JP3222620B2 - Discharge treatment equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路素子な
どの製造工程で用いられる放電処理装置に関し、特に、
被処理基体のエッチングや薄膜形成などの表面処理に使
用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge processing apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device or the like.
It is used for surface treatment such as etching of a substrate to be processed and formation of a thin film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ＬＳＩメモリなどの集積回路素子
の製造工程は、基本的に、薄膜形成とエッチングによる
微細加工の繰り返しによって成立している。そして、当
該薄膜形成には、化学気相成長（ＣＶＤ）法、プラズマ
ＣＶＤ法やスパッタ法などが用いられ、当該微細加工に
は、液相エッチング法、プラズマエッチング法や反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）法などが用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a process for manufacturing an integrated circuit device such as an LSI memory is basically realized by repeating thin film formation and fine processing by etching. The thin film is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like, and the fine processing is performed by a liquid phase etching method, a plasma etching method, or a reactive ion etching (RIE). The law is used.
【０００３】特に、最近では、薄膜形成やエッチングに
よる微細加工には、上記表面処理方法のうち放電を利用
するもの、即ちプラズマＣＶＤ法、スパッタ法、プラズ
マエッチング法およびＲＩＥ法の比重が高くなってい
る。これら放電を利用する薄膜形成や微細加工は、いず
れも、真空容器内の一対の電極に直流や交流の電界を印
加し、当該真空容器内にブロ−放電やマグネトロン放電
を発生させる、という特徴を有している。[0003] In particular, recently, in the fine processing by forming a thin film or etching, the specific gravity of the above-mentioned surface treatment methods that use electric discharge, ie, the plasma CVD method, the sputtering method, the plasma etching method, and the RIE method has been increased. I have. All of the thin film formation and micromachining utilizing these discharges are characterized in that a DC or AC electric field is applied to a pair of electrodes in a vacuum vessel to generate a blow discharge or a magnetron discharge in the vacuum vessel. Have.
【０００４】図５は、典型的なＲＩＥ装置の概略図を示
すものである。図５において、真空容器１０１の絶縁体
１０２上には、電極１０３が配置されている。この電極
１０３上には、被処理体（例えばシリコンウェハ）１０
４が載置されている。被処理体の周囲には、リング状の
絶縁体（例えば石英リング）１１０が設けられている。
真空容器１０１には、ＣＦ4 やＣｌ2 などのハロゲンを
含む反応性ガスを当該容器内に導入するためのガス導入
口１０５、および、当該容器内のガスを排気するための
ガス排気口１０６がそれぞれ形成されている。FIG. 5 is a schematic view of a typical RIE apparatus. In FIG. 5, an electrode 103 is provided on an insulator 102 of a vacuum vessel 101. An object (for example, a silicon wafer) 10 is placed on the electrode 103.
4 are placed. A ring-shaped insulator (for example, a quartz ring) 110 is provided around the object to be processed.
The vacuum vessel 101 has a gas inlet 105 for introducing a reactive gas containing halogen such as CF 4 or Cl 2 into the vessel, and a gas exhaust port 106 for exhausting the gas in the vessel. Each is formed.
【０００５】電極１０３は、マッチング調整回路１０７
を介して発振器１０８に接続されている。一方、真空容
器１０１は、接地電位源ＶＳＳに接続されている。そし
て、電極１０８とこれに対向する真空容器の上壁部分１
０９とが一対の電極として作用することになる。即ち、
発振器１０８により、例えば１３．５６［ＭＨｚ］の高
周波電界が電極１０３に印加されると、真空容器１０１
内にグロ−放電が誘起され、プラズマが発生する。[0005] The electrode 103 is connected to a matching adjustment circuit 107.
Is connected to the oscillator 108 via the. On the other hand, the vacuum vessel 101 is connected to a ground potential source VSS. Then, the electrode 108 and the upper wall portion 1 of the vacuum vessel facing the electrode 108
09 functions as a pair of electrodes. That is,
When a high-frequency electric field of, for example, 13.56 [MHz] is applied to the electrode 103 by the oscillator 108, the vacuum vessel 101
Glow discharge is induced in the inside, and plasma is generated.
【０００６】エッチングのメカニズムは以下のとうりで
ある。発振器１０８により高周波電界が電極１０３に印
加されると、移動度の小さいイオンは、当該交流電界に
は追従できず、主として電子のみが一対の電極間を移動
する。このため、被処理体１０４と容器内のプラズマの
間には、当該被処理体を負、当該プラズマを正とする直
流的な自己バイアス電圧が生じる。The mechanism of the etching is as follows. When a high-frequency electric field is applied to the electrode 103 by the oscillator 108, ions having low mobility cannot follow the AC electric field, and mainly only electrons move between the pair of electrodes. For this reason, a DC self-bias voltage is generated between the object 104 and the plasma in the container, with the object being negative and the plasma being positive.
