JP2002110646A - Plasma treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板に対してプラズマによる処理を行うプラズマ処理装
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 a substrate such as a semiconductor wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、比較的低圧雰囲気にて高密度のプ
ラズマを生成して微細加工のエッチングを行うマグネト
ロンプラズマエッチング装置が実用化されている。この
装置は、永久磁石をチャンバーの上方に配置し、永久磁
石から漏洩した磁場を半導体ウエハ（以下、単にウエハ
と記す）に対して水平に印加するとともに、これに直交
する高周波電界を印加して、その際に生じる電子のドリ
フト運動を利用して極めて高効率でエッチングするもの
である。2. Description of the Related Art In recent years, a magnetron plasma etching apparatus that generates high-density plasma in a relatively low-pressure atmosphere and performs fine processing etching has been put to practical use. In this apparatus, a permanent magnet is disposed above a chamber, and a magnetic field leaked from the permanent magnet is applied horizontally to a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer), and a high-frequency electric field orthogonal to the semiconductor magnetic field is applied. The etching is performed with extremely high efficiency by utilizing the drift motion of electrons generated at that time.
【０００３】このようなマグネトロンプラズマにおいて
は、電子のドリフト運動に寄与するのは電界に垂直な磁
場、すなわちウエハに対して水平な磁場であるが、上記
装置では必ずしも均一な水平磁場が形成されていないこ
とから、プラズマの均一性が十分ではなく、エッチング
速度の不均一や、チャージアップダメージ等が生じると
いう問題がある。In such a magnetron plasma, a magnetic field perpendicular to the electric field, that is, a magnetic field horizontal to the wafer contributes to the drift motion of electrons. However, in the above apparatus, a uniform horizontal magnetic field is always formed. Therefore, there is a problem that the uniformity of the plasma is not sufficient, the etching rate is not uniform, and charge-up damage is caused.
【０００４】また、プラズマ処理におけるプロセス評価
を行う場合に、例えば「電子技術（１９９８年１月号第
７２頁乃至７６頁）」に記載されているように、プラズ
マによるチャージングダメージの程度を評価することが
一般的に行われている。[0004] When performing a process evaluation in plasma processing, the degree of charging damage due to plasma is evaluated as described in, for example, "Electronic Technology (January 1998, pp. 72-76)". It is generally done.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】プラズマエッチング装
置では、エッチング速度を、シリコンウエハの全面で均
一にすることが要求される。しかし上記従来装置を使用
した場合次のような原因からエッチング処理のウェハ面
内不均一が生じる。 すなわち、電子のサイクロイド運
動によって磁界と直交する方向に電子が移動することに
より、ウェハの外周部の一部分で電子密度が非常に高く
なり、ウェハにダメージをもたらす。プラズマ内のイオ
ンは、第２の電極と第１の電極との間に発生したイオン
シースの作用により、ウェハの表面に衝突する。この
際、衝突したイオンの一部がウェハ内に注入されウェハ
にダメージをもたらす。プラズマ内の電子密度が高い場
合は、ウェハに注入されるイオン数も多くなり、ダメー
ジは大きくなる。マグネトロンエッチング装置では磁界
を回転させているので、ダメージを受ける部分はウエハ
の外周部全域となる。In a plasma etching apparatus, it is required that the etching rate be uniform over the entire surface of a silicon wafer. However, when the above-described conventional apparatus is used, unevenness in the wafer surface of the etching process occurs due to the following reasons. In other words, the electrons move in a direction orthogonal to the magnetic field due to the cycloid motion of the electrons, so that the electron density becomes extremely high at a part of the outer peripheral portion of the wafer, thereby causing damage to the wafer. The ions in the plasma collide with the surface of the wafer due to the action of the ion sheath generated between the second electrode and the first electrode. At this time, some of the colliding ions are implanted into the wafer, causing damage to the wafer. When the electron density in the plasma is high, the number of ions injected into the wafer also increases, and the damage increases. In the magnetron etching apparatus, since the magnetic field is rotated, the damaged portion is the entire outer peripheral portion of the wafer.
【０００６】これに対し、被処理体を載置する第１の電
極とほぼ同電位のフォーカスリングを設け、このフォー
カスリングの外径を被処理体の直径よりも大きく形成
し、被処理体のみかけ上の面積を実質的に拡げることが
提案されている（特開平５−３３５２８３号公報）。On the other hand, a focus ring having substantially the same potential as that of the first electrode on which the object is placed is provided, and the outer diameter of the focus ring is formed to be larger than the diameter of the object. It has been proposed to increase the apparent area substantially (Japanese Patent Laid-Open No. 5-335283).
【０００７】しかしながら、従来の上記の提案は、フォ
ーカスリングの外径を被処理体の直径より大きくするだ
けであり、直径の異なる被処理体に対しても原則的に同
一のフォーカスリングが使用されており、フォーカスリ
ングの外径を被処理体の直径に応じて異なる大きさに設
定するという思想は存在しなかった。However, in the above-mentioned conventional proposal, only the outer diameter of the focus ring is made larger than the diameter of the object to be processed, and in principle, the same focus ring is used for objects having different diameters. Therefore, there was no idea to set the outer diameter of the focus ring to a different size according to the diameter of the object to be processed.
【０００８】本発明は、このような従来技術に鑑みてな
されたものであり、被処理体の面内にて均一なプラズマ
処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of such a conventional technique, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing a uniform plasma processing within a surface of a processing object.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプラズマ処理装置は、真空に保持可能なチ
ャンバーと、被処理基板を載置する第１の電極とこの第
１の電極に対向する第２の電極とからなる前記チャンバ
ー内に互いに対向して設けられた一対の電極と、前記一
対の電極の間に所定パワー密度の高周波電界を形成する
電界形成手段と、前記チャンバー内に処理ガスを供給す
る処理ガス供給手段と、前記チャンバーの周囲に設けら
れ、前記一対の電極の間に形成される処理空間の周囲に
磁場を形成する磁場形成手段と、前記第１の電極上の被
処理基板の周囲に設けられた導電性または絶縁性のフォ
ーカスリングと、を備え、前記フォーカスリングの外径
は、前記フォーカスリングの外径の前記被処理体の直径
に対する比が略１．３乃至略１．４となるように、設定
されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to the present invention comprises a chamber capable of holding a vacuum, a first electrode on which a substrate to be processed is placed, and a first electrode. A pair of electrodes provided to face each other in the chamber including a second electrode facing the first electrode, electric field forming means for forming a high-frequency electric field having a predetermined power density between the pair of electrodes, A processing gas supply unit for supplying a processing gas to the first electrode, a magnetic field forming unit provided around the chamber, and forming a magnetic field around a processing space formed between the pair of electrodes; A conductive or insulating focus ring provided around the substrate to be processed, wherein an outer diameter of the focus ring has a ratio of an outer diameter of the focus ring to a diameter of the object to be processed of about 1; 3 through so as to be substantially 1.4, characterized in that it is set.
