JPH06333878A - Plasma etching device - Google Patents

Plasma etching device

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Publication number
JPH06333878A
JPH06333878A JP5139608A JP13960893A JPH06333878A JP H06333878 A JPH06333878 A JP H06333878A JP 5139608 A JP5139608 A JP 5139608A JP 13960893 A JP13960893 A JP 13960893A JP H06333878 A JPH06333878 A JP H06333878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
electrode
plasma
gas introduction
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP5139608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Supika Mashiro
すぴか 真白
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06333878A publication Critical patent/JPH06333878A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a plasma etching device wherein a work can be less contaminated and enhanced in etching uniformity. CONSTITUTION:Plasma etching is carried out in a plasma etching device through such a manner that plasma is generated between the counter electrodes 1 and 2 by supplying a high frequency power between the electrodes 1 and 2 as gas jetted out from the opposed surface of the electrode 1 is introduced between them, and a work 8 placed on the other electrode 2 is worked by the plasma concerned, wherein a gas introducing plate 5 of single crystal Si (silicon) or polycrystalline Si is provided to the opposed surface of the electrode 1 where gas is jetted out. Gas blowout, holes 7 0.2 to 1mm in diameter are provided to the gas introducing plate 5. A cavity 6 is provided inside the gas introducing plate 5, and the gas introducing plate 5 is brought into electrical and thermal contact with electrode 1 at the periphery of the cavity 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマエッチング装置
に関し、特に、プラズマを発生させるのに必要なガスを
導入するための電極を改良したプラズマエッチング装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching apparatus, and more particularly to a plasma etching apparatus having an improved electrode for introducing a gas required for generating plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、対向する2つの電極のいずれかの
電極表面からガスを当該電極間に導入する場合にはガス
が導入される電極の表面にガス導入板が設けられる。ガ
ス導入板の材質としては、アルミニウム、ステンレス
鋼、石英、アルミナ焼結体、グラファイト、ガラス状カ
ーボン、またはグラファイトの上に例えば炭化珪素、熱
分解カーボン等を被膜してなる複合材等が用いられてき
た。また上記いずれかの材質で形成されたガス導入板に
は、対向する2つの電極の間にガスを導入するための孔
が設けられるが、この孔は、前記電極間で生成されるプ
ラズマの均一性を確保するために複数にして格子状に配
置され、さらに電極とガス導入板との間にスペーサリン
グ等を設置することにより間隙を設けて、すべての孔か
ら均一にガスが噴出するような構造とすることが一般的
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a gas is introduced between two electrodes facing each other between the electrodes, a gas introduction plate is provided on the surface of the electrode into which the gas is introduced. As the material of the gas introduction plate, aluminum, stainless steel, quartz, alumina sintered body, graphite, glassy carbon, or a composite material obtained by coating graphite with, for example, silicon carbide or pyrolytic carbon is used. Came. Further, the gas introduction plate made of any of the above materials is provided with a hole for introducing a gas between two electrodes facing each other, and this hole is provided for uniform generation of plasma generated between the electrodes. In order to ensure the property, a plurality of cells are arranged in a grid pattern, and a spacer ring or the like is installed between the electrode and the gas introduction plate to form a gap so that the gas is uniformly ejected from all the holes. It is generally structured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の各材質で形成さ
れたガス導入板の問題点を以下に説明する。
The problems of the gas introducing plate formed of each of the above materials will be described below.

【0004】アルミニウム、ステンレス鋼等の材質を用
い、これに多数の孔を機械的にあけたガス導入板を用い
た場合には、当該材質を構成するアルミニウム、ニッケ
ルなどがスパッタされ被加工物が汚染されたり、被加工
物上に不揮発性の反応生成物が残ったり、電気的特性が
劣化してしまったりするという問題点があった。
When a material such as aluminum or stainless steel is used and a gas introduction plate having a large number of holes mechanically formed therein is used, aluminum, nickel, etc. constituting the material are sputtered and the workpiece is There are problems such as contamination, non-volatile reaction products remaining on the workpiece, and deterioration of electrical characteristics.

【0005】上述したような被加工物の金属および金属
化合物による汚染の問題を回避するためにガス導入板の
材質として、石英、アルミナ焼結体、グラファイト、ガ
ラス状カーボン等を用いることも行われているが、次に
述べるような問題が存在したので、いずれの材質もガス
導入板として満足すべき特性をすべて備えているとはい
い難かった。
In order to avoid the above-mentioned problem of contamination of the workpiece with metals and metal compounds, quartz, alumina sintered body, graphite, glassy carbon, etc. may be used as the material of the gas introducing plate. However, since the following problems existed, it was difficult to say that any of the materials had all the characteristics that the gas introduction plate should satisfy.