【０００７】そして、プラズマ中のイオンは、この自己
バイアス電圧により被処理体１０４に向かって加速され
るため、当該イオンは、被処理体の表面にほぼ垂直に入
射する。従って、適切な圧力、温度、ガス組成を選択す
ると、イオンの照射される面でのみエッチング反応が進
行するため、エッチングのマスク下にアンダ−カットが
ない異方性のエッチングを実現できる。[0007] Since the ions in the plasma are accelerated toward the object 104 by the self-bias voltage, the ions enter the surface of the object almost perpendicularly. Therefore, when an appropriate pressure, temperature, and gas composition are selected, the etching reaction proceeds only on the surface irradiated with the ions, so that anisotropic etching without undercut under the etching mask can be realized.
【０００８】ところで、図５のＲＩＥ装置を含めた放電
処理装置は、一枚ずつ順次被処理体の処理を行う、いわ
ゆる枚葉式の装置が主流となっている。かかる場合、被
処理体としてのシリコンウェハが８インチから１２イン
チ又はそれ以上へと次第に大口径化していくにつれて、
必然的に、真空容器も拡大していかなければならない。
従って、従来の放電処理装置では、その周囲の空気を清
浄するクリ−ンル−ムが大きくなるため、当該装置の維
持費が増大してくるという欠点がある。The discharge processing apparatus including the RIE apparatus shown in FIG. 5 is a so-called single-wafer type apparatus which sequentially processes an object to be processed one by one. In such a case, as the diameter of the silicon wafer as the object to be processed gradually increases from 8 inches to 12 inches or more,
Inevitably, the vacuum vessel must also expand.
Accordingly, the conventional discharge treatment apparatus has a disadvantage that the clean room for cleaning the air around the discharge treatment apparatus becomes large, and the maintenance cost of the apparatus increases.
【０００９】一方、ウェハの面積に比較して、できるだ
け小さな真空容器を用いる放電処理装置の開発が進めら
れているが、以下の理由により装置自体を単純に小さく
することもできない。On the other hand, development of a discharge processing apparatus using a vacuum vessel as small as possible in comparison with the area of the wafer has been advanced, but the apparatus itself cannot be simply reduced in size for the following reasons.
【００１０】即ち、例えば図５のＲＩＥ装置において、
被処理体１０４が搭載される電極１０３の端部は、真空
容器１０１まで達していない。言い換えれば、電極１０
３は、真空容器１０１の底分全体に形成されていない。
従って、電極１０３の中央部と端部では、電界の大きさ
や方向が互いに異なって生じる。その結果、被処理体１
０４の周辺部のエッチング速度が、当該被処理体１０４
の中央部のエッチング速度と比べて異なったり、また
は、当該被処理体１０４の周辺部の加工形状が斜めに傾
くなどの欠点が生じる。That is, for example, in the RIE apparatus shown in FIG.
The end of the electrode 103 on which the object 104 is mounted does not reach the vacuum chamber 101. In other words, the electrode 10
3 is not formed on the entire bottom of the vacuum vessel 101.
Therefore, the magnitude and direction of the electric field differ between the center and the end of the electrode 103. As a result, the object 1
The etching rate of the peripheral portion of the object
There is a drawback that the etching rate is different from the etching rate at the central portion, or the processed shape of the peripheral portion of the object 104 is obliquely inclined.
【００１１】近年のＬＳＩが高密度化に伴い、その設計
寸法も縮小してきており、エッチング加工の精度や面内
均一性に対する要求は大変に厳しいものとなっている。
つまり、上述のように、放電処理装置の小型化が、エッ
チング速度や加工形状の面内不均一を引き起こすようで
は本末転倒である。被処理体の表面全体に対して均一な
放電を作用させるためには、電極１０３は、当該被処理
体であるウェハの径に対して２倍以上の径が必要であ
る。[0011] With the recent increase in the density of LSIs, their design dimensions have been reduced, and the demands on etching accuracy and in-plane uniformity have become extremely strict.
