JPH10287987A - Plasma etching device - Google Patents

Plasma etching device

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Publication number
JPH10287987A
JPH10287987A JP10023197A JP10023197A JPH10287987A JP H10287987 A JPH10287987 A JP H10287987A JP 10023197 A JP10023197 A JP 10023197A JP 10023197 A JP10023197 A JP 10023197A JP H10287987 A JPH10287987 A JP H10287987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
vacuum vessel
ceramic member
upper electrode
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP10023197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Fujimoto
茂 藤本
Osamu Yamazaki
修 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10023197A priority Critical patent/JPH10287987A/en
Publication of JPH10287987A publication Critical patent/JPH10287987A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma etching device capable of suppressing the abnormal discharge by local etching of an insulation shielding member in an etching stage and the generation of particles occurring in an etching material. SOLUTION: This plasma etching device includes a vacuum vessel 1,a vacuum vessel 1, a lower electrode 9 arranged with in the vacuum vessel 1, an upper electrode 12 arranged via the insulation shielding member 20 on the upper wall of the vacuum vessel 1, a supply means for supplying the etching gas into the vacuum vessel and a discharge means connected to the vacuum vessel. The insulation shielding member 20 has a highly thermally conductive ceramic member for insulating the upper electrode and the vacuum vessel 1, a highly corrosion resistant ceramic member 22 arranged in the rear surface part of the upper electrode existing on the peripheral of the plasma 30 generation area within the vacuum vessel, the highly thermally conductive ceramic member 21 parted from the plasma 30 generation area and a low thermally expanding ceramic member 23 arranged to cover the rear surface of the upper electrode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の製
造に用いられる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 used for manufacturing semiconductor devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のプラズマエッチング装置として
は、例えば図2に示す構造のものが知られている。導電
性材料(例えばステンレス)からなる真空容器31は、
上壁32に大口径穴33が開口され、かつ底部34の中
心付近に接地線取出穴35が開口されている。環状絶縁
部材36は、前記真空容器31の底部34上に前記取出
穴35に対して同心円状に配置されている。複数、例え
ば4つの排気穴37は、前記環状絶縁部材36および前
記真空容器31の底部34を貫通して開口されている。
排気管38は、前記真空容器31底面に前記各排気穴3
7と連通するようにそれぞれ連結されている。図示しな
い真空ポンプは、前記各排気管38の後端に取り付けら
れている。例えば円板状をなす下部電極39は、前記環
状絶縁部材36上に固定されている。前記下部電極39
には、前記取出穴35を通して外部から挿入された接地
線40が接続されている。
2. Description of the Related Art As a conventional plasma etching apparatus, for example, one having a structure shown in FIG. 2 is known. The vacuum vessel 31 made of a conductive material (for example, stainless steel)
A large-diameter hole 33 is opened in the upper wall 32, and a ground wire extraction hole 35 is opened near the center of the bottom 34. The annular insulating member 36 is arranged on the bottom 34 of the vacuum vessel 31 so as to be concentric with the outlet 35. A plurality of, for example, four exhaust holes 37 are opened through the annular insulating member 36 and the bottom 34 of the vacuum vessel 31.
The exhaust pipe 38 is provided at the bottom of the vacuum vessel 31 with the exhaust holes 3.
7 are connected to each other. A vacuum pump (not shown) is attached to the rear end of each exhaust pipe 38. For example, a lower electrode 39 having a disk shape is fixed on the annular insulating member 36. The lower electrode 39
Is connected to a ground wire 40 inserted from outside through the extraction hole 35.