【0006】すなわち、石英をガス導入板として用いる
場合には、SiO2 膜をエッチングする際に、当該石英
自体もエッチングされてしまうという問題点があった。
さらに石英のような誘電体をガス導入板として用いる場
合には、電極間にその厚み分だけの誘電体が挿入される
ことになるので、プラズマ発生のための供給電力に減衰
を生じさせることになり、ガス吹き出し板の厚みは通常
3mm以下にしなくてはならない。このため、3mm以
下という厚さで、直径150〜300mmの通常の大き
さの電極を覆う石英の円板を作り、これに機械的に多数
の孔をあけることになるので、強度的にかなり無理を生
ずる。さらに言えば、絶縁物を電極上においた場合に
は、電極の電位とその絶縁物の表面の電位が一致しない
ために、ガスを導入するための孔の中に放電が入り易
く、孔に放電が入るとスパッタ現象により、孔径が大き
くなるので、より放電が入り易くなりプラズマが著しく
不均一になって使用不可能となる。機械的に孔をあける
代わりに、多孔質焼結体を材料にして、その機構をガス
導入に利用することも行われているが、90オングスト
ロームから大きくても3000オングストロームの細か
い気孔径しか持たない焼結石英では、SiO2 膜のエッ
チングなどを行う場合、エッチング中にガスプラズマの
反応で生じた種々の反応生成物がガス吹出し口に堆積
し、孔が塞がれたり、ガス吹出しに不均一が生じてしま
う等の問題点がある。
That is, when quartz is used as the gas introduction plate, there is a problem that the quartz itself is also etched when the SiO 2 film is etched.
Furthermore, when a dielectric such as quartz is used as the gas introduction plate, the dielectric of the thickness is inserted between the electrodes, so it is necessary to reduce the supply power for plasma generation. Therefore, the thickness of the gas blowing plate must normally be 3 mm or less. For this reason, a quartz disk having a thickness of 3 mm or less and a diameter of 150 to 300 mm covering an electrode of a normal size is formed, and a large number of holes are mechanically formed in the disk, so that the strength is considerably unreasonable. Cause Furthermore, when an insulator is placed on the electrode, the potential of the electrode and the surface potential of the insulator do not match, so discharge easily enters the hole for introducing gas, and the discharge in the hole When the temperature rises, the pore size becomes large due to the spattering phenomenon, so that discharge is more likely to occur and the plasma becomes significantly nonuniform, making it unusable. Instead of making holes mechanically, a porous sintered body is used as a material and its mechanism is used for gas introduction, but it has only a small pore diameter from 90 Å to 3000 Å at the maximum. With sintered quartz, when etching the SiO 2 film, various reaction products generated by the reaction of gas plasma during etching are deposited on the gas outlets, blocking the holes or making the gas outlet uneven. There is a problem such as occurrence of.

【0007】また、アルミナ焼結体をガス導入板として
用いる場合には、機械的強度の面では、アルミナ焼結体
は石英に比べて優れているが、誘電体損失がより大きい
ため、電極間に当該焼結体を配置して高周波電力を印加
したのではプラズマ発生効率が低下してしまうと共に、
表面がプラズマにさらされてスパッタされたとき、アル
ミナやアルミニウムによって、被加工物が汚染された
り、被加工物上に反応生成物が残ったりするという問題
点がある。
Further, when the alumina sintered body is used as the gas introduction plate, the alumina sintered body is superior to quartz in terms of mechanical strength, but since the dielectric loss is larger, the interelectrode gap is increased. If the high frequency power is applied by arranging the sintered body in, the plasma generation efficiency will decrease,
When the surface is exposed to plasma and is sputtered, there is a problem that the work piece is contaminated with alumina or aluminum, or a reaction product remains on the work piece.

【0008】またグラファイトをガス導入板として用い
た場合には、電気的には問題がなく、プラズマにさらさ
れてスパッタされた場合にも、一般に用いられるエッチ
ング用のガスとグラファイトとの反応生成物は揮発性な
ので問題がない。しかし、グラファイトは成形加工時に
ピッチ成分を混合して焼成されるために、ガスプラズマ
にさらされるとこのピッチからなる部分が骨材部分より
も化学反応性が大きいために速く消耗してしまい、その
結果骨材部分を支持するものがなくなって粒子のまま脱
落するという現象が発生し、この脱落した微粒子が被加
工物上に付着することによる汚染が生じてしまうという
問題点があった。
Further, when graphite is used as the gas introduction plate, there is no electrical problem, and a reaction product of the generally used etching gas and graphite is used even when exposed to plasma and sputtered. Since it is volatile, there is no problem. However, since graphite is mixed with pitch components during firing and fired, when exposed to gas plasma, the portion composed of this pitch has a higher chemical reactivity than the aggregate portion and is consumed quickly. As a result, there is a problem that there is no support for the aggregate and particles fall off as particles, and the particles that have fallen off adhere to the work piece to cause contamination.