【００１０】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が
２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合
に、前記被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）のと
き２７５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されることを特
徴とする。The outer diameter of the focus ring is determined when the power density of the high-frequency electric field applied to the object is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less. Is set to be 275 mm or more and 280 mm or less when the diameter of L is 203 mm (8 inches).
【００１１】さらに、前記フォーカスリングの外径は、
前記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度
が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合
に、前記被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）のと
き２７５ｍｍより大きく２８０ｍｍ以下に設定されるこ
とを特徴とする。Further, the outer diameter of the focus ring is
When the power density of the high-frequency electric field applied to the object is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the object is 203 mm (8 inches), it is larger than 275 mm. It is characterized by being set to 280 mm or less.
【００１２】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度は
２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満である場合
に、前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）の
とき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることを
特徴とする。[0012] The outer diameter of the focus ring, wherein, when the power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is less than 2.8W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2, the object to be processed Is set to be 412 mm or more and 420 mm or less when the diameter of 305 mm (12 inches) is 305 mm (12 inches).
【００１３】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が
２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合
に、前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）の
とき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることを
特徴とする。[0013] The outer diameter of the focus ring is determined when the power density of the high-frequency electric field applied to the object is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less. Is set to be 412 mm or more and 420 mm or less when the diameter of 305 mm (12 inches) is 305 mm (12 inches).
【００１４】さらに、前記フォーカスリングの外径は、
前記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度
が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合
に、前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）の
とき４１２ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下に設定される
ことを特徴とする。Further, the outer diameter of the focus ring is
When the power density of the high-frequency electric field applied to the object is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the object is 305 mm (12 inches), it is larger than 412 mm. It is characterized by being set to 420 mm or less.
【００１５】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が
２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満である場合
に、前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）の
とき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることを
特徴とする。[0015] The outer diameter of the focus ring, wherein, when the power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is less than 2.8W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2, the object to be processed Is set to be 412 mm or more and 420 mm or less when the diameter of 305 mm (12 inches) is 305 mm (12 inches).
【００１６】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が
２．８Ｗ／ｃｍ2である場合に、前記被処理体の直径が
２０３ｍｍ（８インチ）のとき２７５ｍｍ以上２８０ｍ
ｍ以下に設定され前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１
２インチ）のとき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定
されることを特徴とする。Further, when the power density of the high-frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8 W / cm 2 , the diameter of the object to be processed is 203 mm (8 inches). 275mm or more 280m
m and the diameter of the object to be processed is 305 mm (1
2 inches), it is set to be 412 mm or more and 420 mm or less.
【００１７】また、前記フォーカスリングの外径は、前
記被処理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が
３．９Ｗ／ｃｍ2である場合に、前記被処理体の直径が
２０３ｍｍ（８インチ）のとき２７５ｍｍより大きく２
８０ｍｍ以下に設定され前記被処理体の直径が３０５ｍ
ｍ（１２インチ）のとき４１２ｍｍより大きく４２０ｍ
ｍ以下に設定されることを特徴とする。Further, when the power density of the high-frequency electric field applied to the object to be processed is 3.9 W / cm 2 , the diameter of the object to be processed is 203 mm (8 inches). Larger than 275mm when
Set to 80 mm or less and the diameter of the object to be processed is 305 m
420m larger than 412mm when m (12 inches)
m or less.
【００１８】本発明によれば、フォーカスリングの外径
は、フォーカスリングの外径の被処理体の直径に対する
比が略１．３乃至略１．４となるように、設定されるの
で、チャージアップダメージまたはアーキングダメージ
の発生を回避することができる。According to the present invention, the outer diameter of the focus ring is set so that the ratio of the outer diameter of the focus ring to the diameter of the object to be processed is approximately 1.3 to approximately 1.4. Up damage or arcing damage can be avoided.
【００１９】また、被処理体に加えられる高周波電界の
パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下
である場合に、被処理体の直径が２０３ｍｍ（８イン
チ）のときフォーカスリングの外径は２７５ｍｍ以上２
８０ｍｍ以下に設定され、被処理体の直径が３０５ｍｍ
（１２インチ）のときフォーカスリングの外径は４１２
ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることによって、８
インチの被処理体または１２インチの被処理体に対し、
チャージアップダメージとアーキングダメージのいずれ
のダメージかは特定せずに、チャージアップダメージま
たはアーキングダメージの発生を回避することができ
る。When the power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less, the focus is set when the diameter of the object is 203 mm (8 inches). The outer diameter of the ring is 275mm or more 2
Set to 80 mm or less, and the diameter of the object to be processed is 305 mm
(12 inches) focus ring outer diameter is 412
8 mm or more and 420 mm or less,
For an inch object or a 12 inch object,
It is possible to avoid charge-up damage or arcing damage without specifying whether the damage is charge-up damage or arcing damage.
【００２０】また、被処理体に加えられる高周波電界の
パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下
である場合に、被処理体の直径が２０３ｍｍ（８イン
チ）のときフォーカスリングの外径は２７５ｍｍより大
きく２８０ｍｍ以下に設定され、被処理体の直径が３０
５ｍｍ（１２インチ）のときフォーカスリングの外径は
４１２ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下に設定されること
によって、８インチの被処理体または１２インチの被処
理体に対し、アーキングダメージの発生の有無を問わず
チャージアップダメージの発生を回避することができ
る。When the power density of the high-frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less, the focus is set when the diameter of the object is 203 mm (8 inches). The outer diameter of the ring is set to be larger than 275 mm and equal to or smaller than 280 mm, and the diameter of the object to be processed is 30 mm.
