JPH08167595A - Plasma treatment device - Google Patents
Plasma treatment deviceInfo
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- JPH08167595A JPH08167595A JP33155894A JP33155894A JPH08167595A JP H08167595 A JPH08167595 A JP H08167595A JP 33155894 A JP33155894 A JP 33155894A JP 33155894 A JP33155894 A JP 33155894A JP H08167595 A JPH08167595 A JP H08167595A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体製造工程には、被処理
体、例えば半導体ウェハに対して各種の処理、例えば被
処理体をエッチング処理或いはCVD処理する等の工程
が知られ、その処理を行うためのプラズマ処理装置が知
られている。そして、この種の処理装置にあっては、処
理すべき半導体ウェハが予め定められた温度に制御され
るよう載置台に密着される手段、例えば静電力を用いた
静電チャック機構が用いられている。この静電チャック
を載置するための載置台として、例えば導電性の部材、
例えばアルミニウムを母材とする下部電極又は、この下
部電極の外周部表面に絶縁層、例えばアルミアルマイト
処理が施された構成が知られている。上記技術として
は、特開昭62−44332号や実公平4−10688
号等多数の公報に記載されている。2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor manufacturing process, various treatments are performed on an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, for example, an etching process or a CVD process is performed on the object to be processed. Known plasma processing apparatus. Further, in this type of processing apparatus, a means for bringing the semiconductor wafer to be processed into close contact with the mounting table so as to be controlled at a predetermined temperature, for example, an electrostatic chuck mechanism using electrostatic force is used. There is. As a mounting table for mounting the electrostatic chuck, for example, a conductive member,
For example, a configuration is known in which a lower electrode using aluminum as a base material or an outer peripheral surface of the lower electrode is subjected to an insulating layer, for example, aluminum alumite treatment. Examples of the above-mentioned technique include Japanese Patent Laid-Open No. 62-44332 and Jpn. Pat.
It is described in many publications such as the issue.
【0003】このような載置台を用いたプラズマ処理装
置として、例えばプラズマエッチング装置がある。この
エッチング装置は、例えば気密に構成された減圧自在な
処理容器内の上下に、上部電極と下部電極とを対向して
平行に設けており、被処理体である半導体ウェハは、例
えば下部電極としての載置台の静電チャック上に載置さ
れ、例えばエッチング処理の場合には、この処理容器内
にエッチングガスを導入すると共に、高周波電力を前記
上部電極又は/及び下部電極に印加して、これら電極間
にプラズマを発生させ、エッチングガスの解離によっ
て、前記ウェハをエッチングするように構成されてい
る。An example of a plasma processing apparatus using such a mounting table is a plasma etching apparatus. In this etching apparatus, for example, an upper electrode and a lower electrode are provided in parallel at the upper and lower sides in an airtightly configured depressurizable processing container, and a semiconductor wafer which is an object to be processed is, for example, a lower electrode. Placed on the electrostatic chuck of the mounting table of, for example, in the case of etching treatment, an etching gas is introduced into this processing container, and high frequency power is applied to the upper electrode and / or the lower electrode, Plasma is generated between the electrodes, and the wafer is etched by dissociating the etching gas.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
載置台の外周部に絶縁層を設けた構成においては、載置
台の上部近傍では、被処理体である半導体ウェハをプラ
ズマで処理している際に、前記静電チャックと前記絶縁
層との間に、処理容器内の高周波による電荷の蓄積(チ
ャージアップ)が発生する。そしてそれらの間の部分で
は、プラズマの熱による接着剤からの気泡の発生等で、
接着部分が剥離して、導電性部材が露出したり、また、
電気的に前記導電性部材との絶縁耐性が小さいため、異
常放電を起こしてしまうという問題があった。この異常
放電が前記静電チャックを損傷してしまい、その交換等
のための煩雑なメンテナンス作業のため装置の稼動率の
低下という問題があった。さらにまた、その空隙の前記
導電性物質の露出した箇所が、プラズマ中の活性種、例
えばイオンによってエッチングされ、金属汚染や発塵を
引き起こし、歩留まりの低下という問題もあった。However, in the conventional structure in which the insulating layer is provided on the outer peripheral portion of the mounting table, when the semiconductor wafer which is the object to be processed is treated with plasma near the upper part of the mounting table. In addition, high-frequency charge accumulation (charge-up) occurs in the processing container between the electrostatic chuck and the insulating layer. And in the part between them, due to the generation of bubbles from the adhesive due to the heat of the plasma,
The adhesive part is peeled off, the conductive member is exposed,
There is a problem that abnormal electrical discharge is caused because the electrical resistance to the conductive member is small. This abnormal discharge damages the electrostatic chuck, and there has been a problem that the operation rate of the device is lowered due to complicated maintenance work for replacement and the like. Furthermore, there is a problem that the exposed portion of the conductive material in the void is etched by active species in the plasma, such as ions, causing metal contamination and dust generation, and lowering the yield.
