JP5304062B2

JP5304062B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP5304062B2
Application number: JP2008178864A
Authority: JP
Inventors: 直樹松本; 和行加藤; 政史四方; 和人高井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: JP2010021244A

Description

この発明は、プラズマ処理装置に関するものであり、特に、マイクロ波をプラズマ源としてプラズマを発生させるプラズマ処理装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus that generates plasma using a microwave as a plasma source.

ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）等の半導体装置は、被処理基板である半導体基板（ウェーハ）にエッチングやＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング等の複数の処理を施して製造される。エッチングやＣＶＤ、スパッタリング等の処理については、そのエネルギー供給源としてプラズマを用いた処理方法、すなわち、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ、プラズマスパッタリング等がある。 A semiconductor device such as an LSI (Large Scale Integrated Circuit) is manufactured by performing a plurality of processes such as etching, CVD (Chemical Vapor Deposition), and sputtering on a semiconductor substrate (wafer) that is a substrate to be processed. As processing such as etching, CVD, and sputtering, there are processing methods using plasma as an energy supply source, that is, plasma etching, plasma CVD, plasma sputtering, and the like.

ここで、プラズマの発生源としてマイクロ波を用いたプラズマ処理装置が、特開２００５−１００９３１号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、プラズマ処理装置に設けられた天板（誘電体板）の下面側には、テーパ状の凸部または凹部が設けられている。マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波により、天板の下面側のテーパ状の凸部または凹部において、電界の最適な共振領域を形成して、チャンバー（処理容器）内に安定したプラズマを発生させ、上記したエッチング処理等を行うこととしている。
特開２００５−１００９３１号公報 Here, a plasma processing apparatus using a microwave as a plasma generation source is disclosed in Japanese Patent Laying-Open No. 2005-100931 (Patent Document 1). According to Patent Document 1, a tapered convex portion or a concave portion is provided on the lower surface side of the top plate (dielectric plate) provided in the plasma processing apparatus. The microwave generated by the microwave generator forms an optimal resonance region for the electric field in the tapered convex or concave portion on the lower surface of the top plate, and generates stable plasma in the chamber (processing vessel). The above-described etching process or the like is performed.
Japanese Patent Application Publication

被処理基板に対してプラズマ処理を行う際に、プラズマ処理の効率化等の観点から、被処理基板の中央領域に向かって反応ガスを供給するセンターガス導入方式を採用する場合がある。 When plasma processing is performed on a substrate to be processed, a center gas introduction system that supplies a reactive gas toward the central region of the substrate to be processed may be employed from the viewpoint of improving the efficiency of plasma processing.

ここで、センターガス導入方式を採用するプラズマ処理装置の構成について、簡単に説明する。センターガス導入方式のプラズマ処理装置において、プラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部は、反応ガスを処理容器内に供給する供給孔が設けられたインジェクターベースを含む。インジェクターベースは、誘電体板の径方向の中央領域において板厚方向に貫通するように設けられたベース収容部に収容されている。また、インジェクターベースの壁面のうち、ベース収容部の壁面と対向する壁面には、ベース収容部の壁面と密着して処理容器を密封するゴム製のシールとしてのＯリングが設けられている。すなわち、インジェクターベースの壁面とベース収容部の壁面との間に介在するＯリングにより、処理容器の密封性を確保することとしている。 Here, the configuration of the plasma processing apparatus that employs the center gas introduction method will be briefly described. In the center gas introduction type plasma processing apparatus, the reaction gas supply unit for supplying the reaction gas for plasma processing includes an injector base provided with a supply hole for supplying the reaction gas into the processing container. The injector base is accommodated in a base accommodating portion provided so as to penetrate in the plate thickness direction in the central region in the radial direction of the dielectric plate. In addition, an O-ring as a rubber seal that seals the processing container in close contact with the wall surface of the base housing portion is provided on the wall surface of the injector base that faces the wall surface of the base housing portion. That is, the O-ring interposed between the wall surface of the injector base and the wall surface of the base housing portion ensures the sealing performance of the processing container.

プラズマ処理においては、処理容器内にプラズマを発生させ、インジェクターベースの壁面に設けられた供給孔から処理容器内に反応ガスを供給する。ここで、反応ガスとして、酸素を混合した反応ガスを使用する場合がある。この場合、処理容器内に発生させたプラズマにより、酸素ラジカルが発生する。このようなラジカルは、Ｏリング等のシールに対する攻撃性を有するため、ラジカルによってＯリングは攻撃され、Ｏリングの劣化や消耗を招いてしまう。特に、ラジカルの濃度が高い領域にＯリングが曝されると、この傾向がより顕著になる。そうすると、Ｏリングの寿命低下を招き、引いては、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することはできない。 In the plasma processing, plasma is generated in the processing container, and a reactive gas is supplied into the processing container from a supply hole provided in the wall surface of the injector base. Here, a reaction gas in which oxygen is mixed may be used as the reaction gas. In this case, oxygen radicals are generated by the plasma generated in the processing container. Since such radicals have aggressiveness against seals such as O-rings, the O-rings are attacked by radicals, leading to deterioration and wear of the O-rings. In particular, this tendency becomes more prominent when the O-ring is exposed to a region having a high radical concentration. If it does so, the lifetime of an O-ring will be reduced and the lifetime of a plasma processing apparatus cannot be implement | achieved by pulling.

この発明の目的は、長寿命化を実現することができるプラズマ処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of realizing a long life.

この発明に係るプラズマ処理装置は、その内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内に配置され、その上に被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、保持台と対向する位置に設けられ、マイクロ波を処理容器内に導入する誘電体板と、保持台に保持された被処理基板の中央領域に向かってプラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部とを備える。反応ガス供給部は、プラズマ処理用の反応ガスを処理容器内に供給する供給孔が処理容器内に露出される壁面に設けられたインジェクターベースを含む。誘電体板には、板厚方向に貫通し、インジェクターベースを収容するベース収容部が設けられている。インジェクターベースのうち、ベース収容部の壁面と対向する壁面には、ベース収容部の壁面と密着して処理容器を密封するシールが設けられている。ここで、処理容器内に露出される壁面と、シールが設けられた壁面との間には、段差を有する。 A plasma processing apparatus according to the present invention includes a processing container that performs plasma processing on a substrate to be processed therein, a holding base that is disposed in the processing container and holds the substrate to be processed, and a microwave for plasma excitation. A plasma generator for generating a plasma, a dielectric plate for introducing a microwave into a processing container, and a plasma processing toward a central region of a substrate to be processed held by the holding table. And a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas for use. The reactive gas supply unit includes an injector base provided on a wall surface where a supply hole for supplying a reactive gas for plasma processing into the processing container is exposed in the processing container. The dielectric plate is provided with a base accommodating portion that penetrates in the plate thickness direction and accommodates the injector base. Of the injector base, a wall surface facing the wall surface of the base housing portion is provided with a seal that is in close contact with the wall surface of the base housing portion and seals the processing container. Here, there is a step between the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal.

