JP5657953B2

JP5657953B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP5657953B2
Application number: JP2010191196A
Authority: JP
Inventors: 雅敏川上; 角屋　誠浩; 誠浩角屋; 田村　仁; 仁田村; 茂白米; 基裕田中; 靖園田; 智司渡邉
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: JP2012049393A

Description

本発明は、プラズマ処理装置に係わり、特にプラズマを用いて半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理装置及びそのプラズマ処理装置を用いて半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for performing surface treatment of a semiconductor substrate or the like using plasma and a surface treatment of a semiconductor substrate or the like using the plasma processing apparatus. The present invention relates to a plasma processing method.

近年の半導体素子は微細化により、リソグラフィーにより形成されたマスクを下層膜に転写するエッチング工程にはより高い精度の寸法精度、つまりＣＤ（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度が要求されている。量産現場において高いＣＤ制御性に加えて、ＣＤの再現性を確保することが重要な課題である。一般にエッチング工程においてＣＤが変動する要因としてはエッチングチャンバー内壁に被処理材から発生した反応生成物が付着する、チャンバー内部材が長期的な使用により消耗する、チャンバー内部材の温度等が変動し、チャンバー内内壁等へのラジカルの付着確率が変化し、エッチング性能へ影響するプラズマ状態が変動する等の要因が挙げられる。 Due to miniaturization of recent semiconductor elements, higher accuracy in dimensional accuracy, that is, CD (Critical Dimension) accuracy is required for an etching process for transferring a mask formed by lithography to a lower layer film. In addition to high CD controllability in mass production sites, ensuring CD reproducibility is an important issue. In general, the factors that cause the CD to fluctuate in the etching process are that reaction products generated from the material to be processed adhere to the inner wall of the etching chamber, the chamber inner member is consumed due to long-term use, the temperature of the chamber inner member fluctuates, For example, the probability of radical adhesion to the inner wall of the chamber changes, and the plasma state that affects the etching performance fluctuates.

従来のプラズマ処理装置はチャンバー内温度変動を抑制するために、真空チャンバーに温度制御器を設置し、真空チャンバーの温度を調整し、温度制御器を設置できない、プラズマ生成用の電磁波導入用誘電体窓等は、被処理材の処理前に予備放電を行う等の方法にて、その温度制御を実施していた。しかし、処理と処理の間の待機時間等が変化するため、待機中のチャンバー内温度が変化し予備放電による温度制御が安定に行えない可能性があった。 Conventional plasma processing equipment is equipped with a temperature controller in the vacuum chamber in order to suppress temperature fluctuations in the chamber, the temperature of the vacuum chamber is adjusted, and the temperature controller cannot be installed. The temperature of windows and the like has been controlled by a method such as performing preliminary discharge before processing the material to be processed. However, since the standby time between processes changes, the temperature in the chamber during standby changes, and temperature control by preliminary discharge may not be performed stably.

本出願人は、本発明と同様に、プラズマ処理装置の装置内部材の温度を安定化し、ＣＤ精度の変動の少ないプラズマ処理装置を提供しようとして、既に、プラズマ処理装置の誘電体窓に温風ユニットを接続し、誘電体窓あるいはシャワープレートの温度を温度センサーにより計測した温度信号を元に、温風ユニットを制御して誘電体窓あるいはシャワープレートの温度制御を行うことを出願し公開されている（特願２００８−３１５６３１（特開２０１０−１４１１０４号公報：特許文献１）。 As in the present invention, the present applicant has already tried to provide a plasma processing apparatus that stabilizes the temperature of the in-apparatus member of the plasma processing apparatus and has a small CD accuracy fluctuation. Based on the temperature signal measured by the temperature sensor, the temperature of the dielectric window or shower plate is connected to the unit, and the application of the temperature control of the dielectric window or shower plate by controlling the hot air unit has been published. (Japanese Patent Application No. 2008-315631 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-141104: Patent Document 1)).

特開２０１０−１４１１０４号公報JP 2010-141104 A

半導体集積回路の集積度が高まるにつれ、長期的なＣＤ変動の抑制が要求されている。本発明では、装置内部材の温度を安定化し、ＣＤ変動の少ないプラズマ処理装置を提供することにある。 As the degree of integration of semiconductor integrated circuits increases, long-term suppression of CD fluctuation is required. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus that stabilizes the temperature of the internal members of the apparatus and has little CD fluctuation.

本発明のプラズマ処理装置は、被処理材をプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられるとともに周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention includes a vacuum chamber that will be plasma treatment material to be treated, and the dielectric window which hermetically seals the upper portion of the vacuum vessel, a high-frequency power through the waveguide and the dielectric window A high-frequency power source to be supplied to the vacuum vessel, a cavity resonator disposed above the dielectric window by resonating the high-frequency power source transmitted by the waveguide, a substrate electrode on which the material to be processed is placed, and In a plasma processing apparatus provided with a dielectric gas supply plate facing a substrate electrode disposed below a dielectric window and supplying a plasma processing gas into the vacuum vessel, the plasma is supplied into the cavity resonator. a hot air heater for heating air, and a temperature sensor for monitoring the temperature of the dielectric window, and a controller for controlling the temperature sensor the hot air heater based on the monitor value, supplied to the cavity resonator An exhaust port provided in the waveguide for exhausting the generated air, and the cavity resonator includes an air supply port provided at an upper portion for supplying air therein, and the air supply port includes: is arranged to Rutotomoni orbiting provided at a predetermined angle inwardly with respect to the vertical direction, and wherein the being 0 ° to 45 ° angle inclined et al with respect to the circumferential direction of the tangential direction of the circumferential .

