JP4819411B2 - The plasma processing apparatus - Google Patents

The plasma processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4819411B2
JP4819411B2 JP2005182479A JP2005182479A JP4819411B2 JP 4819411 B2 JP4819411 B2 JP 4819411B2 JP 2005182479 A JP2005182479 A JP 2005182479A JP 2005182479 A JP2005182479 A JP 2005182479A JP 4819411 B2 JP4819411 B2 JP 4819411B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
passing holes
electrode
spacer
upper electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005182479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007005491A (en
Inventor
将人 堀口
隆司 鈴木
千香子 高橋
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to JP2005182479A priority Critical patent/JP4819411B2/en
Priority claimed from US11/453,140 external-priority patent/US20060288934A1/en
Publication of JP2007005491A publication Critical patent/JP2007005491A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4819411B2 publication Critical patent/JP4819411B2/en
Priority claimed from US13/437,647 external-priority patent/US9520276B2/en
Application status is Expired - Fee Related legal-status Critical
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、電極アッセンブリを有するプラズマ処理装置に関し、特に、ガス通気孔を有する電極板を備える電極アッセンブリの構成に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus having an electrode assembly, in particular, it relates to a structure of an electrode assembly comprising an electrode plate having a gas vent hole.

従来より、基板としての半導体デバイス用のウエハに所望のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が知られている。 Conventionally, a plasma processing apparatus is known which applies a desired plasma process on the wafer for semiconductor devices as a substrate. このプラズマ処理装置は、ウエハを収容する処理室を備え、該処理室内には、ウエハを載置し下部電極として機能する載置台(以下、「サセプタ」という。)と、該サセプタに対向する上部電極とが配置されている。 The plasma processing apparatus includes a processing chamber for accommodating a wafer, the said processing chamber, a mounting table mounting the wafer functions as a lower electrode (hereinafter, referred to as. "Susceptor") and an upper opposed to the susceptor and the electrode is arranged. また、載置台及び上部電極の少なくとも一方には高周波電源が接続され、載置台及び上部電極は処理室内空間に高周波電力を印加する。 The high frequency power source to at least one of the mounting table and the upper electrode is connected, the mounting table and the upper electrode for applying high frequency power to the processing chamber space.

このプラズマ処理装置では、処理室内空間に供給された処理ガスを高周波電力によってプラズマにしてイオンやラジカルを発生させ、該イオンやラジカルをウエハに導いて、ウエハに所望のプラズマ処理、例えば、エッチング処理を施す。 In this plasma processing apparatus, the processing process gas supplied to the indoor space in the plasma by a high frequency power to generate ions and radicals, led to the ions and radicals to the wafer, a desired plasma process on the wafer, for example, an etching process the applied.

上部電極は、処理室内空間に面する上部電極板と、外部から供給される処理ガスが導入され且つ下部が開放されたバッファ室を有する電極支持体と、上部電極板及び電極支持体の間に介在し且つバッファ室の下部を閉塞するクーリングプレートとを有する。 The upper electrode includes an upper electrode plate facing the processing chamber space, and an electrode support having a buffer chamber for the process gas is introduced and the bottom is opened externally supplied, between the upper electrode plate and the electrode support interposed and has a cooling plate which closes the bottom of the buffer chamber. ここで、上部電極板とクーリングプレートと電極支持体とは電極アッセンブリを構成する。 Here, the upper electrode plate and the cooling plate and the electrode support comprising the electrode assembly. また、上部電極板及びクーリングプレートはそれぞれを貫通する複数のガス通気孔を有する。 The upper electrode plate and the cooling plate has a plurality of gas-passing holes through each. 上部電極において、上部電極板のガス通気孔はクーリングプレートのガス通気孔と連通し、連通したガス通気孔はバッファ室の処理ガスを処理室内空間に導く。 In the upper electrode, the gas vent holes in the upper electrode plate communicates with the gas-passing holes of the cooling plate, a gas vent communicating leads to treatment gas of the buffer chamber into the processing chamber space.

従来のプラズマ処理装置では、ウエハに所望のプラズマ処理を繰り返し施すと、イオン等によって上部電極板が削られて上部電極板のガス通気孔が拡大する。 In the conventional plasma processing apparatus, the wafer is subjected repeatedly to a desired plasma treatment, is scraped upper electrode plate to expand the gas vent holes in the upper electrode plate by ions. また、上部電極板のガス通気孔とクーリングプレートのガス通気孔とは同一直線上に配置されている。 Also disposed on the same straight line and the gas-passing holes of the gas vent and cooling plate of the upper electrode plate. そのため、ウエハに所望のプラズマ処理を施す際、処理室内空間で発生したイオンが上部電極板のガス通気孔を逆流し、クーリングプレートのガス通気孔に侵入することがあった。 Therefore, when performing the desired plasma process on the wafer, ions generated in the processing chamber space flows back gas vent holes in the upper electrode plate, there may enter the gas vent of the cooling plate. 上部電極板は半導体のシリコン(Si)からなるが、クーリングプレートは導体のアルミニウム(Al)からなるため、クーリングプレートのガス通気孔において侵入したイオンに起因して異常放電が発生し、これにより、上部電極板が破損するという問題があった。 While the upper electrode plate made of a semiconductor of silicon (Si), cooling plate because of aluminum (Al) conductors, due to the ions entering the gas-passing holes of the cooling plate abnormal discharge occurs, thereby, there is a problem that the upper electrode plate is damaged.

そこで、近年、上部電極板のガス通気孔に挿入される円柱状の埋込部材が開発されている。 In recent years, cylindrical implant member inserted into the gas vent holes in the upper electrode plate is developed. この埋込部材は外周面に形成された螺旋状の溝を有し、上部電極板のガス通気孔を逆流して該溝に侵入したイオンを、溝の壁面に衝突させることによってイオンのエネルギーを消失させ、これにより、イオンがクーリングプレートのガス通気孔に侵入するのを防止して上部電極板の破損を防止する(例えば、特許文献1参照。) The embedded member has a spiral groove formed on an outer peripheral surface, the ions penetrate the groove by backflow of gas-passing holes of the upper electrode plate, the energy of the ions by collisions with the wall surface of the groove abolished, thereby, ions to prevent damage to the upper electrode plate and prevented from entering the gas-passing holes of the cooling plate (e.g., see Patent Document 1.)
特開2004−356531号公報 JP 2004-356531 JP

しかしながら、上述した埋込部材をプラズマ処理装置に適用する場合、上部電極板のガス通気孔は多数存在するので、多数の埋込部材を必要とし、部品点数の増加を招くという問題がある。 However, when applying the embedded members described above in the plasma processing apparatus, since the gas-passing holes of the upper electrode plate There are many require multiple embedded members, which leads to increase in the number of parts.

また、埋込部材はイオンの衝突によって消耗するため、所定の交換時期毎に交換する必要があるが、上述したようにプラズマ処理装置では、多数の埋込部材を必要とするため、交換作業が煩雑となり、メンテナンス性が悪化するという問題もある。 Also, the embedded members to exhaustion by ion bombardment, it is necessary to replace every predetermined replacement time, in the plasma processing apparatus as described above, it requires a large number of embedded members, the replacement becomes complicated, there is also a problem that maintenance is deteriorated.

本発明の目的は、電極板の破損を防止できると共に、部品点数の増加を防止してメンテナンス性の悪化を防止できるプラズマ処理装置を提供することにある。 An object of the present invention, it is possible to prevent breakage of the electrode plate is to provide a pulp plasma processing apparatus can prevent deterioration of maintainability by preventing an increase in the number of parts.

求項1記載のプラズマ処理装置は、基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーとを有し、前記電極板は、該電極板を貫通する第1のガス通気孔を有し、前記中間部材は、該中間部材を貫通する第2のガス通気孔を有し、前記スペーサーは、 多孔質材からなり、前記第2のガス通 The plasma processing apparatus Motomeko 1 described, a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, the top electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the processing chamber through the top electrode, an annular electrode, and insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode and an electrode assembly disposed, the electrode assembly includes an electrode plate disposed on the processing chamber side, and the intermediate member, the spacer interposed to be disposed between the intermediate member and the electrode plate has, the electrode plate has a first gas-passing holes penetrating the electrode plate, wherein the intermediate member includes a second gas-passing holes through the intermediate member, the spacer, a porous material, the second gas passage 孔から前記第1のガス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とする。 Wherein the hole into the first gas-passing holes to pass through the processing gas, and, as penetration into the said first plasma that has entered the gas-passing holes second gas vent is prevented, said first communicates with said one gas vent second gas vent, the process gas, characterized in that it is supplied into the processing chamber only from said first gas-passing holes.
請求項2記載のプラズマ処理装置は、基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーと、前記中間部材を前記電極板に締結する導通材料からなるボルトとを有し、前記電極板及び前記中間部材は電気的に導通しており、前記電極板は、半導体からなり、該電極板を貫通する第1のガス The plasma processing apparatus according to the second aspect, through a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, the top electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the processing chamber Te, the upper electrode, arranged an annular electrode, and insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode and an electrode assembly that is, the electrode assembly includes an electrode plate disposed on the processing chamber side, and the intermediate member, and spacers which are disposed so as to be interposed between the said intermediate member and the electrode plate, and a bolt made of conductive material for fastening said intermediate member to said electrode plate, said electrode plate and said intermediate member is electrically conductive, the electrode plate is made of semiconductor, through the electrode plate the first of the gas 気孔を有し、前記中間部材は、導体からなり、且つ、その表面を被覆する絶縁性膜と該中間部材を貫通する第2のガス通気孔とを有し、前記絶縁性膜は、前記ボルト及び前記中間部材が接触する領域の少なくとも一部において前記導体を暴露させ、前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔から前記第1のガス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とする。 Has pores, said intermediate member is made of a conductor, and, and a second gas vent holes through the insulating film and the intermediate member covering the surface thereof, the insulating film, the bolt and the allowed in at least a part of a region where the intermediate member contacts exposed the conductor, the spacer is passed through the processing gas from the second gas vent into the first gas-passing holes and said second as the plasma that has entered the first gas vent entering the second gas vent is prevented, so communication between the said first gas vent second gas vent, the process gas It is characterized in that it is supplied into the processing chamber only from said first gas-passing holes.
請求項3記載のプラズマ処理装置は、基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーとを有し、前記電極板は、該電極板を貫通する第1のガス通気孔を有し、前記中間部材は、該中間部材を貫通する第2のガス通気孔を有し、前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔から前記第1の The plasma processing apparatus according to the third aspect, through a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, the top electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the processing chamber Te, the upper electrode, arranged an annular electrode, and insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode and an electrode assembly that is, the electrode assembly includes an electrode plate disposed on the processing chamber side, and the intermediate member, and a spacer interposed to be disposed between the intermediate member and the electrode plate a, the electrode plate has a first gas-passing holes penetrating the electrode plate, wherein the intermediate member includes a second gas-passing holes through the intermediate member, the spacer, the wherein the second gas vent first ス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、前記中間部材と前記スペーサーはそれぞれ、前記中間部材と前記スペーサーとを位置決めするために、円筒状の位置決めピンを挿入するための孔部を備え、且つ、断面形状がC字状の前記位置決めピンを用いて前記中間部材と前記スペーサーとが位置決めされ、前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とする。 To scan vent passed through the processing gas, and, as penetration into the first of said plasma that has entered the gas-passing holes second gas vent is prevented, and the first gas vent the allowed second communicating the gas vent, said respective intermediate member and the spacer, in order to position the said spacer and said intermediate member includes a hole for inserting a cylindrical positioning pin, and the intermediate member and the spacer is positioned sectional shape by using the positioning pins of the C-shaped, the process gas, and characterized in that it is supplied into the processing chamber only from said first gas vent to.

請求項記載のプラズマ処理装置は、請求項1 乃至3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、前記電極アッセンブリを収容する電極支持体と、前記電極支持体と前記中間部材との間に形成され、前記処理ガスが供給されるバッファ室と、前記バッファ室を、中心バッファ室と該中心バッファ室を囲繞する環状の周辺バッファ室とに分ける環状の隔壁部材と、を更に備え、前記処理ガス供給部は、前記中心バッファ室に供給する前記処理ガスのガス流量と前記周辺バッファ室に供給する前記処理ガスのガス流量との比率を調整する流量制御装置を有し、前記流量制御装置は、前記第2のガス通気孔のうち前記中心バッファ室に連通するガス通気孔を経て該ガス通気孔と連通する前記第1のガス通気孔から前記処理室に供給される前 Billing plasma processing apparatus to claim 4, wherein during the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, and an electrode supporting member for accommodating the electrode assembly, and the intermediate member and the electrode support is formed, a buffer chamber in which the processing gas is supplied, the buffer chamber, further comprising an annular partition wall member separating the annular peripheral buffer chamber surrounding the central buffer chamber and said central buffer chamber, the said processing gas supply unit includes a flow control device to adjust the ratio between the gas flow rate of the processing gas supplied to the gas flow and the peripheral buffer chamber of the processing gas supplied to the central buffer chamber, the flow control device It is before being supplied into the processing chamber from the first gas vent hole communicating with the gas vent through the gas vent hole communicating with the central buffer chamber of the second gas vent 処理ガスのガス流量と、前記第2のガス通気孔のうち前記周辺バッファ室に連通するガス通気孔を経て該ガス通気孔と連通する前記第1のガス通気孔から前記処理室に供給される前記処理ガスのガス流量との比を調整することを特徴とする。 Is supplied to the processing chamber from the first gas vent hole communicating with the gas vent through the gas vent hole communicating with the peripheral buffer chamber of the gas flow rate of the processing gas, said second gas-passing holes and adjusting the ratio of the gas flow rate of the processing gas.