プラズマ処理時において、処理容器内の密閉された空間には、反応ガスのラジカルが発生し、インジェクターベースの壁面とベース収容部との間に介在するシールを攻撃する。しかし、このような構成のプラズマ処理装置では、インジェクターベースのうち、処理容器内に露出される壁面とシールが設けられた壁面との間に段差を有するため、処理容器内に露出される壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にシールを配置させることができるため、ラジカルのシールに対する攻撃性を緩和することができる。したがって、シールの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。 During the plasma processing, reactive gas radicals are generated in the sealed space in the processing container, and attack the seal interposed between the wall surface of the injector base and the base accommodating portion. However, in the plasma processing apparatus having such a configuration, since there is a step between the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal in the injector base, from the wall surface exposed in the processing container. The distance to the wall surface provided with the seal can be increased. Then, since the seal can be arranged in a region where the concentration of radicals is low, the aggressiveness of the radical against the seal can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the lifetime of the seal from being reduced and to prolong the life of the plasma processing apparatus.

好ましくは、誘電体板の下面から処理容器内に露出される壁面までの距離は、誘電体板の下面からシールが設けられた壁面までの距離と異なる。 Preferably, the distance from the lower surface of the dielectric plate to the wall surface exposed in the processing container is different from the distance from the lower surface of the dielectric plate to the wall surface provided with the seal.

さらに好ましくは、段差を構成するインジェクターベースの壁面は、処理容器内に露出される壁面およびシールが設けられた壁面の少なくとも一方に直交する方向に延びる面を含む。 More preferably, the wall surface of the injector base constituting the step includes a surface extending in a direction orthogonal to at least one of the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal.

さらに好ましくは、シールが設けられたインジェクターベースの壁面には、シールを受け入れるようその表面から凹んだ凹部が設けられている。こうすることにより、シールの位置をより安定させることができる。 More preferably, the wall surface of the injector base provided with the seal is provided with a recess recessed from the surface so as to receive the seal. By doing so, the position of the seal can be further stabilized.

さらに好ましくは、段差は、複数設けられている。こうすることにより、より確実に供給孔が設けられた壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。 More preferably, a plurality of steps are provided. By doing so, the distance from the wall surface provided with the supply hole to the wall surface provided with the seal can be increased more reliably.

さらに好ましい一実施形態として、シールは、Ｏリングを含む。 In a further preferred embodiment, the seal includes an O-ring.

さらに好ましい一実施形態として、反応ガスは、酸素を混合した反応ガスを含む。 In a more preferred embodiment, the reaction gas includes a reaction gas mixed with oxygen.

このようなプラズマ処理装置によると、インジェクターベースのうち、処理容器内に露出される壁面とシールが設けられた壁面との間に段差を有するため、処理容器内に露出される壁面からシールが設けられた壁面までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にシールを配置させることができるため、ラジカルのシールに対する攻撃性を緩和することができる。したがって、シールの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。 According to such a plasma processing apparatus, since the injector base has a step between the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal, the seal is provided from the wall surface exposed in the processing container. The distance to the given wall surface can be increased. Then, since the seal can be arranged in a region where the concentration of radicals is low, the aggressiveness of the radical against the seal can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the lifetime of the seal from being reduced and to prolong the life of the plasma processing apparatus.

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。図１に示すように、プラズマ処理装置１１は、その内部で被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う処理容器１２と、処理容器１２内にプラズマ処理用の反応ガスを供給する反応ガス供給部１３と、その上に被処理基板Ｗを保持する円板状の保持台１４と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器１５と、保持台１４と対向する位置に配置され、マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波を処理容器１２内に導入する誘電体板１６と、プラズマ処理装置１１全体を制御する制御部（図示せず）とを備える。制御部は、反応ガス供給部１３におけるガス流量、処理容器１２内の圧力等、被処理基板Ｗをプラズマ処理するためのプロセス条件を制御する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a main part of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a plasma processing apparatus 11 includes a processing container 12 that performs plasma processing on a substrate W to be processed therein, and a reactive gas supply unit 13 that supplies a reactive gas for plasma processing into the processing container 12. Further, a disk-shaped holding table 14 that holds the substrate W to be processed, a microwave generator 15 that generates microwaves for plasma excitation, and a position that faces the holding table 14, generate microwaves. A dielectric plate 16 for introducing the microwave generated by the vessel 15 into the processing container 12 and a control unit (not shown) for controlling the entire plasma processing apparatus 11 are provided. The control unit controls process conditions for plasma processing the substrate W to be processed, such as a gas flow rate in the reaction gas supply unit 13 and a pressure in the processing container 12.

処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部１７と、底部１７の外周から上方向に延びる側壁１８とを含む。側壁１８は、円筒状である。処理容器１２の底部１７には、排気用の排気孔１９が設けられている。処理容器１２の上部側は開口しており、処理容器１２の上部側に配置される誘電体板１６、および誘電体板１６と処理容器１２との間に介在するシール部材としてのＯリング２０によって、処理容器１２は密封可能に構成されている。 The processing container 12 includes a bottom portion 17 located on the lower side of the holding table 14 and a side wall 18 extending upward from the outer periphery of the bottom portion 17. The side wall 18 is cylindrical. An exhaust hole 19 for exhaust is provided in the bottom 17 of the processing container 12. The upper side of the processing vessel 12 is open, and is provided by a dielectric plate 16 disposed on the upper side of the processing vessel 12 and an O-ring 20 as a seal member interposed between the dielectric plate 16 and the processing vessel 12. The processing container 12 is configured to be sealable.

マッチング２１を有するマイクロ波発生器１５は、モード変換器２２および導波管２３を介して、マイクロ波を導入する同軸導波管２４の上部に接続されている。同軸導波管２４は、径方向中央に設けられる中心導体２５と、中心導体２５の径方向外側に設けられる外周導体２６とを含む。中心導体２５の上端部は、モード変換器２２の天井区画壁に接続されている。マイクロ波発生器１５において発生させるマイクロ波の周波数としては、例えば、２．４５ＧＨｚが選択される。なお、導波管２３としては、断面が円形状のものや断面が矩形状のものが使用される。 The microwave generator 15 having the matching 21 is connected to an upper portion of a coaxial waveguide 24 for introducing a microwave through a mode converter 22 and a waveguide 23. The coaxial waveguide 24 includes a central conductor 25 provided at the center in the radial direction and an outer peripheral conductor 26 provided at the outer side in the radial direction of the central conductor 25. The upper end of the center conductor 25 is connected to the ceiling partition wall of the mode converter 22. As the frequency of the microwave generated by the microwave generator 15, for example, 2.45 GHz is selected. As the waveguide 23, a waveguide having a circular cross section or a rectangular cross section is used.