さらに本発明のプラズマ処理装置は、被処理材がプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口と上部に配置された冷却水の流路を具備し、前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられ、前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されていることを特徴とする。 Furthermore, the plasma processing apparatus of the present invention includes a vacuum container in which a material to be processed is plasma-processed, a dielectric window that hermetically seals an upper portion of the vacuum container, a high-frequency power through a waveguide and the dielectric window. A high-frequency power source that supplies the vacuum vessel, a cavity resonator disposed above the dielectric window by resonating the high-frequency power transmitted by the waveguide, and a substrate electrode on which the material to be processed is placed, In a plasma processing apparatus comprising a dielectric gas supply plate facing the substrate electrode disposed below the dielectric window and supplying a plasma processing gas into the vacuum chamber, the plasma processing apparatus is supplied into the cavity resonator. A hot air heater that heats the air to be heated, a temperature sensor that monitors the temperature of the dielectric window, a control unit that controls the hot air heater based on a monitored value of the temperature sensor, and an inside of the cavity resonator An exhaust port provided in the waveguide for exhausting the supplied air, and the cavity resonator supplies air to the inside, and an air supply port provided in the upper portion and cooling water disposed in the upper portion. The air supply port is provided inside a predetermined angle with respect to a vertical direction, and the flow channel is disposed outside the waveguide and the temperature sensor and from the air supply port. It characterized that you have been placed in the inside.

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサーであることを特徴とする。
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention is characterized in that the temperature sensor is an infrared measurement type temperature sensor.
Furthermore, the plasma processing apparatus of the present invention is characterized in that the electromagnetic wave generated from the high-frequency power source is a microwave.

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とする。 Furthermore, in the plasma processing apparatus of the present invention, the predetermined angle is 15 ° to 45 ° .

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とする。 Furthermore the plasma processing apparatus of the present invention, the air supply port is disposed so as to surround, characterized that you have inclined angle of 0 ° to 45 ° with respect to the circumferential direction of the tangential direction of the circumferential .

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とする。 Further plasma processing apparatus according to the present invention, the exhaust port attenuates the microwave, and wherein the pipe-shaped der Rukoto.

さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されることを特徴とする。 Furthermore, in the plasma processing apparatus of the present invention, the cavity resonator further includes a cooling water flow path disposed at an upper portion, and the flow path is disposed outside the waveguide and the temperature sensor. wherein disposed inside the air supply port and said Rukoto.

さらに本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理中以外は前記第１、第２、第３の温度制御機構は前記誘電体窓の温度変化を極小とするように制御することを特徴とする。 Furthermore, the plasma processing apparatus of the present invention is characterized in that the first, second, and third temperature control mechanisms are controlled so as to minimize the temperature change of the dielectric window except during the plasma processing.

本発明のプラズマ処理方法では、誘電体窓の温度変動が抑制されることから、リアクタ内壁温度により変動する壁表面とのプラズマとの相互作用が安定化され、エッチング性能に影響するプラズマ中状態が安定化することから、ＣＤの変動抑制が可能であるという効果がある。 In the plasma processing method of the present invention, since the temperature variation of the dielectric window is suppressed, the interaction with the plasma with the wall surface, which fluctuates due to the reactor inner wall temperature, is stabilized, and the plasma state that affects the etching performance is stabilized. Since stabilization is achieved, there is an effect that CD fluctuation can be suppressed.

本発明の一実施例であるマイクロ波ＥＣＲエッチング装置の縦断面図。1 is a longitudinal sectional view of a microwave ECR etching apparatus that is an embodiment of the present invention. シャワープレートとＣＤ変動の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between a shower plate and CD fluctuation | variation. パイプ周辺の拡大図。An enlarged view around the pipe. パイプ周辺の斜視図。The perspective view of a pipe periphery. ガス導入穴の拡大図。The enlarged view of a gas introduction hole. ガス誘電体窓近傍のガス流れ図。A gas flow diagram in the vicinity of a gas dielectric window. ガス導入穴を上部から見た拡大図。The enlarged view which looked at the gas introduction hole from the upper part. 誘電体窓上部から見たガス流れ図。The gas flow figure seen from the dielectric material window upper part. 垂直に開けたガス導入穴と本実施例のガス導入穴で誘電体窓を加熱した結果。The result of heating the dielectric window with the gas introduction hole opened vertically and the gas introduction hole of this example. ヒーター１本あたりのドライエアの流量に対する誘電体窓とドライエアの熱伝達係数の関係図。The relationship figure of the heat transfer coefficient of a dielectric material window and dry air to the flow rate of dry air per heater. 投入熱量ごとの加熱時間に対する誘電体窓の温度の関係図。The relationship figure of the temperature of the dielectric material window with respect to the heating time for every input heat amount. シャワープレート温度時間変化の誘電体窓加熱有無の影響を示す特性図。The characteristic view which shows the influence of the dielectric window heating presence / absence of shower plate temperature time change. ウエハ1ロット処理時のシャワープレート温度時間変化を示す特性図。The characteristic view which shows the time change of the shower plate temperature at the time of wafer 1 lot processing.

以下、本発明の一実施例であるマイクロ波ＥＣＲ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング装置を用いたプラズマ処理装置を図１〜図１１により説明する。なお、本明細書においては、プラズマ処理装置を中心にしてその実施例を詳細に説明するが、その説明の流れの中で、当該プラズマ処理装置を用いた半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理方法の説明を行っている。 A plasma processing apparatus using a microwave ECR (Electron Cyclotron Resonance) etching apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this specification, embodiments of the plasma processing apparatus will be described in detail. However, in the flow of the description, surface treatment of a semiconductor substrate or the like using the plasma processing apparatus is performed. A suitable plasma processing method is described.