請求項記載のプラズマ処理装置は、請求項1 乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔と前記第1のガス通気孔とを連通させるガス流路を備え、且つ、前記ガス流路は、少なくとも前記スペーサーを貫通する第3のガス通気孔を含み、前記第1のガス通気孔、前記第2のガス通気孔及び前記第3のガス通気孔が同一直線上に配置されないことを特徴とする。 The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein, in the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the spacer is communicating the said second gas vent first gas vent and a gas flow path to, and the gas flow path, at least the includes a third gas vent holes through the spacers, the first gas-passing holes, the second gas-passing holes and said third gas vent, characterized in that not arranged on the same straight line.
請求項記載のプラズマ処理装置は、請求項記載のプラズマ処理装置において、前記スペーサーは板状部材であり、前記ガス流路は、前記中間部材に対向する前記スペーサーの表面及び前記電極板に対向する前記スペーサーの表面のいずれか1つに形成された溝を含むことを特徴とする。 The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein, in the plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the spacer is a plate-like member, the gas flow path, the surface and the electrode plate of the spacer that faces the intermediate member characterized in that it comprises any one in a groove formed in the surface of the opposing the spacer.

請求項記載のプラズマ処理装置は、請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置において、前記スペーサーはシリコン又は炭化珪素からなることを特徴とすることを特徴とする。 The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein, in the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the spacer is characterized in that characterized in that it consists of silicon or silicon carbide.

請求項1 ,2,3記載のプラズマ処理装置によれば、第2のガス通気孔に侵入したプラズマによる異常放電に起因して上部電極が破損するのを防止できると共に、部品点数の増加を防止してメンテナンス性の悪化を防止できる。 Claim 1, according to the plasma processing apparatus according 2,3, prevention with the upper electrode can be prevented from being damaged due to the abnormal discharge due to plasma that has entered the second gas vent, an increase in the number of parts it is possible to prevent the deterioration of the maintenance property by. このとき、環状の電極の直下においてプラズマの大部分乃至過半を生成して電極アッセンブリの直下に拡散させる。 At this time, to diffuse directly under the electrode assembly generates a large portion or majority of the plasma immediately below the annular electrode. したがって、電極板ではプラズマのイオンから受けるアタックが少ないため、第1のガス通気孔の削れを効果的に抑制し、電極アッセンブリの交換寿命を大幅に延長することができる。 Therefore, the attack is small to receive from the plasma of ions in the electrode plates, scraping effectively suppressed in the first gas-passing holes, the replacement life of the electrode assembly can be significantly extended. また、環状の電極はガス噴出口を有していないため、イオンのアタックによる影響は少なく、交換寿命が短くなることがない。 Further, since the annular electrode does not have a gas ejection port, less affected by the attack of the ions, never exchanged life is shortened.
また、請求項1記載のプラズマ処理装置によれば、第1のガス通気孔に侵入したプラズマのエネルギーを多孔質材中の孔の壁面との衝突によって消失させることができ、これにより、第1のガス通気孔に侵入したプラズマが第2のガス通気孔へ侵入するのを確実に防止することができる。 Further, according to the plasma processing apparatus according to claim 1, it is possible to plasma energy that has entered the first gas-passing holes are eliminated by colliding with the wall surface of the pores in the porous material, thereby, the first it can be a plasma that has entered the gas vent is reliably prevented from entering the second gas vent.
また、請求項2記載のプラズマ処理装置によれば、電極板が帯電して第1のガス通気孔に電界が発生するのを防止でき、もって、電界によって第1のガス通気孔に侵入したプラズマが活性化されて第2のガス通気孔へ侵入するのを防止することができ、更に、電極板及び中間部材を確実に電気的に導通させることができる。 Further, according to the plasma processing apparatus according to claim 2, prevents the first gas vents electrode plate is charged to the electric field is generated, having been invaded in the first gas-passing holes by the electric field plasma There can be prevented from entering is activated to the second gas vent, further, it is possible to reliably electrically connected to the electrode plates and the intermediate member.
更に、請求項3記載のプラズマ処理装置によれば、位置決めピンは熱膨張を吸収することができ、もって、スペーサーが破損するのを防止できる。 Furthermore, according to the plasma processing apparatus according to claim 3, the positioning pin can absorb thermal expansion, it has been possible to prevent the spacer from being damaged.

請求項記載のプラズマ処理装置によれば、処理室内におけるラジカルの空間的な分布特性を任意に制御することができる。 According to the plasma processing apparatus according to claim 4, it is possible to arbitrarily control the spatial distribution characteristics of the radicals in the processing chamber.

請求項記載のプラズマ処理装置によれば、第1のガス通気孔に侵入したプラズマのエネルギーを衝突によって消失させることができ、これにより、上記第1のガス通気孔に侵入したプラズマが上記第2のガス通気孔へ侵入するのを確実に防止することができる。 According to the plasma processing apparatus according to claim 5, the plasma energy that has entered the first gas-passing holes can be eliminated by the collision, thereby, the plasma which has entered to the first gas vent said first from entering the second gas vent can be reliably prevented.
請求項記載のプラズマ処理装置によれば、第1のガス通気孔に侵入したプラズマを溝に導いて、スペーサーの表面や中間部材の表面に衝突させることによってプラズマのエネルギーを確実に消失させることができ、これにより、第1のガス通気孔に侵入したプラズマが第2のガス通気孔へ侵入するのをより確実に防止することができる。 According to the plasma processing apparatus according to claim 6, wherein, to guide the plasma that has entered the first gas-passing holes in the groove, thereby reliably eliminating the energy of the plasma by impinging on the surface of the spacer surface and the intermediate member it can be, thereby, it is possible to plasma that has entered the first gas vent is more reliably prevented from entering the second gas vent.

請求項記載のプラズマ処理装置によれば、第1のガス通気孔において、侵入したプラズマに起因する異常放電が発生するのを防止することができ、もって、電極板が破損するのを確実に防止できる。 According to claim 7 the plasma processing apparatus described in the first gas-passing holes may be abnormal due to compromised plasma discharge to prevent the occurrence, have been, to ensure that the electrode plate is damaged It can be prevented.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to the drawings, embodiments of the present invention.

まず、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。 First, a description will be given of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment.

図1において、プラズマ処理装置1は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されており、例えば、表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムからなる円筒形のチャンバ(処理室)10を備える。 In Figure 1, the plasma processing apparatus 1 is configured as a capacitively coupled parallel plate plasma etching apparatus, for example, a cylindrical chamber (processing chamber) 10 made of the surface is alumite-treated (anodically oxidized) aluminum provided. 該チャンバ10は保安接地されている。 The chamber 10 is grounded.

チャンバ10の底部には、セラミック等の絶縁板11を介して円柱状のサセプタ支持台12が配置され、このサセプタ支持台12の上に、例えば、アルミニウムからなるサセプタ13が配置されている。 The bottom of the chamber 10, a cylindrical susceptor support 12 is disposed through an insulating plate 11 such as ceramics, on the susceptor supporting table 12, for example, a susceptor 13 made of aluminum is disposed. サセプタ13は下部電極を構成し、エッチング処理が施される基板、例えば、半導体ウエハWを載置する。 The susceptor 13 constitutes a lower electrode, a substrate etching process is performed, for example, placing the semiconductor wafer W.

サセプタ13の上面には半導体ウエハWを静電吸着力で保持するための静電チャック(ESC)14が配置されている。 The upper surface of the susceptor 13 an electrostatic chuck (ESC) 14 for holding an electrostatic attraction force of the semiconductor wafer W is arranged. 静電チャック14は導電膜からなる下部電極板15と、該下部電極板15を狭持する一対の絶縁層又は絶縁シートとからなり、該下部電極板15には直流電源16が後述する接続端子58及び可動給電棒67を介して電気的に接続されている。 The electrostatic chuck 14 and the lower electrode plate 15 made of a conductive film composed of a pair of insulating layers or insulating sheets sandwiching the lower electrode plate 15, the lower electrode plate 15 DC power supply 16 will be described later connection terminal 58 and through the movable feed rod 67 are electrically connected. この静電チャック14は、直流電源16によって印加された直流電圧に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によって半導体ウエハWを吸着保持する。 The electrostatic chuck 14 for attracting and holding the semiconductor wafer W through a Coulomb force or a Johnsen-Rahbek (Johnsen-Rahbek) force caused by the DC voltage applied by the DC power source 16.

また、静電チャック14の上面において半導体ウエハWが吸着保持される部分には、静電チャック14の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン56が配置されている。 Further, in the portion where the semiconductor wafer W is held by suction on the upper surface of the electrostatic chuck 14, a plurality of pusher pins 56 as lifting pins protruding from the upper surface of the electrostatic chuck 14 is disposed. これらのプッシャーピン56は、モータ(図示せず)にボールねじ(図示せず)を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して静電チャック14の上面から自在に突出する。 The pusher pins 56, the motor is connected to a (not shown) through a ball screw (not shown), the upper surface of the electrostatic chuck 14 due to the rotational motion of the motor is converted into linear motion by a ball screw projecting freely from. 半導体ウエハWにエッチング処理を施す場合において静電チャック14が半導体ウエハWを吸着保持するときには、プッシャーピン56は静電チャック14に収容され、エッチング処理が施された半導体ウエハWをプラズマ生成空間Sから搬出するときには、プッシャーピン56は静電チャック14の上面から突出して半導体ウエハWを静電チャック14から離間させて上方へ持ち上げる。 When the electrostatic chuck 14 attracts and holds the semiconductor wafer W in the case of etching treatment on the semiconductor wafer W, the pusher pins 56 are housed in the electrostatic chuck 14, an etching process is performed the semiconductor wafer W to the plasma generating space S when unloaded from the pusher pin 56 is lifted upward by separating the semiconductor wafer W from the electrostatic chuck 14 protrudes from the upper surface of the electrostatic chuck 14.

静電チャック14の周囲且つサセプタ13の上面には、エッチングの均一性を向上させるための、例えば、シリコン(Si)からなるフォーカスリング17が配置され、該フォーカスリング17の周囲には、該フォーカスリング17の側部を保護するカバーリング54が配置されている。 On the upper surface of the periphery and the susceptor 13 of the electrostatic chuck 14, for improving the uniformity of the etching, for example, focus ring 17 made of silicon (Si) is disposed on the periphery of the focus ring 17, the focus covering 54 for protecting the sides of the ring 17 is disposed. また、サセプタ13及びサセプタ支持台12の側面には、例えば、石英(SiO )からなる円筒状の内壁部材18が貼り付けられている。 In addition, the side surface of the susceptor 13 and the susceptor support 12, for example, cylindrical inner wall member 18 made of quartz (SiO 2) is attached.

サセプタ支持台12の内部には、例えば、円周方向に延在する冷媒室19が配置されている。 Inside the susceptor support 12, for example, the refrigerant chamber 19 extending circumferentially are arranged. 冷媒室19には、外付けのチラーユニット(図示しない)から配管20a,20bを介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。 The coolant chamber 19, the refrigerant of a predetermined temperature from an external chiller unit (not shown) via a pipe 20a, 20b, for example, cooling water is circulated and supplied. 冷媒室19は冷媒の温度によってサセプタ13上の半導体ウエハWの処理温度を制御する。 Coolant chamber 19 to control the process temperature of the semiconductor wafer W on the susceptor 13 by the temperature of the coolant.

また、伝熱ガス供給機構(図示しない)から伝熱ガス、例えば、ヘリウム(He)ガスがガス供給ライン21を介して静電チャック14の上面及び半導体ウエハWの裏面の間に供給される。 Further, the heat transfer gas from the heat transfer gas supply mechanism (not shown), for example, helium (He) gas is supplied between the back surface of the upper surface and the semiconductor wafer W of the electrostatic chuck 14 via a gas supply line 21.

サセプタ13の上方には、該サセプタ13と平行且つ対向するように上部電極22が配置されている。 Above the susceptor 13, the upper electrode 22 to be parallel and opposed and the susceptor 13 is disposed. ここで、サセプタ13及び上部電極22の間の空間はプラズマ生成空間S(処理室内空間)として機能する。 Here, the space between the susceptor 13 and the upper electrode 22 functions as a plasma generating space S (process chamber space). 上部電極22は、サセプタ13と所定の間隔を置いて対向配置されている環状又はドーナツ形状の外側上部電極23と、該外側上部電極23の半径方向内側に外側上部電極23と絶縁して配置されている円板形状の内側上部電極24とで構成される。 The upper electrode 22 includes an outer upper electrode 23 of the annular or donut shape and is located opposite the susceptor 13 with a predetermined interval are arranged insulated from the outer upper electrode 23 radially inward of the outer upper electrode 23 and composed of the inner upper electrode 24 of the disk-shaped are. プラズマ生成に関して、外側上部電極23が主で、内側上部電極24は補助のとなる関係を有している。 Respect plasma generation, mainly the outer upper electrode 23, the inner upper electrode 24 has a relation of the auxiliary.