In other words, as described above, if the miniaturization of the discharge processing device causes in-plane non-uniformity of the etching rate and the processed shape, it is overturned. In order to cause a uniform discharge to act on the entire surface of the object to be processed, the diameter of the electrode 103 needs to be twice or more the diameter of the wafer as the object to be processed.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
ウェハの大口径化に伴い、ＲＩＥ装置、プラズマＣＶＤ
装置やスパッタ成膜装置などの放電処理装置の小型化が
検討されているが、被処理体のエッチング速度、加工形
状、成膜速度、膜組成などに関し基体面内における均一
性を追及すると、単純に当該放電処理装置を小型化する
ことができない。このため、クリ−ンル−ムの拡大や設
計時間の増大などによる製造コストの増加が生じるとい
う欠点がある。As described above, conventionally,
RIE equipment and plasma CVD with increasing wafer diameter
Although miniaturization of discharge processing equipment such as equipment and sputter film forming equipment is being studied, it is simple to pursue uniformity in the substrate surface with respect to the etching rate, processing shape, film forming rate, film composition, etc. of the object to be processed. In addition, the discharge processing apparatus cannot be downsized. For this reason, there is a disadvantage that the manufacturing cost is increased due to an increase in the clean room and an increase in the design time.
【００１３】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、装置自体を従来より小さくして
も、被処理体のエッチング速度、加工形状、成膜速度、
膜組成などに関し基体面内における均一性に優れた特性
を有する放電処理装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. The object of the present invention is to make it possible to reduce the etching rate, processing shape, film forming rate,
It is an object of the present invention to provide a discharge treatment apparatus having excellent uniformity in the surface of a substrate with respect to a film composition and the like.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の放電処理装置は、真空容器内において互い
に対向し合う一対の電極と、上記一対の電極の一方側の
電極上であって、当該一方側の電極上に載置される被処
理体の周囲を取り囲む位置に設けられ、上記一対の電極
間に発生するプラズマと当該一方側の電極との間のイン
ピ−ダンスを調節し得る機構とを備えている。In order to achieve the above object, an electric discharge treatment apparatus according to the present invention comprises a pair of electrodes facing each other in a vacuum vessel and an electrode on one side of the pair of electrodes. Is provided at a position surrounding the object to be processed mounted on the one electrode, and can adjust the impedance between the plasma generated between the pair of electrodes and the one electrode. Mechanism.
【００１５】上記機構は、一方側の電極上において被処
理体の周囲を取り囲むように配置されるリング状誘電体
と、当該一方側の電極と当該リング状誘電体の間に任意
の間隔の隙間を形成し、上記一対の電極間に発生するプ
ラズマと当該一方側の電極との間のインピ−ダンスを調
節する高さ調節部とから構成される。The above mechanism comprises a ring-shaped dielectric disposed on one of the electrodes so as to surround the periphery of the object to be processed, and a gap at an arbitrary interval between the one-sided electrode and the ring-shaped dielectric. And a height adjusting unit for adjusting the impedance between the plasma generated between the pair of electrodes and the one electrode.
【００１６】上記機構は、一方側の電極上において被処
理体の周囲を取り囲むように配置され、一定の間隔で複
数の第１の貫通穴を有する第１のリング状誘電体と、上
記第１のリング状の誘電体と互いに重なり合い、上記第
１の貫通穴に対応して複数の第２の貫通穴を有する第２
のリング状誘電体と、上記第１のリング状誘電体および
上記第２のリング状誘電体のいずれか一方または両方を
当該リングの中心点を軸に回転させ、当該第１の貫通穴
と当該第２の貫通穴が重なる部分の面積を変えて、上記
一対の電極間に発生するプラズマと当該一方側の電極と
の間のインピ−ダンスを調節する回転調節部とから構成
される。The mechanism includes a first ring-shaped dielectric, which is disposed on one electrode and surrounds the object to be processed, and has a plurality of first through holes at regular intervals; And a plurality of second through-holes corresponding to the first through-holes.
Ring-shaped dielectric, and one or both of the first ring-shaped dielectric and the second ring-shaped dielectric are rotated around the center point of the ring, and the first through-hole and the The second through-hole is formed by changing the area of the portion where the second through-hole overlaps, and comprising a rotation adjusting unit for adjusting the impedance between the plasma generated between the pair of electrodes and the one electrode.