誘電体板１６は、円板状であって、誘電体で構成されている。誘電体板１６の下部側には、導入されたマイクロ波による定在波の発生を容易にするためのテーパ状に凹んだ環状の凹部２７が設けられている。この凹部２７により、誘電体板１６の下部側にマイクロ波によるプラズマを効率的に生成することができる。なお、誘電体板１６の具体的な材質としては、石英やアルミナ等が挙げられる。 The dielectric plate 16 has a disc shape and is made of a dielectric. On the lower side of the dielectric plate 16, there is provided an annular recess 27 that is recessed in a taper shape for facilitating generation of a standing wave by the introduced microwave. Due to the recesses 27, microwave plasma can be efficiently generated on the lower side of the dielectric plate 16. Specific examples of the material of the dielectric plate 16 include quartz and alumina.

また、プラズマ処理装置１１は、同軸導波管２４によって導入されたマイクロ波を伝播する遅波板２８と、複数設けられたスロット穴２９からマイクロ波を誘電体板１６に導入する薄板円板状のスロットアンテナ３０とを備える。マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波は、同軸導波管２４を通って、遅波板２８に伝播され、スロットアンテナ３０に設けられた複数のスロット穴２９から誘電体板１６に導入される。誘電体板１６を透過したマイクロ波は、誘電体板１６の直下に電界を生じさせ、処理容器１２内にプラズマを生成させる。 In addition, the plasma processing apparatus 11 has a thin plate shape that introduces microwaves to the dielectric plate 16 through a slow wave plate 28 that propagates microwaves introduced by the coaxial waveguide 24 and a plurality of slot holes 29. Slot antenna 30. Microwaves generated by the microwave generator 15 are propagated to the slow wave plate 28 through the coaxial waveguide 24 and introduced into the dielectric plate 16 from a plurality of slot holes 29 provided in the slot antenna 30. The The microwave transmitted through the dielectric plate 16 generates an electric field directly below the dielectric plate 16 and generates plasma in the processing container 12.

保持台１４は、高周波電極を兼ねており、底部１７から垂直上方に延びる絶縁性の筒状支持部３１に支持されている。筒状支持部３１の外周に沿って処理容器１２の底部１７から垂直上方に延びる導電性の筒状支持部３２と処理容器１２の側壁１８との間には、環状の排気路３３が形成される。この排気路３３の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板３４が取り付けられている。排気孔１９の下部には排気管３５を介して排気装置３６が接続されている。排気装置３６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置３６により、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。 The holding table 14 also serves as a high-frequency electrode, and is supported by an insulating cylindrical support portion 31 that extends vertically upward from the bottom portion 17. An annular exhaust passage 33 is formed between the conductive cylindrical support portion 32 extending vertically upward from the bottom portion 17 of the processing container 12 along the outer periphery of the cylindrical support portion 31 and the side wall 18 of the processing container 12. The An annular baffle plate 34 provided with a plurality of through holes is attached to the upper portion of the exhaust passage 33. An exhaust device 36 is connected to the lower portion of the exhaust hole 19 through an exhaust pipe 35. The exhaust device 36 has a vacuum pump such as a turbo molecular pump. The exhaust device 36 can reduce the pressure inside the processing container 12 to a desired degree of vacuum.

保持台１４には、ＲＦバイアス用の高周波電源３７がマッチングユニット３８および給電棒３９を介して電気的に接続されている。この高周波電源３７は、被処理基板Ｗに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波を所定のパワーで出力する。マッチングユニット３８は、高周波電源３７側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容しており、この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。 A high frequency power source 37 for RF bias is electrically connected to the holding table 14 via a matching unit 38 and a power feed rod 39. The high frequency power source 37 outputs a predetermined frequency suitable for controlling the energy of ions drawn into the substrate W to be processed, for example, a high frequency of 13.65 MHz with a predetermined power. The matching unit 38 accommodates a matching unit for matching between the impedance on the high-frequency power source 37 side and the impedance on the load side such as an electrode, plasma, and the processing container 12, and the matching unit is included in this matching unit. A blocking capacitor for self-bias generation is included.

保持台１４の上面には、被処理基板Ｗを静電吸着力で保持するための静電チャック４１が設けられている。また、静電チャック４１の径方向外側には、被処理基板Ｗの周囲を環状に囲むフォーカスリング４２が設けられている。静電チャック４１は、導電膜からなる電極４３を一対の絶縁膜４４、４５の間に挟みこんだものである。電極４３には高圧の直流電源４６がスイッチ４７および被覆線４８を介して電気的に接続されている。直流電源４６より印加される直流電圧により、クーロン力で被処理基板Ｗを静電チャック４１上に吸着保持することができる。 An electrostatic chuck 41 is provided on the upper surface of the holding table 14 for holding the substrate W to be processed with an electrostatic attraction force. In addition, a focus ring 42 that surrounds the periphery of the substrate W to be processed is provided on the outer side in the radial direction of the electrostatic chuck 41. The electrostatic chuck 41 is obtained by sandwiching an electrode 43 made of a conductive film between a pair of insulating films 44 and 45. A high-voltage DC power supply 46 is electrically connected to the electrode 43 via a switch 47 and a covered wire 48. The substrate W to be processed can be attracted and held on the electrostatic chuck 41 by a Coulomb force by a DC voltage applied from the DC power supply 46.

保持台１４の内部には、周方向に延びる環状の冷媒室５１が設けられている。この冷媒室５１には、チラーユニット（図示せず）より配管５２、５３を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック４１上の被処理基板Ｗの処理温度を制御できる。さらに、伝熱ガス供給部（図示せず）からの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管５４を介して静電チャック４１の上面と被処理基板Ｗの裏面との間に供給される。 An annular refrigerant chamber 51 extending in the circumferential direction is provided inside the holding table 14. A refrigerant having a predetermined temperature, for example, cooling water, is circulated and supplied to the refrigerant chamber 51 through pipes 52 and 53 from a chiller unit (not shown). The processing temperature of the substrate to be processed W on the electrostatic chuck 41 can be controlled by the temperature of the refrigerant. Further, a heat transfer gas, for example, He gas, from a heat transfer gas supply unit (not shown) is supplied between the upper surface of the electrostatic chuck 41 and the back surface of the substrate W to be processed via the gas supply pipe 54. .