図2は、図1における上部電極周りの概略構成を示す拡大断面図である。 Figure 2 is an enlarged sectional view showing a schematic configuration around the upper electrode in FIG.

図2において、外側上部電極23と内側上部電極24との間には、例えば、0.25〜2.0mmの環状ギャップ(隙間)が形成され、該ギャップに、例えば、石英からなる誘電体25が配置される。 2, between the outer upper electrode 23 and inner upper electrode 24, for example, an annular gap 0.25~2.0Mm (gap) is formed, in the gap, for example, a dielectric made of quartz 25 There are located. また、このギャップには石英からなる誘電体25の代わりにセラミック体を配置してもよい。 It is also possible to place the ceramic body on behalf of the dielectric 25 made of quartz in this gap. 外側上部電極23と内側上部電極24とが誘電体25を挟むことによってコンデンサが形成される。 An outer upper electrode 23 and inner upper electrode 24 is a capacitor is formed by sandwiching the dielectric member 25. 該コンデンサのキャパシタンスC1は、ギャップの大きさと誘電体25の誘電率とに応じて所望の値に選定又は調整される。 The capacitance C1 of the capacitor is selected or adjusted to a desired value depending on the dielectric constant of the size and the dielectric 25 of the gap. また、外側上部電極23とチャンバ10の側壁との間には、例えば、アルミナ(Al )若しくはイットリア(Y )からなる環状の絶縁性遮蔽部材26が気密に配置されている。 Between the side walls of the outer upper electrode 23 and the chamber 10, for example, alumina (Al 2 O 3) or yttria (Y 2 O 3) an annular insulating shield member 26 made of is arranged in an airtight .

外側上部電極23は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体、例えば、シリコンで構成されるのがよい。 The outer upper electrode 23 is less Joule heat resistance conductor or semiconductor, for example, may be composed of silicon. 外側上部電極23には、上部整合器27、上部給電棒28、コネクタ29及び給電筒30を介して上部高周波電源31が電気的に接続されている。 The outer upper electrode 23, upper matcher 27, upper feed rod 28, the upper high-frequency power source 31 through the connector 29 and the feeding tube 30 are electrically connected. 上部高周波電源31は、13.5MHz以上の周波数、例えば、60MHzの高周波電圧を出力する。 Upper radio frequency power source 31, frequencies above 13.5 MHz, for example, outputs the 60MHz high frequency voltage. 上部整合器27は、上部高周波電源31の内部(又は出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させ、チャンバ10内にプラズマが生成されている時に、上部高周波電源31の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。 Upper matcher 27 to match the load impedance to the internal (or output) impedance of the upper radio frequency power source 31, when the plasma is generated in the chamber 10, the apparent output impedance and load impedance of the upper radio frequency power source 31 match functions to. また、上部整合器27の出力端子は上部給電棒28の上端に接続されている。 The output terminal of the upper matcher 27 is connected to the upper end of the upper feed rod 28.

給電筒30は、略円筒状又は円錐状の導電板、例えば、アルミニウム板又は銅板からなり、下端が周回方向で連続的に外側上部電極23に接続され、上端がコネクタ29を介して上部給電棒28の下端部に電気的に接続されている。 Feed tube 30 has a substantially cylindrical or conical conductive plate, for example, an aluminum plate or copper plate, the lower end is connected to the continuous outer upper electrode 23 in the circumferential direction, the upper feed rod upper end via a connector 29 and it is electrically connected to the lower end of the 28. 給電筒30の外側では、チャンバ10の側壁が上部電極22の高さ位置よりも上方に延出して円筒状の接地導体10aを構成している。 Outside the feed cylinder 30, constitutes a cylindrical ground conductor 10a extends upward from the sidewall of the chamber 10 the height position of the upper electrode 22. 該円筒状接地導体10aの上端部は筒状の絶縁部材31によって上部給電棒28から電気的に絶縁されている。 The upper end of the cylindrical grounded conductive body 10a is electrically insulated by the cylindrical insulating member 31 from the upper feed rod 28. 本構成においては、コネクタ29からみた負荷回路において、給電筒30、外側上部電極23及び円筒状接地導体10aによって給電筒30及び外側上部電極23を導波路とする同軸線路が形成される。 In this configuration, the connector 29 viewed from the load circuit, power supply tube 30, coaxial line to a waveguide feeding tube 30 and the outer upper electrode 23 by the outer upper electrode 23 and the cylindrical grounded conductive body 10a is formed.

内側上部電極24は、多数の電極板ガス通気孔32a(第1のガス通気孔)を有する、例えば、シリコンや炭化珪素(SiC)等の半導体材料からなる上部電極板32と、該上部電極板32を着脱可能に支持する導電材料、例えば、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムからなる電極支持体33とを有する。 The inner upper electrode 24 has a plurality of electrode plates gas vent 32a (first gas vent), for example, the upper electrode plate 32 made of a semiconductor material such as silicon or silicon carbide (SiC), the upper electrode plate conductive material that detachably supports 32, for example, and an electrode support 33 made of aluminum anodized surface has been subjected. 上部電極板32はボルト(図示しない)によって電極支持体33に締結される。 Upper electrode plate 32 is fastened to the electrode support 33 by bolts (not shown). 該ボルトの頭部は上部電極板32の下部に配置された環状のシールドリング53によって保護される。 The head of the bolt is protected by an annular shield ring 53 disposed under the upper electrode plate 32.

上部電極板32において各電極板ガス通気孔32aは上部電極板32を貫通する。 Each electrode plate gas-passing holes 32a in the upper electrode plate 32 through the upper electrode plate 32. 電極支持体33の内部には、後述する処理ガスが導入されるバッファ室が形成され、該バッファ室は、例えば、Oリングからなる環状隔壁部材43で分割された2つのバッファ室、すなわち、中心バッファ室35及び周辺バッファ室36からなり、下部が開放されている。 The electrode support 33, is formed a buffer chamber in which a processing gas to be described later is introduced, the buffer chamber, for example, two buffer chambers which are divided by an annular partition wall member 43 made of O-ring, i.e., the center It consists buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36, the lower is open. 電極支持体33の下方には、バッファ室の下部を閉塞するクーリングプレート(以下、「C/P」という。)34(中間部材)が配置されている。 Below the electrode support 33, the cooling plate (hereinafter, referred to as "C / P".) Which closes the bottom of the buffer chamber 34 (intermediate member) is disposed. 該C/P34は、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムからなり、多数のC/Pガス通気孔34a(第2のガス通気孔)を有する。 The C / P34 is made of aluminum anodized is applied to the surface, has a number of C / P gas-passing holes 34a (second gas-passing holes). C/P34において各C/Pガス通気孔34aはC/P34を貫通する。 Each C / P gas-passing holes 34a in the C / P34 penetrates the C / P34.

また、上部電極板32及びC/P34の間には、シリコンや炭化珪素等の半導体材料からなるスペーサー37が介在する。 Between the upper electrode plate 32 and the C / P34, the spacer 37 made of a semiconductor material such as silicon or silicon carbide is interposed.

図3は、図2におけるスペーサーをクーリングプレート側から眺めた平面図である。 Figure 3 is a plan view as viewed from the cooling plate side spacer in FIG.

図3において、スペーサー37は円板状部材であり、C/P34に対向する表面(以下、単に「上面」という。)において円板と同心に形成された多数の上面環状溝37bと、スペーサー37を貫通し且つ各上面環状溝37bの底部において開口する多数のスペーサーガス通気孔37a(第3のガス通気孔)を有する。 3, the spacer 37 is a disk-shaped member, the surface facing the C / P34 (hereinafter, simply referred to as "upper surface".) Number of the top annular groove 37b formed in the disc and concentric with the spacer 37 has a number of spacer gas-passing holes 37a of the opening (third gas vent) at the bottom of the penetrating and the top annular groove 37b a. 各上面環状溝37bは、スペーサー37及びC/P34をアッセンブリした場合に各C/Pガス通気孔34aと対向するように配置されている。 Each top annular groove 37b is disposed so as to face the C / P gas-passing holes 34a when the assembly spacer 37 and C / P34.

また、スペーサー37は上部電極板32に対向する表面(以下、単に「下面」という。)において円板と同心に形成された多数の下面環状溝37cを有する。 Further, the spacer 37 is the surface facing the upper electrode plate 32 (hereinafter, simply referred to as. "Underside") having a plurality of lower surface annular groove 37c formed in the disc and concentric with the. 下面環状溝37cも、スペーサー37及び上部電極板32をアッセンブリした場合に各電極板ガス通気孔32aと対向するように配置されている。 Lower surface annular groove 37c are also arranged so as to face the respective electrode plates gas vent 32a when assembly a spacer 37 and the upper electrode plate 32. また、各スペーサーガス通気孔37aも下面環状溝37cの底部において開口する。 Also opening at the bottom of the lower surface annular grooves 37c each spacer gas-passing holes 37a. スペーサーガス通気孔37a、上面環状溝37b及び下面環状溝37cはスペーサーガス流路を構成し、該スペーサーガス流路はC/Pガス通気孔34a及び電極板ガス通気孔32aを連通する。 Spacer gas-passing holes 37a, the upper surface an annular groove 37b and a lower surface annular groove 37c constitute a spacer gas flow path, the spacer gas passage communicates the C / P gas-passing holes 34a and the electrode plate gas-passing holes 32a.

ここで、スペーサー37の厚さは、該スペーサー37及びC/P34の積層厚さが従来のプラズマ処理装置におけるクーリングプレートの厚さと同じになるように設定される。 The thickness of the spacer 37 is laminated thickness of the spacer 37 and C / P34 are set to be same as the thickness of the cooling plate in the conventional plasma processing apparatus. これにより、上部電極板32の厚さを従来のプラズマ処理装置における上部電極板の厚さと同じにすることができ、上部電極板32として従来のプラズマ処理装置における上部電極板を使用することが可能となる。 This can be the same as the thickness of the upper electrode plate thickness of the upper electrode plate 32 in a conventional plasma processing apparatus, it is possible to use the upper electrode plate in a conventional plasma processing apparatus as the upper electrode plate 32 to become. 本実施の形態では、上述した上部電極板32、スペーサー37、C/P34及び電極支持体33が上部電極アッセンブリを構成し、プラズマ処理装置1のメンテナンス等において上部電極アッセンブリはまとめて交換可能である。 In this embodiment, the upper electrode plate 32 described above, the spacer 37, C / P34 and the electrode support 33 constitutes an upper electrode assembly, the upper electrode assembly in maintenance or the like of the plasma processing apparatus 1 can be collectively replaced .

図2に戻り、内側上部電極24は、後述する処理ガス供給源38からバッファ室に導入された処理ガスを、C/P34のC/Pガス通気孔34a、スペーサー37のスペーサーガス流路及び上部電極板32の電極板ガス通気孔32aを介して、プラズマ生成空間Sに供給する。 Returning to FIG. 2, the inner upper electrode 24, the processing gas introduced from the processing gas supply source 38 to be described later to the buffer chamber, C / P gas-passing holes 34a of the C / P34, spacer gas flow path and the upper portion of the spacer 37 through the electrode plate gas-passing holes 32a of the electrode plate 32, supplied to the plasma generation space S. ここで、中心バッファ室35と、その下方に存在する複数のC/Pガス通気孔34a、スペーサーガス流路及び電極板ガス通気孔32aとは中心シャワーヘッド(処理ガス供給経路)を構成し、周辺バッファ室36と、その下方に存在する複数のC/Pガス通気孔34a、スペーサーガス流路及び電極板ガス通気孔32aとは周辺シャワーヘッド(処理ガス供給経路)を構成する。 Here, constitutes a central buffer chamber 35, a plurality of C / P gas-passing holes 34a present in the lower, the spacer gas flow path and the electrode plate gas-passing holes 32a of the central showerhead (processing gas supply path), a peripheral buffer chamber 36, a plurality of C / P gas-passing holes 34a present in the lower, the spacer gas flow path and the electrode plate gas-passing holes 32a constituting the peripheral showerhead (processing gas supply path).

また、中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドのいずれにおいても、スペーサーガス通気孔37a、電極板ガス通気孔32a及びC/Pガス通気孔34aは同一直線上に配置されず、ラビリンスを構成する。 In any of the central showerhead and peripheral showerhead, spacer gas-passing holes 37a, the electrode plate gas-passing holes 32a and C / P gas-passing holes 34a they are not arranged on the same straight line, constituting a labyrinth. すなわち、上述した3つのガス通気孔のうち、いずれか1つのガス通気孔の中心軸上に、残りの2つのいずれか一方のガス通気孔が配置されることがない。 That is, of the three gas vents described above, on the central axis of one of the gas-passing holes, is not that the remaining two of either gas-passing holes are disposed. ここで、スペーサーガス通気孔37a、電極板ガス通気孔32a及びC/Pガス通気孔34aの配置は図2に示す配置に限られず、図4に示すような配置であってもよい。 Here, the spacer gas-passing holes 37a, the arrangement of the electrode plate gas-passing holes 32a and C / P gas-passing holes 34a is not limited to the arrangement shown in FIG. 2, it may be arranged as shown in FIG.