When the outer diameter of the focus ring is set to be greater than 412 mm and equal to or less than 420 mm at the time of 5 mm (12 inches), regardless of whether arcing damage occurs to the 8-inch object or the 12-inch object. The occurrence of charge-up damage can be avoided.
【００２１】また、被処理体に加えられる高周波電界の
パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満
である場合に、被処理体の直径が２０３ｍｍ（８イン
チ）のときフォーカスリングの外径は２７５ｍｍ以上２
８０ｍｍ以下に設定され、被処理体の直径が３０５ｍｍ
（１２インチ）のときフォーカスリングの外径は４１２
ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることによって、８
インチの被処理体または１２インチの被処理体に対し、
チャージアップダメージ及びアーキングダメージの発生
を回避することができる。When the power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8 W / cm 2 or more and less than 3.9 W / cm 2 , the focus is set when the diameter of the object is 203 mm (8 inches). The outer diameter of the ring is 275mm or more 2
Set to 80 mm or less, and the diameter of the object to be processed is 305 mm
(12 inches) focus ring outer diameter is 412
8 mm or more and 420 mm or less,
For an inch object or a 12 inch object,
It is possible to avoid charge-up damage and arcing damage.
【００２２】また、プラズマ処理の諸条件の要請から高
周波電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2にに設定され
る場合に、被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）の
ときフォーカスリングの外径が２７５ｍｍ以上２８０ｍ
ｍ以下に設定され被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２イ
ンチ）のときフォーカスリングの外径が４１２ｍｍ以上
４２０ｍｍ以下に設定されることによって、チャージア
ップダメージ及びアーキングダメージの発生を回避する
ことができる。Further, when the power density of the high-frequency electric field is set to 2.8 W / cm 2 due to the requirement of various conditions of the plasma processing, when the diameter of the object to be processed is 203 mm (8 inches), the outside of the focus ring is required. 275mm or more and 280m in diameter
m and the diameter of the object to be processed is 305 mm (12 inches) and the outer diameter of the focus ring is set to 412 mm or more and 420 mm or less, so that the occurrence of charge-up damage and arcing damage can be avoided.
【００２３】また、プラズマ処理の諸条件の要請から高
周波電界のパワー密度が３．９Ｗ／ｃｍ2にに設定され
る場合に、被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）の
ときフォーカスリングの外径が２７５ｍｍより大きく２
８０ｍｍ以下に設定され被処理体の直径が３０５ｍｍ
（１２インチ）のときフォーカスリングの外径が４１２
ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下に設定されることによっ
て、チャージアップダメージ及びアーキングダメージの
発生を回避することができる。When the power density of the high-frequency electric field is set to 3.9 W / cm 2 due to the requirement of various conditions of the plasma processing, when the diameter of the object to be processed is 203 mm (8 inches), the outside of the focus ring is required. Diameter greater than 275mm2
Set to 80 mm or less and the diameter of the object to be processed is 305 mm
(12 inch) focus ring outer diameter is 412
By setting the distance to be greater than mm and not more than 420 mm, the occurrence of charge-up damage and arcing damage can be avoided.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実
施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図であ
る。このエッチング装置は、気密に構成され、小径の上
部１ａと大径の下部１ｂとからなる段つき円筒状をな
し、壁部が例えばアルミニウム製のチャンバー１を有し
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention. This etching apparatus is airtightly configured, has a stepped cylindrical shape having a small-diameter upper portion 1a and a large-diameter lower portion 1b, and has a chamber 1 made of, for example, aluminum.
【００２５】このチャンバー１内には、被処理基板であ
るウエハＷを水平に支持する支持テーブル２が設けられ
ている。支持テーブル２は例えばアルミニウムで構成さ
れており、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持され
ている。また、支持テーブル２の上方の外周には導電性
材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５
が設けられている。上記支持テーブル２と支持台４は、
ボールねじ７を含むボールねじ機構により昇降可能とな
っており、支持台４の下方の駆動部分は、ステンレス鋼
（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われている。チャンバー
１は接地されており、また支持テーブル２の中には冷媒
流路（図示せず）が設けられて冷却可能となっている。
又、ベローズ８の外側にはベローズカバー９が設けられ
ている。A support table 2 for horizontally supporting a wafer W as a substrate to be processed is provided in the chamber 1. The support table 2 is made of, for example, aluminum, and is supported by a conductor support 4 via an insulating plate 3. A focus ring 5 made of a conductive material or an insulating material is provided on the outer periphery above the support table 2.
Is provided. The support table 2 and the support table 4 are
It can be moved up and down by a ball screw mechanism including a ball screw 7, and a drive portion below the support base 4 is covered with a bellows 8 made of stainless steel (SUS). The chamber 1 is grounded, and a cooling channel (not shown) is provided in the support table 2 so that it can be cooled.
A bellows cover 9 is provided outside the bellows 8.
【００２６】支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電
力を供給するための給電線１２が接続されており、この
給電線１２にはマッチングボックス１１および高周波電
源１０が接続されている。高周波電源１０からは１３．
５６〜１５０ＭＨｚの範囲、好ましくは１３．５６〜６
７．８ＭＨｚの範囲、例えば４０ＭＨｚの高周波電力が
支持テーブル２に供給されるようになっている。一方、
支持テーブル２に対向してその上方には後述するシャワ
ーヘッド１６が互いに平行に設けられており、このシャ
ワーヘッド１６は接地されている。したがって、支持テ
ーブル２は第１の電極として機能しシャワーヘッド１６
は第２の電極として機能し、支持テーブル２及びシャワ
ーヘッド１６は一対の電極として機能する。A power supply line 12 for supplying high-frequency power is connected to substantially the center of the support table 2, and a matching box 11 and a high-frequency power supply 10 are connected to the power supply line 12. 13. From the high frequency power supply 10
56-150 MHz range, preferably 13.56-6
High-frequency power in a range of 7.8 MHz, for example, 40 MHz, is supplied to the support table 2. on the other hand,
Shower heads 16 which will be described later are provided in parallel with and above the support table 2, and the shower heads 16 are grounded. Therefore, the support table 2 functions as the first electrode and functions as the shower head 16.
Functions as a second electrode, and the support table 2 and the shower head 16 function as a pair of electrodes.