【0003】上部外周に縁部を有し、内周部に段差とを
有する絶縁シールド部材41は、前記真空容器31の上
壁32の大口径穴33に嵌合されている。前記絶縁シー
ルド部材41は、例えばアルミナから作られている。上
部外周に縁部を有し、内周上部に段差を有する有底筒状
の上部電極42は、前記絶縁シールド部材41の段差に
係合してその内部に配置されている。前記上部電極42
の底部には、複数のエッチンクガス噴射孔43が開口さ
れている。下方に向けて拡口したガス導入穴44が中心
付近に開口されたヒートシンク45は、前記上部電極4
2の段差上に配置されている。このようなヒートシンク
45の配置により、前記上部電極42の内側に密閉され
た円板状空間46が形成される。エッチングガス供給管
47は、前記ヒートシンク45の導入穴44に連結され
ている。扁平環状をなすアルミナからなるシールドカバ
ー48は、前記シールド部材41の底面から前記ガス噴
射孔43を除く前記上部電極42の底面に亘って配置さ
れている。マッチングボックス49は、前記ヒートシン
ク45に接続され、かつRF電源50は前記マッチング
ボックス49に接続されている。なお、前記RF電源5
0は接地されている。
[0005] An insulating shield member 41 having an edge on the upper outer periphery and a step on the inner periphery is fitted in a large-diameter hole 33 in an upper wall 32 of the vacuum vessel 31. The insulating shield member 41 is made of, for example, alumina. A bottomed cylindrical upper electrode 42 having an edge at the upper outer periphery and a step at the upper inner periphery is engaged with the step of the insulating shield member 41 and disposed therein. The upper electrode 42
A plurality of etching gas injection holes 43 are opened at the bottom of the nozzle. A heat sink 45 having a gas introduction hole 44 opened downward is opened in the vicinity of the center.
It is arranged on two steps. With such an arrangement of the heat sink 45, a closed disk-shaped space 46 is formed inside the upper electrode 42. The etching gas supply pipe 47 is connected to the introduction hole 44 of the heat sink 45. The shield cover 48 made of a flat annular alumina is disposed from the bottom surface of the shield member 41 to the bottom surface of the upper electrode 42 excluding the gas injection holes 43. The matching box 49 is connected to the heat sink 45, and the RF power supply 50 is connected to the matching box 49. The RF power supply 5
0 is grounded.

【0004】ロードゲート51は、前記真空容器31の
側壁に取付けられ、アンロードゲート52は前記真空容
器31の側壁に前記ロードゲート51と向い合うように
取り付けられている。
The load gate 51 is mounted on the side wall of the vacuum vessel 31, and the unload gate 52 is mounted on the side wall of the vacuum vessel 31 so as to face the load gate 51.

【0005】このような構成のプラズマエッチング装置
において、下部電極39上に被エッチング基板、例えば
表面にレジストパターンのようなマスク材が形成された
半導体ウェハ53を設置し、図示しない真空ポンプを作
動して排気管38を通して真空容器31内のガスを排気
すると共にガス供給管47からエッチングガスを供給す
る。エッチングガスは、ガス導入穴44を通して上部電
極42とヒートシンク45で囲まれた密閉空間46に導
入され、前記上部電極42の有底部に開口された複数の
ガス噴射孔43を通して前記真空容器31の前記半導体
ウェハ53に向けて均一に噴射される。前記真空容器3
1内が所定の真空度になった時点で、RF電源50から
例えば350kHzの高周波電力をマッチングボックス
49を通して前記ヒートシンク45に供給すると、この
ヒートシンク45に接続された前記上部電極42と前記
下部電極39の間の前記真空容器31内にプラズマ54
が発生する。プラズマ54の発生により前記上部電極4
2のガス噴射孔43から供給されたエッチンクガスがラ
ジカル化され、このラジカル化されたエッチングガスに
より前記下部電極39上に設置された半導体ウェハ53
のマスク材から露出する部分がエッチングされる。
In the plasma etching apparatus having such a configuration, a substrate to be etched, for example, a semiconductor wafer 53 having a mask material such as a resist pattern formed on the surface thereof is placed on the lower electrode 39, and a vacuum pump (not shown) is operated. The gas in the vacuum vessel 31 is exhausted through the exhaust pipe 38 and the etching gas is supplied from the gas supply pipe 47. The etching gas is introduced into a sealed space 46 surrounded by the upper electrode 42 and the heat sink 45 through a gas introduction hole 44, and the plurality of gas injection holes 43 opened at the bottom of the upper electrode 42. The liquid is uniformly jetted toward the semiconductor wafer 53. The vacuum container 3
When a predetermined degree of vacuum is applied to the inside of the heat sink 1, when a high frequency power of, for example, 350 kHz is supplied from the RF power supply 50 to the heat sink 45 through the matching box 49, the upper electrode 42 and the lower electrode 39 connected to the heat sink 45 are supplied. Plasma 54 in the vacuum vessel 31 during
Occurs. The generation of the plasma 54 causes the upper electrode 4
The etching gas supplied from the second gas injection hole 43 is radicalized, and the radicalized etching gas causes the semiconductor wafer 53 placed on the lower electrode 39 to become radical.
The portion exposed from the mask material is etched.

