JP2012109458A - Focus ring for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus - Google Patents

Focus ring for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a focus ring for a plasma processing apparatus capable of suppressing wear of the focus ring, keeping a replacement period of the focus ring long, and reducing processing costs of etching and so on.SOLUTION: The focus ring for a plasma processing apparatus comprises: a first ring member 7a disposed opposite to an electrode plate 3 and having a recessed stage part 71 to mount a peripheral edge part of a wafer 8 on an inner circumferential part; and a second ring member 7b to support a lower surface of the first ring member 7a. A cavity part 75, positioned outside of an outer peripheral edge of the recessed stage part 71 in a radial direction, is formed in a ring shape along the circumferential direction on at least one of the first ring member 7a and the second ring member 7b.

Description

本発明は、プラズマ処理装置用フォーカスリング及びそのフォーカスリングを用いたプラズマ処理装置に関するものである。   The present invention relates to a focus ring for a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus using the focus ring.

半導体デバイス製造プロセスに使用されるプラズマエッチング装置やプラズマCVD装置等のプラズマ処理装置は、チャンバー内に、高周波電源に接続される上部電極と下部電極とを、例えば、上下方向に対向配置し、下部電極の上に被処理基板を配置した状態として、上部電極に形成した貫通孔からエッチングガスを被処理基板に向かって流通させながら高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ、被処理基板にエッチング等の処理を行う構成とされている。
そして、このようなプラズマ処理装置においては、被処理基板の周縁部においてもエッチング処理の均一性を確保するために、フォーカスリングが使用される。フォーカスリングは、シリコンなどの高純度材料によりリング状に形成され、被処理基板の外周部を囲むようにして設けられる。これにより、エッチング処理時におけるプラズマの密度分布を均一にすることができ、エッチング処理等の均一性を確保することができる。
A plasma processing apparatus such as a plasma etching apparatus or a plasma CVD apparatus used in a semiconductor device manufacturing process has, for example, an upper electrode and a lower electrode connected to a high-frequency power source disposed in a chamber facing each other in the vertical direction, With the substrate to be processed disposed on the electrode, plasma is generated by applying a high frequency voltage while etching gas is circulated from the through hole formed in the upper electrode toward the substrate to be processed, and etching is performed on the substrate to be processed. And the like.
In such a plasma processing apparatus, a focus ring is used in order to ensure the uniformity of the etching process even at the peripheral portion of the substrate to be processed. The focus ring is formed in a ring shape from a high-purity material such as silicon, and is provided so as to surround the outer peripheral portion of the substrate to be processed. Thereby, the density distribution of the plasma during the etching process can be made uniform, and the uniformity of the etching process and the like can be ensured.

しかしながら、フォーカスリングを用いて被処理基板のエッチングを行うと、被処理基板だけでなくフォーカスリングの表面もエッチングされるので、使用時間の経過に伴いフォーカスリングの厚さは徐々に薄くなっていく。この厚さの変化はチャンバー内のインピーダンス変化となって、プラズマの放電状態を変化させる要因となる。したがって、フォーカスリングは、一定量以上に厚さが減少すると新しいものに交換されている。
また、上述の処理を行う場合、反応生成物の一部がチャンバー内に蓄積していくことが避けられない。そして、付着物に起因するパーティクルがチャンバー内に増加し、プラズマ等にパーティクルが投入されることで、所望の加工特性が得られなくなることから、フォーカスリングは、未消耗部分を多く残したまま廃棄されており、材料の利用効率が著しく低いものとなっている。
However, when the substrate to be processed is etched using the focus ring, not only the substrate to be processed but also the surface of the focus ring is etched, so that the thickness of the focus ring gradually decreases as the usage time elapses. . This change in thickness becomes an impedance change in the chamber, which causes a change in the plasma discharge state. Therefore, the focus ring is replaced with a new one when the thickness decreases beyond a certain amount.
Moreover, when performing the above-mentioned process, it is inevitable that a part of the reaction product accumulates in the chamber. Then, particles caused by deposits increase in the chamber, and particles are thrown into the plasma, etc., making it impossible to obtain the desired processing characteristics, so the focus ring is discarded while leaving many unconsumed parts. Therefore, the material utilization efficiency is extremely low.