【００２７】支持テーブル２の表面上にはウエハＷを静
電吸着するための静電チャック６が設けられている。こ
の静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在さ
れて構成されており、電極６ａには直流電源１３が接続
されている。そして電極６ａに電源１３から電圧が印加
されることにより、例えばクーロン力によって半導体ウ
エハＷが吸着される。An electrostatic chuck 6 for electrostatically attracting the wafer W is provided on the surface of the support table 2. The electrostatic chuck 6 has an electrode 6a interposed between insulators 6b, and a DC power supply 13 is connected to the electrode 6a. When a voltage is applied to the electrode 6a from the power supply 13, the semiconductor wafer W is attracted by, for example, Coulomb force.
【００２８】支持テーブル２の内部には、図示しない冷
媒流路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環さ
せることによって、ウエハＷを所定の温度に制御可能と
なっている。また、冷媒からの冷熱を効率よくウエハＷ
に伝達するためにウエハＷの裏面にＨｅガスを供給する
ガス導入機構（図示せず）が設けられている。さらに、
フォーカスリング５の外側にはバッフル板１４が設けら
れている。バッフル板１４は支持台４、ベローズ８を通
してチャンバー１と導通している。A coolant channel (not shown) is formed inside the support table 2, and by circulating an appropriate coolant in the coolant channel, the wafer W can be controlled to a predetermined temperature. In addition, the cooling heat from the refrigerant can be efficiently used for the wafer W
There is provided a gas introduction mechanism (not shown) for supplying He gas to the back surface of the wafer W to transfer the gas to the wafer W. further,
A baffle plate 14 is provided outside the focus ring 5. The baffle plate 14 communicates with the chamber 1 through the support 4 and the bellows 8.
【００２９】上記シャワーヘッド１６は、チャンバー１
の天壁部分に支持テーブル２に対向するように設けられ
ている。シャワーヘッド１６は、その下面に多数のガス
吐出孔１８が設けられており、かつその上部にガス導入
部１６ａを有している。そして、その内部には空間１７
が形成されている。ガス導入部１６ａにはガス供給配管
１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他
端には、エッチング用の反応ガスおよび希釈ガスからな
る処理ガスを供給する処理ガス供給系１５が接続されて
いる。反応ガスとしては、ハロゲン系のガスや、希釈ガ
スとしては、Ａｒガス、Ｈｅガス等、通常この分野で用
いられるガスを用いることができる。The shower head 16 is provided in the chamber 1
Is provided so as to face the support table 2 on the top wall portion. The shower head 16 is provided with a number of gas discharge holes 18 on its lower surface, and has a gas inlet 16a on its upper part. And inside it is a space 17
Are formed. A gas supply pipe 15a is connected to the gas introduction section 16a, and a processing gas supply system 15 for supplying a processing gas including a reaction gas for etching and a diluting gas is connected to the other end of the gas supply pipe 15a. ing. As a reaction gas, a halogen-based gas, and as a diluting gas, a gas usually used in this field, such as an Ar gas or a He gas, can be used.
【００３０】このような処理ガスが、処理ガス供給系１
５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介して
シャワーヘッド１６の空間１７に至り、ガス吐出孔１８
から吐出され、ウエハＷに形成された膜のエッチングに
供される。Such a processing gas is supplied to the processing gas supply system 1.
5 to a space 17 of the shower head 16 via a gas supply pipe 15a and a gas introduction portion 16a, and a gas discharge hole 18
And is used for etching the film formed on the wafer W.
【００３１】チャンバー１の下部１ｂの側壁には、排気
ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には
排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設け
られた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１
内を所定の真空度まで減圧することができるようになっ
ている。一方、チャンバー１の下部１ｂの側壁上側に
は、ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が
設けられている。An exhaust port 19 is formed on the side wall of the lower portion 1b of the chamber 1, and an exhaust system 20 is connected to the exhaust port 19. By operating a vacuum pump provided in the exhaust system 20, the chamber 1
The inside can be reduced to a predetermined degree of vacuum. On the other hand, on the upper side wall of the lower part 1b of the chamber 1, a gate valve 24 for opening and closing the loading / unloading port of the wafer W is provided.
【００３２】一方、チャンバー１の上部１ａの周囲に
は、同心状に、リング磁石２１が配置されており、支持
テーブル２とシャワーヘッド１６との間の処理空間の周
囲に磁界を形成するようになっている。図２に示すよう
に、リング磁石２１は、チャンバー１の外側に複数の異
方性セグメント柱状磁石２２をリング状に配置したもの
であり、これら複数のセグメント柱状磁石２２の磁化の
方向を少しずつずらして全体として一様な水平磁場Ｂを
形成するものである。なお、図２は装置を上から見た図
（平面図）であり、磁場方向の基端側をＮ、先端側を
Ｓ、これらから９０゜の位置をＥおよびＷで示してい
る。このリング磁石２１は、回転機構２５により回転可
能となっている。On the other hand, a ring magnet 21 is arranged concentrically around the upper portion 1a of the chamber 1 so that a magnetic field is formed around the processing space between the support table 2 and the shower head 16. Has become. As shown in FIG. 2, the ring magnet 21 has a plurality of anisotropic segmented columnar magnets 22 arranged outside the chamber 1 in a ring shape, and the direction of magnetization of the plurality of segmented columnar magnets 22 is gradually changed. The horizontal magnetic field B which is uniform as a whole is shifted. FIG. 2 is a top view (plan view) of the apparatus, in which the base end side in the magnetic field direction is N, the front end side is S, and positions 90 ° from these are indicated by E and W. This ring magnet 21 is rotatable by a rotation mechanism 25.