【0005】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、載置台近傍における異常放電を抑制すること
ができるプラズマ処理装置を提供することにある。The present invention focuses on the above problems,
It was created to solve this effectively. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing abnormal discharge near the mounting table.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、気密
に構成された処理容器に設けられた載置台と、この載置
台に設けられ被処理体を保持する静電チャック機構とを
具備し、前記処理容器内にプラズマを生起させ、前記被
処理体を処理するプラズマ処理装置であって、前記載置
台は、前記静電チャック機構との当接面の周縁部に絶縁
層を有することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a mounting table provided on an airtight processing container, and an electrostatic chuck mechanism provided on the mounting table for holding an object to be processed. And a plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container to process the object to be processed, wherein the mounting table has an insulating layer on a peripheral portion of a contact surface with the electrostatic chuck mechanism. Is characterized by.
【0007】請求項2の発明は、請求項1に記載の発明
において、前記絶縁部が前記載置台の前記当接面の外周
部から10mm以下の範囲で形成されたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the insulating portion is formed within a range of 10 mm or less from an outer peripheral portion of the contact surface of the mounting table.
【0008】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
の発明において、前記当接面が略10μm以下の粗さで
あることを特徴とする。The invention of claim 3 relates to claim 1 or claim 2.
In the invention, the contact surface has a roughness of approximately 10 μm or less.
【0009】[0009]
【作用】本発明によれば、載置台と静電チャック機構と
の当接面の周縁部に絶縁部を形成したので、導電性部材
が露出しにくくなり、かつ、プラズマに対し前記導電性
部材の絶縁耐性が高くなったので、前記当接面近傍にお
ける異常放電を抑制することができる。According to the present invention, since the insulating portion is formed on the peripheral portion of the contact surface between the mounting table and the electrostatic chuck mechanism, the conductive member is hard to be exposed, and the conductive member is not exposed to the plasma. Since the insulation resistance of is increased, abnormal discharge in the vicinity of the contact surface can be suppressed.
【0010】[0010]
【実施例】以下に本発明に係るプラズマ処理装置の一実
施例をプラズマエッチング装置を適用した一実施例を、
添付図面を参照しながら説明する。EXAMPLE An example of applying a plasma etching apparatus to an example of a plasma processing apparatus according to the present invention will be described below.
Description will be given with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1に示すように、このエッチング装置1
は、導電性材料、例えば表面がアルマイト処理されたア
ルミニウム等により円筒あるいは矩形状に成形された気
密処理容器2を有しており、この容器2の底部には絶縁
体、例えばセラミックの絶縁板3を介して被処理体、例
えば半導体ウェハWを載置するための略円柱状の下部電
極としても作用する載置台4が設けられている。この載
置台4は、表面がアルミアルマイト加工されたアルミニ
ウム等により形成された後述するごとき複数の部材を固
定手段、例えばボルト等により組み付けることにより構
成される。具体的には、この載置台4は、アルミニウム
等により円柱状に成形されたサセプタ支持台6と、この
支持台6上にボルト11により着脱自在に設けられたア
ルミニウム等よりなるサセプタ5により主に構成されて
いる。As shown in FIG. 1, this etching apparatus 1
Has an airtight treatment container 2 formed in a cylindrical or rectangular shape from a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized, and the bottom of the container 2 is made of an insulating material such as a ceramic insulating plate 3. A mounting table 4 that also functions as a substantially cylindrical lower electrode for mounting an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W, is provided via the. The mounting table 4 is constructed by assembling a plurality of members, which will be described later, whose surfaces are formed of aluminum or the like, which is aluminum anodized, by fixing means, for example, bolts. Specifically, the mounting table 4 is mainly composed of a susceptor support base 6 formed of aluminum or the like in a cylindrical shape, and a susceptor 5 made of aluminum or the like which is detachably provided on the support base 6 with bolts 11. It is configured.
【0012】前記サセプタ支持台6には、冷却手段、例
えば冷却ジャケット8が設けられており、このジャケッ
ト8には、例えば液体窒素等の冷媒が冷媒導入管10を
介して導入されてジャケット8内を循環し、冷媒排出管
9より絶縁部液体窒素の蒸発による気体を容器2外へ排
出し、この気体を冷却手段(図示せず)により冷却し
て、再び前記冷媒導入管9に循環させる構成になってい
る。従って、この液体窒素の冷熱が冷却ジャケット8か
らサセプタ5を介してウェハWに対して供給され、この
ウェハWを所望する温度まで冷却し得るように構成され
ている。A cooling means, for example, a cooling jacket 8 is provided on the susceptor support 6, and a refrigerant such as liquid nitrogen is introduced into the jacket 8 through a refrigerant introducing pipe 10 so that the inside of the jacket 8 is cooled. And a gas discharged from the refrigerant discharge pipe 9 due to evaporation of the liquid nitrogen in the insulating portion is discharged to the outside of the container 2. The gas is cooled by a cooling means (not shown) and is circulated again in the refrigerant introduction pipe 9. It has become. Therefore, the cold heat of the liquid nitrogen is supplied to the wafer W from the cooling jacket 8 via the susceptor 5 so that the wafer W can be cooled to a desired temperature.