そこで、特許文献1及び特許文献2には、二体構造としたフォーカスリングが提案されている。このフォーカスリングは、被処理基板の周縁部を囲んで配置される第1の部材と、第1の部材を支持するために下方に設けられる第2の部材とから形成されており、消耗やパーティクルの堆積が著しい第1の部材のみを交換可能に構成している。
また、特許文献3では、周方向に沿って複数に分割されたフォーカスリング片を中心に向けて付勢する構成とされており、支持台とフォーカスリングとの隙間をなくして、プラズマの回り込みによる支持台側壁の損傷、及び被処理基板へのパーティクル付着を防止している。
Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose a focus ring having a two-body structure. The focus ring is formed of a first member disposed so as to surround the peripheral edge of the substrate to be processed, and a second member provided below to support the first member. Only the first member in which the accumulation of water is remarkable can be replaced.
Moreover, in patent document 3, it is set as the structure which urges | biases toward the center the focus ring piece divided | segmented into multiple along the circumferential direction, eliminates the clearance gap between a support stand and a focus ring, and is based on the wraparound of a plasma This prevents damage to the side wall of the support base and adhesion of particles to the substrate to be processed.

特開2002−9048号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-9048 特開2004−79983号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-79983 特開2009−290087号公報JP 2009-290087 A

しかしながら、半導体デバイスのデザインの狭小化に伴って、プラズマ処理の高い均一性が強く求められるようになっており、フォーカスリングの交換周期がより短くなってきている。そして、この交換周期を迎え、装置から取り出されたフォーカスリングは、そのまま廃棄処理品として処分されている。また、フォーカスリングに用いられるシリコンは、高純度に精製された高価な材料であることから、コスト低減が難しいものとなっている。   However, with the narrowing of the design of semiconductor devices, high uniformity of plasma processing has been strongly demanded, and the focus ring replacement cycle has become shorter. Then, the focus ring taken out from the apparatus at the time of this replacement cycle is disposed as a discarded product as it is. Further, silicon used for the focus ring is an expensive material purified to a high purity, so that it is difficult to reduce the cost.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フォーカスリングの消耗を抑制して、フォーカスリングの交換周期を長く保つことにより、エッチング等の処理コストの低減を図ることのできるプラズマ処理装置用フォーカスリング及びプラズマ処理装置を提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reduce the processing cost such as etching by suppressing the consumption of the focus ring and keeping the replacement period of the focus ring long. A focus ring for a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus are provided.

本発明のフォーカスリングは、チャンバー内で上部電極と対向する位置に設置され、被処理基板の周縁部を囲むようにして支持するプラズマ処理装置用フォーカスリングであって、前記上部電極と対向して設けられ、内周部に前記被処理基板の周縁部を載置するための凹状段部を有する第1リング部材と、前記第1リング部材の下面を支持する第2リング部材とで構成されており、前記第1リング部材又は前記第2リング部材の少なくとも一方に、前記凹状段部の外周縁よりも半径方向外方に位置する空洞部が、周方向に沿うリング状に形成されていることを特徴とする。   The focus ring of the present invention is a focus ring for a plasma processing apparatus that is installed at a position facing the upper electrode in the chamber and supports the periphery of the substrate to be processed so as to surround the peripheral edge of the substrate, and is provided facing the upper electrode. The first ring member having a concave step for placing the peripheral edge of the substrate to be processed on the inner periphery, and the second ring member supporting the lower surface of the first ring member, In at least one of the first ring member and the second ring member, a cavity portion located radially outward from the outer peripheral edge of the concave step portion is formed in a ring shape along the circumferential direction. And

この場合、フォーカスリングの第1リング部材はプラズマに曝されることから消耗するが、第1リング部材のみを交換してフォーカスリングを利用することができるので、フォーカスリングの利用効率を向上させることができる。
また、フォーカスリングの空洞部が断熱空間として第1リング部材又は第2リング部材の少なくとも一方に介在することになるので、第1リング部材が過剰に冷却されることを防止することができる。これにより、第1リング部材の表面におけるパーティクルの堆積を防止でき、交換周期を長く保つことができ、コスト低減を図ることができる。
In this case, the first ring member of the focus ring is consumed because it is exposed to the plasma, but only the first ring member can be replaced and the focus ring can be used, thereby improving the use efficiency of the focus ring. Can do.
Moreover, since the cavity of the focus ring is interposed in at least one of the first ring member and the second ring member as a heat insulating space, it is possible to prevent the first ring member from being excessively cooled. Thereby, the accumulation of particles on the surface of the first ring member can be prevented, the replacement cycle can be kept long, and the cost can be reduced.