【００３３】次に、フォーカスリング５について詳細に
説明する。第１電極としての支持テーブル２上のウエハ
Ｗの周囲に導電性または絶縁性のフォーカスリング５が
設けられており、これによって、プラズマ処理の均一化
を高めることができる。フォーカスリング５がシリコン
やＳｉＣ等の導電性材料で形成されている場合、フォー
カスリング領域までが第１電極として機能するため、プ
ラズマ形成領域がフォーカスリング５上まで広がり、ウ
エハＷの周辺部におけるプラズマ処理が促進されエッチ
ングレートの均一性が向上する。またフォーカスリング
５が石英等の絶縁性材料の場合、フォーカスリング５と
プラズマ中の電子やイオンとの間で電荷の授受を行えな
いので、プラズマを閉じこめる作用を増大させることが
できエッチングレートの均一性が向上する。Next, the focus ring 5 will be described in detail. A conductive or insulating focus ring 5 is provided around the wafer W on the support table 2 serving as the first electrode, whereby the uniformity of the plasma processing can be improved. When the focus ring 5 is formed of a conductive material such as silicon or SiC, the region up to the focus ring region functions as the first electrode, so that the plasma formation region extends over the focus ring 5 and the plasma in the peripheral portion of the wafer W Processing is promoted, and the uniformity of the etching rate is improved. Further, when the focus ring 5 is made of an insulating material such as quartz, charges cannot be transferred between the focus ring 5 and electrons or ions in the plasma, so that the action of confining the plasma can be increased and the etching rate can be made uniform. The performance is improved.
【００３４】フォーカスリング５の外径は、ウエハＷの
直径により大きく設定されており、また、ウエハＷの直
径が変わるとその直径に応じて異なる大きさに設定され
ている。後述する理由により、例えば、フォーカスリン
グ５の外径は、ウエハＷの直径が２０３ｍｍ（８イン
チ）のとき２７５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定され
る。また、ウエハＷの直径が３０５ｍｍ（１２インチ）
のとき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定される。The outer diameter of the focus ring 5 is set to be larger depending on the diameter of the wafer W, and when the diameter of the wafer W changes, it is set to a different size according to the diameter. For reasons described below, for example, the outer diameter of the focus ring 5 is set to be 275 mm or more and 280 mm or less when the diameter of the wafer W is 203 mm (8 inches). Further, the diameter of the wafer W is 305 mm (12 inches).
In this case, the distance is set to 412 mm or more and 420 mm or less.
【００３５】次に、図３及び図４を参照して、フォーカ
スリング５の外径を上述のように設定した実験的根拠に
ついて説明する。実験では、フォーカスリング５の外径
及び高周波電界のパワー密度を変えてウエハＷをエッチ
ングするに際し、チャージアップダメージ及びアーキン
グダメージの発生の有無を調べた。ここで、諸条件は次
のように設定した。すなわち、チャンバー１内を真空度
は２０ｍｔｏｒｒであり、処理ガス供給系１５から供給
される処理ガスはＣ4Ｆ8が１０ｓｃｃｍ、Ａｒが２００
ｓｃｃｍ、ＣＯが５０ｓｃｃｍ、Ｏ2が５ｓｃｃｍであ
り、第１の電極として支持テーブル２の温度は２０℃、
第２の電極としての支持テーブル２の温度は６０℃であ
り、静電チャック６の電極６ａに印加される電圧は３ｋ
Ｖである。Next, an experimental basis for setting the outer diameter of the focus ring 5 as described above will be described with reference to FIGS. In the experiment, when etching the wafer W while changing the outer diameter of the focus ring 5 and the power density of the high-frequency electric field, it was examined whether or not charge-up damage and arcing damage occurred. Here, various conditions were set as follows. That is, the degree of vacuum in the chamber 1 is 20 mtorr, and the processing gas supplied from the processing gas supply system 15 is 10 sccm of C 4 F 8 and 200 sc of Ar.
sccm, CO was 50 sccm, O 2 was 5 sccm, and the temperature of the support table 2 as the first electrode was 20 ° C.
The temperature of the support table 2 as the second electrode is 60 ° C., and the voltage applied to the electrode 6 a of the electrostatic chuck 6 is 3 k.
V.
【００３６】図３は、ウエハＷの直径が８インチのとき
に、フォーカスリング５の外径を変化させた場合のチャ
ージアップダメージの発生の有無を調べて結果を示す。
横軸にフォーカスリング５の外径（ｍｍ）をとり縦軸に
チャージアップダメージの発生の有無に基づく良品率
（％）をとっている。高周波電源１０によってウエハＷ
の表面に供給される高周波電界のパワー密度はほぼ２．
８Ｗ／ｃｍ2と一定になるように制御されている。すな
わち、フォーカスリング５の外径が２６０ｍｍのときに
供給される高周波電界のパワーは１５００Ｗであり、パ
ワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2と一定となるようにフォー
カスリング５の外径を変化させる毎に高周波電界のパワ
ーを変えている。FIG. 3 shows the result of examining whether or not charge-up damage has occurred when the outer diameter of the focus ring 5 is changed when the diameter of the wafer W is 8 inches.
The horizontal axis indicates the outer diameter (mm) of the focus ring 5, and the vertical axis indicates the non-defective rate (%) based on whether or not charge-up damage has occurred. Wafer W by high frequency power supply 10
The power density of the high-frequency electric field supplied to the surface is approximately 2.
It is controlled to be constant at 8 W / cm 2 . That is, the power of the high-frequency electric field supplied when the outer diameter of the focus ring 5 is 260 mm is 1500 W, and every time the outer diameter of the focus ring 5 is changed so that the power density becomes constant at 2.8 W / cm 2. The power of the high frequency electric field is changed.
【００３７】図３に示されるように、フォーカスリング
５の外径が２７５ｍｍであるときに良品率がほぼ１００
％であり、フォーカスリング５の外径が２８０ｍｍであ
るときに良品率がほぼ９６％以上の満足する値が得られ
る。また、フォーカスリング５の外径が２８０ｍｍのと
きには、２７５ｍｍのときに比べて良品率がわずかに低
下しているがほぼ満足する値が得られる。As shown in FIG. 3, when the outer diameter of the focus ring 5 is 275 mm, the yield rate is almost 100%.
%, And when the outer diameter of the focus ring 5 is 280 mm, a satisfactory value with a non-defective rate of about 96% or more can be obtained. Further, when the outer diameter of the focus ring 5 is 280 mm, the non-defective rate is slightly reduced as compared with the case where the focus ring 5 is 275 mm, but a substantially satisfactory value is obtained.
【００３８】以上のことより、チャージアップダメージ
の発生の影響を回避するという観点からは、フォーカス
リング５の外径はウエハＷの直径が８インチのとき２７
５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえ
る。From the above, from the viewpoint of avoiding the influence of the occurrence of charge-up damage, the outer diameter of the focus ring 5 is set to 27 when the diameter of the wafer W is 8 inches.