【0013】この実施例のプラズマエッチング装置にお
いては、高真空に保持して処理が実行されるため物理的
接合面においては、微少空隙が多数発生することとな
り、この空隙が高真空となり熱伝達上の熱絶縁を構成す
る。従って、この熱伝達を良好にするため、次の手段が
設けられている。即ち、サセプタ支持台6及びサセプタ
5には、これらを貫通してHe等の熱伝達ガスをウェハ
Wの裏面、これら前記支持台6、サセプタ5の物理的接
合面、サセプタ5を構成する部材間の接合部等に供給す
るためのガス通路15が形成されている。尚、サセプタ
5の上端中央のウェハ載置部には、静電チャック機構と
しての静電チャック7が設けられているが、この静電チ
ャック7にも熱伝達ガスを通過させる多数の通気孔(図
示せず)が設けられている。In the plasma etching apparatus of this embodiment, since the processing is carried out while maintaining a high vacuum, a large number of microscopic voids are generated on the physical bonding surface, and these voids become a high vacuum and are considered in heat transfer. Constitutes the thermal insulation of. Therefore, in order to improve this heat transfer, the following means are provided. That is, the susceptor support 6 and the susceptor 5 have a heat transfer gas such as He penetrating the susceptor support 6 and the back surface of the wafer W, a physical bonding surface of the support 6 and the susceptor 5, and between members forming the susceptor 5. A gas passage 15 is formed so as to supply the gas to the joints and the like. An electrostatic chuck 7 as an electrostatic chuck mechanism is provided in the wafer mounting portion at the center of the upper end of the susceptor 5. The electrostatic chuck 7 also has a large number of vent holes () through which heat transfer gas can pass. (Not shown).
【0014】そして、静電チャック7と冷却ジャケット
8との間のサセプタ下部には温度調整用ヒータ12が設
けられる。このヒータ12は、例えば厚さ数mm程度の
板状セラミックスヒータよりなり、このヒータ12は、
サセプタ支持台6の上面に図示しないボルト等により固
定されるヒータ固定台13は、熱伝導性の良好な材料、
例えばアルミニウムにより構成される。このヒータ12
の大きさは、好ましくはウェハ面積と略同一面積か、そ
れ以上になるように設定されるのが良く、この下方に位
置する冷却ジャケット8からの冷熱がウェハWに全面均
一温度に制御するように構成されている。尚、この温度
調整用ヒータ12やヒータ固定台13には、前記ウェハ
Wを前記静電チャック表面に、搬送手段(図示せず)に
より搬入・搬出時に一次ウェハWの受け渡しを担当する
プッシャピン等の貫通する貫通孔(図示せず)等が設け
られている。A temperature adjusting heater 12 is provided below the susceptor between the electrostatic chuck 7 and the cooling jacket 8. The heater 12 is, for example, a plate-shaped ceramics heater having a thickness of about several mm.
The heater fixing base 13 fixed to the upper surface of the susceptor supporting base 6 by a bolt or the like (not shown) is made of a material having good thermal conductivity,
For example, it is made of aluminum. This heater 12
Is preferably set to be approximately the same as or larger than the wafer area, so that the cooling heat from the cooling jacket 8 located under this area controls the wafer W to a uniform temperature over the entire surface. Is configured. The temperature adjusting heater 12 and the heater fixing base 13 have pusher pins or the like for transferring the primary wafer W to / from the electrostatic chuck surface when the wafer W is loaded / unloaded by a transport means (not shown). Through-holes (not shown) and the like that penetrate are provided.
【0015】また、サセプタ5の下面には、前記ヒータ
固定台13全体を収容するための収容凹部14が設けら
れると共に、このヒータ固定台13にはヒータ12の上
面とサセプタ5の収容凹部14の下面との境界部にHe
等の熱伝達媒体を供給するために、前記ガス通路15に
接続された分岐路16が形成されている。そして、前記
ヒータ12には電力供給リード22が接続されると共
に、このリード22には電力源23が接続されて、所定
の電力をヒータ12に供給し得るように構成されてい
る。Further, the lower surface of the susceptor 5 is provided with an accommodating recess 14 for accommodating the entire heater fixing base 13, and the upper surface of the heater 12 and the accommodating recess 14 of the susceptor 5 are provided in the heater fixing base 13. He at the boundary with the bottom surface
A branch passage 16 connected to the gas passage 15 is formed for supplying a heat transfer medium such as. An electric power supply lead 22 is connected to the heater 12 and an electric power source 23 is connected to the lead 22 so that a predetermined electric power can be supplied to the heater 12.