【0006】上述したプラズマエッチングにおいて、前
記上部電極42下面近傍に位置するシールドカバー48
部分は高密度のプラズマに曝される。また、前記シール
ドカバー48の下面にエッチング物質が付着・堆積す
る。
In the above-described plasma etching, the shield cover 48 located near the lower surface of the upper electrode 42
The part is exposed to a high density plasma. Further, an etching substance adheres and deposits on the lower surface of the shield cover 48.

【0007】このようなシールドカバー48が高密度の
プラズマに曝された場合、前記シールドカバー48は耐
食性の優れたアルミナから形成されているため、前記シ
ールドカバー48が高密度のプラズマにより局所的にエ
ッチングされるのを抑制することが可能である。
When such a shield cover 48 is exposed to high-density plasma, the shield cover 48 is locally formed by high-density plasma because the shield cover 48 is formed of alumina having excellent corrosion resistance. Etching can be suppressed.

【0008】一方、前記シールドカバー48の下面にエ
ッチング物質が付着・堆積されて、プラズマ発生の有無
によるヒートサイクルを受けると、アルミナからなる前
記シールドカバー48は熱膨張係数が比較的大きいた
め、前記堆積物が剥離してパーティクルとなって浮遊
し、前記半導体ウェハ53表面に付着する。したがっ
て、半導体ウェハ53から半導体装置を製造する際の歩
留りが著しく低下する。
On the other hand, when an etching substance is attached and deposited on the lower surface of the shield cover 48 and undergoes a heat cycle depending on the presence or absence of plasma, the shield cover 48 made of alumina has a relatively large coefficient of thermal expansion. The deposits are separated and float as particles, and adhere to the surface of the semiconductor wafer 53. Therefore, the yield when manufacturing semiconductor devices from the semiconductor wafer 53 is significantly reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エッチング
過程での絶縁シールド部材の局所的なエッチングによる
異常放電を抑制すると共に、エッチング物質の堆積物に
起因するパーティクルの発生を抑制することが可能なプ
ラズマエッチング装置を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to suppress abnormal discharge due to local etching of an insulating shield member during an etching process and to suppress generation of particles due to deposits of an etching substance. It is intended to provide a simple plasma etching apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるプラズマ
エッチング装置は、少なくとも上壁および底部が導電性
材料からなる真空容器と、前記真空容器内に配置された
被エッチング基板の支持を兼ねる下部電極と、前記真空
容器の上壁に絶縁シールド部材を介して前記下部電極と
対向するように配置された上部電極と、前記真空容器内
にエッチングガスを供給するための供給手段と、前記真
空容器に連結された排気手段とを具備し、前記上部電極
と前記下部電極の間でプラズマを発生させて前記被エッ
チング基板をエッチング処理するプラズマエッチング装
置において、前記絶縁シールド部材は、前記上部電極と
前記真空容器上壁とを電気的に絶縁する高熱伝導性セラ
ミック部材と、前記真空容器内のプラズマ発生領域周辺
に位置する前記上部電極の下面部分に配置される環状の
高耐食性セラミック部材と、この高耐食性セラミック部
材外周に内周が接触し、プラズマ発生領域から離れた前
記高熱伝導性セラミック部材と前記上部電極の下面を覆
うように配置された環状の低熱膨張性セラミック部材と
を備えることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a plasma etching apparatus comprising: a vacuum container having at least an upper wall and a bottom portion made of a conductive material; and a lower electrode serving also as a support for a substrate to be etched disposed in the vacuum container. And an upper electrode disposed on the upper wall of the vacuum vessel so as to face the lower electrode via an insulating shield member; supply means for supplying an etching gas into the vacuum vessel; and A plasma etching apparatus that includes a connected exhaust means and generates plasma between the upper electrode and the lower electrode to etch the substrate to be etched, wherein the insulating shield member includes the upper electrode and the vacuum A high thermal conductive ceramic member for electrically insulating the upper wall of the container, and the upper member located around a plasma generation region in the vacuum container; An annular high-corrosion-resistant ceramic member arranged on the lower surface portion of the electrode, an inner periphery of which comes into contact with the outer periphery of the high-corrosion-resistant ceramic member so as to cover the lower surface of the high-thermal-conductivity ceramic member and the upper electrode separated from the plasma generation region. And an annular low-thermal-expansion ceramic member arranged at the same position.