また、本発明のフォーカスリングにおいて、前記第1リング部材は前記被処理基板と同種材料により形成され、前記第2リング部材は金属材料により形成されており、これら両リング部材の当接面の内周端は、前記被処理基板の載置領域の外周縁より半径方向内方に配置され、前記当接面の外周端は、半径方向外方に向いて配置されているとよい。   In the focus ring of the present invention, the first ring member is made of the same material as the substrate to be processed, and the second ring member is made of a metal material. The peripheral end may be disposed radially inward from the outer peripheral edge of the placement region of the substrate to be processed, and the outer peripheral end of the contact surface may be disposed outward in the radial direction.

第2リング部材に金属材料を用いることにより、フォーカスリング全体の強度を向上させることができる。この場合、第2リング部材は金属材料であるので冷却され易いが、第1リング部材との間の空洞部が断熱空間となっているので、第1リング部材の上下面の温度差を小さくでき、割れ等の損傷を防止することができる。また、第1リング部材と第2リング部材との当接面の内周端を被処理基板の載置領域の外周縁より半径方向内方に配置し、当接面の外周端を半径方向外方に向けて配置するとともに、当接面の内周端の上に被処理基板を載置して、その内周端を覆うことにより、プラズマ発生領域には、第1リング部材の表面のみが露出する構成とすることができる。この第1リング部材は、被処理基板と同種材料によって形成されていることから、プラズマ発生領域への不純物の混入を低減することができる。   By using a metal material for the second ring member, the strength of the entire focus ring can be improved. In this case, since the second ring member is made of a metal material, it is easy to be cooled. However, since the cavity between the second ring member and the first ring member is a heat insulating space, the temperature difference between the upper and lower surfaces of the first ring member can be reduced. Damage such as cracking can be prevented. Further, the inner peripheral edge of the contact surface between the first ring member and the second ring member is disposed radially inward from the outer peripheral edge of the mounting area of the substrate to be processed, and the outer peripheral edge of the contact surface is radially outward. By placing the substrate to be processed on the inner peripheral end of the contact surface and covering the inner peripheral end, only the surface of the first ring member is present in the plasma generation region. It can be set as the structure exposed. Since the first ring member is made of the same material as the substrate to be processed, it is possible to reduce contamination of impurities into the plasma generation region.

また、本発明のフォーカスリングにおいて、前記第1リング部材と前記第2リング部材との当接面の外周部には、半径方向外方に開口し、これらの少なくとも一方の板厚の一部を周方向に沿って切欠してなる空隙部が設けられているとよい。
プラズマ処理により消耗した第1リング部材を交換する際、隣合う第1リング部材及び第2リング部材で形成された空隙部に工具を差し込むことにより、積層された第1リング部材と第2リング部材とを容易に引き剥がすことが可能となる。
Further, in the focus ring of the present invention, the outer peripheral portion of the contact surface between the first ring member and the second ring member opens radially outwardly, and a part of the plate thickness of at least one of these is provided. It is preferable that a gap formed by cutting out along the circumferential direction is provided.
When replacing the first ring member consumed by the plasma processing, the first ring member and the second ring member stacked by inserting a tool into the gap formed by the adjacent first ring member and second ring member. Can be easily peeled off.

本発明のプラズマ処理装置は、前述したフォーカスリングが、チャンバー内の上部電極と対向する位置に設置されていることを特徴とする。   The plasma processing apparatus of the present invention is characterized in that the above-described focus ring is installed at a position facing the upper electrode in the chamber.