It can be said that it is better to be set to 5 mm or more and 280 mm or less.
【００３９】次に、図４を参照してウエハＷの直径が８
インチのときに、フォーカスリング５の外径を変化させ
た場合のアーキングダメージの発生の有無を調べて結果
を示す。ここで、アーキングダメージとは、ウエハＷの
表面に一種の沿面放電が発生しダメージを現象である。
図４（ａ）は、高周波電源１０によってウエハＷの表面
に供給される高周波電界のパワー密度はほぼ２．８Ｗ／
ｃｍ2と一定になるように制御した場合を示し、図４
（ｂ）は、高周波電源１０によってウエハＷの表面に供
給される高周波電界のパワー密度はほぼ３．９Ｗ／ｃｍ
2と一定になるように制御した場合を示す。図４におい
て、第１欄はフォーカスリング５の外径を示し、第２欄
は高周波電界のパワーを示し、第３欄はアーキングダメ
ージの発生の有（ＮＧ）、無（ＯＫ）を示す。Next, referring to FIG.
The result is shown by examining the occurrence of arcing damage when the outer diameter of the focus ring 5 is changed in inches. Here, the arcing damage is a phenomenon in which a kind of creeping discharge occurs on the surface of the wafer W and the damage is caused.
FIG. 4A shows that the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is approximately 2.8 W /
FIG. 4 shows a case where control is performed so as to be constant at 2 cm 2 .
(B), the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is almost 3.9 W / cm.
This shows a case where control is performed so as to be constant at 2 . In FIG. 4, the first column shows the outer diameter of the focus ring 5, the second column shows the power of the high-frequency electric field, and the third column shows whether arcing damage has occurred (NG) or not (OK).
【００４０】図４（ａ）によれば、パワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2のときには、フォーカスリング５の外径が２
７５ｍｍと２８０ｍｍの場合にアーキングダメージが無
いことが認められる。また、図４（ｂ）によれば、パワ
ー密度が３．９Ｗ／ｃｍ2のときには、フォーカスリン
グ５の外径が２７５ｍｍの場合にはアーキングダメージ
が生じ外径が２８０ｍｍの場合にはアーキングダメージ
が無いことが認められる。 以上のことより、アーキン
グダメージの発生の影響を回避するという観点からは、
パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満
の場合にはフォーカスリング５の外径はウエハＷの直径
が８インチのとき２７５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定
されるのがよいといえる。この場合、図３に示す結果に
よれば、パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／
ｃｍ2未満の場合にはフォーカスリング５の外径はウエ
ハＷの直径が８インチのとき２７５ｍｍ以上２８０ｍｍ
以下に設定されることによって、チャージアップダメー
ジの発生も回避できる。According to FIG. 4A, the power density is 2.8.
When W / cm 2 , the outer diameter of the focus ring 5 is 2
It is recognized that there is no arcing damage at 75 mm and 280 mm. According to FIG. 4B, when the power density is 3.9 W / cm 2 , arcing damage occurs when the outer diameter of the focus ring 5 is 275 mm, and arcing damage occurs when the outer diameter is 280 mm. It is recognized that there is not. From the above, from the viewpoint of avoiding the effects of arcing damage,
When the power density is 2.8 W / cm 2 or more and less than 3.9 W / cm 2 , it can be said that the outer diameter of the focus ring 5 is preferably set to 275 mm to 280 mm when the diameter of the wafer W is 8 inches. . In this case, according to the results shown in FIG. 3, the power density is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or more.
280 mm 275 mm or more when the diameter of 8 inch outer diameter wafer W of the focus ring 5 in the case of less than cm 2
By setting as follows, the occurrence of charge-up damage can be avoided.
【００４１】また、アーキングダメージの発生の有無に
こだわらずチャージアップダメージの影響を回避すると
いう観点からは、パワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上
３．９Ｗ／ｃｍ2以下の場合にはフォーカスリング５の
外径はウエハＷの直径が８インチのとき２７５ｍｍより
大きく２８０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。From the viewpoint of avoiding the influence of charge-up damage regardless of whether arcing damage has occurred or not, the focus ring is used when the power density is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2 or less. It can be said that the outer diameter of 5 is preferably set to be larger than 275 mm and equal to or smaller than 280 mm when the diameter of the wafer W is 8 inches.
【００４２】以上、図３及び図４に示す結果より、以下
の結果が導かれる。フォーカスリング５の外径は、ウエ
ハＷの直径より大きく設定されるとともにウエハの直径
に応じて異なる大きさに設定され、具体的には、フォー
カスリング５の外径のウエハＷの直径に対する比が略
１．３（２７５ｍｍ／２０３ｍｍ（８インチ））乃至略
１．４（２８０ｍｍ／２０３ｍｍ（８インチ））となる
ように、設定されるのがよい。As described above, the following results are derived from the results shown in FIGS. The outer diameter of the focus ring 5 is set to be larger than the diameter of the wafer W and different sizes according to the diameter of the wafer. Specifically, the ratio of the outer diameter of the focus ring 5 to the diameter of the wafer W is It is preferable that the distance is set to be approximately 1.3 (275 mm / 203 mm (8 inches)) to approximately 1.4 (280 mm / 203 mm (8 inches)).
【００４３】また、チャージアップダメージまたはアー
キングダメージの影響を回避するという観点からは、高
周波電源１０によってウエハＷの表面に供給される高周
波電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／
ｃｍ2以下の場合に、ウエハＷの直径が８インチのとき
には、フォーカスリング５の外径は２７５ｍｍ以上２８
０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。From the viewpoint of avoiding the effects of charge-up damage or arcing damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / cm 2.
In the case of cm 2 or less, when the diameter of the wafer W is 8 inches, an outer diameter of the focus ring 5 is 275mm or more 28
It can be said that it is better to be set to 0 mm or less.
【００４４】チャージアップダメージ及びアーキングダ
メージの発生の影響を回避するという観点からは、高周
波電源１０によってウエハＷの表面に供給される高周波
電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃ
ｍ2未満の場合に、ウエハＷの直径が８インチのときに
は、フォーカスリング５の外径は２７５ｍｍ以上２８０
ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。From the viewpoint of avoiding the effects of charge-up damage and arcing damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / c
If it is less than m 2, when the diameter of the wafer W is 8 inches, an outer diameter of the focus ring 5 is 275mm or more 280
It can be said that the distance should be set to be equal to or less than mm.