例えば、図4(A)において、スペーサーガス通気孔37a及び電極板ガス通気孔32aは同一直線上に配置されるが、C/Pガス通気孔34aはスペーサーガス通気孔37a及び電極板ガス通気孔32aの中心軸上に配置されない。 For example, in FIG. 4 (A), but the spacer gas-passing holes 37a and the electrode plate gas-passing holes 32a are arranged on the same straight line, C / P gas-passing holes 34a are spacers gas vent holes 37a and the electrode plate gas-passing holes not disposed on the 32a central axis of. また、スペーサー37は上面環状溝37bのみを有し、該上面環状溝37bがC/Pガス通気孔34a及びスペーサーガス通気孔37aを連通する。 Further, the spacer 37 has only top annular groove 37b, upper face an annular groove 37b communicates the C / P gas-passing holes 34a and spacers gas vent 37a.

図4(B)において、スペーサーガス通気孔37a及びC/Pガス通気孔34aは同一直線上に配置されるが、電極板ガス通気孔32aはスペーサーガス通気孔37a及びC/Pガス通気孔34aの中心軸上に配置されない。 In FIG. 4 (B), the Spacer gas vent holes 37a and C / P gas-passing holes 34a are arranged on the same straight line, the electrode plate gas-passing holes 32a are spacers gas vent holes 37a and C / P gas-passing holes 34a not disposed on the central axis of. また、スペーサー37は下面環状溝37cのみを有し、該下面環状溝37cが電極板ガス通気孔32a及びスペーサーガス通気孔37aを連通する。 Further, the spacer 37 has only a lower surface annular groove 37c, the lower surface annular groove 37c communicates the electrode plate gas-passing holes 32a and spacers gas vent 37a.

図4(C)において、C/Pガス通気孔34a及び電極板ガス通気孔32aは同一直線上に配置されず、スペーサー37を斜方向に貫通するスペーサーガス通気孔37dによって連通される。 In FIG. 4 (C), C / P gas-passing holes 34a and the electrode plate gas-passing holes 32a are not arranged on the same straight line, it is communicated by a spacer gas-passing holes 37d penetrating the spacer 37 in the oblique direction. なお、スペーサー37はスペーサーガス通気孔37a及び下面環状溝37cのいずれも有しない。 Incidentally, the spacer 37 does not have any of the spacer gas-passing holes 37a and the lower face an annular groove 37c.

図4(D)において、C/Pガス通気孔34a及び電極板ガス通気孔32aは同一直線上に配置され、スペーサー37をくの字状に貫通するスペーサーガス通気孔37eによって連通される。 In FIG. 4 (D), C / P gas-passing holes 34a and the electrode plate gas-passing holes 32a are arranged on the same straight line, it is communicated by a spacer gas-passing holes 37e penetrating the shaped spacer 37 Oku.

図4(E)において、 /Pガス通気孔34a及び電極板ガス通気孔32aは同一直線上に配置され、スペーサー37を螺旋状に貫通するスペーサーガス通気孔37fによって連通される。 In FIG. 4 (E), C / P gas-passing holes 34a and the electrode plate gas-passing holes 32a are arranged on the same straight line, it is communicated by a spacer gas-passing holes 37f that penetrates the spacer 37 in a spiral shape. なお、図4に示すような配置以外であっても、上述した3つのガス通気孔のうち、いずれか1つのガス通気孔の中心軸上に、残りの2つのいずれか一方のガス通気孔が配置されない配置であれば、いかなる配置であってもよい。 Even other than arranged as shown in FIG. 4, of the three gas vents described above, on the central axis of one of the gas-passing holes, the remaining two of either gas vent if not arranged disposed it may be any place.

また、上述したいずれの配置においても、中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドのコンダクタンスは、従来のプラズマ処理装置における上部電極板のガス通気孔及びクーリングプレートのガス通気孔のコンダクタンスと同程度であるのが好ましく、具体的には従来のプラズマ処理装置におけるコンダクタンスの±50%の範囲、すなわち、6.9×10 〜2.1×10 におけるいずれかの値であるのがよい。 In any arrangement described above, the conductance of the central showerhead and peripheral showerhead, that is comparable to the conductance of the gas-passing holes of the gas vent and cooling plate of the upper electrode plate in a conventional plasma processing apparatus preferably, particularly ± 50% range of the conductance of the conventional plasma processing apparatus, i.e., it may be between any of the values in 6.9 × 10 5 ~2.1 × 10 6 .

図1に戻り、チャンバ10の外部には処理ガス供給源38が配置されている。 Returning to Figure 1, the outside of the chamber 10 the processing gas supply source 38 is arranged. 該処理ガス供給源38は、中心バッファ室35及び周辺バッファ室36に処理ガスを所望の流量比で供給する。 The processing gas supply source 38 supplies process gas at a desired flow rate ratio to the central buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36. 具体的には、処理ガス供給源38からのガス供給管39が途中で2つの分岐管39a,39bに分岐して中心バッファ室35及び周辺バッファ室36に接続され、分岐管39a,39bはそれぞれ流量制御弁40a,40b(流量制御装置)を有する。 Specifically, the processing gas supply pipe 39 from the gas supply source 38 is in the middle of two branch pipes 39a, is branched and connected to 39b in the center buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36, branch pipes 39a, 39b, respectively a flow control valve 40a, 40b (the flow control device). 処理ガス供給源38から中心バッファ室35及び周辺バッファ室36までの流路のコンダクタンスが等しくなるように設定されているので、流量制御弁40a,40bの調整により、中心バッファ室35及び周辺バッファ室36に供給する処理ガスの流量比を任意に調整できるようになっている。 Since the conductance of the flow path from the processing gas supply source 38 to the center buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36 is set to be equal, the flow control valve 40a, the adjustment of 40b, the center buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber and to be able to arbitrarily adjust the flow rate ratio of the process gas supplied to 36. さらに、ガス供給管39にはマスフローコントローラ(MFC)41及び開閉バルブ42が配置されている。 Furthermore, a mass flow controller (MFC) 41 and a switching valve 42 is disposed in the gas supply pipe 39.

以上の構成により、プラズマ処理装置1は、中心バッファ室35と周辺バッファ室36とに導入する処理ガスの流量比を調整することで、中心シャワーヘッドより噴出されるガスの流量FCと周辺シャワーヘッドより噴出されるガスの流量FEとの比率(FC/FE)を任意に調整する。 With the above configuration, the plasma processing apparatus 1, by adjusting the flow rate of the processing gas introduced into the central buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36, the central shower gas flow rate FC and peripheral showerhead ejected from the head optionally adjusting the ratio (FC / FE) between the flow rate FE of the gas more ejected. なお、中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドよりそれぞれ噴出させる処理ガスの単位面積当たりの流量を個別に調整することも可能である。 It is also possible to adjust the flow rate per unit area of ​​the processing gas to be respectively jetted from the central showerhead and peripheral showerhead separately. さらに、分岐管39a,39bのそれぞれに対応する2つの処理ガス供給源を配置することによって中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドよりそれぞれ噴出させる処理ガスのガス種又はガス混合比を独立又は別個に設定することも可能である。 Furthermore, independent or separately setting a gas species or gas mixing ratio of the processing gas to be ejected from the central showerhead and peripheral showerhead by placing the branch pipe 39a, 2 one processing gas supply sources corresponding respectively to 39b it is also possible.

また、内側上部電極24の電極支持体33には、上部整合器27、上部給電棒28、コネクタ29及び上部給電筒44を介して上部高周波電源31が電気的に接続されている。 Further, the electrode support 33 of the inner upper electrode 24, upper matcher 27, upper feed rod 28, the upper high-frequency power source 31 through the connector 29 and the upper feed tube 44 are electrically connected. 上部給電筒44の途中には、キャパシタンスを可変調整できる可変コンデンサ45が配置されている。 In the middle of the upper feed tube 44, the variable capacitor 45 that can variably adjust a capacitance is arranged. なお、外側上部電極23及び内側上部電極24にも冷媒室又は冷却ジャケット(図示しない)を設けて、外部のチラーユニット(図示しない)から供給される冷媒によって電極の温度を制御してもよい。 Even outside the upper electrode 23 and inner upper electrode 24 provided with a coolant chamber or cooling jacket (not shown) may control the temperature of the electrode by the refrigerant supplied from an external chiller unit (not shown).

チャンバ10の底部には排気口46が設けられ、この排気口46に排気マニフォールド47を介して可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁(Automatic Pressure Control Valve)(以下、「APCバルブ」という。)48及びターボ分子ポンプ(Turbo Molecular Pump)(以下、「TMP」という。)49が接続されている。 The bottom of the chamber 10 is provided an exhaust port 46, this through the exhaust manifold 47 to the exhaust port 46 automatic pressure control valve is a variable butterfly valve (Automatic Pressure Control Valve) (hereinafter, referred to as "APC valve".) 48 and a turbo molecular pump (Turbo molecular pump) (hereinafter, referred to as "TMP".) 49 are connected. APCバルブ48及びTMP49は協働して、チャンバ10内のプラズマ生成空間Sを所望の真空度まで減圧する。 APC valve 48 and TMP49 cooperate to vacuum plasma generation space S in the chamber 10 to a desired vacuum level. また、排気口46及びプラズマ処理空間Sの間には、複数の通気孔を有する環状のバッフル板50がサセプタ支持台12を取り巻くように配置され、該バッフル板50はプラズマ生成空間Sから排気口46へのプラズマの漏洩を防止する。 Between the outlet 46 and the plasma processing space S, annular baffle plate 50 having a plurality of vent holes are arranged so as to surround the susceptor supporting table 12, the baffle plate 50 is an exhaust port from the plasma generation space S to prevent leakage of plasma to 46.

また、チャンバ10の側壁には半導体ウエハWの搬入出口51が配置されている。 Also, the sidewall of the chamber 10 transfer port 51 of the semiconductor wafer W is arranged. チャンバ10の外部には搬入出口51と、プラズマ処理装置1に隣接する基板搬送装置(ロードロックモジュール)(図示しない)とを連結するゲートバルブ52が配置されている。 A transfer port 51 outside the chamber 10, the gate valve 52 for connecting the substrate transfer device (load lock module) (not shown) adjacent to the plasma processing apparatus 1 is disposed. また、搬入出口51及びプラズマ生成空間Sの間には空気圧によって上下動するスライドバルブとしてのシャッタ55が配置されている。 The shutter 55 as a slide valve which moves up and down by the air pressure is arranged between the transfer port 51 and the plasma generation space S. シャッタ55は、半導体ウエハWのプラズマ生成空間Sの搬出入時においてゲートバルブ52が開いた際、搬入出口51をプラズマ生成空間Sから遮断し、プラズマが搬入出口51を介してロードロックモジュールへ漏洩するのを防止する。 The shutter 55 is when the gate valve 52 is opened in the unloaded Nyutoki plasma generation space S of the semiconductor the wafer W, to block the transfer port 51 from the plasma generation space S, leakage plasma through the transfer port 51 into the load lock module the to prevent to.

また、プラズマ処理装置1では、下部電極としてのサセプタ13に下部給電筒57及び下部整合器58を介して下部高周波電源59が電気的に接続されている。 Further, in the plasma processing apparatus 1, the lower frequency power source 59 is electrically connected to the susceptor 13 as the lower electrode through the lower feed tube 57 and the lower matcher 58. この下部高周波電源59は、2〜27MHzの範囲内の周波数、例えば、2MHzの高周波電圧を出力する。 This lower radio frequency power source 59, a frequency in the range of 2~27MHz, for example, outputs a 2MHz high-frequency voltage. 下部整合器58は、下部高周波電源59の内部(又は出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのもので、チャンバ10内のプラズマ生成空間Sにプラズマが生成されている時に下部高周波電源59の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。 Lower matcher 58, within the lower interior of the high-frequency power supply 59 (or output) intended to match the load impedance to the impedance, the lower when the plasma is generated in the plasma generation space S in the chamber 10 a high frequency power source 59 impedance and load impedance be seemingly matched.

下部給電筒57の内側空間には、下部電極板15に接続され且つサセプタ13を貫通する接続端子58の端部が露出し、該内側空間において上下動する可動給電棒67が配置されている。 The interior space of the lower feed tube 57 to expose the ends of the connection terminals 58 penetrating the connected and the susceptor 13 to the lower electrode plate 15, the movable feed rod 67 which moves up and down is arranged in the inner space. 直流電源16が下部電極板15に直流電圧を印加する場合、可動給電棒67が上昇して接続端子58に接触し、直流電源16が下部電極板15に直流電圧を印加しない場合、可動給電棒67が下降して接続端子58から離れる。 When the DC power source 16 applies a DC voltage to the lower electrode plate 15, in contact with the connection terminals 58 movable feeder rod 67 is increased, when the DC power supply 16 does not apply a DC voltage to the lower electrode plate 15, a movable feeder rod 67 is lowered away from the connection terminal 58.