本発明によれば、フォーカスリングによるパーティクルの堆積を抑制して、フォーカスリングの交換周期を長く保つことができるとともに、消耗した第1部材のみを交換する構成としたので、エッチング等の処理コストの低減を図ることができる。   According to the present invention, accumulation of particles due to the focus ring can be suppressed, the replacement period of the focus ring can be kept long, and only the consumed first member is replaced. Reduction can be achieved.

プラズマ処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a plasma processing apparatus. 本発明のフォーカスリングの第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of the focus ring of this invention. 図2に示すフォーカスリングの要部拡大図であり、工具を空隙部に挿入した状態を説明する図である。It is a principal part enlarged view of the focus ring shown in FIG. 2, and is a figure explaining the state which inserted the tool in the space | gap part. 本発明のフォーカスリングの第2実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the focus ring of this invention.

以下、本発明のフォーカスリングの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
まず、このフォーカスリングが用いられるプラズマ処理装置としてプラズマエッチング装置1について説明する。
このプラズマエッチング装置1は、図1の概略断面図に示されるように、真空チャンバー2内の上部に電極板(上部電極)3が設けられるとともに、下部に上下動可能な架台(下部電極)4が電極板3と相互間隔をおいて平行に設けられている。この場合、上部の電極板3は絶縁体5により真空チャンバー2の壁に対して絶縁状態に支持されているとともに、架台4の上には、静電チャック6と、その周りを囲むフォーカスリング7とが設けられており、静電チャック6の上に、フォーカスリング7により周縁部を支持した状態でウエハ(被処理基板)8を載置するようになっている。また、真空チャンバー2の上部にはエッチングガス供給管9が設けられ、このエッチングガス供給管9から送られてきたエッチングガスは拡散部材10を経由した後、電極板3に設けられたガス通過孔11を通してウエハ8に向かって流され、真空チャンバー2の側部の排出口12から外部に排出される構成とされている。一方、電極板3と架台4との間には高周波電源13により高周波電圧が印加されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the focus ring of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a plasma etching apparatus 1 will be described as a plasma processing apparatus using this focus ring.
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the plasma etching apparatus 1 is provided with an electrode plate (upper electrode) 3 in the upper part of the vacuum chamber 2 and a gantry (lower electrode) 4 that can be moved up and down in the lower part. Are provided in parallel with the electrode plate 3 at a distance from each other. In this case, the upper electrode plate 3 is supported in an insulated state with respect to the wall of the vacuum chamber 2 by an insulator 5, and an electrostatic chuck 6 and a focus ring 7 that surrounds the electrostatic chuck 6 are mounted on the mount 4. And a wafer (substrate to be processed) 8 is placed on the electrostatic chuck 6 with a peripheral edge supported by a focus ring 7. Further, an etching gas supply pipe 9 is provided in the upper part of the vacuum chamber 2, and the etching gas sent from the etching gas supply pipe 9 passes through the diffusion member 10 and then is a gas passage hole provided in the electrode plate 3. 11 is made to flow toward the wafer 8 and discharged from the discharge port 12 on the side of the vacuum chamber 2 to the outside. On the other hand, a high frequency voltage is applied between the electrode plate 3 and the gantry 4 by a high frequency power source 13.

また、電極板3は、シリコンによって円板状に形成されており、その背面には熱伝導性に優れるアルミニウム等からなる冷却板14が固定され、この冷却板14にも電極板3のガス通過孔11に連通するように、このガス通過孔11と同じピッチで貫通孔15が形成されている。そして、電極板3は、背面が冷却板に接触した状態でねじ止め等によってプラズマ処理装置1内に固定される。   The electrode plate 3 is formed in a disk shape with silicon, and a cooling plate 14 made of aluminum or the like having excellent thermal conductivity is fixed to the back surface of the electrode plate 3, and the gas passing through the electrode plate 3 is also passed through the cooling plate 14. Through holes 15 are formed at the same pitch as the gas passage holes 11 so as to communicate with the holes 11. The electrode plate 3 is fixed in the plasma processing apparatus 1 by screwing or the like with the back surface in contact with the cooling plate.