【0016】また、プラズマ発生用の高周波の影響を受
け易い各種配線、例えばヒータに接続される電力供給リ
ード22、静電チャック7に接続される電圧供給リード
72は全て、プラズマ用の高周波電力を供給する導電性
のパイプリード25内に収容されており、外部に対して
高周波ノイズの影響を与えないように、シールド効果を
有する構造に構成されている。前記パイプリード25の
処理容器底部の貫通部には、絶縁体26が介設されて、
容器2側との電気的絶縁を図っている。また、この容器
2の外方に延びるパイプリード25の外周には、電気的
に接地されたシールド27が設けられており、高周波が
外部に洩れないように構成されている。Further, various wirings which are susceptible to high frequency for plasma generation, such as the power supply lead 22 connected to the heater and the voltage supply lead 72 connected to the electrostatic chuck 7, all supply high frequency power for plasma. It is housed in the conductive pipe lead 25 to be supplied, and is structured to have a shield effect so as not to have an influence of high frequency noise on the outside. An insulator 26 is provided at a penetrating portion of the pipe lead 25 at the bottom of the processing container,
It is intended to be electrically insulated from the container 2 side. Further, a shield 27 that is electrically grounded is provided on the outer periphery of the pipe lead 25 that extends to the outside of the container 2 so as to prevent high frequencies from leaking to the outside.
【0017】さらに前記サセプタの上方には、これより
約3〜20mm程度離間させて、対向電極として作用す
る、例えば接地された上部電極30が配設されており、
この上部電極30にはガス供給管31を介して、ガスユ
ニット34が接続されており、このガスユニット34か
らプロセスガス、例えばCF4 、CHF3 、C4 F8、
Cl2 等のエッチングガスが供給され、上部電極30の
底壁に複数個穿設された放射状の小孔32より、前記半
導体ウェハW方向に処理ガスが放出され、前記電力源2
3をONすることにより、前記上部電極30と前記半導
体ウェハW間にプラズマを生成するよう構成されてお
り、また、前記上部電極は配線33を介して電気的に接
地させている。Further, above the susceptor, an upper electrode 30 which is, for example, grounded, is disposed at a distance of about 3 to 20 mm from the susceptor and acts as a counter electrode.
A gas unit 34 is connected to the upper electrode 30 via a gas supply pipe 31, and a process gas such as CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 ,
An etching gas such as Cl 2 is supplied, and a processing gas is discharged in the direction of the semiconductor wafer W through a plurality of radial small holes 32 formed in the bottom wall of the upper electrode 30.
When 3 is turned on, plasma is generated between the upper electrode 30 and the semiconductor wafer W, and the upper electrode is electrically grounded via the wiring 33.
【0018】そして、このサセプタ5は、中空に形成さ
れた導体によりパイプリード25がサセプタ支持台6を
貫通して接続されており、このパイプリード25には配
線28を介して、直流分を制限するためのブロッキング
コンデンサ29及び高周波、例えば380kHz、1
3.56MHz、40.68MHz等のプラズマ発生用
の高周波電源21に、順次接続されている。従って、前
記サセプタ5は下部電極として機能をすることになる。In this susceptor 5, a pipe lead 25 is connected to the susceptor support 6 by a hollow conductor, and a direct current component is limited to the pipe lead 25 via a wiring 28. Blocking capacitor 29 and high frequency, for example 380 kHz, 1
It is sequentially connected to a high frequency power source 21 for plasma generation such as 3.56 MHz and 40.68 MHz. Therefore, the susceptor 5 functions as a lower electrode.
【0019】また、処理容器2の下部側壁には、排気管
17を介して排気手段、例えば真空ポンプ18が接続さ
れており、前記処理容器2内を所望の減圧雰囲気に真空
引き可能なように構成される。さらに、中央部側壁には
前記被処理体である半導体ウェハWを、前記処理容器2
内に搬入又は搬出をするための開口部20が設けられ、
この開口部20の外側壁には、気密にシールする封止
体、例えばOリングを介して前記処理容器2に、図示し
ないロードロック室が連設され、このロードロック室内
には図示しない搬送装置が設けられ、この搬送装置によ
り前記半導体ウェハWが前記処理容器2内に搬入又は搬
出されるよう構成されている。Further, an exhaust means, for example, a vacuum pump 18 is connected to the lower side wall of the processing container 2 through an exhaust pipe 17 so that the inside of the processing container 2 can be evacuated to a desired reduced pressure atmosphere. Composed. Further, the semiconductor wafer W, which is the object to be processed, is provided on the side wall of the central portion,
An opening 20 for loading or unloading is provided inside,
On the outer wall of the opening 20, a load lock chamber (not shown) is connected to the processing container 2 via an airtight seal, for example, an O-ring, and a transfer device (not shown) is provided in the load lock chamber. Is provided, and the semiconductor wafer W is loaded into or unloaded from the processing container 2 by this transport device.