ここで、反応ガス供給部１３の具体的な構成について説明する。図２は、図１に示すプラズマ処理装置１１のうち、ＩＩで示す部分の拡大図である。図１および図２に示すように、反応ガス供給部１３は、プラズマ処理用の反応ガスを処理容器１２内に供給する供給孔６６が設けられたインジェクターベース６１を含む。誘電体板１６には、径方向の中央領域において板厚方向に貫通し、インジェクターベース６１を収容するベース収容部６４が設けられている。インジェクターベース６１は、ベース収容部６４に収容されるように設けられている。 Here, a specific configuration of the reactive gas supply unit 13 will be described. FIG. 2 is an enlarged view of a portion indicated by II in the plasma processing apparatus 11 shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the reactive gas supply unit 13 includes an injector base 61 provided with a supply hole 66 for supplying a reactive gas for plasma processing into the processing container 12. The dielectric plate 16 is provided with a base accommodating portion 64 that penetrates in the thickness direction in the central region in the radial direction and accommodates the injector base 61. The injector base 61 is provided so as to be accommodated in the base accommodating portion 64.

反応ガス供給部１３には、同軸導波管２４の中心導体２５、スロットアンテナ３０および誘電体板１６をそれぞれ貫通し、供給孔６６に至るようにして形成されたガス流路６８が設けられている。中心導体２５の上端部に形成されたガス入口６９には、途中に開閉弁７０やマスフローコントローラのような流量制御器７１等が介設されたガス供給系７２が接続されている。ガス供給系７２により流量等を調整しながら反応ガスを供給する。 The reaction gas supply unit 13 is provided with a gas flow path 68 formed so as to penetrate the central conductor 25 of the coaxial waveguide 24, the slot antenna 30, and the dielectric plate 16 and reach the supply hole 66. Yes. Connected to the gas inlet 69 formed at the upper end of the center conductor 25 is a gas supply system 72 having an on-off valve 70 and a flow rate controller 71 such as a mass flow controller in the middle. The reaction gas is supplied while adjusting the flow rate and the like by the gas supply system 72.

なお、インジェクターベース６１の材質としては、アルマイト処理を施したアルミニウムやＹ_２Ｏ_３（イットリア）コートアルミニウム等が用いられる。また、図示はしないが、このような導電体から構成されるインジェクターベース６１は、プラズマ処理装置１１の外部において接地された構成となっている。 As a material for the injector base 61, anodized aluminum, Y ₂ O ₃ (yttria) coated aluminum, or the like is used. Although not shown, the injector base 61 made of such a conductor is grounded outside the plasma processing apparatus 11.

供給孔６６は、保持台１４に対向する対向面であり、処理容器１２内にその一部が露出される壁面６７に設けられている。すなわち、インジェクターベース６１の壁面６７の一部は、ベース収容部６４が設けられた誘電体板１６で覆われずに処理容器１２内に露出されている。壁面６７のうち、処理容器１２内に露出される部分は、図２において、誘電体板１６によって覆われる最内径の点８０から内径側の部分である。供給孔６６は、壁面６７のうち、処理容器１２内に露出される部分に設けられている。壁面６７は、平らである。インジェクターベース６１単体を図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図を、図３に示す。供給孔６６は、複数設けられている。供給孔６６は、インジェクターベース６１の径方向中央に位置するように設けられている。 The supply hole 66 is a facing surface that faces the holding table 14, and is provided on a wall surface 67 that is partially exposed in the processing container 12. That is, a part of the wall surface 67 of the injector base 61 is exposed in the processing container 12 without being covered with the dielectric plate 16 provided with the base accommodating portion 64. The portion of the wall surface 67 exposed in the processing container 12 is a portion on the inner diameter side from the innermost diameter point 80 covered with the dielectric plate 16 in FIG. The supply hole 66 is provided in a portion of the wall surface 67 exposed in the processing container 12. The wall surface 67 is flat. FIG. 3 shows a view of the injector base 61 alone viewed from the direction of arrow III in FIG. A plurality of supply holes 66 are provided. The supply hole 66 is provided so as to be positioned at the radial center of the injector base 61.

インジェクターベース６１のうち、ベース収容部６４の壁面７７と対向する壁面７３には、ベース収容部６４の壁面７７と密着して、処理容器１２内を密封するシールとしての環状のＯリング６５が設けられている。Ｏリング６５は、パーフルオロ系のゴム部材から構成されている。なお、インジェクターベース６１において、Ｏリング６５よりも内方側に配置される部分については、Ｙ_２Ｏ_３（イットリア）コートアルミニウムを用い、Ｏリング６５よりも外方側に配置される部分については、アルマイト処理が施されたアルミニウムを用いることが好ましい。 In the injector base 61, an annular O-ring 65 is provided on the wall surface 73 facing the wall surface 77 of the base housing portion 64 in close contact with the wall surface 77 of the base housing portion 64 to seal the inside of the processing container 12. It has been. The O-ring 65 is made of a perfluoro rubber member. Incidentally, in the injector base 61, portions than the O-ring 65 is disposed inward, with Y 2 _O 3 _(yttria) -coated aluminum, portions than the O-ring 65 is disposed outside the side It is preferable to use aluminum that has been anodized.

Ｏリング６５は、インジェクターベース６１の壁面７３とベース収容部６４の壁面７７との間に介在するように設けられている。具体的には、壁面７３には、Ｏリング６５を受け入れるようその表面から凹んだ環状の凹部７６が設けられており、Ｏリング６５は、この凹部７６に受け入れられるようにして設けられている。Ｏリング６５の位置を安定させることができる。なお、壁面７３は、壁面６７の外径側に設けられており、壁面６７と壁面７３は、略平行に構成されている。 The O-ring 65 is provided so as to be interposed between the wall surface 73 of the injector base 61 and the wall surface 77 of the base housing portion 64. Specifically, the wall surface 73 is provided with an annular recess 76 that is recessed from the surface so as to receive the O-ring 65, and the O-ring 65 is provided so as to be received in the recess 76. The position of the O-ring 65 can be stabilized. The wall surface 73 is provided on the outer diameter side of the wall surface 67, and the wall surface 67 and the wall surface 73 are configured to be substantially parallel.

ここで、処理容器１２内に露出される壁面６７と、Ｏリング６５が設けられた壁面７３との間には、段差を有する。段差は、壁面６７、および壁面７３の双方に直交する方向に延びる壁面７４によって構成されている。また、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ_１は、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ_２よりも短くなるように構成されている。なお、ベース収容部６４には、壁面７４に対向し、壁面７４と略平行な壁面７５が設けられている。 Here, there is a step between the wall surface 67 exposed in the processing container 12 and the wall surface 73 provided with the O-ring 65. The step is constituted by a wall surface 74 extending in a direction orthogonal to both the wall surface 67 and the wall surface 73. Further, the distance L ₁ from the lower surface 63 of the dielectric plate 16 to the wall surface 67 exposed in the processing container 12 is greater than the distance L ₂ from the lower surface 63 of the dielectric plate 16 to the wall surface 73 provided with the O-ring 65. Is also configured to be shorter. The base accommodating portion 64 is provided with a wall surface 75 that faces the wall surface 74 and is substantially parallel to the wall surface 74.