【００１７】上記機構は、一方側の電極上において被処
理体の周囲を取り囲むように配置され、中空となってい
るリング状誘電体と、上記リング状誘電体の空洞部分
に、上記一対の電極間に発生するプラズマと当該一方側
の電極との間のインピ−ダンスを変化させ得る液体を供
給する液体供給部と、上記リング状誘電体の空洞部分と
上記液体供給部をつなぐ配管とから構成される。The above mechanism is arranged on one of the electrodes so as to surround the periphery of the object to be processed, and the ring-shaped dielectric which is hollow and the pair of electrodes are provided in the hollow portion of the ring-shaped dielectric. A liquid supply unit for supplying a liquid capable of changing the impedance between the plasma generated therebetween and the one electrode, and a pipe connecting the hollow portion of the ring-shaped dielectric and the liquid supply unit. Is done.
【００１８】[0018]
【作用】上記構成によれば、被処理体の周辺部のインピ
−ダンスを任意に変化させることができる機構を設け、
真空容器内の電界を一様に分布させることにより、当該
被処理体の全面において均一なエッチング速度を得るこ
とが可能となる。これにより、被処理体の全表面におい
て均一なエッチング特性を得るために、従来のように電
極を被処理体の２倍の径にしなければならないという制
約からも解放される。従って、装置を従来より小さくで
きると共に、被処理体のエッチング速度、加工形状、成
膜速度、膜組成などに関し基体面内における均一性に優
れた特性を有する放電処理装置を提供することが可能と
なる。According to the above construction, there is provided a mechanism capable of arbitrarily changing the impedance of the peripheral portion of the object to be processed,
By uniformly distributing the electric field in the vacuum vessel, a uniform etching rate can be obtained over the entire surface of the object. As a result, in order to obtain a uniform etching characteristic on the entire surface of the object to be processed, the restriction that the electrode has to be twice the diameter of the object to be processed as in the related art is released. Therefore, it is possible to provide a discharge processing apparatus which can be made smaller than before and which has excellent uniformity in the in-plane of the substrate with respect to the etching rate, processing shape, film formation rate, film composition, and the like of the object to be processed. Become.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例
に係わる放電処理装置を示している。図１において、２
０１は、真空容器であり、この真空容器２０１内には、
従来と同様に、絶縁体２０２および電極２０３が配置さ
れている。また、電極２０３上には、被処理体（例えば
シリコンウェハ）２０４が載置されている。当該被処理
体２０４の周囲には、これを取り囲むようにリング状の
絶縁体２０６が設けられている。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a discharge processing apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2
Reference numeral 01 denotes a vacuum container, and inside the vacuum container 201,
As in the related art, the insulator 202 and the electrode 203 are arranged. An object to be processed (for example, a silicon wafer) 204 is mounted on the electrode 203. A ring-shaped insulator 206 is provided around the object to be processed 204 so as to surround the object.
【００２０】また、真空容器２０１には、ＣＦ4 やＣｌ
2 などのハロゲンを含む反応性ガスを当該容器内に導入
するためのガス導入口２０７、および、当該容器内のガ
スを排気するためのガス排気口２０８がそれぞれ形成さ
れている。The vacuum vessel 201 contains CF 4 or Cl.
A gas introduction port 207 for introducing a reactive gas containing a halogen such as 2 into the container and a gas exhaust port 208 for exhausting the gas in the container are formed.
【００２１】電極２０３は、マッチング調整回路２０９
を介して発振器２１０に接続されている。一方、真空容
器２０１は、接地電位源ＶＳＳに接続されている。そし
て、電極２０３とこれに対向する真空容器の上壁部分２
１１とが一対の電極を構成している。なお、電極２０３
は、温度制御機構により温度制御されていてもよい。The electrode 203 is connected to a matching adjustment circuit 209.
Is connected to the oscillator 210 via the. On the other hand, the vacuum vessel 201 is connected to a ground potential source VSS. Then, the electrode 203 and the upper wall portion 2 of the vacuum vessel facing the electrode 203
11 constitute a pair of electrodes. The electrode 203
May be temperature controlled by a temperature control mechanism.
【００２２】本発明では、以上の構成要素に加えて、さ
らにリング状の絶縁体２０６の電極２０３の表面からの
高さＡを調節する高さ調節機構２１２を具備している。
この高さ調節機構２１２により、電極２０３と絶縁体２
０６の間に隙間を作ることができる。また、電極２０３
上の被処理体２０４は、静電チャック機構２０５により
保持されている。In the present invention, in addition to the above components, a height adjusting mechanism 212 for adjusting the height A of the ring-shaped insulator 206 from the surface of the electrode 203 is further provided.
The height adjustment mechanism 212 allows the electrode 203 and the insulator 2
A gap can be created between 06. The electrode 203
The object to be processed 204 is held by an electrostatic chuck mechanism 205.