【0020】そして、前記載置台4は、上端中央部が凸
状になされた円板状に形成され、このウェハ載置面には
静電チャック7がウェハ面積と略同じ面積或いはプラズ
マに晒されるのをさらに避けるように、ウェハWの面積
より若干小さい面積で形成されている。この静電チャッ
ク7は、例えば2枚の高分子ポリイミドフィルム間に、
静電チャック用電極として機能する銅箔等の導電膜71
を絶縁状態で挟み込むことにより形成され、この導電膜
71は電圧供給リード72により途中、高周波をカット
するフィルタ73、例えばコイルを介して可変直流高電
圧源74に接続されている。従って、この導電膜71に
高電圧を印加することによって、チャック7の上面にウ
ェハWをクーロンカにより吸引保持し得るように構成さ
れている。The mounting table 4 is formed in a disk shape having a convex upper end center portion, and the electrostatic chuck 7 is exposed on the wafer mounting surface to an area substantially equal to the wafer area or plasma. In order to further avoid the above, it is formed in an area slightly smaller than the area of the wafer W. This electrostatic chuck 7 is, for example, between two polymer polyimide films,
Conductive film 71 such as copper foil functioning as an electrode for electrostatic chuck
Is sandwiched in an insulating state, and the conductive film 71 is connected to a variable DC high voltage source 74 via a filter 73 for cutting high frequency, for example, a coil, on the way by a voltage supply lead 72. Therefore, by applying a high voltage to the conductive film 71, the wafer W can be sucked and held on the upper surface of the chuck 7 by the coulomber.
【0021】さらに前記載置台4の周縁部上には、被処
理体である半導体ウェハWを囲むように環状のフォーカ
スリング44が配置されている。このフォーカスリング
44は、反応性イオンを引き寄せない絶縁材料からな
り、プラズマ反応性イオンを内側に設置された半導体ウ
ェハWに対してのみ入射させ、エッチング処理の効率化
を図っている。Further, an annular focus ring 44 is arranged on the peripheral portion of the mounting table 4 so as to surround the semiconductor wafer W which is the object to be processed. The focus ring 44 is made of an insulating material that does not attract reactive ions, and makes the plasma reactive ions incident only on the semiconductor wafer W placed inside to improve the efficiency of the etching process.
【0022】また、前記載置台4の上面中央部の凸状に
形成された凸部40の周縁部には、図2に示すように、
プラズマの異常放電の発生を防止するために絶縁部、例
えばアルミアルマイト層41が形成されている。この絶
縁部41の形成範囲は、凸部40の外周縁部から所定の
距離X1 、例えば略10mm以下の所定値で好ましくは
2〜5mm、さらに好ましくは2〜3mmに形成されて
おり、その厚さX2 、例えば50〜100μmの範囲の
所定値、好ましくは略60μmに形成されている。Further, as shown in FIG. 2, on the peripheral portion of the convex portion 40 formed in the central portion of the upper surface of the mounting table 4 described above, as shown in FIG.
An insulating portion, for example, an aluminum alumite layer 41 is formed to prevent abnormal discharge of plasma. The insulating portion 41 is formed in a range of a predetermined distance X 1 from the outer peripheral edge of the convex portion 40, for example, a predetermined value of about 10 mm or less, preferably 2 to 5 mm, and more preferably 2 to 3 mm. The thickness X 2 is , for example, a predetermined value in the range of 50 to 100 μm, preferably about 60 μm.
【0023】尚、前記所定の距離X1 について、例えば
略10mm以下の所定値で、好ましくは2〜5mm、さ
らに好ましくは2〜3mmに形成する理由としては、X
1 がこれ以下の距離では絶縁耐性が小さくなり、また、
前記導電性物質42が露出しやすくなるため、異常放電
が発生しやすくなり、これ以上の距離では、前記被処理
体である半導体ウェハWのプラズマ処理効果を低下させ
てしまうためである。さらに、前記厚さX2 について、
例えば略50〜100μm、好ましくは略60μmに形
成する理由としては、X2 がこれ以上薄いと、絶縁耐性
が小さくなるため、異常放電が発生しやすくなり、これ
以上厚いと、前記絶縁部41に亀裂等が生じやすくなる
ためである。The reason for forming the predetermined distance X 1 at a predetermined value of, for example, about 10 mm or less, preferably 2 to 5 mm, more preferably 2 to 3 mm is as follows.
If 1 is less than this, the insulation resistance will be small, and
This is because the conductive material 42 is more likely to be exposed and abnormal discharge is more likely to occur, and at a distance longer than this, the plasma processing effect of the semiconductor wafer W, which is the object to be processed, is reduced. Further, regarding the thickness X 2 ,
For example, the reason why it is formed to have a thickness of about 50 to 100 μm, preferably about 60 μm is that if X 2 is thinner than this, insulation resistance is reduced, and abnormal discharge easily occurs. This is because cracks and the like are likely to occur.