次に、この発明の一実施形態に係る上記したプラズマ処理装置１１を用いて、被処理基板Ｗのプラズマ処理方法について説明する。 Next, a plasma processing method for the substrate W to be processed will be described using the plasma processing apparatus 11 according to one embodiment of the present invention.

まず、保持台１４上に被処理基板Ｗを保持させる。次に、処理容器１２内を所定の圧力に減圧し、反応ガス供給部１３により反応ガスを供給して所定の圧力に維持する。具体的には、ガス流路６８から反応ガスを送り込み、供給孔６６から被処理基板Ｗの中央領域に向かって処理容器１２内に反応ガスを供給する。その後、プラズマ励起用のマイクロ波をマイクロ波発生器１５により発生させ、誘電体板１６を介して処理容器１２内にマイクロ波を導入し、処理容器１２内にプラズマを発生させる。なお、反応ガスは、酸素を混合した反応ガスを含む。このようにして、被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う。 First, the substrate W to be processed is held on the holding table 14. Next, the inside of the processing container 12 is depressurized to a predetermined pressure, and the reaction gas is supplied by the reaction gas supply unit 13 to maintain the predetermined pressure. Specifically, the reaction gas is fed from the gas flow path 68, and the reaction gas is supplied into the processing container 12 from the supply hole 66 toward the central region of the substrate W to be processed. Thereafter, a microwave for plasma excitation is generated by the microwave generator 15, the microwave is introduced into the processing container 12 through the dielectric plate 16, and plasma is generated in the processing container 12. The reactive gas includes a reactive gas mixed with oxygen. In this way, the plasma processing is performed on the substrate W to be processed.

ここで、プラズマ処理時において、処理容器１２内の密閉された空間には、反応ガスのラジカルが発生する。この場合、酸素ラジカルが発生する。 Here, during the plasma processing, radicals of a reactive gas are generated in a sealed space in the processing container 12. In this case, oxygen radicals are generated.

しかし、このようなプラズマ処理装置１１においては、供給孔６６が設けられ、処理容器１２内に露出される壁面６７とＯリング６５が設けられた壁面７３との間に段差を有するため、具体的には、壁面６７および壁面７３と直交する方向に延び、壁面６７および壁面７３の間の段差を構成する壁面７４を有するため、処理容器１２内に露出される壁面６７からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離を長くすることができる。そうすると、ラジカルの濃度の薄い領域にＯリング６５を配置させることができるため、ラジカルのＯリング６５に対する攻撃性を緩和することができる。したがって、Ｏリング６５の寿命低下を防止して、プラズマ処理装置１１の長寿命化を実現することができる。 However, in such a plasma processing apparatus 11, the supply hole 66 is provided, and there is a step between the wall surface 67 exposed in the processing container 12 and the wall surface 73 provided with the O-ring 65. Since the wall surface 74 extends in a direction perpendicular to the wall surface 67 and the wall surface 73 and forms a step between the wall surface 67 and the wall surface 73, an O-ring 65 is provided from the wall surface 67 exposed in the processing container 12. The distance to the wall surface 73 can be increased. Then, since the O-ring 65 can be disposed in a region where the radical concentration is low, the aggressiveness of the radical to the O-ring 65 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the life of the O-ring 65 from being reduced and to prolong the life of the plasma processing apparatus 11.

ここで、処理容器内に露出される壁面とＯリングが設けられた壁面との間に段差を有しない構成のプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係について説明する。 Here, in the plasma processing apparatus and the plasma processing apparatus according to the present invention having no step between the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the O-ring, the amount of oxygen radicals and the O-ring The positional relationship will be described.

図４は、段差を有しないプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係を示すグラフである。図４中、縦軸は酸素ラジカルの量（＃／ｍ^３）を示し、横軸は、Ｏリングが設けられた位置（ｍｍ）を、壁面６７の径方向中央部７９からＯリング６５と壁面７７との接触部７８までの距離Ｄで示したものである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of oxygen radicals and the position of the O-ring in the plasma processing apparatus having no step and the plasma processing apparatus according to the present invention. In FIG. 4, the vertical axis indicates the amount of oxygen radicals (# / m ³ ), and the horizontal axis indicates the position (mm) where the O-ring is provided from the radial center 79 of the wall 67 to the O-ring 65 and the wall. This is indicated by the distance D to the contact portion 78 with 77.

図５は、段差を有しないプラズマ処理装置８１の一部を示す概略断面図であり、図２に示す部分に相当する。図５においては、供給孔８２が設けられ、処理容器内に露出される壁面８３とＯリング８４が設けられた壁面８３は同じである。すなわち、処理容器内に露出される壁面８３とＯリング８４が設けられた壁面８３との間に段差を有しない構成である。なお、図６は、図５に示すプラズマ処理装置８１よりも、Ｏリング８９が設けられた位置までの距離が長いプラズマ処理装置８６の一部を示し、図２および図５に示す部分に相当する。図６においても、供給孔８７が設けられ、処理容器内に露出される壁面８８とＯリング８９が設けられた壁面８８は同じである。図４中、四角印が図５に示すプラズマ処理装置８１の場合であり、三角印が図６に示すプラズマ処理装置８６の場合であり、×印が図１および図２に示すこの発明に係るプラズマ処理装置１１の場合である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a part of the plasma processing apparatus 81 having no step, and corresponds to the part shown in FIG. In FIG. 5, the supply hole 82 is provided, and the wall surface 83 exposed in the processing container and the wall surface 83 provided with the O-ring 84 are the same. That is, there is no step between the wall surface 83 exposed in the processing container and the wall surface 83 provided with the O-ring 84. 6 shows a part of the plasma processing apparatus 86 having a longer distance to the position where the O-ring 89 is provided than the plasma processing apparatus 81 shown in FIG. 5, and corresponds to the part shown in FIGS. To do. Also in FIG. 6, the supply hole 87 is provided, and the wall surface 88 exposed in the processing container and the wall surface 88 provided with the O-ring 89 are the same. In FIG. 4, the square marks indicate the case of the plasma processing apparatus 81 shown in FIG. 5, the triangular marks indicate the case of the plasma processing apparatus 86 shown in FIG. 6, and the x marks indicate the present invention shown in FIGS. This is the case of the plasma processing apparatus 11.

