper frame at a position away from a peripheral edge of the dielectric wall;
A support beam made of a metal connected to the suspender and having a portion extending in parallel with the dielectric wall, and arranged to support the dielectric wall;
It is characterized by comprising.
[0021]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eleventh aspect, the support beam has a shape extending in a direction substantially orthogonal to a direction in which the high-frequency antenna extends. To do.
[0022]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eleventh aspect, the support beam is grounded.
[0023]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eleventh aspect, the dielectric wall has a recess for accommodating the support beam in the lower surface.
[0024]
A fifteenth aspect of the present invention is the apparatus according to the fourteenth aspect, further comprising a dielectric cover that covers the dielectric wall and the lower surface of the support beam.
[0025]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eleventh aspect, the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the support beam.
[0026]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the apparatus according to the eleventh aspect, further comprising a heater disposed on the suspender for heating the dielectric wall.
[0027]
An eighteenth aspect of the present invention is an inductively coupled plasma processing apparatus,
An airtight container,
A dielectric wall that divides the main body container into a lower processing chamber and an upper antenna chamber;
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A high-frequency antenna disposed facing the dielectric wall in the antenna chamber, and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
A suspender disposed so as to apply a load on the dielectric wall to the ceiling of the main body container at a position away from the peripheral edge of the dielectric wall;
A support member connected to the suspender and disposed to support the dielectric wall;
It is characterized by comprising.
[0028]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the apparatus according to the eighteenth aspect, the support member has a portion extending in parallel with the dielectric wall, and the dielectric wall is placed on the support member. It is characterized by that.
[0029]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the apparatus according to the nineteenth aspect, the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the support member.
[0030]
A twenty-first aspect of the present invention is an inductively coupled plasma processing apparatus,
An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
A support beam having a portion extending in parallel with the dielectric wall, and arranged to support the dielectric wall; and the dielectric wall is placed on the support beam;
A dielectric cover covering the dielectric wall and the lower surface of the support beam;
It is characterized by comprising.
[0031]
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the device according to the twenty-first aspect, the dielectric wall has a recess for accommodating the support beam in the lower surface.
[0032]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-first aspect, a gas flow path disposed between the mounting table and the dielectric wall, connected to the processing gas supply system, and the mounting table. And a shower head including a shower housing having a plurality of gas supply holes opened to the dielectric cover, the shower housing functioning as the support beam, and corresponding to the gas supply holes. Is formed.
[0033]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-first aspect, the upper wall disposed above the dielectric wall and the dielectric wall at a position away from the peripheral edge of the dielectric wall. And a suspender disposed so as to apply a load to the upper frame.
[0034]
A twenty-fifth aspect of the present invention is an inductively coupled plasma processing apparatus,
An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
A metal is provided between the mounting table and the dielectric wall, and is substantially made of a metal having a gas flow path connected to the processing gas supply system and a plurality of gas supply holes opened to the mounting table. A shower head including a shower enclosure,
It is characterized by comprising.
[0035]
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-fifth aspect, the shower casing has a shape extending in a direction substantially orthogonal to a direction in which the high-frequency antenna extends. And
[0036]
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-sixth aspect, the high-frequency antenna includes a spiral antenna, and the shower casing has a shape extending in a radial direction.
[0037]
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-sixth aspect, the high-frequency antenna includes an antenna having a plurality of long straight portions extending in parallel to each other, and the shower casing is orthogonal to the straight portions. As described above, it has a plurality of portions extending in parallel with each other.
[0038]
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the apparatus according to the twenty-fifth aspect, the shower casing is grounded.
[0039]
A thirtieth aspect of the present invention is the apparatus according to the twenty-fifth aspect, further comprising a dielectric cover that covers a lower surface of the shower casing, and a hole is formed in the dielectric cover corresponding to the gas supply hole. It is characterized by being.
[0040]
Furthermore, the embodiments of the present invention include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when an invention is extracted by omitting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiment, when the extracted invention is carried out, the omitted part is appropriately supplemented by a well-known common technique. It is what is said.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
[0042]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention. For example, this apparatus is used for patterning a polysilicon film or an amorphous silicon film in order to form a TFT (Thin Film Transistor) on an LCD glass substrate in the manufacture of an LCD.
[0043]
As shown in FIG. 1, the plasma etching apparatus has an airtight main body container 1 that is assembled in a disassembleable manner from a housing made of a conductive material, for example, aluminum. The main body container 1 is grounded by a ground wire 1a. As for the main body container 1, an inner wall surface is anodized by anodizing so that a contaminant may not generate | occur | produce from a wall surface. The inside of the main body container 1 is airtightly divided into an upper antenna chamber 4 and a lower processing chamber 5 by a partition structure 2. Corresponding to the position of the partition structure 2, a support shelf 7 that defines two horizontal shelf surfaces 7 a and 7 b (see FIG. 3) is disposed on the inner surface of the main body container 1.