【0024】次に、載置台4の形成方法を具体的に説明
する。図3のaに示すように、導電性部材42、例えば
母材としてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に
凸部40を形成する。例えば高さY1 が100〜200
μmの範囲、例えば略60μmの高さに凸部40を研磨
等によって形成する。この工程の後、図3のbに示すよ
うに、前記導電性部材42の凸部上端外周部に、幅Y2
が10mm以下の所定値、例えば略3mm、厚さY3 が
50〜100μmの範囲の所定値、例えば略60μmの
絶縁部41、例えばアルミアルマイトを形成する。その
後、図3のcに示すように、前記導電性部材42の凸部
40の表面及び前記絶縁部41の表面を、前記絶縁部4
1の所定の厚さY4 、例えば30〜60μmの範囲の所
定値、好ましくは略40μmまで研磨し、前記導電性部
材42及び前記絶縁部41から成る表面部44を、表面
粗さで略10μm以下、例えば略5μm以下の鏡面仕上
げを行うことによって形成する。さらに、図3のdに示
すように、静電チャック7を載置台4に固定、例えば接
着材により固着することによって、載置台4を形成する
ものである。Next, a method of forming the mounting table 4 will be specifically described. As shown in FIG. 3A, the protrusion 40 is formed on the surface of the conductive member 42, for example, aluminum or aluminum alloy as a base material. For example, the height Y 1 is 100 to 200
The convex portion 40 is formed by polishing or the like in a range of μm, for example, a height of about 60 μm. After this step, as shown in FIG. 3B, the width Y 2
Is a predetermined value of 10 mm or less, for example, about 3 mm, and the thickness Y 3 is a predetermined value in the range of 50 to 100 μm, for example, about 60 μm, and the insulating portion 41, for example, aluminum alumite is formed. Then, as shown in FIG. 3C, the surface of the convex portion 40 of the conductive member 42 and the surface of the insulating portion 41 are separated from each other by the insulating portion 4.
1 has a predetermined thickness Y 4 , for example, a predetermined value in the range of 30 to 60 μm, preferably about 40 μm, and the surface portion 44 composed of the conductive member 42 and the insulating portion 41 has a surface roughness of about 10 μm. Hereinafter, for example, it is formed by performing mirror finishing of about 5 μm or less. Further, as shown in d of FIG. 3, the mounting table 4 is formed by fixing the electrostatic chuck 7 to the mounting table 4, for example, by fixing it with an adhesive material.
【0025】なお、前記表面部44の鏡面仕上げ工程に
於ける略10μm以下、好ましくは略5μm以下の表面
粗さに仕上げる理由としては、その表面粗さであれば、
接合部としてのなじみが良く、当接面43内へのプラズ
マの入り込みや当接面43内でのプラズマの発生を防止
でき、さらに腐食性のガス、例えば塩素又はフッ素系等
のガスを、当接面43内に入りこむのを抑制するためで
ある。The reason why the surface roughness of the surface portion 44 is about 10 μm or less, preferably about 5 μm or less in the mirror finishing step is as follows.
It is well-suited as a joint part, can prevent plasma from entering the contact surface 43 and generation of plasma in the contact surface 43, and can prevent corrosive gas such as chlorine or fluorine gas from being applied. This is to prevent the contact surface 43 from entering.
【0026】よって載置台4は、図4に示すように、絶
縁部41は、前記導電性部材42の前記凸部40の周縁
部に配置するよう形成される。そして、前記凸部40の
上部中央表面には、静電チャック7が接着材によって固
着されている。Therefore, as shown in FIG. 4, the mounting table 4 is formed such that the insulating portion 41 is arranged on the peripheral portion of the convex portion 40 of the conductive member 42. The electrostatic chuck 7 is fixed to the central surface of the upper portion of the convex portion 40 with an adhesive material.
【0027】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について述べる。まず、前記ゲートバルブ19を開
放し、図示しないロードロック室に設けられた前記搬送
装置により、前記半導体ウェハWを前記処理容器2に搬
入するとともに、前記プッシャピンに引き渡され、この
後図示しない搬送装置は前記ロードロック室内に移動す
るとともに、前記ゲートバルブ19を閉じ、その後前記
プッシャピンが下降し、前記載置台4の予め定められた
位置上部にウェハWを載置し、これを静電チャック7に
よりクーロンカにより載置台4側へ吸着保持する。そし
て、上部電極30と下部電極(サセプタ)5との間にパ
イプリード25を介して、高周波を印加することにより
プラズマを生起する。これと同時又は事前に、上部電極
30側から処理ガスを処理空間に流し、エッチング処理
を行う。Next, the operation of the present embodiment configured as above will be described. First, the gate valve 19 is opened, the semiconductor wafer W is loaded into the processing container 2 by the transfer device provided in a load lock chamber (not shown), and is delivered to the pusher pin. Moves into the load lock chamber, closes the gate valve 19, then pushes down the pusher pin, mounts the wafer W on a predetermined position above the mounting table 4, and moves it by the electrostatic chuck 7. It is adsorbed and held on the mounting table 4 side by a coulomb car. Then, a high frequency is applied between the upper electrode 30 and the lower electrode (susceptor) 5 through the pipe lead 25 to generate plasma. Simultaneously with or in advance of this, a processing gas is caused to flow from the upper electrode 30 side into the processing space to perform etching processing.