【００２３】図２は、図１の装置によりウェハ上のシリ
コン酸化物（ＳｉＯ2 ）をエッチングした場合のエッチ
ング速度の面内均一性を示す特性図である。図２におい
て、縦軸は、基体中心部のエッチング速度で規格化され
たエッチング速度を、横軸は、被処理体の半径で規格化
した速度測定点の基体中心部からの距離をそれぞれ示し
ている。FIG. 2 is a characteristic diagram showing in-plane uniformity of an etching rate when silicon oxide (SiO 2 ) on a wafer is etched by the apparatus of FIG. In FIG. 2, the vertical axis represents the etching rate normalized by the etching rate at the center of the substrate, and the horizontal axis represents the distance from the center of the substrate at the speed measurement point normalized by the radius of the object to be processed. I have.
【００２４】エッチングの条件としては、エッチングガ
スをＣＨＦ3 、圧力を０．０５［Ｔｏｒｒ］、放電時の
高周波電力を１［Ｗ／ｃｍ3 ］とする。図中、ａは、従
来装置と同様となるように、高さ調節機構２１２により
高さＡを０とした場合、即ちリング状の絶縁体２０６を
電極２０３に接触させた場合のエッチング速度のウェハ
面内分布を示している。また、ｂは、高さ調節機構２１
２により高さＡを１．５［ｍｍ］とした場合のエッチン
グ速度のウェハ面内分布を示している。As the etching conditions, the etching gas is CHF 3 , the pressure is 0.05 [Torr], and the high-frequency power at the time of discharge is 1 [W / cm 3 ]. In the drawing, a is the wafer at the etching rate when the height A is set to 0 by the height adjusting mechanism 212, that is, when the ring-shaped insulator 206 is brought into contact with the electrode 203, as in the conventional apparatus. The in-plane distribution is shown. B is a height adjustment mechanism 21
2 shows the distribution of the etching rate in the wafer surface when the height A is 1.5 [mm].
【００２５】図２によれば、従来装置と同様の構成で
は、ウェハ周辺部のエッチング速度が低くなっているの
に対し、高さＡが１．５［ｍｍ］の場合には、ウェハ面
内でほぼ均一なエッチング速度となっているのがわか
る。According to FIG. 2, in the same configuration as the conventional apparatus, the etching rate in the peripheral portion of the wafer is low, but when the height A is 1.5 [mm], It can be seen that the etching rate was almost uniform.
【００２６】このように、電極２０３と絶縁体２０６の
間に幅Ａの隙間を設けることによりウェハ面内でほぼ均
一なエッチング速度が得られる理由は以下のとうりであ
る。即ち、真空容器２０１内の高周波電界は、電極２０
３の周辺部から、静電チャックの容量やウェハ表面の絶
縁膜の容量などからなる一定のインピ−ダンスとを介し
てウェハの表面に伝達され、その間に当該電界の振幅位
相の変化が生じるからである。The reason why a substantially uniform etching rate can be obtained in the wafer surface by providing a gap having a width A between the electrode 203 and the insulator 206 as described above is as follows. That is, the high-frequency electric field in the vacuum vessel 201
3 is transmitted to the surface of the wafer through a constant impedance including the capacitance of the electrostatic chuck and the capacitance of the insulating film on the surface of the wafer, during which the amplitude and phase of the electric field change. It is.
【００２７】例えば、電極２０３の周辺部では、高周波
電界は、電極２０４上の隙間Ａとリング状の絶縁体２０
６を介してプラズマと接することになる。従って、その
部分のインピ−ダンスは、リング状の絶縁体２０６の厚
さおよび材質により決まる誘電率、隙間Ａの間隔および
隙間Ａに満たされる気体の誘電率の双方によって決定さ
れる。For example, at the periphery of the electrode 203, a high-frequency electric field is applied to the gap A on the electrode 204 and the ring-shaped insulator 20.
6 comes into contact with the plasma. Therefore, the impedance of that portion is determined by both the dielectric constant determined by the thickness and material of the ring-shaped insulator 206, the interval between the gaps A, and the dielectric constant of the gas filled in the gaps A.
【００２８】つまり、従来（Ａ＝０）の場合は、電極２
０３の周辺部（リング状の絶縁体部分）のインピ−ダン
スは、ウェハが載置される部分のインピ−ダンスよりも
低くなるため、高周波電界は、その周辺部に集中し易
い。このため、当該ウェハ周辺部では、相対的に印加さ
れる電力が小さいため、その上部におけるプラズマ密度
が低くなり、ウェハ周辺部のエッチング速度が遅くなっ
ている。That is, in the conventional case (A = 0), the electrode 2
Since the impedance of the peripheral portion of 03 (ring-shaped insulator portion) is lower than the impedance of the portion on which the wafer is mounted, the high-frequency electric field tends to concentrate on the peripheral portion. For this reason, in the peripheral portion of the wafer, since relatively low power is applied, the plasma density in the upper portion is low, and the etching rate in the peripheral portion of the wafer is low.