図１に本発明の第一の実施例であるプラズマ処理装置の構成を示す。上部が開放された真空容器１０１の上部に、真空容器１０１内にエッチングガスを導入するためのガス供給板たるシャワープレート１０２（例えば石英製またはイットリア製）、誘電体窓１０３（例えば石英製）を設置し、密封することにより処理室１０４を形成する。真空容器１０１の外部にはヒーター１２２が設置され、ヒーター制御器１２３（第２の温度制御機構）に接続されている。真空容器１０１には第２の温度センサー１２４が設置され、その信号はヒーター制御器１２３に伝送され、真空容器１０１内壁が任意の温度になるようにヒーター１２２へ出力制御される。シャワープレート１０２にはエッチングガスを流すためのガス供給装置１０５が接続される。また、真空容器１０１には真空排気口１０６を介し真空排気装置（図示省略）が接続されている。プラズマを生成するための電力を処理室１０４に伝送するため、誘電体窓１０３の上方には電磁波を放射する高周波導入手段として導波管１０７（またはアンテナ）が設けられる。導波管１０７（またはアンテナ）へ伝送される電磁波は電磁波発生用電源１０９から発振させる。電磁波の周波数は特に限定されないが、本実施例では２．４５ＧＨｚのマイクロ波を使用する。処理室１０４の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル１１０が設けてあり、電磁波発生用電源１０９より発振された電力は、形成された磁場との相互作用により、処理室１０４内にプラズマを生成する。また、シャワープレート１０２に対向して真空容器１０１の下部にはウエハ載置用電極１１１が設けられる。ウエハ載置用電極１１１は電極表面が溶射膜（図示省略）で被覆されており、高周波フィルター１１５を介して直流電源１１６が接続されている。さらに、ウエハ載置用電源１１１には、マッチング回路１１３を介して高周波電源１１４が接続される。ウエハ載置用電極１１１は、冷媒用流路１１７を有し、温調器１１８（第３の温度制御機構）に接続されているとともに、ヒーター１１９を有し、ヒーター制御器１２０に接続されている。またウエハ載置用電極１１１には第３の温度センサー１２１が設置され、その信号はヒーター制御器１２０に伝送され、ウエハ１１２温度を所望の温度になるように、ヒーター１１９の出力および冷媒の温度を制御する温調器１１８の設定温度を制御する。 FIG. 1 shows the configuration of a plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. A shower plate 102 (for example, made of quartz or yttria), which is a gas supply plate for introducing an etching gas into the vacuum container 101, and a dielectric window 103 (for example, made of quartz) are provided on the upper part of the vacuum vessel 101 whose upper part is opened. The processing chamber 104 is formed by installing and sealing. A heater 122 is installed outside the vacuum vessel 101 and is connected to a heater controller 123 (second temperature control mechanism). A second temperature sensor 124 is installed in the vacuum vessel 101, and the signal is transmitted to the heater controller 123, and the output is controlled to the heater 122 so that the inner wall of the vacuum vessel 101 has an arbitrary temperature. A gas supply device 105 for flowing an etching gas is connected to the shower plate 102. In addition, a vacuum exhaust device (not shown) is connected to the vacuum vessel 101 via a vacuum exhaust port 106. In order to transmit power for generating plasma to the processing chamber 104, a waveguide 107 (or an antenna) is provided above the dielectric window 103 as high-frequency introducing means for radiating electromagnetic waves. The electromagnetic wave transmitted to the waveguide 107 (or antenna) is oscillated from the electromagnetic wave generating power source 109. The frequency of the electromagnetic wave is not particularly limited, but a microwave of 2.45 GHz is used in this embodiment. A magnetic field generating coil 110 that forms a magnetic field is provided on the outer peripheral portion of the processing chamber 104, and the electric power oscillated from the electromagnetic wave generation power source 109 is plasma in the processing chamber 104 due to the interaction with the formed magnetic field. Is generated. In addition, a wafer mounting electrode 111 is provided below the vacuum vessel 101 so as to face the shower plate 102. The wafer mounting electrode 111 has an electrode surface covered with a sprayed film (not shown), and a DC power supply 116 is connected through a high frequency filter 115. Further, a high frequency power supply 114 is connected to the wafer mounting power supply 111 via a matching circuit 113. The wafer mounting electrode 111 has a coolant channel 117 and is connected to a temperature controller 118 (third temperature control mechanism), and has a heater 119 and is connected to a heater controller 120. Yes. Further, a third temperature sensor 121 is installed on the wafer mounting electrode 111, and its signal is transmitted to the heater controller 120, so that the output of the heater 119 and the temperature of the refrigerant are adjusted so that the temperature of the wafer 112 becomes a desired temperature. The set temperature of the temperature controller 118 that controls the temperature is controlled.

処理室１０４内に搬送されたウエハ１１２は、直流電源１１６から印加される直流電圧の静電気力でウエハ載置用電極１１１上に吸着、温度調節され、ガス供給装置１０５によって所望のエッチングガスを供給した後、真空容器１０１内を所定の圧力とし、処理室１０４内にプラズマを発生させる。ウエハ載置用電極１１１に接続された高周波電源１１４から高周波電力を印加することにより、プラズマからウエハへイオンを引き込み、ウエハ１１２がエッチング処理される。 The wafer 112 transferred into the processing chamber 104 is adsorbed onto the wafer mounting electrode 111 by the electrostatic force of the DC voltage applied from the DC power supply 116, the temperature is adjusted, and a desired etching gas is supplied by the gas supply device 105. After that, the inside of the vacuum chamber 101 is set to a predetermined pressure, and plasma is generated in the processing chamber 104. By applying a high frequency power from a high frequency power source 114 connected to the wafer mounting electrode 111, ions are drawn from the plasma into the wafer, and the wafer 112 is etched.