【0011】前記高熱伝導性セラミック部材は、例えば
窒化アルミニウムから作られる。前記高耐食性セラミッ
ク部材は、例えばアルミナから作られる。前記低熱膨張
性セラミック部材は、例えば石英から作られる。
The high thermal conductive ceramic member is made of, for example, aluminum nitride. The high corrosion resistant ceramic member is made of, for example, alumina. The low thermal expansion ceramic member is made of, for example, quartz.

【0012】このような構成の本発明に係わるプラズマ
エッチング装置において、前記真空容器内にプラズマを
発生させると、前記真空容器内のプラズマ発生領域に位
置する前記上部電極の下面近傍の絶縁シールド部材で高
密度のプラズマを生じる。前記上部電極の下面近傍の前
記シールド部材の部分は高耐食性セラミック部材から形
成されているため、高密度のプラズマによる局所的なエ
ッチングを抑制することができる。その結果、前記シー
ルド部材の絶縁性の劣化、異常放電によるエッチング装
置の停止、被エッチング基板への損傷を防止することが
できる。
In the plasma etching apparatus according to the present invention having such a configuration, when plasma is generated in the vacuum vessel, the plasma is generated by the insulating shield member near the lower surface of the upper electrode located in the plasma generation region in the vacuum vessel. This produces a high density plasma. Since the portion of the shield member near the lower surface of the upper electrode is formed of a highly corrosion-resistant ceramic member, local etching by high-density plasma can be suppressed. As a result, it is possible to prevent deterioration of the insulation of the shield member, stop of the etching apparatus due to abnormal discharge, and damage to the substrate to be etched.

【0013】また、前記真空容器内にプラズマを発生さ
せて前記下部電極に設置された被エッチング基板をエッ
チングする際、エッチング物質がプラズマ発生領域から
離れた前記絶縁シールド部材下面に付着・堆積する。前
記絶縁シールド部材の下面部分は低熱膨張性セラミック
部材から形成されているため、プラズマ発生の有無によ
るヒートサイクルを受けても前記堆積物が前記シールド
部材から剥離するのを抑制できる。その結果、前記堆積
物が剥離してパーティクルとして浮遊し、被エッチング
基板表面に付着するを抑制することができる。
When plasma is generated in the vacuum vessel to etch the substrate to be etched provided on the lower electrode, an etching substance adheres and deposits on the lower surface of the insulating shield member away from the plasma generation region. Since the lower surface portion of the insulating shield member is formed of a low thermal expansion ceramic member, it is possible to prevent the deposit from peeling from the shield member even when subjected to a heat cycle due to the presence or absence of plasma. As a result, it is possible to prevent the deposit from peeling off and floating as particles, and adhering to the surface of the substrate to be etched.

【0014】さらに、前記上部電極と直接接触する前記
絶縁シールド部材の主部は絶縁性を有する高熱伝導性セ
ラミック部材により形成されているため、プラズマ発生
に伴って加熱される前記シールド部材の熱を前記高熱伝
導性セラミック部材を通して前記上部電極から良好に放
熱して前記シールド部材の温度変化を抑制することがで
きる。
Further, since the main part of the insulating shield member which is in direct contact with the upper electrode is formed of a highly heat conductive ceramic member having an insulating property, the heat of the shield member which is heated by plasma generation is reduced. By radiating heat well from the upper electrode through the high thermal conductive ceramic member, a temperature change of the shield member can be suppressed.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1を参照して詳細
に説明する。導電性材料(例えばステンレス)からなる
矩形状の真空容器1は、上壁2に円形状の大口径穴3が
開口され、かつ底部4の中心付近に接地線取出穴5が開
口されている。環状絶縁部材6は、前記真空容器1の底
部4上に前記取出穴5に対して同心円状に配置されてい
る。複数、例えば4つの排気穴7は、前記環状絶縁部材
6および前記真空容器1の底部4を貫通して開口されて
いる。排気管8は、前記真空容器1底面に前記各排気穴
7と連通するようにそれぞれ連結されている。図示しな
い真空ポンプは、前記各排気管8の後端に取り付けられ
ている。例えば円板状をなす下部平板電極9は、前記環
状絶縁部材6上に固定されている。前記下部平板電極9
には、前記取出穴5を通して外部から挿入された接地線
10が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG. A rectangular vacuum vessel 1 made of a conductive material (for example, stainless steel) has a circular large-diameter hole 3 opened in an upper wall 2, and a ground wire outlet hole 5 opened near the center of a bottom 4. The annular insulating member 6 is arranged on the bottom 4 of the vacuum vessel 1 concentrically with respect to the extraction hole 5. A plurality of, for example, four exhaust holes 7 are opened through the annular insulating member 6 and the bottom 4 of the vacuum vessel 1. The exhaust pipes 8 are respectively connected to the bottom surface of the vacuum vessel 1 so as to communicate with the exhaust holes 7. A vacuum pump (not shown) is attached to the rear end of each exhaust pipe 8. For example, a disk-shaped lower plate electrode 9 is fixed on the annular insulating member 6. The lower plate electrode 9
Is connected to a ground wire 10 inserted from the outside through the extraction hole 5.