図１〜図６に示すように、図５に示すプラズマ処理装置８１の場合、Ｄ＝約１０ｍｍの位置において、３．８Ｅ＋１９のラジカルの量である。図６に示すプラズマ処理装置８６の場合、Ｄ＝約１４ｍｍの位置において、１．０９Ｅ＋１９のラジカルの量である。これらに対し、図１および図２に示すプラズマ処理装置１１の場合、Ｄ＝約１９ｍｍの位置において、１．７７Ｅ＋１８のラジカルの量である。このように、上記した段差を有するプラズマ処理装置において、Ｏリングを設ける位置を、ラジカルの量が非常に少ない領域とすることができる。 As shown in FIGS. 1 to 6, in the case of the plasma processing apparatus 81 shown in FIG. 5, the amount of radicals is 3.8E + 19 at a position where D = about 10 mm. In the case of the plasma processing apparatus 86 shown in FIG. 6, the amount of radicals is 1.09E + 19 at a position where D = about 14 mm. On the other hand, in the case of the plasma processing apparatus 11 shown in FIGS. 1 and 2, the amount of radicals is 1.77E + 18 at a position where D = about 19 mm. Thus, in the above-described plasma processing apparatus having a step, the position where the O-ring is provided can be a region where the amount of radicals is very small.

次に、Ｏリングに対する影響について説明する。図７は、Ｏリングの重量減少量とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。図８は、Ｏリングの重量減少率とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は、Ｏリングの重量減少量（ｍｇ）を示し、図８において、縦軸は、Ｏリングの重量減少率（％）を示している。図７および図８において、横軸は、プラズマ処理時間（時間）を示している。また、図７および図８中、四角印は、上記した図５に示すプラズマ処理装置の場合であり、三角印は、図２に示すこの発明に係るプラズマ処理装置の場合である。四角印で示すプラズマ処理装置において、径方向中央からＯリングが設けられた位置までの距離は同じである。なお、図７および図８において、Ｏリングの重量減少が大きい程、Ｏリングが消耗していることになる。 Next, the influence on the O-ring will be described. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the weight reduction amount of the O-ring and the plasma processing time. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the weight reduction rate of the O-ring and the plasma processing time. In FIG. 7, the vertical axis represents the weight reduction amount (mg) of the O-ring, and in FIG. 8, the vertical axis represents the weight reduction rate (%) of the O-ring. 7 and 8, the horizontal axis represents the plasma processing time (time). 7 and 8, the square marks are for the plasma processing apparatus shown in FIG. 5, and the triangular marks are for the plasma processing apparatus according to the present invention shown in FIG. In the plasma processing apparatus indicated by the square marks, the distance from the center in the radial direction to the position where the O-ring is provided is the same. In FIGS. 7 and 8, the greater the decrease in the weight of the O-ring, the more the O-ring is consumed.

図７および図８に示すように、四角印で示すプラズマ処理装置の場合は、４時間が経過した時点において、三角印で示すこの発明に係るプラズマ処理装置の場合と比べ、Ｏリングの重量減少が著しい。１０時間経過後において、Ｏリングの減少率が四角印で示すプラズマ処理装置の場合、重量減少率が０．０３０％近くあるのに対し、三角印で示すプラズマ処理装置の場合、重量減少率が０．０１０％程度であり、Ｏリングの消耗が三分の一程度であることが判る。 As shown in FIGS. 7 and 8, in the case of the plasma processing apparatus indicated by the square marks, the weight of the O-ring is reduced at the time when 4 hours have passed, compared to the case of the plasma processing apparatus according to the present invention indicated by the triangular marks. Is remarkable. In the case of a plasma processing apparatus in which the O-ring reduction rate is indicated by a square mark after 10 hours, the weight reduction rate is close to 0.030%, whereas in the case of a plasma processing apparatus indicated by a triangular mark, the weight reduction rate is It is about 0.010%, and it can be seen that the consumption of the O-ring is about one third.

以上より、この発明に係るプラズマ処理装置においては、Ｏリングの寿命低下を防止して、プラズマ処理装置の長寿命化を実現することができる。 As described above, in the plasma processing apparatus according to the present invention, it is possible to prevent the life of the O-ring from being reduced and to extend the life of the plasma processing apparatus.

なお、上記の実施の形態においては、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ_１が、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ_２よりも短くなるよう構成することとしたが、これに限らず、誘電体板１６の下面６３から処理容器１２内に露出される壁面６７までの距離Ｌ_１が、誘電体板１６の下面６３からＯリング６５が設けられた壁面７３までの距離Ｌ_２よりも長くなるよう構成するようにしてもよい。 In the above embodiment, the distance L ₁ from the lower surface 63 of the dielectric plate 16 to the wall surface 67 exposed in the processing container 12 is provided, and the O-ring 65 is provided from the lower surface 63 of the dielectric plate 16. Although it is configured to be shorter than the distance L ₂ to the wall surface 73, the present invention is not limited to this, and the distance L ₁ from the lower surface 63 of the dielectric plate 16 to the wall surface 67 exposed in the processing container 12 is a dielectric. may be configured to be longer than the distance L ₂ from the lower surface 63 of body plate 16 to the wall 73 of the O-ring 65 is provided.

図９は、この場合におけるプラズマ処理装置９１の一部を拡大して示す拡大断面図であり、図２に示す部分に相当する。図９に示すように、この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置９１は、誘電体板９２の下面９３から供給孔９４が設けられ、処理容器内に露出される壁面９５までの距離Ｌ_３が、誘電体板９２の下面９３からＯリング９６が設けられた壁面９７までの距離Ｌ_４よりも長く構成されている。このように構成することによっても、上記した距離を長くすることができ、Ｏリング９６の寿命低下を防止して、プラズマ処理装置９１の長寿命化を実現することができる。 FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the plasma processing apparatus 91 in this case, which corresponds to the part shown in FIG. As shown in FIG. 9, a plasma processing apparatus 91 according to another embodiment of the present invention has a distance L from a lower surface 93 of a dielectric plate 92 to a wall surface 95 provided with a supply hole 94 and exposed in the processing container. ₃ is configured longer than the distance L ₄ from the lower surface 93 of the dielectric plate 92 to the wall surface 97 where the O-ring 96 is provided. Also with this configuration, the above-described distance can be increased, the life of the O-ring 96 can be prevented from being reduced, and the life of the plasma processing apparatus 91 can be increased.

また、誘電体板の下面から処理容器内に露出される壁面までの距離と誘電体板の下面からＯリングが設けられた壁面までの距離とが同じであっても、図１０に示すこの発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置１０１のように、供給孔１０２が設けられ、処理容器内に露出される壁面１０３とＯリング１０４が設けられた壁面１０５との間に複数の壁面１０６、１０７、１０８を形成して、壁面１０３と壁面１０５との間に段差を有するよう構成するようにしてもよい。 Further, even if the distance from the lower surface of the dielectric plate to the wall surface exposed in the processing container is the same as the distance from the lower surface of the dielectric plate to the wall surface provided with the O-ring, the present invention shown in FIG. As in the plasma processing apparatus 101 according to yet another embodiment of the present invention, a plurality of wall surfaces 106 are provided between a wall surface 103 provided with a supply hole 102 and exposed in the processing vessel and a wall surface 105 provided with an O-ring 104. , 107, 108 may be formed so as to have a step between the wall surface 103 and the wall surface 105.