【００２９】一方、本発明（例えばＡ＝１．５ｍｍ）の
場合は、電極２０３の周辺部（リング状の絶縁体部分）
のインピ−ダンスは、Ａ＝０の場合に比べて、隙間Ａの
容量分だけ大きくなる。これにより、容器内の高周波電
界は、ほぼ一様に分布するようになり、ウェハ面内でほ
ぼ均一なエッチング速度が得られることになる。On the other hand, in the case of the present invention (for example, A = 1.5 mm), the peripheral portion of the electrode 203 (ring-shaped insulator portion)
Is larger by the capacity of the gap A than when A = 0. As a result, the high-frequency electric field in the container becomes substantially uniformly distributed, and a substantially uniform etching rate can be obtained in the wafer surface.
【００３０】図３は、本発明の他の実施例に係わる放電
処理装置を示している。図３において、図１と同じ構成
の部分には、同じ符号を付してある。本実施例では、図
１の装置に比べて、リング状の絶縁体（例えば石英リン
グ）の構成が異なっている。このリング状の絶縁体は、
上部２０６ａおよび下部２０６ｂの二重構造を有し、そ
れぞれは同心であり、かつ独立に当該リングの中心点を
軸に回転することができる。また、各々の絶縁体（上
部、下部）２０６ａ，２０６ｂには、複数の貫通穴ｈa
1，ｈa2…およびｈb1，ｈb2…がそれぞれ一定の間隔で
形成されている。また、高さ及び回転調節機構２１２´
は、各々のリング状絶縁体を独立に回転駆動させること
ができる。FIG. 3 shows a discharge processing apparatus according to another embodiment of the present invention. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the configuration of a ring-shaped insulator (for example, a quartz ring) is different from that of the apparatus of FIG. This ring-shaped insulator is
It has a dual structure of an upper portion 206a and a lower portion 206b, each of which is concentric and can independently rotate about the center point of the ring. Each of the insulators (upper and lower) 206a and 206b has a plurality of through holes ha.
.. And hb1, hb2... Are formed at regular intervals. Also, the height and rotation adjustment mechanism 212 '
Can rotate each ring-shaped insulator independently.
【００３１】上記構成によれば、上部２０６ａおよび下
部２０６ｂのいずれか一方を一定量だけ回転させること
により、上部２０６ａ貫通穴ｈa1，ｈa2と下部２０６ｂ
の貫通穴ｈb1，ｈb2が重なる部分Ｓ１，Ｓ２…の面積を
変化させることができる。つまり、当該部分Ｓ１，Ｓ２
…では、電極２０３が露出するため、この露出量を、貫
通穴ｈa1，ｈa2と貫通穴ｈb1，ｈb2の重なり具合により
調節すれば、ウェハ周辺部におけるインピ−ダンスを変
化させることができ、ウェハ面内でほぼ均一なエッチン
グ速度を得ることができる。According to the above configuration, by rotating one of the upper part 206a and the lower part 206b by a fixed amount, the through holes ha1 and ha2 of the upper part 206a and the lower part 206b are rotated.
., The area of the portions S1, S2,... Where the through holes hb1, hb2 overlap each other can be changed. That is, the corresponding portions S1, S2
.., The electrodes 203 are exposed. If the amount of exposure is adjusted by the degree of overlap between the through holes ha1, ha2 and the through holes hb1, hb2, the impedance at the peripheral portion of the wafer can be changed. A substantially uniform etching rate can be obtained in the inside.
【００３２】図４は、本発明の他の実施例に係わる放電
処理装置を示している。図４において、図１と同じ構成
の部分には、同じ符号を付してある。本実施例では、図
１の装置に比べて以下の点が異なっている。即ち、図１
のリング状の絶縁体に変えてインピ−ダンス調節機構２
１３を設けたものである。このインピ−ダンス調節機構
２１３は、被処理体２０４が載置される部分のインピ−
ダンスよりも当該被処理体２０４周辺部の電極２０３上
のインピ−ダンスを高くまたは低くすることができる。FIG. 4 shows a discharge processing apparatus according to another embodiment of the present invention. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. This embodiment is different from the apparatus shown in FIG. 1 in the following points. That is, FIG.