[0044]
2 is a bottom view showing the partition structure 2 of the apparatus shown in FIG. 1 except for its lower cover, and FIGS. 3 and 4 are views of the partition structure 2 along the lines III-III and IV-IV in FIG. It is sectional drawing.
[0045]
The partition structure 2 includes a dielectric wall 3 having a thickness of about 30 mm formed by combining segments 3 s made of four quartz or the like having substantially the same dimensions, and the peripheral portion of the dielectric wall 3 is located below the support shelf 7. Is placed on the shelf surface 7a. Corresponding to the positions where the segments 3 s are adjacent to each other, a line-symmetric cross-shaped support beam / reinforcement beam 16 is disposed in the center of the main body container 1. The support beam 16 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by a plurality of suspenders 8a and 8b, which will be described later, at a position away from the peripheral edge of the dielectric wall 3, and is set to maintain a horizontal state. The support beam 16 defines a horizontal support surface 16a except for the circular convex portion 16b for connecting to the suspenders 8a and 8b, and the opposite edges of the segment 3s are placed on the support surface 16a.
[0046]
A downward stepped portion complementary to the support shelf 7 and the support beam 16 is formed at the peripheral edge of the segment 3s. That is, the support shelf 7 and the support beam 16 are fitted into the recesses on the lower surface of the dielectric wall 3 defined by these steps, and the lower surfaces of the support shelf 7, the support beam 16 and the dielectric wall 3 are on the horizontal plane. It will be in a substantially uniform state. The lower surfaces of the support shelf 7, the support beam 16, and the dielectric wall 3 are further covered with a dielectric cover 12 made of quartz or the like having a smooth lower surface. The cover 12 is fixed to the support beam 16 by a plurality of screws 12a embedded in the recess. The screw 12a is covered with a dielectric cap 12b made of quartz or the like embedded in the recess of the cover 12, and the lower surface of the cover 12 and the cap 12b is substantially aligned.
[0047]
On the other hand, a resin plate 17 made of PTFE (polytetrafluoroethylene: trade name Teflon) or the like is disposed on the upper side of the dielectric wall 3. The resin plate 17 is made of a single plate and is placed on the dielectric wall 3, the upper shelf surface 7 b of the support shelf 7, and the circular convex portion 16 b of the support beam 16. A presser frame 18 is disposed along the peripheral edge of the resin plate 17, and is fixed to the support shelf 7 by a through screw 18 a so as to sandwich the peripheral edge of the resin plate 17.
[0048]
The resin plate 17 has openings corresponding to the circular convex portions 16b of the support beam 16 for connecting to the suspenders 8a and 8b. A flange 10 is disposed at the lower end of each of the suspenders 8a and 8b, and is fixed to the convex portion 16b of the support beam 16 by a through screw 10a so as to sandwich the peripheral portion of the opening of the resin plate 17. A seal ring 17a made of an elastic material is disposed between the resin plate 17 and the upper shelf surface 7b of the support shelf 7 and between the resin plate 17 and the circular convex portion 16b of the support beam 16, and thereby the antenna. The airtightness of the partition structure 2 for partitioning the chamber 4 and the processing chamber 5 in an airtight manner is ensured.
[0049]
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the relationship between the partition structure 2 and the suspenders 8a and 8b of the apparatus shown in FIG. The suspenders 8a and 8b include one tubular suspender 8a connected to the center of the support beam 16 and four solid rod-shaped suspenders 8b connected to the cross-shaped end of the support beam 16. . Each of the suspenders 8a and 8b extends vertically from the ceiling of the main body container 1 to the partition structure 2, and the flange 10 described above is disposed at the lower end portion thereof, and the similar flange 9 is disposed at the upper end portion thereof. The
[0050]
The upper flanges 9 of all the suspenders 8a and 8b are fixed to the connecting plate 11 by screws 9a. The connecting plate 11 is fixed to the ceiling by a plurality of bolts 11a penetrating the ceiling of one of the main body containers. The suspenders 8a and 8b and the members 9, 10, 11 and screws 9a, 10a and the bolts 11a for attaching them are parts that do not come into contact with plasma, and are all formed of stainless steel having high mechanical strength. . Further, the support beam 16 is connected to the main body container 1 by the ground line 1b, and therefore, the support beam 16 is grounded via the ground line 1b, the main body container 1, and the ground line 1a.
[0051]
A coil-shaped resistance heater 6 is disposed so as to go around the suspenders 8a and 8b, and is connected to a power source 6a. The partition structure 2 including the dielectric wall 3 is heated by the heater 6 through the suspenders 8 a and 8 b and the support beam 16, and thereby, the lower surface of the partition structure 2 exposed to the processing chamber 5, that is, the lower surface of the dielectric cover 12. By-products are prevented from adhering.
[0052]
The support beam 16 is formed of a hollow member made of a conductive material, preferably a metal, for example, an aluminum housing, and is also used as a shower housing for constituting a shower head. The inner and outer surfaces of the casing constituting the support beam 16 are anodized by anodization so that contaminants are not generated from the wall surface. The support beam / shower housing 16 has a gas flow path 19 formed therein, and a plurality of gas supply holes 19 a communicating with the gas flow path 19 and opening to a susceptor, that is, a mounting table 22 described later. Formed. The dielectric cover 12 has a hole 12c corresponding to the gas supply hole 19a of the shower housing 16.
[0053]
In the tubular suspender 8a connected to the center of the support beam 16, a gas supply pipe 20a communicating with the gas flow path 19 in the support beam 16 is disposed. The gas supply pipe 20 a passes through the connecting plate 11 and the ceiling of the main body container 1, and is connected to the processing gas source unit 20 disposed outside the main body container 1. That is, during the plasma processing, a processing gas is supplied from the processing gas source unit 20 through the gas supply pipe 20a into the support beam / shower casing 16, and further from the gas supply hole 19a on the lower surface thereof into the processing chamber 5. To be released.