プラズマエッチング装置1では、高周波電源13から高周波電圧を印加してエッチングガスを供給すると、このエッチングガスは拡散部材10を経由して、電極板3に設けられたガス通過孔11を通って電極板3と架台4との間の空間に放出され、この空間内でプラズマとなってウエハ8に当り、このプラズマによるスパッタリングすなわち物理反応と、エッチングガスの化学反応とにより、ウエハ8の表面がエッチングされる。
また、ウエハ8の均一なエッチングを行う目的で、発生したプラズマをウエハ8の中央部に集中させ、外周部へ拡散するのを阻止して電極板3とウエハ8との間に均一なプラズマを発生させるために、通常、プラズマ発生領域16がシリコン製のシールドリング17で囲われた状態とされている。
In the plasma etching apparatus 1, when an etching gas is supplied by applying a high-frequency voltage from a high-frequency power source 13, the etching gas passes through the diffusion member 10, passes through the gas passage hole 11 provided in the electrode plate 3, and is electrode plate. 3 is released into the space between the gantry 3 and the gantry 4 and becomes plasma in this space, hits the wafer 8, and the surface of the wafer 8 is etched by sputtering, ie, physical reaction, and chemical reaction of the etching gas. The
Further, for the purpose of uniformly etching the wafer 8, the generated plasma is concentrated on the central portion of the wafer 8, and is prevented from diffusing to the outer peripheral portion, thereby generating a uniform plasma between the electrode plate 3 and the wafer 8. In order to generate the plasma, the plasma generation region 16 is usually surrounded by a silicon shield ring 17.

次に、フォーカスリング7の詳細構造について図2及び図3を参照しながら説明する。
このフォーカスリング7は、電極板3と対向して設けられ、内周部にウエハ8の周縁部を載置するための凹状段部71を有する第1リング部材7aと、第1リング部材7aの下面を支持する第2リング部材7bとを積層した構成とされ、第1リング部材7aは、単結晶シリコン、柱状晶シリコン、又は多結晶シリコンにより、第2リング部材7bは、表面にアルマイト処理が施されたAlによりリング状に形成されている。なお、第1リング部材7aの凹状段部71の外周縁までが、ウエハ8の載置領域とされている。
Next, the detailed structure of the focus ring 7 will be described with reference to FIGS.
The focus ring 7 is provided opposite to the electrode plate 3, and includes a first ring member 7a having a concave step portion 71 for placing the peripheral portion of the wafer 8 on the inner peripheral portion, and the first ring member 7a. The first ring member 7a is made of single crystal silicon, columnar crystal silicon, or polycrystalline silicon, and the second ring member 7b is alumite-treated on the surface. It is formed in a ring shape by the applied Al. The area up to the outer peripheral edge of the concave stepped portion 71 of the first ring member 7a is a mounting area for the wafer 8.

第1リング部材7aの第2リング部材7bとの当接面72aには、凹状段部71の外周縁よりも半径方向外方に周方向に沿うリング状の凹溝73が設けられており、さらに、第1リング部材7aの当接面72aの外周部には、凹溝73より外側に全周にわたり傾斜面によって板厚の一部を切欠してなる面取り面74が設けられている。そして、これら凹溝73と面取り面74に、第2リング部材7bの当接面72bを対向させて積層することにより、第1リング部材7aの凹溝73と第2リング部材7bとの間に空洞部75が形成され、第1リング部材7aの面取り面74と第2リング部材7bとの間に、フォーカスリング7の半径方向外方に開口し、フォーカスリング7の全周にわたって空隙部76が形成される。   The contact surface 72a of the first ring member 7a with the second ring member 7b is provided with a ring-shaped concave groove 73 along the circumferential direction radially outward from the outer peripheral edge of the concave stepped portion 71, Further, a chamfered surface 74 is provided on the outer peripheral portion of the contact surface 72a of the first ring member 7a. Then, by laminating the concave groove 73 and the chamfered surface 74 with the abutting surface 72b of the second ring member 7b facing each other, a gap is formed between the concave groove 73 of the first ring member 7a and the second ring member 7b. A hollow portion 75 is formed, and the focus ring 7 is opened radially outwardly between the chamfered surface 74 of the first ring member 7a and the second ring member 7b. It is formed.

なお、これら第1リング部材7aと第2リング部材7bとの当接面72a,72bの内周端77は、両リング部材7a,7bの内周面に配置されている。この内周端77の直径はウエハ8の外径より小さく形成されていることにより、内周端77はウエハ8の載置領域の外周縁より半径方向内方に配置されている。また、両リング部材7a,7bの外径は同径に形成されており、当接面72a,72bの外周端78は両リング部材7a,7bの半径方向外方に向けて配置されている。   The inner peripheral ends 77 of the contact surfaces 72a and 72b of the first ring member 7a and the second ring member 7b are disposed on the inner peripheral surfaces of the ring members 7a and 7b. Since the diameter of the inner peripheral end 77 is smaller than the outer diameter of the wafer 8, the inner peripheral end 77 is disposed radially inward from the outer peripheral edge of the mounting region of the wafer 8. Further, the outer diameters of both the ring members 7a and 7b are formed to be the same diameter, and the outer peripheral ends 78 of the contact surfaces 72a and 72b are arranged outwardly in the radial direction of both the ring members 7a and 7b.

このように構成したフォーカスリング7においては、フォーカスリング7に設けられた空洞部75が断熱空間として第1リング部材7aと第2リング部材7bとの間に介在することになるので、第1リング部材7aが過剰に冷却されることを防止することができる。また、第2リング部材7bのアルマイト被膜70bが断熱層となるので、第1リング部材7aと第2リング部材7bとの熱伝達が阻害され、第1リング部材7aの下面(当接面72a)が冷却されにくくなる。これにより、第1リング部材7aの上下面の温度差を小さくでき、割れ等の損傷を防止できるとともに、第1リング部材7aの表面におけるパーティクルの堆積を防止でき、フォーカスリング7の交換周期を長く保つことができる。   In the focus ring 7 configured as described above, the cavity 75 provided in the focus ring 7 is interposed between the first ring member 7a and the second ring member 7b as a heat insulating space. It is possible to prevent the member 7a from being excessively cooled. Further, since the alumite coating 70b of the second ring member 7b becomes a heat insulating layer, heat transfer between the first ring member 7a and the second ring member 7b is hindered, and the lower surface (contact surface 72a) of the first ring member 7a. Becomes difficult to cool. Thereby, the temperature difference between the upper and lower surfaces of the first ring member 7a can be reduced, damage such as cracking can be prevented, particle deposition on the surface of the first ring member 7a can be prevented, and the replacement period of the focus ring 7 can be lengthened. Can keep.

また、第1リング部材7aは、ウエハ8と同種材料の高純度のシリコンによって形成されていることから、プラズマ発生領域に不純物が混入することを低減することができる。また、本実施形態においては、第1リング部材7aの凹状段部71にウエハ8を載置する構成としており、プラズマ発生領域には第1リング部材7aの表面のみが露出する構成となっている。したがって、第2リング部材7bがプラズマに曝されて損傷したり、不純物が発生してウエハ8にパーティクルが付着したりする等の問題を防止することができる。   In addition, since the first ring member 7a is formed of high-purity silicon that is the same material as the wafer 8, it is possible to reduce contamination of impurities in the plasma generation region. In the present embodiment, the wafer 8 is placed on the concave step portion 71 of the first ring member 7a, and only the surface of the first ring member 7a is exposed in the plasma generation region. . Accordingly, it is possible to prevent problems such as the second ring member 7b being damaged by being exposed to the plasma, or impurities being generated and particles adhering to the wafer 8.

さらに、第1リング部材7aはプラズマに曝されて消耗するため、消耗度に応じて交換することが行われるが、この交換作業においては、図3に示すように、第1リング部材7aに設けられた面取り面74が工具Tのガイドとして作用する。面取り面74に沿って空隙部76に工具Tを挿入することにより、第1リング部材7aと第2リング部材7bとを容易に引き剥がし、第1リング部材7aのみを交換することができる。この場合、図3の矢印yで示すように挿入した工具Tをそのまま半径方向内方へ押し込むか、矢印zで示すように工具Tを回動させながら梃子の原理で第2リング部材7bから第1リング部材7aを引き剥がすか、いずれかの方法で第1リング部材7aと第2リング部材7bとを分離することができる。   Further, since the first ring member 7a is consumed by being exposed to plasma, it is replaced according to the degree of wear. In this replacement operation, as shown in FIG. 3, the first ring member 7a is provided on the first ring member 7a. The formed chamfered surface 74 serves as a guide for the tool T. By inserting the tool T into the gap 76 along the chamfered surface 74, the first ring member 7a and the second ring member 7b can be easily peeled off, and only the first ring member 7a can be replaced. In this case, the tool T inserted as shown by the arrow y in FIG. 3 is pushed inward in the radial direction as it is, or the second ring member 7b is moved from the second ring member 7b by the lever principle while rotating the tool T as shown by the arrow z. The first ring member 7a and the second ring member 7b can be separated by either peeling off the first ring member 7a or by any method.

図4は、本発明の第2実施形態を示している。フォーカスリング7の空洞部75は、第1リング部材7a又は第2リング部材7bの少なくとも一方に空洞部が形成されていればよく、断熱空間として第1リング部材7aの冷却を抑制してパーティクルの堆積を防止することができる。そこで、第1実施形態では、空洞部75を第1リング部材7aに設けた凹溝73と、第2リング部材7bの当接面72bとで形成していたが、第2実施形態のフォーカスリング90においては、第1リング部材90aと第2リング部材90bの当接面面92a,92bの両方に凹溝93a,93bを形成することにより空洞部95を形成している。   FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The hollow portion 75 of the focus ring 7 only needs to have a hollow portion formed in at least one of the first ring member 7a or the second ring member 7b. Deposition can be prevented. Therefore, in the first embodiment, the hollow portion 75 is formed by the concave groove 73 provided in the first ring member 7a and the contact surface 72b of the second ring member 7b. However, the focus ring of the second embodiment is used. In 90, the hollow part 95 is formed by forming the concave grooves 93a and 93b in both the contact surface surfaces 92a and 92b of the first ring member 90a and the second ring member 90b.

また、第2リング部材90bには、そのリング形状の内周側部分に凸条部91が周方向に沿って形成されており、この凸条部91の外周面に第1リング部材90aの内周面が嵌め込まれて積層されている。これら第1リング部材90aと第2リング部材90bとの当接面92a,92bの内周端97は、ウエハ8の載置領域の外周縁より半径方向内方に配置され、フォーカスリング90の上方に向けられているが、この内周端97の直径はウエハ8の外径より小さく形成されている。そして、両リング部材90a,90bの外径は同径に形成されており、当接面92a,92bの外周端98は両リング部材90a,90bの半径方向外方に向けて配置されている。   Further, the second ring member 90b has a convex portion 91 formed along the circumferential direction on the inner peripheral side portion of the ring shape, and the inner surface of the first ring member 90a is formed on the outer peripheral surface of the convex portion 91. The peripheral surface is fitted and laminated. The inner peripheral ends 97 of the contact surfaces 92a and 92b of the first ring member 90a and the second ring member 90b are disposed radially inward from the outer peripheral edge of the mounting area of the wafer 8, and are located above the focus ring 90. However, the diameter of the inner peripheral edge 97 is smaller than the outer diameter of the wafer 8. The outer diameters of both ring members 90a and 90b are formed to be the same diameter, and the outer peripheral ends 98 of the contact surfaces 92a and 92b are arranged outwardly in the radial direction of both ring members 90a and 90b.

これにより、両リング部材90a,90bの当接面92a,92bの内周端97は、ウエハ8を載置することによって覆われ、プラズマ発生領域には、第1リング部材90aの表面のみが露出する構成となっている。そして、プラズマに曝される部分は、高純度のシリコンである第1リング部材90aのみであるため、この場合も第1実施形態と同様に、不純物の混入を低減することができる。その他の構成は、第1実施形態のものと同じであり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。   As a result, the inner peripheral ends 97 of the contact surfaces 92a and 92b of the ring members 90a and 90b are covered by placing the wafer 8, and only the surface of the first ring member 90a is exposed in the plasma generation region. It is the composition to do. And since the part exposed to plasma is only the 1st ring member 90a which is a high purity silicon | silicone, mixing of an impurity can be reduced also in this case similarly to 1st Embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to common portions, and descriptions thereof are omitted.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