Impedance adjustment mechanism 2 instead of ring-shaped insulator
13 is provided. The impedance adjustment mechanism 213 is configured to control the impedance of the portion where the object 204 is placed.
The impedance on the electrode 203 in the periphery of the object to be processed 204 can be made higher or lower than the dance.
【００３３】インピ−ダンス調節機構２１３は、中空と
なっているリング状の絶縁体２１４と、インピ−ダンス
を調節する液体（例えば水銀）を貯蔵し、かつリング状
の絶縁体２１４の空洞部分に当該液体を供給する液体供
給部２１５と、絶縁体２１４の空洞部分と液体供給部２
１５とをつなぐ配管２１６とから構成されている。The impedance adjusting mechanism 213 stores a hollow ring-shaped insulator 214 and a liquid (for example, mercury) for adjusting the impedance, and stores the liquid in the hollow portion of the ring-shaped insulator 214. A liquid supply unit 215 for supplying the liquid, a hollow portion of the insulator 214 and the liquid supply unit 2
15 and a pipe 216 connecting them.
【００３４】上記構成によれば、絶縁体２１４の空洞部
分を空にするか、または、所定の液体を充満させるかに
より、被処理体２０４の周辺部の電極上におけるインピ
−ダンスを調節することができ、ウェハ面内でほぼ均一
なエッチング速度を得ることができる。According to the above configuration, the impedance on the electrode in the peripheral portion of the object 204 is adjusted by emptying the hollow portion of the insulator 214 or filling the insulator 214 with a predetermined liquid. And an approximately uniform etching rate can be obtained in the wafer surface.
【００３５】例えば、当該液体として水銀を用いた場
合、絶縁体２１４の空洞部分に当該水銀を充満させる
と、当該空洞部分が空の場合に比べてウェハ周辺部のイ
ンピ−ダンスが低くなる。従って、シリコン酸化膜をエ
ッチングするような場合には、当該空洞内の水銀を全て
取り除けば、ウェハ周辺部のインピ−ダンスが高くな
り、図２のｂに示すような特性と同様の特性を得ること
ができる。For example, when mercury is used as the liquid, if the mercury is filled in the hollow portion of the insulator 214, the impedance at the peripheral portion of the wafer becomes lower than when the hollow portion is empty. Therefore, in the case where the silicon oxide film is etched, if all the mercury in the cavity is removed, the impedance at the peripheral portion of the wafer is increased, and the characteristics similar to those shown in FIG. 2B are obtained. be able to.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の放電処
理装置によれば、次のような効果を奏する。被処理体の
周辺部のインピ−ダンスを任意に変化させることができ
る機構を設け、真空容器内の電界を一様に分布させるこ
とにより、ウェハの全面において均一なエッチング速度
を得ることが可能となる。これにより、ウェハの全表面
において均一なエッチング特性を得るために、従来のよ
うに電極を被処理体の２倍の径にしなければならないと
いう制約からも解放される。従って、装置を従来より小
さくできると共に、被処理体のエッチング速度、加工形
状、成膜速度、膜組成などに関し基体面内における均一
性に優れた特性を有する放電処理装置を提供することが
可能となる。As described above, according to the discharge treatment apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. A mechanism capable of arbitrarily changing the impedance of the peripheral portion of the object to be processed is provided, and by uniformly distributing the electric field in the vacuum vessel, it is possible to obtain a uniform etching rate over the entire surface of the wafer. Become. As a result, in order to obtain uniform etching characteristics on the entire surface of the wafer, the restriction that the electrode has to be twice the diameter of the object to be processed as in the related art is released. Accordingly, it is possible to provide a discharge processing apparatus which can be made smaller than before, and which has excellent uniformity in the in-plane of a substrate with respect to an etching rate, a processing shape, a film forming rate, a film composition, and the like of an object to be processed. Become.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施例に係わる放電処理装置を示す
概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a discharge processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明に係わる放電処理装置の特性を示す図。FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a discharge processing apparatus according to the present invention.
【図３】本発明の他の実施例に係わる放電処理装置を示
す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a discharge processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例に係わる放電処理装置を示
す概略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a discharge processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図５】従来の放電処理装置を示す概略図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional discharge treatment apparatus.