[0054]
A radio frequency (RF) antenna 13 disposed on the partition structure 2 is disposed in the antenna chamber 4 so as to face the dielectric wall 3. FIG. 6 is a schematic perspective view showing the relationship between the partition structure 2 and the high-frequency antenna 13 of the apparatus shown in FIG. As shown in the figure, the antenna 13 is a planar coil antenna in which a portion on the partition structure 2 forms a substantially square rectangular spiral shape. In the antenna 13, the central end of the spiral is led out from the approximate center of the ceiling of the main body container 1, and is connected to the high-frequency power source 15 through the matching unit 14. On the other hand, the outer end of the spiral is connected to the main body container 1 and thereby grounded.
[0055]
During the plasma processing, the power source 15 supplies high frequency power for forming an induction electric field, for example, high frequency power of 13.56 MHz to the antenna 13. An induction electric field is formed in the processing chamber 5 by the antenna 13, and the processing gas supplied from the supporting beam / shower casing 16 is converted into plasma by the induction electric field. For this reason, the power supply 15 is set so as to be able to supply high-frequency power with an output sufficient to generate plasma.
[0056]
A susceptor for placing the LCD glass substrate LS, that is, a placing table 22 is disposed in the processing chamber 5 so as to face the high frequency antenna 13 with the dielectric wall 3 interposed therebetween. The susceptor 22 is made of a conductive material, for example, an aluminum member, and its surface is anodized by anodization so as not to generate contaminants. A clamp 23 for fixing the substrate LS is disposed around the susceptor 22. When the substrate LS is arranged at a predetermined position on the susceptor 22, the center of the cross shape of the support beam 16 is substantially aligned with the center of the substrate LS.
[0057]
The susceptor 22 is housed in an insulator frame 24 and further supported on a hollow column 25. The column 25 penetrates the bottom of the main body container 1 in an airtight manner and is supported by an elevating mechanism (not shown) disposed outside the main body container 1. That is, the susceptor 22 is driven in the vertical direction by this lifting mechanism when the substrate LS is loaded / unloaded. A bellows 26 that hermetically surrounds the support column 25 is disposed between the insulator frame 24 that accommodates the susceptor 22 and the bottom of the main body container 1, thereby ensuring airtightness in the processing chamber 5. The In addition, a gate valve 27 that is used when loading / unloading the substrate LS is disposed on the side of the processing chamber 5.
[0058]
The susceptor 22 is connected to a high-frequency power source 29 via a matching unit 28 by a power feeding rod disposed in the hollow support column 25. During the plasma processing, a high frequency power for bias, for example, a high frequency power of 380 KHz, is applied to the susceptor 22 from the high frequency power supply 29. This high frequency power for bias is used to effectively draw ions in the plasma excited in the processing chamber 5 into the substrate LS.
[0059]
Further, in the susceptor 22, a temperature control mechanism including a heating means such as a ceramic heater, a refrigerant flow path, and the like and a temperature sensor are disposed in order to control the temperature of the substrate LS (none of which is shown). . Piping and wiring for these mechanisms and members are all led out of the main body container 1 through the hollow support column 25.
[0060]
A vacuum exhaust mechanism 30 including a vacuum pump is connected to the bottom of the processing chamber 5 through an exhaust pipe 30a. The inside of the processing chamber 5 is evacuated by the vacuum exhaust mechanism 30, and the inside of the processing chamber 5 is set and maintained in a vacuum atmosphere, for example, a pressure atmosphere of 10 mTorr during the plasma processing.
[0061]
Next, the case where the plasma etching process is performed on the LCD glass substrate LS using the inductively coupled plasma etching apparatus shown in FIG. 1 will be described.
[0062]
First, after the substrate LS is placed on the placement surface of the susceptor 22 through the gate valve 27 by the transport mechanism, the substrate LS is fixed to the susceptor 22 by the clamp 23. Next, a processing gas containing an etching gas (for example, SF 6 gas) is discharged from the gas supply source 20 into the processing chamber 5, and the processing chamber 5 is evacuated through the exhaust pipe 23 to thereby evacuate the processing chamber 5. For example, a pressure atmosphere of 10 mTorr is maintained.
[0063]
Next, a uniform induction electric field is formed in the processing chamber 5 via the partition wall structure 2 by applying high frequency power of 13.56 MHz from the power source 15 to the antenna 13. Due to the induction electric field, the processing gas is converted into plasma in the processing chamber 5, and high-density inductively coupled plasma is generated. The ions in the plasma generated in this manner are effectively drawn into the substrate LS by the high frequency power of 380 KHz applied to the susceptor 22 from the power source 29, and the substrate LS is uniformly etched. Is done.
[0064]
In the inductively coupled plasma etching apparatus shown in FIG. 1 having the above-described configuration, the following effects can be obtained.
[0065]
During the etching process, the partition wall structure 2 including the dielectric wall 3 receives a downward force due to gravity and a pressure difference between inside and outside the processing chamber 5. However, in the apparatus shown in FIG. 1, since the dielectric wall 3 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by the plurality of suspenders 8 a and 8 b and the support beam 16, it does not bend downward. For this reason, the dielectric wall 3 can be formed thin, and a reduction in energy efficiency of the antenna 13 can be prevented. Further, since the dielectric wall 3 is composed of the plurality of segments 3s combined on the support beam 16, the production of the dielectric wall 3 is facilitated.
[0066]
The metal support beam 16 disposed on the partition wall structure 2 including the dielectric wall 3 is used as a shower casing of the shower head. That is, since the member for reinforcing and supporting the partition wall structure 2 is also used as the member for supplying the processing gas, an increase in the number of parts in the processing chamber 5 can be suppressed. Further, the metal shower head is excellent in workability and mechanical strength as compared with a conventional shower head made of a dielectric material such as quartz.
[0067]
Since the supporting beam / shower housing 16 is made of metal, it functions as a shield for the antenna 13 and prevents the processing gas from being plasmatized due to abnormal discharge in the gas flow path 19 inside. can do. Further, since the grounded support beam / shower casing 16 functions as a counter electrode of the susceptor 22, it is possible to prevent the spread of the bias electric field and thus the spread of the plasma.
[0068]
Since the supporting beam / shower casing 16 has a shape extending in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the antenna 13, the degree to which the induced electric field from the antenna 13 is hindered by the supporting beam 16. Decreases. That is, the reduction in energy efficiency of the antenna 13 caused by interposing a metal member between the antenna 13 and the substrate LS can be minimized.
[0069]
In the partition wall structure 2, the lower surfaces of the support shelf 7, the support beam 16, and the dielectric wall 3 are covered with a dielectric cover 12 having a smooth lower surface. That is, since the lower surface of the ceiling of the processing chamber 5 is a surface having no unevenness, problems such as plasma damage and difficulty in cleaning do not occur. In this regard, the aforementioned USP No. As in the structure of 5,589,737, when the support frame of the dielectric wall protrudes on the processing chamber side, electrons in plasma accelerated by the electric field in the circumferential direction collide with the support frame, Damage the support frame. In this case, particles generated from the shaved support frame or ions that have lost energy accumulate on the side surface of the support frame and frequently require cleaning, but there is a step between the dielectric wall and the support frame. The work is not easy.
[0070]
In the illustrated embodiment, the suspenders 8a and 8b are supported by the ceiling of the main body container 1, that is, the ceiling of the antenna chamber 4, but the present invention is not limited to this. For example, an upper frame may be provided above the processing chamber, and the suspenders 8a and 8b may be attached to the upper frame. Such a configuration can be used, for example, when an antenna chamber surrounding the antenna is not provided.
[0071]
FIG. 7 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention. This embodiment relates to an etching apparatus having a simpler structure incorporating the feature of the present invention in which a dielectric wall is suspended from a ceiling of a main body container by a suspender. However, the partition structure in the apparatus shown in FIG. 7 is somewhat different from the structure of the apparatus shown in FIG.
[0072]
In this apparatus, the dielectric wall 3 has a thickness of about 30 mm, and the outer peripheral edge thereof is fixed to the support shelf 7 disposed so as to protrude from the inner peripheral wall of the main body container 1 by screws 41a. A seal ring 41b made of an elastic material is disposed between the dielectric wall 3 and the support shelf 7, so that the antenna chamber 4 and the processing chamber 5 are airtightly partitioned. The dielectric wall 3 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by the four suspenders 8b at the periphery of the central portion of the dielectric wall 3, that is, the position away from the peripheral edge of the dielectric wall 3.
[0073]
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the relationship between the dielectric wall 3 and the suspender 8b of the apparatus shown in FIG. 7, and FIG. 9A is an enlarged cross-sectional view showing the connecting portion between the dielectric wall 3 and the suspender 8b. The flanges 9 and 10 are integrally provided at both upper and lower ends of the suspender 8b. The upper flange 9 is fixed to the ceiling by screws 9a, and the lower flange 10 is fixed to the upper surface of the dielectric wall 3 by screws 10a. 9B, the suspender 8b may penetrate the dielectric wall 3, and the flange 10 may be attached to the lower surface of the dielectric wall 3 with screws 10a.
[0074]
Further, the apparatus shown in FIG. 7 is not provided with the supporting beam / shower casing 16 unlike the apparatus shown in FIG. The processing gas is supplied into the processing chamber 5 from a plurality of ejection nozzles 42 disposed below the support shelf 7.
[0075]
In the partition structure of the apparatus shown in FIG. 7, the dielectric wall 3 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by a plurality of suspenders 8b, and therefore does not bend downward. For this reason, the dielectric wall 3 can be formed thin, and a reduction in energy efficiency of the antenna 13 can be prevented.
[0076]
10 is a perspective view showing a modified example of the partition structure in the apparatus shown in FIG. 7, and FIG. 11A is an enlarged cross-sectional view showing a connecting portion between the dielectric wall 3 and the suspender 8b of the modified example. In this modification, a support beam 43 that crosses the dielectric wall 3 in a cross shape is provided, and the suspender 8 b is connected to the support beam 43. The support beam 43 is fitted into the recess on the lower surface of the dielectric wall 3, and the lower surface of the support beam 43 and the dielectric wall 3 is substantially aligned on a horizontal plane. Thus, by using the support beam 43, the dielectric wall 3 can be suspended more firmly on the ceiling of the main body container 1. As shown in FIG. 11B, the support beam 43 may protrude from the lower surface of the dielectric wall 3.
[0077]
Further, when the support beam 43 is made of metal, as described above, the support beam 43 preferably has a shape extending in a direction substantially orthogonal to the direction in which the antenna 13 extends. Thereby, the reduction in energy efficiency of the antenna 13 caused by interposing a metal member between the antenna 13 and the substrate LS can be minimized.
[0078]
FIG. 12 is an enlarged sectional view showing another modification of the partition structure in the apparatus shown in FIG. In the modification shown in FIG. 12, the dielectric wall 3 is composed of a plurality of segments 3s combined on the support beam 43 as in the apparatus shown in FIG. A packing 44 made of an elastic material is disposed between the support beam 43 and the end of the segment 3s, whereby the antenna chamber 4 and the processing chamber 5 are partitioned in an airtight manner. By configuring the dielectric wall 3 from the plurality of segments 3s, the dielectric wall 3 can be easily manufactured.
[0079]