可動給電棒67は底部にフランジを有し、また、下部給電筒57も内側空間に向けて突出するフランジを有する。 Movable feeder rod 67 has a flange at the bottom, also has a flange which protrudes lower feed tube 57 toward the inner space. 可動給電棒67のフランジ及び下部給電筒57のフランジの間には可動給電棒67の上下動を規制する、絶縁体である窒化珪素(SiN)からなるバネ60が配置されている。 Between the flanges of the flange and the lower feed tube 57 of the movable feeder rod 67 to restrict the vertical movement of the movable feed rod 67, a spring 60 made of silicon nitride (SiN) is disposed an insulator. 従来のプラズマ処理装置では、バネが導体からなるため、下部給電筒を流れる高周波電力に起因する電磁誘導によってバネが発熱して高温となり、バネの劣化が発生していた。 In conventional plasma processing apparatus, comprising a spring conductor, it becomes a high temperature spring generates heat by electromagnetic induction caused by the high-frequency power flowing through the lower feed tube, deterioration of the spring has occurred. これに対応して、本実施の形態では、上述したように、バネ60が絶縁体からなるので、高周波電力に起因する電磁誘導が発生せず、バネ60が高温になることがなく、もって、バネ60の劣化を防止することができる。 Correspondingly, in this embodiment, as described above, the spring 60 is made of an insulator, not electromagnetic induction occurs due to the high frequency power, the spring 60 without a high temperature, have, it is possible to prevent deterioration of the spring 60.

また、プラズマ処理装置1では、内側上部電極24に、上部高周波電源31からの高周波電力(60MHz)をグランドに通さずに、下部高周波電源59からの高周波電力(2MHz)をグランドへ通すローパスフィルタ(LPF)61が電気的に接続されている。 Further, in the plasma processing apparatus 1, the inner upper electrode 24, without passing through the high-frequency power (60 MHz) from the upper radio frequency power source 31 to the ground, a low-pass filter that passes high-frequency power from the lower radio frequency power source 59 (2MHz) to ground ( LPF) 61 are electrically connected. このLPF61は、好ましくは、LRフィルタ又はLCフィルタで構成されるのがよい。 This LPF61 preferably good is constituted by LR filter or LC filter. 但し、1本の導線でも上部高周波電源31からの高周波電力に対して十分大きなリアクタンスを付与することが可能なので、LRフィルタ又はLCフィルタの代わりに1本の導線を内側上部電極24に電気的に接続するのみでもよい。 However, since it is possible to impart a sufficiently large reactance against frequency power from the upper radio frequency power source 31 in one conductor, LR filter or LC to one conductor instead of a filter electrically to the inner upper electrode 24 it may be the only connection. 一方、サセプタ13には、上部高周波電源31からの高周波電力をグランドへ通すためのハイパスフィルタ(HPF)62が電気的に接続されている。 On the other hand, the susceptor 13, a high pass filter (HPF) 62 for passing the high frequency power from the upper radio frequency power source 31 to the ground are electrically connected.

また、内側上部電極24では、図5に示すように、導体、例えばSUSからなるボルト63によってC/P34、スペーサー37及び上部電極板32が締結されている。 Also, the inner upper electrode 24, as shown in FIG. 5, the conductor, for example by bolts 63 made of SUS C / P34, the spacer 37 and the upper electrode plate 32 is fastened. ここで、C/P34におけるボルト63の頭部が接触するボルト座面34bにおいて、C/P34の表面を覆うアルマイト(絶縁膜)は存在せず、C/P34のアルミニウムが露出するため、C/P34とボルト63とは電気的に導通する。 Here, the bolt seat surface 34b of the head portion of the bolt 63 contacts the C / P34, alumite (insulating film) covering the surface of the C / P34 is not present, since the aluminum C / P34 is exposed, C / the P34 and the bolt 63 is electrically conductive. 一方、半導体材料からなる上部電極板32はボルト63のねじ部と螺合するねじ孔32bを有し、ボルト63は該ねじ孔32bと螺合するので、上部電極板32とボルト63とは電気的に導通する。 On the other hand, the upper electrode plate 32 made of a semiconductor material having a threaded hole 32b to be engaged with the threaded portion of the bolt 63, since the bolt 63 is screwed with the screw hole 32b, electric and upper electrode plate 32 and the bolt 63 to conduct. したがって、C/P34及び上部電極板32はボルト63を介して電気的に導通する。 Therefore, C / P34 and the upper electrode plate 32 is electrically connected via a bolt 63.

従来のプラズマ処理装置では、クーリングプレート及び上部電極板が電気的に導通せず、エッチング処理を繰り返すと、上部電極板が帯電して上部電極板及びクーリングプレートの間に電位差が発生し、さらには上部電極板のガス通気孔において電界が生ずる。 In the conventional plasma processing apparatus, the cooling plate and not the upper electrode plate causes electrical conduction, repeating the etching process, a potential difference is generated between the upper electrode plate and the cooling plate top electrode plate is charged, more field is generated in the gas-passing holes of the upper electrode plate. この電界によって上部電極板のガス通気孔に侵入したイオンが活性化し、該イオンがクーリングプレートのガス通気孔に侵入する。 Ions entering the gas-passing holes of the upper electrode plate by the electric field is activated, the ion enters the gas-passing holes of the cooling plate. 本実施の形態では、これに対応して、上述したようにC/P34及び上部電極板32を電気的に導通する。 In this embodiment, in response to this, electrical conduction C / P34 and the upper electrode plate 32 as described above.

なお、本実施の形態では、6カ所においてボルト63によってC/P34、スペーサー37及び上部電極板32が締結されるが、C/P34及び上部電極板32を電気的に導通するためには、少なくとも1カ所において上述したボルト63を適用すればよい。 In order in this embodiment, C / P34 by bolts 63 at six locations, but the spacer 37 and the upper electrode plate 32 is fastened, for electrically conducting the C / P34 and the upper electrode plate 32, at least it may be applied bolt 63 described above in one location.

さらに、内側上部電極24では、上部電極板32、スペーサー37、C/P34及び電極支持体33からなる上述の上部電極アッセンブリの交換を行う場合、まず、交換用の上部電極板32、スペーサー37、C/P34及び電極支持体33をアッセンブリする必要がある。 Further, the inner upper electrode 24, upper electrode plate 32, when the exchange of the above-mentioned upper electrode assembly consisting of spacer 37, C / P34 and the electrode support 33, firstly, the upper portion of a replacement electrode plate 32, the spacer 37, it is necessary to assembly the C / P34 and the electrode support 33. このとき、図6に示すように、2つの円筒状の位置決めピン64によってスペーサー37及びC/P34の位置決めが行われる。 At this time, as shown in FIG. 6, the positioning of the spacer 37 and C / P34 is performed by two cylindrical positioning pins 64. 具体的には、逆さに置かれたC/P34のスペーサー37に対向する面に開口する位置決めピン孔34cに位置決めピン64を挿入し、スペーサー37を、スペーサー37のC/P34に対向する面に開口する位置決めピン孔(図示しない)にC/P34から突出する位置決めピン64を挿入するように、C/P34に載置する。 Specifically, by inserting the positioning pins 64 into the positioning pin holes 34c which opens on a surface facing the spacer 37 of the C / P34 placed upside down, a spacer 37, on a surface facing the C / P34 of the spacer 37 the opening to the positioning pin holes (not shown) to insert the positioning pins 64 projecting from the C / P34, placed on the C / P34. なお、図6において、C/P34のガス通気孔34aの図示は省略されている。 In FIG. 6, illustration of the gas-passing holes 34a of the C / P34 are omitted.

位置決めピン64は側面において上下方向に貫通するスリット64aを備え、断面形状はC字状を呈する。 Positioning pin 64 is provided with a slit 64a penetrating in a vertical direction in a side, cross-sectional shape exhibits a C-shape. また、位置決めピン64は樹脂材料、例えば、セラゾール(登録商標)からなる。 The positioning pin 64 of the resin material, for example, a Serazoru ®.

従来のプラズマ処理装置では、クーリングプレート及び上部電極板の位置決めを丸棒状の位置決めピンによって行っていたが、エッチング処理を繰り返した場合、位置決めピンが熱膨張し、上部電極板の位置決めピン孔を基点とする亀裂が発生する。 Base in the conventional plasma processing apparatus, but the positioning of the cooling plate and the upper electrode plate has been performed by the positioning pins of the round bar, if repeated etching process, the positioning pin is thermally expanded, the positioning pin holes of the upper electrode plate a crack occurs to. 本実施の形態では、これに対応して、上述したように、位置決めピン64を円筒で構成し、さらに、上下方向に貫通するスリットを設けることにより、熱膨張を該スリットによって吸収する。 In this embodiment, in response to this, as described above, it constitutes a positioning pin 64 in cylindrical, further, by providing a slit penetrating in the vertical direction, to absorb the thermal expansion by the slit.

なお、本実施の形態では、位置決めピン64の材料として樹脂を用いたが、弾性材料であれば金属等も用いることができる。 In the present embodiment, although a resin as a material of the positioning pin 64, it can be used a metal such as if the elastic material.

また、内側上部電極24では、上部電極アッセンブリはチャンバ10の上面に設けられたチャンバ蓋68によって覆われる。 Also, the inner upper electrode 24, upper electrode assembly is covered by a chamber lid 68 provided on the upper surface of the chamber 10. ここで、図7に示すように、チャンバ蓋68及びC/P34の間にはOリング65が配置されている。 Here, as shown in FIG. 7, O-ring 65 is disposed between the chamber lid 68 and C / P34. このOリング65は幅広の下部65b及び狭小の上部65aからなり、C/P34の上面に設けられたOリング収容溝66に圧縮されて収容される。 The O-ring 65 is made wider at the bottom 65b and narrowing of the upper 65a, it is housed compressed into O-ring receiving groove 66 formed on the upper surface of the C / P34.

従来のプラズマ処理装置では、Oリングの断面形状は丸状であり、上部電極アッセンブリをチャンバ蓋で覆う際、Oリングとチャンバ蓋の接触面積が大きいため、Oリングがチャンバ蓋に固着する。 In the conventional plasma processing apparatus, the sectional shape of the O-ring is round-shaped, when covering the upper electrode assembly in the chamber lid, since the contact area of ​​the O-ring and the chamber lid is large, the O-ring is secured to the chamber lid. その結果、上部電極アッセンブリの交換のためにチャンバ蓋を開放したとき、チャンバ蓋とともにクーリングプレートが持ち上がる。 As a result, when opening the chamber lid for the exchange of the upper electrode assembly, the cooling plate is raised together with the chamber lid. 本実施の形態では、これに対応して、Oリング65においてチャンバ蓋68を接触する上部65aの幅を狭くすることにより、Oリング65とチャンバ蓋66の接触面積を小さくしてチャンバ蓋66へのOリング65の固着を防止し、もって、C/P34の持ち上がりを防止することができる。 In this embodiment, in response to this, by narrowing the width of the upper 65a contacting the chamber lid 68 in O-ring 65, to reduce the contact area of ​​the O-ring 65 and the chamber lid 66 to the chamber lid 66 the sticking preventing the O-ring 65, with, it is possible to prevent the lifting of the C / P34.

プラズマ処理装置1において、エッチングを行なうには、先ずゲートバルブ52を開状態にして加工対象の半導体ウエハWをチャンバ10内に搬入して、サセプタ13の上に載置する。 In the plasma processing apparatus 1, in order to perform the etching, first, the gate valve 52 to the semiconductor wafer W to be processed is in the open state loaded into the chamber 10 and placed on the susceptor 13. そして、処理ガス供給源38より処理ガス、例えば、C ガス及びアルゴン(Ar)ガスの混合ガスを所定の流量及び流量比で中心バッファ室35及び周辺バッファ室36に導入し、APCバルブ48及びTMP49によってチャンバ10内のプラズマ生成空間Sの圧力をエッチングに適した値、例えば、数mTorr〜1Torrの範囲内のいずれかの値に設定する。 Then, the processing gas from the processing gas supply source 38, for example, introduced into the C 4 F 8 gas and argon (Ar) central buffer chamber 35 and the peripheral buffer chamber 36 the mixed gas of the gas at a predetermined flow rate and flow rate ratio, APC valve 48 and TMP49 by a value suitable pressure in the plasma generation space S in the chamber 10 for etching, for example, be set to any value within a range of a few MTorr~1Torr.

さらに、上部高周波電源31によってプラズマ生成用の高周波電力(60MHz)を所定のパワーで上部電極22(外側上部電極23、内側上部電極24)に印加するとともに、下部高周波電源59によってエッチング処理用、具体的には、反応性エッチング処理(Reactive Ion Etching)の高周波電力(2MHz)を所定のパワーでサセプタ13に印加する。 Further, an upper radio frequency power source 31 upper electrode 22 high frequency power for plasma generation to (60 MHz) at a predetermined power by (outer upper electrode 23, the inner upper electrode 24) is applied with a, an etching process by lower radio frequency power source 59, specifically specifically, the CPU applied to the susceptor 13 a high frequency power (2MHz) at a predetermined power of the reactive etching (reactive Ion etching). また、直流電源16より直流電圧を静電チャック14の下部電極板15に印加して、半導体ウエハWをサセプタ13に静電吸着する。 Further, a DC voltage from the DC power supply 16 is applied to the lower electrode plate 15 of the electrostatic chuck 14, electrostatically attracting the semiconductor wafer W on the susceptor 13.