【0016】上部外周に縁部を有し、内周部に段差とを
有する環状の金属製支持部材11は、前記真空容器1の
上壁2の大口径穴3に嵌合されている。上部電極12
は、前記支持部材11の内側にその支持部材11内周面
から所望の距離隔てて配置されている。前記上部電極1
2は、上面に環状のヒートシンク13が突出され、下部
に外側に階段状に拡口した筒状脚部14を有する円板状
の金属製電極本体15と、前記本体15の脚部14下面
に固定され、複数のガス噴射孔16が開口された金属製
底板17とから構成されている。前記電極本体15の中
心付近には、下方に向けて拡口したガス導入穴18が形
成されている。また、前記電極本体15の下面に前記底
板17を固定することにより、前記上部電極12の内部
に密閉された円板状空間19が形成される。
An annular metal support member 11 having an edge on the upper outer periphery and a step on the inner periphery is fitted in the large-diameter hole 3 in the upper wall 2 of the vacuum vessel 1. Upper electrode 12
Is disposed inside the support member 11 at a desired distance from the inner peripheral surface of the support member 11. The upper electrode 1
2 is a disk-shaped metal electrode main body 15 having an annular heat sink 13 protruding from the upper surface and having a cylindrical leg 14 widened stepwise outward at the lower portion, and a lower surface of the leg portion 14 of the main body 15. It comprises a metal bottom plate 17 which is fixed and has a plurality of gas injection holes 16 opened. In the vicinity of the center of the electrode main body 15, a gas introduction hole 18 is formed to expand downward. Further, by fixing the bottom plate 17 to the lower surface of the electrode body 15, a closed disk-shaped space 19 is formed inside the upper electrode 12.

【0017】絶縁シールド部材20は、前記支持基板1
1と前記上部電極12の間に配置され、前記上部電極1
2を前記真空容器1から電気的に絶縁している。前記絶
縁シールド部材20は、前記支持部材11と前記電極本
体15の間に底面が前記底板17と面一となるように嵌
合された窒化アルミニウムからなる環状絶縁ブロック2
1と、プラズマ発生領域近傍に位置する前記底板17下
面に被覆されたアルミナからなる環状の第1シールドカ
バー22と、前記底板17下面、前記絶縁ブロック21
下面および前記支持部材11の下面付近に亘って被覆さ
れ、内周面が前記第1シールドカバー22の外周面に接
触する石英からなる第2シールドカバー23とから構成
されている。
The insulating shield member 20 is provided on the support substrate 1.
1 and the upper electrode 12 and the upper electrode 1
2 is electrically insulated from the vacuum vessel 1. The insulating shield member 20 includes an annular insulating block 2 made of aluminum nitride fitted between the support member 11 and the electrode body 15 such that a bottom surface thereof is flush with the bottom plate 17.
1, an annular first shield cover 22 made of alumina coated on the lower surface of the bottom plate 17 located near the plasma generation region, the lower surface of the bottom plate 17 and the insulating block 21
A second shield cover 23 made of quartz, which covers the lower surface and the vicinity of the lower surface of the support member 11 and whose inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the first shield cover 22, is provided.