13 is a perspective view showing still another modified example of the partition structure in the apparatus shown in FIG. 7, and FIG. 14 is a plan view showing a support frame of the modified example. In the modification shown in FIG. 13, a support frame 45 having the same outer contour shape as that of the dielectric wall 3 is provided, and the dielectric wall 3 is placed on the support frame 45. The support frame 45 has a rectangular portion 46a and an extended portion 46b extending inwardly from four sides of the rectangular portion 46a, and the suspender 8b is connected to an inner end portion of the extended portion 46b.
[0080]
FIG. 15 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to still another embodiment of the present invention. This embodiment relates to an etching apparatus having a simpler structure incorporating the feature of the present invention in which a metal support beam or a reinforcing beam for a dielectric wall is used as a shower casing.
[0081]
In this apparatus, the dielectric wall 3 is fixed by screws 41a to a support shelf 7 whose outer peripheral edge projects from the inner peripheral wall of the main body container 1. A seal ring 41b made of an elastic material is disposed between the dielectric wall 3 and the support shelf 7, so that the antenna chamber 4 and the processing chamber 5 are airtightly partitioned. A reinforcing beam / shower casing 51 is fitted below the center of the dielectric wall 3.
[0082]
16 and 17 are a bottom view and an enlarged sectional view showing the partition structure of the apparatus shown in FIG. Similar to the support beam 16 of the apparatus shown in FIG. 1, the reinforcing beam 51 has an axisymmetric cross shape and extends in a direction substantially orthogonal to the direction in which the antenna 13 extends (see FIG. 6). ). The reinforcing beam 51 is connected to the ceiling of the main body container 1 by one tubular suspender 8a connected to the central portion. The reinforcing beam 51 is fitted into the recess on the lower surface of the dielectric wall 3 so that the lower surface of the reinforcing beam 51 and the dielectric wall 3 are substantially aligned on a horizontal plane.
[0083]
Similar to the support beam 16, the reinforcing beam 51 is formed of a hollow member made of a conductive material, preferably a metal, for example, an aluminum housing, and is also used as a shower housing for constituting a shower head. The inner and outer surfaces of the casing constituting the reinforcing beam 51 are anodized by anodization so that contaminants are not generated from the wall surface. The reinforcing beam / shower housing 51 has a gas flow path 52 formed therein, and a plurality of gas supply holes 52 a that communicate with the gas flow path 52 and open to the susceptor, that is, the mounting table 22 are formed in the lower surface. Is done.
[0084]
In the tubular suspender 8a connected to the center of the reinforcing beam 51, a gas supply pipe 20a communicating with the gas flow path 52 in the reinforcing beam 51 is disposed. The gas supply pipe 20 a passes through the ceiling of the main body container 1 and is connected to the processing gas source unit 20 disposed outside the main body container 1. That is, during the plasma processing, the processing gas is supplied from the processing gas source unit 20 through the gas supply pipe 20a into the reinforcing beam / shower casing 51, and further from the gas supply hole 52a on the lower surface thereof into the processing chamber 5. To be released. Further, a ground line 53 is provided along the gas supply pipe 20a, whereby the reinforcing beam / shower casing 51 is grounded.
[0085]
In the partition structure of the apparatus shown in FIG. 15, since the member for reinforcing and supporting the dielectric wall 3 and the member for supplying the processing gas are combined, the number of parts in the processing chamber 5 is increased. Can be suppressed. Further, the metal shower head is excellent in workability and mechanical strength as compared with a conventional shower head made of a dielectric material such as quartz.
[0086]
Since the reinforcing beam / shower casing 51 is made of metal, it functions as a shield with respect to the antenna 13, and it is possible to prevent abnormal discharge from occurring in the gas flow path 52 and plasma processing gas from being generated. it can. In addition, since the grounded casing 51 functions as a counter electrode of the susceptor 22, it is possible to prevent the bias electric field from spreading and thus prevent the plasma from spreading.
[0087]
Since the reinforcing beam / shower casing 51 has a shape extending in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the antenna 13, the degree to which the induced electric field from the antenna 13 is hindered by the reinforcing beam 51 is high. descend. That is, the reduction in energy efficiency of the antenna 13 caused by interposing a metal member between the antenna 13 and the substrate LS can be minimized.
[0088]
FIGS. 18A to 18C are diagrams showing a modification of the combination of the antenna and the reinforcing beam in the apparatus shown in FIG. In the modification shown in FIG. 18A, a single beam-shaped reinforcing beam / shower casing 54 extends in the radial direction with respect to the spiral planar coil antenna 13. In the modification shown in FIG. 18B, a plurality of beams of the star-shaped reinforcing beam / shower housing 55 extend in the radial direction with respect to the spiral planar coil antenna 13. In the modification shown in FIG. 18C, the antenna 13 has a plurality of long straight portions extending in parallel to each other, and the reinforcing beam / shower housing extends in parallel to each other so as to be orthogonal to these straight portions. It consists of a plurality of existing beam-like portions 56. In any of these modified examples, since the antenna and the reinforcing beam / shower casing extend orthogonally to each other, the degree to which the induced electric field from the antenna is hindered by the reinforcing beam is low.
[0089]
FIGS. 19A to 19C are diagrams showing a modification of the reinforcing beam / shower casing 51 in the apparatus shown in FIG. 19A to 19C, the reinforcing beam / shower casing has a circular cross-sectional shape, an inverted triangular cross-sectional shape, and a semicircular cross-sectional shape, respectively. Thus, in the present invention, the cross-sectional shape of the reinforcing beam / shower housing is not particularly limited.
[0090]
In the apparatus shown in FIG. 15, the reinforcing beam / shower casing 51 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by one tubular suspender 8a connected to the central portion. Is not limited to this. That is, the effect obtained by using the metal reinforcing beam 51 for the dielectric wall 3 as a shower housing can be obtained even when the reinforcing beam 51 is not suspended by the suspender 8a.
[0091]