従来、エッチングチャンバー内の温度は、真空容器１０１の内壁はヒーター１２２にて、ウエハ載置用電極１１１は、ヒーター１１９、温調器１１８にて任意の温度に制御されていた。しかしエッチングチャンバー内の表面積としてもうひとつ大きな面積を占めるシャワープレート１０２、および誘電体窓１０３は積極的な温度制御は行われておらず、主にそれらの温度はプラズマからの入熱の影響を強く受けていた。図２にシャワープレート１０２の温度とそのとき得られるＣＤ値との関係を示す。ＣＤ値はシャワープレート１０２温度と良い相関があることが分かる。また誘電体窓１０３温度も過渡現象を除けばＣＤ値と相関があることが分かっており、ＣＤ値を常に安定させるためには、シャワープレート１０２ならびに誘電体窓１０３の温度を安定にする必要がある。シャワープレート１０２は誘電体窓１０３の直下に位置する同心を持つ平行円板であり、その隙間にプロセスガスを異常放電が発生しないように流すために、コンマ数ｍｍ程度しか離れていない。その為、形態係数が０．８〜１と大きいことから、輻射熱伝達で数百Ｗ程度の熱のやり取りが行われる。このことから、誘電体窓１０３を温度制御することにより、シャワープレート１０２の温度制御を行うことができる。 Conventionally, the temperature in the etching chamber has been controlled to an arbitrary temperature by the heater 122 on the inner wall of the vacuum vessel 101 and the heater 119 and the temperature controller 118 for the wafer mounting electrode 111. However, the temperature of the shower plate 102 and the dielectric window 103, which occupy another large area as the surface area in the etching chamber, is not actively controlled, and mainly their temperature strongly influences the heat input from the plasma. I was receiving. FIG. 2 shows the relationship between the temperature of the shower plate 102 and the CD value obtained at that time. It can be seen that the CD value has a good correlation with the temperature of the shower plate 102. In addition, it is known that the temperature of the dielectric window 103 has a correlation with the CD value except for the transient phenomenon, and it is necessary to stabilize the temperature of the shower plate 102 and the dielectric window 103 in order to always stabilize the CD value. is there. The shower plate 102 is a concentric parallel disk located immediately below the dielectric window 103, and is separated by only a few millimeters in order to allow the process gas to flow in the gap so that abnormal discharge does not occur. Therefore, since the form factor is as large as 0.8 to 1, heat exchange of about several hundred W is performed by radiant heat transfer. Accordingly, the temperature of the shower plate 102 can be controlled by controlling the temperature of the dielectric window 103.

本発明では、誘電体窓１０３、およびシャワープレート１０２の温度制御を行うため、誘電体窓１０３と該誘電体窓１０３と対向する空洞共振器１０８とで密閉された空間１５１内に常温のドライエアを導入するガスライン１６０とそのドライエアを加熱する温風ヒーター１２６が接続されている。温風ヒーター１２６は温風ヒーター制御器１２７（第１の温度制御機構）に接続されている。温風ヒーター１２６で加熱されたドライエアはエア供給口たるガス導入穴１３４を通して導波路内に導入される。その加熱されたドライエアは誘電体窓１０３と接触し、熱エネルギーが伝達され、誘電体窓１０３を加熱する。また、温風ヒーター１２６でドライエアを加熱せずに常温で導入することにより、誘電体窓１０３を冷却することも出来る。その為、温風ヒーター１２６をＯＮ−ＯＦＦすることにより、誘電体窓１０３の加熱と冷却が可能となる。 In the present invention, in order to control the temperature of the dielectric window 103 and the shower plate 102, normal temperature dry air is introduced into the space 151 sealed by the dielectric window 103 and the cavity resonator 108 facing the dielectric window 103. A gas line 160 to be introduced and a hot air heater 126 for heating the dry air are connected. The warm air heater 126 is connected to a warm air heater controller 127 (first temperature control mechanism). Dry air heated by the hot air heater 126 is introduced into the waveguide through a gas introduction hole 134 serving as an air supply port . The heated dry air comes into contact with the dielectric window 103, heat energy is transmitted, and the dielectric window 103 is heated. Further, by introducing at ordinary temperature without heating the dry air with warm air heater 126, it is possible to cool the dielectric window 103. Therefore, by ON-OFF warm air heater 126, it is possible to heating and cooling of the dielectric window 103.

導入したドライエアを排出する為に、電磁波発生用電源１０９の手前の導波路に導電性のパイプ１２５が設けられ、そのパイプ１２５を通過してドライエアは導波管１０７の外に排気される。図３にパイプ１２５周辺の拡大図をしめす。図３に示すように電磁波発生用電源１０９の直前にはドライエアが進入しないように、誘電体プレート１３３が設置されている。パイプ１２５の大きさは電磁波が導波路より外に漏れ出さないように、十分に減衰する構造になっていなければならない。本実施例ではマイクロ波２．４５ＧＨｚを1％未満に減衰させるために外径８ｍｍ、内径６ｍｍ、長さ５０ｍｍの構造とした。また、図４にパイプ１２５周辺の斜視図を示す。図４に示すように、投入したガスを十分に排気する必要があるため、必要排気量を応じて取り付けるパイプ本数を増やす構造とした。本実施例ではパイプ本数を１０本とした。 In order to discharge the introduced dry air, a conductive pipe 125 is provided in the waveguide in front of the electromagnetic wave generating power supply 109, and the dry air passes through the pipe 125 and is exhausted outside the waveguide 107. FIG. 3 shows an enlarged view around the pipe 125. As shown in FIG. 3, a dielectric plate 133 is installed just before the electromagnetic wave generating power supply 109 so that dry air does not enter. The size of the pipe 125 must be sufficiently attenuated so that electromagnetic waves do not leak out of the waveguide. In this embodiment, a structure having an outer diameter of 8 mm, an inner diameter of 6 mm, and a length of 50 mm is used to attenuate microwave 2.45 GHz to less than 1%. FIG. 4 is a perspective view around the pipe 125. As shown in FIG. 4, since it is necessary to exhaust the introduced gas sufficiently, the number of pipes to be attached is increased according to the required exhaust amount. In this embodiment, the number of pipes is ten.

また、ガス導入穴１３４はドライエアと誘電体窓１０３との熱伝達率向上の為に、高さ方向に角度をもっている。図５にガス導入穴１３４の拡大図をしめす。図５に示すように本実施例では垂直方向に対して角度を３０°傾けた穴とした。図６にガス誘電体窓１０３近傍のガス流れ図を示す。図６に示すように角度を傾けた穴を用いることにより、排気に向うガスの最適な流れが出来ると供に、誘電体窓１０３に対する水平方向成分の流速が増すことによって熱伝達率が向上する。 The gas introduction hole 134 has an angle in the height direction in order to improve the heat transfer coefficient between the dry air and the dielectric window 103. FIG. 5 shows an enlarged view of the gas introduction hole 134. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the holes are inclined at an angle of 30 ° with respect to the vertical direction. FIG. 6 shows a gas flow diagram in the vicinity of the gas dielectric window 103. As shown in FIG. 6, the use of the inclined holes enables an optimal flow of gas toward the exhaust gas, and an increase in the horizontal component flow velocity with respect to the dielectric window 103 improves the heat transfer coefficient. .

本実施例では３０°としたが、誘電体窓１０３へ効率的に熱を伝える為には、１５°〜４５°の範囲が望ましい。その理由として、ドライエアがガス導入穴１３４から誘電体窓１０３に到達し、空洞共振器１０８の側壁まで流れる距離は一定の為、４５°以上になるとドライエアが誘電体窓１０３に到達するまでの距離が伸び、到達してから誘電体窓１０３の表面を空洞共振器１０８の側壁まで流れる距離が短くなってしまう。この表面を流れる距離が短くなることは、ドライエアから見た誘電体窓１０３の特性長さを短くすることになる。その為、レイノルズ数が減少し乱流から層流となる為、熱伝達率が１／３に減少する。また、１５°未満になると、ドライエアの水平方向成分の流速が減少することよりレイノルズ数が減少し乱流とみなせなくなる為、熱伝達率が１／３に減少する。 In this embodiment, the angle is set to 30 °, but in order to efficiently transfer heat to the dielectric window 103, a range of 15 ° to 45 ° is desirable. The reason is that the distance that the dry air reaches the dielectric window 103 from the gas introduction hole 134 and flows to the side wall of the cavity resonator 108 is constant. Therefore, the distance until the dry air reaches the dielectric window 103 when the angle exceeds 45 °. Is extended, and the distance that flows from the surface of the dielectric window 103 to the side wall of the cavity resonator 108 becomes short. When the distance flowing through the surface is shortened, the characteristic length of the dielectric window 103 viewed from the dry air is shortened. As a result, the Reynolds number decreases and the turbulent flow changes to a laminar flow, so that the heat transfer coefficient decreases to 1/3. Further, when the angle is less than 15 °, the Reynolds number is reduced due to a decrease in the flow velocity of the horizontal component of the dry air and the turbulent flow cannot be considered, so the heat transfer coefficient is reduced to 1/3.

また、ガス導入穴１３４は誘電体窓１０３を面内均一に加熱するために円周方向に角度をもっている。図７にガス導入穴１３４を上部から見た拡大図を示す。図７に示すように本実施例では周方向に対して３０°とした。図８に誘電体窓１０３上部から見たガス流れ図を示す。図８に示すように周方向に角度を持たせることによって、旋回流れが生じ、面内を均一に加熱することができる。本実施例では周方向に対して３０°としたが、誘電体窓１０３の面内を均一に、そして効率よく加熱する為には０°〜４５°の範囲が望ましい。その理由として４５°以上になるとドライエアの流速は周方向の速度成分より径方向の速度成分の方が大きくなり、効率良く旋回流れを生み出せなくなる。また、ガス導入穴１３４より外周にドライエアが流れにくくなり、誘電体窓１０３を面内均一に加熱することが難しくなる。また、０°以下になると、ドライエアの流れの方向が壁方向に向き過ぎてしまい、誘電体窓１０３の表面を流れる距離が短くなってしまう。この表面を流れる距離が短くなることは、ドライエアから見た誘電体窓１０３の特性長さを短くすることになる。その為、レイノルズ数が減少し乱流とみなせなくなる為、熱伝達率が１／３に減少する。実施例ではガス導入穴１３４を４箇所としたが、面内を均一に加熱することを考えると２箇所以上あることが望ましい。図９に垂直に開けたガス導入穴と本実施例のガス導入穴で誘電体窓を加熱した結果を示す。図９で示すように垂直に開けたガス導入穴ではガス噴出し穴近傍と遠方で温度差が２５℃以上あるが、本実施例のガス導入穴１３４では、ガス噴出し穴近傍と遠方の温度差を１０℃以下に抑えることができる。このことから、本実施例の構造により面内の均一性が向上できる。それぞれのガス導入穴１３４から導入するドライエアの方向は、流れを打ち消しあわないように時計回り、もしくは反時計まわりに合わせることが望ましい。 Further, the gas introduction hole 134 has an angle in the circumferential direction in order to heat the dielectric window 103 uniformly in the surface. FIG. 7 shows an enlarged view of the gas introduction hole 134 as seen from above. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the angle is 30 ° with respect to the circumferential direction. FIG. 8 shows a gas flow diagram as viewed from above the dielectric window 103. As shown in FIG. 8, by providing an angle in the circumferential direction, a swirl flow is generated, and the surface can be heated uniformly. In this embodiment, the angle is set to 30 ° with respect to the circumferential direction, but a range of 0 ° to 45 ° is desirable in order to heat the dielectric window 103 uniformly and efficiently. As the reason, when the angle is 45 ° or more, the flow velocity of the dry air is larger in the radial velocity component than in the circumferential velocity component, and the swirl flow cannot be generated efficiently. Further, it becomes difficult for dry air to flow from the gas introduction hole 134 to the outer periphery, and it becomes difficult to heat the dielectric window 103 uniformly in the surface. When the angle is 0 ° or less, the flow direction of the dry air is excessively directed in the wall direction, and the distance flowing through the surface of the dielectric window 103 is shortened. When the distance flowing through the surface is shortened, the characteristic length of the dielectric window 103 viewed from the dry air is shortened. For this reason, the Reynolds number is reduced and cannot be regarded as turbulent flow, so that the heat transfer coefficient is reduced to 1/3. In the embodiment, the gas introduction holes 134 are provided at four places, but it is desirable that there are two or more places in consideration of heating the surface uniformly. FIG. 9 shows the result of heating the dielectric window with the gas introduction hole opened vertically and the gas introduction hole of this example. As shown in FIG. 9, in the gas introduction hole opened vertically, there is a temperature difference of 25 ° C. or more in the distance from the vicinity of the gas ejection hole. In the gas introduction hole 134 of this embodiment, the temperature in the vicinity of the gas ejection hole and the distance from the distance. The difference can be suppressed to 10 ° C. or less. From this, the in-plane uniformity can be improved by the structure of this embodiment. The direction of the dry air introduced from each gas introduction hole 134 is desirably adjusted clockwise or counterclockwise so as not to cancel out the flow.

次に、図１０にヒーター１本あたりのドライエアの流量に対する誘電体窓１０３とドライエアの熱伝達係数の関係図を示す。図１０に示されるように、流量５０Ｌ/ｍｉｎ近傍を堺にドライエアの流れが層流から乱流に変わることにより、熱伝達係数の値が３倍程度向上する。このことから、効率的に誘電体窓１０３とドライエアを熱交換させるには、導入するドライエアの流量は５０Ｌ/ｍｉｎ以上が望ましい。 Next, FIG. 10 shows a relationship diagram of the heat transfer coefficient of the dielectric window 103 and the dry air with respect to the flow rate of the dry air per heater. As shown in FIG. 10, the flow of dry air changes from laminar flow to turbulent flow in the vicinity of a flow rate of 50 L / min, thereby improving the value of the heat transfer coefficient by about three times. Therefore, in order to efficiently exchange heat between the dielectric window 103 and the dry air, the flow rate of the introduced dry air is preferably 50 L / min or more.

また図１１に投入熱量ごとの加熱時間に対する誘電体窓１０３の温度の関係図を示す。被処理材の処理中における誘電体窓１０３の温度は８０℃〜１００℃である。そのため、装置立ち上げ時にその温度まで予備加熱する必要がある。一般的に装置立ち上げ時間は１時間程度であることから、１時間以内に８０℃まで温度を上昇させるには図１１に示されるように誘電体窓１０３の単位体積あたりの入熱量、７５ｋＷ/ｍ^３以上の熱量が必要である。このことから導入する熱量は誘電体窓１０３の単位体積あたりの入熱量、７５ｋＷ/ｍ^３以上が望ましい。 FIG. 11 shows a relationship diagram of the temperature of the dielectric window 103 with respect to the heating time for each input heat amount. The temperature of the dielectric window 103 during processing of the workpiece is 80 ° C. to 100 ° C. Therefore, it is necessary to preheat to that temperature when the apparatus is started up. In general, the apparatus startup time is about 1 hour. Therefore, in order to raise the temperature to 80 ° C. within 1 hour, as shown in FIG. 11, the heat input per unit volume of the dielectric window 103 is 75 kW / A calorie of m ³ or more is required. Therefore, the amount of heat introduced is preferably 75 kW / m ³ or more per unit volume of the dielectric window 103.

また誘電体窓１０３の温度を監視するため、空洞共振器１０８上部には第１の温度センサーが設置されている。ここで第１の温度センサーは直接誘電体窓１０３に接続しても良いが、本実施例の場合誘電体窓１０３上部は高周波電磁波の伝送路であることから、高周波電磁界への影響を低減するため、赤外線計測型温度モニター１２８が設置してある。ここで使用する赤外線は誘電体窓１０３の透過波長域以上の赤外波長を使用し、一般的に数μｍの波長域となる。また、直接シャワープレート１０２の温度を測定する場合には、シャワープレート１０２上部に赤外計測用マーカー１３５を設置する。赤外計測用マーカー１３５の材質は誘電体窓１０３およびシャワープレート１０２の赤外線透過波長域にて、吸収波長領域を有することが必要である。またこの場合は赤外線計測形温度モニター１２８の使用赤外波長を、誘電体窓１０３に対して透過波長、赤外計測用マーカー１３５に対して吸収波長となる波長領域を使用することで、直接シャワープレート１０２の温度を測定することが可能となる。赤外線計測型温度モニター１２８にて測定された温度信号は温風ヒーター制御器１２７に伝送され、誘電体窓１０３またはシャワープレート１０２が所望の温度になるように、温風ヒーター１２６をＯＮ−ＯＦＦ制御する。ここで調整する温度範囲を室温〜１００℃とすることで、より効果的な温度調節が可能である。 In order to monitor the temperature of the dielectric window 103, a first temperature sensor is installed on the cavity resonator. Here, the first temperature sensor may be directly connected to the dielectric window 103. However, in the present embodiment, the upper part of the dielectric window 103 is a transmission path for high-frequency electromagnetic waves, thereby reducing the influence on the high-frequency electromagnetic field. Therefore, an infrared measurement type temperature monitor 128 is installed. The infrared rays used here use infrared wavelengths that are longer than the transmission wavelength range of the dielectric window 103, and generally have a wavelength range of several μm. In addition, when the temperature of the shower plate 102 is directly measured, an infrared measurement marker 135 is installed on the upper portion of the shower plate 102. The material of the infrared measurement marker 135 needs to have an absorption wavelength region in the infrared transmission wavelength region of the dielectric window 103 and the shower plate 102. Further, in this case, the infrared wavelength of the infrared measurement type temperature monitor 128 is used by using a wavelength region that is a transmission wavelength for the dielectric window 103 and an absorption wavelength for the infrared measurement marker 135, thereby directly showering. The temperature of the plate 102 can be measured. The temperature signal measured by the infrared measurement type temperature monitor 128 is transmitted to the hot air heater controller 127, and the hot air heater 126 is ON / OFF controlled so that the dielectric window 103 or the shower plate 102 is at a desired temperature. To do. By setting the temperature range to be adjusted here to room temperature to 100 ° C., more effective temperature adjustment is possible.