次いで、中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドより噴出された処理ガスは上部電極22及びサセプタ13の間におけるグロー放電中でプラズマとなり、このとき生成されるラジカルやイオンによって半導体ウエハWの被処理面が物理的又は化学的にエッチングされる。 Then, the process gas ejected from the central showerhead and peripheral showerhead becomes plasma in a glow discharge between the upper electrode 22 and the susceptor 13, the physical target surface of the semiconductor wafer W by radicals or ions generated at this time or it is chemically etched.

プラズマ処理装置1では、上部電極22に対して高い周波数領域(イオンが動けない5〜10MHz以上)の高周波を印加することにより、プラズマを好ましい解離状態で高密度化するので、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。 In the plasma processing apparatus 1, by applying a high frequency high frequency range (above 5~10MHz it can not move ions) to the upper electrode 22, since the densified desired dissociation state of plasma, lower pressure conditions But it is possible to form a high density plasma.

また、上述したように、内側上部電極24において、サセプタ13に静電吸着された半導体ウエハWに対向する中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドで処理ガス噴出流量の比率を任意に調整できるので、ガス分子又はラジカル密度の空間分布を半導体ウエハWの径方向で制御し、ラジカルベースによるエッチング特性の空間的な分布特性を任意に制御することもできる。 As described above, in the inner upper electrode 24, it is possible to arbitrarily adjust the ratio of the processing gas injection flow rate at the central showerhead and peripheral showerhead facing the semiconductor wafer W is electrostatically attracted to the susceptor 13, the gas molecules or the spatial distribution of radical density is controlled in the radial direction of the semiconductor the wafer W, the spatial distribution characteristic of etching characteristics due to radical-based can also be arbitrarily controlled.

一方、上部電極22においては、プラズマ生成のための高周波電極として外側上部電極23を主、内側上部電極24を副とし、上部高周波電源31及び下部高周波電源59によって上部電極22直下の電子に与える電界強度の比率を調整可能にしている。 On the other hand, in the upper electrode 22, the outer upper electrode 23 mainly as a high frequency electrode for plasma generation, giving the inner upper electrode 24 secondary cities, the upper radio frequency power source 31 and the lower radio frequency power source 59 to the electronic directly below the upper electrode 22 field the ratio of the intensity are adjustable. したがって、イオン密度の空間分布を径方向で制御し、反応性イオンエッチングの空間的な特性を任意かつ精細に制御することができる。 Therefore, it is possible to control the spatial distribution of ion density in the radial direction, controlled arbitrarily and fine spatial properties of the reactive ion etching.

ここで、外側上部電極23及び内側上部電極24の間で電界強度又は投入電力の比率を変更することによって行なわれるイオン密度空間分布の制御は、中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドの間で処理ガスの流量やガス密度又はガス混合比の比率を変更することによって行なわれるラジカル密度空間分布の制御に実質的な影響を及ぼすことがない。 Here, the control of ion density spatial distribution performed by changing the electric field intensity or a ratio of input power between the outer upper electrode 23 and inner upper electrode 24, of the processing gas between the central showerhead and peripheral showerhead no substantially affecting the control of radical density spatial distribution performed by changing the ratio of the flow rate and gas density or a gas mixing ratio. すなわち、中心シャワーヘッドと周辺シャワーヘッドによって噴出される処理ガスの解離が内側上部電極24直下のエリア内で行なわれるため、外側上部電極23及び内側上部電極24の間で電界強度のバランスを変更しても、内側上部電極24内(同一エリア内)の中心シャワーヘッド及び周辺シャワーヘッドの間のラジカル生成量ないし密度のバランスには殆ど影響しない。 That is, since the dissociation of the process gas injected by the central showerhead and peripheral showerhead is carried out in the area directly below the inner upper electrode 24, and change the balance of the electric field strength between the outer upper electrode 23 and inner upper electrode 24 even, little effect on the balance of radical generation amount or density between the central showerhead and peripheral showerhead inner upper electrode within 24 (within the same area). このように、プラズマ処理装置1では、イオン密度の空間分布とラジカル密度の空間分布とを実質上独立に制御することができる。 Thus, the plasma processing apparatus 1 can be controlled to substantially independently and spatial distribution of the spatial distribution and the radical density of the ion density.

また、このプラズマ処理装置1は、外側上部電極23の直下においてプラズマの大部分乃至過半を生成して内側上部電極24の直下に拡散させる。 Further, this plasma processing apparatus 1, is diffused to produce the majority or the majority of plasma immediately below the outer upper electrode 23 directly below the inner upper electrode 24. したがって、内側上部電極24ではプラズマのイオンから受けるアタックが少ないため、上部電極板32のガス通気孔32aの削れを効果的に抑制し、上部電極アッセンブリの交換寿命を大幅に延長することができる。 Therefore, since an attack received from the inner upper electrode in the plasma at 24 ion less, it can be scraped effectively suppressed in the gas vent holes 32a of the upper electrode plate 32, to significantly extend the replacement life of the upper electrode assembly.

一方、外側上部電極23はガス噴出口を有していないため、イオンのアタックによる影響は少なく、内側上部電極24の代わりに外側上部電極23の交換寿命が短くなるようなことはない。 On the other hand, the outer upper electrode 23 because it does not have a gas ejection port, the influence of the attack of the ions is small, it does not like exchange life of the outer upper electrode 23 is shortened instead of the inner upper electrode 24.

上述したプラズマ処理装置1によれば、上部電極板32、スペーサー37、C/P34及び電極支持体33からなる上部電極アッセンブリにおいて、スペーサーガス通気孔37a、電極板ガス通気孔32a及びC/Pガス通気孔34aが同一直線上に配置されず、ラビリンスを構成するので、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンのエネルギーを電極板ガス通気孔32aの壁面やスペーサーガス通気孔37aの壁面との衝突によって消失させることができ、これにより、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンがC/Pガス通気孔34aへ侵入するのを確実に防止することができる。 According to the plasma processing apparatus 1 described above, the upper electrode assembly consisting of the upper electrode plate 32, the spacer 37, C / P34 and the electrode support 33, the spacer gas-passing holes 37a, the electrode plate gas-passing holes 32a and C / P gas ventilation holes 34a are not arranged on the same straight line, so constituting a labyrinth, collision with the wall surface of the wall or the spacer gas-passing holes 37a of the electrode plate gas-passing holes 32a electrode plate gas-passing the energy of invading ions hole 32a it can be eliminated by, thereby allowing ions that have penetrated into the electrode plate gas-passing holes 32a is reliably prevented from entering the C / P gas-passing holes 34a. その結果、C/Pガス通気孔34aに侵入したイオンによる異常放電に起因して上部電極板32が破損するのを防止できると共に、イオンのスペーサーガス通気孔37aへの侵入を阻止する挿入部材を電極板ガス通気孔32aに挿入する必要がないので、部品点数の増加を防止してメンテナンス性の悪化を防止できる。 As a result, the upper electrode plate 32 can be prevented from being damaged due to the abnormal discharge due to invaded ions C / P gas-passing holes 34a, the insertion member for preventing the penetration of the spacer gas-passing holes 37a of the ion it is not necessary to insert the electrode plate gas-passing holes 32a, thereby preventing the deterioration of maintenance to prevent an increase in the number of parts.

また、上部電極板32の電極板ガス通気孔32aが削れても、イオンのC/Pガス通気孔34aへの侵入を防止することができるので、上部電極板32の交換寿命、引いては上部電極アッセンブリの交換寿命を大幅に延長することができる。 Further, even if shaved electrode plate gas-passing holes 32a of the upper electrode plate 32, can be prevented from entering the C / P gas-passing holes 34a of the ion exchange life of the upper electrode plate 32, pulls the top the replacement life of the electrode assembly can be significantly extended. なお、スペーサー37はラビリンスを構成するためだけに存在しているので、スペーサー37が消耗しても交換する必要は殆ど無い。 In addition, the spacer 37 is because it exists only in order to constitute a labyrinth, there is little need the spacer 37 to exchange also exhausted.

上述したプラズマ処理装置1では、スペーサーガス流路がスペーサー37の上面に形成された上面環状溝37b及びスペーサー37の下面に形成された下面環状溝37cを有するので、スペーサーガス流路は、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンを下面環状溝37cや上面環状溝37bに導いて、スペーサー37の下面、C/P34の表面及び下面環状溝37c又は上面環状溝37bの壁面に衝突させることによってイオンのエネルギーを確実に消失させることができ、これにより、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンがC/Pガス通気孔34aへ侵入するのをより確実に防止することができる。 In the plasma processing apparatus 1 described above, since the spacer gas channels have a lower surface annular groove 37c formed on the lower surface of the top annular groove 37b and the spacer 37 formed on the upper surface of the spacer 37, the spacer gas channels, the electrode plate the ions entering the gas-passing holes 32a is guided to the lower surface annular groove 37c and the upper surface annular groove 37b, ions by impinging the lower surface of the spacer 37, the wall surface of the surface and the lower surface annular groove 37c or the top annular groove 37b of the C / P34 energy can be reliably eliminate, this makes it possible to ions entering the electrode plate gas-passing holes 32a can be more reliably prevented from entering the C / P gas-passing holes 34a.

なお、スペーサー37の上面や下面に形成される溝は、環状溝に限られず、中心シャワーヘッドや周辺シャワーヘッドにおいて、C/Pガス通気孔34a、スペーサーガス通気孔37a及び電極板ガス通気孔32aと共にラビリンスを構成可能な溝であればよい。 Incidentally, the grooves formed on the upper surface and the lower surface of the spacer 37 is not limited to the annular groove, in the center showerhead and peripheral showerhead, C / P gas-passing holes 34a, spacer gas-passing holes 37a and the electrode plate gas-passing holes 32a it may be any configuration capable groove labyrinth with.

また、上述したプラズマ処理装置1では、電極板ガス通気孔32a、C/Pガス通気孔34a及びスペーサーガス流路からなる中心シャワーヘッド又は周辺シャワーヘッドのコンダクタンスは、6.9×10 〜2.1×10 であるため、従来のプラズマ処理装置における上部電極板のガス通気孔及びクーリングプレートのガス通気孔のコンダクタンスと同程度であり、処理ガスの供給効率を従来のプラズマ処理装置と同程度に維持することができ、もって、エッチング処理の効率低下を防止できる。 Further, in the plasma processing apparatus 1 described above, the electrode plate gas-passing holes 32a, the conductance of the central showerhead or near the shower head consists of C / P gas-passing holes 34a and spacers gas channel, 6.9 × 10 5 to 2 because it is .1 × 10 6, and comparable to the conductance of the gas-passing holes of the upper electrode plate gas-passing holes and the cooling plate in the conventional plasma processing apparatus, the supply efficiency of the processing gas same as the conventional plasma processing apparatus It can be maintained to the extent, have been possible to prevent decrease in efficiency of the etching process.

さらに、上述したプラズマ処理装置1では、上部電極板32及びC/P34は電気的に導通するので、上部電極板32が帯電して電極板ガス通気孔32aに電界が発生するのを防止でき、もって、電界によって電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンが活性化されてC/Pガス通気孔34aへ侵入するのを防止することができる。 Further, in the plasma processing apparatus 1 described above, since the upper electrode plate 32 and the C / P34 electrically conductive, can be prevented in the upper electrode plate 32 is charged by the electrode plate gas-passing holes 32a of the electric field is generated, have, it is possible to ions entering the electrode plate gas-passing holes 32a by the electric field is prevented from entering activated to C / P gas-passing holes 34a.

なお、上述したプラズマ処理装置1において、上部電極板32及びC/P34だけでなく、C/P34及びスペーサー37を電気的に導通させてもよい。 Incidentally, in the plasma processing apparatus 1 described above, not only the upper electrode plate 32 and the C / P34, may be electrically connected to thereby the C / P34 and the spacer 37. これにより、スペーサーガス通気孔37aにおいても電界が発生するのを防止でき、スペーサーガス通気孔37aに侵入したイオンが活性化されるのを防止できる。 Thus, also prevents the electric field is generated in the spacer gas-passing holes 37a, ions penetrate into the spacer gas-passing holes 37a can be prevented from being activated.

なお、C/P34のアルマイトが該C/P34のスペーサー37との接触面において存在せず、該接触面にシリコン膜が溶射により形成され、該シリコン膜がスペーサー37と直接接触し、さらに、スペーサー37が上部電極板32と直接接触することにより、上部電極板32がC/P34に電気的に導通されてもよい。 Incidentally, absent anodized C / P34 is the contact surface of the spacer 37 of the C / P34, the silicon film is formed by thermal spraying on the contact surface, the silicon film directly contacts the spacer 37, further spacers by 37 is in direct contact with the upper electrode plate 32, upper electrode plate 32 may be electrically connected to the C / P34.

また、上述したプラズマ処理装置1では、C/P34及びスペーサー37の位置決めを行う円筒状の位置決めピン64の断面形状はC字状であり、位置決めピン64は側面において上下方向に貫通するスリット64aを備えるので、該位置決めピン64は熱膨張を吸収することができ、もって、スペーサー37が破損するのを防止できる。 Further, in the plasma processing apparatus 1 described above, the cross-sectional shape of a cylindrical positioning pin 64 for positioning the C / P34 and the spacer 37 are C-shaped, the positioning pins 64 a slit 64a penetrating in a vertical direction in a side because comprising, the positioning pin 64 is capable of absorbing thermal expansion, it has been possible to prevent the spacer 37 from being damaged.