２０１ …真空容器、 ２０２ …絶縁体、 ２０３ …電極、 ２０４ …被処理体、 ２０５ …静電チャク機構、 ２０６ …リング状絶縁体、 ２０６ａ …絶縁体上部、 ２０６ｂ …絶縁体下部、 ２０７ …ガス導入口、 ２０８ …ガス排気口、 ２０９ …マッチング調整回路、 ２１０ …発振器、 ２１１ …真空容器の上壁部分、 ２１２ …高さ調節機構、 ２１３ …インピ−ダンス調節機構、 ２１４ …中空のリング状絶縁体、 ２１５ …液体供給部、 ２１６ …配管。 Reference numeral 201: vacuum container, 202: insulator, 203: electrode, 204: workpiece, 205: electrostatic chuck mechanism, 206: ring insulator, 206a: upper insulator, 206b: lower insulator, 207: gas introduction Port 208 gas exhaust port 209 matching adjustment circuit 210 oscillator 210 upper wall of vacuum vessel 212 height adjustment mechanism 213 impedance adjustment mechanism 214 hollow ring insulator , 215: liquid supply unit, 216: pipe.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/203 H01L 21/3065 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/203 H01L 21/3065
Claims (4)
対の電極と、 上記一対の電極の一方側の電極上であって、当該一方側
の電極上に載置される被処理体の周囲を取り囲む位置に
設けられ、上記一対の電極間に発生するプラズマと当該
一方側の電極との間のインピ−ダンスを調節し得る機構
とを具備することを特徴とする放電処理装置。1. A pair of electrodes facing each other in a vacuum vessel, and a periphery of a processing object mounted on one of the pair of electrodes and mounted on the one of the electrodes. A discharge mechanism provided at a position and capable of adjusting the impedance between the plasma generated between the pair of electrodes and the one electrode.
に配置されるリング状誘電体と、 当該一方側の電極と当該リング状誘電体の間に任意の間
隔の隙間を形成し、上記一対の電極間に発生するプラズ
マと当該一方側の電極との間のインピ−ダンスを調節す
る高さ調節部とから構成されることを特徴とする請求項
１に記載の放電処理装置。2. The device according to claim 1, wherein the ring-shaped dielectric is disposed on one of the electrodes so as to surround a target to be processed, and an arbitrary distance is provided between the one-sided electrode and the ring-shaped dielectric. 2. A height adjusting section which forms a gap between the pair of electrodes and comprises a plasma generated between the pair of electrodes and an impedance between the one of the electrodes. Discharge treatment equipment.
に配置され、一定の間隔で複数の第１の貫通穴を有する
第１のリング状誘電体と、 上記第１のリング状の誘電体と互いに重なり合い、上記
第１の貫通穴に対応して複数の第２の貫通穴を有する第
２のリング状誘電体と、 上記第１のリング状誘電体および上記第２のリング状誘
電体のいずれか一方または両方を当該リングの中心点を
軸に回転させ、当該第１の貫通穴と当該第２の貫通穴が
重なる部分の面積を変えて、上記一対の電極間に発生す
るプラズマと当該一方側の電極との間のインピ−ダンス
を調節する回転調節部とから構成されることを特徴とす
る請求項１に記載の放電処理装置。3. A first ring-shaped dielectric, which is disposed on one of the electrodes so as to surround the periphery of the object to be processed and has a plurality of first through holes at regular intervals; A second ring-shaped dielectric overlapping with the first ring-shaped dielectric and having a plurality of second through-holes corresponding to the first through-hole; the first ring-shaped dielectric and the second ring-shaped dielectric; One or both of the second ring-shaped dielectrics are rotated about the center point of the ring as an axis, and the area of the portion where the first through-hole and the second through-hole overlap is changed. 2. The discharge processing apparatus according to claim 1, further comprising a rotation adjusting unit for adjusting the impedance between the plasma generated between the electrodes and the one electrode.
に配置され、中空となっているリング状誘電体と、 上記リング状誘電体の空洞部分に、上記一対の電極間に
発生するプラズマと当該一方側の電極との間のインピ−
ダンスを変化させ得る液体を供給する液体供給部と、 上記リング状誘電体の空洞部分と上記液体供給部をつな
ぐ配管とから構成されることを特徴とする請求項１に記
載の放電処理装置。4. The mechanism according to claim 1, wherein the mechanism is disposed on one of the electrodes so as to surround the object to be processed, and has a hollow ring-shaped dielectric; Between the plasma generated between the two electrodes and the electrode on one side.
The discharge processing apparatus according to claim 1, further comprising: a liquid supply unit that supplies a liquid capable of changing a dance; and a pipe that connects the hollow portion of the ring-shaped dielectric and the liquid supply unit.
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