加えて、空洞共振器１０８内部に加熱したガスを流すため、導波管１０７が加熱され熱膨張やクリープ等が問題となってくる。その為、空洞共振器１０８上部に冷却水を流す為の冷却水流路１２９を設けることにより、空洞共振器１０８を冷却する。その位置は、導波管１０７、赤外線計測型温度モニター１２８への熱を遮断するため、空洞共振器１０８上部のそれらの部品より外周にあり、ガス導入穴１３４よりも内側が望ましい。その温度は空洞共振器１０８や導波管１０７に使用する材料がアルミニウムであることから熱膨張やクリープ等を考慮すると１００℃以下が望ましい。 In addition, since the heated gas flows inside the cavity resonator 108, the waveguide 107 is heated, and thermal expansion, creep, and the like become problems. Therefore, the cavity resonator 108 is cooled by providing the cooling water flow path 129 for flowing the cooling water above the cavity resonator 108. In order to block heat to the waveguide 107 and the infrared measurement type temperature monitor 128, the position is on the outer periphery of those parts above the cavity resonator 108, and preferably on the inner side of the gas introduction hole 134. Since the material used for the cavity resonator 108 and the waveguide 107 is aluminum, the temperature is preferably 100 ° C. or lower in consideration of thermal expansion and creep.

前述のように本発明の実施例では、真空容器１０１の内壁温度をヒーター１２２で、ウエハ載置電極１１１の温度をヒーター１１９と温調器１１８で、誘電体窓１０３またはシャワープレート１０２を温風ユニット１２５にてそれぞれ所望の温度に制御することができるが、更にヒーター制御器１２０、温調器１１８、ヒーター制御器１２３、温風ヒーター制御器１２７は中央温度制御ユニット１３０に接続されている。中央温度制御ユニット１３０は、エッチング装置全体の制御を行うエッチング制御ユニット１３１に接続されており、それぞれの温度制御機器は、直接それらが接続されている部品以外の温度制御も複合的に行うことが可能である。例えば、シャワープレート１０２は放電ＯＦＦ時に、上部の誘電体窓１０３だけでなく、エッチングチャンバー下部からも熱エネルギーを損失する。この熱エネルギーの損失を抑制するために、放電ＯＦＦ時にシャワープレート１０２または誘電体窓１０３の温度を一定にするように、温風ユニット１２５だけでなく、ヒーター１２４、ヒーター１１９、温調器１１８を用いて温度調節（主に加熱）することが効果的である。更にエッチング装置下部からの熱の損失が支配的な場合は、真空容器１０１を構成している材質の熱伝達率よりも低い熱伝達率を有する材料を装置下部に設置することも熱エネルギーの損失を抑制する点で有効である。図１２には実際に誘電体窓１０３を加熱した場合の放電ＯＦＦ時の誘電体窓１０３の温度の時間変化を示す。加熱ありの場合には従来方式に比べ温度の下降が抑制されていることが分かる。また、図１３に従来技術と本実施例のウエハ1ロット処理時におけるシャワープレート１０２の温度変動を示す。上述の温度制御機構を用いることで、ＣＤ安定化が可能であるシャワープレート１０２の温度変動２５℃以下を達成することができる。 As described above, in the embodiment of the present invention, the inner wall temperature of the vacuum vessel 101 is the heater 122, the temperature of the wafer mounting electrode 111 is the heater 119 and the temperature controller 118, and the dielectric window 103 or the shower plate 102 is heated. Each unit 125 can be controlled to a desired temperature, and the heater controller 120, the temperature controller 118, the heater controller 123, and the hot air heater controller 127 are connected to the central temperature control unit 130. The central temperature control unit 130 is connected to an etching control unit 131 that controls the entire etching apparatus, and each temperature control device can also perform temperature control other than the components to which they are directly connected in combination. Is possible. For example, the shower plate 102 loses thermal energy not only from the upper dielectric window 103 but also from the lower part of the etching chamber when the discharge is turned off. In order to suppress this loss of heat energy, not only the hot air unit 125 but also the heater 124, the heater 119, and the temperature controller 118 are set so that the temperature of the shower plate 102 or the dielectric window 103 is constant when the discharge is turned off. It is effective to adjust the temperature (mainly heating). Further, when heat loss from the lower part of the etching apparatus is dominant, it is also possible to dispose a material having a heat transfer coefficient lower than that of the material constituting the vacuum vessel 101 in the lower part of the apparatus. It is effective in suppressing the above. FIG. 12 shows the time variation of the temperature of the dielectric window 103 when the discharge is OFF when the dielectric window 103 is actually heated. It can be seen that in the case of heating, the temperature drop is suppressed compared to the conventional method. FIG. 13 shows the temperature fluctuation of the shower plate 102 during the processing of the prior art and one lot of wafers according to this embodiment. By using the temperature control mechanism described above, it is possible to achieve a temperature fluctuation of 25 ° C. or less of the shower plate 102 that can stabilize the CD.

本発明である温風ヒーター１２６を用いて誘電体窓１０３およびシャワープレート１０２の温度制御を行うことにより、エッチング装置の処理室１０４を構成する部品の温度を安定にすることが可能であり、ＣＤ安定性を向上できることから、歩留り低下、経時変化の少ないエッチング処理が可能である。 By controlling the temperature of the dielectric window 103 and the shower plate 102 using the hot air heater 126 according to the present invention, it is possible to stabilize the temperature of the components constituting the processing chamber 104 of the etching apparatus, and CD Since the stability can be improved, an etching process with low yield and little change with time is possible.