また、位置決めピン64は横方向の応力に対して柔軟に変形するので、バネとして機能し、C/P34にスペーサー37をアッセンブリする際、スペーサー37のC/P34に対するずれが発生した場合、すなわち、位置決めピン64に横方向の応力が負荷された場合、スペーサー37のずれを解消するようにスペーサー37をC/P34に対して相対的に移動させることができる。 Further, since the flexibly deformable relative to the positioning pins 64 are transverse stresses, when functioning as a spring, to assembly the spacer 37 to the C / P34, if the deviation of C / P34 of the spacer 37 has occurred, i.e., If lateral stresses the positioning pin 64 is loaded, it is possible to the spacer 37 so as to eliminate the deviation of the spacer 37 is moved relative to the C / P34.

なお、位置決めピン64と同様の構造の位置決めピンをスペーサー37及び上部電極板32のアッセンブリに適用してもよく、これにより、上部電極板32が破損するのを防止できる。 Incidentally, the positioning pins of the same structure as the positioning pins 64 may be applied to the assembly of the spacer 37 and the upper electrode plate 32, thereby, the upper electrode plate 32 can be prevented from being damaged.

上述したプラズマ処理装置1では、上部電極板32及びスペーサー37は共にシリコンや炭化珪素からなるが、上部電極板32及びスペーサー37を同じ材料で構成する必要はなく、上部電極板32及びスペーサー37のいずれも半導体又は絶縁体によって構成されればよく、特に、スペーサー37は、直接プラズマに晒されないので、例えば、セラミック系や樹脂系の材料によって構成することもできる。 In the plasma processing apparatus 1 described above, the upper electrode plate 32 and the spacer 37 are both made of silicon or silicon carbide, it is not necessary to configure the upper electrode plate 32 and the spacer 37 of the same material, the upper electrode plate 32 and the spacer 37 both may be made of a semiconductor or insulator, in particular, the spacer 37, because it is not directly exposed to plasma, for example, it may be constituted by the material of the ceramic and resin.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。 Next, a description will be given of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第1の実施の形態と基本的に同じであり、 This embodiment, its construction and operation are the same as the first embodiment basically as described above,
スペーサーが多孔質材からなる点で上述した第1の実施の形態と異なるのみである。 Spacer is only different from the first embodiment described above in that a porous material. したがって、基板処理装置の構成については説明を省略し、以下に第1の実施の形態と異なる作用についてのみ説明を行う。 Therefore, not described the structure of the substrate processing apparatus, it will be described only different from the first embodiment acts as follows.

図8は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置における上部電極周りの概略構成を示す拡大断面図である。 Figure 8 is an enlarged sectional view showing a schematic configuration around the upper electrode in the plasma processing apparatus according to the present embodiment.

図8において、プラズマ処理装置80は、サセプタ13と所定の間隔を置いて対向配置されている環状又はドーナツ形状の外側上部電極23と、該外側上部電極23の半径方向内側に外側上部電極23と絶縁して配置されている円板形状の内側上部電極81とからなる上部電極82を備える。 8, the plasma processing apparatus 80 includes an outer upper electrode 23 of the annular or donut shape and is located opposite the susceptor 13 at a predetermined distance, radially inward of the outer upper electrode 23 and the outer upper electrode 23 an upper electrode 82 made of the inner upper electrode 81. disk-shaped which is arranged insulated. 内側上部電極81は、上部電極板32と、C/P34と、上部電極板32及びC/P34の間に介在する多孔質スペーサー83と、電極支持体33とからなる上部電極アッセンブリを有する。 The inner upper electrode 81 includes an upper electrode plate 32, the C / P34, a porous spacer 83 interposed between the upper electrode plate 32 and the C / P34, the upper electrode assembly consisting of the electrode support 33.

多孔質スペーサー83は、半導体、例えば、シリコンや炭化珪素、若しくは絶縁体からなる多孔質材によって構成されている。 The porous spacer 83, a semiconductor, for example, is constituted by a porous material made of silicon or silicon carbide, or an insulating material. この多孔質スペーサー83は、C/P34のC/Pガス通気孔34aから噴出した処理ガスを上部電極板32の電極板ガス通気孔32aへ透過させる。 The porous spacer 83, and transmits the processed gas ejected from C / P gas-passing holes 34a of the C / P34 to the electrode plate gas-passing holes 32a of the upper electrode plate 32. また、電極板ガス通気孔32aへ侵入したイオンをトラップ、例えば、該イオンを多孔質材中の孔の壁面に衝突させてエネルギーを消失させる。 Further, trapping ions having entered into the electrode plate gas-passing holes 32a, for example, by colliding with the wall surface of the pores of the porous material in the ion dissipate energy.

上述したプラズマ処理装置80によれば、電極板32及びC/P34の間に介在する多孔質スペーサー83は多孔質材からなるので、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンのエネルギーを多孔質材中の孔の壁面との衝突によって消失させることができ、これにより、電極板ガス通気孔32aに侵入したイオンがC/Pガス通気孔34aへ侵入するのを確実に防止することができる。 According to the plasma processing apparatus 80 described above, since porous spacer 83 interposed between the electrode plates 32 and C / P34 is made of a porous material, the porous material of the energy of the ions entering the electrode plate gas-passing holes 32a it can be eliminated by collisions with the wall surface of the pores in, thereby allowing ions that have penetrated into the electrode plate gas-passing holes 32a is reliably prevented from entering the C / P gas-passing holes 34a. その結果、C/Pガス通気孔34aに侵入したイオンによる異常放電に起因して上部電極板32が破損するのを防止できる。 As a result, it is possible to prevent the upper electrode plate 32 due to the abnormal discharge due to invaded ions C / P gas-passing holes 34a may be damaged.

本発明は、上述したエッチング処理に限らず、CVD処理、プラズマ酸化処理、プラズマ窒化処理、スパッタリング処理等のプラズマ処理を基板に施す基板処理装置及びその上部電極アッセンブリに適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described etching process, CVD process, a plasma oxidation treatment, plasma nitriding process is applicable to a plasma treatment of the sputtering process or the like to the substrate processing apparatus and the upper electrode assembly applied to the substrate.

また、本発明においてプラズマ処理が施される基板は半導体ウエハに限られず、LCD(Liquid Crystal Display)やFPD(Flat Panel Display)等に用いる各種基板や、フォトマスク、CD基板、プリント基板等であってもよい。 The substrate plasma processing is performed in the present invention is not limited to the semiconductor wafer, a an LCD (Liquid Crystal Display), FPD and various substrates for use in (Flat Panel Display) or the like, photomasks, CD substrates, printed circuit board or the like it may be.

本発明の第1の実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。 A schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 図1における上部電極周りの概略構成を示す拡大断面図である。 It is an enlarged sectional view showing a schematic configuration around the upper electrode in FIG. 図2におけるスペーサーをクーリングプレート側から眺めた平面図である。 Spacer in FIG. 2 is a plan view as viewed from the cooling plate side. 図2におけるスペーサーガス通気孔、電極板ガス通気孔及びC/Pガス通気孔の配置の変形例を示す図であり、(A)は第1の変形例を示す図であり、(B)は第2の変形例を示す図であり、(C)は第3の変形例を示す図であり、(D)は第4の変形例を示す図であり、(E)は第5の変形例を示す図である。 Is a diagram illustrating a modification of the arrangement of the spacer gas-passing holes, the electrode plate gas-passing holes and C / P gas-passing holes in FIG. 2, (A) is a diagram showing a first modification, (B) is is a diagram showing a second modification, (C) is a diagram showing a third modification, (D) is a diagram showing a fourth modification, (E) a fifth modification is a diagram illustrating a. ボルトによるC/P、スペーサー及び上部電極板の締結構造を示す断面図である。 C / P by a bolt, a cross-sectional view showing a fastening structure of the spacer and the upper electrode plate. 位置決めピンによるスペーサー及びC/Pの位置決め方法を示す斜視図である。 It is a perspective view showing a method of positioning the spacer and C / P by the positioning pins. チャンバ蓋及びC/Pの間に配置されたOリングを示す断面図である。 Is a sectional view showing an O-ring disposed between the chamber lid and C / P. 本発明の第2の実施の形態に係るプラズマ処理装置における上部電極周りの概略構成を示す拡大断面図である。 It is an enlarged sectional view showing a schematic configuration around the upper electrode in the plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

W ウエハS 処理空間1,80 プラズマ処理装置10 チャンバ10a 接地導体11 絶縁板12 サセプタ支持台13 サセプタ14 静電チャック15 下部電極板16 直流電源17 フォーカスリング18 内壁部材19 冷媒室20a,20b 配管21 ガス供給ライン22 上部電極23 外側上部電極24 内側上部電極25 誘電体26 絶縁性遮蔽部材27 上部整合器28 上部給電棒29 コネクタ30 給電筒31 上部高周波電源32 上部電極板32a 電極板ガス通気孔32b ねじ孔33 電極支持体34 C/P W wafer S processing space 1,80 plasma processing apparatus 10 chamber 10a grounding conductor 11 insulating plate 12 susceptor pedestal 13 a susceptor 14 electrostatic chuck 15 lower electrode plate 16 DC power supply 17 the focus ring 18 the inner wall member 19 coolant chamber 20a, 20b Piping 21 gas supply line 22 upper electrode 23 outside the upper electrode 24 inner upper electrode 25 dielectric 26 insulating shield member 27 upper matcher 28 upper feed rod 29 connector 30 feeding tube 31 upper radio frequency power source 32 upper electrode plate 32a electrode plate gas-passing holes 32b The screw hole 33 electrode support 34 C / P
34a C/Pガス通気孔34b ボルト座面34c 位置決めピン孔35 中心バッファ室36 周辺バッファ室37 スペーサー37a スペーサーガス通気孔38 処理ガス供給源39 ガス供給管39a,39b 分岐管40a,40b 流量制御弁41 マスフローコントローラ42 開閉バルブ43 環状隔壁部材44 上部給電筒45 可変コンデンサ46 排気口47 排気マニフォールド48 APCバルブ49 TMP 34a C / P gas-passing holes 34b bolt bearing surface 34c positioning pin hole 35 central buffer chamber 36 surrounding the buffer chamber 37 spacer 37a spacer gas-passing holes 38 a processing gas supply source 39 gas supply pipe 39a, 39b branch pipes 40a, 40b the flow control valve 41 mass flow controller 42 on-off valve 43 the annular partition member 44 upper feed tube 45 variable capacitor 46 exhaust port 47 exhaust manifold 48 APC valve 49 TMP
50 バッフル板51 搬入出口52 ゲートバルブ53 シールドリング54 カバーリング55 シャッタ56 プッシャーピン57 下部給電筒58 下部整合器59 下部高周波電源60 バネ61 LPF 50 baffle plate 51 carrying the outlet 52 gate valve 53 shield ring 54 cover ring 55 shutter 56 lower pusher pin 57 the lower feed tube 58 lower matcher 59 high-frequency power source 60 spring 61 LPF
62 HPF 62 HPF
63 ボルト64 位置決めピン65 Oリング65a 上部65b 下部66 Oリング収容溝67 可動給電棒 63 bolt 64 positioning pin 65 O-ring 65a upper 65b bottom 66 O-ring receiving groove 67 movable feeder rod

Claims (7)