1 プラズマエッチング装置
2 真空チャンバー
3 電極板(上部電極)
4 架台
5 絶縁体
6 静電チャック
7,90 フォーカスリング
7a,90a 第1リング部材
7b,90b 第2リング部材
8 ウエハ(被処理基板)
9 エッチングガス供給管
10 拡散部材
11 ガス通過孔
12 排出口
13 高周波電源
14 冷却板
15 貫通孔
16 プラズマ発生領域
17 シールドリング
70b アルマイト被膜
71 凹状段部
72a,72b 当接面
73,93a,93b 凹溝
74 面取り面
75,95 空洞部
76 空隙部
91 凸条部
77,97 内周端
78,98 外周端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma etching apparatus 2 Vacuum chamber 3 Electrode plate (upper electrode)
Reference Signs List 4 Stand 5 Insulator 6 Electrostatic chuck 7, 90 Focus ring 7a, 90a First ring member 7b, 90b Second ring member 8 Wafer (substrate to be processed)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Etching gas supply pipe 10 Diffusion member 11 Gas passage hole 12 Discharge port 13 High frequency power supply 14 Cooling plate 15 Through-hole 16 Plasma generation region 17 Shield ring 70b Anodized coating 71 Concave step part 72a, 72b Contact surface 73, 93a, 93b Concave Groove 74 Chamfered surface 75,95 Cavity 76 Cavity 91 Projection 77,97 Inner peripheral edge 78,98 Outer peripheral end

Claims (4)

チャンバー内で上部電極と対向する位置に設置され、被処理基板の周縁部を囲むようにして支持するプラズマ処理装置用フォーカスリングであって、前記上部電極と対向して設けられ、内周部に前記被処理基板の周縁部を載置するための凹状段部を有する第1リング部材と、前記第1リング部材の下面を支持する第2リング部材とで構成されており、前記第1リング部材又は前記第2リング部材の少なくとも一方に、前記凹状段部の外周縁よりも半径方向外方に位置する空洞部が、周方向に沿うリング状に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置用フォーカスリング。   A focus ring for a plasma processing apparatus, which is installed at a position facing the upper electrode in the chamber and supports the periphery of the substrate to be processed so as to surround the periphery, and is provided facing the upper electrode, A first ring member having a concave step for placing the peripheral edge of the processing substrate; and a second ring member that supports the lower surface of the first ring member, the first ring member or the A focus for a plasma processing apparatus, wherein a cavity portion located radially outward from the outer peripheral edge of the concave step portion is formed in at least one of the second ring members in a ring shape along the circumferential direction. ring. 前記第1リング部材は前記被処理基板と同種材料により形成され、前記第2リング部材は金属材料により形成されており、これら両リング部材の当接面の内周端は、前記被処理基板の載置領域の外周縁より半径方向内方に配置され、前記当接面の外周端は、半径方向外方に向いて配置されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置用フォーカスリング。   The first ring member is made of the same material as the substrate to be processed, the second ring member is made of a metal material, and the inner peripheral ends of the contact surfaces of both the ring members are formed on the substrate to be processed. The focus for a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the focus is disposed radially inward from an outer peripheral edge of the mounting region, and an outer peripheral end of the contact surface is disposed radially outward. ring. 前記第1リング部材と前記第2リング部材との当接面の外周部には、半径方向外方に開口し、これらの少なくとも一方の板厚の一部を周方向に沿って切欠してなる空隙部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ処理装置用フォーカスリング。   The outer peripheral portion of the contact surface between the first ring member and the second ring member is opened radially outward, and a part of at least one of the plate thicknesses is cut out along the circumferential direction. The focus ring for a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a gap is provided. 請求項1から3のいずれか一項に記載のフォーカスリングが、チャンバー内の上部電極と対向する位置に設置されたプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus, wherein the focus ring according to any one of claims 1 to 3 is installed at a position facing the upper electrode in the chamber.
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