【0009】前述したようなグラファイトの欠点を克服
するために、炭化珪素や熱分解カーボンなどの材料から
なる被膜でグラファイトの表面を覆って粒子の脱落を防
ぐことも行われているが、成膜時の残留応力や、被膜の
材料とグラファイトとの熱膨脹係数の差により、被膜を
厚くすればする程剥離し易くなるので、これらの被膜の
膜厚は、たかだか200μm以下に制限される。このた
め、その表面がプラズマにさらされ絶えず侵食されるこ
のような複合材は、被膜の厚みの変化につれて電気的お
よび熱的な性質が刻々変わることになり、ガス導入板と
しては不適当である。さらに、表面の被膜がスパッタさ
れていき、基材のグラファイトが露出すると、粒子の脱
落がグラファイト同様に発生するようになり、寿命と判
断されるが、200μm程度の膜厚では非常に短期間で
部品交換が必要になるので不便である。
In order to overcome the disadvantages of graphite as described above, it has been attempted to coat the surface of graphite with a film made of a material such as silicon carbide or pyrolytic carbon to prevent the particles from falling off. The thickness of these coatings is limited to at most 200 μm because the thicker the coating, the easier the peeling due to the residual stress at that time and the difference in thermal expansion coefficient between the material of the coating and graphite. Therefore, such a composite material, the surface of which is exposed to plasma and constantly eroded, changes its electrical and thermal properties every moment as the thickness of the coating changes, and is unsuitable as a gas introduction plate. . Furthermore, when the surface coating film is sputtered and the graphite of the base material is exposed, the particles come off like graphite, and it is considered that the life has expired, but with a film thickness of about 200 μm, it is very short. It is inconvenient because it requires parts replacement.

【0010】またガラス状カーボンをガス導入板として
用いた場合には、グラファイトの成形材のような材質内
部のエッチング耐性のばらつきに起因するパーティクル
の発生はない。しかしながら、ガラス状カーボンは、非
常に高硬度である上にチッピングを起こし易く、ガス導
入のための孔の加工が困難である。その上、ガラス状カ
ーボンの場合には、プラズマにさらされて高温になる
と、熱衝撃により結晶化が起こって微結晶が生成され、
この生成された微結晶が被加工物上に付着することによ
る汚染が生じてしまうという問題点があった。
When glassy carbon is used as the gas introduction plate, no particles are generated due to variations in etching resistance inside a material such as a graphite molding material. However, glassy carbon has a very high hardness and is prone to chipping, and it is difficult to form holes for introducing gas. Moreover, in the case of glassy carbon, when exposed to plasma and heated to high temperature, crystallization occurs due to thermal shock and fine crystals are generated,
There is a problem in that the generated fine crystals adhere to the work to cause contamination.

【0011】さらにまた、ガス導入板はプラズマにさら
されるために何等かの手段により冷却し、その温度を一
定値以下に保つ必要があるが、石英、アルミナ焼結体、
グラファイト、ガラス状カーボン等の材料やグラファイ
トを基材とする複合材でガス導入板を形成する場合、こ
れらの材質では直接水冷を行うための水路の埋設加工が
不可能なので、電極または電極の間のスペーサとの接触
により間接的に冷却を行うことになる。このような条件
において、ガスを均一に噴出させるための間隙部をガス
導入板と電極との間に設けようとすると、ガス導入板と
電極との間の熱の伝達は間隙部の面積分だけ接触面積が
減少するので、悪化し、ガス導入板の温度が上昇し易く
なる。また電極や電極の間のスペーサに接触していない
部分では、ガス導入板の面内方向に熱伝達されることに
なるので、前記の材質、特に、先に述べたような理由で
ガス導入板の厚みが制限される石英やアルミナなどの絶
縁物、ガラス状カーボン等の材質は、電極やスペーサと
の接触部分との間の距離の差によってプラズマにさらさ
れている面内で温度ムラを生じ、特にSiO2 のエッチ
ングなどではエッチングムラの原因となっていた。さら
に言えば、グラファイトを含めて、ガス導入板が長期間
プラズマにさらされてスパッタされることによりその厚
みが減少すると、面方向の熱伝達速度が小さくなるの
で、一層温度が上昇し易くなり、面内での温度ムラも激
しくなって、エッチグムラのみならず、エッチング特性
の経時変化の原因になるという問題点もあった。
Furthermore, since the gas introducing plate is exposed to plasma, it is necessary to cool it by some means and keep its temperature below a certain value.
When forming a gas introduction plate with a material such as graphite or glassy carbon or a composite material that uses graphite as a base material, it is not possible to bury the water channel for direct water cooling with these materials, so Cooling is indirectly performed by contact with the spacer. Under such conditions, if an attempt is made to provide a gap for uniformly ejecting the gas between the gas introduction plate and the electrode, heat transfer between the gas introduction plate and the electrode will be limited to the area of the gap. Since the contact area decreases, it deteriorates and the temperature of the gas introduction plate easily rises. In addition, heat is transferred in the in-plane direction of the gas introducing plate at the portions not in contact with the electrodes or the spacers between the electrodes. Insulators such as quartz and alumina whose thickness is limited, and materials such as glassy carbon cause temperature unevenness in the surface exposed to plasma due to the difference in distance between the electrode and the contact area with the spacer. In particular, etching of SiO 2 causes uneven etching. Furthermore, if the thickness of the gas introducing plate, including graphite, is reduced by being exposed to plasma for a long period of time and sputtered, the heat transfer rate in the surface direction becomes smaller, so the temperature is more likely to rise. There is also a problem that in-plane temperature unevenness becomes severe, causing not only etching unevenness but also a change over time in etching characteristics.