【0018】ガス供給管24は、前記電極本体15の導
入穴18に連結されている。マッチングボックス25
は、前記電極本体15に接続され、かつRF電源26は
前記マッチングボックス25に接続されている。なお、
前記RF電源26は接地されている。ロードゲート27
は、前記真空容器1の側壁に取付けられ、アンロードゲ
ート28は前記真空容器1の側壁に前記ロードゲート2
7と向い合うように取り付けられている。
The gas supply pipe 24 is connected to the introduction hole 18 of the electrode body 15. Matching box 25
Are connected to the electrode body 15, and the RF power supply 26 is connected to the matching box 25. In addition,
The RF power supply 26 is grounded. Road gate 27
Is mounted on the side wall of the vacuum vessel 1, and the unload gate 28 is provided on the side wall of the vacuum vessel 1.
7 is attached to face.

【0019】次に、前述したプラズマエッチング装置の
動作を説明する。ロードゲート27を開いて、ここから
被エッチング基板、例えば表面にレジストパターンのよ
うなマスク材が形成された半導体ウェハ29を真空容器
1内に搬送し、下部電極9上に設置する。図示しない真
空ポンプを作動して排気管8を通して真空容器1内のガ
スを排気すると共にガス供給管24からエッチングガス
を供給する。エッチングガスは、電極本体15のガス導
入穴18を通して電極本体15と底板17で囲まれた密
閉空間19に導入され、前記底板17に開口された複数
のガス噴射孔16を通して前記真空容器1の前記半導体
ウェハ29に向けて均一に噴射される。前記真空容器1
内が所定の真空度になった時点で、RF電源26から例
えば350kHzの高周波電力をマッチングボックス2
5を通して前記上部電極12に供給すると、前記下部電
極9と前記上部電極12の間の前記真空容器1内にプラ
ズマ30が発生する。プラズマ30の発生により前記上
部電極12のガス噴射孔16から供給されたエッチンク
ガスがラジカル化され、このラジカル化されたエッチン
グガスにより前記下部電極9上に設置された半導体ウェ
ハ29のマスク材から露出する部分がエッチングされ
る。エッチング終了後は、エッチングガスの供給、高周
波電力の供給および真空ポンプの作動を停止し、ガス供
給管24から例えば窒素ガスを導入して前記真空容器1
内のガスを窒素ガスに置換して前記真空容器1内が常圧
状態になった時点で、アンロードゲート28を開いて前
記下部電極9に設置されたエッチング後の半導体ウェハ
29を前記真空容器1の外部に取り出す。
Next, the operation of the above-described plasma etching apparatus will be described. The load gate 27 is opened, and a substrate to be etched, for example, a semiconductor wafer 29 on the surface of which a mask material such as a resist pattern is formed is transferred into the vacuum vessel 1 and placed on the lower electrode 9. By operating a vacuum pump (not shown), the gas in the vacuum vessel 1 is exhausted through the exhaust pipe 8, and an etching gas is supplied from the gas supply pipe 24. The etching gas is introduced into a sealed space 19 surrounded by the electrode body 15 and the bottom plate 17 through a gas introduction hole 18 of the electrode body 15, and the gas of the vacuum vessel 1 is passed through a plurality of gas injection holes 16 opened in the bottom plate 17. The liquid is uniformly jetted toward the semiconductor wafer 29. The vacuum container 1
When the inside reaches a predetermined degree of vacuum, high-frequency power of, for example, 350 kHz is supplied from the RF power source 26 to the matching box 2
When supplied to the upper electrode 12 through 5, the plasma 30 is generated in the vacuum vessel 1 between the lower electrode 9 and the upper electrode 12. The etching gas supplied from the gas injection holes 16 of the upper electrode 12 is radicalized by the generation of the plasma 30, and is exposed from the mask material of the semiconductor wafer 29 placed on the lower electrode 9 by the radicalized etching gas. The part is etched. After the completion of the etching, the supply of the etching gas, the supply of the high frequency power, and the operation of the vacuum pump are stopped, and for example, nitrogen gas is introduced from the gas supply pipe 24 to the vacuum vessel 1.
When the inside gas is replaced with nitrogen gas and the inside of the vacuum vessel 1 becomes a normal pressure state, the unload gate 28 is opened and the etched semiconductor wafer 29 placed on the lower electrode 9 is removed from the vacuum vessel 1. Take out outside of 1.