【0028】また、プラズマによる熱で、ウェハが所定
の設定温度よりも過度に加熱されるので、これを冷却す
るためにサセプタ支持台6の冷却ジャケット8に冷媒、
例えば液体窒素を流通させてこの部分を−196℃に維
持し、これらの冷熱をこの上部のサセプタ5を介してウ
ェハWに供給し、これを冷却して所望の低温状態に維持
するようになっている。これにより、ウェハWには低温
エッチングが施されることになる。また、冷却ジャケッ
ト8とウェハWとの間に設けられた温度調整用ヒータ1
2の発熱量を調整することにより、ウェハWを冷却する
温度を調整し、ウェハWを予め定められた温度、例えば
−150℃〜100℃程度に維持する。尚、ヒータ12
の発熱量やジャケット8内の冷媒の流量を制御すること
により、ウェハ温度を常温以上、例えば100℃まで上
げることができる。Further, since the wafer is excessively heated above the predetermined set temperature by the heat of the plasma, the cooling jacket 8 of the susceptor support 6 is cooled by a coolant,
For example, liquid nitrogen is circulated to maintain this portion at −196 ° C., and these cold heats are supplied to the wafer W via the susceptor 5 on the upper portion to cool the wafer W and maintain the desired low temperature state. ing. As a result, the wafer W is subjected to low temperature etching. Further, a temperature adjusting heater 1 provided between the cooling jacket 8 and the wafer W.
The temperature at which the wafer W is cooled is adjusted by adjusting the heat generation amount of 2 to maintain the wafer W at a predetermined temperature, for example, about −150 ° C. to 100 ° C. The heater 12
By controlling the amount of heat generated by and the flow rate of the coolant in the jacket 8, the wafer temperature can be raised to room temperature or higher, for example, 100 ° C.
【0029】次に、本実施例の効果について述べる。プ
ラズマ処理装置における載置台4の静電チャック7との
当接面43の周縁部に絶縁部41を形成しているので、
下部電極である導電性部材42が露出しにくくなり、か
つプラズマに対し導電性部材42の絶縁性が高くなった
ので、当接面43近傍における異常放電を抑制すること
ができる。このため、異常放電による静電チャック7の
損傷を防止できるので、パーティクルの発生を抑制し、
また、導電性部材42への腐食による金属汚染や発塵を
引き起こすこともないので、被処理体の歩留りを抑制す
ることができる。また、静電チャック7の損傷の防止
は、静電チャック7の長寿命化につながり、さらにその
交換等のための煩雑なメンテナンス作業を少なくするこ
とができ、装置の稼動率の向上にも寄与することができ
る。Next, the effect of this embodiment will be described. Since the insulating portion 41 is formed on the peripheral portion of the contact surface 43 of the mounting table 4 with the electrostatic chuck 7 in the plasma processing apparatus,
Since the conductive member 42, which is the lower electrode, is less likely to be exposed and the insulating property of the conductive member 42 with respect to plasma is increased, abnormal discharge in the vicinity of the contact surface 43 can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent damage to the electrostatic chuck 7 due to abnormal discharge, thus suppressing the generation of particles,
Further, since metal contamination or dust generation due to corrosion of the conductive member 42 is not caused, the yield of the object to be processed can be suppressed. In addition, the prevention of damage to the electrostatic chuck 7 leads to a longer life of the electrostatic chuck 7, and the complicated maintenance work for replacement thereof can be reduced, which contributes to the improvement of the operation rate of the device. can do.
【0030】さらに、第5図は、本発明に基づいて構成
されたプラズマエッチング装置と、従来の構成のプラズ
マエッチング装置とにおいて、被処理体としてポリシリ
コン膜が積層された半導体ウェハを用いたエッチング
で、載置台の構成の違いとエッチング速度との関係につ
いて示したものである。本図に示すごとく、凸部の上部
表面に絶縁部を形成していない載置台が最もエッチング
速度が高いが、前述の様に異常放電が発生しやすいとい
う問題点があり、さらに、ウェハの面内のエッチング速
度分布も均一ではないが、本発明による構成の載置台に
おいては、ウェハ面内のエッチング速度分布も均一で、
絶縁部を全面に形成した載置台よりもエッチング速度が
高いことは明らかである。Further, FIG. 5 shows that a plasma etching apparatus constructed according to the present invention and a plasma etching apparatus having a conventional configuration use a semiconductor wafer having a polysilicon film stacked as an object to be processed. Then, the relationship between the configuration of the mounting table and the etching rate is shown. As shown in this figure, the mounting table without the insulating portion formed on the upper surface of the convex portion has the highest etching rate, but there is a problem that abnormal discharge is likely to occur as described above. The etching rate distribution in the wafer is not uniform, but in the mounting table having the configuration according to the present invention, the etching rate distribution in the wafer surface is also uniform,
It is clear that the etching rate is higher than that of the mounting table having the insulating portion formed on the entire surface.