【0012】本発明の目的は、前述の問題に鑑み、被加
工物の汚染の発生を少なくしエッチングの均一性を向上
したプラズマエッチング装置を提供することにある。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus in which the occurrence of contamination of the work piece is reduced and the etching uniformity is improved.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマエ
ッチング装置は次のような構成を有する。
The plasma etching apparatus according to the present invention has the following configuration.

【0014】対向する2つの電極の間に一方の当該電極
の対向面から噴射されたガスを導入しかつ電極の間に高
周波電力を供給することによりプラズマを発生させ、他
方の電極の上に設置した被加工物を加工するプラズマエ
ッチング装置において、前記ガスを噴射する電極の対向
面に単結晶Si(シリコン)または多結晶Siからなる
ガス導入板を付設するように構成される。
Plasma is generated by introducing gas injected from the facing surface of one of the electrodes between two electrodes facing each other and by supplying high-frequency power between the electrodes, and is installed on the other electrode. In the plasma etching apparatus for processing the processed object, a gas introduction plate made of single crystal Si (silicon) or polycrystalline Si is attached to the facing surface of the electrode for injecting the gas.

【0015】前記の構成において、好ましくは、ガス導
入板には直径約0.2〜1mmのガス吹出し孔が複数個
形成されていることを特徴とする。
In the above construction, preferably, the gas introducing plate is formed with a plurality of gas blowout holes having a diameter of about 0.2 to 1 mm.

【0016】前記の構成において、好ましくは、ガス導
入板の内側に間隙部を設け、この間隙部の外周部でガス
導入板と電極とを電気的および熱的に接触させるように
構成される。
In the above structure, preferably, a gap is provided inside the gas introduction plate, and the gas introduction plate and the electrode are electrically and thermally contacted with each other at the outer periphery of the gap.

【0017】前記の構成において、好ましくは、ガス導
入板を形成する単結晶Siまたは多結晶Siの体積抵抗
値が0.01〜20Ωの範囲に含まれる値であることを
特徴とする。
In the above construction, preferably, the volume resistance value of the single crystal Si or the polycrystal Si forming the gas introduction plate is a value included in the range of 0.01 to 20Ω.

【0018】[0018]

【作用】本発明では、相対する電極の間にガスを導入す
ると共に高周波電力を供給してプラズマを発生させ被加
工物を加工する構成において、前記ガスを導入する電極
対向面に設けた単結晶Siまたは多結晶Siからなるガ
ス導入板によって金属汚染源がなくなり、弗素系ガスを
用いた場合には反応生成物もほとんど揮発性であって被
加工物の上に生成物が堆積されない。また上記ガス導入
板は熱伝達係数が高いので、電極との接触部分と間隙部
が存在する中央部分との温度差が非常に小さく、温度ム
ラが生じない。従ってエッチングムラが生じない。ガス
導入板の内側には供給されたガスを流通せしめる間隙部
が形成されるので、ガスは予め分散され多数の細孔より
吹き出されて均一な態様で被加工物に吹き付けられる。
電極とガス導入板との間の接触部によってガス導入板は
効率よく冷却され、その温度の繰り返し再現性が保持さ
れ、エッチング特性の繰り返し再現性を得ることができ
る。
According to the present invention, in a structure in which a gas is introduced between opposing electrodes and a high frequency power is supplied to generate plasma to process a workpiece, a single crystal provided on the electrode facing surface into which the gas is introduced. The gas introduction plate made of Si or polycrystalline Si eliminates the source of metal contamination, and when a fluorine-based gas is used, the reaction product is almost volatile and the product is not deposited on the workpiece. Further, since the gas introduction plate has a high heat transfer coefficient, the temperature difference between the contact portion with the electrode and the central portion where the gap portion is present is very small, and the temperature unevenness does not occur. Therefore, etching unevenness does not occur. Since a gap for allowing the supplied gas to flow is formed inside the gas introduction plate, the gas is dispersed in advance and blown out from a large number of pores and blown onto the workpiece in a uniform manner.
The gas introducing plate is efficiently cooled by the contact portion between the electrode and the gas introducing plate, the reproducibility of the temperature thereof is maintained, and the reproducibility of the etching characteristics can be obtained.