なお、上記の実施の形態においては、段差を構成する壁面は、処理容器内に露出される壁面およびシールが設けられた壁面と直交する方向に延びる壁面であったが、これに限らず、いずれか一方に直交する方向に延びる壁面であってもよいし、いずれにも直交せず、傾斜した方向に延びる壁面であってもよい。さらに、段差を構成する壁面が図２等に示す断面において、円弧形状等を含んでいてもよい。さらに、複数の壁面により、段差を複数設けるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the wall surface forming the step is a wall surface that extends in a direction orthogonal to the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal. It may be a wall surface extending in a direction orthogonal to either, or a wall surface extending in an inclined direction without being orthogonal to either. Furthermore, the wall surface which comprises a level | step difference may contain circular arc shape etc. in the cross section shown in FIG. Further, a plurality of steps may be provided by a plurality of wall surfaces.

また、上記の実施の形態においては、インジェクターベースのうち、保持台に対向し、処理容器内に露出される壁面を平らにすることとしたが、これに限らず、他の形状であってもよいし、凹凸が設けられていてもよい。 In the above-described embodiment, the wall surface that faces the holding stand and is exposed in the processing container is flattened out of the injector base. However, the present invention is not limited to this, and other shapes may be used. The unevenness may be provided.

また、処理容器内に露出される壁面は、保持台側に突出する突出部を含み、突出部の先端部に供給孔が設けられている構成としてもよい。図１１は、この場合におけるプラズマ処理装置の一部を示す断面図であり、図２に示す部分に相当する。図１１に示すように、プラズマ処理装置１１１に含まれるインジェクターベース１１７のうち、図１１における下方向に位置する保持台（図示せず）に対向する壁面１１３は、保持台側に突出する突出部１１５を含む。突出部１１５の先端部１１４には、供給孔１１２が設けられている。処理容器内に露出される壁面１１３とＯリング１１８が設けられた壁面１１９との間には、段差を有する。このように構成することによっても、上記した効果を奏することができる。ここで、処理容器内に露出される壁面１１３とは、ベース収容部が設けられた誘電体板１１６で覆われなくなる部分を含む壁面をいい、図１１に示す実施形態においては、紙面左右方向に延びる壁面１１３をいう。 In addition, the wall surface exposed in the processing container may include a protruding portion that protrudes toward the holding table, and a supply hole may be provided at the tip of the protruding portion. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of the plasma processing apparatus in this case, and corresponds to the part shown in FIG. As shown in FIG. 11, among the injector bases 117 included in the plasma processing apparatus 111, a wall surface 113 facing a holding table (not shown) positioned in the downward direction in FIG. 11 is a protruding portion that protrudes toward the holding table. 115. A supply hole 112 is provided at the tip 114 of the protrusion 115. There is a step between the wall surface 113 exposed in the processing container and the wall surface 119 provided with the O-ring 118. By configuring in this way, the above-described effects can be achieved. Here, the wall surface 113 exposed in the processing container refers to a wall surface including a portion that is not covered by the dielectric plate 116 provided with the base accommodating portion. In the embodiment shown in FIG. The extending wall surface 113 is said.

なお、この場合、突出部１１５の壁面１１３からの突出量については、誘電体板１１６の下面１２０よりも突出部１１５の先端部１１４の方が、誘電体板１１６の内方側に位置することが好ましい。具体的には、保持台の上面から誘電体板１１６の下面１２０までの距離Ｌ_５よりも保持台の上面から突出部１１５の先端部１１４までの距離Ｌ_６を長くする。プラズマ処理時において、誘電体板１１６の下面１２０側には電界が生成されるが、このように構成することにより、突出部１１５の先端部１１４に電界が集中するおそれを低減することができ、突出部１１５に対する電界による負荷を軽減することができる。 In this case, with respect to the amount of protrusion of the protrusion 115 from the wall surface 113, the tip 114 of the protrusion 115 is positioned on the inner side of the dielectric plate 116 than the lower surface 120 of the dielectric plate 116. Is preferred. Specifically, increasing the distance L ₆ from the upper surface of the holder than the distance L ₅ from the holder of the upper surface to the lower surface 120 of the dielectric plate 116 to the tip 114 of the projection 115. During the plasma processing, an electric field is generated on the lower surface 120 side of the dielectric plate 116. By configuring in this way, it is possible to reduce the possibility of the electric field concentrating on the tip portion 114 of the protrusion 115, The load caused by the electric field on the protrusion 115 can be reduced.

なお、上記の実施の形態においては、シールとしてＯリングを適用した場合について説明したが、これに限らず、インジェクターベースとベース収容部との間を密封する他のシールであってもよい。さらに、Ｏリングの内径側、すなわち、Ｏリングと処理容器内に露出する壁面との間に、シール機能を有しないＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｕｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ）等を素材とするリングを配置し、これにより発生したラジカルを捕捉するようにしてもよい。こうすることにより、さらにＯリングに対するラジカルによるダメージを低減することができ、長寿命化を図ることができる。 In the above-described embodiment, the case where the O-ring is applied as the seal has been described. However, the present invention is not limited to this, and another seal that seals between the injector base and the base housing portion may be used. Furthermore, a ring made of PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene) or the like that does not have a sealing function is arranged between the inner diameter side of the O-ring, that is, between the O-ring and the wall surface exposed in the processing container. You may make it capture the radical which did. By doing so, damage due to radicals on the O-ring can be further reduced, and the life can be extended.

また、上記の実施の形態において、インジェクターベースは導電体から構成されることとしたが、これに限らず、石英等の絶縁体から構成されることとしてもよい。 In the above embodiment, the injector base is made of a conductor. However, the present invention is not limited to this, and the injector base may be made of an insulator such as quartz.

なお、上記の実施の形態においては、反応ガスとして酸素を混合した混合ガスを用いることとしたが、これに限らず、プラズマ処理時においてラジカルを発生する他のガスを混合した混合ガスを用いた場合についても適用される。具体的には、例えば、フッ素や塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン系ガスについては、ハロゲンラジカルが発生するが、このようなハロゲン系ガスを用いた場合についても適用される。 In the above-described embodiment, a mixed gas in which oxygen is mixed is used as a reaction gas. However, the present invention is not limited to this, and a mixed gas in which other gas that generates radicals during plasma processing is used is used. This also applies to cases. Specifically, for example, halogen radicals are generated for halogen-based gases such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine, but the present invention is also applicable to cases where such halogen-based gases are used.