１０１真空容器
１０２シャワープレート
１０３誘電体窓
１０４処理室
１０５ガス供給装置
１０６真空排気口
１０７導波管
１０８空洞共振器
１０９電磁波発生用電源
１１０磁場発生コイル
１１１ウエハ載置用電極
１１２ウエハ
１１３マッチング回路
１１４高周波電源
１１５フィルター
１１６静電吸着用直流電源
１１７冷媒用流路
１１８温調器
１１９ヒーター
１２０ヒーター制御器（第３の温度制御機構）
１２１第３の温度センサー
１２２ヒーター
１２３ヒーター制御器（第２の温度制御機構）
１２４第２の温度センサー
１２５パイプ
１２６温風ヒーター
１２７温風ヒーター制御器（第１の温度制御機構）
１２８赤外線計測型温度モニター（第１の温度センサー）
１２９冷却水流路
１３０中央温度制御ユニット
１３１エッチング装置制御ユニット
１３３誘電体プレート
１３４ガス導入穴
１３５赤外線計測用マーカー
１０８空洞共振器
１５１空間
１６０ガスライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Vacuum container 102 Shower plate 103 Dielectric window 104 Processing chamber 105 Gas supply apparatus 106 Vacuum exhaust port 107 Waveguide 108 Cavity resonator 109 Electromagnetic wave generation power source 110 Magnetic field generation coil 111 Wafer mounting electrode 112 Wafer 113 Matching circuit 114 High-frequency power supply 115 Filter 116 DC power supply 117 for electrostatic adsorption Refrigerant flow path 118 Temperature controller 119 Heater 120 Heater controller (third temperature control mechanism)
121 Third temperature sensor 122 Heater 123 Heater controller (second temperature control mechanism)
124 Second temperature sensor 125 Pipe 126 Hot air heater 127 Hot air heater controller (first temperature control mechanism)
128 Infrared measurement type temperature monitor (first temperature sensor)
129 Cooling water flow path 130 Central temperature control unit 131 Etching apparatus control unit 133 Dielectric plate 134 Gas introduction hole 135 Infrared measurement marker 108 Cavity resonator 151 Space 160 Gas line

Claims

被処理材をプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、
前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、
前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、
前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられるとともに周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。 A vacuum chamber that will be plasma treatment material to be treated, and the dielectric window which hermetically seals the upper portion of the vacuum vessel, a high frequency power supply for supplying high frequency power to the vacuum chamber via a waveguide and said dielectric window A cavity resonator disposed above the dielectric window by resonating a high-frequency power source transmitted by the waveguide, a substrate electrode on which the material to be processed is placed, and disposed below the dielectric window. In the plasma processing apparatus comprising a dielectric gas supply plate facing the substrate electrode and supplying a plasma processing gas into the vacuum vessel,
A hot air heater for heating the air supplied into the cavity resonator, a temperature sensor for monitoring the temperature of the dielectric window, and a control unit for controlling the hot air heater based on a monitor value of the temperature sensor; And an exhaust port provided in the waveguide for exhausting air supplied into the cavity resonator,
The cavity resonator includes an air supply port provided at an upper portion for supplying air therein,
The air supply port is arranged so as to Rutotomoni orbiting provided at a predetermined angle inwardly with respect to the vertical direction, 0 ° to 45 ° angle inclined et al is in respect to the circumferential direction of the tangential direction of the circumferential A plasma processing apparatus.

被処理材がプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、
前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、
前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口と上部に配置された冷却水の流路を具備し、
前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられ、
前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 A vacuum vessel in which a material to be treated is plasma-treated, a dielectric window that hermetically seals an upper portion of the vacuum vessel, and a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the vacuum vessel through a waveguide and the dielectric window; A cavity resonator disposed above the dielectric window by resonating a high-frequency power source transmitted by the waveguide, a substrate electrode on which the material to be processed is placed, and disposed below the dielectric window. In the plasma processing apparatus comprising a dielectric gas supply plate facing the substrate electrode and supplying a plasma processing gas into the vacuum vessel ,
A hot air heater for heating the air supplied into the cavity resonator, a temperature sensor for monitoring the temperature of the dielectric window, and a control unit for controlling the hot air heater based on a monitor value of the temperature sensor; And an exhaust port provided in the waveguide for exhausting air supplied into the cavity resonator,
The cavity resonator includes an air supply port provided at an upper portion for supplying air therein and a cooling water flow path disposed at the upper portion,
The air supply port is provided at a predetermined angle inside with respect to the vertical direction,
The flow path, a plasma processing apparatus characterized the Rukoto are located inside the air supply port while being disposed outside the said temperature sensor and said waveguide.

請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサーであることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2,
The plasma processing apparatus , wherein the temperature sensor is an infrared measurement type temperature sensor .

請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The plasma processing apparatus, wherein the electromagnetic wave generated from the high-frequency power source is a microwave .

請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
It said predetermined angle is a plasma processing apparatus according to claim 15 ° to 45 ° der Rukoto.

請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2 , wherein
The air supply port is disposed so as to surround the plasma processing apparatus characterized by angle tilted have Rukoto of 0 ° to 45 ° with respect to the circumferential direction of the tangential circulation.

請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とするプラズマ処理装置。 In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The exhaust port attenuates the microwave plasma processing apparatus according to claim pipe shape der Rukoto.

請求項１に記載のプラズマ処理装置において、The plasma processing apparatus according to claim 1,
前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、The cavity resonator further includes a cooling water channel disposed at an upper portion thereof,
前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus, wherein the flow path is disposed outside the waveguide and the temperature sensor and disposed inside the air supply port.