【0019】[0019]

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0020】図1は本発明に係るプラズマエッチング装
置の要部の原理的構成を示す縦断面図である。図1にお
いて1,2は、所定間隔を保持して対向する2つの電極
であり、その間の空間に放電によりプラズマを発生させ
るための電極である。各電極の対向面の形状は一般的に
円形である。電極1,2の間には高周波電源3によって
所要電力が供給される。本実施例の場合、上側に位置す
る電極1に、2つの電極の間にガスを導入するためのガ
スパイプ4が設けられる。さらに、電極1の対向面には
単結晶Siまたは多結晶Siで形成されたガス導入板5
が取り付けられる。ガス導入板5は、内側面に凹部を形
成することによって電極1との間のスペースに間隙部6
が形成される。この間隙部6はガスパイプ4で導入され
たガスを流通せしめるための流路(または空所)とな
る。ガス導入板5は間隙部6の周囲に形成された部分
で、電極1の対向面の周縁部に接触しかつ例えば締結手
段(図示せず)を用いて電極1に固定される。さらにガ
ス導入板5にはガスパイプ1で導入されたガスを2つの
電極の間の空間に噴出させるための孔3が多数形成され
ている。また下側に位置する電極2の上面には、イオン
エッチングが行われる被加工物8が設置される。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a principle structure of a main part of a plasma etching apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote two electrodes that are opposed to each other with a predetermined space therebetween, and are electrodes for generating plasma in a space between them by discharge. The shape of the facing surface of each electrode is generally circular. A required power is supplied between the electrodes 1 and 2 by a high frequency power supply 3. In the case of this embodiment, the electrode 1 located on the upper side is provided with a gas pipe 4 for introducing a gas between the two electrodes. Further, a gas introduction plate 5 made of single crystal Si or polycrystalline Si is provided on the opposite surface of the electrode 1.
Is attached. The gas introducing plate 5 is provided with a gap 6 in the space between the gas introducing plate 5 and the electrode 1 by forming a recess on the inner surface.
Is formed. The gap 6 serves as a flow path (or a void) for allowing the gas introduced by the gas pipe 4 to flow. The gas introduction plate 5 is a portion formed around the gap portion 6 and is in contact with the peripheral portion of the facing surface of the electrode 1 and is fixed to the electrode 1 by using, for example, a fastening means (not shown). Further, a large number of holes 3 for ejecting the gas introduced by the gas pipe 1 into the space between the two electrodes are formed in the gas introduction plate 5. A workpiece 8 to be ion-etched is placed on the upper surface of the electrode 2 located on the lower side.

【0021】図1の構成において、ガスパイプ4を通し
て供給されたガスは、間隙部6の中を電極1の表面に沿
って拡散し、ガス導入板5に設けられた多数の孔7を通
して電極1,2の間の空間に導入される。次いで電極
1,2の間に高周波電源3から高周波電力を供給する
と、導入されたガスがプラズマ化され、電極2上に設置
した被加工物8をエッチングする。
In the structure shown in FIG. 1, the gas supplied through the gas pipe 4 diffuses in the gap 6 along the surface of the electrode 1, and passes through a large number of holes 7 formed in the gas introduction plate 5 to form the electrodes 1, 2. It is introduced into the space between two. Next, when high-frequency power is supplied from the high-frequency power source 3 between the electrodes 1 and 2, the introduced gas is turned into plasma, and the workpiece 8 placed on the electrode 2 is etched.

【0022】ガスパイプ4を通して流入したガスは、ガ
ス導入板5の内側に設けられた間隙部6の内部にて予め
拡散してからガス導入板5に形成された孔7を通って被
加工物8に対して均一な態様で吹き付けられる。またガ
スを電極1,2の間に導入するガス導入板5の材質とし
て単結晶Siまたは多結晶Siを用いているために、ガ
ス導入板5がたとえプラズマにさらされても、アルミニ
ウムなどの金属汚染源がなく、特に弗素系ガスを用いた
場合、反応生成物はほとんど揮発性であり、被加工物8
上に生成物が堆積されない。さらに、単結晶Siまたは
多結晶Siからなるガス導入板5は熱伝達係数がアルミ
ニウムと同じくらいに高いので、プラズマによりガス導
入板5の表面が加熱されても、電極1との接触部分に近
い部分と、間隙部6が存在する中央部分との温度差が非
常に小さく、エッチングムラの原因となるようなガス導
入板5の表面の温度ムラを生じない。
The gas flowing in through the gas pipe 4 is diffused in the inside of the gap 6 provided inside the gas introducing plate 5, and then passes through the hole 7 formed in the gas introducing plate 5 to be processed 8 Is sprayed on in a uniform manner. Further, since single crystal Si or polycrystalline Si is used as the material of the gas introduction plate 5 for introducing the gas between the electrodes 1 and 2, even if the gas introduction plate 5 is exposed to plasma, a metal such as aluminum is used. There is no pollution source, especially when a fluorine-based gas is used, the reaction product is almost volatile, and
No product is deposited on top. Further, since the gas introduction plate 5 made of single crystal Si or polycrystalline Si has a heat transfer coefficient as high as that of aluminum, even if the surface of the gas introduction plate 5 is heated by plasma, it is close to the contact portion with the electrode 1. The temperature difference between the portion and the central portion where the gap portion 6 exists is very small, and the temperature unevenness on the surface of the gas introduction plate 5 which causes the etching unevenness does not occur.

【0023】またガス導入板5の全体が電極1との接触
部分から効率よく冷却されるので、ガス導入板5は、プ
ラズマに長時間繰り返しさらされても温度の繰り返し再
現性が保たれ、エッチング特性の良好な繰り返し再現性
が得られる。またガス導入板5を上記の材質で形成した
ことにより、ガス導入板がプラズマによりスパッタされ
て長期にわたり侵食されその厚みを減じていっても、プ
ラズマにさらされる面の材質は不変であるから、ウェハ
等を汚染するような粒子の発生がなく、熱的性質の変化
や電気的性質の変化は他の材質に比較して小さいものと
することができる。さらにまた、ガス導入板5を導電性
の単結晶Siまたは多結晶Siとしたため、電力の損失
が少なく、安定、かつ高密度のプラズマを効率よく発生
させることができる。
Further, since the entire gas introducing plate 5 is efficiently cooled from the contact portion with the electrode 1, the gas introducing plate 5 maintains the reproducibility of the temperature repeatedly even if repeatedly exposed to the plasma for a long time, and the etching is performed. Good reproducibility of characteristics can be obtained. Further, by forming the gas introducing plate 5 with the above-mentioned material, even if the gas introducing plate is sputtered by plasma and eroded for a long period of time to reduce its thickness, the material of the surface exposed to plasma does not change, There is no generation of particles that contaminate the wafer or the like, and changes in thermal properties and electrical properties can be made smaller than those of other materials. Furthermore, since the gas introducing plate 5 is made of conductive single crystal Si or polycrystalline Si, it is possible to efficiently generate stable and high-density plasma with little power loss.

【0024】上記構成において、ガス導入板5における
ガスを噴出するための孔7の直径を0.2〜1mmに選
ぶことにより、当該孔部分に強放電が発生しにくくな
り、さらにガス導入板5に上記のごとき間隙部6を設
け、電極1とガス導入板5との間を予め対向面に沿った
方向にガスを拡散させた上で、適当な間隔で設けられた
多数の孔7を通過させることで均一性のよいガスを噴出
させることができる。
In the above structure, by selecting the diameter of the hole 7 for ejecting the gas in the gas introducing plate 5 to be 0.2 to 1 mm, strong discharge is less likely to occur in the hole portion, and further, the gas introducing plate 5 The above-mentioned gap 6 is provided in the above, the gas is diffused between the electrode 1 and the gas introduction plate 5 in the direction along the facing surface in advance, and then the gas passes through a large number of holes 7 provided at appropriate intervals. By doing so, a gas with good uniformity can be ejected.

【0025】また間隙部6の幅dは、電極の表面方向の
ガスの拡散が孔7を通してガスが電極1,2の間に導入
される速さに比較して十分に速くなるように適当な長さ
とする。またガス導入板5の厚みは6mmから10mm
程度が望ましい。この程度の厚みでは電力の損失も少な
く、しかもプラズマにさらされてスパッタされることで
厚みが減少しても電極面に平行な方向への熱伝導が十分
に生じることが可能な厚みであるので、長期にわたって
安定したエッチング特性を得ることができる。またガス
導入板5を形成する単結晶Siまたは多結晶Siの体積
抵抗値は0.01〜20Ωの範囲に含まれる値であるこ
とが望ましい。このような体積抵抗値を有するガス導入
板5では、電極1との電気的接触部の関連上望ましい電
位に保持され、プラズマの安定性に寄与する。
The width d of the gap 6 is set so that the diffusion of the gas in the surface direction of the electrode is sufficiently faster than the speed at which the gas is introduced between the electrodes 1 and 2 through the hole 7. Let it be the length. The thickness of the gas introduction plate 5 is 6 mm to 10 mm.
The degree is desirable. With such a thickness, there is little power loss, and even if the thickness is reduced by being exposed to plasma and sputtered, sufficient heat conduction in the direction parallel to the electrode surface can occur. It is possible to obtain stable etching characteristics over a long period of time. Further, it is desirable that the volume resistance value of the single crystal Si or the polycrystalline Si forming the gas introduction plate 5 is a value included in the range of 0.01 to 20Ω. In the gas introduction plate 5 having such a volume resistance value, the potential is maintained at a desired potential in relation to the electrical contact portion with the electrode 1, and contributes to the stability of plasma.

【0026】図2は本発明の具体的な他の実施例を示
す。図2において図1で説明した要素と実質的に同一の
要素には同一の符号を付している。図2の構成では、処
理槽9の中に図1で説明した2つの電極1,2が配設さ
れる。電極1にはその対向面にガス導入板5が設けられ
る。電極1,2には各電極の温度を望ましい温度に調整
する熱媒体を流すための流路10,11が形成されてい
る。熱媒体の一例としては冷却水である。処理槽9には
排気装置(図示せず)が付設され、この排気装置によっ
て処理槽9の内部は予め排気され、真空状態に保持され
ている。真空の処理槽9の内部にガスパイプ4を介して
流入したガスは、電極1とガス導入板5との間に形成さ
れた間隙部6に拡散する。そして単結晶Siまたは多結
晶Siからなるガス導入板5に形成された孔7を通過し
たガスが電極2の上に載置された被加工物8に吹き付け
られる。この状態で電極1,2の間に高周波電源3によ
って発生された高周波電力を供給すると、プラズマが電
極間に発生し、被加工物8をエッチングする。電極1,
2は、本実施例では、流路10,11を流れる冷却水に
より冷却され、間接的にガス導入板5や被加工物8がエ
ッチング処理により高温になることを防いでいる。
FIG. 2 shows another specific embodiment of the present invention. In FIG. 2, elements that are substantially the same as the elements described in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the configuration of FIG. 2, the two electrodes 1 and 2 described in FIG. The electrode 1 is provided with a gas introduction plate 5 on its opposite surface. Flow paths 10 and 11 are formed in the electrodes 1 and 2 for flowing a heat medium for adjusting the temperature of each electrode to a desired temperature. Cooling water is an example of the heat medium. An exhaust device (not shown) is attached to the processing bath 9, and the inside of the processing bath 9 is exhausted in advance by this exhaust device and is maintained in a vacuum state. The gas flowing into the vacuum processing tank 9 through the gas pipe 4 diffuses into the gap 6 formed between the electrode 1 and the gas introduction plate 5. Then, the gas that has passed through the holes 7 formed in the gas introduction plate 5 made of single crystal Si or polycrystalline Si is sprayed onto the workpiece 8 placed on the electrode 2. When high-frequency power generated by the high-frequency power supply 3 is supplied between the electrodes 1 and 2 in this state, plasma is generated between the electrodes and the workpiece 8 is etched. Electrode 1,
In the present embodiment, 2 is cooled by the cooling water flowing through the flow paths 10 and 11, and indirectly prevents the gas introduction plate 5 and the workpiece 8 from being heated to a high temperature by the etching process.

【0027】上記の際、ガス導入板5として単結晶Si
または多結晶Siを用いるようにしたため、プラズマに
よるスパッタ作用でガス導入板5の表面が侵食され続け
ても、被加工物8に対する金属汚染や剥離粒子による汚
染を防ぐ効果がまったく変化しないという利点が得られ
る。
In the above case, single crystal Si is used as the gas introduction plate 5.
Alternatively, since polycrystalline Si is used, there is an advantage that even if the surface of the gas introducing plate 5 is continuously eroded by the sputtering action of plasma, the effect of preventing metal contamination or contamination by peeling particles on the workpiece 8 does not change at all. can get.

【0028】なお上記実施例では、被加工物8の載置さ
れた側の電極2に高周波電源3を接続したが、高周波電
源3を、ガス導入板5が設けられた電極1に設けること
もできる。
In the above embodiment, the high frequency power source 3 is connected to the electrode 2 on the side where the workpiece 8 is placed, but the high frequency power source 3 may be provided to the electrode 1 provided with the gas introduction plate 5. it can.

【0029】図3は他の実施例の部分断面図である。こ
の実施例では、ガス導電板5を平板状に形成し、かつ電
極1との間に金属リング12を介設することによってガ
ス導電板5を電極1に取り付けている。金属リング12
を介設することにより、ガス導電板5と電極1との間に
間隙部6を形成している。金属リング12は可能な限り
プラズマにさらされない箇所に配置される。
FIG. 3 is a partial sectional view of another embodiment. In this embodiment, the gas conductive plate 5 is formed into a flat plate shape, and the metal ring 12 is provided between the gas conductive plate 5 and the electrode 1 to attach the gas conductive plate 5 to the electrode 1. Metal ring 12
By interposing, the gap portion 6 is formed between the gas conductive plate 5 and the electrode 1. The metal ring 12 is arranged in a place where it is not exposed to the plasma as much as possible.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、ガスが導入される電極に取り付けられるガス導入
板を単結晶Siまたは多結晶Siで形成したため、ガス
導入板がプラズマによりスパッタされて長期にわたって
侵食されその厚みを減じても、被加工物に金属や剥離粒
子などによる汚染を生じることがない。またガス導入板
と電極との間にガスを通す間隙部を形成し、導入したガ
スを間隙部で電極面に沿って拡散させてから分散的に形
成された細孔から電極間に導入するように構成したた
め、均一なプラズマを発生させることができ、良好なエ
ッチング均一性を得ることができる。また前記間隙部の
外周部でガス導入板を直接に電極に取り付け電気的およ
び熱的な接触を実現するようにしたため、エッチングの
繰り返し再現性を得ることができる。特にナローギャッ
プタイプのエッチング装置では、被加工物の載置された
電極に対向する電極の表面温度の影響を受けやすいの
で、本発明はかかる装置において効果が発揮される。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the gas introducing plate attached to the electrode into which the gas is introduced is made of single crystal Si or polycrystalline Si, the gas introducing plate is sputtered by plasma. Even if it is eroded and eroded over a long period of time to reduce its thickness, the work piece will not be contaminated by metal or exfoliated particles. In addition, a gap is formed between the gas introduction plate and the electrode to allow gas to pass, and the introduced gas is diffused along the electrode surface in the gap and then introduced between the electrodes through the dispersively formed pores. With this configuration, uniform plasma can be generated, and good etching uniformity can be obtained. Further, since the gas introduction plate is directly attached to the electrode at the outer peripheral portion of the gap to realize electrical and thermal contact, repetitive reproducibility of etching can be obtained. Particularly in a narrow gap type etching apparatus, since the surface temperature of the electrode facing the electrode on which the workpiece is placed is easily affected, the present invention is effective in such an apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るプラズマエッチング装置の基本実
施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a basic embodiment of a plasma etching apparatus according to the present invention.

【図2】具体的実施例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a specific example.

【図3】他の実施例を示す要部縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 電極 3 高周波電源 4 ガスパイプ 5 ガス導入板 6 間隙部 7 孔 8 被加工物 9 処理槽 10,11 流路 1, 2 electrodes 3 high frequency power supply 4 gas pipe 5 gas introduction plate 6 gap 7 hole 8 workpiece 9 processing tank 10, 11 flow path

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する2つの電極の間に一方の前記電
極の対向面から噴射されたガスを導入しかつ前記2つの
電極の間に高周波電力を供給することによりプラズマを
発生させ、他方の前記電極の上に設置した被加工物を加
工するプラズマエッチング装置において、前記ガスを噴
射する前記電極の対向面に単結晶Siまたは多結晶Si
からなるガス導入板を付設したことを特徴とするプラズ
マエッチング装置。
1. A plasma is generated by introducing a gas injected from the facing surface of one of the electrodes between two electrodes facing each other and supplying high-frequency power between the two electrodes to generate plasma. In a plasma etching apparatus for processing a workpiece placed on the electrode, a single crystal Si or a polycrystalline Si is formed on a surface facing the electrode for injecting the gas.
A plasma etching apparatus, characterized in that a gas introduction plate consisting of is attached.
【請求項2】 請求項1記載のプラズマエッチング装置
において、前記ガス導入板には直径約0.2〜1mmの
ガス吹出し孔が複数個形成されていることを特徴とする
プラズマエッチング装置。
2. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein the gas introducing plate is provided with a plurality of gas outlet holes having a diameter of about 0.2 to 1 mm.
【請求項3】 請求項1記載のプラズマエッチング装置
において、前記ガス導入板の内側に間隙部を設け、この
間隙部の外周部で前記ガス導入板と前記電極とを電気的
および熱的に接触させるようにしたことを特徴とするプ
ラズマエッチング装置。
3. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein a gap portion is provided inside the gas introduction plate, and the gas introduction plate and the electrode are electrically and thermally contacted with each other at an outer peripheral portion of the gap portion. A plasma etching apparatus characterized in that
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のプラ
ズマエッチング装置において、前記ガス導入板を形成す
る単結晶Siまたは多結晶Siの体積抵抗値が0.01
〜20Ωの範囲に含まれる値であることを特徴とするプ
ラズマエッチング装置。
4. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein the volume resistance value of the single crystal Si or the polycrystalline Si forming the gas introduction plate is 0.01.
A plasma etching apparatus having a value within a range of -20Ω.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0925586A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Anelva Corp Substrate treating device and substrate treatment
JPH09245993A (en) * 1996-03-04 1997-09-19 Anelva Corp Plasma processing device, and manufacture of antenna
WO1999054908A1 (en) * 1998-04-23 1999-10-28 Applied Materials, Inc. Crystalline gas distributor for semiconductor plasma etch chamber
WO2010019197A3 (en) * 2008-08-15 2010-05-14 Lam Research Corporation A composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
US8080126B2 (en) * 1999-05-06 2011-12-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0925586A (en) * 1995-07-11 1997-01-28 Anelva Corp Substrate treating device and substrate treatment
JPH09245993A (en) * 1996-03-04 1997-09-19 Anelva Corp Plasma processing device, and manufacture of antenna
US6159297A (en) * 1996-04-25 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Semiconductor process chamber and processing method
US6264852B1 (en) 1996-04-25 2001-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate process chamber and processing method
WO1999054908A1 (en) * 1998-04-23 1999-10-28 Applied Materials, Inc. Crystalline gas distributor for semiconductor plasma etch chamber
US8080126B2 (en) * 1999-05-06 2011-12-20 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
WO2010019197A3 (en) * 2008-08-15 2010-05-14 Lam Research Corporation A composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
US8147648B2 (en) 2008-08-15 2012-04-03 Lam Research Corporation Composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
US8484846B2 (en) 2008-08-15 2013-07-16 Lam Research Corporation Method of joining components for a composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
US9064909B2 (en) 2008-08-15 2015-06-23 Lam Research Corporation Method of processing a semiconductor substrate in a plasma processing apparatus

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