FIG. 20 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to still another embodiment of the present invention. This embodiment relates to an etching apparatus having a simpler structure incorporating the feature of the present invention in which the lower surface of a dielectric wall combined with a support beam is covered with a dielectric cover.
[0092]
In this apparatus, a support shelf is not disposed on the inner peripheral wall of the main body container 1, and the dielectric wall 3 is supported by three support beams 61a and 61b traversing the dielectric wall 3. 21 and 22 are a bottom view and an enlarged sectional view showing the partition structure of the apparatus shown in FIG. Three grooves 62 are formed in parallel on the lower surface of the dielectric wall 3 so as to face the susceptor 22 at intervals. Support beams 61a and 61b are disposed in the groove 62, respectively, and the lower surfaces of the support beams 61a and 61b and the dielectric wall 3 are substantially aligned on a horizontal plane.
[0093]
The central support beam 61a is connected to the ceiling of the main body container 1 by two tubular suspenders 8a, and the support beams 61b on both sides are connected to the ceiling of the main body container 1 by two solid rod-like suspenders 8b. . That is, the dielectric wall 3 is suspended from the ceiling of the main body container 1 via the six suspenders 8a and 8b and the three support beams 61a and 61b. The suspenders 8a and 8b are directly attached to the ceiling of the main body container 1 with screws and nuts. The support beams 61a and 61b are made of a conductive material, preferably a metal such as aluminum, and the surface thereof is anodized by anodization so that contaminants are not generated from the wall surface. The support beams 61a and 61b are grounded via the suspenders 8a and 8b.
[0094]
The support beams 61b on both sides are used as mere beams, but the support beam 61a in the center is also used as a shower casing for constituting a shower head. That is, the support beam / shower casing 61a has a gas flow channel 66 formed therein, and a plurality of gas supply holes 66a communicating with the gas flow channel 66 and opened to the susceptor, that is, the mounting table 22, are provided on the lower surface. Formed.
[0095]
The lower surfaces of the support beams 61a and 61b and the dielectric wall 3 are covered with a dielectric cover 12 made of quartz or the like having a smooth lower surface. The dielectric cover 12 is formed with holes 12c corresponding to the gas supply holes 66a of the support beam / shower casing 61a. The cover 12 is fixed to the support beams 61a and 61b by a plurality of screws embedded in the recesses in the same manner as the embodiment shown in FIG. The cover 12 is screwed
In the tubular suspender 8a connected to the central support beam 61a, a gas supply pipe 20a communicating with the gas flow channel 66 in the support beam / shower housing 61a is disposed. The gas supply pipe 20 a passes through the ceiling of the main body container 1 and is connected to the processing gas source unit 20 disposed outside the main body container 1. That is, during the plasma processing, the processing gas is supplied from the processing gas source unit 20 through the gas supply pipe 20a into the support beam / shower casing 61a, and further from the gas supply hole 66a on the lower surface thereof into the processing chamber 5. To be released.
[0096]
In the partition structure of the apparatus shown in FIG. 20, the lower surfaces of the support beams 61a and 61b and the dielectric wall 3 are covered with a dielectric cover 12 having a smooth lower surface. That is, since the bottom surface of the ceiling of the processing chamber 5 is a surface having no irregularities, the above-mentioned USP No. The problem occurring in 5,589,737 does not occur.
[0097]
FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the partition structure in the apparatus shown in FIG. In the modification shown in FIG. 23, the dielectric wall 3 is composed of a plurality of segments 3s combined on the support beam 61a as in the apparatus shown in FIG. A packing 63 made of an elastic material is disposed between the support beam 61a and the end of the segment 3s, whereby the antenna chamber 4 and the processing chamber 5 are airtightly partitioned. By forming the dielectric wall 3 from a plurality of segments 3s, the dielectric wall 3 can be easily manufactured.
[0098]
In the apparatus shown in FIG. 20, the support beams 61a and 61b are suspended from the ceiling of the main body container 1 by a plurality of suspenders 8a and 8b. However, the features of the present embodiment are not limited thereto. That is, the effect obtained by covering the lower surface of the dielectric wall 3 combined with the support beams 61a and 61b with the dielectric cover is effective even when the support beams 61a and 61b are not suspended by the suspenders 8a and 8b. Can be obtained.
[0099]
FIG. 24 is a diagram illustrating a modification example of the high-frequency antenna 13. In an inductively coupled plasma processing apparatus, the antenna impedance increases as the length of the antenna increases with the size of the apparatus. When the impedance of the high-frequency antenna is increased, the potential of the power feeding portion of the antenna is increased, the current is decreased, and the plasma density is decreased. The modification shown in FIG. 24 addresses such a problem and can be applied to any of the above-described embodiments.
[0100]
As shown in FIG. 24, the spiral flat-plate coil antenna portion according to this modification has a power supply point 71 connected to the high frequency power supply 15 (see FIG. 1 and the like) at the center thereof, The unit has a grounding point 72 grounded via the main body container 1. A single capacitor 73 is connected in series with the antenna 13 between the ground-side terminal Pc of the antenna 13 and the ground point 72. The capacity of the capacitor 73 is determined so that the impedance of the capacitor 73 is half of the impedance of the antenna 13. By installing the capacitor 73 in series with the antenna 13 in this way, the impedance of the antenna unit can be lowered, the potential of the power supply point of the antenna can be lowered, and the current can be increased.
[0101]
FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the distance from the ground point and the potential in the antenna 13 shown in FIG. 24, and FIG. As shown in FIG. 25, when the power supply point 71 at the center of the antenna is the Pa point, the middle is the Pb point, and the ground side terminal is the Pc point, the potential at the Pb point becomes zero, and the potential at the Pa point and the Pc point is This is about half of the potential at the point Pa when directly grounded without using the capacitor 73. Further, the high frequency waveforms at the points Pa, Pb, and Pc are as shown in FIG.
[0102]