  1. 基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、 Supplying a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, a process gas into the processing chamber through the upper electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit,
    前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、 The upper electrode has an annular electrode, and an electrode assembly which is disposed insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode,
    前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーとを有し、 The electrode assembly includes an electrode plate disposed on the processing chamber side, and the intermediate member, and a spacer interposed to be disposed between the intermediate member and the electrode plate,
    前記電極板は、該電極板を貫通する第1のガス通気孔を有し、 The electrode plate has a first gas-passing holes penetrating the electrode plate,
    前記中間部材は、該中間部材を貫通する第2のガス通気孔を有し、 It said intermediate member includes a second gas-passing holes through the intermediate member,
    前記スペーサーは、多孔質材からなり、前記第2のガス通気孔から前記第1のガス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、 The spacer is made of a porous material, wherein the second gas vent into the first gas-passing holes to pass through the processing gas, and the second plasma that has entered the first gas vent the like from entering the gas-passing holes is prevented, so communication between the said first gas vent second gas vent,
    前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とするプラズマ処理装置。 The process gas, the plasma processing apparatus characterized by being supplied into the processing chamber only from said first gas-passing holes.
  2. 基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、 Supplying a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, a process gas into the processing chamber through the upper electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit,
    前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、 The upper electrode has an annular electrode, and an electrode assembly which is disposed insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode,
    前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーと、前記中間部材を前記電極板に締結する導通材料からなるボルトとを有し、前記電極板及び前記中間部材は電気的に導通しており、 The electrode assembly, fastening the electrode plate disposed in the processing chamber side, and the intermediate member, and spacers which are disposed so as to be interposed between the said intermediate member and the electrode plate, the intermediate member to the electrode plate and a bolt made of conductive material, the electrode plates and the intermediate member is electrically conductive,
    前記電極板は、半導体からなり、該電極板を貫通する第1のガス通気孔を有し、 The electrode plate is made of a semiconductor having a first gas-passing holes penetrating the electrode plate,
    前記中間部材は、導体からなり、且つ、その表面を被覆する絶縁性膜と該中間部材を貫通する第2のガス通気孔とを有し、前記絶縁性膜は、前記ボルト及び前記中間部材が接触する領域の少なくとも一部において前記導体を暴露させ、 The intermediate member is made of a conductor, and, and a second gas vent holes through the insulating film and the intermediate member covering the surface thereof, the insulating film, the bolt and the intermediate member exposed the conductor at least a part of a region in contact,
    前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔から前記第1のガス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、 前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とするプラズマ処理装置。 The spacer, the passed through the processing gas from the second gas vent into the first gas-passing holes, and, to the first of said plasma that has entered the gas-passing holes second gas vent as penetration is prevented, thereby communicating the said first gas-passing holes and said second gas-passing holes, the processing gas may be supplied into the processing chamber only from said first gas vent the plasma processing apparatus according to claim.
  3. 基板を収容する処理室と、該処理室内に配置された基板載置台と、前記処理室内において前記基板載置台に対向する上部電極と、該上部電極を介して前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部とを備えるプラズマ処理装置であって、 Supplying a processing chamber for accommodating a substrate, and a substrate mounting table disposed in the processing chamber, and an upper electrode facing the substrate mounting table in the process chamber, a process gas into the processing chamber through the upper electrode a plasma processing apparatus and a processing gas supply unit,
    前記上部電極は、環状の電極と、該環状の電極の内側に該環状の電極と絶縁して配置される電極アッセンブリとを有し、 The upper electrode has an annular electrode, and an electrode assembly which is disposed insulated from the ring-shaped electrodes on the inner side of the annular electrode,
    前記電極アッセンブリは、前記処理室側に配置される電極板と、中間部材と、前記電極板と前記中間部材との間に介在して配置されるスペーサーとを有し、 The electrode assembly includes an electrode plate disposed on the processing chamber side, and the intermediate member, and a spacer interposed to be disposed between the intermediate member and the electrode plate,
    前記電極板は、該電極板を貫通する第1のガス通気孔を有し、 The electrode plate has a first gas-passing holes penetrating the electrode plate,
    前記中間部材は、該中間部材を貫通する第2のガス通気孔を有し、 It said intermediate member includes a second gas-passing holes through the intermediate member,
    前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔から前記第1のガス通気孔へ前記処理ガスを通過させ、且つ、前記第1のガス通気孔に侵入したプラズマの前記第2のガス通気孔への侵入が防止されるように、前記第1のガス通気孔と前記第2のガス通気孔とを連通させ、 前記中間部材と前記スペーサーはそれぞれ、前記中間部材と前記スペーサーとを位置決めするために、円筒状の位置決めピンを挿入するための孔部を備え、且つ、断面形状がC字状の前記位置決めピンを用いて前記中間部材と前記スペーサーとが位置決めされ、 The spacer, the passed through the processing gas from the second gas vent into the first gas-passing holes, and, to the first of said plasma that has entered the gas-passing holes second gas vent as penetration is prevented, said first communicates with said gas vent second gas vent, respectively and the intermediate member and the spacer, in order to position the said spacer and said intermediate member, with a hole for inserting a cylindrical positioning pin, and said intermediate member and the spacer is positioned sectional shape by using the positioning pins of the C-shaped,
    前記処理ガスは、前記第1のガス通気孔からのみ前記処理室内に供給されることを特徴とするプラズマ処理装置。 The process gas, the plasma processing apparatus characterized by being supplied into the processing chamber only from said first gas-passing holes.
  4. 前記電極アッセンブリを収容する電極支持体と、 An electrode support that houses the electrode assembly,
    前記電極支持体と前記中間部材との間に形成され、前記処理ガスが供給されるバッファ室と、 Formed between the intermediate member and the electrode support, a buffer chamber in which the processing gas is supplied,
    前記バッファ室を、中心バッファ室と該中心バッファ室を囲繞する環状の周辺バッファ室とに分ける環状の隔壁部材と、を更に備え、 Said buffer chamber, further comprising an annular partition wall member separating the annular peripheral buffer chamber surrounding the central buffer chamber and said central buffer chamber, a,
    前記処理ガス供給部は、前記中心バッファ室に供給する前記処理ガスのガス流量と前記周辺バッファ室に供給する前記処理ガスのガス流量との比率を調整する流量制御装置を有し、 The process gas supply unit includes a flow control device to adjust the ratio between the gas flow rate of the processing gas supplied to the peripheral buffer chamber and the gas flow rate of the processing gas supplied to the central buffer chamber,
    前記流量制御装置は、前記第2のガス通気孔のうち前記中心バッファ室に連通するガス通気孔を経て該ガス通気孔と連通する前記第1のガス通気孔から前記処理室に供給される前記処理ガスのガス流量と、前記第2のガス通気孔のうち前記周辺バッファ室に連通するガス通気孔を経て該ガス通気孔と連通する前記第1のガス通気孔から前記処理室に供給される前記処理ガスのガス流量との比を調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 Said flow control device, wherein supplied to the processing chamber from the first gas vent hole communicating with the gas vent through the gas vent hole communicating with the central buffer chamber of the second gas vent is supplied to the processing chamber from the first gas vent hole communicating with the gas vent through the gas vent hole communicating with the peripheral buffer chamber of the gas flow rate of the processing gas, said second gas-passing holes the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that adjusting the ratio between the gas flow rate of the processing gas.
  5. 前記スペーサーは、前記第2のガス通気孔と前記第1のガス通気孔とを連通させるガス流路を備え、且つ、前記ガス流路は、少なくとも前記スペーサーを貫通する第3のガス通気孔を含み、 The spacer is provided with a gas passage for communicating with the said second gas vent first gas vent and the gas flow path, a third gas vent holes through at least the spacer It includes,
    前記第1のガス通気孔、前記第2のガス通気孔及び前記第3のガス通気孔が同一直線上に配置されないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 Said first gas-passing holes, the plasma treatment according to any one of claims 1 to 4 wherein the second gas vent hole and the third gas vent, characterized in that not arranged on the same straight line apparatus.
  6. 前記スペーサーは板状部材であり、前記ガス流路は、前記中間部材に対向する前記スペーサーの表面及び前記電極板に対向する前記スペーサーの表面のいずれか1つに形成された溝を含むことを特徴とする請求項5記載のプラズマ処理装置。 The spacers are plate-like member, said gas flow path, including the surface of the spacer which faces the intermediate member and any one to a groove formed in the surface of the spacer facing the electrode plate the plasma processing apparatus according to claim 5, wherein.
  7. 前記スペーサーはシリコン又は炭化珪素からなることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 wherein the spacer is characterized in that it consists of silicon or silicon carbide.
JP2005182479A 2005-06-22 2005-06-22 The plasma processing apparatus Expired - Fee Related JP4819411B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005182479A JP4819411B2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 The plasma processing apparatus

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005182479A JP4819411B2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 The plasma processing apparatus
US11/453,140 US20060288934A1 (en) 2005-06-22 2006-06-15 Electrode assembly and plasma processing apparatus
CN 200610093138 CN100525577C (en) 2005-06-22 2006-06-22 Electrode assembly and plasma processing apparatus
US13/437,647 US9520276B2 (en) 2005-06-22 2012-04-02 Electrode assembly and plasma processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007005491A JP2007005491A (en) 2007-01-11
JP4819411B2 true JP4819411B2 (en) 2011-11-24

Family

ID=37690824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005182479A Expired - Fee Related JP4819411B2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 The plasma processing apparatus

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4819411B2 (en)
CN (1) CN100525577C (en)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4849379B2 (en) * 2006-08-30 2012-01-11 三菱マテリアル株式会社 Silicon electrode plate for free plasma etching of damaging the cooling plate
US8171877B2 (en) * 2007-03-14 2012-05-08 Lam Research Corporation Backside mounted electrode carriers and assemblies incorporating the same
US8152954B2 (en) * 2007-10-12 2012-04-10 Lam Research Corporation Showerhead electrode assemblies and plasma processing chambers incorporating the same
US8187414B2 (en) 2007-10-12 2012-05-29 Lam Research Corporation Anchoring inserts, electrode assemblies, and plasma processing chambers
JP5264238B2 (en) * 2008-03-25 2013-08-14 東京エレクトロン株式会社 The plasma processing apparatus
JP5665265B2 (en) * 2008-06-24 2015-02-04 東京エレクトロン株式会社 Method and system for introducing a process fluid through the chamber parts
WO2010079756A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 株式会社アルバック Plasma processing apparatus
JP5455462B2 (en) * 2009-06-23 2014-03-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ The plasma processing apparatus
JP5336968B2 (en) * 2009-07-30 2013-11-06 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus electrode and a plasma processing apparatus
CN101882647B (en) * 2010-06-11 2012-01-25 深圳市创益科技发展有限公司 Movable holder for silicon-based film solar cells
JP5697389B2 (en) * 2010-09-27 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 Electrode plates and a plasma etching apparatus for plasma etching
JP5613904B2 (en) * 2011-03-23 2014-10-29 三菱マテリアル株式会社 Plasma processing apparatus for electrode plates
JP5762798B2 (en) * 2011-03-31 2015-08-12 東京エレクトロン株式会社 Ceiling electrode plate and the substrate processing placed
US8955547B2 (en) 2011-10-19 2015-02-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US9109754B2 (en) * 2011-10-19 2015-08-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
JP2013149513A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Ulvac Japan Ltd Plasma processing device
JP2014082354A (en) * 2012-10-17 2014-05-08 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus
JP6007143B2 (en) * 2013-03-26 2016-10-12 東京エレクトロン株式会社 Showerhead, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method
CN103227091B (en) * 2013-04-19 2016-01-27 中微半导体设备(上海)有限公司 The plasma processing apparatus
US9353440B2 (en) 2013-12-20 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
ES2672245T3 (en) * 2015-08-31 2018-06-13 Total S.A. Plasma generating apparatus and method of manufacturing devices using plasma processing patterns spatially resolved
US10256003B2 (en) 2017-01-31 2019-04-09 Plansee Japan Ltd. Blind-vented electrode
JP6368808B2 (en) * 2017-01-31 2018-08-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ The plasma processing apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6173331A (en) * 1984-09-17 1986-04-15 Mitsubishi Electric Corp Dry etching device
JP2703813B2 (en) 1989-11-13 1998-01-26 昭和電工株式会社 Gas distribution plate of the fluidized bed gas phase polymerization apparatus
US6110287A (en) 1993-03-31 2000-08-29 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
US5746875A (en) 1994-09-16 1998-05-05 Applied Materials, Inc. Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor
JPH1116888A (en) * 1997-06-24 1999-01-22 Hitachi Ltd Etching device and operation method therefor
JP2000049138A (en) * 1998-07-28 2000-02-18 Hitachi Chem Co Ltd Parallel plate type plasma treating equipment and electrode plate used for the equipment
JP4669137B2 (en) * 2001-02-16 2011-04-13 東京エレクトロン株式会社 The plasma processing apparatus using a divisible electrode and the electrode
JP4753276B2 (en) * 2002-11-26 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing method and a plasma processing apparatus
JP4493932B2 (en) 2003-05-13 2010-06-30 東京エレクトロン株式会社 Upper electrode and a plasma processing apparatus
JP2006073703A (en) * 2004-09-01 2006-03-16 Kawasaki Microelectronics Kk Laminated electrode and etching method

Also Published As

Publication number Publication date
CN1929713A (en) 2007-03-14
JP2007005491A (en) 2007-01-11
CN100525577C (en) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0155568B1 (en) Plasma processing apparatus
CN100380605C (en) Plasma processing apparatus and method, and electrode plate for plasma processing apparatus
US8821742B2 (en) Plasma etching method
CN101546697B (en) Plasma processing apparatus
CN100388434C (en) Substrate supporting structure for semiconductor processing, and plasma processing device
US8709202B2 (en) Upper electrode backing member with particle reducing features
JP4817528B2 (en) Electronic workpiece manufacturing apparatus
JP5054901B2 (en) Ultrafast uniform plasma processing apparatus
EP0578010A1 (en) Multi-zone plasma processing method
JP4454781B2 (en) The plasma processing apparatus
US7837826B2 (en) Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof
US7506610B2 (en) Plasma processing apparatus and method
CN101290873B (en) Hollow anode plasma reactor and method
JP3650248B2 (en) The plasma processing apparatus
US20060000803A1 (en) Plasma processing method and apparatus
KR100403074B1 (en) Magnetron plasma processing apparatus
US7585384B2 (en) Apparatus and method to confine plasma and reduce flow resistance in a plasma reactor
US8298371B2 (en) Plasma processing apparatus
KR100455091B1 (en) The plasma processing apparatus
KR100497015B1 (en) Device and method for plasma processing, and slow-wave plate
JP5357639B2 (en) The plasma processing apparatus and plasma processing method
US6664737B1 (en) Dielectric barrier discharge apparatus and process for treating a substrate
JP4547182B2 (en) The plasma processing apparatus
JP6110540B2 (en) Semiconductor wafer processing system, and a method of processing a semiconductor wafer
US8906193B2 (en) Gas supply unit, substrate processing apparatus and supply gas setting method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080610

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110610

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110830

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110901

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140909

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees