【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、処理室内におい
て、被処理体、例えば半導体ウェハやＬＣＤ基板などに
プラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置にかかり、
特に高周波アンテナに高周波電力を印加することにより
処理室内に誘導結合プラズマを励起する誘導結合プラズ
マ処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate in a processing chamber,
In particular, the present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus that excites inductively coupled plasma in a processing chamber by applying high frequency power to a high frequency antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、被処理体、例えば半導体ウェ
ハやＬＣＤ基板などを処理室内においてプラズマ処理す
るための装置として、高周波（ＲＦ）を用いた平行平板
型のプラズマ処理装置が広く採用されている。かかる平
行平板型プラズマ処理装置は、いずれか一方の電極又は
両方の電極に高周波を印加することにより、両電極間に
プラズマを発生させ、このプラズマと被処理体との間の
自己バイアス電位差により、被処理体の処理面にプラズ
マ流を流入させ、例えばエッチング処理を行うものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a parallel plate type plasma processing apparatus using a high frequency (RF) has been widely adopted as an apparatus for plasma processing an object to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate in a processing chamber. There is. Such a parallel plate type plasma processing apparatus, by applying a high frequency to any one electrode or both electrodes, to generate plasma between both electrodes, due to the self-bias potential difference between the plasma and the object to be processed, A plasma flow is caused to flow into the processing surface of the object to be processed, for example, etching processing is performed.
【０００３】しかしながら、上記の平行平板型プラズマ
処理装置では、半導体デバイスの超高集積化に伴って要
求されるサブミクロン単位、さらにサブハーフミクロン
単位の超微細加工を実施することは困難である。However, it is difficult for the above-mentioned parallel plate type plasma processing apparatus to carry out ultra-fine processing in sub-micron units and further in sub-half-micron units, which is required in accordance with ultra-high integration of semiconductor devices.
【０００４】すなわち、かかるプロセスをプラズマ処理
装置により実施するためには、高真空雰囲気（例えば１
〜７０ｍＴｏｒｒ）において、高密度のプラズマを高い
精度で制御することが重要であり、しかもそのプラズマ
は大口径ウェハや大型のＬＣＤ基板にも対応できるよう
に、大面積で高均一なものであることが必要である。That is, in order to carry out such a process with a plasma processing apparatus, a high vacuum atmosphere (for example, 1
~ 70 mTorr), it is important to control high-density plasma with high accuracy, and the plasma must be large and highly uniform so that it can be used for large-diameter wafers and large LCD substrates. is required.
【０００５】このような技術的要求に対して、新しいプ
ラズマソースを確立すべく、多くのアプローチがなされ
ている。例えば、欧州特許公開明細書第３７９８２８号
には、高周波アンテナを用いる高周波誘導結合プラズマ
処理装置が開示されている。この高周波誘導結合プラズ
マ処理装置１０は、図８に示すように、被処理体１２を
載置する載置台１４と対向する処理室１６の一面（天井
面）を石英ガラスなどの誘電体１８で構成して、その外
壁面に、例えば渦巻きコイルから成る高周波アンテナ２
０を設置し、この高周波アンテナ２０に高周波電源２２
よりマッチング回路２４を介して高周波電力を印加する
ことにより処理室１６内に高周波による電界を形成し、
この電界内を流れる電子を処理ガスの中性粒子に衝突さ
せてガスを電離させ、プラズマを生成するように構成さ
れている。なお、載置台１４には、被処理体１２の処理
面へのプラズマ流の入射を促進するように、高周波電源
２６よりバイアス用の高周波電力を印加することが可能
である。また、処理室１６の底部には、処理室１６内を
所定の圧力雰囲気にするように不図示の排気手段に連通
する排気口２８が設けられるとともに、処理室１６の天
井面を成す誘電体１８の中央部には所定の処理ガスを処
理室１６内に導入するための処理ガス導入口３０が設け
られている。In response to such technical requirements, many approaches have been taken to establish a new plasma source. For example, European Patent Publication No. 379828 discloses a high-frequency inductively coupled plasma processing apparatus using a high-frequency antenna. As shown in FIG. 8, in the high frequency inductively coupled plasma processing apparatus 10, one surface (ceiling surface) of the processing chamber 16 facing the mounting table 14 on which the processing target 12 is mounted is made of a dielectric 18 such as quartz glass. Then, on the outer wall surface thereof, a high frequency antenna 2 composed of, for example, a spiral coil
0 is installed, and a high frequency power source 22 is attached to the high frequency antenna 20.
By applying high frequency power through the matching circuit 24, an electric field of high frequency is formed in the processing chamber 16,
Electrons flowing in the electric field are caused to collide with neutral particles of the processing gas to ionize the gas and generate plasma. It is possible to apply high-frequency bias power from the high-frequency power source 26 to the mounting table 14 so as to promote the incidence of the plasma flow on the processing surface of the object to be processed 12. An exhaust port 28 communicating with an exhaust unit (not shown) is provided at the bottom of the processing chamber 16 so that the inside of the processing chamber 16 has a predetermined pressure atmosphere. A processing gas inlet 30 for introducing a predetermined processing gas into the processing chamber 16 is provided at a central portion of the processing chamber 16.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の高周波誘導結合プラズマ処理装置においては、
高周波アンテナが設置される誘電体は、高真空雰囲気に
保持される処理室の天井部を構成しているので、外気と
処理室内との圧力差に抗するためには誘電体の肉厚を厚
くせねばならず、その結果、高周波電源からの投入エネ
ルギーの利用効率が悪いという問題があった。そして、
特に大口径ウェハや大面積ＬＣＤ基板を処理するための
大型の処理装置において、上記問題は顕著であった。By the way, in the conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus as described above,
Since the dielectric in which the high-frequency antenna is installed constitutes the ceiling of the processing chamber that is maintained in a high vacuum atmosphere, the thickness of the dielectric should be increased to withstand the pressure difference between the outside air and the processing chamber. Therefore, there is a problem in that the efficiency of using the input energy from the high frequency power source is poor. And
In particular, the above problem is remarkable in a large-sized processing apparatus for processing a large-diameter wafer or a large-area LCD substrate.
【０００７】また、上記のような従来の高周波誘導結合
プラズマ処理装置においては、高周波アンテナは、誘電
体の外壁面に平面状に配置された渦巻コイルから構成さ
れている。従って、そのコイル中間部においてより強い
電界が形成され、処理室の中間領域においてより密度の
濃いプラズマが発生する。そのため、図７（Ａ）に示す
ように、被処理体の処理面の中間領域（Ｍ）と、中央領
域（Ｃ）および周縁領域（Ｓ）とではエッチング速度が
相違し、面内均一処理を達成することが困難であるとい
う問題があった。そして、この問題も、特に大型の処理
装置において顕著であった。Further, in the conventional high frequency inductively coupled plasma processing apparatus as described above, the high frequency antenna is composed of a spiral coil arranged in a plane on the outer wall surface of the dielectric. Therefore, a stronger electric field is formed in the middle part of the coil, and a denser plasma is generated in the middle region of the processing chamber. Therefore, as shown in FIG. 7A, the etching rate is different between the intermediate region (M) and the central region (C) and the peripheral region (S) of the processed surface of the object to be processed, and the in-plane uniform processing is performed. There was a problem that it was difficult to achieve. And this problem was also remarkable especially in a large processing apparatus.
【０００８】本発明は、従来の高周波誘導プラズマ処理
装置が有する上記のような問題点に鑑みて成されたもの
であり、その目的は、高周波電源から投入されるエネル
ギーの利用効率を高め、高真空条件下であってもより高
密度で均一なプラズマを発生させることが可能な新規か
つ改良された高周波誘導プラズマ処理装置を提供するこ
とである。The present invention has been made in view of the above problems of the conventional high frequency induction plasma processing apparatus, and its object is to enhance the utilization efficiency of the energy input from the high frequency power source and improve the efficiency. It is an object of the present invention to provide a new and improved high frequency induction plasma processing apparatus capable of generating a higher density and uniform plasma even under a vacuum condition.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１によれば、高周波アンテナに高周波電力を
印加することにより処理室内に誘導プラズマを励起し
て、前記処理室内の被処理体に対して処理を施す如く構
成されたプラズマ処理装置において、接地された前記処
理室内の内壁面に接して誘電体から成る壁により囲まれ
たアンテナ室を形成し、そのアンテナ室を大気圧未満の
圧力雰囲気に制御するとともに、そのアンテナ室内に前
記高周波アンテナが設置されている。According to a first aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, high-frequency power is applied to a high-frequency antenna to excite induction plasma in the processing chamber, thereby processing the object to be processed in the processing chamber. In a plasma processing apparatus configured to perform processing on a body, an antenna chamber surrounded by a wall made of a dielectric is formed in contact with an inner wall surface of the grounded processing chamber, and the antenna chamber is below atmospheric pressure. In addition to controlling the pressure atmosphere, the high frequency antenna is installed in the antenna chamber.
【００１０】このように、請求項１によれば、大気圧未
満の圧力雰囲気に保持されたアンテナ室が処理室内に設
置されているので、大気圧と高真空の処理室内とを隔離
していた従来の誘電体の肉厚に比較して、アンテナ室の
側壁の肉厚を薄く構成することが可能となり、高周波電
源より印加される高周波エネルギーをより効率的に処理
室内に伝播させることができる。また同時にアンテナ室
の側壁は接地された処理室の側面に接しているので、そ
の反対面（すなわち、被処理体に対向する面）に高周波
による電界を集中させることが可能となり、より高密度
のプラズマを発生させることができる。As described above, according to the first aspect of the invention, since the antenna chamber maintained in a pressure atmosphere below atmospheric pressure is installed in the processing chamber, the atmospheric pressure and the high vacuum processing chamber are isolated from each other. The thickness of the side wall of the antenna chamber can be made smaller than that of the conventional dielectric, and the high frequency energy applied from the high frequency power source can be more efficiently propagated into the processing chamber. At the same time, since the side wall of the antenna chamber is in contact with the side surface of the grounded processing chamber, it is possible to concentrate the electric field due to the high frequency on the opposite surface (that is, the surface facing the object to be processed) of higher density. Plasma can be generated.
【００１１】また請求項２によれば、上記プラズマ処理
装置に、さらに前記アンテナ室内を冷却ガスにより冷却
する冷却ガス給気／排気手段が設けられている。そのた
め、高周波電源より高周波エネルギーが印加され加熱し
た高周波アンテナを冷却ガスにより冷却することが可能
である。また冷却ガスの給気量および／または排気量を
調整することにより、アンテナ室内の圧力を大気圧未満
の所望の圧力に制御することができる。According to a second aspect of the present invention, the plasma processing apparatus is further provided with cooling gas supply / exhaust means for cooling the antenna chamber with cooling gas. Therefore, it is possible to cool the high-frequency antenna heated by applying high-frequency energy from the high-frequency power source with the cooling gas. Further, by adjusting the supply amount and / or the exhaust amount of the cooling gas, the pressure inside the antenna chamber can be controlled to a desired pressure below atmospheric pressure.
【００１２】さらに請求項３のように、上記プラズマ処
理装置において、前記アンテナ室の前記被処理体に対向
する側の壁の厚みを前記アンテナ室が接する前記処理室
の内壁面側の壁の厚みよりも薄く形成することが好まし
い。かかる構成によれば、高周波による高密度の電界が
被処理体方向に形成され、さらに高周波エネルギーの利
用効率を高め高密度のプラズマを処理室内に生成するこ
とができる。Further, in the plasma processing apparatus according to claim 3, the thickness of the wall of the antenna chamber on the side facing the object to be processed is the thickness of the wall on the inner wall surface side of the processing chamber in contact with the antenna chamber. It is preferable to form it thinner. According to such a configuration, a high-density electric field due to high frequency is formed in the direction of the object to be processed, the efficiency of use of high-frequency energy is further increased, and high-density plasma can be generated in the processing chamber.
【００１３】さらにまた請求項４のように、上記プラズ
マ処理装置において、前記被処理体の処理面を中央領域
とその中央領域を囲む中間領域とその中間領域を囲む周
縁領域とに分けた場合に、前記中間領域の正投影領域に
属する前記アンテナ室の中間領域に配置される前記高周
波アンテナ部分を前記アンテナ室の他の領域に配置され
る前記高周波アンテナ部分よりも前記被処理体に対して
離隔するように構成することもできる。かかる構成によ
れば、処理室内の電界強さを均一化することができ、従
ってプラズマ密度の均一化が図れる。According to a fourth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus, the processing surface of the object is divided into a central region, an intermediate region surrounding the central region, and a peripheral region surrounding the intermediate region. Separating the high-frequency antenna portion arranged in the intermediate area of the antenna chamber belonging to the orthographic projection area of the intermediate area from the object to be processed more than the high-frequency antenna portion arranged in another area of the antenna chamber. It can also be configured to do so. With this configuration, the electric field strength in the processing chamber can be made uniform, and therefore the plasma density can be made uniform.
【００１４】さらにまた請求項５のように、上記プラズ
マ処理装置において、前記被処理体の処理面を中央領域
とその中央領域を囲む中間領域とその中間領域を囲む周
縁領域とに分けた場合に、前記アンテナ室の前記被処理
体に対向する側の壁は、前記中間領域の正投影領域に属
する壁部分が他の領域に属する壁部分よりも肉厚に構成
することもできる。かかる構成によれば、より強い電界
が発生する中間領域における高周波エネルギーの伝播を
緩和することが可能となり、処理室の中間領域おいて高
密度になり易いプラズマを、中央領域や周縁領域と同程
度の密度に調整することが可能となり、プラズマ密度の
均一化を図ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus, the processing surface of the object is divided into a central region, an intermediate region surrounding the central region and a peripheral region surrounding the intermediate region. The wall of the antenna chamber on the side facing the object to be processed may be configured such that the wall portion belonging to the orthographic projection area of the intermediate area is thicker than the wall portions belonging to other areas. With this configuration, it is possible to mitigate the propagation of high-frequency energy in the intermediate region where a stronger electric field is generated, and the plasma, which tends to have a high density in the intermediate region of the processing chamber, is about the same as the central region and the peripheral region. The density of the plasma can be adjusted, and the plasma density can be made uniform.
【００１５】さらにまた請求項６のように、上記プラズ
マ処理装置において、前記アンテナ室の前記被処理体に
対向する側の壁に、処理ガス供給手段を設け、例えば、
被処理体の対向面側に形成された複数の処理ガス供給孔
から処理室内に処理ガスを供給することにより、処理ガ
スの分布密度を均一化し、従って処理室内に生成するプ
ラズマ密度の均一化を図ることができる。Further, in the above plasma processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention, processing gas supply means is provided on a wall of the antenna chamber facing the object to be processed.
By supplying the processing gas into the processing chamber from the plurality of processing gas supply holes formed on the facing surface side of the object to be processed, the distribution density of the processing gas is made uniform, and thus the plasma density generated in the processing chamber is made uniform. Can be planned.
【００１６】さらにまた請求項７のように、上記プラズ
マ処理装置において、前記アンテナ室の前記被処理体に
対向する側の壁に、冷媒が流通する冷媒流路を設けても
良い。かかる構成によっても、例えば、上記冷媒流路中
に冷水を流通させることにより過熱したアンテナ室内を
冷却することができる。Further, in the above plasma processing apparatus, a refrigerant passage through which a refrigerant flows may be provided in a wall of the antenna chamber facing the object to be processed. Also with this configuration, for example, the overheated antenna chamber can be cooled by circulating cold water in the coolant channel.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら本
発明にかかるプラズマ処理装置をＬＣＤ基板用のエッチ
ング装置に適用した実施の一形態について詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which a plasma processing apparatus according to the present invention is applied to an etching apparatus for an LCD substrate will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００１８】図１に示すプラズマエッチング装置１００
は、導電性材料、例えばアルミニウムなどからなる円筒
あるいは矩形の角筒状に成形された処理容器１０２を有
しており、所定のエッチング処理は、この処理容器１０
２内に形成される処理室１０２ａ内で行われる。The plasma etching apparatus 100 shown in FIG.
Has a processing container 102 formed of a conductive material, for example, aluminum, in the shape of a cylinder or a rectangular prism.
2 is performed in the processing chamber 102a formed inside.
【００１９】前記処理容器１０２は接地されており、さ
らにその底部には、被処理体、例えばＬＣＤ基板Ｌを載
置するための略矩形状の載置台１０６が設けられてい
る。載置台１０６は、例えば表面に酸化アルマイト処理
が施されたアルミニウムやステンレスなどの導電性材料
からなる電極部１０６ａと、その電極部１０６ａの載置
面以外の部分を覆うセラミックスなどの絶縁材料から成
る電極保護部１０６ｂとから構成されている。載置台１
０６は、処理容器１０２の底部に貫装された昇降軸１０
６ｃ上に取り付けられている。この昇降軸１０６ｃは、
不図示の昇降機構により昇降自在であり、必要に応じて
載置台１０６全体を昇降させることができる。また昇降
軸１０６ｃの外周部には、処理室１０２ａ内を気密に保
持するための収縮自在のベローズ１０８が設けられてい
る。The processing container 102 is grounded, and the bottom of the processing container 102 is provided with a substantially rectangular mounting table 106 for mounting an object to be processed, for example, the LCD substrate L. The mounting table 106 is made of, for example, an electrode portion 106a made of a conductive material such as aluminum or stainless steel whose surface has been subjected to anodized aluminum oxide, and an insulating material such as ceramics that covers a portion other than the mounting surface of the electrode portion 106a. And an electrode protection portion 106b. Table 1
Reference numeral 06 denotes an elevating shaft 10 penetrated at the bottom of the processing vessel 102.
6c. This elevating shaft 106c is
It can be raised and lowered by a lifting mechanism (not shown), and the entire mounting table 106 can be raised and lowered as needed. A shrinkable bellows 108 for keeping the inside of the processing chamber 102a airtight is provided on the outer periphery of the elevating shaft 106c.
【００２０】載置台１０６の電極部１０６ａには、マッ
チング回路１１１を介して高周波電源１１３が電気的に
接続されており、プラズマ処理時に、所定の高周波、例
えば２ＭＨｚの高周波電力を印加することにより、バイ
アス電位を生じさせ、処理室１０２ａ内に励起されたプ
ラズマをＬＣＤ基板Ｌの処理面に効果的に引き込むこと
が可能である。なお図１に示す装置では、載置台１０６
にバイアス用の高周波電力を印加する構成を示したが、
単に載置台１０６を接地させる構成を採用することもで
きる。A high frequency power source 113 is electrically connected to the electrode portion 106a of the mounting table 106 via a matching circuit 111. By applying a predetermined high frequency power, for example, a high frequency power of 2 MHz, during plasma processing, It is possible to generate a bias potential and effectively draw the plasma excited in the processing chamber 102a to the processing surface of the LCD substrate L. In the apparatus shown in FIG.
The configuration for applying high frequency power for bias to
A configuration in which the mounting table 106 is simply grounded may be adopted.
【００２１】さらに載置台１０６の電極部１０６ａに
は、冷却ジャケット１１４が内設されている。この冷却
ジャケット１１４内には、たとえばチラーにより温調さ
れたエチレングリコールなどの熱媒を、熱媒導入管１１
４ａを介して導入可能であり、導入されたエチレングリ
コールは同冷却ジャケット１１４内を循環して冷熱を生
じる。かかる構成により、エチレングリコールの冷熱が
冷却ジャケット１１４から載置台１０６を介してＬＣＤ
基板Ｌに対して伝熱し、ＬＣＤ基板Ｌの処理面を所望す
る温度まで温調することが可能である。なお、冷却ジャ
ケット１１４を循環したエチレングリコールは熱媒排出
管１１４ｂより容器外へ排出される。なお、図１に示す
装置では省略しているが、載置台１０６に加熱ヒータな
どの加熱手段を設け、ＬＣＤ基板Ｌの処理面の温調を行
うように構成してもよい。また、載置台１０６の載置面
には多数の孔１１５ａが穿設されており、ガス供給管１
１５から、所定の伝熱ガス、例えばヘリウムガスを載置
台１０６の載置面とＬＣＤ基板Ｌの裏面との間に供給す
ることにより伝熱効率を高め、減圧雰囲気下であって
も、効率的にＬＣＤ基板Ｌの温調を行うことが可能であ
る。Further, a cooling jacket 114 is provided inside the electrode portion 106a of the mounting table 106. In the cooling jacket 114, a heating medium such as ethylene glycol, whose temperature is controlled by a chiller, is supplied with a heating medium introduction pipe 11.
4a, and the introduced ethylene glycol circulates through the cooling jacket 114 to generate cold heat. With this configuration, the cold heat of ethylene glycol is passed from the cooling jacket 114 through the mounting table 106 to the LCD.
It is possible to transfer heat to the substrate L and control the temperature of the processing surface of the LCD substrate L to a desired temperature. The ethylene glycol circulated through the cooling jacket 114 is discharged out of the container through the heat medium discharge pipe 114b. Although omitted in the apparatus shown in FIG. 1, a heating means such as a heater may be provided on the mounting table 106 to control the temperature of the processing surface of the LCD substrate L. A large number of holes 115a are formed in the mounting surface of the mounting table 106,
From 15, the heat transfer efficiency is increased by supplying a predetermined heat transfer gas, for example, a helium gas, between the mounting surface of the mounting table 106 and the back surface of the LCD substrate L. It is possible to control the temperature of the LCD substrate L.
【００２２】また、載置台１０６の上部には、ＬＣＤ基
板Ｌの外縁部をクランプすることが可能なクランプフレ
ーム１１６が設けられている。このクランプフレーム１
１６は、載置台１０６の周囲に立設された、例えば４本
の支持柱１１６ａにより支持されており、ＬＣＤ基板Ｌ
が載置された載置台１０６を上昇させ、ＬＣＤ基板Ｌの
外縁部にクランプフレーム１１６を当接させることによ
り、ＬＣＤ基板Ｌを載置台１０６上に載置固定すること
が可能である。なお、載置台１０６には、不図示のプッ
シャピンも設けられており、このプッシャピンを昇降さ
せることにより、ＬＣＤ基板Ｌを載置台１０６上に載置
したり、載置台１０６から持ち上げたりすることが可能
である。A clamp frame 116 capable of clamping the outer edge of the LCD substrate L is provided on the mounting table 106. This clamp frame 1
The LCD substrate L is supported by, for example, four support columns 116a erected around the mounting table 106.
Is raised, and the clamp frame 116 is brought into contact with the outer edge of the LCD substrate L, whereby the LCD substrate L can be mounted and fixed on the mounting table 106. The mounting table 106 is also provided with a pusher pin (not shown), and by raising and lowering the pusher pin, the LCD substrate L can be mounted on the mounting table 106 or can be lifted from the mounting table 106. It is.
【００２３】また載置台１０６の前記ＬＣＤ基板Ｌの載
置面とほぼ対向する処理容器１０２の天板部１０２ｂに
接するように、例えば石英ガラスやセラミックなどの誘
電体から側壁が構成されたアンテナ室１１０が設けられ
ている。そして、このアンテナ室１１０内に、図２に示
すように、導体、例えば銅板、アルミニウム、ステンレ
スなどを渦巻き状、コイル状、あるいはループ状に形成
した高周波アンテナ１１２が配置されている。図２に示
す高周波アンテナ１１２は２ターンの渦巻状に構成され
ているが、このアンテナ１１２はプラズマを発生するた
めのアンテナ作用を呈する機能が有ればよく、周波数が
高くなれば１ターンでも良い。Further, an antenna chamber having a side wall made of a dielectric material such as quartz glass or ceramic so as to come into contact with the top plate portion 102b of the processing container 102 substantially facing the mounting surface of the LCD substrate L of the mounting table 106. 110 is provided. As shown in FIG. 2, a high-frequency antenna 112, which is formed of a conductor such as a copper plate, aluminum, or stainless steel in a spiral shape, a coil shape, or a loop shape, is arranged in the antenna chamber 110. The high frequency antenna 112 shown in FIG. 2 is formed in a spiral shape with two turns, but it is sufficient that the antenna 112 has a function of exhibiting an antenna action for generating plasma, and if the frequency is high, it may be one turn. .
【００２４】この高周波アンテナ１１２の両端子、即ち
端子１１２ａおよび端子１１２ｂ間には、マッチング回
路１１４を介してプラズマ生成用の高周波電源１１６が
接続されている。A high frequency power supply 116 for plasma generation is connected via a matching circuit 114 between both terminals of the high frequency antenna 112, that is, between the terminals 112a and 112b.
【００２５】アンテナ室１１０の壁体は、ＬＣＤ基板Ｌ
に対向する側の壁体１１０ａの肉厚が、接地された処理
容器１０２の天井部１０２ｂに接する側の壁体１１０ｂ
の肉厚よりも薄くなるように構成されている。かかる構
成により、高周波電源１１６より高周波アンテナ１１２
に印加された高周波エネルギーによる電界を、ＬＣＤ基
板Ｌ側に集中させることができるので、従来の装置に比
較して、より高密度のプラズマを処理室１０２ａ内に生
成することが可能となる。The wall of the antenna chamber 110 is the LCD substrate L.
The wall thickness of the wall body 110a on the side opposite to the wall body 110b on the side that contacts the ceiling portion 102b of the grounded processing container 102
It is configured to be thinner than the wall thickness of. With this configuration, the high frequency power supply 116 causes the high frequency antenna 112 to operate.
Since the electric field due to the high-frequency energy applied to the LCD substrate L can be concentrated on the LCD substrate L side, it is possible to generate a higher density plasma in the processing chamber 102a as compared with the conventional device.
【００２６】またアンテナ室１１０には冷却ガス給気管
１１６と冷却ガス排気管１１８が接続されており、所定
の冷却ガスをアンテナ室１１０内に導入し、高周波電源
１１６より高周波エネルギーが印加された際に過熱した
高周波アンテナ１１２を冷却し、高周波アンテナ１１２
の寿命を延ばすことが可能である。A cooling gas supply pipe 116 and a cooling gas exhaust pipe 118 are connected to the antenna chamber 110, and when a predetermined cooling gas is introduced into the antenna chamber 110 and high frequency energy is applied from a high frequency power source 116. The high frequency antenna 112 that has overheated to
It is possible to extend the life of the.
【００２７】また図１に示すように、アンテナ室１１０
の壁内に冷媒、例えば冷水が流通する冷媒流通路１１３
を形成し、冷水を流すことによっても、アンテナ室１１
０の過熱を防止し、高周波アンテナ１１２の寿命を延ば
すことができる。Further, as shown in FIG. 1, the antenna chamber 110
Refrigerant flow passage 113 through which a refrigerant, for example cold water, flows in the wall of the
The antenna chamber 11 can also be formed by forming cold water and flowing cold water.
It is possible to prevent overheating of 0 and extend the life of the high frequency antenna 112.
【００２８】また上記構成によれば、冷却ガス給気管１
１６からアンテナ室１１０に導入される冷却ガスの流量
および／または冷却ガス排気管１１８から排気される冷
却ガスの排気量を調整することにより、アンテナ室１１
０内を大気圧未満、好ましくは１００Ｔｏｒｒ以上に調
整することができる。ところで、従来の装置では、高周
波アンテナは大気圧雰囲気に置かれていたため、大気と
処理室内とを隔てる誘電体の肉厚を厚くして、大気圧と
処理室内圧力、例えば数１０ｍＴｏｒｒとの圧力差に抗
するように構成する必要があった。しかし、本発明によ
れば、アンテナ室１１０内の圧力が大気圧未満に調整さ
れるので、高周波アンテナ１１２が設置されるアンテナ
室内１１０と処理室１０２ａ内との圧力差を小さくする
ことが可能となり、従って、アンテナ室１１０と処理室
１０２ａ内とを隔てる壁体１１０ａの肉厚をより薄く形
成できる。その結果、高周波電源１１６より高周波アン
テナ１１２に印加された高周波エネルギーによる電界
を、処理室１０２ａ内に従来の装置に比較してより集中
することが可能となり、高密度のプラズマを得ることが
できる。Further, according to the above construction, the cooling gas air supply pipe 1
By adjusting the flow rate of the cooling gas introduced from 16 to the antenna chamber 110 and / or the exhaust amount of the cooling gas exhausted from the cooling gas exhaust pipe 118, the antenna chamber 11
The inside of 0 can be adjusted to less than atmospheric pressure, preferably 100 Torr or more. By the way, in the conventional apparatus, since the high frequency antenna is placed in the atmospheric pressure atmosphere, the thickness of the dielectric that separates the atmosphere from the processing chamber is increased to increase the pressure difference between the atmospheric pressure and the processing chamber, for example, several tens of mTorr. Had to be configured to withstand. However, according to the present invention, the pressure in the antenna chamber 110 is adjusted to be less than the atmospheric pressure, so that the pressure difference between the antenna chamber 110 in which the high frequency antenna 112 is installed and the processing chamber 102a can be reduced. Therefore, the thickness of the wall 110a that separates the antenna chamber 110 and the processing chamber 102a can be made thinner. As a result, the electric field generated by the high-frequency energy applied from the high-frequency power source 116 to the high-frequency antenna 112 can be concentrated in the processing chamber 102a as compared with the conventional apparatus, and high-density plasma can be obtained.
【００２９】さらに、処理ガス供給部１１８について説
明すると、処理ガス供給部１１８は、上記アンテナ室１
１０の下面に配置されている。この処理ガス供給部１１
８は、石英などの誘電体中にガス流通路１２８が形成さ
れた構造を有しており、さらに、処理ガス供給部１１８
の載置台１０６側の面には、このガス流通路１２８に連
通する多数の孔１２８ａが穿設されている。従って、処
理ガス源１３０から流量制御装置（ＭＦＣ）１３２を介
してガス流通路１２８に供給される所定の処理ガス、例
えば、酸化膜処理を行う場合にはＨＦ4ガス、アルミニ
ウム膜処理を行う場合にはＢＣｌ3＋Ｃｌ2混合ガス、上
記孔１２８ａからシャワー状に処理室１２０ａ内に吹き
出し、処理室１０２内の処理ガス濃度を均一化し、従っ
て均一な密度のプラズマを処理室１０２ａ内に励起する
ことが可能である。Further, the process gas supply unit 118 will be described. The process gas supply unit 118 is the antenna chamber 1 described above.
It is arranged on the lower surface of 10. This processing gas supply unit 11
8 has a structure in which a gas flow path 128 is formed in a dielectric such as quartz, and further, a processing gas supply unit 118.
A large number of holes 128 a communicating with the gas flow passage 128 are formed on the surface of the mounting table 106 side. Therefore, a predetermined process gas supplied from the process gas source 130 to the gas flow path 128 via the flow rate control device (MFC) 132, for example, when performing an oxide film process, HF4 gas, when performing an aluminum film process BCl3 + Cl2 mixed gas is blown into the processing chamber 120a through the holes 128a in a shower shape to homogenize the concentration of the processing gas in the processing chamber 102, and thus to excite plasma having a uniform density in the processing chamber 102a. Is possible.
【００３０】また、前記処理容器１０２の底部には排気
管１５２が接続されて、この処理容器１０２内の雰囲気
を不図示の排気手段、例えば、真空ポンプにより排出し
得るように構成されており、処理室１０２ａの雰囲気を
任意の減圧度にまで真空引きすることが可能である。An exhaust pipe 152 is connected to the bottom of the processing container 102 so that the atmosphere in the processing container 102 can be exhausted by an exhaust means (not shown) such as a vacuum pump. The atmosphere in the processing chamber 102a can be evacuated to an arbitrary degree of reduced pressure.
【００３１】なお前記処理容器１０２の側部にはゲート
バルブ１５４が設けられており、隣接して設置されるロ
ードロック室より、搬送アームなどを備えた搬送機構に
より、未処理のＬＣＤ基板Ｌを処理室１０２ａ内に搬入
するとともに、処理済みのＬＣＤ基板Ｌを搬出すること
ができる。A gate valve 154 is provided on the side of the processing container 102, and an unprocessed LCD substrate L is transferred from a load lock chamber adjacent to the processing container 102 by a transfer mechanism including a transfer arm. The processed LCD substrate L can be carried out while being carried into the processing chamber 102a.
【００３２】次に、以上のように構成された本実施例に
かかるプラズマエッチング装置の動作について説明す
る。Next, the operation of the plasma etching apparatus according to this embodiment having the above structure will be described.
【００３３】まず、ゲートバルブ１５４を介してＬＣＤ
基板Ｌを、不図示の搬送アームにより処理室１０２ａ内
に収容する。この時、載置台１０６は、下方位置にあ
り、不図示のプッシャピンが上昇しており、不図示の搬
送アームは、ＬＣＤ基板Ｌをこの不図示のプッシャピン
上に置き、ゲートバルブ１５４から処理容器１０２外に
待避する。次いで、不図示のプッシャピンが下降し、Ｌ
ＣＤ基板Ｌは載置台１０６の載置面に載置される。次い
で、不図示の昇降機構により、載置台１０６が上昇し、
クランプ１１６の下面にＬＣＤ基板Ｌの周縁部が押圧さ
れ、ＬＣＤ基板Ｌが載置台１０６に固定される。First, the LCD via the gate valve 154.
The substrate L is accommodated in the processing chamber 102a by a transfer arm (not shown). At this time, the mounting table 106 is at the lower position, the pusher pin (not shown) is raised, and the transport arm (not shown) places the LCD substrate L on the pusher pin (not shown), and the gate valve 154 to the processing container 102. Save outside. Next, the pusher pin (not shown) descends, and L
The CD substrate L is mounted on the mounting surface of the mounting table 106. Next, the mounting table 106 is lifted by a lifting mechanism (not shown),
The peripheral portion of the LCD substrate L is pressed against the lower surface of the clamp 116, and the LCD substrate L is fixed to the mounting table 106.
【００３４】この処理室１０２ａ内は、排気管１５２に
接続される不図示の真空ポンプにより真空引きされ、同
時に側壁に設けた処理ガス供給口１５０より所定の処理
ガス、例えば、酸化膜処理を行う場合にはＨＦ4ガス、
アルミニウム膜処理を行う場合にはＢＣｌ3＋Ｃｌ2混合
ガス、を処理室１０２ａ内へ導入し、例えば処理室内を
３０ｍＴｏｒｒ程度の高真空状態にする。また、アンテ
ナ室１１０内には、冷却ガス給気口１１６より冷却ガス
が供給され、例えば１００Ｔｏｒｒ程度の大気圧未満の
圧力状態に保持される。The inside of the processing chamber 102a is evacuated by a vacuum pump (not shown) connected to the exhaust pipe 152, and at the same time, a predetermined processing gas, for example, an oxide film is processed through the processing gas supply port 150 provided on the side wall. In case of HF4 gas,
When aluminum film processing is performed, BCl3 + Cl2 mixed gas is introduced into the processing chamber 102a, and the inside of the processing chamber is set to a high vacuum state of about 30 mTorr, for example. Further, the cooling gas is supplied into the antenna chamber 110 through the cooling gas supply port 116, and is maintained in a pressure state of less than atmospheric pressure, for example, about 100 Torr.
【００３５】そして、高周波電源１１６よりマッチング
回路１１４を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波
エネルギーをアンテナ室１１０内の高周波アンテナ１１
２に印加する。すると、高周波アンテナ１１２のインダ
クタンス成分の誘導作用により処理室１０２ａ内に電界
が形成される。その際、本実施例によれば、アンテナ室
１１０は設置された処理容器１０２の天井部１０２ｂに
接して設けられるとともに、そのアンテナ室１１０の被
処理体に対する対向面側の壁１１０ａの肉厚は従来のも
のに比較して薄く形成されているので、従来の装置に比
較してより強い電界が処理室１０２ａ内に形成される。
その結果、より高密度のプラズマを処理室１０２ａ内に
生成することができる。Then, high frequency energy of, for example, 13.56 MHz is supplied from the high frequency power supply 116 through the matching circuit 114 to the high frequency antenna 11 in the antenna chamber 110.
2 is applied. Then, an electric field is formed in the processing chamber 102a by the inductive action of the inductance component of the high frequency antenna 112. At this time, according to the present embodiment, the antenna chamber 110 is provided in contact with the ceiling portion 102b of the processing container 102 in which the antenna chamber 110 is installed, and the wall thickness of the wall 110a of the antenna chamber 110 facing the object to be processed is Since it is formed thinner than the conventional one, a stronger electric field is formed in the processing chamber 102a as compared with the conventional device.
As a result, higher density plasma can be generated in the processing chamber 102a.
【００３６】さて、このようにして処理室１０２ａ内に
生成したプラズマは、載置台１０６に印加されるバイア
ス電位により載置台１０６上のＬＣＤ基板Ｌの方向に移
動し、処理面に対して所望のエッチング処理を施すこと
が可能である。そして、所定のエッチング処理が終了し
た後、処理済みのＬＣＤ基板Ｌはゲートバルブ１５４を
介してロードロック室に搬出される。The plasma thus generated in the processing chamber 102a moves in the direction of the LCD substrate L on the mounting table 106 due to the bias potential applied to the mounting table 106, and the desired plasma is obtained with respect to the processing surface. It is possible to perform an etching process. Then, after the predetermined etching process is completed, the processed LCD substrate L is carried out to the load lock chamber via the gate valve 154.
【００３７】以上、本発明にかかるプラズマ処理装置を
ＬＣＤ基板用のエッチング装置に適用した一実施例に即
して説明したが、上記装置においては、渦巻状の高周波
アンテナ１１２が設置されるプラズマ室１１０の壁１１
０ａが平板状に構成されているので、高周波アンテナ１
１２が密に配置される中間部においてより強い電界が形
成され、その結果、処理室の中間領域のプラズマ密度が
高くなり、図７（Ａ）に示されるように、中間領域
（Ｍ）と、中央領域（Ｃ）および周縁領域（Ｓ）とのエ
ッチングレート（ＥＲ）が不均一になるおそれがある。Although the plasma processing apparatus according to the present invention is applied to the etching apparatus for the LCD substrate as described above, the plasma chamber in which the spiral high frequency antenna 112 is installed is described above. 110 walls 11
Since 0a has a flat plate shape, the high frequency antenna 1
A stronger electric field is formed in the middle portion where 12 are densely arranged, and as a result, the plasma density in the middle region of the processing chamber becomes higher, and as shown in FIG. 7A, the middle region (M) and The etching rate (ER) with the central region (C) and the peripheral region (S) may be non-uniform.
【００３８】なお本明細書において、被処理体の処理面
の中央領域の正投影に属する処理室またはアンテナ室内
の領域を中央領域（Ｃ）、該処理面の中央領域を囲む中
間領域の正投影に属する処理室またはアンテナ室内の領
域を中間領域（Ｍ）、該処理面の中間領域を囲む外縁領
域（すなわち、最外側領域）の正投影に属する処理室ま
たはアンテナ室内の領域を周縁領域（Ｓ）とそれぞれ称
しているが、これらの中央領域（Ｃ）、中間領域
（Ｍ）、周縁領域（Ｓ）の概念は、相対的な概念であ
り、被処理体の寸法および載置位置、処理室およびアン
テナ室の寸法および配置位置に応じて相対的に決定され
るものである。In this specification, the region inside the processing chamber or the antenna chamber belonging to the central projection of the central region of the processing surface of the object to be processed is the central region (C), and the orthogonal projection of the intermediate region surrounding the central region of the processing surface. The region inside the processing chamber or the antenna chamber that belongs to the intermediate region (M), and the region inside the processing chamber or the antenna chamber that belongs to the orthographic projection of the outer edge region (that is, the outermost region) surrounding the intermediate region of the processing surface is the peripheral region (S ) Respectively, the concept of the central region (C), the intermediate region (M), and the peripheral region (S) is a relative concept, and the dimensions and placement position of the object to be processed, the processing chamber And, it is relatively determined according to the size and arrangement position of the antenna chamber.
【００３９】そして、本発明の別の実施の形態によれ
ば、上記のように、中央領域（Ｃ）、中間領域（Ｍ）、
周縁領域（Ｓ）において異なるプラズマ密度を、処理室
内において均一にするための様々な構成を加えることが
できる。以下、プラズマ密度を均一化するためのいくつ
かの態様について説明するが、これらの態様に用いられ
る構成部材のうち、図１に示す装置と同じ機能構成を有
するものについては同じ参照番号を付することにより詳
細説明は省略する。Then, according to another embodiment of the present invention, as described above, the central region (C), the intermediate region (M),
Various configurations for making different plasma densities in the peripheral region (S) uniform in the processing chamber can be added. Hereinafter, several embodiments for uniformizing the plasma density will be described. Of the constituent members used in these embodiments, those having the same functional configuration as the apparatus illustrated in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Therefore, detailed description is omitted.
【００４０】上記実施の形態においては、図２に示すよ
うに、一系統の高周波電源１１６より高周波電力が印加
される高周波アンテナ１１２を用いた結果、中間領域
（Ｍ）と、中央領域（Ｃ）および周縁領域（Ｓ）におい
てプラズマ密度の不均一を招くおそれがあった（図７
（Ａ）参照）。これに対して、本発明の別の実施の形態
によれば、図３に示すように、二系統の高周波電源２２
２ａ、２２２ｂより、それぞれマッチング回路２２４
ａ、２２４ｂを介して二系統の高周波アンテナ２０２
ａ、２０２ｂに、それぞれ異なる電力の高周波電力を印
加する構成を採用することも可能である。図示のよう
に、高周波アンテナを多系統構造とすることにより、例
えば、プラズマ密度の薄い場所に対して高周波アンテナ
を密に配置し、および／または高い高周波電力を印加
し、プラズマ密度の高い場所に対して高周波アンテナを
粗に配置し、および／または低い高周波電力を印加する
ことが可能となり、処理室内のプラズマ密度の均一化を
図ることができる。なお、図示の例では、第１の高周波
アンテナ２０２ａの外周を囲むように電界シールド２１
０により相互干渉しないよう第２の高周波アンテナ２０
２ｂを配置することにより、プラズマ密度が薄くなりが
ちな処理室の周縁部に対してより強い電波を供給するこ
とが可能なように構成している。In the above embodiment, as shown in FIG. 2, as a result of using the high frequency antenna 112 to which high frequency power is applied from the high frequency power supply 116 of one system, the intermediate region (M) and the central region (C) are obtained. There is a risk that the plasma density becomes uneven in the peripheral area (S) (FIG. 7).
(A)). On the other hand, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG.
2a and 222b, the matching circuit 224
a high frequency antenna 202 of two systems via a and 224b
It is also possible to adopt a configuration in which high frequency powers of different powers are applied to a and 202b. As shown in the figure, by providing the high frequency antenna with a multi-system structure, for example, the high frequency antenna is densely arranged in a place where the plasma density is low, and / or high high frequency power is applied to the place where the plasma density is high. On the other hand, the high frequency antennas can be roughly arranged and / or low high frequency power can be applied, and the plasma density in the processing chamber can be made uniform. In the illustrated example, the electric field shield 21 surrounds the outer periphery of the first high-frequency antenna 202a.
The second high-frequency antenna 20 so that the two do not interfere with each other.
By arranging 2b, it is possible to supply a stronger radio wave to the peripheral portion of the processing chamber where the plasma density tends to decrease.
【００４１】あるいは、図４に示すように、アンテナ室
１１０内に設置される渦巻状の高周波アンテナ２０４の
中間部２０４Ｍを、アンテナ室１１０の被処理体側の壁
１１０ａから浮き上がらせるように配置して、壁１１０
ａに接する中心部２０４Ｃ（端子１１２ａ付近）および
周縁部２０４Ｓ（端子１１２ｂ付近）とＬＣＤ基板との
間隔よりも、中間部２０４ＭとＬＣＤ基板Ｌとの間隔を
広げることができる。その結果、プラズマ密度が濃くな
りやすい処理室の中間領域（Ｍ）の電界を弱くすること
が可能となり、図７（Ｂ）に示すように、処理室内に生
成するプラズマ密度を均一化し、エッチングレート（Ｅ
Ｒ）の面内均一を達成することができる。Alternatively, as shown in FIG. 4, the intermediate portion 204M of the spiral high frequency antenna 204 installed in the antenna chamber 110 is arranged so as to be lifted from the wall 110a of the antenna chamber 110 on the side of the object to be processed. , Wall 110
The distance between the middle portion 204M and the LCD substrate L can be wider than the distance between the LCD substrate and the central portion 204C (around the terminal 112a) and the peripheral portion 204S (around the terminal 112b) that are in contact with a. As a result, it is possible to weaken the electric field in the intermediate region (M) of the processing chamber where the plasma density tends to be high, and as shown in FIG. 7B, the plasma density generated in the processing chamber is made uniform and the etching rate is high. (E
In-plane uniformity of R) can be achieved.
【００４２】図４に示す実施例では、アンテナ室１１０
内に設置される渦巻状の高周波アンテナ２０４の中間部
２０４Ｍを、アンテナ室１１０の被処理体側の壁１１０
ａから浮き上がらせるように配置したが、アンテナの設
置をより安定化させるために、図５に示すように、アン
テナ室１１０の被処理体側の壁２０６自体を、その中間
領域（Ｍ）に属する部分（２０６Ｍ）が他の部分（中央
領域（Ｃ）および周縁領域（Ｓ）に属する部分（２０６
Ｃ、２０６Ｓ））よりも処理室の天井側に向かって盛り
上がった段々形状に構成し、各段上に高周波アンテナ２
０４の各ターンを配置するように構成することもでき
る。In the embodiment shown in FIG. 4, the antenna chamber 110
The intermediate portion 204M of the spiral high-frequency antenna 204 installed in the inside is attached to the wall 110 of the antenna chamber 110 on the side of the object to be processed.
Although it is arranged so as to be lifted from a, in order to further stabilize the installation of the antenna, as shown in FIG. 5, the wall 206 itself of the antenna chamber 110 on the side of the object to be processed is a portion belonging to the intermediate region (M). (206M) is a portion (206M) belonging to another portion (central region (C) and peripheral region (S)).
C, 206S)) is formed in a stepped shape that is raised toward the ceiling side of the processing chamber, and the high frequency antenna 2 is provided on each step.
It can also be configured to arrange each 04 turn.
【００４３】さらにまた、図６に示すように、アンテナ
室１１０の被処理体側の壁２０８を、その中間部２０８
Ｍの肉厚を他の部分、すなわち中央部２０８Ｃおよび周
縁部２０８Ｓの肉厚よりも厚く構成することができる。
かかる構成によっても、プラズマ密度が濃くなりがちな
中間領域（Ｍ）における高周波エネルギーの伝播力を弱
めることが可能となり、処理室内に生成するプラズマ密
度の均一化を図ることができる。なお、図示の例では、
アンテナ室１１０の被処理体側の外壁面を平面状にし、
アンテナ室１１０の内壁面を中央部が盛り上がる腕状に
構成することにより、中間部２０８Ｍの肉厚が厚くなる
ようにしているが、かかる例とは逆に、アンテナ室１１
０の内壁面を平面状にし、外壁面を被処理体側に中央部
が盛り上がる腕状にして、中央部の肉厚が厚くなるよう
に構成することもできる。Furthermore, as shown in FIG. 6, a wall 208 of the antenna chamber 110 on the side of the object to be processed is formed with an intermediate portion 208.
The wall thickness of M can be configured to be thicker than the wall thickness of other portions, that is, the center portion 208C and the peripheral portion 208S.
Also with this configuration, it is possible to weaken the propagation force of the high frequency energy in the intermediate region (M) where the plasma density tends to be high, and it is possible to make the density of the plasma generated in the processing chamber uniform. In the example shown,
The outer wall surface of the antenna chamber 110 on the side of the object to be processed is made flat,
By forming the inner wall surface of the antenna chamber 110 into an arm shape in which the central portion is raised, the wall thickness of the intermediate portion 208M is increased. However, contrary to this example, the antenna chamber 11
It is also possible that the inner wall surface of No. 0 is flat and the outer wall surface is in the shape of an arm whose central portion rises toward the object to be processed so that the central portion is thicker.
【００４４】さらに、図６に示す実施例では、アンテナ
室１１０のＬＣＤ基板Ｌに対向する側の壁２０８内に処
理ガス供給路２２０を設けている。この処理ガス供給路
２２０は壁２０８の被処理体側外壁面に開口する複数の
処理ガス供給孔２２２を備えている。かかる構成によれ
ば、複数の処理ガス供給孔２２２から処理室内に処理ガ
スが均一に供給されるので、処理室１０２ａ内の処理ガ
ス分布密度をより均一化することが可能となり、従って
処理室１０２ａ内に生成するプラズマ密度の均一化を図
ることができる。Further, in the embodiment shown in FIG. 6, the processing gas supply passage 220 is provided in the wall 208 of the antenna chamber 110 on the side facing the LCD substrate L. The processing gas supply passage 220 is provided with a plurality of processing gas supply holes 222 that are opened in the outer wall surface of the wall 208 on the side of the target object. According to this configuration, the processing gas is uniformly supplied into the processing chamber from the plurality of processing gas supply holes 222, so that the processing gas distribution density in the processing chamber 102a can be made more uniform, and thus the processing chamber 102a can be made more uniform. It is possible to make the density of the plasma generated therein uniform.
【００４５】以上、本発明にかかるプラズマ処理装置を
ＬＣＤ基板用のエッチング装置に適用した一実施例に即
して説明したが、本発明はかかる実施例に限定されず、
特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内におい
て、当業者であれば、各種の修正および変更を施すこと
が可能であり、これらについても当然に本発明の技術的
範囲に属するものと了解される。Although the plasma processing apparatus according to the present invention has been described with reference to an embodiment in which it is applied to an LCD substrate etching apparatus, the present invention is not limited to such an embodiment.
Within the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art can make various modifications and changes, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. I understand.
【００４６】例えば、上記実施例においては、基板を被
処理体として処理する例を示したが、本発明は、半導体
ウェハを被処理体とする処理装置に対しても適用でき
る。また上記実施例では、本発明をエッチング装置に適
用した例を示したが、本発明は、プラズマを利用した各
種装置、例えばアッシング装置やプラズマＣＶＤ装置に
対しても適用することが可能である。For example, in the above embodiment, an example in which a substrate is processed as an object to be processed has been shown, but the present invention can be applied to a processing apparatus using a semiconductor wafer as an object to be processed. In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an etching apparatus has been described. However, the present invention can also be applied to various apparatuses using plasma, for example, an ashing apparatus and a plasma CVD apparatus.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づいて
構成されたプラズマ処理装置によれば、以下に示すよう
な優れた作用効果を奏することができる。As described above, according to the plasma processing apparatus constructed based on the present invention, the following excellent operational effects can be obtained.
【００４８】請求項１によれば、大気圧未満の圧力雰囲
気に保持されたアンテナ室が処理室内に設置されている
ので、大気圧と高真空の処理室内とを隔離していた従来
の誘電体の肉厚に比較して、アンテナ室の側壁の肉厚を
薄く構成することが可能となり、高周波電源より印加さ
れる高周波エネルギーをより効率的に処理室内に伝播さ
せることができる。また同時にアンテナ室の側壁は接地
された処理室の側面に接しているので、その反対面（す
なわち、被処理体に対向する面）に高周波による電界を
集中させることが可能となり、より高密度のプラズマを
発生させることができる。According to the first aspect of the present invention, since the antenna chamber maintained in a pressure atmosphere below atmospheric pressure is installed in the processing chamber, the conventional dielectric material which separates the atmospheric pressure and the high vacuum processing chamber from each other. The thickness of the side wall of the antenna chamber can be made thinner than the thickness of the above, and the high frequency energy applied from the high frequency power source can be more efficiently propagated into the processing chamber. At the same time, since the side wall of the antenna chamber is in contact with the side surface of the grounded processing chamber, it is possible to concentrate the electric field due to the high frequency on the opposite surface (that is, the surface facing the object to be processed) of higher density. Plasma can be generated.
【００４９】請求項２によれば、高周波電源より高周波
エネルギーが印加され加熱した高周波アンテナを冷却ガ
スにより冷却することが可能である。また冷却ガスの給
気量および／または排気量を調整することにより、アン
テナ室内の圧力を大気圧未満の所望の圧力に制御するこ
とができる。According to the second aspect, it is possible to cool the high frequency antenna heated by applying high frequency energy from the high frequency power source with the cooling gas. Further, by adjusting the supply amount and / or the exhaust amount of the cooling gas, the pressure inside the antenna chamber can be controlled to a desired pressure below atmospheric pressure.
【００５０】請求項３によれば、アンテナ室の被処理体
に対向する側の側壁の厚みが、処理室の壁面側の側壁の
厚みよりも薄いので、高周波による高密度の電界が被処
理体方向に形成されるので、さらに高周波エネルギーの
利用効率を高め高密度のプラズマを処理室内に生成する
ことができる。According to the third aspect of the present invention, the thickness of the side wall of the antenna chamber facing the object to be processed is smaller than the thickness of the side wall on the wall surface side of the processing chamber. Since it is formed in the direction, it is possible to further improve the utilization efficiency of high frequency energy and generate high-density plasma in the processing chamber.
【００５１】請求項４によれば、より強い電界が形成さ
れやすい処理室の中間領域については、高周波アンテナ
と被処理体との間隔を広げて配するので、中間領域の電
界と中央領域および周縁領域の電界の強さを均一化で
き、その結果プラズマ密度の均一化を図ることができ
る。According to the fourth aspect, in the intermediate region of the processing chamber where a stronger electric field is likely to be formed, the high-frequency antenna and the object to be processed are arranged so that the distance therebetween is widened. The electric field strength in the region can be made uniform, and as a result, the plasma density can be made uniform.
【００５２】請求項５によれば、より強い電界が発生す
る中間領域における高周波エネルギーの伝播を緩和する
ことが可能となり、処理室の中間領域おいて高密度にな
り易いプラズマを、中央領域や周縁領域と同程度の密度
に調整することが可能となり、プラズマ密度の均一化を
図ることができる。According to the present invention, the propagation of the high frequency energy in the intermediate region where a stronger electric field is generated can be alleviated, and the plasma, which tends to have a high density in the intermediate region of the processing chamber, is generated in the central region and the peripheral region. It is possible to adjust the density to the same level as the area, and it is possible to make the plasma density uniform.
【００５３】請求項６によれば、アンテナ室の被処理体
に対向する側の壁に、処理ガス供給手段を設けているの
で、例えば、被処理体の対向面側に形成された複数の処
理ガス供給孔から処理室内に処理ガスを供給することに
より、処理ガスの分布密度を均一化し、従って処理室内
に生成するプラズマ密度の均一化を図ることができる。According to the sixth aspect, since the processing gas supply means is provided on the wall of the antenna chamber facing the object to be processed, for example, a plurality of processings formed on the surface of the object to be opposed. By supplying the processing gas into the processing chamber through the gas supply holes, the distribution density of the processing gas can be made uniform, and thus the density of plasma generated in the processing chamber can be made uniform.
【００５４】請求項７によれば、アンテナ室の被処理体
に対向する側の壁に、冷媒が流通する冷媒流路を設けて
いるので、例えば、上記冷媒流路中に冷水を流通させる
ことにより過熱したアンテナ室内を冷却することができ
る。According to the present invention, the wall of the antenna chamber facing the object to be processed is provided with the refrigerant passage through which the refrigerant flows. Therefore, for example, cold water can be circulated in the refrigerant passage. As a result, the overheated antenna chamber can be cooled.
【図１】本発明にかかるプラズマ処理装置をＬＣＤ基板
用のエッチング装置に適用した一実施例の概略的な構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment in which a plasma processing apparatus according to the present invention is applied to an etching apparatus for LCD substrates.
【図２】図１に示すプラズマエッチング装置の高周波ア
ンテナの配置の様子を示す略水平方向断面図である。FIG. 2 is a schematic horizontal cross-sectional view showing how the high frequency antenna of the plasma etching apparatus shown in FIG. 1 is arranged.
【図３】本発明にかかるプラズマ処理装置に適用可能な
高周波アンテナの別の実施例を示す略水平方向断面図で
ある。FIG. 3 is a schematic horizontal cross-sectional view showing another embodiment of a high-frequency antenna applicable to the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図４】本発明にかかるプラズマ処理装置に適用可能な
高周波アンテナのさらに別の実施例を示す略垂直方向断
面図である。FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of a high frequency antenna applicable to the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図５】本発明にかかるプラズマ処理装置に適用可能な
高周波アンテナおよびアンテナ室のさらに別の実施例を
示す略垂直方向断面図である。FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of a high-frequency antenna and an antenna chamber applicable to the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図６】本発明にかかるプラズマ処理装置に適用可能な
高周波アンテナおよびアンテナ室のさらに別の実施例を
示す略垂直方向断面図である。FIG. 6 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of a high-frequency antenna and an antenna chamber applicable to the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図７】高周波アンテナの配置とエッチングレートとの
関係を示す説明図であり、（Ａ）は高周波アンテナを平
面状に配置した場合、（Ｂ）は高周波アンテナの中間部
が盛り上がるように配置した場合をそれぞれ示してい
る。FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing the relationship between the arrangement of the high-frequency antenna and the etching rate. FIG. 7A shows a case where the high-frequency antenna is arranged in a plane, and FIG. 7B shows an arrangement in which an intermediate portion of the high-frequency antenna is raised. Each case is shown.
【図８】従来の高周波誘導型プラズマ処理装置の概略構
成を示す略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a conventional high frequency induction type plasma processing apparatus.
１００ プラズマエッチング装置 １０２ 処理容器 １０２ａ 処理室 １０２Ｂ 天井部 １０６ 載置台 １１０ アンテナ室 １１０ａ 被処理体側壁 １１２ 高周波アンテナ １１４ マッチング回路 １１６ 高周波電源 １１６ 冷却ガス給気口 １１８ 冷却ガス排気口 100 plasma etching apparatus 102 processing container 102a processing chamber 102B ceiling 106 mounting table 110 antenna chamber 110a object side wall 112 high frequency antenna 114 matching circuit 116 high frequency power supply 116 cooling gas supply port 118 cooling gas exhaust port
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｃ２３Ｃ 16/50─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl.6 Identification number Office reference number FI technical display location // C23C 16/50 C23C 16/50
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