【0031】次に、第2の実施例について説明を行う
が、第1の実施例同一部分については、同一符号を付け
て説明を省略する。図6に示すように、前記載置台4の
上部の周縁部は、所定の曲率Rを形成した凸曲面で構成
されており、この凸曲面の周縁部で、前記絶縁部41が
形成された構成となっている。このように構成したこと
により、電界の集中を抑制できるので、プラズマの異常
放電を抑制することができ、安定したプラズマを生成す
ることができるので、被処理体の処理が円滑に行うこと
ができる。Next, the second embodiment will be described. The same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, the peripheral portion of the upper portion of the mounting table 4 is formed of a convex curved surface having a predetermined curvature R, and the insulating portion 41 is formed at the peripheral portion of the convex curved surface. Has become. With this configuration, the concentration of the electric field can be suppressed, abnormal plasma discharge can be suppressed, and stable plasma can be generated, so that the object to be processed can be smoothly processed. .
【0032】尚、前記した各実施例では、平行平板型の
プラズマエッチング装置に適用した場合について説明し
たが、これに限定されず、例えば処理容器の天井部外側
に永久磁石を回転可能に設置した誘導磁界型プラズマ装
置、上部電極に替えて、マイクロ波を発射するアンテナ
を設けた誘導結合型プラズマ装置等にも適用することが
できる。また、被処理体が半導体ウェハで処理がエッチ
ングの場合のみならず、例えばLCD基板を処理対象と
する処理にも適用でき、また処理自体の種類もエッチン
グに限らず、スパッタリング、CVD、アッシング等の
処理に対しても適用することが可能であり、それらのプ
ラズマを発生させ、被処理体の処理を行う装置であれ
ば、どのような装置にも対応出来ることは言うまでもな
い。In each of the above-mentioned embodiments, the case where the invention is applied to the parallel plate type plasma etching apparatus has been described, but the invention is not limited to this, and for example, a permanent magnet is rotatably installed outside the ceiling of the processing container. The present invention can be applied to an induction magnetic field type plasma device, an inductively coupled plasma device provided with an antenna for emitting microwaves instead of the upper electrode, and the like. Further, not only when the object to be processed is a semiconductor wafer and the process is etching, but it can be applied not only to a process in which an LCD substrate is a process target, but the type of process itself is not limited to etching, and sputtering, CVD, ashing, etc. It is needless to say that the present invention can also be applied to processing, and can be applied to any apparatus as long as it is an apparatus for generating plasma of those and processing the object to be processed.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、プラズマに対し異常放
電を抑制し、安定したプラズマの生成が可能となるの
で、被処理体を円滑かつ均一な処理で行うことができ、
また、歩留まりを向上することができる。As described above, according to the present invention, since it is possible to suppress abnormal discharge with respect to plasma and generate stable plasma, the object to be processed can be smoothly and uniformly processed.
In addition, the yield can be improved.
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を示
す断面構成図である。FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図2】図1の載置台の要部を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the mounting table of FIG.
【図3】FIG. 3
【a】図1の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 1A is a schematic sectional view showing a process of forming the mounting table of FIG.
【b】図1の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。1B is a schematic cross-sectional view showing a process of forming the mounting table of FIG.
【c】図1の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 3C is a schematic cross-sectional view showing the process of forming the mounting table of FIG.
【d】図1の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 3D is a schematic cross-sectional view showing the process of forming the mounting table of FIG. 1.
【図4】図1中の載置台を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a mounting table in FIG.
【図5】図1の処理の作用を説明する表である。5 is a table for explaining the operation of the processing of FIG.
【図6】第2の実施例を説明する載置台の要部を示す拡
大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a main part of a mounting table for explaining a second embodiment.
2 処理容器 4 載置台 7 静電チャック 41 絶縁部 43 当接面 W 被処理体(半導体ウェハ) 2 Processing container 4 Mounting table 7 Electrostatic chuck 41 Insulating part 43 Contact surface W Object to be processed (semiconductor wafer)
Claims (3)
た載置台と、この載置台に設けられ被処理体を保持する
静電チャック機構とを具備し、前記処理容器内にプラズ
マを生起させ、前記被処理体を処理するプラズマ処理装
置であって、前記載置台は、前記静電チャック機構との
当接面の周縁部に絶縁部を設けたことを特徴とする処理
装置。1. A plasma processing apparatus comprising: a mounting table provided in an airtight processing container; and an electrostatic chuck mechanism provided on the mounting table for holding an object to be processed, wherein plasma is generated in the processing container. A plasma processing apparatus for processing the object to be processed, wherein the mounting table is provided with an insulating portion on a peripheral portion of a contact surface with the electrostatic chuck mechanism.
の外周部から10mm以下の範囲で形成されたことを特
徴とする請求項1のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating portion is formed within a range of 10 mm or less from an outer peripheral portion of the contact surface of the mounting table.
ることを特徴とする請求項1又は請求項2のプラズマ処
理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the contact surface has a roughness of about 10 μm or less.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33155894A JP3231202B2 (en) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | Plasma processing equipment |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-12-09 JP JP33155894A patent/JP3231202B2/en not_active Expired - Lifetime
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