【００４５】チャージアップダメージの発生の有無を問
わずアーキングダメージの発生の影響を回避するという
観点からは、高周波電源１０によってウエハＷの表面に
供給される高周波電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2
以上３．９Ｗ／ｃｍ2以上の場合に、ウエハＷの直径が
８インチのときには、フォーカスリング５の外径は２７
５ｍｍより大きく２８０ｍｍ以下に設定されるのがよい
といえる。From the viewpoint of avoiding the influence of the occurrence of arcing damage regardless of the occurrence of charge-up damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power source 10 is 2.8 W / cm. Two
When the diameter of the wafer W is 8 inches in the case of 3.9 W / cm 2 or more, the outer diameter of the focus ring 5 is 27 inches.
It can be said that it is better to be set to be larger than 5 mm and 280 mm or less.
【００４６】次に、ウエハＷの直径が１２インチの場合
について説明する。ウエハＷの直径が１２インチの場合
については、実験を行ってはいないが、ウエハＷの直径
が８インチの場合の結果から次のように考えることがで
きる。Next, a case where the diameter of the wafer W is 12 inches will be described. Although no experiment has been performed on the case where the diameter of the wafer W is 12 inches, the following can be considered from the results when the diameter of the wafer W is 8 inches.
【００４７】すなわち、高周波電源１０によってウエハ
Ｗの表面に供給される高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満の場合に、フォーカ
スリング５の外径は、ウエハＷの直径が８インチの場合
のデータを（１２インチ／８インチ）倍して、４１２ｍ
ｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。
この結果、フォーカスリング５の外径は、ウエハＷの直
径より大きく設定されるとともにウエハの直径に応じて
異なる大きさに設定され、具体的には、フォーカスリン
グ５の外径のウエハＷの直径に対する比が略１．３乃至
略１．４となるように、設定されるのがよい。That is, the power density of the high frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high frequency power supply 10 is 2.8.
If it is less than W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2, the outer diameter of the focus ring 5, the data in the case the diameter of the wafer W is 8-inch by (12 inches / 8 inches) times, 412m
It can be said that it is better to set the length to m or more and 420 mm or less.
As a result, the outer diameter of the focus ring 5 is set to be larger than the diameter of the wafer W and different sizes according to the diameter of the wafer. Specifically, the outer diameter of the focus ring 5 is set to the diameter of the wafer W. Is preferably set so that the ratio to is approximately 1.3 to approximately 1.4.
【００４８】具体的には、チャージアップダメージまた
はアーキングダメージの影響を回避するという観点から
は、高周波電源１０によってウエハＷの表面に供給され
る高周波電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．
９Ｗ／ｃｍ2以下の場合に、ウエハＷの直径が１２イン
チのときには、フォーカスリング５の外径は４１２ｍｍ
以上４２０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。Specifically, from the viewpoint of avoiding the influence of charge-up damage or arcing damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is 2.8 W / cm 2 or more. .
When the diameter of the wafer W is 12 inches in the case of 9 W / cm 2 or less, the outer diameter of the focus ring 5 is 412 mm.
It can be said that it is better to set the length to at least 420 mm.
【００４９】チャージアップダメージ及びアーキングダ
メージの発生の影響を回避するという観点からは、高周
波電源１０によってウエハＷの表面に供給される高周波
電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃ
ｍ2未満の場合に、ウエハＷの直径が１２インチのとき
には、フォーカスリング５の外径は４１２ｍｍ以上４２
０ｍｍ以下に設定されるのがよいといえる。From the viewpoint of avoiding the effects of charge-up damage and arcing damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is 2.8 W / cm 2 or more and 3.9 W / c
If it is less than m 2, when the diameter of the wafer W is 12 inches, the outer diameter of the focus ring 5 is 412mm or more 42
It can be said that it is better to be set to 0 mm or less.
【００５０】チャージアップダメージの発生の有無を問
わずアーキングダメージの発生の影響を回避するという
観点からは、高周波電源１０によってウエハＷの表面に
供給される高周波電界のパワー密度が２．８Ｗ／ｃｍ2
以上３．９Ｗ／ｃｍ2以上の場合に、ウエハＷの直径が
１２インチのときには、フォーカスリング５の外径は４
１２ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下に設定されるのがよ
いといえる。From the viewpoint of avoiding the influence of the occurrence of arcing damage regardless of the occurrence of charge-up damage, the power density of the high-frequency electric field supplied to the surface of the wafer W by the high-frequency power supply 10 is 2.8 W / cm. Two
When the diameter of the wafer W is 12 inches, the outer diameter of the focus ring 5 is 4 3.9 W / cm 2 or more.
It can be said that it is better to be set to be larger than 12 mm and 420 mm or less.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の電極上の被処理基板の周囲に設けられた導電性ま
たは絶縁性のフォーカスリングと、を備え、フォーカス
リングの外径は、フォーカスリングの外径の被処理体の
直径に対する比が略１．３乃至略１．４となるように、
設定されるので、被処理体の面内にて均一なプラズマ処
理を行うことが可能になり、チャージアップダメージま
たはアーキングダメージの発生を回避することができ
る。As described above, according to the present invention,
A conductive or insulating focus ring provided around the substrate to be processed on the first electrode, wherein the ratio of the outer diameter of the focus ring to the diameter of the object to be processed is substantially the same. 1.3 to approximately 1.4,
Since it is set, uniform plasma processing can be performed in the surface of the object to be processed, and the occurrence of charge-up damage or arcing damage can be avoided.
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング
装置を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の装置のチャンバーの周囲に配置されたリ
ング磁石を模式的に示す水平断面図。FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view schematically showing a ring magnet arranged around a chamber of the apparatus of FIG.
【図３】ウエハの直径が８インチの場合において、フォ
ーカスリング５の外径と、チャージアップダメージの発
生の有無に基づく良品率（％）の関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an outer diameter of a focus ring 5 and a non-defective rate (%) based on whether or not charge-up damage has occurred when the diameter of a wafer is 8 inches.