【0020】上述した半導体ウェハ29のプラズマエッ
チングにおいて、プラズマ30の形成領域近傍の前記上
部電極12(底板17)部分に位置する絶縁シールド部
材20の第1シールドカバー22周辺はプラズマの密度
が高くなる。前記第1シールドカバー22は、耐食性の
優れたアルミナからなるため、高密度のプラズマの発生
により局所的にエッチングされるのを抑制することがで
きる。その結果、前記絶縁シールド部材20の絶縁性の
劣化、異常放電によるエッチング装置の停止、半導体ウ
ェハ29への損傷を防止することができる。
In the above-described plasma etching of the semiconductor wafer 29, the density of the plasma increases around the first shield cover 22 of the insulating shield member 20 located in the upper electrode 12 (bottom plate 17) portion near the region where the plasma 30 is formed. . Since the first shield cover 22 is made of alumina having excellent corrosion resistance, local etching due to generation of high-density plasma can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the insulation property of the insulating shield member 20 from deteriorating, stopping the etching apparatus due to abnormal discharge, and preventing damage to the semiconductor wafer 29.

【0021】また、前記真空容器1内にプラズマ30を
発生させて前記下部電極9に設置された半導体ウェハ2
9をエッチングする際、エッチング物質がプラズマ30
から離れた前記絶縁シールド部材20の第2シールドカ
バー23下面に付着・堆積する。前記第2シールドカバ
ー23は、低熱膨張性の石英からなるため、プラズマ3
0の発生の有無によりヒートサイクルを受けた際に前記
第2シールドカバー23の膨脹度合を著しく低減でき、
前記堆積物が前記第2シールドカバー23から剥離する
のを長期間に亘って抑制できる。その結果、前記堆積物
が剥離することに伴うパーティクルの発生を抑制できる
ため、半導体ウェハ29表面にパーティクルが付着する
のを防止して前記半導体ウェハ29から製造される半導
体装置の歩留りを向上できる。
Further, a plasma 30 is generated in the vacuum vessel 1 and the semiconductor wafer 2 set on the lower electrode 9 is formed.
When etching 9, the etching material is plasma 30
And adheres and deposits on the lower surface of the second shield cover 23 of the insulating shield member 20 that is separated from the second shield cover 23. Since the second shield cover 23 is made of low thermal expansion quartz, the plasma 3
The degree of expansion of the second shield cover 23 can be significantly reduced when subjected to a heat cycle depending on the presence or absence of 0,
The separation of the deposit from the second shield cover 23 can be suppressed for a long period of time. As a result, generation of particles due to the separation of the deposits can be suppressed, so that particles are prevented from adhering to the surface of the semiconductor wafer 29, and the yield of semiconductor devices manufactured from the semiconductor wafer 29 can be improved.

【0022】さらに、前記上部電極12(電極本体1
5)と直接接触する前記絶縁シールド部材20の環状絶
縁ブロック21は高熱伝導性を有する窒化アルミニウム
からなるため、プラズマ30の発生に伴って前記環状絶
縁ブロック21が加熱されても、前記絶縁シールド部材
20の熱を前記環状絶縁ブロック21を通して前記上部
電極12に伝達し、このヒートシンク13から良好に放
熱できる。その結果、前記絶縁シールド部材20、特に
第2シールドカバー23の温度変化を抑制することがで
きる。したがって、前記第2シールドカバー23に付着
された堆積物の剥離をより一層効果的に抑制できると共
に、前記絶縁シールド部材20の各構成部材への熱衝撃
を緩和することが可能になる。
Further, the upper electrode 12 (electrode body 1)
5) Since the annular insulating block 21 of the insulating shield member 20 that is in direct contact with the insulating shield member 20 is made of aluminum nitride having high thermal conductivity, even if the annular insulating block 21 is heated with the generation of the plasma 30, the insulating shield member is The heat of 20 is transmitted to the upper electrode 12 through the annular insulating block 21 and can be radiated well from the heat sink 13. As a result, a temperature change of the insulating shield member 20, particularly the second shield cover 23 can be suppressed. Therefore, it is possible to more effectively suppress the detachment of the deposit attached to the second shield cover 23 and to reduce the thermal shock to each component of the insulating shield member 20.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるプ
ラズマエッチング装置によればエッチング過程での絶縁
シールド部材の局所的なエッチングによる異常放電と、
エッチング物質の堆積に起因するパーティクルの発生を
長期間に亘って抑制でき、ひいては長期間安定したエッ
チング操作を可能にすると共に被エッチング基板から製
造される半導体装置等のデバイスの歩留まりを向上でき
る等顕著な効果を奏する。
As described above in detail, according to the plasma etching apparatus according to the present invention, abnormal discharge due to local etching of the insulating shield member during the etching process,
The generation of particles due to the deposition of the etching substance can be suppressed for a long period of time, and thus, a stable etching operation can be performed for a long period of time, and the yield of devices such as semiconductor devices manufactured from the substrate to be etched can be improved. Effect.