For this reason, even if the antenna 13 becomes longer with the increase in the size of the processing apparatus, the potential difference between the power supply point 71 (Point Pa) and the vicinity of the ground point (Pc point) decreases and the current flowing through the antenna 13 increases. Thereby, the induction plasma can be generated uniformly and with high density.
[0103]
FIG. 27 is a diagram showing another modified example of the high-frequency antenna 13, which also addresses the same problem as the modified example shown in FIG. 24, and is applied to any of the above-described embodiments as an example. can do. As shown in FIG. 27, the spiral flat plate type coil antenna portion according to this modified example has a power supply point 71 connected to the high frequency power supply 15 (see FIG. 1 etc.) at the center thereof, The unit has a grounding point 72 grounded via the main body container 1. Between the power supply point 71 and the ground point 72, the antenna 13 is divided into a plurality of antenna segments, here five antenna segments, and the five antenna segments and the six capacitors 74 are alternately connected.
[0104]
Thus, by installing a plurality of capacitors 74 in series with the antenna 13, the impedance of the entire antenna can be further lowered, the antenna potential can be lowered, and a current drop can be prevented.
[0105]
FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the distance from the ground point and the potential in the antenna 13 shown in FIG. As shown in FIG. 28, assuming that the power supply point 71 at the center of the antenna is Pa point, the intermediate point of the antenna segment is Pb point, Pc point, Pd point, Pe point and Pf point, and the ground end of the antenna 13 is Pg. The antenna potential becomes zero at the points Pb to Pf, and the distance between the points further decreases evenly.
[0106]
For this reason, even if the antenna 13 becomes longer with an increase in the size of the processing apparatus, the potential from the power supply point 71 (Point Pa) to the ground point 72 decreases, and the electric field between the central portion and the peripheral portion of the antenna 13 is reduced. Non-uniformity can be reduced. Thereby, the induction plasma can be generated uniformly and with high density.
[0107]
In each of the above embodiments, the etching apparatus has been described as an example. However, the present invention is applicable to other inductively coupled plasma processing apparatuses such as a film forming apparatus and an ashing apparatus. The present invention can also be applied to an apparatus for processing a semiconductor wafer instead of an LCD glass substrate as a substrate to be processed.
[0108]
In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
[0109]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an inductively coupled plasma processing apparatus in which a dielectric wall is disposed on the ceiling of a processing chamber corresponding to a high-frequency antenna, improvements for coping with various problems caused by the increase in the size of the apparatus are provided. Can be added to the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view showing the partition structure of the apparatus shown in FIG. 1 except for its lower cover.
3 is a cross-sectional view of a partition structure taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view of a partition structure taken along line IV-IV in FIG.
5 is a schematic perspective view showing the relationship between the partition structure of the apparatus shown in FIG. 1 and a suspender.
6 is a schematic perspective view showing the relationship between the partition structure of the apparatus shown in FIG. 1 and a high-frequency antenna.
FIG. 7 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic perspective view showing a relationship between a dielectric wall and a suspender of the apparatus shown in FIG.
9A and 9B are an enlarged cross-sectional view showing a connecting portion between a dielectric wall and a suspender of the apparatus shown in FIG. 7, and an enlarged cross-sectional view showing a modification example thereof.
10 is a perspective view showing a modified example of the partition structure in the apparatus shown in FIG.
11A and 11B are an enlarged cross-sectional view showing a connection portion between a dielectric wall and a suspender in the modified example shown in FIG. 10, and an enlarged cross-sectional view showing a further modified example thereof.
12 is an enlarged cross-sectional view showing another modification of the partition structure in the apparatus shown in FIG.
13 is a perspective view showing still another modification of the partition structure in the apparatus shown in FIG.
14 is a plan view showing a support frame according to the modification shown in FIG. 13;
FIG. 15 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to still another embodiment of the present invention.
16 is a bottom view showing the partition structure of the apparatus shown in FIG.
17 is an enlarged sectional view showing a partition structure of the apparatus shown in FIG.
FIGS. 18A to 18C are diagrams showing a modification example of a combination of an antenna and a reinforcing beam in the apparatus shown in FIG.
FIGS. 19A to 19C are views showing a modification example of the reinforcing beam / shower casing in the apparatus shown in FIG. 15;
FIG. 20 is a longitudinal front view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to still another embodiment of the present invention.
21 is a bottom view showing the partition structure of the apparatus shown in FIG.
22 is an enlarged sectional view showing a partition structure of the apparatus shown in FIG.
FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the partition structure in the apparatus shown in FIG. 20;
FIG. 24 is a diagram showing a modification example of a high-frequency antenna.
25 is a diagram showing the relationship between the distance from the ground point and the potential in the antenna shown in FIG. 24. FIG.
26 is a diagram showing a high-frequency waveform in the antenna shown in FIG. 24. FIG.
FIG. 27 is a diagram showing another modified example of the high-frequency antenna.
FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the distance from the ground point and the potential in the antenna shown in FIG. 27;
[Explanation of symbols]
1: Body container
2: Partition structure
3: Dielectric wall
3s: Segment
4: Antenna room
5: Processing chamber
6: Heater
7: Support shelf
8a, 8b: Suspender
12: Cover
13: Antenna
16: Support beam
17: Resin plate
18: Presser frame
29: Gas flow path
20: Gas source
22: Susceptor
23: Clamp
24: Insulator frame
25: Prop
26: Bellows
27: Gate valve
30: Vacuum exhaust mechanism
42: Nozzle
45: Support beam
51: Reinforcement beam
52: Gas flow path
61a, 61b: support beams
66: Gas flow path
73, 74: Capacitors