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.

この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the plasma processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示すプラズマ処理装置のうち、ＩＩで示す部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part shown by II among the plasma processing apparatuses shown in FIG. 図１に示すプラズマ処理装置に含まれるインジェクターベースを図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図である。It is the figure which looked at the injector base contained in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 from the direction of arrow III in FIG. 段差を有しない構成のプラズマ処理装置とこの発明に係るプラズマ処理装置において、酸素ラジカルの量とＯリングの位置の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the amount of oxygen radicals and the position of an O-ring in a plasma processing apparatus having a configuration without a step and a plasma processing apparatus according to the present invention. 段差を有しない構成のプラズマ処理装置の一部を示す概略断面図であり、図２に示す部分に相当する。It is a schematic sectional drawing which shows a part of plasma processing apparatus of a structure which does not have a level | step difference, and is equivalent to the part shown in FIG. 図５に示すプラズマ処理装置よりも、Ｏリングが設けられた位置までの距離が長いプラズマ処理装置の一部を示し、図２に示す部分に相当する。5 shows a part of the plasma processing apparatus having a longer distance to the position where the O-ring is provided than the plasma processing apparatus shown in FIG. 5, and corresponds to the part shown in FIG. Ｏリングの重量減少量とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the weight reduction amount of an O-ring, and plasma processing time. Ｏリングの重量減少率とプラズマ処理時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the weight reduction rate of an O-ring, and plasma processing time. この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a part of plasma processing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a part of plasma processing apparatus concerning other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a part of plasma processing apparatus concerning other embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１１，８１，８６，９１，１０１，１１１プラズマ処理装置、１２処理容器、１３反応ガス供給部、１４保持台、１５マイクロ波発生器、１６，９２，１１６誘電体板、１７底部、１８側壁、１９排気孔、２０，６５，８４，８９，９６，１０４，１１８Ｏリング、２１マッチング、２２モード変換器、２３導波管、２４同軸導波管、２５中心導体、２６外周導体、２７，７６凹部、２８遅波板、２９スロット穴、３０スロットアンテナ、３１，３２筒状支持部、３３排気路、３４バッフル板、３５排気管、３６排気装置、３７高周波電源、３８マッチングユニット、３９給電棒、４１静電チャック、４２フォーカスリング、４３電極、４４，４５絶縁膜、４６直流電源、４７スイッチ、４８被覆線、５１冷媒室、５２，５３配管、５４ガス供給管、６１，１１７インジェクターベース、６３，９３，１２０下面、６４ベース収容部、６６，８２，８７，９４，１０２，１１２供給孔、６７，７３，７４，７５，７７，８３，８８，９５，９７，１０３，１０５，１０６，１０７，１０８，１１３，１１９壁面、６８ガス流路、６９ガス入口、７０開閉弁、７１流量制御器、７２ガス供給系、７８接触部、７９中央部、８０点、１１４先端部、１１５突出部。 11, 81, 86, 91, 101, 111 Plasma processing apparatus, 12 processing vessel, 13 reaction gas supply unit, 14 holding base, 15 microwave generator, 16, 92, 116 dielectric plate, 17 bottom, 18 side wall, 19 Exhaust hole, 20, 65, 84, 89, 96, 104, 118 O-ring, 21 matching, 22 mode converter, 23 waveguide, 24 coaxial waveguide, 25 center conductor, 26 outer conductor, 27, 76 Recess, 28 Slow wave plate, 29 Slot hole, 30 Slot antenna, 31, 32 Cylindrical support, 33 Exhaust passage, 34 Baffle plate, 35 Exhaust pipe, 36 Exhaust device, 37 High frequency power supply, 38 Matching unit, 39 Feed rod 41 Electrostatic chuck, 42 Focus ring, 43 Electrode, 44, 45 Insulating film, 46 DC power supply, 47 Switch, 4 Covered wire, 51 Refrigerant chamber, 52, 53 piping, 54 Gas supply pipe, 61, 117 Injector base, 63, 93, 120 Lower surface, 64 Base housing part, 66, 82, 87, 94, 102, 112 Supply hole, 67 73, 74, 75, 77, 83, 88, 95, 97, 103, 105, 106, 107, 108, 113, 119 wall surface, 68 gas flow path, 69 gas inlet, 70 on-off valve, 71 flow controller, 72 Gas supply system, 78 contact part, 79 center part, 80 points, 114 tip part, 115 protrusion part.

Claims

A processing container for performing plasma processing on the substrate to be processed therein;
A holding table disposed in the processing container and holding the substrate to be processed thereon;
A microwave generator for generating microwaves for plasma excitation;
A dielectric plate which is provided at a position facing the holding table and introduces microwaves into the processing container;
A plasma processing apparatus comprising: a reactive gas supply unit configured to supply a reactive gas for plasma processing toward a central region of the substrate to be processed held by the holding table;
The reactive gas supply unit includes an injector base provided on a wall surface where a supply hole for supplying a reactive gas for plasma processing into the processing container is exposed in the processing container;
The dielectric plate is provided with a base accommodating portion that penetrates in the plate thickness direction and accommodates the injector base,
The supply hole is provided above the lower surface of the dielectric plate which is the wall surface of the dielectric plate facing the holding table, and is exposed in the processing container.
Of the injector base, the wall facing the wall surface of the base housing portion is provided with a seal that tightly contacts the wall surface of the base housing portion and seals the processing container,
The injector base is configured such that a wall surface located on an outer diameter side of a wall surface exposed in the processing container and a wall surface provided with the seal are in contact with the upper wall surface of the base housing portion. Is housed in the club,
And the wall surface exposed to the processing chamber, between the wall surface where the seal is provided, have a level difference,
The plasma processing apparatus , wherein the wall surface provided with the seal is on the outer diameter side of the step .

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a distance from a lower surface of the dielectric plate to a wall surface exposed in the processing container is different from a distance from a lower surface of the dielectric plate to a wall surface provided with the seal. .

The plasma processing according to claim 2, wherein a distance from a lower surface of the dielectric plate to a wall surface exposed in the processing container is longer than a distance from a lower surface of the dielectric plate to a wall surface provided with the seal. apparatus.

The wall surface of the injector base constituting the step includes a surface extending in a direction orthogonal to at least one of the wall surface located on the outer diameter side of the wall surface exposed in the processing container and the wall surface provided with the seal, The plasma processing apparatus in any one of Claims 1-3.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a concave portion that is recessed from a surface of the injector base provided with the seal is provided so as to receive the seal.

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the steps are provided.

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the seal includes an O-ring.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a material of the injector base is alumite-treated aluminum or Y ₂ O ₃ (yttria) -coated aluminum.