【図４】ウエハの直径が８インチの場合において、フォ
ーカスリングの外径とアーキングダメージの発生の有無
の関係を示し、（ａ）は、高周波電界のパワー密度が
２．８Ｗ／ｃｍ2の場合を示し、（ｂ）は高周波電界の
パワー密度が３．９Ｗ／ｃｍ2の場合を示す。FIG. 4 shows the relationship between the outer diameter of the focus ring and the occurrence of arcing damage when the diameter of the wafer is 8 inches, and (a) shows the case where the power density of the high-frequency electric field is 2.8 W / cm 2 . (B) shows the case where the power density of the high-frequency electric field is 3.9 W / cm 2 .
１ チャンバー ２ 支持テーブル（第１の電極） ５ フォーカスリング １０，２６ 高周波電源 １５ 処理ガス供給系 １６ シャワーヘッド（第２の電極） ２０ 排気系 ２１ リング磁石（磁場形成手段） ２２ セグメント磁石 ２５ 回転機構 Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板） Reference Signs List 1 chamber 2 support table (first electrode) 5 focus ring 10, 26 high-frequency power supply 15 processing gas supply system 16 shower head (second electrode) 20 exhaust system 21 ring magnet (magnetic field forming means) 22 segment magnet 25 rotating mechanism W Semiconductor wafer (substrate to be processed)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 DA16 DB06 DD01 DE06 DE14 DE20 DG15 DM03 DM24 DM28 DN01 5F004 AA01 AA06 BA08 BA13 BB11 BB18 BB25 DA00 DA22 DA23 DA26 DB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K057 DA16 DB06 DD01 DE06 DE14 DE20 DG15 DM03 DM24 DM28 DN01 5F004 AA01 AA06 BA08 BA13 BB11 BB18 BB25 DA00 DA22 DA23 DA26 DB01
Claims (9)
向する第２の電極とからなる前記チャンバー内に互いに
対向して設けられた一対の電極と、 前記一対の電極の間に所定パワー密度の高周波電界を形
成する電界形成手段と、 前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手
段と、 前記チャンバーの周囲に設けられ、前記一対の電極の間
に形成される処理空間の周囲に磁場を形成する磁場形成
手段と、 前記第１の電極上の被処理基板の周囲に設けられた導電
性または絶縁性のフォーカスリングと、を備え、 前記フォーカスリングの外径は、前記フォーカスリング
の外径の前記被処理体の直径に対する比が略１．３乃至
略１．４となるように、設定されることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。1. A chamber that can be maintained in a vacuum, a first electrode on which a substrate to be processed is placed, and a second electrode facing the first electrode are provided to face each other in the chamber. A pair of electrodes, an electric field forming unit that forms a high-frequency electric field having a predetermined power density between the pair of electrodes, a processing gas supply unit that supplies a processing gas into the chamber, and provided around the chamber. Magnetic field forming means for forming a magnetic field around a processing space formed between the pair of electrodes; a conductive or insulating focus ring provided around the substrate to be processed on the first electrode; Wherein the outer diameter of the focus ring is set such that the ratio of the outer diameter of the focus ring to the diameter of the object to be processed is approximately 1.3 to approximately 1.4. place Apparatus.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合に、前記
被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）のとき２７５
ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されることを特徴とする
請求項１に記載のプラズマ処理装置。2. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the workpiece is 203mm (8 inches) 275
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the distance is set to be equal to or greater than 280 mm.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合に、前記
被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）のとき２７５
ｍｍより大きく２８０ｍｍ以下に設定されることを特徴
とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。3. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high-frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the workpiece is 203mm (8 inches) 275
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the distance is set to be larger than 280 mm.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満である場合に、前記
被処理体の直径が２０３ｍｍ（８インチ）のとき２７５
ｍｍ以上２８０ｍｍ以下に設定されることを特徴とする
請求項２に記載のプラズマ処理装置。4. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more is 3.9 W / cm less than 2, when the diameter of the workpiece is 203mm (8 inches) 275
3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the distance is set to be equal to or more than 280 mm.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合に、前記
被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）のとき４１
２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることを特徴とす
る請求項１に記載のプラズマ処理装置。5. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the workpiece is 305mm (12 inches) 41
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the distance is set to 2 mm or more and 420 mm or less.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2以下である場合に、前記
被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）のとき４１
２ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下に設定されることを特
徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。6. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more 3.9 W / cm 2 or less, when the diameter of the workpiece is 305mm (12 inches) 41
The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the distance is set to be larger than 2 mm and equal to or smaller than 420 mm.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2以上３．９Ｗ／ｃｍ2未満である場合に、前記
被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２インチ）のとき４１
２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定されることを特徴とす
る請求項５に記載のプラズマ処理装置。7. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
When W / cm 2 or more is 3.9 W / cm less than 2, when the diameter of the workpiece is 305mm (12 inches) 41
The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the distance is set to 2 mm or more and 420 mm or less.
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が２．８
Ｗ／ｃｍ2である場合に、前記被処理体の直径が２０３
ｍｍ（８インチ）のとき２７５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下
に設定され前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１２イン
チ）のとき４１２ｍｍ以上４２０ｍｍ以下に設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。8. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high frequency electric field applied to the object to be processed is 2.8.
W / cm 2 , the diameter of the object is 203
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the diameter is set to 275 mm or more and 280 mm or less when the diameter is 8 mm, and the diameter is set to 412 mm or more and 420 mm or less when the diameter of the object to be processed is 305 mm (12 inches). .
理体に加えられる前記高周波電界のパワー密度が３．９
Ｗ／ｃｍ2である場合に、前記被処理体の直径が２０３
ｍｍ（８インチ）のとき２７５ｍｍより大きく２８０ｍ
ｍ以下に設定され前記被処理体の直径が３０５ｍｍ（１
２インチ）のとき４１２ｍｍより大きく４２０ｍｍ以下
に設定されることを特徴とする請求項１に記載のプラズ
マ処理装置。9. An outer diameter of the focus ring is such that a power density of the high-frequency electric field applied to the object to be processed is 3.9.
W / cm 2 , the diameter of the object is 203
mm (8 inches), greater than 275 mm and 280 m
m and the diameter of the object to be processed is 305 mm (1
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the distance is set to be greater than 412 mm and equal to or less than 420 mm when the width is 2 inches.
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