Claims

An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
An upper frame disposed above the dielectric wall;
At a distance from the periphery of the dielectric wall between the periphery of the central and the dielectric wall of the dielectric wall, a plurality of the load of the dielectric wall disposed to hang on the upper frame and suspenders of,
A shower housing having a gas flow path disposed between the mounting table and the dielectric wall and connected to the processing gas supply system; and a plurality of gas supply holes opened to the mounting table. The shower head and the shower housing have a portion connected to the suspender and extending in parallel with the dielectric wall, and function as a support beam for supporting the dielectric wall;
An inductively coupled plasma processing apparatus comprising:

2. The inductively coupled plasma according to claim 1, further comprising an antenna chamber disposed on an upper side of the processing chamber and accommodating the high-frequency antenna, wherein a ceiling of the antenna chamber functions as the upper frame. Processing equipment.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the processing chamber and the antenna chamber are formed by vertically dividing an airtight main body container with the dielectric wall.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the shower casing is substantially made of metal.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the shower casing has a shape extending in a direction substantially orthogonal to a direction in which the high-frequency antenna extends.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the shower casing is grounded.

A central suspender is further provided at the center of the dielectric wall so as to apply a load on the dielectric wall to the upper frame, the central suspender from the processing gas supply system to the gas supply hole. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a gas pipe for supplying a processing gas.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric wall has a recess for accommodating the shower casing in a lower surface.

The dielectric cover according to claim 8, further comprising a dielectric cover that covers the dielectric wall and a lower surface of the shower casing, wherein the dielectric cover has a hole corresponding to the gas supply hole. Inductively coupled plasma processing equipment.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the shower casing.

An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
An upper frame disposed above the dielectric wall;
At a distance from the periphery of the dielectric wall between the periphery of the central and the dielectric wall of the dielectric wall, a plurality of the load of the dielectric wall disposed to hang on the upper frame and suspenders of,
A support beam made of a metal connected to the suspender and extending in parallel with the dielectric wall, and arranged to support the dielectric wall;
An inductively coupled plasma processing apparatus comprising:

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 11, wherein the support beam has a shape extending in a direction substantially orthogonal to a direction in which the high-frequency antenna extends.

The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 11, wherein the support beam is grounded.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 11, wherein the dielectric wall has a recess for accommodating the support beam in a lower surface.

15. The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 14, further comprising a dielectric cover that covers the dielectric wall and a lower surface of the support beam.

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 11, wherein the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the support beam.

The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 11, further comprising a heater disposed on the suspender for heating the dielectric wall.

An airtight container,
A dielectric wall that divides the main body container into a lower processing chamber and an upper antenna chamber;
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A high-frequency antenna disposed facing the dielectric wall in the antenna chamber, and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
Between the center of the dielectric wall and the peripheral edge of the dielectric wall, the load on the dielectric wall is placed on the ceiling of the main body container at a position away from the peripheral edge of the dielectric wall. Multiple suspenders,
A support beam connected to the suspender and disposed to support the dielectric wall;
An inductively coupled plasma processing apparatus comprising:

The support beam has a portion extending parallel to the dielectric wall, inductively coupled plasma processing apparatus of claim 18, wherein the dielectric wall to the support on the beam is characterized in that it is placed.

The inductively coupled plasma processing apparatus of claim 19, wherein the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the support beam .

An airtight processing chamber,
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A dielectric wall disposed on the ceiling of the processing chamber;
A high-frequency antenna disposed outside the processing chamber and facing the dielectric wall; and the high-frequency antenna forms an induction electric field in the processing chamber for converting the processing gas into plasma;
An upper frame disposed above the dielectric wall;
A plurality of portions disposed between the center of the dielectric wall and the peripheral portion of the dielectric wall so as to apply a load on the dielectric wall to the upper frame at a position away from the peripheral portion of the dielectric wall. Suspenders,
A support beam having a portion extending in parallel with the dielectric wall , connected to the suspender and disposed to support the dielectric wall; and the dielectric wall is mounted on the support beam. Being placed,
A dielectric cover covering the dielectric wall and the lower surface of the support beam;
An inductively coupled plasma processing apparatus comprising:

The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 21, wherein the dielectric wall has a recess for accommodating the support beam in a lower surface.

A shower housing having a gas flow path disposed between the mounting table and the dielectric wall and connected to the processing gas supply system; and a plurality of gas supply holes opened to the mounting table. The inductive coupling according to claim 21, further comprising a shower head, wherein the shower casing functions as the support beam, and a hole is formed in the dielectric cover corresponding to the gas supply hole. Plasma processing equipment.

The support beam is made of metal and has a cross shape formed by four beams extending in a radial direction from the center of the dielectric wall and not reaching a side wall of the processing chamber, and the suspenders are the four The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the inductively coupled plasma processing apparatus is connected to each of the beams.

An airtight container,
A dielectric wall that divides the main body container into a lower processing chamber and an upper antenna chamber;
A mounting table for mounting the substrate to be processed in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for evacuating the processing chamber and setting the processing chamber to a vacuum;
A high-frequency antenna disposed in the antenna chamber facing the dielectric wall, and the high-frequency antenna forms an induction electric field for converting the processing gas into plasma in the processing chamber;
Between the center of the dielectric wall and the peripheral edge of the dielectric wall, the load on the dielectric wall is placed on the ceiling of the main body container at a position away from the peripheral edge of the dielectric wall. Multiple suspenders,
A metal support beam connected to the suspender and arranged to support the dielectric wall and configured as a shower head for supplying a processing gas into the processing chamber, and the support beam, A cross shape is formed by four beams extending in a radial direction from the center of the dielectric wall and not reaching the side wall of the processing chamber, and the suspender is connected to each of the four beams. When,
A support shelf disposed on a side wall of the main body container to support the dielectric wall, and the dielectric wall is configured by combining a plurality of segments adjacent to each other on the support beam; The segment is supported with the ends placed on the four beams and the support shelf;
An inductively coupled plasma processing apparatus comprising:

The segment has a recess for receiving the support beam in the lower surface, and the lower surface of the segment, the support beam, and the support shelf is covered with a dielectric cover having a smooth lower surface. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 25.

26. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 25, wherein the processing gas is supplied into the shower head from the center of the support beam.

28. The induction of claim 27, further comprising a central suspender connected to a center of the support beam, the central suspender including a gas pipe for replenishing the processing gas in the shower head. Combined plasma processing equipment.

26. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 25, further comprising a coiled heater for heating the support beam and the dielectric wall, which is disposed so as to go around the suspender.

26. The inductively coupled plasma processing apparatus according to claim 25, wherein the mounting table is configured to place an LCD glass substrate as the substrate to be processed.