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

【図1】本発明の実施例のプラズマエッチング装置を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のプラズマエッチング装置を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional plasma etching apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空容器、 9…下部電極、 12…上部電極、 20…絶縁シールド部材、 21…窒化アルミニウムからなる環状ブロック、 22…アルミナからなる第1シールドカバー、 23…石英からなる第2シールドカバー、 26…RF電源、 29…半導体ウェハ、 30…プラズマ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 9 ... Lower electrode, 12 ... Upper electrode, 20 ... Insulation shield member, 21 ... Annular block made of aluminum nitride, 22 ... First shield cover made of alumina, 23 ... Second shield cover made of quartz, 26: RF power supply, 29: Semiconductor wafer, 30: Plasma.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも上壁および底部が導電性材料
からなる真空容器と、 前記真空容器内に配置された被エッチング基板の支持を
兼ねる下部電極と、 前記真空容器の上壁に絶縁シールド部材を介して前記下
部電極と対向するように配置された上部電極と、 前記真空容器内にエッチングガスを供給するための供給
手段と、 前記真空容器に連結された排気手段とを具備し、前記上
部電極と前記下部電極の間でプラズマを発生させて前記
被エッチング基板をエッチング処理するプラズマエッチ
ング装置において、 前記絶縁シールド部材は、前記上部電極と前記真空容器
上壁とを電気的に絶縁する高熱伝導性セラミック部材
と、前記真空容器内のプラズマ発生領域周辺に位置する
前記上部電極の下面部分に配置される環状の高耐食性セ
ラミック部材と、この高耐食性セラミック部材外周に内
周が接触し、プラズマ発生領域から離れた前記高熱伝導
性セラミック部材と前記上部電極の下面を覆うように配
置された環状の低熱膨張性セラミック部材とを備えるこ
とを特徴とするプラズマエッチング装置。
A vacuum container having at least an upper wall and a bottom portion made of a conductive material; a lower electrode serving as a support for a substrate to be etched disposed in the vacuum container; and an insulating shield member on an upper wall of the vacuum container. An upper electrode disposed so as to face the lower electrode via a supply electrode, a supply unit for supplying an etching gas into the vacuum container, and an exhaust unit connected to the vacuum container. A plasma etching apparatus that generates plasma between the lower electrode and the lower electrode to etch the substrate to be etched, wherein the insulating shield member has a high thermal conductivity for electrically insulating the upper electrode from the upper wall of the vacuum vessel. A ceramic member and an annular high-corrosion-resistant ceramic disposed on a lower surface portion of the upper electrode located around a plasma generation region in the vacuum vessel Material, the inner periphery of which is in contact with the outer periphery of the high corrosion resistant ceramic member, the high thermal conductive ceramic member separated from the plasma generation region and the annular low thermal expansion ceramic member arranged to cover the lower surface of the upper electrode. A plasma etching apparatus, comprising:
【請求項2】 前記高熱伝導性セラミック部材は、窒化
アルミニウムからなり、前記高耐食性セラミック部材は
アルミナからなり、かつ前記低熱膨張性セラミック部材
は石英からなることを特徴とする請求項1記載のプラズ
マエッチング装置。
2. The plasma according to claim 1, wherein said high thermal conductive ceramic member is made of aluminum nitride, said high corrosion resistant ceramic member is made of alumina, and said low thermal expansion ceramic member is made of quartz. Etching equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260748A (en) * 1999-03-02 2000-09-22 Applied Materials Inc Semiconductor manufacturing apparatus

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